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3G能否加速IPv6的规模应用?

网络技术2022-06-06阅读
网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

IPv6是一种基于IPv4的技术演进,用于解决IP地址不足等问题。它具有以下特征:采用扩展和分级的地址空间,用128比特地址长度取代32比特,提供几乎无限的编址,地址空间分级提高了网络效率;“即插即用”,自动配置;内置对IP安全性的支持;固定长度和简化的IP报头,实现硬件实施最佳化;扩展报头,提高效率,并保证协议的后续发展;改善对业务质量、多播和移动IP的支持。目前,IPv6在全球已有应用,大部分属于试验网或用于科研教育的商用网。对于IPv6的大规模商用,业界普遍认为3G将起到举足轻重的推动作用。      随着全球区域GPRS、cdma1X网络的广泛应用,移动数据业务已日益深入人心。同时,全球许多移动运营商正积极投入3G网络的建设,为移动用户提供更加丰富的高速数据业务和多媒体业务。毫无疑问,在未来的几年,全球移动数据业务用户的数量和增长率都将远远高于固定Internet用户。

IPv6克服了IPv4面临的诸多问题,包括IP地址危机和安全性等。2001年,WCDMA标准化组织3GPP在制定R5阶段IP多媒体子系统(IMS)规范时,明确规定应用多媒体域业务时,用户终端必须使用IPv6地址进行通信。对于移动网络功能实体而言,IMS的所有功能实体,包括用户终端UE、呼叫状态控制服务器CSCF(包括P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF)、媒体网关控制服务器MGCF、媒体资源MRF和应用服务器AS都必须支持IPv6。GGSN与IMS有接口,也必须支持IPv6,支持动态地址解析,GGSN还必须支持v6协议。

IMS主要实现对IP多媒体业务的控制,而对用户数据的承载则由分组承载核心网完成。在建设3G网络时,许多运营商准备对目前的GPRS网络进行升级,组建2G/3G合一的分组核心网,支持2G/3G用户。考虑到网络演进的需求,3GPP规定分组承载网可使用IPv4或IPv6。SGSN作为分组承载网的内部实体,可只支持IPv4或IPv6,或同时支持IPv4和IPv6,GGSN支持IPv6或同时支持IPv4和IPv6。由于IMS终端拥有IPv6地址,需对SGSN与GGSN之间的GTP-C控制信令和SGSN与UE之间的层三控制信令进行修改,支持传送用户终端IPv6地址参数。

正当通信界普遍认为WCDMA将成为IPv6发展的驱动力时,事情发生了变化。2003年,移动运营商为了向3G用户提供更加丰富的多媒体业务,促进WCDMA IMS及早引入,向3GPP提出建议,重新审视IMS使用IPv6的决定是否符合行业潮流,是否满足运营商和厂家的共同兴趣。由于IPv6的规模商用达不到预计的速度,缺乏所有基于IPv6产品的支持将使基于IPv6的IMS应用延迟。初始IMS产品将基于IPv4,或者同时支持IPv6和IPv4,而运营商初期将建设基于IPv4的IMS,不符合现有的3GPP R5 IMS规范。运营商同时还指出,3G的另一种主流制式cdma2000的标准化组织3GPP2制定的多媒体域MMD可基于IPv4或IPv6实现,Internet上已有不少基于IPv4的商用SIP终端,这将引发3GPP IMS与外部的互通问题。针对上述问题,3GPP正在研究是否需要重新引入基于IPv4的IMS,以及基于IPv4和IPv6 IMS之间的互通和漫游、IMS和IPv4 SIP应用之间的互通。

IPv4的地址危机已在不少国家暴露出来,尤其在移动用户数量迅猛增加的中国矛盾更加突出。事实上,运营商可通过私有地址和NAT技术在较长时间内满足地址需求,同时IP的安全除IPsec之外还有其它解决途径,固网NGN的建设已经证明了这一点。因此,3G是否会成为IPv6规模商用进程的强有力推动者,运营商最终将根据实际应用来进行决策。

着眼移动网的发展远景,随着全球移动数据用户数量的飞速增长以及IP多媒体业务的日益普及,势必将IPv6应用于IP多媒体系统,可为每个移动用户分配一个固定的IP地址,最终解决目前面临的一些问题,如移动数据用户难以做被叫、网络发起的PUSH业务、用户安全隐患、NAT转换影响效率等。如何从基于IPv4的初始IMS系统过渡到基于IPv6的完善IMS系统,是运营商和设备商共同关注的课题。



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