【文章內容簡介】 s, data traffic over cellular works has seen an exponential rise, primarily due to the explosion of smartphones, tablets, and increase in data traffic on cellular works has caused an immediate need 8 for offloading traffic for optimum performance of both voice and data a result, different innovative solutions have emerged to manage data traffic. Some of the key technologies include WiFi, femtocells, and IP flow mobility. The growth of data traffic is also creating challenges for the backhaul of cellular works。 therefore, solutions such as core work offloading and media optimization are also gaining popularity. This article aims to provide a survey of mobile data offloading technologies including insights from the business perspective as well. 綜述： 移動 IP 是移動通信和 IP 的深層融合，也是對現(xiàn)有移動通信方式的深 刻變革，它將真正實現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的業(yè)務融合，它的目標是將無線話 音和無線數(shù)據(jù)綜合到一個技術平臺上傳輸，這一平臺就是 IP 協(xié)議。為 了滿足移動節(jié)點在移動中保持其連接性，移動 IP 技術隨之產生。 移動 IP的重要概念 移動代理 (Mobility Agent) 分為歸屬代理和外區(qū)代理兩類。歸屬代理是歸屬網上的 移動代理， 它至少有一個接口在歸屬網上。其責任是當移動節(jié)點移動到外區(qū) 網時，截收發(fā)往該點的數(shù)據(jù)包，并使用隧道技術將這些數(shù)據(jù)包轉 發(fā)到移動節(jié)點的轉交節(jié)點。外區(qū)代理位于移動節(jié)點所在的當前外 區(qū)網上，它負責解除原始數(shù)據(jù)包的隧道封裝，取出原始數(shù)據(jù)包， 并將其轉發(fā)到該移動節(jié)點。 移動 IP 地址 移動 IP 節(jié)點擁有兩個 IP 地址。一個是歸屬地址，是移動節(jié)點與 歸屬網連接時使用的地址，不管移動節(jié)點移至網絡何處，其歸屬 地址保持不變。二是轉交地址，就是隧道終點地址，轉交地址可 能是外 區(qū)代理轉交地址，也可能是駐留本地的轉交地址。通常用 的是外區(qū)代理轉交地址。在這種地址模式中，外區(qū)代理就是隧道 的終點，它接收隧道數(shù)據(jù)包，解除數(shù)據(jù)包的隧道封裝，然后將原 始數(shù)據(jù)包轉發(fā)到移動節(jié)點。 位置登記 (Registration) 移動節(jié)點必須將其位置信息向其歸屬代理進行登記，以便被找到。 代理發(fā)現(xiàn) (Agent Discovery) 一是被動發(fā)現(xiàn)即代理布告 (agent advertisement)，移動節(jié)點等待 本地移動代理周期性的廣播代理通告報文；二是主動發(fā)現(xiàn)即 代理 請求 (agent solicitation)，移動節(jié)點廣播一條請求代理的報文。 9 隧道技術 (Tunneling) 當移動節(jié)點在外區(qū)網上時，歸屬代理需要將原始數(shù)據(jù)報轉發(fā)給已 登記的外區(qū)代理。這時，歸屬代理使用 IP 隧道技術，將原始 IP 數(shù)據(jù)包封裝在轉發(fā)的 IP 數(shù)據(jù)包中，從而使原始 IP 數(shù)據(jù)包原封不 動的轉發(fā)到處于隧道終點的轉交地址處。 移動 IP的關鍵技術 代理發(fā)現(xiàn) 移動 IP 通過擴展現(xiàn)有的“ ICMP 路由器發(fā)現(xiàn)”機制來實現(xiàn)代理發(fā) 現(xiàn) 。 代理發(fā)現(xiàn)機制檢測移動節(jié)點 是否從一個網絡移動到另一個網 絡，并檢測它是否返回歸屬鏈路。當移動節(jié)點移動到一個新的外 埠鏈路時，代理發(fā)現(xiàn)機制也能幫助它發(fā)現(xiàn)合適的外埠代理。 (1)代理布告 (agent advertisement) 在所連接的網絡上，歸屬代理和外埠代理定期廣播“代理布告” 消息，以宣告自己的存在。代理布告消息是 ICMP路由器布告消息 的擴展，它包含路由器 IP地址和代理布告擴展信息。移動節(jié)點時 刻監(jiān)聽代理布告消息，以判斷自己是否漫游出本地網絡。若移動 節(jié)點從自己的歸屬 代理接收到一個代理布告消息，它就能推斷已 返回歸屬，并直接向歸屬代理注冊，否則移動節(jié)點將選擇是保留 當前的注冊，還是向新的外埠代理進行注冊。 (2)代理請求 (agent solicitation) 拜訪地代理周期性地發(fā)送代理布告消息，若移動節(jié)點獲得代理信 息，它可發(fā)送一個 ICMP“代理請求”消息。任何代理收到代理請 求消息后，應立即發(fā)送。代理請求與 ICMP 路由器請求消息格式相 同，只是它要求將 IP 的 TTL 域置為 1。 注冊即位置登記 移動節(jié)點發(fā)現(xiàn)自 己的網絡接入點從一條鏈路切換到另一鏈路時， 就要進行注冊。另外，由于注冊信息有一定的生存時間，所以移 動節(jié)點在沒有發(fā)生移動時也要注冊。移動 IP 的注冊功能是：移動 節(jié)點可得到外埠鏈路上外埠代理的路由服務；可將其轉交地址通 知歸屬代理；可使要過期的注冊重新生效。另外，移動節(jié)點在回 到歸屬鏈路時，需要進行反注冊。 注冊的其它功能是：可同時注冊多個轉交地址，此時歸屬代理通 過隧道，將發(fā)往移動節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包發(fā)往移動節(jié)點的每個 轉交地址；可在注銷一個轉交地址的同時保留其它轉交地址 ；在 不知道歸屬代理的情況下，移動節(jié)點可通過注冊，動態(tài)獲得歸屬 代理地址。 移動 IP 的注冊過程一般在代理發(fā)現(xiàn)機制完成之后進行。當移動節(jié) 點發(fā)現(xiàn)已返回歸屬鏈路時，就向歸屬代理注冊，并開始象固定節(jié) 點或路由器那樣通信，當移動節(jié)點位于外區(qū)鏈路時，能得到一個 轉交地址，并通過外區(qū)代理向歸屬代理注冊這個地址。有兩種不 同的登記規(guī)程。一種是通過外區(qū)代理，移動節(jié)點向外區(qū)代理發(fā)送 登記請求報文，然后將報文中繼到移動節(jié)點的歸屬代理；歸屬代 理處理完登記請求報文后向外區(qū)代理發(fā)送登記答復報文 (接受或 拒絕登記請求 )，外區(qū)代理處理登記答復報文，并將其轉發(fā)到移動 10 節(jié)點。另一種是直接向歸屬代理進行登記，即移動節(jié)點向其歸屬 代理發(fā)送登記請求報文，歸屬代理處理后向移動節(jié)點發(fā)送登記答 復報文。 移動 IP 的注冊操作使用 UDP 數(shù)據(jù)報文，相應的包括注冊請求和注 冊應答兩種消息。移動結點通過這兩種注冊消息，向歸屬網絡注 冊新的轉發(fā)地址。 隧道技術 隧道技術在移動 IP 中非常重要。移動 IP 使用 IP 的 IP 封裝、最 小封裝和通用路由封裝 (GRE)三種隧道技術。 (1)IP 的 IP 封裝 由 RFC20xx 定義，用于將 IPv4 包放在另一個 IPv4 包的凈荷部分。 其過程非常簡單，只需把一個 IP 包放在一個新的 IP包的凈荷中。 采用 IP 的 IP 封裝的隧道對穿過的數(shù)據(jù)包來說，猶如一條虛擬鏈 路。移動 IP 要求歸屬代理和外埠代理實現(xiàn) IP 的 IP 封裝，以實現(xiàn) 從歸屬代理到轉交地址的隧道。 (2)IP 的最小封裝 由 RFC20xx 定義，是移動 IP中的一種可選隧道方式。目的是減少 實現(xiàn)隧道所需的額外字節(jié)數(shù)，通過去掉 IP的 IP封 裝中內層 IP報 頭和外層 IP的報頭的冗余部分完成。與 IP 的 IP 封裝相比，它可 節(jié)省字節(jié) (一般 8byte)。但當原始數(shù)據(jù)包已經過分片時，最小封 裝就無能為力了。在隧道內的每臺路由器上，由于原始包的生存 時間域值都會減小，以使歸屬代理在采用最小封裝時，移動節(jié)點 不可到達的概率增大。 (3)由 RFC1701 定義，是移動 IP 采用的最后一種隧道技術。除了 IP 協(xié)議外， GRE 還支持其它網絡層協(xié)議，它允許一種協(xié)議的數(shù)據(jù) 包封裝在另一種協(xié)議數(shù)據(jù)包的凈荷中。在某些應用中， GRE 防止 遞歸封裝的機制也非常有吸引力。 移動 IP的工作過程 IP主機經過標準的 IP選路，發(fā)往移動節(jié)點的數(shù)據(jù)包抵達歸屬 網。 數(shù)據(jù)包被歸屬代理接收，由注冊表可知移動節(jié)點的關聯(lián)地址。 采用 隧道