【文章內(nèi)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(shí)現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)融合，它的目標(biāo)是將無線話 音和無線數(shù)據(jù)綜合到一個(gè)技術(shù)平臺上傳輸，這一平臺就是 IP 協(xié)議。為 了滿足移動節(jié)點(diǎn)在移動中保持其連接性，移動 IP 技術(shù)隨之產(chǎn)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(wǎng)上的 移動代理， 它至少有一個(gè)接口在歸屬網(wǎng)上。其責(zé)任是當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)移動到外區(qū) 網(wǎng)時(shí)，截收發(fā)往該點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，并使用隧道技術(shù)將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn) 發(fā)到移動節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交節(jié)點(diǎn)。外區(qū)代理位于移動節(jié)點(diǎn)所在的當(dāng)前外 區(qū)網(wǎng)上，它負(fù)責(zé)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(zhuǎn)發(fā)到該移動節(jié)點(diǎn)。 移動 IP 地址 移動 IP 節(jié)點(diǎn)擁有兩個(gè) IP 地址。一個(gè)是歸屬地址，是移動節(jié)點(diǎn)與 歸屬網(wǎng)連接時(shí)使用的地址，不管移動節(jié)點(diǎn)移至網(wǎng)絡(luò)何處，其歸屬 地址保持不變。二是轉(zhuǎn)交地址，就是隧道終點(diǎn)地址，轉(zhuǎn)交地址可 能是外 區(qū)代理轉(zhuǎn)交地址，也可能是駐留本地的轉(zhuǎn)交地址。通常用 的是外區(qū)代理轉(zhuǎn)交地址。在這種地址模式中，外區(qū)代理就是隧道 的終點(diǎn)，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(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點(diǎn)。 位置登記 (Registration) 移動節(jié)點(diǎn)必須將其位置信息向其歸屬代理進(jìn)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(diǎn)等待 本地移動代理周期性的廣播代理通告報(bào)文；二是主動發(fā)現(xiàn)即 代理 請求 (agent solicitation)，移動節(jié)點(diǎn)廣播一條請求代理的報(bào)文。 9 隧道技術(shù) (Tunneling) 當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)在外區(qū)網(wǎng)上時(shí)，歸屬代理需要將原始數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給已 登記的外區(qū)代理。這時(shí)，歸屬代理使用 IP 隧道技術(shù)，將原始 IP 數(shù)據(jù)包封裝在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)到處于隧道終點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址處。 移動 IP的關(guān)鍵技術(shù) 代理發(fā)現(xiàn) 移動 IP 通過擴(kuò)展現(xiàn)有的“ ICMP 路由器發(fā)現(xiàn)”機(jī)制來實(shí)現(xiàn)代理發(fā) 現(xiàn) 。 代理發(fā)現(xiàn)機(jī)制檢測移動節(jié)點(diǎn) 是否從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)移動到另一個(gè)網(wǎng) 絡(luò)，并檢測它是否返回歸屬鏈路。當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)移動到一個(gè)新的外 埠鏈路時(shí)，代理發(fā)現(xiàn)機(jī)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(wǎng)絡(luò)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(kuò)展，它包含路由器 IP地址和代理布告擴(kuò)展信息。移動節(jié)點(diǎn)時(shí) 刻監(jiān)聽代理布告消息，以判斷自己是否漫游出本地網(wǎng)絡(luò)。若移動 節(jié)點(diǎn)從自己的歸屬 代理接收到一個(gè)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(diǎn)將選擇是保留 當(dāng)前的注冊，還是向新的外埠代理進(jìn)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(diǎn)獲得代理信 息，它可發(fā)送一個(gè) ICMP“代理請求”消息。任何代理收到代理請 求消息后，應(yīng)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(diǎn)發(fā)現(xiàn)自 己的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)從一條鏈路切換到另一鏈路時(shí)， 就要進(jìn)行注冊。另外，由于注冊信息有一定的生存時(shí)間，所以移 動節(jié)點(diǎn)在沒有發(fā)生移動時(shí)也要注冊。移動 IP 的注冊功能是：移動 節(jié)點(diǎn)可得到外埠鏈路上外埠代理的路由服務(wù)；可將其轉(zhuǎn)交地址通 知?dú)w屬代理；可使要過期的注冊重新生效。另外，移動節(jié)點(diǎn)在回 到歸屬鏈路時(shí)，需要進(jìn)行反注冊。 注冊的其它功能是：可同時(shí)注冊多個(gè)轉(zhuǎn)交地址，此時(shí)歸屬代理通 過隧道，將發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)歸屬地址的數(shù)據(jù)包發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)的每個(gè) 轉(zhuǎn)交地址；可在注銷一個(gè)轉(zhuǎn)交地址的同時(shí)保留其它轉(zhuǎn)交地址 ；在 不知道歸屬代理的情況下，移動節(jié)點(diǎn)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(jī)制完成之后進(jìn)行。當(dāng)移動節(jié) 點(diǎn)發(fā)現(xiàn)已返回歸屬鏈路時(shí)，就向歸屬代理注冊，并開始象固定節(jié) 點(diǎn)或路由器那樣通信，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)位于外區(qū)鏈路時(shí)，能得到一個(gè) 轉(zhuǎn)交地址，并通過外區(qū)代理向歸屬代理注冊這個(gè)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(diǎn)向外區(qū)代理發(fā)送 登記請求報(bào)文，然后將報(bào)文中繼到移動節(jié)點(diǎn)的歸屬代理；歸屬代 理處理完登記請求報(bào)文后向外區(qū)代理發(fā)送登記答復(fù)報(bào)文 (接受或 拒絕登記請求 )，外區(qū)代理處理登記答復(fù)報(bào)文，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到移動 10 節(jié)點(diǎn)。另一種是直接向歸屬代理進(jìn)行登記，即移動節(jié)點(diǎn)向其歸屬 代理發(fā)送登記請求報(bào)文，歸屬代理處理后向移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送登記答 復(fù)報(bào)文。 移動 IP 的注冊操作使用 UDP 數(shù)據(jù)報(bào)文，相應(yīng)的包括注冊請求和注 冊應(yīng)答兩種消息。移動結(jié)點(diǎn)通過這兩種注冊消息，向歸屬網(wǎng)絡(luò)注 冊新的轉(zhuǎn)發(fā)地址。 隧道技術(shù) 隧道技術(shù)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(shù)。 (1)IP 的 IP 封裝 由 RFC20xx 定義，用于將 IPv4 包放在另一個(gè) IPv4 包的凈荷部分。 其過程非常簡單，只需把一個(gè) IP 包放在一個(gè)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(shí)現(xiàn) IP 的 IP 封裝，以實(shí)現(xiàn) 從歸屬代理到轉(zhuǎn)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(shí)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(nèi)層 IP報(bào) 頭和外層 IP的報(bào)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(dāng)原始數(shù)據(jù)包已經(jīng)過分片時(shí)，最小封 裝就無能為力了。在隧道內(nèi)的每臺路由器上，由于原始包的生存 時(shí)間域值都會減小，以使歸屬代理在采用最小封裝時(shí)，移動節(jié)點(diǎn) 不可到達(dá)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(shù)。除了 IP 協(xié)議外， GRE 還支持其它網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用中， GRE 防止 遞歸封裝的機(jī)制也非常有吸引力。 移動 IP的工作過程 IP主機(jī)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的 IP選路，發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包抵達(dá)歸屬 網(wǎng)。 數(shù)據(jù)包被歸屬代理接收，由注冊表可知移動節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)地址。 采用 隧道