張志榮,解沖鋒,高歆雅
(中國(guó)電信股份有限公司北京研究院 北京100035)
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,全球IPv4地址資源缺乏,推廣和發(fā)展IPv6技術(shù)勢(shì)在必行。然而,受IPv6應(yīng)用推動(dòng)不足及自身?xiàng)l件所限,目前移動(dòng)終端對(duì)IPv6功能的支持現(xiàn)狀較差,成為IPv6技術(shù)發(fā)展及推廣的主要瓶頸。產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為,IPv6功能需要在移動(dòng)終端的基帶處理器或基帶芯片(網(wǎng)絡(luò)(Network)模式)中實(shí)現(xiàn),盡管Motorola在2012年下半年推出了Android平臺(tái)XT889移動(dòng)終端(依賴(lài)基帶芯片支持IPv6方案),但在中國(guó)電信股份有限公司湖南分公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)湖南電信)Ev-Do/IPv6現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試中仍然發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。
中國(guó)電信股份有限公司北京研究院通過(guò)研究和實(shí)驗(yàn),提出了不依賴(lài)基帶芯片支持的IPv6技術(shù)方案 (中繼(Relay)模式),早在2011年就已在Android平臺(tái)XT800、ME811和I909 3款移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)方案,并通過(guò)了湖南電信、中國(guó)電信股份有限公司江蘇分公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)江蘇電信)Ev-Do/IPv6現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試和驗(yàn)證,打破了支持IPv6特性必須依賴(lài)基帶芯片的限制,推動(dòng)中國(guó)電信3G/Ev-Do移動(dòng)終端率先實(shí)現(xiàn)IPv6技術(shù)。
目前,智能移動(dòng)終端一般有應(yīng)用處理器(AP)和基帶處理器或基帶芯片(BP)兩部分組成,其中AP運(yùn)行OpenOS智能終端操作系統(tǒng),比如Android、iOS、WP、UbuntuOS等,BP運(yùn)行RTOS+Modem協(xié)議棧。
Network方案如圖1所示。如果采用Network方案支持IPv6特性,需要移動(dòng)終端的CDMA基帶芯片和操作系統(tǒng)都要支持IPv6協(xié)議棧,兩邊協(xié)同處理,接口對(duì)接共同支持IPv6特性。盡管該方案能夠較好地支持CDMA QoS、GPSOne等能力,但必須依賴(lài)CDMA基帶芯片廠商對(duì)IPv6的推進(jìn)以及基帶芯片和操作系統(tǒng)的相互配合。目前,大多數(shù)終端廠商不知道如何采用Network方案實(shí)現(xiàn)IPv6特性,因此,大多數(shù)終端廠商還未推出支持IPv6特性的3G/Ev-Do移動(dòng)終端。
Network方案需要AP和BP都要支持IPv6協(xié)議棧,其具體工作流程如下。
(1)移動(dòng)終端BP側(cè)跟網(wǎng)絡(luò)側(cè)PDSN進(jìn)行PPP協(xié)商,獲得IPv6地址和建立IPv6會(huì)話。
(2)移動(dòng)終端AP將IPv6數(shù)據(jù)分組后打包傳給BP。
(3)BP將IPv6分組拆分,進(jìn)行檢測(cè)、過(guò)濾等操作后,用BP側(cè)IPv6模塊重新劃分為IPv6分組,再經(jīng)過(guò)BP側(cè)PPP封裝,最后通過(guò)BP側(cè)無(wú)線空口傳給BSC/PCF,BSC/PCF傳給PDSN,完成AP和PDSN之間數(shù)據(jù)非透明傳輸。
(4)AP與BP之 間 通 過(guò) 基 于USB或ShareMemory的PPP或Ethernet進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
通過(guò)Network方案支持IPv6特性,對(duì)AP和BP都有IPv6協(xié)議要求。
圖1 Network方案
Relay方案如圖2所示。如果采用Relay方案支持IPv6特性,則僅需要移動(dòng)終端完善OpenOS如Android、iOS、WP、UbuntuOS等操作系統(tǒng)中IPv6協(xié)議棧,修改撥號(hào)配置文件和修改BP工作模式,就可實(shí)現(xiàn)對(duì)IPv6功能的支持。相比而言,Relay方案雖然無(wú)法實(shí)現(xiàn)CDMA空口QoS,但仍能可以實(shí)現(xiàn)IPv6方面的全部功能。
Relay方案僅需要AP部分支持IPv6協(xié)議棧,其具體工作流程如下。
(1)移動(dòng)終端AP通過(guò)AT命令將BP設(shè)成Relay模式。
(2)移動(dòng)終端BP和BSC/PCF建立無(wú)線空口連接。
(3)AP經(jīng) 過(guò)BP透 傳 跟PDSN進(jìn) 行PPP協(xié) 商,獲 得IPv6地址和建立IPv6會(huì)話。
(4)AP通過(guò)PPP協(xié)議把IPv6數(shù)據(jù)封裝傳送給網(wǎng)絡(luò),完成AP和PDSN之間的端到端數(shù)據(jù)分組透明傳輸。
(5)AP與BP之 間 通 過(guò) 基 于USB或ShareMemory的PPP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
Relay方案僅對(duì)AP有IPv6協(xié)議要求,對(duì)BP沒(méi)有IPv6協(xié)議要求。
Relay方案不依賴(lài)基帶芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)IPv6特性,有利于加快IPv6移動(dòng)終端的實(shí)現(xiàn),從而扭轉(zhuǎn)IPv6移動(dòng)終端薄弱環(huán)節(jié),對(duì)于已經(jīng)上市的移動(dòng)終端升級(jí)成IPv6移動(dòng)終端也提供了一種有效、快速、經(jīng)濟(jì)的方法。
圖2 Relay方案
在實(shí)驗(yàn)室搭建無(wú)線Ev-Do接入和移動(dòng)分組域測(cè)試環(huán)境,用Relay方案對(duì)XT800、ME811和I909 3款移動(dòng)終端(BP采用的QSC6085芯片本身不支持IPv6特性)進(jìn)行IPv6改造,改造后的移動(dòng)終端 (IPv6移動(dòng)終端)通過(guò)Ev-Do方式接入移動(dòng)分組域并訪問(wèn)IPv4/IPv6資源,具體訪問(wèn)界面示例如圖3~圖5所示。
圖3 改造后的XT800 IPv6方式訪問(wèn)http://whatismyv6.com
圖4 改造后的ME811 IPv6方式訪問(wèn)http://www.kame.net(顯示烏龜動(dòng)畫(huà))
圖5 改造后的I909 IPv6方式訪問(wèn)中國(guó)電信集團(tuán)IPv6版網(wǎng)站
Ev-Do/IPv6現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖6所示。為了不影響現(xiàn)網(wǎng)正常工作,IPv6移動(dòng)終端(采用Relay或Network方案)通過(guò)Ev-Do現(xiàn)網(wǎng)接入移動(dòng)分組域生產(chǎn)PDSN,生產(chǎn)PDSN將用戶(hù)重定向至實(shí)驗(yàn)網(wǎng)IPv6 PDSN。IPv6移動(dòng)終端通過(guò)認(rèn)證請(qǐng)求,并獲取到PDSN下發(fā)的IPv4/IPv6地址,然后發(fā)起IPv4/IPv6訪問(wèn),成功訪問(wèn)現(xiàn)網(wǎng)的IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)。
(1)Relay方案IPv6移動(dòng)終端Ev-Do現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試和驗(yàn)證
PDSN對(duì)采用Relay方案的IPv6移動(dòng)終端(改造后的XT800/ME811/I909)下發(fā)IPv4/IPv6地址,IPv4/IPv6地址分別 為124.233.31.25/2001:c68:3402:3001:0:2:62a9:1b01,如圖7所示。
Relay方案IPv6移動(dòng)終端通過(guò)Ev-Do現(xiàn)網(wǎng)訪問(wèn)IPv4/IPv6網(wǎng)站的界面如圖8所示。
圖6 Ev-Do/IPv6現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
圖7 Relay方案IPv6移動(dòng)終端獲取的IPv4/IPv6地址
圖8 Relay方案IPv6移動(dòng)終端通過(guò)Ev-Do現(xiàn) 網(wǎng) 訪 問(wèn)IPv4/IPv6網(wǎng)站
(2)Network方案IPv6移動(dòng)終端Ev-Do現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試和驗(yàn)證
采用Network方案的IPv6移動(dòng)終端(XT889)能獲取PDSN下發(fā)的IPv4/IPv6雙棧地址和DNS地址,并能通過(guò)DNS查詢(xún)A和AAAA網(wǎng)站訪問(wèn)地址,能正常訪問(wèn)IPv4和IPv6網(wǎng)站,具體訪問(wèn)界面示例如圖9和圖10所示。
圖9 Network方案IPv6移動(dòng)終端獲取的IPv4/IPv6地址
圖10 Network方案IPv6移動(dòng)終端通過(guò)Ev-Do現(xiàn)網(wǎng)訪問(wèn)IPv4/IPv6網(wǎng)站
表1 采用Relay方案IPv6移動(dòng)終端測(cè)試結(jié)果
表2 采用Network方案IPv6移動(dòng)終端測(cè)試結(jié)果
(3)測(cè)試結(jié)果
采用Relay方案和Network方案的IPv6移動(dòng)終端測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1和表2。
Network方案IPv6移動(dòng)終端在長(zhǎng)沙僅能獲取IPv6地址,不能訪問(wèn)IPv6網(wǎng)站。
本文重點(diǎn)研究了3G/Ev-Do移動(dòng)終端IPv6技術(shù)方案,并對(duì)兩種實(shí)現(xiàn)方案分別做了測(cè)試和驗(yàn)證。從理論研究和實(shí)際測(cè)試可以看出,不依賴(lài)芯片支持IPv6方案(Relay方案)和依賴(lài)基帶芯片支持IPv6方案(Network方案)在技術(shù)上都是可行的,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)IPv6的支持可選擇Relay和Network兩種技術(shù)方案之一,兩種技術(shù)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。
在依賴(lài)基帶芯片支持IPv6方案(Network方案)完全成熟之前,積極推薦采用不依賴(lài)芯片支持IPv6方案(Relay方案),保證 有商用的IPv6移 動(dòng)終端,避免IPv6移動(dòng)終端成為IPv6網(wǎng)絡(luò)部署的瓶頸??上駽DMA終端廠商共享不依賴(lài)芯片支持IPv6技術(shù)方案,降低開(kāi)發(fā)成本,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。同時(shí),也可以對(duì)已上市移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)IPv6改造。
隨著依賴(lài)基帶芯片支持IPv6方案的成熟,移動(dòng)終端推薦采用Network方案來(lái)滿(mǎn)足IPv6技術(shù)需求,同時(shí)完善CDMA空口QoS、GPSOne等特性。無(wú)論采取什么方案,一定要積極推動(dòng)IPv6移動(dòng)終端的盡早上市,為IPv6的外場(chǎng)測(cè)試以及商用提供技術(shù)保障。
針對(duì)目前現(xiàn)狀,建議運(yùn)營(yíng)商應(yīng)給終端廠商早日發(fā)布IPv6移動(dòng)終端技術(shù)和測(cè)試規(guī)范,發(fā)出明確信號(hào),強(qiáng)制要求移動(dòng)終端入網(wǎng)時(shí)支持IPv6功能,扭轉(zhuǎn)當(dāng)前IPv6移動(dòng)終端缺乏的局面。積極在江蘇和湖南等省開(kāi)展IPv6移動(dòng)終端規(guī)模試商用測(cè)試和驗(yàn)證,為大規(guī)模商用提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo),引領(lǐng)IPv6移動(dòng)終端產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
在cdma2000向eHRPD/LTE技術(shù)過(guò)渡時(shí),也要考慮eHRPD/LTE多模移動(dòng)終端IPv6特性的部署,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和終端IPv6化的同步升級(jí)和發(fā)展。
此外,應(yīng)積極部署IPv6移動(dòng)終端上IPv6代表性應(yīng)用和業(yè)務(wù),加速I(mǎi)Pv6移動(dòng)終端的推廣和使用,加速I(mǎi)Pv6技術(shù)的發(fā)展和普及。
1 3GPP2 X.S0011-002-D 2.0.cdma2000無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn):簡(jiǎn)單IP與移動(dòng)IP接入業(yè)務(wù),2008
2 中國(guó)電信集團(tuán)公司.中國(guó)電信CDMA移動(dòng)終端總體技術(shù)要求,2012
3 董志明,張志榮,張長(zhǎng)學(xué)等.智能終端主流平臺(tái)——Android的IPv6分析.移動(dòng)通信,2011(1)
4 何平,戴國(guó)華,劉兆元.IPv6移動(dòng)終端應(yīng)用現(xiàn)狀分析.移動(dòng)通信,2010(17)
5 何平,肖海,劉兆元.從分層架構(gòu)看移動(dòng)終端IPv6支持方案.移動(dòng)通信,2012(15)