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WLAN走进日常生活 移动IP引发深刻技术变革

http://www.sina.com.cn 2003年08月07日 11:47 赛迪网-中国计算机报

  米笑

  -这是一个日渐“移动”起来的世界,但移动技术需要一个根。

  - WLAN正在走进我们的生活,但WLAN是否真正剪断了尾巴?

  -捷通通信,一个名不见经传的小公司,

   但它却推出了中国第一台WLAN样机,第一台移动IP服务器……

  -移动IP,引发的是一场深刻的技术变革。

  2002年春,由陕西省科技厅组织并主持,对西安西电捷通无线网络通信有限公司承担的国家863项目之一“宽带无线IP系统及网络设备中移动IP技术实用化的研究与实现”项目进行了成果鉴定。在中国科学院计算机研究所工作的中国科学院院士沈绪榜是这个项目的鉴定委员会主任,在这个项目通过专家的鉴定之后,他对移动IP技术有这样一句评语:移动IP不只是移动和IP技术及业务的简单叠加,它是一场深刻的变革。

  但在随后的一年多里,移动IP技术并没有引起太大的反响。时到今日,随着WLAN的日渐走红,移动IP开始被人们更多地关注了,因为解决WLAN无缝漫游的关键技术就是移动IP。作为一种基础的技术,移动IP也需要应用的深化来让人们认识它。但是,移动IP解决的不仅仅是WLAN的难题,它是移动的基石。

  移动IP是通信和服务

  方式的深刻变革

  捷通通信公司移动IP技术专家张宁博士是西安电子科技大学最早涉足这一领域的人,1996年,就是他带领十几个人开始了移动IP技术的研究。对移动IP技术情有独钟的张宁博士介绍了这一技术带来的变革。

  今天,人类正在迎来一个移动互联网时代。但移动互联网在给我们带来新的机遇和新的业务的同时,也带来了新的技术难题。因为传统的TCP/IP协议产生于20世纪70年代,受当时技术水平和条件的限制,它不支持移动,这已成为移动互联网进一步发展的障碍。移动IP技术就是为了解决互联网移动而诞生的。

  移动IP不是移动通信技术和因特网技术的简单叠加,也不是无线话音和无线数据的简单叠加,它是移动通信和IP的深层融合,也是对现有移动通信方式的深刻变革。现有的移动通信采用的是电路交换方式,用户通话时一直占用固定的带宽资源。这种通信方式适合话音业务,但对IP类型的业务则不是最适合的。为适应快速增长的数据型业务需求,现有的电路交换的移动通信网络必须进行改造,人们需要的是一个以包交换为基础的无线网络,这种新型网络结构正是移动IP未来的结构。移动IP将是移动技术和IP技术的深层融合,它将真正实现话音和数据的业务融合,移动IP的目标是将无线话音和无线数据综合到一个技术平台上传输,这一平台就是IP协议。未来的移动网络将实现全包交换,包括话音和数据都由IP包来承载,话音和数据的隔阂将消失。移动通信的IP化进程将分为三个阶段:首先是移动业务的IP化;之后是移动网络的分组化演进;最后是在第三代移动通信系统中实现全IP化。

  捷通通信公司移动IP技术专家张宁博士

  移动IP从业务角度来讲,不是为用户提供简单的话音业务和简单的数据业务。由于IP在移动通信中的引入,将改变移动通信的业务模式和服务方式。基于移动IP技术,为用户快速、高效、方便地部署丰富的应用服务成为可能。这种以人为本的服务方式将会日益取代简单的话音或数据业务方式,不断在需求丰富的市场中拓展。这一趋势将对传统的电信运营商产生巨大的冲击,单独从简单话音业务中追寻利润的空间会变得越来越小,与此同时,各种基于移动IP网络的应用型服务的市场会越来越大。这为新的移动应用服务商的成长创造了机会,他们可以利用移动网络经营者的资源,为客户开发和提供各种应用服务,对传统的移动运营商带来冲击。为此,传统的移动通信运营商应积极向服务提供商的角色转变。

  让局域网漫游起来

  到底什么是移动IP技术呢?通俗地讲,移动IP技术是实现TCP/IP网络“漫游”功能的一种网络技术,它主要解决的是让有“局域”限制的局域网络“移动”起来,并允许向其它外部网络实施自由的、即时的“延伸”。移动IP技术是IP技术发展的新领域,是无线通信技术和IP这两个最成功的信息技术融合。

  在张宁博士浅显的语言介绍之下,移动IP这一抽象的技术似乎变得好理解多了。他说,目前,绝大部人上网用户在有/无线局域网上网为主。局域网受TCP/IP协议的限制只能实现在同一IP子网中不同小区间的越区切换功能,而在不同的IP子网中(比如不同单位各自组建的接入网络或相同单位中不同部门之间的网络)不能进行漫游,而移动IP技术就可使移动终端在不同IP子网中自由移动,同时移动过程中保持对互联网的访问,扩展了移动用户的移动范围。如果使用DHCP协议解决漫游问题,那么其IP地址是变化的,最直接的缺点是网络上其他用户不能对它发起访问。相当于移动电话的电话号码是变化的,你可以用一个号码打电话给别人,但下一次你的电话号码又变了,别人很难知道你的电话号码,无法找到你,除非你先打给别人。而移动IP技术,它保证不论移动终端在何处,都有一个固定的IP号,使互联网上用户的交互访问更方便,尤其在有实时业务时更为重要,因为谁也不愿意别人在有事时总找不到自己。

  移动IP技术在无线互联网方面具有巨大的优势,真正地解决了移动用户接入互联网的问题,扩展了互联网用户的空间,节省了互联网用户的时间,满足了人们的个性化需要。可见新的移动互联时代即将来临,而移动IP技术正是其最基础、最关键的技术之一,也是实现“任何时间、任何地方、与任何人通过任何方式进行任何业务通信”的全球个人通信的关键技术之一。未来的移动网络将实现全包交换,包括话音和数据都由IP包来承载,话音和数据的隔阂将消失,移动IP技术是实现全球个人通信的关键的技术和移动互联网的基石。

  拓宽WLAN应用领域

  目前,解决无线网络漫游问题成为了继无线“安全”之后的重要课题。九十年代初,IETF(Internet Engineering Task Force)组织制定了扩展IP网络移动性的系列标准。该标准是使连接到任何网络上的移动终端使用一个固定的IP地址并能够持续接收IP包的技术。RFC2002 IP Mobility Support是“移动IP”的主要标准,其中详细描述了移动IP的构架和工作机制。移动IP技术的产生,不仅扩展了网络技术支持移动、增强了漫游的功能,更是在发展迅猛的网络时代里创造了新的移动网络模式。移动IP的一个应用领域就是WLAN,这也是移动IP让人们开始认识的根本原因。

  目前,WLAN“火”了,但WLAN尚存未解决完全的问题。尽管WLAN将缠绕在局域网中的线缆“剪断”了,但在移动方面还显得有些“笨拙”。正是WLAN的移动狭隘性——局域微移动,使其无法更广泛地应用。如果WLAN进一步走近人们的生活周围,如机场、酒店等建筑内部署WLAN并广度覆盖后,那么WLAN区域内的各网段间的即时连接势必将成为最大的障碍。这时,就需要移动IP。

  张宁博士谈到,目前,WLAN仅仅解决了百米范围内的公共Internet接入,不能完全满足商务人员的本质需求。电子商务、电子办公等工作是不可能通过公共Internet来完成的,商务人员在这种情况下,最大的需求是希望将本企业的商务、办公网络实现任意位置的漫游。也就是说,人们要随身“携带”属于自己的内部网络随时随地地工作。可以说,现在的WLAN仅仅在某些“点”上解决了网络接入,并没有实现网络漫游。

  要想将WLAN的服务区域进一步扩大,使各区域相互连接在一起,保证WLAN访问的服务区域从“点”发展成“面”,就必须加强WLAN服务在移动过程中的灵活性。一般情况下,在IP网络中,当接入某一子网的个人电脑移动到其他子网覆盖的区域时,如果不及时转换为包含新网址在内的IP地址的话,那么IP数据包就无法到达个人电脑。子网,通常是指由路由器划分的IP网络区域,如果一边使用WLAN接入服务,一边移动接入位置,那么一旦超越子网覆盖范围,就会无法继续进行通信,此时就要用到移动IP技术。

  张宁博士认为,能够带来赢利性发展的WLAN应用,应该是依靠行业。从国外的成功经验也可以看出,金融、教育、制造业等行业和企业,是成就WLAN商业价值的最坚实的基础。虽然在安全性等方面,WLAN有令人心存顾虑的因素,但这也是因使用方法而异,并不是构成其发展的最大瓶颈。目前,WLAN服务覆盖的区域有限,其方便性也并不是太高,这恐怕是制约其进一步发展的主要障碍之一。当WLAN应用进一步推向政府、企业以及其他行业的网络建设时,移动IP技术将会因其能够实现跨网段漫游而大显身手。

  捷通:推动移动IP走向市场

  国外从上个世纪90年代初就开始了移动IP的研究,而我国是从1995年开始对移动计算网络中的关键技术进行研究,并逐渐加大了资助力度。据张宁博士介绍,国内起步最早的研究单位是西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室移动计算网络课题组,即西安西电捷通无线网络通有限公司的股东之一。早在1992年就承担了中日合作项目“无线局域网研制”,开始了相关的研究,1995年,在Internet工程部公布移动IP协议标准之前就提出了“游牧计算网络的概念”,提出了实现网间漫游的整体方案,并承担了多个国家863高科技项目和国家自然科学基金项目。前后共投入资金500万元,博士6名,硕士30多名进行移动IP和相关技术研究。

  当时,移动技术刚在发展初期,移动IP的市场前景根本看不到。但为了完成国家的科研任务,西电人经受了无数的困难与挫折。近年,随着相关技术的发展,如无线局域网标准802.11的出台等,在课题组的不懈努力下,移动IP的研究与开发取得了重大进展。已在西安电子科技大学的校园网上构建了移动IP实验网。现在已开发出接入速率11Mbps的宽带无线IP接入系统。有些成果接近或达到国外水平。这些成果的取得为我国移动计算领域的研究和开发具有独立知识产权的移动计算产品,起到了重要的作用。

  为了让移动IP技术能够更好地走向商用化、走向市场,2000年9月,由西安电子科技大学发起成立了高新技术企业——西安西电捷通无线网络通信公司。捷通通信成立后,西电的移动IP技术团队平移到捷通公司,并继续专注于移动Internet领域的研究,并从事着网络的无线扩展(无线局域网)、漫游(移动IP)、安全(认证加密)等关键基础技术的研究。现在,捷通公司已成为中国宽带无线IP国家级及行业级标准的倡议者和起草者。同时,捷通通信积极地面向市场并进行着企业化的运作。去年8月底,捷通通信推出了国内首台移动IP服务器——FreeNet Builder,捷通公司因此成为国内拥有移动IP技术与产品专利的厂商。

  这两年,虽然移动IP被市场接受的程度相对较慢,但捷通通信一直坚持着走移动IP之路。作为一家小公司,捷通通信独自支撑移动IP的确有点累,但捷通通信总裁曹军表示,移动IP技术以及无线局域网的发展将为运营商提供新业务、新利润增长点,也可为系统集成商提供新服务项目,是未来市场上的新热点。

  目前,捷通通信是中国多项无线IP技术标准的制订者,在国内无线IP技术领域具有主导性地位;并撑握着无线局域网、移动网络计算和管理的核心技术,并已形成成熟产品,更具有国际领先水平。捷通公司,专注于移动IP技术,要以此打造自己的核心竞争力。未来,捷通通信将坚持“以技术领先、技术充分满足市场需求”的市场战略来发展移动IP。目前,捷通通信宽带无线IP系统产品已在北京、内蒙古、海南、四川、陕西、上海、黑龙江、西藏等全国多个省市自治区推广应用,涉及运营商和教育、公安、邮政、电力、政府、房地产等众多行业。

  目前,移动IP技术已经引起了业界的广泛关注,不少专家表示,应用服务是移动IP发展中的关键,因为决定移动IP成败的关键是用户需求,而不是技术本身。目前,IP应用主要是在固定领域,移动IP应用受网络带宽限制,其信息内容的丰富性还难以和固定网抗衡。作为一种全新的业务,要想赢得客户打开市场,就必须推出定位准确,有针对性、实用性的应用和服务。而在未来,移动IP的服务将更丰富多彩,用户和移动网络运营商之间将是厚实的应用服务层,只有抓住应用才能抓住用户占据市场。

  的确,移动IP技术还需要在应用上进一步发展,也需要尽快走向市场。但这一技术不仅让TCP/IP网络从此结束了IP地址无法漫游的历史,更重要的是,它为移动技术的发展打下了基础。

  相关链接一

  移动IP之路

  刚开始的移动IP协议称作移动主机协议。第一个移动主机协议由哥伦比亚大学的John Ioannidis设计。它的主要思想是使用虚拟移动子网和IP in IP打包。几乎与此同时,Sony公司的Fumio Terqoka设计了另一种移动主机协议,虚拟IP(VIP)。VIP协议使用了特殊的路由器来记忆移动主机的位置,并定义了新的IP头选项来传递数据。不久后IBM的C. Perking和Y.Reckter也设计了一种移动主机协议,这种协议利用了现有IP协议中的可选功能——松散源选径(Loose Source routing)来支持主机的移动。1994年A. Myles和C. Perking分析了前三种移动主机协议的优缺点,重新设计了一种协议:MIP,并将它提交给互联网学会下属的工程技术委员会。MIP后来发展成为移动IP协议。

  1996年在移动IP的发展史上是值得纪念的一年。Internet工程部(IETF)于1996年10月提出了移动IP协议标准(草案),主要包括RFC2002、RFC2003、RFC2004、RFC2005和RFC2006等RFC文档。RFC文档一经发表,立刻引发了研究移动IP技术的高潮。美国的哥伦比亚大学、卡耐基·梅隆大学,新加坡国立大学,日本的科学与技术研究所,纽约大学,瑞典皇家学院,以及FTP Software、IBM、Motorola、Nokia、SUN、Telxon等公司都有相应的工作组针对移动IP进行研究。

  目前,国外对移动计算的研究仍在继续进行,这些研究包括更高的传输速率,更有效的媒质接入控制技术,网络对无线多媒体业务的支持等等。此外,移动IP还要解决安全性、可靠性问题,并与传输媒介无关。对无全IP的蜂窝网络中的IP移动性研究是将来研究的重点,如何提供有效的IP微移动及移动网络中的QOS保证以及下一代的移动IP(IPv6)等是进一步研究的方向。另一方面,移动IP的实用化和商品化也是移动IP发展的趋势之一。现在,越来越多的公司都在积极推进移动IP向商业化转化,如IBM公司已将移动IP纳入其移动电子商务的框架中。在研究方面则主要集中在如何提高移动IP的性能,涉及通信质量、安全加密等方面。

  相关链接二

  捷通通信的技术来源:

  综合业务网理论及关键技术国家重点实验室

  国际上最早(1992年)从事移动网络计算和宽带无线网络通信技术研究及产品开发的重要机构之一,研究成果居于国际领先水平,世界上第一台WLAN样机即诞生于此。十余年来,该重点实验室始终得到了政府有关部门的重点支持。先后承担了包括国家高科技(863)发展计划、国家自然科学基金等20余项国家重点攻关项目。

  ●1992.10~1994.3“无线局域网研制”,中日合作研究项目

  ●1994.4~1995.3“无线网桥的研制”,中日合作研究项目

  ●1994.5~1995.5“高速无线网络关键芯片研制”,中日合作项目

  ●1994.12~1995.12“西安电子科技大学校园网设计与实施”

  ●1995.1~1996.12“游牧计算网络体系及关键技术研究”,国家自然科学基金项目

  ●1997.1~1998.12“移动计算网络的移动管理”,国家自然科学基金项目

  ●1997.3~1998.3“无线局域网技术与设备”,国家863计划项目

  ●1997.11~1999.3“卫星互联网路由技术研究”,中美合作研究项目

  ●1996.1~2000.1“高速分组无线网”,电子预研究项目

  ●1996.1~2000.12“短波自组织网络的研究”,电子预研究项目

  ●1999.1~2001.12“高速信息网的高速无线接入技术研究”,国家自然科学基金项目

  ●1999.8~2000.12“宽带无线IP系统”,国家863计划重大项目

  ●1996.1~至今一直从事IPV6研究,并建有IPV6实验网的西北地区节点


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