作者：张荣 中国电信有限公司广州研究院工程师 黄婕 中国电信有限公司广州研究院工程师
1 导言
IPv6从前以3G的展开为驱动希望。3GPP不再强制要求3G中心网络支撑IPv6之后，IPv63G体系的展开在等候运用需求推进的进程中渐渐前行。现在，依据GPRS的移动数据通讯，无论是运用仍是用户量，都比较有限。假如移动通讯的带宽与速度能够经过3G的引进而得到大幅度进步，满意高带宽，低时延的高档运用需求，那么丰厚的视音频运用，P2P运用等将或许在移动通讯体系得到大力展开，然后影响地址需求，呼喊IPv6的到来。
本文首要从技能视点剖析了IPv63G体系的作业原理、运用根本流程等，一起总结了IPv63G运用展开中需求面临的一些问题。
2 IPv63G运用体系作业原理概述
IPv63G运用体系与IPv6相关的功用首要表现在以下两方面：
（1）3G体系作为“链路层”对IPv6运用的承载。从网络交融的趋势看，3G体系作为移动接入网与主干网络相连，所在的方位与宽带接入的接入网络部分适当。关于IPv6运用而言，3G体系首要起接入承载效果。尽管3G体系分组域中也有三层设备，可是关于依据GPRS的数据事务，3G体系的作业首要是对往复于用户终端的网络层数据流敞开承载通道。从这个意义上看，3G体系为IPv6数据运用供给的是数据链路层通道。
（2）3G体系主干网侧对IPv6的路由与转发功用。3G体系与主干网络相连，使得接入的终端用户能够与外界网络进行通讯。这就要求IPv63G体系主干网侧边际网元需求具有IPv6路由与转发的功用，这样才能与外部IPv6网络连接。
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图1所示为IPv6WCDMA体系暗示图以及各节点的协议栈结构描绘。由图中可见，UE拜访3G网络外部服务器上的IPv6运用，3G接入侧除用户终端与GGSN节点外，其他设备与IPv6协议栈无关。用户端的IPv6数据经过PDCP封装抵达RNC，在RNC上转为GTP（GPRSTunnelingProtocol）封装，经过RNC GGSN之间的GTP地道传送到GGSN设备上。这部分数据传送功用即3G体系为IPv6数据运用供给数据链路层通道接入主干网络。
GTP地道作业在UDP协议上，RNC，SGSN，GGSN上的IPv4协议栈，一般称为传送平面协议栈，用于结构GTP地道，与IPv6网络层运用无关。
GGSN收到从GTP地道转来的IPv6数据包，作为3G接入体系与外部网络体系的边际节点，需求具有与学习外部网络路由以及将数据包依据路由正确转发的才能，即IPv6路由与转发的功用。
3 IPv63G运用根本流程
移动终端开机连接到运营商后，拜访3G网络外部IPv6事务，首要包含以下三个进程：
（1）附着（ATTACH）。附着进程的意图是体系依据移动终端的签约数据确认是否答应移动终端在当时恳求的GPRS路由区域中进行数据事务拜访。附着进程与IPv6无关。
终端能够在开机经过无线接入鉴权取得无线信道后即向SGSN主张“附着恳求”音讯，SGSN得到终端IMSI标识后，向HLR中恳求进行认证，并依据HLR下达的用户签约数据对终端进行鉴权，一起SGSN将终端的当时方位信息上传HLR。鉴权经往后，SGSN就会向终端回来“承受附着”音讯。
（2）PDP（PacketDataProtocol）上下文激活。经过PDP上下文激活进程，用户取得相应的GGSN的鉴权答应，分配相应的IPv6地址，树立终端与依据GPRS的3G分组域之间的数据通道。
PDP激活进程由用户终端主张。终端首要向SGSN主张“激活PDP上下文恳求”音讯，音讯中带着APN(服务拜访点称号)，服务质量等信息；SGSN依据音讯中带着的APN向HLR中查寻相应的GGSN的地址，取得GGSN地址后，再向GGSN发送“创立PDP上下文恳求”；GGSN能够经过本地/DHCP/RADIUS对终端进行签权并分配IPv6地址或许地址前缀，以及其他参数，如QoS参数等，并将鉴权成果以及各项参数带着在“呼应创立PDP上下文恳求”音讯中，发送给SGSN，由SGSN再向终端发送“承受激活PDP上下文恳求”音讯，将各参数装备传递给用户终端，然后完结PDP激活进程。
这一进程中，与IPv6相关的功用首要会集在IPv6地址恳求/分配上。首要，终端在“激活PDP上下文恳求”音讯中需求带着恳求地址类型为IPv6的信息；其次，体系要能够分配IPv6地址。假如体系选用GGSN本地地址池分配IPv6地址方法，那么GGSN需求支撑IPv6地址池设置与分配，假如选用DHCP服务器或许RADIUS服务器要进行地址分配，那么就需求DHCP，RADIUS服务器支撑IPv6。
（3）事务拜访。在PDP之后，从终端到3G体系分组域的IPv6运用数据通道现已翻开。假如终端拜访3G体系外的事务服务器，就需求坚持3G体系分组域与外部网络直到事务服务器之间的转发途径晓畅，即3G体系分组域鸿沟网关需求具有拜访IPv6外部网络的路由与转发才能。一般的IPv63G运用处理计划中，GGSN作为3G分组域的对外网关要求具有双栈才能。
4 IPv63G运用体系的处理计划
现在，IPv6运用没有遍及，依据IPv6展开的不同阶段，IPv63G运用体系能够选用不同的处理计划。
（1）3G体系最小改动计划。GGSN只需求支撑IPv6地址分配，不需求支撑IPv6协议栈。IPv6的路由和转发功用经过GGSN与事务服务器之间接入一个双栈路由器完成，GGSN与双栈路由器之间经过GRE地道承载IPv6数据流。图2所示为该计划协议栈暗示图。
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（2）GGSN双栈计划，即图1中所暗示的完成计划。GGSN具有IPv6地址分配才能，一起也具有双栈功用。
（3）在计划（2）的基础上，3G体系中从UTRA到GGSN的传送平面网络层协议栈也支撑IPv6。这种计划需求比及IPv6成为网络运用主导协议栈的时分才有或许完成。
在IPv6现在展开的状况下，各厂商依据自己的商场策略挑选计划（1）或许计划（2）比较实践。
5 IPv63G体系展开中存在的问题
5.1地址分配
按照协议规则，IPv63G体系地址池内设定的是可分配的IPv6前缀规模，终端取得MAC地址，然后由地址池中前缀与MAC地址组成完好的IPv6地址。当时的IPv63G运用根本上都是独立终端进行事务拜访，只需求一个可用的IPv6地址即可。这种分配方法不能有效地运用IPv6地址。尽管也能够装备有状况IPv6地址分配，但有状况地址分配的完成根本上需求在HLR中事前静态装备好。因而不利于事务展开，主张IPv63G体系能够灵敏挑选动态主动地址分配方法，针对不同终端运用灵敏挑选分配/128的地址或许 /64的前缀。
5.2对IPv4/IPv6事务类型的感知
现在，对IPv4/IPv6事务类型的感知都是经过在手机上进行相关设置，然后在PDP恳求中带着相应地址族类型。IPv6运用商用后，用户终端不能预先感知拜访网站类型IPV4/IPv6，无法运用现有程序判别用户需求IPV4/IPv6地址。
5.3MIPv6在3G中的布置
尽管MIP6协议里MN依托RA来判别是否产生网络层移动，可是在3G移动体系里，网络前缀是GGSN在PDP的进程中从地址池分配给移动终端的，并不涉及到RA，因而MIPv6关于3G运用是否必要，怎么完成，还需求详细对待。
5.4运用亟待丰厚
现有3G终端现在只能支撑IPv6Web拜访，能够经过Web方法进行文字与图片阅读，播映音乐等，这些还不能体现出IPv63G体系的优势，IPv63G体系需求愈加丰厚的运用内容为驱动力。
6 结束语
现在，IPv63G相关的规范也还需求结合运用的实践需求进一步完善，国内外各3G厂家对IPv6的支撑也良莠不齐。IPv63G体系的商用遍及还需求一个较长的进程。一方面，运用的丰厚、3G数据事务用户量的敏捷增长是推进IPv63G体系展开的关键因素；另一方面，IPv6 3G体系还需求处理真实商用所要面临的一些详细问题，如事务类型感知，地址分配等。IPv6 3G不会像时节转化那样敏捷来到，这个商场的孕育还需求绵长的尽力。
黄婕 中国电信有限公司广州研究院工程师
