UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)即通用移动通信系统,3GPP/UMTS网络的体系结构分为电路交换域和分组交换域,IPv6的使用只涉及3GPP的分组交换域。3GPP网络由移动节点(MS/UE)、接入网和核心网(参见图1)组成,移动节点在R99和R4中称为移动站(MS),R5中称为用户设备(UE)。MS由终端设备(TE)和移动终端(MT)组成,并通过空中接口接入UMTS系统。UMTS接入网(UTRAN)负责软切换、接入和拥塞控制及无线资源分配等功能。核心网内主要有服务GPRS节点(SGSN)和网关GPRS节点(GGSN)两种节点。SGSN承担认证、授权以及移动性管理等功能;GGSN则提供IP连接、连接内部多媒体业务子系统及其外部网络,并承担着收集计费信息的功能。多媒体业务子系统(IMS)连接在运营商网络内部,向UE提供一些基础服务,如DNS、WAP、SIP等业务。边界路由器(ER)则负责连接运营商网络与Internet。
在UMTS的网络中使用IPv6,首先要求MT需要具有对IPv6的支持能力。由于UMTS允许GPRS和UTRAN两种类型的接入网,并且3GPP的UMTS R99、R4、R5以及后续的版本中定义了不同的IPv6支持程度,所以3GPP网络中允许使用3种类型的MT,即纯IPv4终端、双栈终端和纯IPv6终端。GPRS/3GPP的终端连接到网络需要两个阶段,即连接到GPRS网络(GPRS附着)和连接到IP网络(PDP移动场景激活)。GPRS附着的过程是3GPP终端上电后,向网络发送附着消息。SGSN从归属位置寄存器(HLR)收集用户数据,对用户进行鉴权,然后与终端附着。GPRS附着后,进行PDP激活,MT从激活的PDP上下文中获得其IP地址,IP地址用来向终端路由数据,这个过程将在后面作具体介绍。在实际系统中GPRS核心网络位于移动终端和GGSN之间,MT和GGSN的AP之间建立的连接称为PDP context。在GGSN中,GGSN配有3个AP,支持与不同的网络(IPv4/IPv6)的连接,任何数据业务的数据流需要通过AP传送到外部网络。假定移动网络(GPRS/3GPP)运营商主要提供IPv6的业务,所以最上面的一个支持IPv6的连接只能与IPv6的网络相连。中间的一个AP也提供对IPv6的连接,但它以隧道的方式通过IPv4网络与外部的IPv6网络相连。这里可以根据不同的网络连接情况来选择各种不同类型的隧道方式;如果是连接外部的一个IPv6子网,可以使用6 to 4的隧道方式,如果是连接IPv4之中的一个IPv4主机,则可以使用6 in 4的隧道方式。最下面的一个AP只提供IPv4的连接,只能连接到IPv4的主机和服务。