CN100588290C - 用于采用负载均衡的移动通信的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于利用负载均衡的移动通信的方法和装置。当一个本地代理(HA)是由一个或多个服务器组成时，其中每个服务器被分配一个移动IPv6本地代理任播地址时，一个附近的路由器在其邻居高速缓冲存储器中相对于该服务器的任播地址不存储该链路层地址。因此，在这些服务器之间无法实施负载均衡。为了解决这个问题，在一个示例中，提供了一个包括典型HA和分布式HA的HA。该典型HA被分配一个任播地址。该典型HA包括一个采集装置，配置成从该分布式HA采集HA目录和负载信息。该典型HA动态地生成一个HA目录，并且发送该HA目录给一个移动节点(MN)。该MN向包括在本地代理地址发现应答消息中的该HA目录中的一个HA登记其当前位置。因而在该HA上的负荷可以由组成该HA的服务器共享。

Description

用于采用负载均衡的移动通信的方法和装置

发明背景

发明领域

本发明通常涉及提供移动通信的装置，尤其是涉及通过使用一个IPv6任播寻址方案实现负载均衡的移动通信装置和移动通信方法。

背景技术

近年来，已经积极地研究移动通信网络在网际协议(IP)之下的操作。标准化移动IPv6规范由因特网工程任务组(IETF)正在起草之中(参考正在进行中的IPv6移动性支持<draft-ietf-mobileiip-ipv6-18.txt>)。

移动IPv6网络的主要组成部分是移动节点(MN)，本地代理(HA)，以及对应的节点(CN)。该MN被分配一个唯一的IP地址(本地地址)，当移动之时其保持不变。具有与本地地址相同的前缀的链路被称作本地链路。一个或多个HA可以被设置在一个本地链路上。如果多个HA存在于同一的链路之中，则该HA交换诸如HA地址和优先项的信息，以便在该链路上保持一HA目录。对于信息交换，使用路由器公告消息。

当该MN移动到在本地链路之外的链路时，其获得在该外部链路上的IP地址。这个地址被称作转交地址(以下简称为CoA)。该MN接收由设置在外部链路上的路由器周期性地发送的路由器公告消息。通过检测不同于本地地址的前缀，该MN发现自己移离本地。

当该MN发现自己从本地离开时，其向一个HA登记它的当前位置。该MN设置有一个本地代理地址控测功能，并且能够动态地搜索HA的IP地址。

该MN利用该本地链路的前缀生成一个移动IPv6本地代理任播地址。该MN发送一个ICMP本地代理地址探测请求消息给上述地址。上述的消息被发送给在该本地链路上所有的HA。接收上述消息的一个HA送回一个包括HA信息的ICMP本地代理地址发现应答消息给该MN。通过从上述消息中提取该HA信息，该MN获得该HA的地址。该MN执行一个绑定更新消息以登记其当前位置给其获得的HA地址。

接收到该绑定更新消息之后，该HA存储该MN的本地地址和与CoA有关的绑定信息给该绑定高速缓冲存储器。然后，该HA多播免费的邻居公告消息，以便捕获一个发给上述MN的信息包，并且作为用于上述MN的代理而工作。

该CN是与MN通信的对应节点。

在下面将进行描述该CN发送一个信息包(packet)给该MN的步骤。

该CN发送一个信息包给该MN的本地地址。该HA捕获发给该MN的本地地址的信息包。该HA检索绑定高速缓冲存储器并且获得一个与该MN的本地地址有关的CoA。该HA附加一个发给CoA的IP头部给接收的信息包(封装)，并且发送该信息包给CoA。

当该MN接收发给CoA的上述的信息包时，其卸下先前附加的IP头部(解封装)，使得该原始信息包被恢复。

一种IPv6的寻址方案被在RFC2373中规定。在该IPv6寻址方案中，三个类型被规定：单播(umcast)、任播(anycast)以及多播(multicast)。任播寻址指定一组接口。一个具有设置用于其目标地址的任播地址的信息包被发送给在该接口组中具有该任播地址的最靠近的接口。作为一个任播地址使用的示例，上述提到的移动IP的本地代理地址控测功能使用这种地址类型。

当解析一个与任播地址有关的链路层地址时，一个IPv6节点发送邻居请求消息给其邻居节点的多播地址。一个接收该邻居请求消息的节点，如果其地址被设置用于在这个消息中的该目标地址参数，该节点发送一个邻居公告消息。在给定一个任播地址的该邻居公告消息中，一个过载标识不被设置。

A区域和B区域被相互连接，当一个落在A区域内的移动节点(MN)移动至B区域时，一个存在于A区域并且在该移动节点上保留该位置信息的HA作为该MN的代理的而工作。

在某些实施例中，该HA由一个或多个服务器和用于MN位置登记的负荷组成，并且信息包转发是由这些服务器共享的。在这种情况下，假定该服务器被分配了一个移动IPv6本地代理任播地址。

当一个靠近该HA的路由器接收一个发给具有该HA前缀的移动IPv6本地代理任播地址的信息包时，其在该邻居高速缓冲存储器中搜索上述任播地址。如果上述的任播地址没有存在于该邻居高速缓冲存储器中，该附近的路由器发送邻居请求消息给该邻居节点，以便解析一个链路层地址。该邻居请求消息包括在目标地址字段中上述的任播地址。构成该HA的服务器为了答复该邻居请求消息送回邻居公告消息。

但是，在给该任播地址的该邻居公告消息中，一个过载标识不被设置。因此，该附近的路由器将首先回答该邻居请求消息的该服务器的链路层地址信息登记到该邻居高速缓冲存储器之内。因此，该附近的路由器转发从该MN发送的本地代理地址探测请求消息给在该邻居高速缓冲存储器中登记的特定的服务器。该MN从该特定的服务器接收一个包括该HA信息的本地代理地址发现应答消息。因为该MN向该HA登记其当前位置，基于该接收的信息，MN位置登记被集中在该特定的服务器上。令人遗憾地，当该HA由一个或多个服务器组成时，出现一个问题，即用于MN位置登记的负荷和信息包转发不能由这些服务器共享。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种移动通信装置和移动通信方法，当该HA由一个或多个服务器组成时，其有效地均衡和分散服务器负荷。尤其是，该目的是提供一种执行下列的移动通信装置和移动通信方法。当存在于A区域中的HA由一个或多个服务器组成时，并且当落在A区域内的移动终端y已经移动至B区域时，通过良好的使用移动IPv6本地代理任播地址方案改变要与该移动终端y通信的该HA地址，该负荷由存在于A区域中的该HA服务器共享。

本发明的另一个目的是提供移动通信装置，其中服务器的数目可以被增加或者减少而不会影响到移动节点的数目。

本发明涉及一种包括多个服务器的移动通信装置(HA1)。由一个服务器(典型HA)组成的该HA1设置有一个典型功能(representativefunction)和多个服务器(分布式HA)，其执行MN位置登记和信息包转发任务。该典型HA包括配置成从该分布式HA采集HA目录信息和负载信息的采集装置，和一个配置成动态地产生一个HA目录的列表。通过给该典型HA分配一个移动IPv6本地代理任播地址，无需在该HA中设置一个负载均衡装置，该HA负荷可以由构成该HA的服务器共享。

该典型HA11保留有关本地代理地址探测请求消息源地址的信息以及以一个组发送给那个地址的该HA目录。因此，当该MN发送本地代理地址探测请求消息两次或多次时，该相同的HA目录可以被发送给这个消息的发送者。

做为选择，该典型HA包括配置成从该分布式HA得到绑定高速缓冲存储器并且保留绑定高速缓冲存储器拷贝的检索装置。因此，当该MN重复发送本地代理地址探测请求消息时，该HA可以通知MN保留该绑定高速缓冲存储器的该分布式HA12的地址。

当该HA1适应多个本地网络时，多个移动IPv6本地代理任播地址被分配给其典型HA的接口。做为选择，一个典型HA和多个分布式HA被对于每个本地网络部署，并且一个包括本地网络的子网前缀的移动IPv6本地代理任播地址被分配给该典型HA的接口。在该HA1中，其负荷可以被共享，并且系统可扩充能力被提高。

当该HA1适应多个本地网络并且每个服务器被部署去适应单一本地网络时，通过分配每个本地网络的移动IPv6本地代理任播地址给每个服务器的接口，该HA1可以适应多个本地网络，并且系统可扩充能力被提高。

通过复制其典型HA，该HA1的可靠性可以被提高。当出现典型HA切换时，分配给一个激活的典型HA接口的该移动IPv6本地代理任播地址被再分配给一个备用的典型HA。

为了解决以上提到的问题，在本发明中除了现有技术的移动通信方法之外，提供了以下装置。

(1)移动通信装置(HA)由一个或多个服务器组成。该移动通信装置设置有典型功能和分布式功能。带有典型功能的服务器包括一个用于利用分布式功能从服务器采集HA信息和负载信息的采集装置，以及一个基于如此采集的信息配置成产生一个HA目录的目录装置。一个移动IPv6本地代理任播地址被分配给带有典型功能的该服务器的接口。

(2)移动终端设备(MN)发送一个本地代理地址探测请求消息给该移动IPv6本地代理任播地址。具有该典型功能的该服务器接收上述本地代理地址探测请求消息。带有典型功能的服务器包括一个目录装置，配置成生成一个HA目录并且发送该HA目录给该MN。

(3)此外，带有该典型功能的服务器包括一个存储设备，配置成用于存储一组项目、本地代理地址探测请求消息的源地址以及发送给那个地址的该HA目录。一旦已经从相同的发送者接收到另一个本地代理地址探测请求消息，带有该典型功能的服务器可以参考该项目组，并且发送该HA目录信息给上述消息的发送者。

做为选择，带有该典型功能的服务器包括一个配置成用于以分布式功能从该服务器采集终端的位置信息的采集装置，以及一个配置成以该分布式功能存储一组项目、服务器的地址与该位置信息的存储设备。一旦已经从相同的发送者接收到另一个本地代理地址探测请求消息，带有该典型功能的服务器可以参考该项目组，并且利用该分布式功能发送该服务器的信息给该发送者。

(4)此外，一个或多个带有该分布式功能的服务器可以形成为一个组，并且每个组可以部署用于一个本地网络。做为选择，一个服务器可以部署去适应一个或多个本地网络。一个本地网络的移动IPv6本地代理任播地址被分配给带有该典型功能的服务器的接口。

每个本地网络由一个带有典型功能的服务器和一个或多个带有分布式功能的服务器组成。

以上所述的功能可以通过硬件、软件或者其组合实现。

本发明拥有方法、系统、装置以及计算机可读介质的其他的实施例，其被配置为如在上面陈述的并且具有其他的特征和备选方案。

附图说明

通过下面结合附图的详细说明将容易地理解本发明。为了便于这个描述，相同的参考数字指定相同的结构单元。

图1是示出按照本发明的一个通信网络拓扑结构示例的框图；

图2是一个本地代理(HA)的方框图；

图3举例说明一个IPv6信息包格式；

图4举例说明一个邻居请求消息的示例；

图5举例说明一个邻居公告消息的示例；

图6举例说明一个本地代理地址探测请求消息的示例；

图7举例说明一个本地代理地址发现应答消息的示例；

图8举例说明路由器公告消息的示例1；

图9举例说明路由器公告消息的示例2；

图10举例说明一个绑定更新消息的示例；

图11举例说明一个绑定确认消息的示例；

图12举例说明一个负载信息收集请求消息的示例；

图13举例说明一个负载信息收集响应消息的示例；

图14举例说明一个在路由器中提供的邻居高速缓存管理列表；

图15举例说明一个在HA中提供的绑定高速缓存管理列表；

图16举例说明一个在HA1的典型HA中提供的HA目录列表；

图17举例说明一个在按照本发明的优选实施例2的HA1的典型HA中提供的通知信息管理列表；

图18举例说明一个在HA1的分布HA中提供的HA负载信息管理列表；

图19举例说明一个在HA1的典型HA中提供的HA负载信息管理列表；

图20是一个流程图，举例说明一个依据在HA1的典型HA中提供的HA目录生成程序的步骤；

图21是一个流程图，举例说明在HA1的分布式HA中提供的RA传输处理程序的步骤；

图22举例说明一个移动IPv6本地代理任播地址格式；

图23是一个在本发明中的MN位置登记顺序图，其举例说明用于启动在本地网络中的一个终端和一个符合移动IPv6的MN之间通信的顺序；

图24是一个示出现有技术HA示例的假定结构的方框图；

图25是一个按照现有技术假定的MN位置登记顺序图，其举例说明用于启动在本地网络中的一个终端和一个符合移动IPv6的MN之间通信的顺序；

图26是一个流程图，举例说明依据按照实施例2的在HA1的典型HA中提供的本地代理地址发现应答传输处理程序的步骤；

图27举例说明一个在按照本发明的优选实施例3的HA1的典型HA中提供的BC信息管理列表；

图28是一个流程图，举例说明依据按照实施例3的在典型HA中提供的本地代理地址发现应答传输处理程序的步骤；

图29是一个按照本发明优选实施例4的HA1的方框图；

图30是一个按照本发明优选实施例5的HA1的方框图；

和图31是一个按照本发明优选实施例7的HA1的方框图。

具体实施方式

公开了一种用于利用负载均衡的移动通信的方法和装置。为了对本发明提供全面的了解，阐述了许多的细节。但是，本领域技术人员应该理解，无需某些或者无需所有的这些细节可以实践本发明。作为在本发明中使用的术语“装置”通常指的是硬件、软件或者其组合。

现在利用附图描述本发明的优选实施例1。作为一个典型的实例，描述了这样一种情况，其中一个符合移动IPv6的移动节点(MN)已经移动到在其本地链路(以下简称为一个本地网络)外边的另一个网络(以下简称为一个外部的网络)，并且使用该HA地址控测功能，向一个HA登记其当前位置。下面将详细地解释本发明的实施例1。

图1示出一个按照本发明的通信网络拓扑结构的示例。这个拓扑结构由用于MN3的本地网络6和IPv6网络7(7a，7b)组成。该MN3是一个符合移动IPv6的节点。该网络6和该网络7经由路由器或者传输网络被连接。

该本地网络6包括一个HA1。该外部的网络7(7a，7b)分别包括路由器5(5a，5b)。

该HA1是一个符合移动IPv6的本地代理(HA)。该HA管理MN3在该本地网络6外边存在的位置信息。该HA1设置有捕获一个信息包的功能，即，对应的节点(CN)终端4发送给MN3的本地地址，并且转发该信息包给位于该外部的网络7b的该MN3。

图2示出一个HA1的结构示例，其安装在用于该MN3的本地网络6中。该HA1由服务器(11，12)、接口(IF)19(19a，19b，19m，19n)和开关20(20a，20b)组成，该接口(IF)19(19a，19b，19m，19n)分别适应信道18(18a，18b，18m，18n)。

服务器11主要地由信息包发送/接收处理部分13、封装/解封装处理部分14、移动IP处理部分15和典型功能部分16组成。

该分组发送/接收处理部分13设置有发送或者接收信息包的功能。该封装/解封装处理部分14设置有附加或者卸下一个IP报头给信息包的功能。

该移动IP处理部分15设置有一个移动IP协议处理功能和一个移动IP的本地代理(HA)功能。移动IP的HA功能包括一个绑定高速缓存管理列表320，HA目录列表330和HA目录生成程序60。

该典型功能部分主要地设置有采集这些服务器的负载信息和HA信息的功能以及负载信息管理列表360。

具有该典型功能部分16的该服务器11在下文中将称作一个典型HA。

图15举例说明一个绑定高速缓存管理列表320结构的示例。该绑定高速缓存管理列表320至少在一个组中存储下列项目：作为密钥入口的MN321的本地地址，由外部的网络中的该MN获取的转交地址(CoA)322，表示该绑定高速缓冲存储器有效期限的使用期限323，一个表示本地登记的标识234，以及一个用于验证该MN发送HA1的位置登记请求(绑定更新)消息的序列号325。

图16举例说明一个HA目录列表330结构的示例。该HA目录列表330至少在一个组中存储下列项目：作为密钥入口的一个HA331的级链路本地地址，HA332的全局的地址，表示该HA优先项((preference))的HA优先333，以及表示该HA有效性的残存期间的剩余的使用期限334。

图19举例说明一个在服务器11中提供的该HA负载信息管理列表360结构的示例。该HA负载信息管理列表360在一个组中至少存储下列项目：作为密钥入口包括分布式功能部分17(分布HA)的服务器的地址361，由该分布HA保留的绑定高速缓冲存储器项目362的数目，发送的信息包363的数目，以及接收的信息包364的数目。

返回到图2，将进一步解释该HA1的结构示例。

服务器12(12a，12n)主要地由分组发送/接收处理部分13、封装/解封装处理部分14、移动IP处理部分15和分布式功能部分17组成。在该服务器12和服务器11之间的区别是，该服务器12具有分布式功能部分17，而不是典型功能部分16。该服务器12的移动IP处理部分15设置有一个RA传输处理程序80。

具有该分布式功能部分17的该服务器12在下文中将称作一个分布式HA。

该分布式功能部分17主要地设置有一个通知服务器11(典型HA)有关分布式HA本身和一个HA负载信息管理列表350的HA信息和负载信息的功能。

图18举例说明在每个服务器12中提供的HA负载信息管理列表350结构的示例。

该HA负载信息管理列表350在一个组中至少存储下列项目：作为密钥入口分布式HA的地址351，由该分布式HA保留的绑定高速缓冲存储器项目352的数目，发送的信息包353的数目，以及接收的信息包354的数目。

在实施例1中，该HA1适应该本地网络1。一个移动IPv6本地代理任播地址被分配给该典型HA11的接口。

根据一个在图23示出的顺序图，将解释该顺序直至在图1示出的网络6中的终端4开始与存在于网络7b中的MN3通信。

为了交换HA信息，每个分布HA12(12a，12b)启动该RA传输处理程序80并且发送未经请求的路由器公告消息。

图21举例说明该RA传输处理程序80步骤。

该分布式HA12确定该分布式HA12本身的优先项(81)。每个分布式HA的优先项被作为结构信息设置。

每个分布式HA12(12a，12b)发送包括在步骤81确定的优先项的该路由器公告消息给所有节点(82，101，105)的多播地址(ff02::1)。

图3举例说明一个IPv6分组格式。

图9举例说明一个要由分布式HA12发送的路由器公告消息S6的格式示例。该路由器公告消息S6被存储在一个IPv6信息包的有效负荷54中。

由分布式HA12a发送的路由器公告消息传送下列信息。该分布式HA12a的链路本地地址被设置在该IPv6头部的信源IP地址51字段。一个H比特被设置在ICMP头部411中。一个R比特被设置在前缀信息任选项4121部分中，并且该分布式HA12a的完整地址被设置在前缀部分中。在步骤81确定的该优先项被设置在本地代理信息任选项4124部分的本地代理优先项字段中。

接着，一个RA传输间隔定时器被初始化(83)。在该RA传输间隔定时器(84)期满时，该程序返回到步骤81。当在步骤83该RA传输间隔定时器未能被初始化时，或者当该RA传输被放弃时，这个程序结束。

管理员设置该RA传输间隔定时器的初始值。

当该典型HA11从分布式HA12a接收该路由器公告消息(101)时，其启动该HA目录生成程序60。

图20举例说明该HA目录生成程序60过程。

该典型HA11查阅在接收的路由器公告消息(61)中的H比特。

如果该H比特被设置，该典型HA11提取该路由器公告消息(62)的源地址。该源地址字段包含该分布式HA12的链路本地地址。

该典型HA11提取该路由器公告发送器(分布式HA12a，分布式HA12b)的优先项(63)。该优先项被包含在本地代理信息任选项4124部分的本地代理优先项字段中。如果该路由器公告消息不包括该本地代理信息任选项4124部分，该HA11采用其缺省值为“0”的优先项。

接着，该典型HA11提取该路由器公告发送器(64)的使用期限。该使用期限被包含在本地代理信息任选项4124部分的本地代理使用期限字段中。如果该路由器公告消息不包括该本地代理信息任选项4124部分，该HA11获得包含在该路由器公告消息的路由器使用期限字段中的信息。

然后，该典型HA11按照在步骤62提取的地址检索该HA目录列表330(65)。如果在该HA目录列表中不存在相应的项目，并且如果在步骤64提取的该使用期限大于0(66)，该HA11在该优先项信息任选项部分中查阅R比特。如果该R比特被设置，该HA11从该前缀字段中提取该路由器公告发送器(分布式HA12)的全局地址。

接着，该HA11在该HA负载信息管理列表360(68)中搜索在步骤62或者步骤67提取的地址。

在步骤68，如果相应的项目存在于该HA负载信息管理列表360中，该典型HA11查验BC项目的数目，发送的信息包的数目，以及接收的信息包的数目，以看看是否所有这些数目超出其阈值。如果任何一个阈值被超出，该HA11降低在步骤63确定的优先项值。以上所述数目的阈值被预先设置。

该典型HA11增加该分布HA12的项目给HA目录列表(69，106)。该典型HA11结束这个程序。

该典型HA11周期性地从每个分布HA12采集负载信息，并且更新该HA负载信息管理列表360。管理员预先设置该HA11将在其上采集负载信息的时间间隔周期。

该典型HA11发送一个负载信息采集请求消息给该分布HA12a，并且采集用于分布HA12的该负载信息(103)。该HA11例如使用一个简单网络管理协议(SNMP)采集负载信息。

该分布HA12查阅该HA负载信息管理列表350，并且通知该典型HA11该负载信息(104)。

该典型HA11从负载信息采集响应消息中提取用于分布HA12的负载信息，并且存储其进入该HA负载信息管理列表360中。

图12举例说明一个负载信息采集请求消息S21的格式示例。

图13举例说明一个负载信息采集响应消息S22的格式示例。

在图20的步骤61，如果该H比特未被设置，该典型HA11按照该路由器公告消息(70)的源地址检索HA目录列表330。如果相应的项目存在于该HA目录中，该典型HA11删除该项目(71)，并且结束该HA目录生成程序。如果相应的项目不存在，该HA11结束这个程序。

在步骤65，如果相应的项目存在于该HA目录列表330中，典型HA11查阅在步骤64提取的使用期限(72)。如果该使用期限大于0，该HA11更新该使用期限值(74)，并且该程序进入到步骤68。

在步骤72，如果该使用期限是0或者更小，该HA11删除相应的项目(73)，并且结束该HA目录生成程序。

在步骤66，如果该使用期限是0或者更小，该HA11结束该HA目录生成程序。

该MN3经由存在于网络7b中的路由器5b接收一个路由器公告消息。该MN3通过查阅在路由器公告消息中的M比特确定使用什么方法得到CoA(转交地址)。如果该M比特是1，该MN使用IPv6的有状态的地址自动配置获得CoA。如果该M比特未被设置，该MN使用LPv6的无状态的地址自动配置获得CoA(108)。

图8举例说明一个路由器公告消息S5的格式示例。该路由器公告消息S5被存储在一个IPv6信息包的有效负荷54中。

在网络7b中获取CoA的该MN3向一个HA登记其当前位置。当该HA的IP地址是未知时，该MN3使用HA地址控测功能得到该HA的地址。

该MN3从该本地网络的子网前缀生成一个移动IPv6本地代理任播地址，并且发送一个本地代理地址探测请求消息给上述地址(109)。图6举例说明一个本地代理地址探测请求消息S3的格式示例。该本地代理地址探测请求消息S3被存储在一个IPv6信息包的有效负荷54中。用于传送该本地代理地址探测请求消息S3的该信息包的源地址51字段包含由在网络7b中的MN3获取的CoA。

图22举例说明一个移动IPv6本地代理任播地址A1的格式示例。其前64比特表示用于MN3的本地网络的子网前缀。

一个在网络6中接收上述消息的路由器2从上述的本地代理地址探测请求消息的目的地址确定下一个跨跃。如果下一个跨跃等于该目的地址，该路由器2按照该目的地址检索邻居高速缓存管理列表310，并且确定与该目的地址有关的该链路层地址。

图14举例说明一个邻居高速缓存管理列表310结构的示例。该邻居高速缓存管理列表310至少在一个组中存储下列项目：作为密钥入口的IP地址311，链路层地址312，以及一个表示该邻居节点是主机或者是路由器的标识313。

返回到图23，将进一步解释该序列剩余部分。

如果本地代理地址探测请求消息的目标地址不存在于以上所述的邻居高速缓存管理列表310中，该路由器2发送邻居请求消息给其邻居节点的多播地址(110)。

图4举例说明一个邻居请求消息S1的格式示例。该邻居请求消息S1被存储在一个IPv6信息包的有效负荷54中。在这个消息的IPv6ICMP411部分中的该目标地址字段包含该本地代理地址探测请求消息的目标地址(移动IPv6本地代理任播地址)。

在实施例1中，该移动IPv6本地代理任播地址被分配给与在典型HA11中的路由器2的接口。因此，该典型HA11接收以上所述的邻居请求消息。该典型HA11发送一个邻居公告消息给该邻居请求消息(111)的源地址。

图5举例说明一个邻居公告消息S2的格式示例。该邻居公告消息S2被存储在一个IPv6信息包的有效负荷54中。在这个消息的IPv6ICMP411部分中的该目标地址字段包含该移动IPv6本地代理任播地址。在这个消息的IPv6ICMP411部分中，一个过载标识(0比特)不设置。其任选项412部分包含分配的移动IPv6本地代理任播地址的该接口的链路层地址。

当路由器2接收邻居公告消息时，其在邻居高速缓存管理列表310(112)中生成新的项目。查阅该邻居高速缓存管理列表，路由器2转发本地代理地址探测请求消息给典型HA11(113)。

当典型HA11接收以上所述的本地代理地址探测请求消息时，其查阅该HA目录列表330。该典型HA11在HA目录列表中按其优先值的顺序放置项目。然后，该HA11检查是否该HA列表包括典型HA11的全局的单播地址。如果该HA目录包括该典型HA11的地址，这个项目被移动到该HA列表的末尾。如果该HA目录不包括该典型HA11的地址，该典型HA11的地址被增补到该HA列表的末尾。

该典型HA11发送一个本地代理地址发现应答消息给该MN3(114)。

图7举例说明一个本地代理地址发现应答消息S4的格式示例。该本地代理地址发现应答消息S4被存储在一个IPv6信息包的有效负荷54中。

由该典型HA11发送给MN的本地代理地址发现应答消息传送下列信息。在其IPv6ICMP411部分中的该本地代理地址字段包含以上所述的HA目录。该MN3在网络7b获取的该CoA被设置在用于这个消息的信息包的目标地址52字段中。该典型HA11的全局的单播地址被发置在源地址51字段中。

该MN3从以上所述的本地代理地址发现应答消息的本地代理地址字段提取该HA目录。

然后，该MN3检查是否该HA目录包括以上所述的本地代理地址发现应答消息的源地址。如果该HA目录包括该源地址(典型HA11的全局的单播地址)，该MN3向具有HA目录所描述的地址HA登记其当前位置。

在这里，该分布HA12a的地址被假定设置在该HA列表的顶部。该MN3发送一个绑定更新消息以登记其当前位置给该分布HA12a，该HA1的一个组成部分存在于该网络6(115)中。该MN3临时登记项目“BU目标地址＝分布HA12a的地址”进入该绑定更新目录管理列表之内(116)。

图10举例说明一个绑定更新消息S11的格式示例。其IPv6目标任选项头部401和IPv6移动性头部402被存储在一个IPv6信息包的扩展头部53中。

该MN3发送分布HA12a的绑定更新消息传送下列信息。该MN3的CoA被设置在IPv6信息包头部的源地址51字段中。该MN3的本地地址被设置在IPv6目标任选项头部的本地地址字段中。做为选择，该MN3的本地地址可以设置在IPv6信息包头部的源地址51字段中。在这种情况下，该MN3的CoA被作为可替换的转交地址选项包含在该IPv6移动性头部402的移动性选择字段中。

接收到该绑定更新消息之后，该分布HA12a按照该MN3的本地地址检索绑定高速缓存管理列表320。该HA12a从在绑定更新消息的IPv6目标选项头部401中的本地地址字段获得MN3的本地地址。

如果该MN3项目不存在于绑定高速缓存管理列表320中，该HA12a增加MN3项目给绑定高速缓存管理列表320(117)。在以上项目的转交地址322列中，MN3在外部的网络7b获取的该CoA被设置。该HA1作为用于MN3的代理而工作。

如果该MN3项目存在于绑定高速缓存管理列表320中，该HA12a更新在绑定高速缓存管理列表320中的项目。

该分布式HA12a发送一个绑定确认消息给MN3(118)。

图11举例说明一个绑定确认消息S12的格式示例。其IPv6路由头部403和IPv6移动性头部402被存储在一个IPv6信息包的扩展头部53中。该分布HA12a发送MN3的该绑定确认消息传送下列信息。在步骤115接收的绑定更新消息的源地址被包含在IPv6信息包头部中的该目标地址52字段。如果该目标地址52字段包含一个除MN3的本地地址以外的地址，该MN3的本地地址被包含在IPv6路由头部403中的本地地址字段中。

当该MN3接收表示绑定更新已经正常地完成的绑定确认消息时，其登记已经在步骤116上临时登记的项目到绑定更新目录管理列表(119)之内。

下面，将描述在网络6中的终端4发送一个信息包给MN3的过程。

在这里，假定终端4使用名称解析服务，诸如域名服务(DNS)或者其它适当的服务已经获得MN3的本地地址。

终端4发送一个信息包给MN3的本地地址。作为用于MN3的代理工作的分布HA12a捕获该信息包。参考在步骤117生成的MN3项目，该分布HA12a附加IPv6头部给原始信息包。在封装头部中，该MN3的CoA被设置在目标地址字段中，并且该分布HA12a的地址被设置在源地址字段(120)中。

现在，使用图24和图25将描述被假定为在现有技术移动通信系统中执行的相应的顺序。

图24示出当该HA1由一个或多个服务器组成时一个现有技术HA1假定的结构示例。

该HA1由服务器21(21a，21b，21c)、接口(正)19(19a，19b，19m，19n)和开关20(20a，20b)组成，该接口(正)19(19a，19b，19m，19n)分别适应信道18(18a，18b，18m，18n)。

服务器21主要地由信息包发送/接收处理部分13、封装/解封装处理部分14、和移动IP处理部分15组成。

在图24示出的HA1结构示例中，该HA1形成一个本地网络。一个移动IPv6本地代理任播地址被分配给所有服务器21的接口。

根据一个在图25示出的序列图，将解释该顺序直至在图1示出的网络6中的终端4开始与存在于网络7b中的MN3通信为止。

每个服务器21发送未经请求的路由器公告消息给所有节点(131，134，137)的多播地址(ff02::1)。

由服务器21发送的该路由器公告消息传送下列信息。每个服务器21的链路本地地址被设置在该IPv6头部的信源IP地址51字段中。一个H比特被设置在ICMP头部411中。一个R比特被设置在前缀信息任选项4121部分中，并且该分路由器公告发送器服务器21的完整地址被设置在前缀部分中。该路由器公告发送器服务器21的优先项被设置在本地代理信息选项4124部分的本地代理选择字段中。该优先项被预先设置。

当服务器21接收路由器公告消息时，其从该路由器公告消息中提取参数，并且生成一个HA目录(132，133，135，136，138以及139)。

在网络7b中的MN3获得CoA并且发送一个本地代理地址探测请求消息的步骤(140至142)是与在实施例1中的步骤107至109相同的。

一个在网络6中接收上述本地代理地址探测请求142消息的路由器2利用上述本地代理地址探测请求消息的目标地址确定下一个跨跃。如果下一个跨跃是该目标地址，该路由器2按照该目标地址搜索邻居高速缓存管理列表310，以便确定与该目标地址有关的该链路层地址。

如果相应的项目不存在于以上所述的邻居高速缓存管理列表310中，该路由器2发送邻居请求消息给其邻居节点的多播地址(143)。

因为该移动IPv6本地代理任播地址被分配给所有服务器21的接口，该服务器21接收以上所述的消息。该服务器21送回请求的邻居公告消息给该邻居请求消息(144，146和147)的源地址。在上述请求的邻居公告消息(144，146和147)中，一个过载标识不设置。

当路由器2从该服务器21a接收邻居公告消息(144)时，其在该邻居高速缓存管理列表310中生成新的项目(145)。当路由器2从该服务器21b、21n接收相继的邻居公告消息(146，147)时，其不更新在该邻居高速缓存管理列表310中的项目。参考该邻居高速缓存管理列表310，路由器2转发本地代理地址探测请求消息给该服务器21a(148)。

当该服务器21a接收以上所述的本地代理地址探测请求消息时，其查阅在步骤138生成的该HA目录。该服务器21a在HA目录列表中按其优先值的顺序放置项目。然后，该服务器21a检查是否该HA目录包括服务器21a的全局的单播地址。如果该HA目录在顶端包括服务器21a的地址，这个项目被删除。

该服务器21a发送一个本地代理地址发现应答消息给该MN3(149)。

在网络7b中获得CoA的MN3从在步骤149接收的本地代理地址发现应答消息中的本地代理地址字段提取HA目录。

然后，该MN3检查是否该HA目录包括以上所述的本地代理地址发现应答消息的源地址。如果该HA目录不包括该源地址，该MN3向本地代理地址发现应答消息的发送者登记其当前位置。如果该HA目录包括源地址，该MN3按照该HA目录登记其当前位置。

在这里，假定服务器21a的地址没有被设置在该HA目录中。该MN3发送一个登记其当前位置的绑定更新消息给服务器21a(150)。该MN位置登记步骤(步骤150至154)是与在实施例1中的步骤115至119相同的。

在网络6中的终端4发送信息包给MN3的步骤(步骤155)是与实施例1中的步骤120相同的。

如上所述，在路由器2上的邻居高速缓冲存储器中，用于服务器21a的信息被存储，其发送最初到达该路由器的邻居公告消息。因此，特定的服务器21a接收发送给移动IPv6本地代理任播地址的本地代理地址探测请求消息。该MN使用由从上述特定的服务器21a接收的本地代理地址发现应答消息传送的信息登记其当前位置。因此，用于MN位置登记的负荷不能由多个服务器共享。

按照本发明的实施例1，该HA1由一个典型HA和分布式HA组成。一个移动IPv6本地代理任播地址被分配给该典型HA。该典型HA从分布式HA采集HA目录信息和负载信息，并且生成一个HA目录。当该HA1从MN3接收本地代理地址探测请求消息时，其送回包括上述HA目录的的该本地代理地址发现应答消息给该MN3。因此，该MN位置登记任务可以由多个分布式HA12共享，即使该HA1没有设置有一个负载均衡装置。在完成MN位置登记之后，该分布式HA12之一作为MN的代理工作，因此，转发HA1任务的信息包也可以被共享。

因为该典型HA11设置有一个配置成动态地产生一个HA目录的目录装置，该HA1具有扩展性。如果需要在该HA1中增减分布式HA12的数目，一个分布式HA12可以被增加给或者从该HA目录上删掉。

现在将使用附图描述本发明的优选实施例2。

除了实施例1的部件之外，实施例2的特征在于包括下列装置。该典型HA11的典型功能部分16包括一个通知信息管理列表340。该典型HA11的移动IP处理部分15包括一个本地代理地址发现应答传输处理程序90。

图17举例说明一个通知信息管理列表340结构的示例。该通知信息管理列表340至少在一个组中存储下列项目：作为该密钥项目的本地代理地址探测请求消息341的源地址和一个发送给该地址的HA目录342。

图26举例说明该本地代理地址发现应答传输处理程序90进程。

当该典型HA11接收一个本地代理地址探测请求消息(在图23中的步骤113)时，其启动该本地代理地址发现应答传输处理程序90。

该典型HA11按照上述消息的源地址检索通知信息管理列表340(91)。

如果相应的项目不存在于上述的列表中，该典型HA11查阅该HA目录列表330，并且生成一个HA目录(92)。

该典型HA11发送一个包括HA目录的本地代理地址发现应答消息(93)(在图23中的步骤114)。然后，该典型HA11在一个组中增加本地代理地址探测请求消息的源地址和该HA目录给通知信息管理列表340(94)。

在步骤91，如果相应的项目存在，该HA11在该HA目录列表330中搜索包括在与该项目有关的该HA目录中的HA地址，并且参考该HA目录列表330(95)的使用期限值。如果该HA项目的使用期限值并未期满，该HA11从该通知信息管理列表340中读取该HA目录，并且发送该本地代理地址发现应答消息给该MN(94)。

在步骤95，如果该HA项目的使用期限已经期满，该HA11从该通知信息管理列表340删除那个项目(96)，并且该过程进入到步骤92。

按照实施例2，该HA1保留本地代理地址探测请求消息的源地址，并且该HA目录在一定时期内以一个组发送给那个地址。因此，当该HA1从该MN接收本地代理地址探测请求消息两次或更多次时，其可以发送相同的HA目录给这个消息的发送者。

现在将使用附图描述本发明的优选实施例3。

除了实施例1描述的功能之外，实施例3的特征在于包括下列装置。该典型HA11的典型功能部分16包括一个BC信息管理列表370。该典型HA11的移动IP处理部分15包括一个本地代理地址发现应答传输处理程序50。该典型HA11包括用于周期性地从该分布式HA12得到绑定高速缓冲存储器列表信息的装置。

图27举例说明一个BC信息管理列表370结构的示例。该BC信息管理列表370至少在一个组中存储下列项目：作为密钥入口的一个MN371的本地地址，CoA372，使用期限373，以及一个分布式HA374的地址。

图28举例说明该本地代理地址发现应答发送处理程序50的过程。

当该典型HA11接收一个本地代理地址探测请求消息(在图23中的步骤113)时，其启动该本地代理地址发现应答传输处理程序50。

该典型HA11按照上述的本地代理地址探测请求消息的源地址检索该BC信息管理列表370(51)。

在步骤51，如果相应的项目不存在于上述的BC信息管理列表中，该典型HA11参考该HA目录列表，并且生成一个HA目录(52)。该典型HA11发送一个包括HA目录的本地代理地址发现应答消息(53)(在图23中的步骤114)。在步骤51，如果相应的项目不存在于上述的BC信息管理列表中，该HA11参考与该项目有关的该使用期限值(54)。如果该项目的使用期限值并未期满，该HA11读取与该项目有关的分布式HA地址374。该典型HA11发送一个具有包括上述分布式HA地址和该典型HA11的地址的该HA目录的本地代理地址发现应答消息(53)。

在步骤54，如果该项目的值使用期限终止，该HA11从该BC信息管理列表删除那个项目(55)，然后该过程进入到步骤52。

按照实施例3，该典型HA11包括用于从该分布式HA12得到绑定高速缓冲存储器的装置。因此，当该MN3重复发送本地代理地址探测请求消息时，该HA1可以通知MN该分布式HA12的地址，其保留该绑定高速缓冲存储器。

现在将使用相关的附图描述本发明的优选实施例4。

实施例4的特征在于该HA1适应多个本地网络，并且所述的实施例1至3可以以实施例4的结构实现。

图29示出一个实施例4的HA1结构的示例。该HA1适应一个或多个本地网络。一个或多个移动IPv6本地代理任播地址被分配给带有路由器2的典型HA11的接口。

一个或多个分布式HA12形成单一本地网络。做为选择，单一分布式HA12适应一个或多个本地网络。

按照实施例4，该HA1由一个典型HA和分布式HA组成，通过分配一个或多个移动IPv6本地代理任播地址给该典型HA的接口，即使当该HA1适应多个本地网络时候，在该HA1上的负荷可以被共享。因为该HA1能够适应一个或多个本地网络，该系统可扩充能力被提高。

现在将使用相关的附图描述本发明的优选实施例5。

实施例5的特征在于该HA1适应多个本地网络，并且所述的实施例1至3可以以实施例5的结构实现。

图30示出一个实施例5的HA1结构的示例。该HA1适应一个或多个本地网络。每个本地网络包括单个典型HA和一个或多个分布式HA。一个包括本地网络的子网前缀的移动IPv6本地代理任播地址被分配给带有路由器2的典型HA11(11a，11n)的接口。

按照实施例5，当该HA1适应多个本地网络时，每个本地网络包括一个典型HA和分布式HA，通过分配一个移动IPv6本地代理任播地址给该典型HA的接口，该负荷可以由在每个本地网络中的分布式HA共享。因为该HA1能够适应一个或多个本地网络，该系统可扩充能力被提高。

下面将描述本发明的优选实施例6。

实施例6的特征在于一个服务器适应单一本地网络，并且所述的实施例1至3可以以实施例6的结构实现。

一个包括本地网络的子网前缀的移动IPv6本地代理任播地址被分配给带有路由器2的每个服务器的接口。每个服务器设置有典型功能16和分布式功能17。

按照实施例6，该HA1适应多个本地网络，并且每个服务器被部署用于单一本地网络。通过分配一个包括该本地网络的子网前缀的移动IPv6本地代理任播地址给每个服务器的接口，该HA1可以适应一个或多个本地网络，并且该系统可扩充能力被提高。

现在将使用相关的附图描述本发明的优选实施例7。

图31示出一个实施例7的HA1结构的示例。该HA1适应至少一个本地网络。该典型HA11被复制。在当前的实施例中，一个典型HA11a被激活，并且一个典型HA11b处于备用状态。

实施例7的特征在于该典型功能部分16设置有一个拷贝功能部分22。该拷贝功能部分22具有从激活的HA到备用的HA拷贝由该移动IP处理部分15和典型功能部分16保留的列表信息的功能。

一个移动IPv6本地代理任播地址被分配给激活的典型HA11a的接口。当从激活的HA切换到备用的HA时，该激活的典型HA11a的接口的IP地址被再分配给该备用的典型HA11b的接口。

按照实施例7，该HA1的典型HA11被复制，并且用于从激活的HA到备用的HA(反之亦然)拷贝数据的装置被提供，以及当从发生从激活切换到备用时，分配给该激活的HA接口的该移动IPv6本地代理任播地址被再分配给该备用的HA，因此，该HA1的可靠性可以被提高。

系统和方法实施

如对那些计算机技术领域的技术人员来说显而易见的，使用按照当前公开的教导的一般目的的或者编程专用的数字计算机或者微处理器，本发明的部分可以方便地实现。

如对那些软件技术领域的技术人员来说是显而易见的，基于当前公开的教导，适当的软件编码可以容易地由熟练的程序员制定。如对那些本领域技术人员是容易地显而易见的，本发明也可以通过制备专用集成电路或者通过相互连接常规的元件电路适当的网络来实现。

本发明包括一个计算机程序产品，其是一个具有在其上存储指令的存储介质(存储媒体)/其中可用于控制或者使计算机执行本发明的所有的处理。该存储介质可以包括，但不局限于任何类型的磁盘，包括软盘、小型唱片(MD)、光盘、DVD、CD-ROM、微驱，和磁光的盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器器件(包括闪卡)、磁性的或者光学卡，超小型系统(包括由分子组成的存储器IC)，RAID器件，远程数据存储/存档/仓储，或者任何类型的适用于存储指令和/或数据的介质或者器件。

本发明存储在任何一种计算机可读介质(媒体)上的包括，用于既控制通用/专用的计算机或者微处理器的硬件的软件，又用于使该计算机或者微处理器与利用本发明结果的似人的用户或者其他的机构相互作用的软件。上述的软件可以包括，但不局限于设备驱动程序、操作系统和用户应用软件。归根结底，上述的计算机可读介质进一步包括用于实施如上所述本发明的软件。

在全局的/专用的计算机或者微处理器内编程(软件)所包括的是用于实现本发明教导的软件模块，包括但不限于，从第二信息处理设备采集属性和负载信息，存储对应于符合协议的第二网络中的终端设备获得的地址，以及对应于分配给在第一网络中的终端设备的地址的信息，从第二信息处理设备处采集的该属性和负载信息产生目录信息，接收一个发给表示该接口组地址的消息，以及按照本发明的过程发送该目录信息。

在上述的说明书中，已经参考其特殊的实施例描述了本发明。但是，很明显，无需脱离本发明宽广的精神和范围可以对其进行各种各样的修改和变化。因此，该说明书和附图被视为是说明性的，而不是限制性的意义。

Claims (9)

1.一种在符合一协议的第一网络中的服务器，该服务器包括：

具有一个典型功能的第一信息处理设备，包括一个具有地址的接口，该地址指示一组接口；

一个没有该典型功能的第二信息处理设备，其中该第一信息处理设备进一步包括一个采集装置，配置成从该第二信息处理设备采集属性和负载信息，其中该第二信息处理设备包括一个存储设备，配置成存储对应于由符合该协议的第二网络中的终端设备获得的地址的信息和对应于分配给第一网络中的终端设备的地址的信息，其中该第一信息处理设备进一步包括一个列表装置，配置成利用从该第二信息处理设备采集的属性和负载信息产生列表信息，和一个发送装置，配置成当该服务器从所述终端设备接收一个发给指示该组接口的地址的消息时，发送该列表信息给该终端设备；

其中该协议是IPv6协议并且该服务器是一个移动IPv6本地代理；

其中指示该组接口的该地址是移动IPv6本地代理任播地址，发给指示该组接口的地址的该消息是一个本地代理地址探测请求消息，并且由第一信息处理设备从第二信息处理设备采集的该属性信息是与本地代理有关的信息。

2.根据权利要求1的服务器，其中该第一信息处理设备进一步包括：

存储设备，配置成存储一组包括发给指示该组接口的地址的所述消息中的所述终端设备在第二网络中的地址的项目，和存储发送给所述终端设备在第二网络中的地址的列表信息；和

查询装置，配置成当第一信息处理设备接收一个发给指示该组接口的地址的消息时，查阅该项目组，

其中当所述终端设备在第二网络中的所述地址存在于存储项目组的存储区中时，该第一信息处理设备被进一步配置为从该存储区读取该列表信息，并且发送该列表信息给所述终端设备。

3.根据权利要求1的服务器，其中该第一信息处理设备进一步包括：

检索装置，配置成从该第二信息处理装置获取地址相应信息；和

存储装置，配置成存储一组包括地址相应信息和该第二信息处理设备地址的项目；和

查询装置，配置成当第一信息处理设备接收发给指示该组接口的地址的所述消息时，查阅该项目组，

其中当发给指示该组接口的地址的所述消息的所述地址存在于存储项目组的存储区中时，该第一信息处理设备被进一步配置为从该存储区读取用于第二信息处理设备的信息，并且发送用于该第二信息处理设备的信息给所述终端设备。

4.根据权利要求1的服务器，其中该服务器适应至少一个作为移动通信网络的本地网络，并且第一信息处理设备进一步具有一个用于该至少一个本地网络的典型功能。

5.根据权利要求1的服务器，其中该服务器被配置为适应至少一个作为移动通信网络的本地网络，其中每个本地网络设置有一个第一信息处理设备和一个或多个第二信息处理设备。

6.根据权利要求1的服务器，进一步包括：配置成作为所述第一信息处理设备的备用的另一个第一信息处理设备，其中该第一信息处理设备被配置为复制存储在该第一信息处理设备中的信息至该另一个第一信息处理设备。

7.一种用于在符合一协议的第一网络中服务器移动通信的方法，其中该服务器包括带有一功能的第一信息处理设备和没有该功能的第二信息处理设备，其中该第一信息处理设备包括一个具有地址的接口，该地址指示一组接口，该方法包括：

由该第一信息处理设备从该第二信息处理设备采集属性和负载信息；

由该第二信息处理设备存储对应于由符合一协议的第二网络中的终端设备获得的地址的信息，和对应于分配给该第一网络中的终端设备地址的信息；

由该第一信息处理设备利用从第二信息处理设备采集的属性和负载信息产生列表信息；

由该服务器从该终端设备接收一个发给指示该组接口的地址的消息；和

由该第一信息处理设备发送该列表信息；

该协议是一个IPv6协议并且该服务器设备是一个移动IPv6本地代理；

其中指示该组接口的地址是移动IPv6本地代理任播地址，发给指示该组接口的地址的该消息是一个本地代理地址探测请求消息，并且由第一信息处理设备从第二信息处理设备采集的该属性信息是与本地代理有关的信息。

8.根据权利要求7的方法，其中所述第一信息处理设备进一步执行如下步骤：

存储一组包括发给指示该组接口的地址的所述消息的源地址的项目，和存储发送给所述源地址的列表信息；和

当该第一信息处理设备从所述终端设备接收一个发给指示该组接口的地址的消息时，查阅该项目组；

当所述终端设备在第二网络内的地址存在于存储项目组的存储区中时，从该存储区读取该列表信息，并且发送该列表信息给该终端设备。

9.根据权利要求7的方法，其中所述第一信息处理设备进一步执行如下步骤：

从该第二信息处理设备获得地址相应信息；

存储一组包括该地址相应信息和该第二信息处理设备地址的项目；和

当该第一信息处理设备从所述终端设备接收一个发给指示该组接口的地址的消息时，查阅该项目组；

当所述发给指示该组接口的地址的消息的源地址存在于存储项目组的存储区中时，从该存储区读取用于第二信息处理设备的该信息，并且发送用于第二信息处理设备的该信息给该终端设备。

Images