CN101019450A - 经由分组无线网络传送因特网分组数据的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于经由依据第二因特网协议(IPV4)的分组无线网络传送依据第一因特网协议(IPV6)的因特网分组数据的通信系统。该系统包括用户设备，该用户设备用于请求用于向分组无线网络的网关支持节点传送和从分组无线网络的网关支持节点传送根据第二因特网协议(IPV4)的因特网协议数据的载体。该网关支持节点用于建立用于在分组无线网络上向用户设备传送和从用户设备传送因特网分组数据的隧道协议载体。用户设备与网关支持节点结合操作以形成与第一因特网协议(IPV6)兼容的地址。该地址包括具有隧道协议载体的隧道终点标识符的接口标识符，隧道协议载体在分组无线网络的网关支持节点处终止。使用与第一因特网协议(IPv6)兼容的因特网协议地址，经由网关支持节点和所建立的载体向对应节点传送和从对应节点传送因特网分组数据。根据本发明的系统被安排为产生与第一因特网协议兼容的地址，可以使用第一因特网协议经由已经被安排为支持根据第二因特网协议的因特网分组数据的分组无线网络来传送因特网分组数据。第一因特网协议可以是IPV6，第二因特网协议可以是IPV4。

Description

经由分组无线网络传送因特网分组数据的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于经由分组无线网络、例如依据通用分组无线业务(GPRS)操作的网络、传送因特网分组数据的系统和方法。
背景技术
GPRS已经发展为经由无线访问接口来传送因特网分组。可以使用全球移动系统(GSM)或通用移动电信系统(UMTS)主干网来形成GPRS网络。GPRS支持面向分组业务，并试图对例如使用互连网协议(IP)的分组数据通信优化网络和无线电资源。GPRS提供与移动无线系统的分组交换体系相关的逻辑体系。
因特网工程任务组(IETF)是负责开发使经由网络的通信便利的因特网协议的实体。例如，已建立好的因特网协议有因特网协议版本4(IPv4)，其已经被开发并被标准化用于个人计算机访问因特网。IETF还开发了已知作为因特网协议版本6(IPv6)的另一标准，其在促进移动通信和增加用户设备的寻址选项方面对IPv4进行了改进。虽然在IPv4和IPv6之间存在相似性，但是已经建立以支持IPv4的分组无线网络将要求根据IPv4的因特网分组而不是根据IPv6的因特网分组。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于经由依据第二因特网协议(IPv4)操作的分组无线网络传送依据第一因特网协议(IPv6)的因特网分组数据的电信系统。该系统包括用户设备，该用户设备用于请求用于向分组无线网络的网关支持节点传送和从分组无线网络的网关支持节点传送根据第二因特网协议(IPv4)的因特网协议数据的载体。网关支持节点用于建立用于通过分组无线网络向用户设备传送和通过分组无线网络从用户设备传送的因特网分组数据的隧道协议载体。该用户设备与网关支持节点结合操作以形成与第一因特网协议(IPv6)兼容的地址，该地址包括具有隧道协议载体的隧道终点标识符的接口标识符，该隧道协议载体在分组无线网络的网关支持节点处终止。使用与第一因特网协议(IPv6)兼容的因特网协议地址经由网关支持节点和所建立的载体来向对应节点传送和从对应节点传送该因特网分组数据。
根据本发明的系统被安排为产生与第一因特网协议兼容的地址，第一因特网协议用于经由已经被安排为支持根据第二因特网协议的因特网分组数据的分组无线网络来传送因特网分组数据。具有接口标识符地址成分形成该地址，其包括从分组无线网络分配的分组数据载体获取的隧道终点标识符。隧道终点标识符标识由分组无线网络分配的隧道协议载体的终点。隧道终点标识符提供已经形成的、分组无线网络中的准-唯一地址，可以使用与第一因特网协议兼容的地址经由分组无线网络来传送因特网分组数据。
通过利用隧道终点标识符形成兼容地址，在一些实施例中，网关支持节点可以被安排为使用隧道终点标识符来标识用于经由分组无线网络从对应节点向用户设备传送因特网分组数据的载体。也就是由网关支持节点通过使用隧道终点标识符标识所分配的载体的网关支持节点，经由分组无线网络从对应节点向用户设备路由因特网分组。因此，经由分组无线网络的隧道基本上是自动的。可以绕过网关支持节点中的业务流模板(TFT)，通常使用该业务流模板(TFT)向使用源地址的用户设备路由因特网分组数据。这是因为已经建立以在分组无线网络上携带因特网分组数据的载体将只辨认根据第二因特网协议的因特网分组。然而，对应节点将传送根据第一因特网协议(IPv6)的因特网分组数据。因此，例如TFT将只辨认IPv4地址。通过从隧道终点标识符标识载体，可以经由IPv4载体路由因特网分组，而绕过TFT。
在一些实施例中，可以从分组无线网络的隧道终点标识符和公司标识符的组合形成接口标识符。公司标识符用于形成接口标识符的地址成分。公司标识符标识分组无线网络的运营商。与隧道标识符相结合，兼容地址可以全局有效。然后，可以使用该地址构造第一因特网协议链路-本地地址，并且然后用户设备可以使用该地址以请求分组无线网络中的应用和业务。兼容地址还可以用于请求依据第一因特网协议形成的全局唯一和可路由地址。
兼容地址还可以包括指示该地址对于分组无线网络是本地的还是全局的的字段。如果该字段具有指示该地址是本地的值，则网关支持节点将不允许从分组无线网络发出因特网分组。然而，指示该地址要被单独对待的字段的值不能使该地址全局唯一。因此，在一些实施例中，兼容地址还可以包括前缀，其依据第一因特网协议形成。可以根据第一因特网协议获得该前缀。这是由于UE/主机可以获取IPv6前缀，而无需获取完整的IPv6地址。利用包括公司ID和隧道终点标识符的接口ID形成作为IPv6地址的兼容地址。可以从地址分配服务器获取第一因特网协议前缀，或者可以通过接收根据IP版本6的邻居发现(RFC2461)的路由器广告消息来获取第一因特网协议前缀。
在其它实施例中，可以在静态基础上预先分配地址的前缀部分。因此用户设备根据静态分配的前缀和接口标识符形成兼容地址，其包括隧道终点标识符。
通过将根据隧道终点标识符和公司标识符形成的接口标识符与依据第一接口协议形成的前缀相结合，提供了可以用于经由外部分组数据网络路由因特网分组数据的全局唯一地址。该地址可以用来标识根据第一因特网协议的因特网协议应用的用户设备。因此，该用户设备可以访问利用第一因特网协议的业务。在一些实施例中，形成的兼容地址是全局唯一的地址。因此，可以经由外部(IPv6)分组数据网络访问用户设备。在其它实施例中，使用IPv6链路-本地地址只能在公用陆地移动网络(PLMN)之内访问不是全局唯一的而是本地唯一的兼容地址。
在一些实施例中，第一因特网协议可以是因特网协议版本6(IPV6)，第二因特网协议可以是因特网协议版本4(IPV4)。通过给接口标识符提供根据第一因特网协议的前缀地址成分，可以将兼容地址(即与第一因特网协议兼容的地址)安排为全局唯一的。在一些实施例中，用户设备具有前缀成分，以静态前缀形成兼容地址。在其它实施例中，动态地获取前缀成分，通过获取IPv6前缀成分并根据接口标识符和前缀成分形成兼容地址。
本发明实施例可以为用户设备的运行应用程序提供便利，所述应用程序需要使用根据一个使用分组无线系统网络的因特网协议的因特网协议通信，所述分组无线系统网络已经被安排为传送根据不同的因特网协议的因特网分组。例如，分组无线网络可以是通用分组无线业务(GPRS)网络。
所附权利要求书定义了本发明的各个进一步的方面和特性，并支持下面描述的实施例。
附图说明
现在将只参考附图通过示例来描述本发明实施例，在附图中相似部件具有对应的附图标记，在附图中：
图1是包括GPRS网络的电信系统的示意性方框图；
图2是形成用于传送因特网分组的隧道载体的GPRS网络部分的示范性方框图；
图3a是图示数据传输的隧道终点标识符的图，图3b是控制平面数据的对应图；
图4a示意性地图示了第一本地唯一GAT ID(GAT_ID_I)的地址格式，图4b示意性地图示了第一全局唯一GAT ID(GAT_ID_I)的地址格式；
图5示意性地图示第二GAT ID(GAT_ID_II)的地址格式；
图6示意性地图示由PDP上下文激活所分配的IPv6地址的地址格式；
图7示意性地图示GTP自动隧道的一般地址；
图8a示意性地图示GTP自动隧道的链路本地地址的地址格式，图8b示意性地图示站点-本地地址的对应地址；
图9示意性地图示包括IPv6前缀和第二GAT ID(GAT_ID_II)的兼容IPV6地址的地址格式；
图10是用来形成无线访问载体隧道的GPRS网络的部分的示意性方框图；
图11是用来形成GTP隧道的GPRS网络的部分的示意性方框图；
图12是指示自动隧道的、出现在图1中的电信系统的简化版本的示意性方框图；
图13是图示用于形成GAT地址的处理的流程图；
图14是图示用于形成全局可路由IPv6 GAT地址的处理的流程图；
图15是图示用于产生不同的GAT地址接口标识符的两个选项的流程图；
图16是图示用于利用GAT地址经由GPRS网络通信的处理的流程图；
图17是IPv6地址的一般格式的示例；
图18是显示n位子网前缀的IPv6地址的示例；
图19是修改的EUI-64格式接口标识符的示例；
图20是全局单播IPv6地址的示例；
图21是具有嵌入的IPv4地址的IPv6地址的示例；
图22是具有嵌入的IPv4地址的IPv6地址的第二示例；
图23是站点本地IPV6地址的示例；
图24是链路本地IPV6地址的示例；以及
图25是图示一些处理步骤的流程图，这些处理步骤是为GPRS网络上的因特网分组建立载体所需要的。
具体实施方式
下面描述的实施例提供了用于在单一IPv4 GPRS/UMTS网络上支持IPv6业务的机制。因此，3G运营商可以使用现有的单一IPv4的UMTS来支持IPv6网络，因此最小化了与早引入IPv6 IMS相关联的风险。
1.GPRS网络的示例
图1提供了一种用于经由分组无线网络1传送根据第一(IPv6)因特网协议的因特网分组的系统的示意性方框图，该分组无线网络1已经被开发为支持根据第二(IPv4)因特网协议标准的因特网分组的通信。在图1中，用户设备(UE)2被安排为容纳向用户提供(例如)多媒体业务的应用程序。该应用程序可以要求(例如)利用UMTS主干网访问诸如由3GPP开发的因特网协议多媒体子系统(IMS)以向用户提供多媒体业务。
对于本示例，分组无线系统网络1是通用分组无线业务(GPRS)网络。为了简便，图1示出了GPRS网络的组件，即GPRS网关业务节点(GGSN)3、服务GPRS支持节点(SGSN)4、无线网络控制器(RNC)8和节点B组件10。
本技术涉及对应节点(CN)12和附属于GPRS网络1的UE2之间的因特网协议通信。图1中示出CN12附属于分组数据网络(PDN)15，该分组数据网络(PDN)15连接到GPRS网络。为了在CN和UE之间传送因特网分组数据，如图2所示地在GPRS网络上建立载体。
在图2中，在GGSN3和UE2之间建立用于在UE2和CN12来回传送具有包含地址的报头7和有效载荷数据9的因特网分组5的载体14。通常，GGSN3和SGSN4形成核心网络CN部分。对于核心网络，由GPRS隧道协议(GTP)载体形成载体。无线网络控制器RNC8和节点B10形成无线网络RN部分。对于无线网络RN，根据无线访问载体(RAB)隧道协议载体形成所述载体。该载体被安排为在UE和GGSN之间传送因特网分组16。该因特网分组具有地址18和有效载荷20。
对于本示例，UE2运行要求例如IMS业务支持的应用程序。然而，已经依据IPv6因特网协议标准开发并标准化了IMS，而已经开发GPRS网络1支持IPv4因特网协议通信。如将简短解释的，根据本技术，为UE2建立用于经由GPRS网络向CN12传送IPv6因特网分组的载体。为此，本技术被安排为产生可以使用其经由载体14通信的因特网协议，在其他方面，载体14被安排为支持IPv4通信。
为了提供一种安排，通过该安排用户设备UE可以经由依据IPv4因特网协议操作的GPRS网络来发送和接收依据IPv6因特网协议的因特网分组，构造了可以在GPRS网络上自动隧道的地址。在下面节中解释地址构造。在附录1中提供了关于构造IPv6地址的更全面的信息。
2.构造用于在GPRS/UMTS上自动隧道的IPv6链路本地地址
本发明利用GPRS隧道协议载体的隧道终点标识符，来定义接口标识符，可以根据该接口标识符形成IPv6链路-本地地址。可以使用该接口标识符形成可以由GPRS网络自动隧道的IPv6兼容地址，因此被称为GPRS自动隧道(GAT)接口ID。使用被定义为(TS29.060)的GPRS隧道协议隧道终点标识符来定义GAT接口ID。在图3a中示出了数据传输的TEID的形式，在图3b中示出了控制平面数据的TEID形式。
使用TEID-GAT_ID_I构造接口ID
可以用于形成与依据IPv6寻址体系(RFC2373、附录A)的IPv6兼容的地址的接口标识符的第一示例，使用TEID与公司标识符结合。接口标识符有64位，并使用修改的IEEE EUI-64格式。使用TEID构造遵循RFC2373的接口标识符。如图4a和4b所示构造该地址，其中分配“c”为公司_id，“g”为提供单独/成组有效(individual/group significance)的字段。有两种GAT_ID_I地址形式，一种是如图4a所示的本地唯一IEEE EUI-64地址，另一种是如图4b所示的全局唯一IEEE EUI-64地址。
定义GAT标识符-GAT_ID_II
可以用于构造IPv6兼容地址的接口标识符的第二示例，使用作为PDP上下文激活请求的一部分分配的IPv4地址。在附录2中更详细描述了GGSN进行的载体和IPv4地址分配。在控制平面，GTP指定隧道控制和管理协议(GTP-C)，该协议允许SGSN向UE提供分组数据网络访问。控制平面信令用于创建、修改和删除隧道。在用户平面，GTP使用隧道机制(GTP-U)提供用于携带用户数据分组的业务。
定义GPRS自动隧道(GAT)接口ID为由(TS29.060)定义的GTP隧道终点标识符与GAT标识符(OxFF、11111111)的指示符相组合，后面接着32位的UE的IPv4地址。由于由管理与UE的会话的GGSN分配的GAT ID具有本地范围，所以其只具有本地范围。
在构造如图5所示的IPV6链路-本地地址中，TEID用作GAT接口ID(GAT-ID)的成分。在图5中，GAT ID的第一个8位字节是GTP类型。对于数据的GTP(GTP_U)，GTP类型为16(00010000)。对于控制信息的GTP(GTP_U)，GTP类型为17(00010001)。在该GTP类型的8位字节中定义额外位T作为“指示IPv4地址是私有还是公用”的位。如果IPv4公用并且全局唯一，则将位“T”设置为1。否则，将其设置为0。
向UE传递TEID
为了构建GAT_ID，必须向UE通知由GGSN建立的GTP载体的TEID。在“传统”PDP上下文激活中，TEID用于RNC、SGSN和GGSN中的本地使用。由于UE需要使用TEID构建接口ID，所以需要将TEID传递到UE。在第一示例中，直接将TEID传递到UE。在这种情况下，SGSN可以利用PDP上下文激活接受中的协议配置选项(PCO)字段来选择将一个或所有三对TEID(总共6个)传递到UE。
在第二示例中，GGSN根据其寻址策略(policy)使用其TEID中的一个来构建IPv6地址，然后在PDP上下文创建响应消息的PCO字段中将其传递到SGSN。SGSN依次使用PDP上下文激活接受消息的PCO字段将该GGSN构造的IPv6地址传递到UE。
GAT地址的构成
可以依据本技术形成的GAT地址的示例包括：根据分配的IPv4地址和TEID组合形成GAT地址；以及使用具有GTP TEID的修改的EUI-64地址形成该地址。如下更详细地描述这些示例：
使用嵌入的IPv4地址
在成功的PDP上下文激活之后，给UE分配IPv4地址。所以，该IP地址可以用于构建在图6所示的任一格式中的IPv6地址。图6中示出的格式也称为以二进制0开始的IPv6地址。这些格式将要被UE用于如下情况，即：PDN是基于IPv4的，并且在到达IPv6域之前需要PDN上的基于IPv4的IPv6隧道传送。
使用具有GTP TEID的修改的EUI-64方法来创建单播地址(GAT_I)
地址的又一示例是修改的EUI-64地址，其是通过将地址前缀和GAT接口ID相加来构建的IPv6单播链路-本地地址。在图7中示出了依据该示例技术形成的地址的一般格式。对于该示例，(网络)前缀占用了8字节的其余字节。对于GAT_ID_I，前缀占用8字节。在GAT_ID_II中，由于GAT_ID_II使用10字节，所以网络前缀占用6字节。在图7中示出的通用地址格式有两种可能格式，在图8a和图8b中示出这两种可能格式。
●情况I：全局单播地址具有前缀，该前缀是全局路由前缀加子网ID，即n+m位是8个8位字节。在后面的节中解释该地址的获取。
●情况II：站点/链路-本地单播地址具有如链路-本地地址的图8a和站点-本地地址的图8b所示的格式。根据RFC 2373，具有站点-本地或链路-本地源或目的地址的IPv6分组一定不能由站点之外的路由器转发。这些地址将要用于诸如自动地址配置、邻居发现、或当没有路由器出现时的目的。
在GPRS/UMTS情况下，图8a和图8b的两个本地地址可以用于UE之间的公用陆地移动网络(PLMN)内部通信，即：对等UE位于相同的PLMN中，并且没有分组经由Gi接口被向外路由到图1的PDN。
使用GAT_ID_II构建全局唯一IPv6地址
在图9中示出了使用GAT_ID_II加IPv6前缀创建的IPv6地址的一般形式。使用GAT_ID_II的优点是在IPv6不可用时，诸如当分组经由Gi接口进入IPv4分组数据网络时的情况，使能基于IPv4的IPv6自动隧道。这是由于：由于IPv6地址具有内置的IPv4地址，所以GAT_ID_II使能基于IPv4的自动IPv6隧道。
3.GAT隧道例程
完成IPv6地址获取
取决于所产生的IPv6兼容地址的选择，如果有必要，UE仍可以需要进一步动作以完成全局单播地址的构造。例如，地址可以是全局唯一的，但不是全局可路由的。对于这些情况，UE可以使用要求前缀为全局可路由或不可路由的地址，诸如使用如上所述的本地站点/链路地址的那些地址。
为了构造全局可路由的IPv6地址，在接收创建PDP上下文请求之后，GGSN可以执行下列操作中的一个：
●分配前缀(本地或从IPv6 DHCP请求)，然后将其传递到GGSN，然后使用PDP上下文消息中提出的PCO字段从SGSN传递到UE。
●代表LUE构造如图8a和图8b所示的站点/链路本地地址，并使用其从IPv6 DHCP请求前缀。然后GGSN可以发送前缀加GAT_ID_I或整个全局唯一IPv6地址，如图4a和图4b所示。
●替代地，可以静态地给UE分配前缀，在该情况中，UE总是了解其前缀。
●替代地，UE可以使用链路-本地地址来监听包含前缀的路由器广告消息(RFC 2461、IP版本6的邻居发现)。
IPv6的GPRS自动隧道操作(GAT)
GAT隧道由两部分构成，其是RAB隧道(RAB_T)和GTP隧道(GTP_T)。由图10所示的图来说明RAB_T。RAB T在UE和RNC之间，并且通过RLC层隧道，RLC实体的隧道终点分别在UE和RNC之内。实际上，RLC是IPv6分组的链路层。在这种情况下，通过使用GAT地址作为其IPv6地址而构造的IPv6分组是RLC的SDU。
在图11中图示了GTP_T。GTP允许多协议分组隧道通过GGSN之间、以及SGSN和UTRAN之间的UMTS/GPRS主干。GTP-U协议由UMTS/GPRS主干中的SGSN和GGSN以及由UTRAN中的无线网络控制器(RNC)实现。UMTS/GPRS主干中的SGSN和GGSN实现GTP_C协议。没有其它系统需要知道GTP。UMTS/GPRS UE连接到SGSN，而无需知道GTP。图11图示使用GTP_U用于IPv6分组的自动隧道，该IPv6分组携带用户数据或控制/信令信息。替代地，使用GTP_C的自动隧道的GTP_T用于携带网络控制/信令数据的IPv6分组，使用GTP_U的GTP_T用于携带用户数据的IPv6分组。
4.操作总结
图12提供了依据本技术操作的系统的说明。如图12所示，本技术提供一种安排，由此作为IPv6的链路层的GPRS/UMTS载体可以使用GPRS/UMTS帧携带IPv6分组。为此，UE请求IPv4 PDP上下文，如附录2所述。UE可以使用静态IPv4地址，或者作为成功的PDP上下文激活的结果可以给它分配动态IPv4地址。
然后，UE根据在节4中描述的定义构造GAT地址，并将它分配到UE的至少一个(且只有一个)接口。使用具有GAT地址的该接口发送因特网分组。
如果UE通过使用不同的GAT接口ID而构造了多于一个GAT地址，则UE可以向多个接口分配GAT地址，将每个地址分配到仅一个接口。将GAT地址向接口仅分配一次，但是可以向接口分配多于一个的不同GAT地址。
一激活IPv6应用程序(基于TCP或UDP)，就使用GAT地址并选择对应(多个)接口以经由该(多个)接口发送和接收IPv6分组。
参考图13、图14和图15的流程图，概括被安排为向用户设备提供兼容地址上的IPv6的上述系统的操作。图13提供执行包括只能由GPRS网络辨认的接口标识符的兼容地址的通用例程的概括，而图14图示了用于通过提供根据IPv6标准的前缀而使地址全局可路由的例程。将图13所示的用于形成GAT接口ID的例程概括如下：
S1：用户设备通过向GGSN发送分组数据协议(PDP)上下文请求，而请求用于在分组无线网络(GPRS网络)上传送因特网分组数据的载体。作为PDP上下文激活的一部分，GGSN激活GPRS网络上的载体，该载体当然是根据IPv4标准的载体。
S2：GGSN接收PDP上下文激活请求，并建立用于在UE和GGSN之间传送因特网分组数据的载体。该载体包括根据GPRS隧道协议(GTP)的、用于在GPRS网络的核心网络成分上隧道传输因特网分组的隧道协议载体。该载体还包括用于在无线访问网络上经由节点B组件从RNC向UE隧道传输因特网分组数据的无线访问载体(RAB)。
S4：在GGSN中或在UE中，形成包括接口ID成分和前缀地址成分的地址。
S8：因此根据标识GTP载体的终点的隧道终点标识符形成接口ID。因此所形成的地址在GPRS网络中本地有效。
可选地，为了使得该地址全局有效并且可经由IPv6路由器路由，该地址需要获取IPv6前缀。在图14中图示了该例程。将图14概括如下：
S10：UE获得IPv6地址前缀成分。例如，可以静态地给UE分配IPv6前缀地址。替代地，可以利用包括隧道终点标识符的接口ID来形成链路-本地地址，以从DHCP服务器请求IPv6地址。
S12：一旦UE已经从DHCP服务器获取到IPv6地址，则UE可以用IPv6前缀来代替来自提供兼容地址的所获取的IPv6地址的前缀。因此UE根据接口ID和IPv6前缀地址形成IPv6兼容地址。
S14：然后，UE可以利用IPv6兼容地址在UE和CN之间传送因特网分组数据。
图16中的流程图概括了在UE和CN之间传送因特网分组数据，将立刻更详细地解释图16的流程图。
如参考图10中的步骤S4所解释的，为了利用隧道终点标识符建立兼容地址，本技术可以利用各种选项。可以在与UE通信的GGSN中形成该地址，或者可以在UE中根据从GGSN传送来的地址数据形成该地址。通过图15所示的流程图概括如下情况的两个选项，即在UE中形成该地址的情况。将图15概括如下：
S14：GGSN在PDP上下文接受的PCO字段中给UE提供地址数据，例如作为PDP上下文分配的一部分。该地址数据用于形成兼容地址的接口ID。
S16：在第一示例中，GGSN给UE提供由GGSN分配的IPv4地址和TEID。
S18：UE利用TEID和IPv4地址形成接口ID。因此尽管所形成的地址是全局唯一的，但为了使该地址经由IPv6网络全局可路由，则需要IPv6前缀地址，如图9所示。
S20：替代地，GGSN作为PDP上下文激活的一部分而传送的地址数据的一部分来提供公司标识符和TEID。然后UE根据TEID和公司标识符形成接口ID。
S22：作为兼容地址的一部分，该地址包括全局/本地用户有效字段。如果只在GPRS网络中本地使用该地址，则将有效字段设置为0。否则，如果在GPRS网络之外全局使用有效字段，则将有效字段设置为1。
图16提供使用兼容地址经由GPRS网络传送因特网分组数据的处理的解释。将图16概括如下：
S30：UE使用兼容地址经由无线访问载体隧道和GTP隧道向CN传送因特网分组，GTP隧道在其他方面不依赖于因特网分组报头中的地址格式。
S32：对于下游链路通信，GGSN从对应节点CN接收因特网分组数据。该因特网分组是IPv6因特网分组。然而，由于GPRS网络已经被安排为支持IPv4因特网通信，GGSN将建立IPv4载体。因此，用于管理因特网通信的业务流模板(TFT)将只辨认IPv4地址为对应节点的源地址。也就是说，将参考IPv4源地址建立载体。这样，将GGSN修改为忽略TFT处理，并且GGSN根据隧道终点标识符TEID辨识适当的载体。
S36：GGSN根据作为因特网分组的目的地址的UE的兼容地址的接口ID中的TEID识别作为GTP载体的载体。因此使隧道基本自动。
S38：GGSN将经由由TEID标识的GTP载体和RAB载体向UE传送因特网分组。
在所附权利要求书中定义了本发明的各个进一步的方面和属性。在不偏离本发明范围的情况下，可以对这里描述的实施例作出各种修改。例如，尽管已经针对作为IPv6的第一因特网协议和作为IPv4的第二因特网协议(经由分组无线系统网络进行通信)描述了上面的实施例，但是在其它实施例中，第一协议可以是IPv4，第二协议(经由分组无线系统网络进行通信)可以是IPv6。此外，可以使用其它的因特网协议作为第一因特网协议和第二因特网协议。
5.附录1：IPv6寻址方案
在RFC 3513“Internet Protocol Version 6(IPv6)Addressing Architecture”中详细地概括了这些寻址方案。
类似于无类路由下的IPv4地址，IPv6单播地址符合任意位长度的前缀。在IPv6中有几种单播地址，具体地：全局单播、站点本地单播和链路本地单播。还有一些特定目的全局单播子类型，诸如具有嵌入IPv4地址类型或编码的NSAP地址的IPv6地址。将来可以定义附加地址类型或子类型。
取决于节点作用功能(例如，主机与路由器)，IPv6节点可能具有IPv6地址的内部结构的相当多或一点知识。最低限度地，节点可以考虑单播地址(包括其自身)不具有内部结构。在图17中示出了该示例。稍微复杂的主机(但仍相当简单)可以额外地知道所属(多个)链路的(多个)子网前缀，不同地址可能具有不同的(多个)子网前缀值，其占据前面的n位，如图18所示。图10所示的地址可以用于构造自动隧道的IPv6地址，称为GAT地址。IPv6单播地址中的接口标识符用于标识链路上的接口。在子网前缀中要求它们是唯一的。
构造IPv6地址的接口ID
对于所有的单播地址，除了以二进制值000开始的那些地址(使用嵌入IPv4地址的地址)之外，要求接口ID为64位长，并以修改的EUI-64格式构造(IEEE，″Guidelines for 64-bit Global Identifier(EUI-64)Registration Authority″，http://standard.ieee.org/regauth/oui/tutorial/EUI64 html 1997年3月)。
基于接口标识符的修改的EUI-64格式当从全局标记(例如，IEEE 802 48-位MAC或IEEE EUI-64标识符)得出时可以具有全局范围，或者在全局标记不可用(例如，串行链路、隧道终点等)或全局标记不合需要(例如，私有的暂时标记)时可以具有本地范围。
当根据IEEE EUI-64标识符形成接口标识符时，通过转变“u”位(IEEEEUI-64术语中的全局/本地位)来形成修改的EUI-64格式接口标识符。在产生的修改的EUI-64格式中，将“u”位设置为“1”以指示全局范围，将“u”位设置为“0”以指示本地范围。在图19中示出了IEEE EUI-64标识符的二进制中的前面三个8位字节。如图19所示，该地址具有按因特网标准位顺序写入的字段，其中“u”是全局/本地位，“g”是单独/成组位，“c”是公司ID位。在RFC3513中提供了示例。
当没有具体的内置接口标识符可用时，诸如串行链路或配置隧道(它们被称为无标识符链路)，必须选择在子网前缀中是唯一的接口标识符。
当在链路上没有内置标识符可用时，优选方法是使用来自另一接口的全局接口标识符，或给节点自身分配的一个标识符。
当在链路上有非全局接口标识符可用时，需要创建本地-范围接口标识符。
全局IPv6单播地址
在图20中示出了全局IPv6单播地址的示例。
具有嵌入IPv4地址的IPv6地址
为了方便IPv4到IPv6的转变，提供了一种使主机和路由器动态地在Ipv4路由基础设施上隧道传输IPv6分组的技术。给使用该技术的IPv6节点分配特殊IPv6单播地址，其在低阶32位中具有嵌入的全局IPv4地址。在图21中示出了示例，可以将其描述为“兼容IPv4的IPv6地址”
另一类型的IPv4地址被称为“映射IPv4的IPv6地址”，其具有如图22所示的地址格式。它可以用于表示使用IPv6地址的IPv4节点。
本地使用IPv6单播地址
在图23和24中示出了两种类型的本地使用地址。这些是站点本地地址和链路本地地址。站点本地地址被设计用于无需全局前缀而在站点之内寻址。
在图23中示出了站点本地地址的格式。
链路本地地址被设计用于在自动地址配置、邻居发现、或当没有路由器出现时在单链路上寻址。在图24中示出了链路-本地地址的格式。还有其它的地址类型，诸如任意播地址、多播地址、回送(loop-back)地址等等。
6.附录2：使用PDP上下文激活的IPv4 UMTS载体开始
在UMTS网络(在UE和GGSN之间)UMTS载体上传送IP业务(IPv6或IPv4)。UMTS载体被描述为建立PDP(分组数据协议)上下文。用户设备UE通过建立IPv4 PDP上下文或IPv6 PDP上下文而在UMTS网络上发送IPv4或IPv6分组。只在具有IPv6能力的UMTS网络上才支持IPv6 PDP上下文，具体地为SGSN和GGSN以及能够在其网络协议栈中支持IPv6相关功能(路由、安全性)的UE。
虽然在IPv4 PDP上下文和IPv6 PDP上下文的建立例程之间没有明显区别，但是单一IPv4的UMTS网络将只支持IPv4 PDP上下文。在下面参考图25中的流程图的概括中突出PDP上下文激活中的地址管理和安全性。图25的流程图对等地表示具有IPv6能力的UMTS的IPv4 PDP上下文的IPv4和IPv6 PDP上下文的IPv6。
S90：用户设备UE向SGSN发送激活PDP上下文请求(NSAPI、TI、PDP类型、PDP地址、访问点名称、请求的QoS、PDP配置选项)消息。用户设备UE使用PDP地址指示它是否需要使用静态PDP地址或者它是否需要使用动态PDP地址。用户设备UE使PDP地址为空以请求动态PDP地址。
S92：SGSN使用由用户设备UE和PDP上下文订阅记录提供的PDP类型(可选)、PDP地址(可选)和访问点名称(可选)来验证激活PDP上下文请求。
如果不能得出GGSN地址，或者如果SGSN根据规则已经确定激活PDP上下文请求无效，则SGSN拒绝PDP上下文激活请求。
如果可以得出GGSN地址，则SGSN为请求的PDP上下文创建TEID。如果用户设备UE请求动态地址，则SGSN使GGSN分配动态地址。给定其能力和当前载荷，SGSN可以限制请求的QoS属性，并且它将根据订阅的QoS分布限制请求的QoS属性。
SGSN向受影响的GGSN发送创建PDP上下文请求(PDP类型、PDP地址、访问点名称、协商的QoS、TEID、NSAPI、MSISDN、选择模式、计费特性、跟踪参考、跟踪类型、触发标识符、OMC标识符、PDP配置选项)消息。如果请求动态地址，则PDP地址将为空。
S94：GGSN在其PDP上下文表中创建新的条目，并产生计费ID。新条目允许GGSN在SGSN和外部PDP网络之间路由PDP PDU，并开始计费。在3G TS32.015[4]中定义了GGSN处理可能其已经从SGSN接收的计费特性的方式。GGSN然后向SGSN返回创建PDP上下文响应(TEID、PDP地址、PDP配置选项、协商的QoS、计费Id、和原因)消息。如果GGSN分配PDP地址，则包括PDP地址。如果GGSN已经被运营商配置为使用请求的APN的外部PDN地址分配，则应该将PDP地址设置为0.0.0.0，指示在PDP上下文激活进程完成之后将由用户设备UE与外部PDN协商PDP地址。只要PDP上下文处于激活状态，GGSN将中转、修改并监控这些协商，并使用GGSN开始的PDP上下文修改例程来向SGSN和用户设备UE传送当前使用的PDP地址。PDP配置选项包含GGSN可以向用户设备UE传送的可选的PDP参数。这些可选的PDP参数可以由用户设备UE在激活PDP上下文请求消息中请求，或者可以由GGSN主动提供发送。通过SGSN透明地发送PDP配置选项。在主干网上发送创建PDP上下文消息。
S96：依据PDP激活(包括协商的QoS)，建立无线访问载体。然后从SGSN到GGSN更新(S97)PDP上下文请求，并且GGSN响应该更新(S98)。
S99：如果用户设备UE已经请求了动态地址，则将从GGSN接收的PDP地址插入到PDP上下文中。SGSN基于协商的QoS选择无线电优先权和分组流Id，并向用户设备UE返回激活PDP上下文接受(PDP类型、PDP地址、TI、协商的QoS、无线电优先权、分组流Id、PDP配置选项)消息。现在SGSN能够在GGSN和用户设备UE之间路由PDP PDU，并开始计费。NSAPI(与TI一起)用于区分第二PDP上下文。
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[11]RFC2460 Internet Protocol，Version 6(IPv6)Specifications

Claims (32)

1.一种用于经由依据第二因特网协议操作的分组无线网络来传送依据第一因特网协议的因特网分组数据的电信系统，该系统包括：
用户设备，用于请求用于通过所述分组无线网络向网关支持节点传送和通过所述分组无线网络从网关支持节点传送根据所述第二因特网协议的因特网协议数据的载体；
网关支持节点，用于建立用于向所述分组无线网络的所述用户设备传送和从所述分组无线网络的所述用户设备传送的所述因特网分组数据的隧道协议载体，其中所述用户设备与所述网关支持节点结合操作，以便
形成与所述第一因特网协议兼容的地址，该地址包括具有隧道协议载体的隧道终点标识符的接口标识符，该隧道协议载体在所述分组无线网络的所述网关支持节点处终止，并且
使用与所述第一因特网协议兼容的因特网协议地址，经由所述网关支持节点和所建立的载体来向对应节点传送和从对应节点传送因特网分组数据。
2.如权利要求1所述的电信系统，其中所述网关支持节点被安排为使用所述隧道终点标识符来标识用于经由所述分组无线网络从所述对应节点向所述用户设备传送所述因特网分组数据的所述载体。
3.如权利要求1或2所述的电信系统，其中由所述用户设备与所述网关支持节点组合形成的所述兼容地址的接口标识符，包括指示所述分组数据网络的运营商的公司标识符。
4.如权利要求1或2所述的电信系统，其中由所述用户设备与所述网关支持节点组合形成的所述兼容地址的接口标识符，包括根据所述第二因特网协议的因特网协议地址。
5.如前面任一项权利要求所述的电信系统，其中所述网关支持节点用于使用所述隧道终点标识符来在所述网关支持节点中形成与所述第一因特网协议兼容的所述因特网协议地址，并且用于向所述用户设备传送所述因特网协议地址。
6.如权利要求1至4中的任一项所述的电信系统，其中网关支持节点用于：
向用户设备提供指示分配的载体、地址数据的信息，所述地址数据包括所述隧道协议载体的所述隧道终点标识符，所述用户设备用于
使用作为所述地址数据的一部分提供到所述用户设备的所述隧道终点标识符，来形成所述兼容因特网协议地址。
7.如权利要求6所述的电信系统，其中所述地址数据包括所述第二因特网协议地址、所述公司标识符中的一个，所述用户设备用于根据所述第二因特网协议地址或所述公司标识符中的一个结合所述隧道终点标识符，来形成与所述第一因特网协议兼容的地址。
8.如权利要求6或7所述的电信系统，其中所述网关支持节点用于作为分组数据协议上下文激活请求的一部分来提供所述地址数据，所述地址数据包括根据所述第二因特网协议的因特网协议地址，以及所述用户设备用于从根据所述第二因特网协议的所述因特网协议地址和所述隧道终点标识符，来形成与所述第一因特网协议兼容的所述地址。
9.如权利要求8所述的电信系统，其中所述网关支持节点用于使用所述分组数据协议上下文接受的协议配置选项字段，来提供包括所述隧道终点标识符的所述地址数据。
10.如上面任一项权利要求所述的电信系统，其中用于传送所述因特网分组数据的所述载体包括无线访问载体和分组无线网络隧道协议载体，依据无线访问载体隧道来传送所述因特网分组数据。
11.如前面任一项权利要求所述的电信系统，其中所述分组无线网络依据通用分组无线系统操作。
12.如前面任一项权利要求所述的电信系统，其中所述网关支持节点与所述用户设备结合操作，以通过给与根据所述第一因特网协议的地址相对应的前缀提供所述隧道终点标识符来形成所述兼容地址。
13.如权利要求12所述的电信系统，其中给所述用户设备提供所述前缀，在所述用户设备中形成所述兼容地址。
14.如权利要求12所述的电信系统，其中由所述网络支持节点获取所述前缀，在所述用户设备或所述网关支持节点中形成所述兼容地址。
15.一种经由依据第二因特网协议操作的分组无线网络来向用户设备传送或从用户设备传送依据第一因特网协议的因特网分组数据的方法，所述分组无线网络包括核心网络部分和无线网络部分，该方法包括：
请求用于在所述分组无线网络的网关支持节点和所述用户设备之间传送根据所述第二因特网协议的因特网协议数据的载体；
形成与所述第一因特网协议兼容的地址，该地址包括具有隧道协议载体的隧道终点标识符的接口标识符，该隧道协议载体在所述分组无线网络的所述核心网络部分的网关支持节点处终止；
使用与所述第一协议兼容的所述因特网协议地址，经由所述网关支持节点，向对应节点传送和从对应节点传送因特网分组数据。
16.如权利要求15所述的传统方法，其中向所述对应节点传送和从所述对应节点传送所述因特网分组数据包括：
使用所述隧道终点标识符，标识用于通过所述分组数据网络从所述对应节点向所述用户设备传送所述因特网分组数据的所述载体。
17.如权利要求15或16所述的传送因特网分组数据的方法，其中所述形成所述因特网协议地址包括：
根据所述隧道终点标识符、结合指示所述分组数据网络的运营商的公司标识符，来形成所述兼容因特网协议地址的所述接口标识符。
18.如权利要求15或16所述的传送因特网分组数据的方法，其中所述形成所述因特网协议地址包括：
根据所述隧道终点标识符、结合根据所述第二因特网协议的因特网协议地址，来形成所述兼容因特网协议地址的所述接口标识符。
19.如权利要求15至18所述的传送因特网分组数据的方法，其中所述形成所述因特网协议地址包括：
使用所述隧道终点标识符在所述网关支持节点中形成与所述第一因特网协议兼容的所述地址；
向所述用户设备传送所述因特网协议地址。
20.如权利要求15至18所述的传送因特网分组数据的方法，其中所述形成所述因特网协议地址包括：
向所述用户设备传送标识所分配的载体、地址数据的信息，所述地址数据包括所述隧道协议载体的所述隧道终点标识符；
向所述用户设备传送所述地址数据，在所述用户设备中使用所述隧道终点标识符形成所述兼容的因特网协议地址。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述地址数据包括所述第二因特网协议地址、所述公司标识符中的一个，所述地址数据包括根据所述第二因特网协议(IPv4)的因特网协议地址，所述形成与所述第一因特网协议兼容的所述地址包括：
从根据所述第二因特网协议的所述因特网协议地址或所述公司标识符中的一个和所述隧道终点标识符，形成与所述第一因特网协议兼容的所述地址。
22.如权利要求19或20所述的方法，其中所述传送所述地址数据包括：
作为分组数据协议上下文激活请求的一部分提供所述地址数据。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述作为所述分组数据协议上下文激活请求的一部分提供所述地址数据包括：
使用所述分组数据协议上下文接受的协议配置选项字段，提供包括所述协议终点标识符的所述地址数据。
24.如权利要求15至23的任一项所述的方法，其中所述分组无线网络依据通用分组无线系统操作。
25.如权利要求15至24的任一项所述的方法，包括：
提供与根据所述第一因特网协议的地址相对应的前缀；以及
根据所述前缀和包括所述隧道终点标识符的接口ID，形成所述兼容地址。
26.如权利要求25所述的方法，其中给所述用户设备提供所述前缀，在所述用户设备中形成所述兼容地址。
27.如权利要求25所述的方法，其中通过所述网关支持节点获取所述前缀。
28.一种计算机程序，当其被装在到数据处理器时，使得该数据处理器执行根据权利要求15至27的任一项的方法。
29.一种承载根据权利要求28的所述计算机程序的介质。
30.一种用于经由依据第二因特网协议操作的分组无线网络向用户设备传送和从用户设备传送依据第一因特网协议的因特网分组数据的装置，所述分组无线网络包括核心网络部分和无线网络部分，该装置包括：
请求装置，用于请求用于在所述分组无线网络的网关支持节点和所述用户设备之间传送根据所述第二因特网协议的因特网协议数据的载体；
形成装置，用于形成与所述第一因特网协议兼容的地址，该地址包括具有隧道协议载体的隧道终点标识符的接口标识符，所述隧道协议载体在所述分组无线网络的所述核心网络部分的网关支持节点处终止；
传送装置，用于使用与所述第一协议兼容的所述因特网协议地址，经由所述网关支持节点向对应节点传送和从对应节点传送因特网分组数据。
31.一种电信系统，实质上如参考附图所描述的。
32.一种传送因特网分组数据的方法，实质上如参考附图所描述的。
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