CN101032148A - 用于网络接入的快速链路建立 - Google Patents

Abstract

通过仅交换少数消息，而在试图接入网络的节点和NAS(网络接入服务器)之间建立通信会话。在检测到节点和NAS之间的物理链路之后，NAS立即向节点发送认证请求消息。作为响应，节点发送请求消息，该请求消息除了响应认证请求消息之外还包括用于链路配置和网络接入控制的所有参数选项。然后，NAS挑选并选定参数选项，在应答消息中将所选的选项发送回给节点。如果应答消息中的所选的选项满足阈值，则节点直接经由NAS传输用于网络接入的用户数据。

Description

用于网络接入的快速链路建立

根据35U.S.C§119要求的优先权

本专利申请要求2004年7月30日提交的标题为“Method andApparatus for Fast Packet Data Session Establishment”的美国临时申请第60/592,470号的优先权，该临时申请已被转让给其受让人，并将其明确地引用在此作为参考。

技术领域

本发明一般涉及分组数据通信，并更特别地涉及在建立分组数据通信之前用于网络接入的初始通信会话。

背景技术

网络的全球互连允许快捷地访问信息，而不管地理距离如何。图1示出了通常称为因特网的以附图标记20表示的网络的全球连接的简化示意图。因特网20本质上是连接在一起的具有不同分层级别的很多网络。因特网20依据由IETF(因特网工程任务组)发布的IP(因特网协议)工作。IP的细节可在由IETF公布的RFC(请求注解)791中找到。

连接到因特网20的是各种单独的网络，取决于网络大小而有时被称为LAN(局域网)或WAN(广域网)。图1中所示的是这样的网络22、24和26中的一些。

在每个网络22、24和26内，可以有相互连接并相互通信的各种设备。实例有通常称为节点的计算机、打印机和服务器，仅是举出一些。当节点经由因特网20超出其本身的网络通信时，需要给该节点分配IP地址。IP地址的分配可以是手动的或自动的。IP地址的手动分配可由例如网络管理员来执行。更加普遍地，IP地址由例如LAN中的专用服务器自动分配。

举例来说明。假设网络22中的节点30试图向网络24中的另一个节点34发送数据分组。依据IP，每个数据分组都需要具有源地址和目的地地址。在这种情况下，源地址是网络22中的节点30的地址。目的地地址是网络24中的节点34的地址。

很普遍地，在诸如接入因特网20的网络接入之前，需要进行节点对节点的通信。例如，假设网络22中的节点30是膝上型计算机。膝上型计算机节点30不能直接接入网络22。然而，膝上型计算机节点30可以经由一些其它手段到达网络22中的NAS(网络接入服务器)32，例如通过电话线路对导线调制解调器拨号。在该情况下，节点30典型地建立与网络22中的NAS(网络接入服务器)32的PPP(点对点协议)会话。此后在节点30和网络22之间建立的分组数据通信，或者经由因特网20在节点30和任何其它网络之间建立的分组数据通信，将通过导线调制解调器和电话线路而被交换。如果调制解调器连续非同步地通过电话线路传输和接收信号，则在电话线路上交换的数据分组也必须相应地被成帧以适合连续非同步的调制解调器链路。

无线技术的出现允许节点离开它们初始登记的网络而到达另一个网络。例如，返回来参考图1，节点30可以是无线设备，诸如PDA(个人设备助理)、蜂窝电话、或移动计算机，而不是永久地有线连接到网络22。无线节点30可以游历到其归属网络22的边界之外。这样，节点30可以从它的归属网络22漫游至外部网络26。为了接入网络26，或者经由因特网20连接到其它网络，典型地，节点30还建立与网络26中的NAS(网络接入服务器)33的PPP会话。这种情况下的节点30与NAS 33之间的通信是通过无线链路进行的。而且，节点30与无线网络之间交换的数据分组也必须被成帧以符合在节点30与NAS 33之间通过空中链路进行的PPP会话期间协商的格式。

PPP的大部分都记述在由IETF公布的RFC 1661和1662中。PPP是一种对等协议，在该对等协议中，双方节点是对等的。也就是说，双方都不扮演客户机或服务器的角色。任一方都可以请求另一方做出行动或者对另一方采取行动。实质上，PPP是节点间的一种探索性的协商会话，在该会话期间，在任何网络业务流之前，节点按照容量和可用性从彼此的资源中找出并最终集中到一组相互可接受的参数选项。

图2示出了示例性的PPP通信会话34的顺序流程图，在该PPP通信会话34中，网络26中的节点30试图建立与NAS 32的链路，以便能够接入因特网20。

PPP具有许多协议组成部分。在图2所示的示例性的PPP会话中，PPP具有作为组成部分的LCP(链路控制协议)36、CHAP(挑战/握手认证协议)38和IPCP(因特网协议配置协议)40。

首先，在完成物理链路后，也就是说，在节点30和NAS 33能够在硬件层到达对方之后，例如，需要通过LCP 36。LCP 36用于建立节点30和NAS 33之间的基本通信链路。在LCP 36期间，节点30和NAS33相互交换并协商必要通信参数选项。这些选项可以包括通过链路的数据分组的最大大小、有关质量控制的参数、所使用的HDLC(高层数据链路控制)头字段压缩方案以及对等方是否愿意被认证。

LCP 36的处理或多或少是在握手规程下进行的。首先，请求方通过发送配置请求消息提出一个或多个参数。如果接收方不认可任何参数，则接收方用配置拒绝消息往回做出响应。如果被拒绝的参数对于所试图建立的链接是决定性的，则请求方不得不终止PPP会话。

另一方面，如果参数被认可，但是有关该参数的选项是不能接受的，则响应方发送回配置否定确认消息。同样，请求方可以终止PPP会话，或者可以发送带有同一参数的不同选项的另一配置请求消息。

如上面所述，PPP是对等协议。节点30或者NAS 33中的任何一方都可以是请求方。这对于响应方的角色同样成立。带有相关选项的所有参数都必须以上述方式被协商并决定。如图2所示，可能会需要若干轮的协商。整个协商方案基本上是单工的处理。如果请求方确定对于响应方来说所有所需的参数都可以接受，则请求方将最终配置确认消息发送给响应方。一旦双方都已发送了配置确认消息，它们就转到认证阶段。

为了确保双方都被授权，必须执行认证。执行认证的一种方式是使用另一PPP组成部分CHAP 38。典型的是，由NAS 33启动CHAP 38来验证节点30的身份。在CHAP 38期间，NAS 33向节点30发送称为挑战消息的消息。在CHAP下，存在着一种与挑战消息一起使用的共享秘密，其被用于使用预先商定的算法来计算响应消息。然后，节点30向NAS 33发送通过秘密算法生成的响应消息。此后，NAS 33将接收到的响应消息与由NAS 33自己计算的消息进行比较。如果存在比较匹配，则节点30被称为通过了CHAP 38，其中NAS 33向节点30发送CHAP成功消息。否则，NAS 33发送CHAP失败消息。

可替换地，可以通过PAP(口令认证协议)而不是CHAP 38来完成认证。在PAP中，节点仅向NAS 33发送用于验证的用户名和口令。如果经过验证，则节点30被称为通过了PAP。

如果节点30需要IP接入，则有关IP的信息需要再次被交换和协商。例如，尤其是，节点30会需要分配到IP地址，以便根据IP接入因特网20(图1)。为了实现该目的，开始进行依据IPCP 40的参数选项的协商和交换。在示例性的PPP会话34中，节点30最初从NAS 33请求IP地址0.0.0.0。作为响应，NAS 33发送配置否定确认消息，从而建议节点30使用IP地址a.b.c.d。如果接受，则节点30通过向NAS33发送用于确认的另一消息来确认IP地址a.b.c.d的使用。

最后，当节点30同意IPCP 40期间协商的所有参数时，节点30向NAS 33发送确认消息。此后，网络接入会话的用户数据被交换。网络业务的IP数据分组采用先前在LCP 36期间协商的参数被封装到PPP帧中。

在网络接入结束的时候，节点30或NAS 33可以向对方发送终止请求消息，接收到该消息的一方此后用终止确认消息做出返回响应，并结束通信会话。

从图2和以上描述可以看出，在PPP会话34期间，节点30和NAS33之间有相当多的消息被交换。如此，将涉及相当长的持续时间。如果在具有高数据等待时间的慢速链路上协商PPP会话34，则尤其是这样。

因此，需要提供一种更快并且更有效的在任何下个级别的数据业务之前建立初始通信链路的方式。

发明内容

通过仅交换少数消息，而在试图接入网络的节点和NAS(网络接入服务器)之间建立通信会话。首先，在建立节点和NAS之间的物理链路之后，NAS立即向节点发送认证请求消息。作为响应，节点发送请求消息，该请求消息除了认证响应之外还包括用于链路配置和网络接入控制的所有其它参数选项。然后，NAS从许多参数选项中挑选并选定一组参数选项，此后在应答消息中将所选的选项发送回给节点。如果应答消息中的所选的选项满足阈值，则节点直接经由NAS传输用于网络接入的用户数据。

此外，可实现故障转移(fail-over)特征，其中如果不能建立根据本发明的示例性实施例的通信会话，则常规PPP(点对点协议)可接管以使通信会话继续进行。

根据本发明的一个方面，公开了一种方法、设备和介质，其中，节点试图接入网络，该方法、设备和介质包括用于在消息中提供用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项，并将消息发送至网络接入节点的步骤或装置。

根据本发明的另一方面，公开了用于网络接入节点的另一种方法、设备和介质，其包括用于从试图接入网络的节点接收包括用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项的消息，并将与该组参数选项的授权有关的另一消息发送至试图接入网络的节点的步骤或装置。

通过阅读以下结合附图给出的详细描述，这些和其它特征及优点对于本领域的那些专业技术人员而言将显而易见，其中在附图中，相似的附图标记表示相似的部分。

附图说明

图1是网络的全球连接的示意图；

图2是常规协议的通信会话的通信序列图；

图3是本发明的示例性实施例中所涉及的节点的示意图；

图4是按照分层顺序表示协议堆栈的示意图；

图5是根据本发明的示例性实施例的通信会话的通信序列图；

图6是表示根据本发明的示例性实施例的所涉及的步骤的流程图；

图7是表示对常规协议实现了故障转移特征的示例性实施例的通信序列图；

图8是图7的通信序列图的相应的流程图；

图9是表示对常规协议实现了另一故障转移特征的示例性实施例的另一通信序列图；

图10是图9的通信序列图的相应的流程图；

图11是根据示例性实施例的试图接入网络的节点的部分电路的示意图；

图12是实现有另外的消息类型的图1的通信会话的通信序列图；

图13是根据示例性实施例的试图接入网络的节点的部分电路的示意图；并且

图14是根据示例性实施例的网络接入节点的部分电路的示意图。

具体实施方式

以下描述的提供是用于使本领域的任何专业技术人员能够实现或使用本发明。在以下描述中出于说明的目的会阐述细节。应该理解，本领域的普通专业技术人员会意识到，可以不使用这些具体细节来实现本发明。在其它例子中，将不详细阐述公知的结构和处理，以避免用不必要的细节使本发明的描述模糊。这样，本发明并不限于所示的实施例，而是与符合本文所公开的原理和特征的最宽广的范围相一致。

图3示出了本发明的一个示例性实施例中涉及的节点的简化示意图。整个通信系统用附图标记42来表示。在该实施例中，通信系统42包括连接到主干网50的网络48，主干网50可以是企业内部互联网或因特网。网络48中设置有NAS(网络接入服务器)，其充当网络48和试图接入网络的任何节点之间的网关。假设在系统42中存在试图接入网络48或者试图经由主干网50接入(未示出的)其它网络的这种节点44。节点44通过通信链路45与NAS 46通信。

链路44可以是采取各种形式的链路。例如，链路44可以是有线链路，诸如常规电话线连接、同轴电缆链路或者光缆链路，仅是举出一些。此外，链路45还可以是无线链路。在这种情况下，链路45是空中接口。

假设在该实施例中，链路45是空中接口。节点44是与NAS 46无线通信的移动设备。网络48支持诸如由TIA/EIA(电信工业协会/电子工业协会)提出的cdma2000标准的无线技术。在该例子中，NAS46是与RAN(无线接入网)耦合的PDSN(分组数据服务节点)，并通过无线链路45经由RF(射频)信号与节点44通信。PDSN和RAN在本技术领域中是已知的，并且为了简洁明了，在图3中并未将其示出。

在描述通信系统42的操作细节之前，首先说明具有不同分层级别的各种类型的协议和它们的相互关系将会有所帮助。

在网络通信技术领域中，根据ISO(国际标准化组织)和ITU-T(国际电信联盟-电信标准部门)所提出的OSI(开放系统互连)模型而将协议分层。其目的是为了促进多厂商设备的互操作性。也就是说，协议分层结构的每一层都具有其自己的规范。这样，只要满足分层结构中特定一层的规范，就能保证该层中的产品开发能与其它层中的其它产品相适合。

假设图3中的系统42支持IP(因特网协议)。图4按照分层顺序示意性地示出了的协议的堆栈，通常称为“协议堆栈”，并总体用附图标记52表示。IP协议堆栈52是根据IETF(因特网工程任务组)模型构造的，该IETF模型类似于OSI模型但并不与OSI模型完全相同。根据IETF模型，IP协议堆栈52具有五层，从层1到层5。因此，由诸如图3所示的节点44或46的节点发送出的数据分组，必须通过协议堆栈52而被处理。协议堆栈52以软件或硬件或二者的组合体的形式构建于节点中。同样，由同一节点接收到的数据分组必须通过协议堆栈52而被处理，但却是以相反的顺序被处理。

举一个实例来说明。假设数据分组被处理以从诸如节点44或46(图3)的节点被发送出去，则首先根据应用层(即，层5)中的协议之一来创建数据分组。层5包括HTTP(超文本传输协议)、SMTP(服务邮件传输协议)、FTP(文件传输协议)和RTP(实时传输协议)。进一步假设数据分组是VoIP(因特网协议语音传输)会话的产物。因此必须根据层5中的RTP将数据分组格式化。

时间敏感的数据分组，诸如从层5中的RTP协议产生的数据分组，需要实时地被处理。具体而言，通常不重新发送损坏的分组，而是简单地将其丢弃，以便不会阻碍其它即将到来的数据分组的传输。因此，RTP数据分组通常经由层4(即，传输层)中的UDP(用户数据分组协议)而被运载。

另一方面，如果数据分组源于层5中的其它协议，诸如FTP，则数据分组通常经由层4中的TCP(传输控制协议)发送。在TCP下，数据分组的准确传递是非常重要的。这样，损坏的分组总是被重新发送，尽管可能会降低整个数据传输处理的速度。

数据分组在经过该传输层即层4之后，被添加诸如源端口号和目的地端口号的信息。

数据分组在经过传输层即层4之后，然后被发送到网络层即层3以进行处理。在该特定情况下，来自层4的合成数据分组必须根据IP被再次格式化，例如被添加数据分组的源地址和目的地地址。

应该注意，为了简明起见，图4中仅示出了层3中的IP。在层3中还存在着对IP执行补充功能的其它协议。一个实例是用于发送无法传递的数据分组的错误消息的ICMP(因特网控制消息协议)。

此后，数据分组必须被成帧以符合可应用于网络接口层即层2的无论哪一种协议。前面描述的PPP(点对点协议)被归类为层2协议。根据本发明的示例性实施例的在网络接入之前的通信协议会话也与网络接口层有关。

图4中的协改堆栈52的最底层是物理层即层1，其处理数据分组的传输的物理实现。例如，如果通信链路45(图3)是常规有线链路，则物理层即层1涉及通过构成链路45的导线驱动信号的节点44和46(图3)二者上的硬件电路。如果通信链路45是空中接口，则物理层即层1涉及空气空间以及通过空气空间收发信号的节点44和46(图3)二者上的硬件电路。

对于由诸如节点44和46(图3)的节点接收的数据分组，数据分组必须通过相同的协议堆栈52被处理，但是以相反的顺序，即从层1到层5的顺序被处理。

现在返回来参考图3。假设在该实例中，节点44试图经由NAS 46接入网络。在任何消息交换之前，物理链路45必须准备好运载信号。换种说法，节点44和45的物理层即层1必须物理地存在并且被建立。

在该实施例中，如前所述，通信链路45是空中接口，并且网络48所支持的无线技术是cdma2000。物理层涉及节点44中的无线电路和NAS 46内的RAN。RAN可以包括至少一个BSC(基站控制器)和多个BS(基站)。RAN、BSC和BS在图3中并未示出。

根据该实施例，一旦建立了物理层即层1，也就是说，节点44和46都相互检测到对方的物理存在，NAS 46就立即向节点44发送出第一消息。

图5是表示节点44和NAS 46之间的消息的通信序列的流程图。整个流程用附图标记54表示。

第一消息被称为同步消息，并用附图标记56表示。同步消息56包括供节点44从中选择的所有可能的认证选项。这些选项可以包括CHAP(挑战认证协议)下的挑战消息，以及对PAP(口令认证协议)所要求的口令和用户名的请求。除了CHAP和PAP外，PPP中定义或支持的其它认证协议也应该包括在同步消息56中。

在接收到同步消息56之后，节点44用请求消息58做出响应，如图5所示。

节点44在请求消息58中，包括响应于同步消息56中提出的请求的必要的认证信息。另外，节点44还在请求信息58中包括用于为节点44建立用于经由NAS 46进行后续网络接入的链路所需的所有参数选项。带有相关选项的参数是否涉及链路配置、认证或网络接入控制并无影响。也就是说，不是根据前面关于PPP所述的诸如LCP(链路控制协议)、CHAP(挑战握手认证协议)和IPCP(因特网协议控制协议)的协议组成部分的功能而对参数进行分类，而是将带有选项的所有参数都包括在该实施例的请求消息58中，而不管功能如何。更具体地，请求消息58中的带有选项的参数可包括对挑战消息的响应，或者用户名和口令(如果可应用的话)，诸如数据报大小和HDLC(高级数据链路控制)头字段压缩方案的链路45的链路配置参数，以及用于网络接入的参数，诸如IP地址、DNS(域名系统)配置和IP头压缩协议(如果可应用的话)等。

应注意，请求消息58优选地被格式化为带有有意图的在选择方面的冗余，以便允许NAS 46选择节点30和46都支持的选项，从而允许节点44和46都能迅速地结束初始链路建立的整个处理。在各种选择中，为了增加成功建立链路的机会，NAS 46可以选择性地选定带有明显被支持的相关选项的参数，从而缩短建立时间。换种说法，请求消息58本质上充当带有节点44所支持的所有可用参数选项的公告消息，其中NAS 46对选项的子集的选择应该允许链路处理的完成。

因此，如图5所示，在接收到请求消息58之后，NAS 46用应答消息60做出响应。在应答消息60中，NAS 46从各种选择中选出选项。应答消息60包括带有相关配置值的选出的参数选项。非常普遍地，应答消息60是节点44开始网络业务之前所需的最后的消息。

与其它协议方法(诸如上文描述的对等PPP协议)不同，根据该实施例，不需要任何确认消息来确认或否定确认。这样，响应于任何消息，无论该消息是同步消息56、请求消息58还是应答消息60，既不需要确认(Ack)消息也不需要否定确认(Nak)消息。响应节点仅继续进行下一步骤。没有对任何特定请求项目的响应意味着该项目不可用或不被支持。

返回到图5，在接收到应答消息60之后，如果NAS 46所选的选项满足例如特定阈值，则所选的全部选项允许节点44建立用于网络接入的通信链路，节点44直接进行向NAS 46传输用户数据62的操作。同样，节点44不发送出任何确认消息。

在网络接入结束的时候，节点44或NAS 46都可以向对方发送终止请求消息64，此后对方用终止确认消息66做出返回响应并结束通信会话。

在较少发生的情况下，请求消息58中可能没有足够的配置选项供NAS 46为节点44所试图进行的网络接入建立链路。也就是说，在应答消息60中，NAS 46所选的选项可能不足以满足节点44建立网络接入链路所需的阈值。尽管如此，NAS 46发送的应答消息58仅带有被接受的选项，而省去未被接受的选项。同样，否定确认消息是不必要的。如前所述，包含在请求消息58中但是在应答消息60中被省去的提议选项隐含地指示所省去的选项缺少支持。在这种情况下，NAS 46不能建立网络业务，并等待节点44发送新的请求消息。

对于节点44，如果它不管应答消息60中由于缺少支持而被省去的参数选项而选择链路，例如被省去的选项并不是决定性的，则节点44可以开始传输网络业务。另一方面，如果被省去的参数是建立网络接入链路所绝对需要的，例如节点44所请求的IP地址在应答消息60中被省去，则不能建立网络业务，并且该链路被称为是将要失败的。

整个处理54也被示出在图6的流程图中。

本发明的链路建立处理还被配置成具有转到其它链路协议的故障转移特征。在该实施例中，如果图5和6中所示的链路处理54不被节点44或NAS 46(图3)支持，则常规PPP作为备用协议(fallbackprotocol)而介入，以使链路处理继续进行，从而产生节点44所寻求的最终的网络接入。

实质上，会有两种可能性，分别如下所述。

第一种情形发生在节点44支持链路处理54而NAS 46不支持的时候。现参考图7，并结合图3。图7是表示在这种情形下，节点44和NAS 46之间的消息的通信序列的流程图。整个消息流程用附图标记68表示。由于假定节点44支持链路处理54，所以在建立了节点44和46之间的物理层即层1之后，节点44等待同步消息56。然而，NAS 46将不会发送同步消息56，因为还假定NAS 46不支持链路处理54。作为替代，NAS 46向节点44发送PPP下的LCP配置请求消息70。

在接收到LCP配置请求消息70之后，节点44立即得知NAS 46不支持链路处理54，并迅速采取行动以经由常规的PPP与NAS 46通信。具体地，响应于LCP配置请求消息70，节点44发送LCP配置确认消息72，如图7所示。可替换地，如果配置请求消息70中所提出的LCP选项不理想，则节点可以以类似于常规的PPP的方式发送配置否定确认消息。

应注意，在该实施例中，节点44或节点46识别接收到的消息是PPP消息还是非PPP消息。后面将会讲到，该实施例中使用的数据帧格式与用于PPP的格式相同，从而允许快速地识别和区分消息。

该处理的其余部分与图2所示的处理34大致相似。也就是说，在成功建立链路之后，在节点44和NAS 46之间建立了数据业务74。在网络接入结束的时候，节点44或NAS 46可以向对方发送终止请求消息76，此后对方用终止确认消息78做出返回响应，并结束通信会话68。

图8示出了处理68的相应的流程图。为了简洁起见，图8中并未示出常规的PPP步骤。

第二种情形发生在NAS 46支持链路处理54而节点44不支持的时候。现参考图9，并结合图3。图9是表示在这种情形下，节点44和NAS 46之间的消息的通信序列的流程图。整个消息流程用附图标记70表示。由于假定NAS 46支持链路处理54，所以在建立了节点44和46之间的物理层即层1之后，NAS 46立即向节点44发送出同步消息56。由于还假定节点44不支持链路处理54，所以在接收到同步消息56之后，节点44不识别同步消息56。如上文提到的以及下面将进一步解释的那样，节点44可以将PPP消息与非PPP消息区别开。这样，同步消息56未被识别，节点44使用标准PPP程序来拒绝未识别的同步消息56。作为替代，节点44在节点44和NAS 46之间的物理链路建立之后发送出LCP配置请求消息72。

如果NAS 46接收到LCP配置请求消息72或同步消息56的PPP拒绝，则NAS 46立即禁用与链路处理54(图5和6)相关的所有特征，并进行上文所述的如图2所示的常规的PPP处理34。

在成功建立链路之后，数据业务74可在节点44和NAS 46之间交换。在网络接入结束的时候，节点44或NAS 46可以向对方发送终止请求消息76，此后对方用终止确认消息78做出返回响应，并结束通信会话70。

图10示出了处理70的相应的流程图。为了简洁明了，图10中没有示出常规的PPP步骤。

图11示出了流程处理54(图5)中使用的数据帧格式。用于处理54的数据分组的帧模板以附图标记80表示。实质上，模板80类似于RFC 1662下所阐述的PPP所使用的相应的数据分组模板。特别地，数据帧80包括标记字段82、地址字段84、控制字段86、协议号字段88、数据字段90和FCS(帧校验序列)字段92。

标记字段82具有一字节的长度，并指示数据分组帧的开始。标记字段82一直取十六进制值7E，并且是用于链路处理54和PPP的相同的值，如RFC 1662所要求的那样。

地址字段84也具有一字节的长度，并一直被设为十六进制值FF，也如RFC 1662中阐述的那样。

控制字段86具有一字节的长度，并被固定为十六进制值03，也如RFC 1662中要求的那样。

在协议号字段88中，该字段中的值指示数据分组80是什么样的数据分组。协议号字段88的长度是两个字节。例如，如RFC 1661和1662中定义的那样，LCP消息中的每个消息，诸如配置请求消息70，都具有十六进制值C021。在该实施例中，链路处理54(图5)中使用的每个消息，诸如同步消息56、请求消息58或应答消息60，都具有与PPP中使用的任何协议值不同的唯一的协议值。这样，可以容易地区分数据分组80是否是PPP分组。

数据字段90的长度在从零到包含数据或控制信息的净荷的更多字节的范围内。例如，如果协议号字段88中的值带有指示数据分组80是请求消息58的值，则数据字段包括关于前面所述的参数选项的所有信息。作为另一实例，如果协议号字段88中的值具有指示数据分组80是用户数据62(图5)的值，则从层3生成的IP数据分组被完全封装到数据字段90中。

FCS字段92的长度在从二到四字节的范围内，并包含诸如CRC(循环冗余码)的代码，来为帧80提供基本保护以避免其在传输过程中出错。

除了上面所述(例如，见图5)的同步消息56、请求消息58、应答消息60、终止请求64和终止确认信息外，也可以在链路建立处理54中实施其它类型的消息。图12示出了几个实例。

现参考图3，并结合图12。例如，在没有通信活动的状态拖延一段时间(用图12中的附图标记94表示)之后，节点44或NAS 46可以向对方发送回声请求消息96以询问对方或链路45的状态。例如，如果由于电源故障而没有为链路45建立的物理链路，则发送方将不会接收到对回声请求消息96的响应。因此，发送方可能想终止通信会话54。另一方面，如果链路45在物理上仍然有效，则接收方可以通过发送回声应答消息98来响应回声请求消息96。此后发送方可以放弃终止通信会话54的决定。时间段94的持续时间可以是预先确定的。

在交换用户数据62的中途，NAS 46可以向节点44发送请求用于进一步认证的信息的认证消息98。例如，在常规的数据业务期间，节点44可能需要访问仅能由特定用户获得的敏感信息。这样，NAS 46可以向节点44发送出认证消息99以进行进一步认证。除了诸如上述的PAP和CHAP的认证协议外，还可以使用本技术领域中已知的其它更多精心设计的协议方案。一个实例可以是采用外部服务器(诸如，位于网络48内部或外部的用于认证的AAA(认证、授权和计费)服务器)的EAP(扩展认证协议)。

图13示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的以附图标记100表示的设备(诸如图3中所示的节点44)的硬件实现方案的一部分。设备100可以以各种形式被构建或装配，例如膝上型计算机、PDA或蜂窝电话等。

设备100包括将若干电路连接在一起的中央数据总线102。各电路包括CPU(中央处理单元)或控制器104、接收电路106、发射电路108和存储器单元110。

如果设备100是无线设备，则接收和发射电路106和108可以被连接到RF(射频)电路(图中未示出)。接收电路106在将接收到的信号发送出至数据总线102之前处理和缓冲接收到的信号。另一方面，发射电路108在将来自数据总线102的数据发送出设备100之前处理和缓冲来自数据总线102的数据。CPU/控制器104执行数据总线102的数据管理的功能，并进一步执行通用数据处理的功能，包括执行存储器单元110的指令内容。

可替换地，发射电路108和接收电路106可以是CPU/控制器104的一部分，而不是如图13所示的那样单独设置。

存储器单元110包括总体用附图标记112表示的一组指令。在该实施例中，指令尤其包括诸如协议堆栈功能114、链路建立客户机116、PPP功能118的部分。协议堆栈功能114与先前如图4中示出和描述的堆栈52相类似地运行协议堆栈。链路建立客户机116包括与处理(诸如图5-10中描述的各处理)相应的指令组。PPP功能118包括用于允许设备102执行PPP处理的指令组。PPP功能118可以独立地被使用，或者作为链路建立客户机116的备用而被使用，也如上文所述。

在该实施例中，存储器单元110是RAM(随机存取存储器)电路。示例性的指令部分114、116和118是软件例程或模块。存储器单元110可以被捆绑至可以是易失性或非易失性类型的另一存储器电路(未示出)。可替换地，存储器单元110可以由其它电路类型组成，诸如EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、ROM(只读存储器)、ASIC(专用集成电路)、磁盘、光盘以及本技术领域中公知的其它电路类型。

图14示意性地示出了根据本发明的以附图标记120表示的(诸如图3中所示的NAS 46的)另一设备的硬件实现方案的一部分。设备120包括将若干电路连接在一起的中央数据总线122。电路包括CPU(中央处理单元)或控制器124、接收电路126、发射电路128和存储器单元130。

接收和发射电路126和128可以被连接到设备120所连接到的网络数据总线(未示出)。接收电路126在将从网络数据总线(未示出)接收到的信号经路由传送至内部数据总线122之前处理和缓冲从网络数据总线接收到的信号。发射电路128在将来自数据总线122的数据发送出设备120之前处理和缓冲来自数据总线122的数据。CPU/控制器124执行数据总线122的数据管理的职责，并执行通用数据处理的功能，包括执行存储器单元130的指令内容。

同样，发射电路128和接收电路126可以是CPU/控制器124的一部分，而不是如图14所示的那样单独设置。

存储器单元130包括总体用附图标记134表示的一组指令。在该实施例中，指令尤其包括协议堆栈功能136、链路建立服务器138和PPP功能130的部分。协议堆栈功能136与先前如图4中所示出和描述的堆栈52相类似地运行协议堆栈。链路建立服务器138包括与处理(诸如图5-10中所示和如上所述的各处理)相应的指令组。PPP功能140包括用于允许设备120执行PPP处理的指令组。PPP功能140可以独立地被使用，或者作为链路建立服务器138的备用而被使用，也如上文所述。

存储器单元130可以由上文所述的存储器电路类型构成，这里不再重复。

还应注意，如图5-10所描述和示出的处理54、68和70也可以在本技术领域中已知的任何计算机可读介质上被存储或传输。在该说明书和所附权利要求中，术语“计算机可读介质”是指参与向分别如图12和13中所示出和描述的CPU/控制器104和124提供指令以用于执行的任何介质。这种计算机可读介质如果是存储器类型的，则可以采取与如前所述的存储器单元110和130的电路类型类似的易失性或非易失性存储介质的形式。这种计算机可读介质如果是传输类型的，则可以包括例如能够运载机器可读或计算机可读信号的同轴电缆、金属线、光缆和运载声波或电磁波的空中接口。

最后，如该实施例中所述，层3协议被描述为IP。IP可以是不同的版本，诸如IPv4(因特网协议版本4)和IPv6(因特网协议版本6)。此外，应注意，同样可以应用其它层3协议。例如，层3协议可以是IPX(网间分组交换协议)、Apple-Talk和不同版本的各种其它网络协议。此外，在示例性实施例中，节点44被示为与NAS 46无线通信的移动设备。应理解，节点60完全可以是静止的。此外，链路45不需要是空中接口。作为替代，链路45可以是有线链路。另外，结合实施例描述的任何逻辑块、电路和算法步骤可以以硬件、软件、固件或者它们的组合体来实现。本技术领域中的专业技术人员应该理解，可以在本文中做出这些和其它形式及细节上的变更，而不脱离本发明的范围和精神。

Claims (51)

1.一种用于经由网络接入节点进行网络接入的通信会话的方法，包括：

在消息中提供用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项；和

将所述消息发送到所述网络接入节点。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述消息是第一消息，所述方法还包括从所述网络接入节点接收涉及所述第一消息的所述一组参数选项的授权的第二消息，并在所述一组参数选项的所述授权满足阈值时开始所述网络接入。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述消息是第一消息，所述一组参数选项是第一组参数选项，所述方法还包括从所述网络接入节点接收涉及所述第一消息的所述第一组参数选项的授权的第二消息，并在所述第一组参数选项的所述授权未能满足阈值时，向所述网络接入节点发送具有与所述第一组参数选项不同的第二组参数选项的第三消息。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述消息是第二消息，所述方法在所述第二消息的所述发送之前还包括，在建立与所述网络接入节点的物理链路后，从所述网络接入节点接收第一消息，所述第一消息包括对认证的请求。

5.如权利要求1所述的方法，其中，如果在所述一组参数选项的所述提供之前从所述网络接入节点接收到PPP(点对点协议)消息，所述方法还包括，通过发送另一PPP消息以响应所述PPP消息，而立即与所述网络接入节点通信。

6.如权利要求5所述的方法，还包括，为所述消息提供数据分组，所述数据分组的格式与所述PPP消息的相应的数据分组格式大致相似。

7.如权利要求1所述的方法，还包括，在与所述网络接入节点之间没有通信活动的状态持续预定时间段之后，与所述网络接入节点交换回声消息。

8.如权利要求1所述的方法，还包括，在所述网络接入的中途中，与所述网络接入节点对用于所述网络接入的用户数据进行通信，并从所述网络接入节点接收认证消息。

9.一种用于在支持IP(因特网协议)的通信系统中经由网络接入节点进行网络接入的通信会话的方法，包括：

建立与所述网络接入节点的物理链路；

经由所述物理链路从所述网络接入节点接收同步消息，所述同步消息包括对认证的请求；

在请求消息中提供用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的一组参数选项；

经由所述物理链路将所述请求消息发送到所述网络接入节点；

经由所述物理链路从所述网络接入节点接收应答消息，所述应答消息涉及所述请求消息的所述一组参数选项的授权；和

当所述一组参数选项的所述授权满足阈值时，经由所述物理链路开始所述网络接入。

10.一种用于与试图接入网络的节点进行通信会话的方法，包括：

从所述节点接收第一消息，所述第一消息包括用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项；和

向所述节点发送第二消息，所述第二消息涉及所述一组参数选项的授权。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括，当所述第一组参数选项的所述授权满足阈值时，从所述节点接收用于所述网络接入的用户数据，并且当所述第一组参数选项的所述授权未能满足所述阈值时，从所述节点接收包括第二组参数选项的第三消息，所述第二组参数选项不同于所述第一组参数选项。

12.如权利要求10所述的方法，还包括，在从所述节点接收到所述第一消息之前，建立与所述节点的物理链路之后，从所述节点发送同步消息，所述同步消息包括所述对认证的请求。

13.如权利要求12所述的方法，其中，如果在所述物理链路的所述建立之后从所述节点接收到PPP(点对点协议)消息，所述方法还包括，通过发送另一PPP消息以响应所述PPP消息，立即与所述节点通信。

14.如权利要求13所述的方法，还包括，为所述第二消息提供数据分组，所述数据分组的格式与所述PPP消息的相应的数据分组格式大致相似。

15.如权利要求10所述的方法，还包括，在与所述节点之间没有通信活动的状态持续预定时间段之后，与所述节点交换回声消息。

16.如权利要求10所述的方法，还包括，在所述网络接入的中途中，与所述节点对用于所述网络接入的用户数据进行通信，并向所述节点发送认证消息。

17.一种用于在支持IP(因特网协议)的通信系统中与试图接入网络的节点进行通信会话的方法，包括：

在建立与所述节点的物理链路后，从所述节点发送同步消息，所述同步消息包括对认证的请求；

经由所述物理链路从所述节点接收请求消息，所述请求消息包括用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的参数选项；

经由所述物理链路发送应答消息，所述应答消息涉及对所述请求消息的所述一组参数选项的授权；和

当所述节点接受对所述一组参数选项的所述授权时，经由所述物理链路从所述节点接收用于所述网络接入的数据。

18.一种用于经由网络接入节点进行网络接入的通信会话的设备，包括：

在消息中提供用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项的装置；和

用于将所述消息发送到所述网络接入节点的装置。

19.如权利要求18所述的设备，其中，所述消息是第一消息，所述设备还包括，用于从所述网络接入节点接收涉及所述第一消息的所述一组参数选项的授权的第二消息的装置，和用于在所述一组参数选项的所述授权满足阈值时开始所述网络接入的装置。

20.如权利要求18所述的设备，其中，所述消息是第一消息，所述一组参数选项是第一组参数选项，所述设备还包括，用于从所述网络接入节点接收涉及所述第一消息的所述第一组参数选项的授权的第二消息的装置，和用于在所述第一组参数选项的所述授权未能满足阈值时，向所述网络接入节点发送具有与所述第一组参数选项不同的第二组参数选项的第三消息的装置。

21.如权利要求18所述的设备，其中，所述消息是第二消息，所述设备在所述第二消息之前还包括，用于在建立与所述网络接入节点的物理链路后从所述网络接入节点接收包括对认证的请求的第一消息的装置。

22.如权利要求18所述的设备，其中，如果在由所述提供装置提供的所述一组参数选项之前从所述网络接入节点接收到PPP(点对点协议)消息，所述设备还包括，用于经由所述发送装置发送另一PPP消息以响应所述PPP消息来立即与所述网络接入节点通信的装置。

23.如权利要求22所述的设备，还包括，用于为所述消息提供数据分组的装置，所述数据分组的格式与所述PPP消息的相应的数据分组格式大致相似。

24.如权利要求18所述的设备，还包括，用于在与所述网络接入节点之间没有通信活动的状态持续预定时间段之后与所述网络接入节点交换回声消息的装置。

25.如权利要求18所述的设备，还包括，用于在所述网络接入的中途中与所述网络接入节点对用于所述网络接入的用户数据进行通信的装置和从所述网络接入节点接收认证消息的装置。

26.一种用于在支持IP(因特网协议)的通信系统中经由网络接入节点进行网络接入的通信会话的设备，包括：

用于建立与所述网络接入节点的物理链路的装置；

用于经由所述物理链路从所述网络接入节点接收同步消息的装置，所述同步消息包括对于认证的请求；

用于在请求消息中提供用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的一组参数选项的装置；

用于经由所述物理链路将所述请求消息发送到所述网络接入节点的装置；

用于经由所述物理链路从所述网络接入节点接收应答消息的装置，所述应答消息涉及所述请求消息的所述一组参数选项的授权；

用于在所述一组参数选项的所述授权满足阈值时经由所述物理链路开始所述网络接入的装置；和

用于在所述一组参数选项的所述授权未能满足所述阈值时，经由所述物理链路向所述网络接入节点发送具有另一组参数选项的另一请求消息的装置，所述另一组参数选项不同于所述一组参数选项。

27.一种用于与试图接入网络的节点进行通信会话的设备，包括：

用于从所述节点接收第一消息的装置，所述第一消息包括用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项；和

用于向所述节点发送第二消息的装置，所述第二消息涉及所述一组参数选项的授权。

28.如权利要求27所述的设备，其中，所述设备还包括，用于在所述第一组参数选项的所述授权满足阈值时从所述节点接收用于所述网络接入的用户数据的装置，和用于在所述第一组参数选项的所述授权未能满足所述阈值时从所述节点接收包括第二组参数选项的第三消息的装置，所述第二组参数选项不同于所述第一组参数选项。

29.如权利要求27所述的设备，还包括，用于在从所述节点接收到所述第一消息之前，建立与所述节点的物理链路之后，从所述节点发送包括对认证的请求的同步消息的装置。

30.如权利要求27所述的设备，其中，如果在所述物理链路的所述建立之后从所述节点接收到PPP(点对点协议)消息，所述设备还包括，用于通过发送另一PPP消息以响应所述PPP消息，立即与所述节点通信的装置。

31.如权利要求30所述的设备，还包括，用于为所述第二消息提供数据分组的装置，所述数据分组的格式与所述PPP消息的相应的数据分组格式大致相似。

32.如权利要求27所述的设备，还包括，在与所述节点之间没有通信活动的状态持续预定时间段之后，与所述节点交换回声消息的装置。

33.如权利要求27所述的设备，还包括，用于在所述网络接入的中途中，与所述节点对用于所述网络接入的用户数据进行通信的装置，和向所述节点发送认证消息的装置。

34.一种用于在支持IP(因特网协议)的通信系统中与试图接入网络的节点进行通信会话的设备，包括：

用于在建立与所述节点的物理链路后从所述节点发送同步消息的装置，所述同步消息包括对认证的请求；

用于经由所述物理链路从所述节点接收请求消息的装置，所述请求消息包括用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的参数选项；

用于经由所述物理链路发送应答消息的装置，所述应答消息涉及对所述请求消息的所述一组参数选项的授权；

用于在所述节点接受对所述一组参数选项的所述授权时，经由所述物理链路从所述节点接收用于所述网络接入的数据的装置；和

用于在所述节点未能接受对所述一组参数选项的所述授权时，经由所述物理链路从所述节点接收具有另一组参数选项的另一请求消息的装置，所述另一组参数选项不同于所述一组参数选项。

35.一种用于经由网络接入节点进行网络接入的通信会话的设备，包括：

存储器单元，其包含计算机可读指令，用于在消息中提供用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项，并将所述消息发送到所述网络接入节点；和

处理器电路，其被连接到所述存储器单元，用于处理所述计算机可读指令。

36.如权利要求35所述的设备，其中，所述消息是第一消息，所述存储器单元还包括用于从所述网络接入节点接收涉及所述第一消息的所述一组参数选项的授权的第二消息，并在所述一组参数选项的所述授权满足阈值时开始所述网络接入的计算机可读指令。

37.如权利要求35所述的设备，其中，所述消息是第一消息，所述一组参数选项是第一组参数选项，所述存储器单元还包括用于从所述网络接入节点接收涉及所述第一消息的所述第一组参数选项的授权的第二消息，并在所述第一组参数选项的所述授权未能满足阈值时，向所述网络接入节点发送具有与所述第一组参数选项不同的第二组参数选项的第三消息的计算机可读指令。

38.如权利要求35所述的设备，其中，所述消息是第二消息，所述设备在所述第二消息之前还包括，在所述存储器单元中的用于在建立与所述网络接入节点的物理链路后从所述网络接入节点接收第一消息的计算机可读指令，所述第一消息包括对认证的请求。

39.如权利要求35所述的设备，其中，如果在由所述计算机可读指令提供的所述一组参数选项之前从所述网络接入节点接收到PPP(点对点协议)消息，所述存储器单元还包括，用于通过发送另一PPP消息以响应所述PPP消息来立即与所述网络接入节点通信的计算机可读指令。

40.如权利要求39所述的设备，其中，所述存储器单元还包括用于为所述消息提供数据分组的计算机可读指令，所述数据分组的格式与所述PPP消息的相应的数据分组格式大致相似。

41.一种用于在支持IP(因特网协议)的通信系统中经由网络接入节点进行网络接入的通信会话的设备，包括：

存储器单元，其包含计算机可读指令，用于建立与所述网络接入节点的物理链路，用于经由所述物理链路从所述网络接入节点接收包括对于认证的请求的同步消息，用于在请求消息中提供用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的一组参数选项，用于经由所述物理链路将所述请求消息发送到所述网络接入节点，用于经由所述物理链路从所述网络接入节点接收涉及所述请求消息的所述一组参数选项的授权的应答消息，用于在所述一组参数选项的所述授权满足阈值时经由所述物理链路开始所述网络接入；和

处理器电路，其被连接到所述存储器单元，用于处理所述计算机可读指令。

42.一种用于与试图接入网络的节点进行通信会话的设备，包括：

存储器单元，其包含计算机可读指令，用于从所述节点接收包括用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项的第一消息，并向所述节点发送涉及所述一组参数选项的授权的第二消息；和

处理器电路，其被连接到所述存储器单元，用于处理所述计算机可读指令。

43.如权利要求42所述的设备，其中，所述存储器单元还包括，用于在所述第一组参数选项的所述授权满足阈值时从所述节点接收用于所述网络接入的数据，并在所述第一组参数选项的所述授权未能满足所述阈值时从所述节点接收包括第二组参数选项的第三消息的计算机可读指令，所述第二组参数选项不同于所述第一组参数选项。

44.如权利要求42所述的设备，其中，所述存储器单元还包括，用于在从所述节点接收到所述第一消息之前，建立与所述节点的物理链路之后，从所述节点发送同步消息的计算机可读指令，所述同步消息包括对认证的请求。

45.如权利要求42所述的设备，其中，如果在所述建立所述物理链路之后所述设备从所述节点接收到PPP(点对点协议)消息，所述存储器单元还包括，用于通过发送另一PPP消息以响应所述PPP消息，立即与所述节点通信的计算机可读指令。

46.如权利要求45所述的设备，其中，所述存储器单元还包括，用于为所述第二消息提供数据分组的计算机可读指令，所述数据分组的格式与所述PPP消息的相应的数据分组格式大致相似。

47.一种用于在支持IP(因特网协议)的通信系统中与试图接入网络的节点进行通信会话的设备，包括：

存储器单元，其具有计算机可读指令，用于在建立与所述节点的物理链路后从所述节点发送包括对认证的请求的同步消息，用于经由所述物理链路从所述节点接收包括用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的参数选项的请求消息，用于经由所述物理链路发送涉及对所述请求消息的所述一组参数选项的授权的应答消息，以及用于当所述节点接受对所述一组参数选项的所述授权时，经由所述物理链路从所述节点接收用于所述网络接入的数据；和

处理器电路，其被连接到所述存储器单元，用于处理所述计算机可读指令。

48.一种包含计算机可读指令的计算机可读介质，所述计算机可读指令用于：

在用于网络接入之前的通信会话的消息中提供用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项；和

将所述消息发送到网络接入节点。

49.一种包含计算机可读指令的计算机可读介质，所述计算机可读指令用于：

建立与网络接入节点的物理链路；

经由所述物理链路从所述网络接入节点接收同步消息，所述同步消息包括对于认证的请求；

在请求消息中提供用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的一组参数选项；

经由所述物理链路将所述请求消息发送到所述网络接入节点；

经由所述物理链路从所述网络接入节点接收应答消息，所述应答消息涉及所述请求消息的所述一组参数选项的授权；和

当所述一组参数选项的所述授权满足阈值时，经由所述物理链路开始所述网络接入。

50.一种包含计算机可读指令的计算机可读介质，所述计算机可读指令用于：

从试图接入网络的节点接收第一消息，所述第一消息包括用于认证、链路配置和网络接入的一组参数选项；和

向所述节点发送第二消息，所述第二消息涉及所述一组参数选项的授权。

51.一种包含计算机可读指令的计算机可读介质，所述计算机可读指令用于：

在建立与所述节点的物理链路后，从试图接入网络的节点发送同步消息，所述同步消息包括对认证的请求；

经由所述物理链路从所述节点接收请求消息，所述请求消息包括用于响应所述对认证的请求、用于链路配置和用于网络接入的参数选项；

经由所述物理链路发送应答消息，所述应答消息涉及对所述请求消息的所述一组参数选项的授权；和

当所述节点接受对所述一组参数选项的所述授权时，经由所述物理链路从所述节点接收用于所述网络接入的数据。

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