CN101068213B - 代理移动ip中的切换方法、组播加入方法及接入路由器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种代理移动IP中的切换方法，包括：接收到来自源接入路由器的切换请求消息；向家乡代理发送报告消息，使所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。本发明还提供了一种代理移动IP中的组播组加入方法。本发明还提供了一种接入路由器。本发明在MN跨AR移动时，源AR通过信令交互把终端加入的组播组信息通知目的AR，目的AR可以根据策略选择如何给MN提供组播服务，减少了切换过程中组播数据报文的丢失。

Description

代理移动IP中的切换方法、组播加入方法及接入路由器
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种代理移动IP(Internet Protocol，互联网协议)中的切换方法、组播加入方法及接入路由器。
背景技术
在移动IPv6的基本协议RFC3775中，定义了MN(Mobile Node，移动节点)在移动过程中保持当前会话的方法。MN在家乡时使用HoA(Home Address，家乡地址)与CN(Corresponding Node，通信节点)进行通信，当MN移动到外地时，从外地网络获得一个CoA(Care-of Address，转交地址)，MN把这个CoA注册到HA(Home Agent，家乡代理)，HA接收注册之后，对报文进行封装，内层报文不变，外层报文的源地址为HA的地址，目的地址为CoA，HA将封装后的报文转发给MN。MN发送报文时，使用CoA进行发送，外层报文的源地址为CoA，目的地址为HA的地址，内层报文的源地址为HoA，目的地址为CN的地址，HA收到该报文时进行解封装，把内层报文转发给CN。这种通信模式称为双向隧道模式。
代理移动IPv6(PMIPv6)协议是对移动IPv6的一种扩展，和移动IPv6不同的是：利用AR(Access router，接入路由器)模拟家乡链路，向MN通告家乡前缀，使MN以为本身始终在家乡链路；AR代替MN向HA发送注册报文，转交地址使用AR的接口地址，最终在AR和HA间建立一条双向隧道用于传输MN的报文。其中报文收发过程包括：对端通信节点向移动节点的家乡地址发送报文，该报文会被家乡代理截获，然后家乡代理根据家乡地址查询绑定列表，然后通过家乡代理与AR之间的隧道将报文发送给AR处理，AR解封装后根据报文的目的地址，直接将报文发送给移动节点；移动节点给对端通信节点发报文时，AR收到该报文，通过AR与家乡代理之间的隧道，将报文发送给家乡代理，家乡代理剥离外层IP报文头，将内层报文直接发送给对端通信节点。
在移动IPv6的组播环境中包括家乡注册加入组播组和Remote Subscribe(远端预定，即接入点加入)两种方法。其中，家乡注册加入组播组方案如图1a所示，当MN希望加入到特定的组播组时，MN通知HA加入该组播组，HA通过组播路由协议加入到组播组，后续的来自组播源的组播数据报文首先被转发到家乡网络，然后家乡网络中的HA再通过隧道以单播方式发送给MN。Remote Subscribe方案如图1b所示，当MN希望加入到特定的组播组时，直接发送组成员加入消息，接入网络的AR通过组播路由协议加入该组播组，后续来自组播源的组播数据报文由接入网络的AR以组播方式发送给MN。
对于家乡注册加入组播组方案，数据报文的路由都需要经过家乡代理，报文的路径并非最优，而且家乡代理容易成为瓶颈，影响业务的可靠性。因此，现有技术提出了一种对移动IPv4家乡注册方式的改进方案，使组播数据报文不在家乡代理复制，而是在外地代理复制，减轻了组播传输对家乡代理的影响。其中使用的报文格式如图2所示，包括：FAA(Foreign Agent Address，外地代理地址)、HAA(Home Agent Address，家乡代理地址)和原始组播数据报文，原始组播数据报文包括目的地址、源地址和数据。该方案具体过程包括：在外地的MN给FA(Foreign Agent，外地代理)发送IGMP(Internet GroupManagement Protocol，网际分组管理协议)报文，FA向MN的HA发送报文，通知HA加入组播组；HA收到组播源发出的组播数据报文后，封装并单播转发给各个MN的FA，HA对组播数据报文进行IP-in-IP(外层的IP头被加在原始的IP头之前)封装，目的地址是FA地址，源地址是HA地址。这样组播数据报文的复制就不是在HA进行，而是在FA进行。FA收到HA发出的报文，解封装后进行组播数据报文发送，使在外地的MN收到组播数据报文。
对于移动IP环境，上述两种组播组加入方式都可以适用；而在代理移动IP环境中，由于MN不具有移动性检测和管理功能，感觉不到HA的存在，只能适用Remote Subscribe方式，当需要加入组播组时，MN会和普通的IPv6节点一样，给本地的AR发送MLD(Multicast Listener Discovery，多播侦听器发现)协议的Report报文加入组播组。
当代理移动IP中的MN跨AR移动时，由于MN感觉不到IP层的移动性，因此在切换后不会主动给目的AR发送组播组加入消息，这就存在如下几个问题：
1.如果MN的组播服务由源AR提供，即源AR通过组播路由协议加入组播组，那么在切换后目的AR就不会主动给MN提供组播服务；
2.如果MN的组播服务由HA提供，那么：
a.如果组播复制点在AR上，而HA只是根据“有哪些AR加入了组播组”来转发组播数据报文给AR，那么MN切换后，如果目的AR上原来没有终端加入到该组播组，HA就不会把报文转发给该目的AR，MN也就不能收到组播数据报文；
b.如果组播复制点在HA上，HA根据“有哪些MN加入了组播组”来转发组播数据报文，那么HA会对每个加入该组播组的终端发送组播数据报文，但是由于在切换过程中目的AR还没有向HA进行注册，HA会把组播数据报文发送到源AR上，直到目的AR代替MN完成了向HA的注册过程，在这段过程中MN也无法接收到组播数据报文。
发明内容
本发明实施例提供一种代理移动IP中的切换方法、组播加入方法及接入路由器，在代理移动IP切换场景下，有效的减少切换过程中的组播数据报文丢失。
本发明实施例提供了一种代理移动IP中的切换方法，包括：
接收到来自源接入路由器的切换请求消息；
向家乡代理发送报告消息，使所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
本发明实施例还提供了一种代理移动IP中的组播组加入方法，包括：
接收来自移动节点的组播加入请求；
向家乡代理发送组播加入请求，由所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
本发明还提供了一种代理移动IP中的接入路由器，包括：
报文接收单元，用于接收到来自源接入路由器的切换请求消息；
组播组加入单元，与所述报文接收单元连接，用于通过记录移动节点组播组信息，并向家乡代理发送报告信息执行所述切换请求，将所述移动节点加入组播组。
本发明还提供了一种代理移动IP中的接入路由器，包括：
请求接收单元，用于接收到来自移动节点的组播加入请求；
组播组加入单元，用于通过组播路由协议将所述移动节点加入组播组，或向家乡代理发送组播加入请求，供所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
本发明的实施例中，在MN跨AR移动时，源AR通过信令交互把终端加入的组播组信息通知目的AR，目的AR不需要重新向HA发起注册就可以继续给MN提供组播服务，减少了切换时延及切换过程中组播数据报文的丢失。
附图说明
图1a是现有技术中家乡注册加入组播组示意图；
图1b是现有技术中Remote Subscribe加入组播组示意图；
图2是现有技术中家乡注册加入组播组使用的报文格式示意图；
图3是本发明实施例中MN跨AR移动场景示意图；
图4是本发明实施例中一种代理移动IP中的切换方法流程图；
图5是本发明实施例中HA发出的组播数据报文的封装格式示意图；
图6是本发明实施例中一种代理移动IP中的接入路由器结构图；
图7是本发明实施例中一种代理移动IP中的组播加入方法流程图；
图8是本发明例中一种确定本地加入组播组或通过外地链路加入组播组方式流程图；
图9是本发明实施例中另一种代理移动IP中的接入路由器结构图。
具体实施方式
本发明实施例一提供了一种代理移动IP中的切换方法，应用于MN跨AR移动场景，例如图3所示，MN2从AR1切换到AR2，由于MN2感觉不到IP层的移动性，也不会重新发起组播组加入消息，此时需要AR2和AR1进行信令交互以完成组播组的加入过程。该切换方法如图4所示，包括以下步骤：
步骤s401，目的接入路由器AR2接收到来自源接入路由器AR1的切换请求消息。源接入路由器AR1发现其控制的MN2不断移动，将要脱离自己的控制范围，而到达AR2的控制范围时，向AR2发送切换请求消息。其中，切换请求消息包括：上下文传输信令(RFC4067中定义)、类似FMIP(RFC4068中定义)的快速切换信令、或无线技术中的自定义消息，如WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access，微波存取全球互通)中的ASN(AccessService Network，连接服务网)移动性Handover功能等。
步骤s402，AR2记录移动节点组播组信息，并向HA发送报告消息，即通过隧道发送Report(MLD)给HA。
步骤s403，家乡代理通过组播路由协议加入组播组。然后，HA会接收到组播源发送的组播数据报文，然后可以通过AR2和HA间的PMIPv6隧道转发给AR2，AR2将组播数据报文解封装后转发给不同的MN。根据不同的接入技术，AR2给MN发送报文时可以采用组播或单播方式，例如对于以太网可以采用组播方式，在无线网络中则可以采用单播方式发送。HA发出的组播数据报文的封装格式如图5所示，包括：AR地址、HAA和原始的组播数据报文，原始的组播数据报文进一步包括目的地址、源地址和数据。
在步骤s402之前还可能包括一个判断步骤：判断加入组播组的方式，如果采用本地加入方式，则AR2利用组播组路由协议直接加入组播组，所有组播服务都由AR2提供，AR2会接收到组播数据报文，直接转发给MN；如果采用HA加入组播组的方式，则转步骤s402。其中，判断标准包括：用户策略、组播组策略、接入路由器与家乡代理的距离、接入路由器与家乡代理链路质量中的一种或几种。
本发明实施例提供了一种代理移动IP中的接入路由器，应用于MN跨AR移动场景，如图6所示，包括：报文接收单元11，用于接收到来自源接入路由器的切换请求消息；组播组加入单元12，与报文接收单元11连接，用于将移动节点加入组播组；组播数据转发单元13，与组播组加入单元12连接，用于接收所述家乡代理转发的组播数据报文，将组播数据报文解封装后发送给对应的移动节点；组播信息记录单元14，与报文接收单元11连接，用于记录移动节点组播信息。
其中，组播组加入单元12具体包括：直接加入子单元，与报文接收单元11连接，用于利用组播组协议直接加入组播组；或间接加入子单元，与报文接收单元11连接，用于向家乡代理发送报告消息，供所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
本发明的实施例中，在MN跨AR移动时，源AR通过信令交互把终端加入的组播组信息通知目的AR，目的AR可以根据策略选择如何给MN提供组播服务，减少了切换过程中组播数据报文的丢失。
在PMIPv6中，由于MN不具有移动性检测的能力，MN也感觉不到HA的存在，因此MN不会向MIPv6中的MN一样，能自主判断通过双向隧道向HA加入组播组或者直接在外地链路上加入组播组。当终端需要加入组播组时，会和普通的IPv6节点一样，给本地的路由器发送MLD协议的Report报文加入组播组。为了提高加入组播组方式的灵活性，本发明实施例提供了一种代理移动IP中的组播加入方法，如图7所示，包括以下步骤：
步骤s701，接入路由器接收到来自移动节点的组播加入请求，该请求可以为Report(MLD)消息。
步骤s702，接入路由器通过隧道向家乡代理发送组播加入请求，例如Report(MLD)消息。
步骤s703，家乡代理通过组播路由协议加入组播组。当HA接收到组播源发送的组播数据报文时，可以通过AR和HA间的PMIPv6隧道转发给MN。根据不同的接入技术，AR给MN发送报文时可以采用组播或单播方式，例如对于以太网可以采用组播方式，在无线网络中则可以采用单播方式发送。
在步骤s702之前还可能包括一个判断步骤，以确定本地加入组播组或通过外地链路加入组播组，具体过程如图8所示，包括：
步骤s801，AR收到来自MN的组播加入请求后，判断本接入路由器是否支持组播，如果支持，则转步骤s802；否则转步骤s804。
步骤s802，判断AR是否已经加入组播组，如果已经加入，则结束；如果没有加入，则转步骤s803。
步骤s803，判断本地加入组播组或通过外地链路加入组播组，如果需要通过本地加入组播组，则转步骤s804，如果需要通过Remote subscribe加入组播组，则转步骤s805。AR上的判决机制一种实现方式为：在输入消息中携带用户要求加入的组播组信息，根据该信息决定由AR加入组播组(RemoteSubscription，简称RS模式)或者HA加入组播组(Bi-directional Tunnel，简称BT模式)。当然，还可以包括其它简单的判决机制，如：所有的组播服务都由本地AR提供，由AR加入到对应的组播组；或所有的组播服务都由HA提供，HA加入到对应的组播组；或AR根据用户决定；或AR根据组播组决定；或AR根据到HA的距离或者链路质量来决定；或AR综合以上因素进行判决。
步骤s804，AR通过双向隧道通知HA加入组播组。
步骤s805，AR通过组播组路由协议在本地加入组播组。
本发明还提供了一种代理移动IP中的接入路由器，应用于组播加入领域，如图9所示，包括：请求接收单元21，用于接收到来自移动节点的组播加入请求；组播组加入单元22，与请求接收单元21连接，用于向家乡代理发送报告消息，供家乡代理通过组播路由协议加入组播组；组播信息记录单元23，与请求接收单元21连接，用于记录移动节点组播信息。
其中，图6和图9中的接入路由器的功能可以集成在一个接入路由器中实现。
本发明实施例针对PMIPv6的场景，综合了HA加入组播组和AR加入组播组两种机制以提供组播服务，可以充分的利用两种机制的优点，优化网络性能，更好的提供组播服务。
本发明实施例针对代理移动IPv6的场景，但是这些技术方案对于代理移动IPv4的场景也适用，只需做相应的变通即可，本领域的技术人员根据本发明的实施例的技术方案，结合本领域的现有技术即可以实现。例如，在IPv4中终端使用IGMP(Internet Group Management Protocol，网际分组管理协议)协议加入组播组，而在IPv6中终端使用MLD(Multicast Listener Discovery，多播侦听器发现)协议加入组播组。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种代理移动IP中的切换方法，其特征在于，包括：
目的接入路由器接收到来自源接入路由器的切换请求消息；
所述目的接入路由器通过记录移动节点组播组信息，并向家乡代理发送报告信息执行所述切换请求，使所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
2.如权利要求1所述代理移动IP中的切换方法，其特征在于，加入组播组后还包括：
所述目的接入路由器接收所述家乡代理转发的组播数据报文；
所述目的接入路由器将所述组播数据报文解封装后发送给对应的移动节点。
3.如权利要求1所述代理移动IP中的切换方法，其特征在于，向家乡代理发送报告消息之前还包括：
所述目的接入路由器判断是否需要直接加入组播组，如果是，则通过组播路由协议加入组播组；否则，向家乡代理发送报告消息。
4.如权利要求1至3中任一项所述代理移动IP中的切换方法，其特征在于，接入路由器通过单播或组播方式向对应的移动节点发送解封装的组播数据报文。
5.如权利要求3所述代理移动IP中的切换方法，其特征在于，所述判断的标准包括：用户策略、组播组策略、接入路由器与家乡代理的距离、接入路由器与家乡代理链路质量中的一种或几种。
6.一种代理移动IP中的组播组加入方法，其特征在于，包括：
接入路由器接收来自移动节点的组播加入请求；
所述接入路由器判断是否需要直接加入组播组，如果是，则通过组播路由协议将所述移动节点加入组播组，否则向家乡代理发送组播加入请求，由所述家乡代理通过组播路由协议将所述移动节点加入组播组。
7.如权利要求6所述代理移动IP中的组播组加入方法，其特征在于，所述判断是否需要直接加入组播组之前还包括：
所述接入路由器判断本接入路由器是否支持组播，如果支持，则判断是否已加入组播组，如果没加入，则判断是否需要直接加入组播组。
8.一种代理移动IP中的接入路由器，其特征在于，包括：
报文接收单元，用于接收来自源接入路由器的切换请求消息；
组播组加入单元，与所述报文接收单元连接，用于通过记录移动节点组播组信息，并向家乡代理发送报告信息执行所述切换请求，将移动节点加入组播组。
9.如权利要求8所述代理移动IP中的接入路由器，其特征在于，还包括：
组播数据转发单元，与所述组播组加入单元连接，用于接收所述家乡代理转发的组播数据报文，将所述组播数据报文解封装后发送给对应的移动节点。
10.如权利要求8所述代理移动IP中的接入路由器，其特征在于，还包括：
组播信息记录单元，与所述报文接收单元连接，用于记录移动节点组播信息。
11.如权利要求8所述代理移动IP中的接入路由器，其特征在于，组播组加入单元具体包括：
直接加入子单元，与所述报文接收单元连接，用于利用组播组协议直接加入组播组；或
间接加入子单元，与所述报文接收单元连接，用于向家乡代理发送报告消息，供所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
12.一种代理移动IP中的接入路由器，其特征在于，包括：
请求接收单元，用于接收到来自移动节点的组播加入请求；
组播组加入单元，与所述请求接收单元连接，用于通过组播路由协议将所述移动节点加入组播组，或向家乡代理发送组播加入请求，供所述家乡代理通过组播路由协议加入组播组。
13.如权利要求12所述代理移动IP中的接入路由器，其特征在于，还包括：
组播信息记录单元，与所述请求接收单元连接，用于记录移动节点组播信息。
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