CN101098346A - 发起网际协议地址租约期更新过程的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种发起IP地址租约期更新过程的方法及装置，在SS/MS的ASN GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，该方法还包括：A.ASN GW根据存储的租约期判断是否到达SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间，如果是，则执行步骤B；否则，返回步骤A继续判断；B.ASN GW向DHCP Server发送携带SS/MS的IP地址的租约期更新消息，DHCP Server给具有租约期更新消息所携带IP地址的SS/MS续租租约期，将续租租约期通过该消息的确认消息发送给ASN GW。该方法不通过SS/MS发起DHCP Renewal过程，从而即使MS进入Idle模式后，也无需为发起DHCP Renewal过程而退出Idle模式再进入Active模式，且节省了SS/MS和BS之间的空口资源。

Description

发起网际协议地址租约期更新过程的方法及装置
技术领域
本发明涉及在微波接入全球互通(WiMAX)系统中分配网际协议(IP)地址的技术，特别涉及一种发起IP地址租约期更新过程的方法及装置。
背景技术
制定WiMAX网络规范的工作组(NWG)负责制定端到端的网络规范，其目标是：建立端到端的网络参考模型，满足WiMAX论坛运营商工作组提出的需求，即制定端到端的网络规范，定义网络中的功能实体和网络接口，为WiMAX系统的互通认证奠定基础。
NWG阶段1为需求阶段，已经于05年第二个季度完成；NWG阶段2描述WiMAX系统网络架构，计划在06年第二个季度完成，图1为NWG阶段2提出的WiMAX系统网络架构示意图，包括签约台(SS)/移动台(MS)、接入服务网络(ASN)、互联服务网络(CSN)和应用提供服务商网络或英特网(ASP Network OR Internet)。其中，SS/MS通过ASN接入CSN，CSN可以分为SS/MS签约网络服务运营商(NSP)所管辖的CSN，即Home NSP所管辖的CSN，和为SS/MS当前访问NSP所管辖的CSN，即Visited NSP所管辖的CSN。网络接入运营商管辖(NAP)的ASN还可以与其他ASN通过R4接口相连接。CSN之间通过R5接口相连接。CSN还可以与ASP NetworkOR Internet相连接。
目前，在ASN中包括基站(BS)和ASN网关(GW)，BS和ASN GW之间的接口为R6接口，SS/MS通过空口接入BS后，再经过ASN GW与CSN或其他ASN之间进行通信，不同ASN中的ASN GW之间接口为R4接口。在本发明以下描述中，将ASN GW简称为GW。
目前，NGW规定使用动态主机配置协议(DHCP)机制为SS/MS动态进行IP地址的分配，为SS/MS分配的IP地址的租约期在DHCP交互过程中由DHCP服务器(DHCP Server)根据当前网络配置策略确定。其中，DHCPServer设置在CSN中，SS/MS通过ASN访问DHCP Server，即通过空口接入ASN中的BS后，再经GW访问到CSN中的DHCP Server。
图2为现有技术为SS/MS分配IP地址的方法流程图，其具体步骤为：
步骤200、SS/MS进入WiMAX系统网络，且处于激活(Active)模式。
步骤201、SS/MS向GW发送DHCP发现请求(DHCP Discover)消息。
步骤202、GW将该消息透传给DHCP Server。
步骤203～204、DHCP Server通过GW透传DHCP提供(DHCP offer)消息给SS/MS。
步骤205～206、接收到DHCP offer消息的SS/MS通过GW透传DHCP请求(DHCP Request)消息给DHCP Server，请求分配IP地址和使用该IP地址的租约期。
步骤207～208、DHCP Server给发送DHCP Request消息的SS/MS分配IP地址和使用该IP地址的租约期后，将所分配的IP地址和使用该IP地址的租约期携带在DHCP确认(DHCP Ack)消息中通过GW透传给SS/MS。
步骤209、SS/MS接收到DHCP Ack消息，保存该IP地址和该IP地址的租约期后，下网通知DHCP释放IP地址。
作为DHCP客户端的SS/MS当所分配的IP地址租约期即将到期时，可以通过DHCP更新(Renewal)过程对所分配的IP地址租约期进行续租。图3为SS/MS续租所分配的IP地址租约期而进行的DHCP Renewal过程流程图，其具体步骤为：
步骤300、SS/MS当前处于激活(Active)模式并已经获得IP地址。
步骤301、SS/MS向DHCP Server发送DHCP Renewal消息。
步骤302、DHCP Server根据当前网络配置策略确定进行对分配给SS/MS的IP地址的租约期进行续租，将所续租的租约期通过DHCP确认(DHCP ACK)消息发送SS/MS，SS/MS存储接收到该DHCP ACK消息所携带的所续租的租约期。
MS作为DHCP客户端发起DHCP更新流程，通过DHCP Renewal过程维护MS的IP地址租约期。在图3所述的过程中，不需要GW功能实体，MS直接将DHCP Renewal消息发送给DHCP Server。
当SS/MS与ASN之间没有数据流量时，SS/MS或ASN中的BS都可以触发SS/MS进入空闲(Idle)模式。当SS/MS进入Idle模式后，SS/MS保留所分配的IP地址，删除经R6接口与DHCP Server的业务通道；当SS/MS在Idle模式时发生移动需要上报位置更新或要进行DHCP Renewal过程时需要进入Active模式，重新建立经R6接口与DHCP Server之间的业务通道，发起位置更新或DHCP Renewal过程。
这种为SS/MS续租所分配的IP地址租约期进行的DHCP Renewal过程存在着缺点：缺点一，当SS/MS进入Idle模式后，在所分配的IP地址租约期即将到期时，SS/MS必须退出Idle模式，而重新进入Active模式发起DHCPRenewal过程。这样，当SS/MS每次发起DHCP Renewal过程时就需要退出Idle模式，进入Active模式且建立业务通道，浪费了与BS之间的空口资源；缺点二，由于SS/MS需要将DHCP Renewal消息发送给DHCP Server，当DHCP Server出现故障时，SS/MS会频繁发送DHCP Renewal消息，浪费了空口资源。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种发起网际协议地址租约期更新过程的方法，该方法能够不通过SS/MS发起DHCP Renewal过程，从而使MS进入Idle模式后，无需为发起DHCP Renewal过程而退出Idle模式再进入Active模式，且节省了SS/MS和BS之间的空口资源。
本发明还提供一种发起网际协议地址租约期更新过程的装置，该装置能够不通过SS/MS发起DHCP Renewal过程，从而使MS进入Idle模式后，无需为发起DHCP Renewal过程而退出Idle模式再进入Active模式，且节省了SS/MS和BS之间的空口资源。
根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发起网际协议IP地址租约期更新过程的方法，在签约台/移动台SS/MS的接入服务网络网关ASN GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，该方法还包括：
A、ASN GW根据存储的租约期判断是否到达SS/MS发起动态主机配置协议更新DHCP Renewal过程的时间，如果是，则执行步骤B；否则，返回步骤A继续判断；
B、ASN GW向动态主机配置协议服务器DHCP Server发送携带SS/MS的IP地址的租约期更新消息，DHCP Server给具有租约期更新消息所携带IP地址的SS/MS续租租约期，将续租租约期通过该消息的确认消息发送给ASN GW。
所述ASN GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期的过程为：
SS/MS通过ASN中的基站BS和ASN GW向DHCP Server发送申请IP地址消息，DHCP Server将所分配的IP地址和该IP地址的租约期携带在该消息的确认消息中发送给ASN GW；
ASN GW将该确认消息携带的租约期更改为无限期后，将更改后的该确认消息通过BS发送给SS/MS，且针对SS/MS存储所携带的该IP地址的租约期。
在步骤B之前，该方法还包括：
ASN GW判断SS/MS当前是否接入在ASN中，如果是，则执行步骤B；如果否，结束本流程。
在步骤B之后，该方法还包括：
ASN GW针对SS/MS采用接收到该确认消息携带的租约期更新所存储的针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，转入步骤A继续判断。
当SS/MS跨ASN GW切换时，该方法还包括：
SS/MS的源GW将针对SS/MS所分配的IP地址的租约期信息发送给SS/MS的目标GW进行存储后，SS/MS的目标GW转入步骤A判断。
所述的租约期信息包括SS/MS的源GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期和/或当前SS/MS的源GW为SS/MS已经计时的时间值。
所述SS/MS发生跨ASN GW切换为发送跨R3的ASN GW切换。
所述的ASN GW具有DHCP替代功能。
一种IP地址租约期更新过程的装置，该装置设置在DHCP Server与SS/MS所属的BS之间，该装置保存有针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，
到达SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间时，该装置向DHCP Server发送携带SS/MS的IP地址的租约期更新消息，DHCP Server给具有租约期更新消息所携带IP地址的SS/MS续租租约期，将续租租约期通过该消息的确认消息发送给该装置。
该装置所保存的针对SS/MS所分配的IP地址的租约期是从给SS/MS所转发的申请IP地址消息的确认消息中获取到的，该确认消息携带有SS/MS所分配的IP地址和所分配IP地址的租约期。
从上述方案可以看出，本发明提出了由GW替代SS/MS发起DHCP Renewal过程的方法，该方法由GW发送DHCP Renewal消息，而不是由SS/MS发送DHCP Renewal消息，所以可以不考虑SS/MS当前工作模式，即时MS进入Idle模式后，也无需为发起DHCP Renewal过程而退出Idle模式而进入Active模式，从而节省SS/MS和BS之间的空口资源。更进一步地，即时DHCP Server出现故障时由于MS不需发起DHCP Renewal过程，而是由GW替代SS/MS发起DHCP Renewal过程，从而节省SS/MS和BS之间的空口资源。
附图说明
图1为现有技术NWG阶段2提出的WiMAX系统网络架构示意图；
图2为现有技术为SS/MS分配IP地址的方法流程图；
图3为SS/MS续租所分配的IP地址租约期而进行的DHCP Renewal过程流程图；
图4为本发明SS/MS申请IP地址的过程流程图；
图5为本发明GW发起DHCP Renewal过程的流程图；
图6为本发明SS/MS发生跨GW切换时，SS/MS的源GW将针对SS/MS存储的所分配IP地址的租约期信息发送给SS/MS的目标GW的方法流程图；
图7为MS铆钉点没有发生切换的网络示意图；
图8为和MS铆钉点发生切换的网络示意图；
图9为本发明发起IP地址租约期更新过程的装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。
为了当SS/MS所分配的IP地址租约期即将到期时，不通过SS/MS发起DHCP Renewal过程，本发明在GW中设置DHCP替代功能，用于替代SS/MS发起DHCP Renewal过程。
本发明为了用GW替代SS/MS发起DHCP Renewal过程，需要对现有的SS/MS申请IP地址的过程进行改进，图4为本发明SS/MS申请IP地址的过程流程图，其具体步骤为：
步骤400、SS/MS通过空口向BS发送申请IP地址(DHCP Request)消息。
步骤401、BS向GW发送该DHCP Request消息。
步骤402、GW将该DHCP Request消息透传给CSN中的DHCP Server。
步骤403、DHCP Server根据当前网络配置策略确定给SS/MS分配IP地址和所分配的IP地址的租约期，将所分配的IP地址和该IP地址的租约期携带在该DHCP Request消息的确认消息(DHCP Request ACK)消息中发送给GW。
步骤400～步骤403的过程与现有技术相同。
步骤404、设置有DHCP替代功能的GW接收到DHCP Request ACK消息，将所携带的该IP地址的租约期对应SS/MS存储后，更改为无限期，将更改后的DHCP Request ACK发送给BS。
在现有技术中，租约期包括租约持续时间(IP Address Lease Time)和发起DHCP Renewal过程的时间(Renewal(T1)Time)等。如果IP AddressLease Time设置为无限期时，也可以将Renewal(T1)Time设置为无限期。
步骤405、BS将接收到的更改后的DHCP Request ACK通过空口发送给SS/MS，SS/MS根据接收到的DHCP Request ACK所携带的所分配的IP地址确定当前使用的IP地址，根据所携带的无限期的该IP地址租约期确定不再发起DHCP Renewal过程。
这样，SS/MS就不会发起DHCP Renewal过程，而是由GW根据存储的该SS/MS的IP地址的租约期检测是否到达该SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间，如果是，则向DHCP Server发起DHCP Renewal过程；如果否，则继续进行检测。
图5为本发明GW发起DHCP Renewal过程的流程图，其具体步骤为：
步骤500、GW根据存储的SS/MS的IP地址的租约期检测是否到达该SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间，如果是，则执行步骤501；否则，则返回步骤500继续检测。
步骤501、GW向DHCP Server发送DHCP Renewal消息，该消息携带SS/MS的IP地址。
本发明在执行步骤501之前，即发送DHCP Renewal消息之前，GW还可以判断SS/MS当前是否还接入在ASN中，如果是，则执行步骤501；如果否，则说明SS/MS已经不需要ASN提供网络接入服务，结束本流程。
步骤502、DHCP Server根据当前网络配置策略确定给具有DHCPRenewal消息所携带IP地址的SS/MS续租所分配IP地址的租约期，将续租的所分配IP地址的租约期通过DHCP ACK消息发送给GW。
步骤503、GW针对SS/MS采用接收到DHCP ACK消息携带的租约期更新所存储的所分配IP地址的租约期，转入步骤500继续检测。
这样，本发明就实现了当SS/MS所分配的IP地址租约期即将到时时，用GW替代SS/MS发起DHCP Renewal过程，而不是由SS/MS发起，由于GW发起DHCP Renewal过程不需要经过SS/MS与ASN中的BS之间的空口，所以可以节省空口资源。采用图5提供的方法，可以不管SS/MS当前的工作模式是Idle模式还是Active模式，从而也不需要在Idle模式下的SS/MS为了发起DHCP Renewal过程而通过空口退出Idle模式，进入Active模式且建立业务通道，节省了空口资源。
在本发明中，SS/MS可能在不同GW管辖的区域进行移动，从而发生跨GW切换，这时，SS/MS的源GW可以将针对SS/MS存储的所分配IP地址的租约期信息发送给SS/MS的目标GW，从而使SS/MS的目标GW根据图5所述的过程发起DHCP Renewal过程。
图6为本发明SS/MS发生跨GW切换时，SS/MS的源GW将针对SS/MS存储的所分配IP地址的租约期信息发送给SS/MS的目标GW的方法流程图，其具体步骤为：
步骤600、GW按照现有技术检测到SS/MS发生跨GW切换，通过与SS/MS的目标GW之间的R4接口向SS/MS的目标GW发送携带针对SS/MS存储的所分配IP地址的租约期信息的消息。
该租约期信息除了包括所分配IP地址的IP Address Lease Time和Renewal(T1)Time等租约期外，还包括当前为SS/MS已经计时的时间值(就是从上一次更新了租约期后开始为SS/MS计时的时间值)。
步骤601、SS/MS的目标GW接收到该消息后，针对SS/MS存储该消息所携带的所分配IP地址的租约期信息。
步骤602、SS/MS的目标GW按照图5所述的过程为SS/MS发起DHCPRenewal过程。
在检测是否到达该SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间时，SS/MS的目标GW还可以把租约期信息中的在SS/MS的源GW所计时的时间值考虑进去。
当然，并不是MS发生跨GW时就一定会执行图6所述的方法。只有在MS发生R3切换时，即MS铆钉点发生切换时，从当前MS铆钉点的GW切换到目标GW，执行图6所述的方法。
图7和图8分别为MS铆钉点没有发生切换的网络示意图和MS铆钉点发生切换的网络示意图。
在图7中，当SS/MS从GW1切换到GW2时，GW2与CSN没有建立R3通道，租约期信息仍然存储在GW1上，即不执行图6所述的方法，仍然由GW1发起DHCP Renewal过程。
在图8中，当SS/MS从GW1切换到GW2时，GW2与CSN建立了R3通道，租约期信息需要从GW1转发到GW2上，即执行图6所述的方法后，由GW2发起DHCP Renewal过程。
本发明还提供一种发起IP地址租约期更新过程的装置，该装置就是GW。如图9所示：该装置设置在DHCP Server与SS/MS所属的BS之间，该装置保存有针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，当到达SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间时，该装置向DHCP Server发送携带SS/MS的IP地址的租约期更新消息，DHCP Server给具有租约期更新消息所携带IP地址的SS/MS续租租约期，将续租租约期通过该消息的确认消息发送给该装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种发起网际协议IP地址租约期更新过程的方法，其特征在于，在签约台/移动台SS/MS的接入服务网络网关ASN GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，该方法还包括：
A、ASN GW根据存储的租约期判断是否到达SS/MS发起动态主机配置协议更新DHCP Renewal过程的时间，如果是，则执行步骤B；否则，返回步骤A继续判断；
B、ASN GW向动态主机配置协议服务器DHCP Server发送携带SS/MS的IP地址的租约期更新消息，DHCP Server给具有租约期更新消息所携带IP地址的SS/MS续租租约期，将续租租约期通过该消息的确认消息发送给ASN GW。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ASN GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期的过程为：
SS/MS通过ASN中的基站BS和ASN GW向DHCP Server发送申请IP地址消息，DHCP Server将所分配的IP地址和该IP地址的租约期携带在该消息的确认消息中发送给ASN GW；
ASN GW将该确认消息携带的租约期更改为无限期后，将更改后的该确认消息通过BS发送给SS/MS，且针对SS/MS存储所携带的该IP地址的租约期。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B之前，该方法还包括：
ASN GW判断SS/MS当前是否接入在ASN中，如果是，则执行步骤B；如果否，结束本流程。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B之后，该方法还包括：
ASN GW针对SS/MS采用接收到该确认消息携带的租约期更新所存储的针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，转入步骤A继续判断。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当SS/MS跨ASN GW切换时，该方法还包括：
SS/MS的源GW将针对SS/MS所分配的IP地址的租约期信息发送给SS/MS的目标GW进行存储后，SS/MS的目标GW转入步骤A判断。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的租约期信息包括SS/MS的源GW存储针对SS/MS所分配的IP地址的租约期和/或当前SS/MS的源GW为SS/MS已经计时的时间值。
7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述SS/MS发生跨ASN GW切换为发送跨R3的ASN GW切换。
8、如权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的ASN GW具有DHCP替代功能。
9、一种IP地址租约期更新过程的装置，其特征在于，该装置设置在DHCPServer与SS/MS所属的BS之间，该装置保存有针对SS/MS所分配的IP地址的租约期，
到达SS/MS发起DHCP Renewal过程的时间时，该装置向DHCP Server发送携带SS/MS的IP地址的租约期更新消息，DHCP Server给具有租约期更新消息所携带IP地址的SS/MS续租租约期，将续租租约期通过该消息的确认消息发送给该装置。
10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置所保存的针对SS/MS所分配的IP地址的租约期是从给SS/MS所转发的申请IP地址消息的确认消息中获取到的，该确认消息携带有SS/MS所分配的IP地址和所分配IP地址的租约期。
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