CN101123536B - 实现一体化网络位置管理的方法 - Google Patents

Abstract

一种实现一体化网络位置管理的方法，为接入一体化网络的各种类型的终端，分配位置信息，在映射服务器注册其身份、位置映射信息来完成位置注册；终端移动时，通过接入路由器向映射服务器发起位置更新过程，通过各相关实体之间的信息交互，来完成终端位置信息在全网内的更新；终端发起通信时，由其接入路由器向本域映射服务器发起位置查询过程，通过本域映射服务器、目的终端的归属域映射服务器，以及目的终端的当前所在域映射服务器协作，查询获得目的终端的当前位置信息，返回给源端接入路由器，保证其能够正确发起通信连接。

Description

实现一体化网络位置管理的方法

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，涉及一种实现一体化网络中位置管理的方法。

背景技术

现有的信息网络按照业务范围的不同，主要可以分为电信网、电视网以及互联网，其中电信网又可以分为固定电话网和移动电话网。

近年来，随着互联网的迅速发展，互联网已经成为三大网络中发展最快的网络。互联网遵从TCP/IP的包括子网层、网络层、传输层、应用层的四层体系结构，采用面向无连接的分组交换技术传输数据并提供“尽力而为”的服务。但这种无连接的特性也正是互联网从单一的数据传输网向多业务承载网演进的瓶颈所在。另外，互联网设计之初是为固定终端服务的，它不能很好的支持终端的移动性。

为解决以上互联网发展中的问题，提出了一种实现一体化网络与普适服务的体系结构，以实现服务一体化、网络一体化。一体化网络体系结构允许固定用户和移动终端、移动子网、自组网用户等多种移动性接入，固定用户和移动用户享有同样的个性化业务服务，实现分布式网络资源的共享和查找服务，进行语音、数据、图像等业务的传输并提供精细粒度的服务质量，确保向用户提供一致的、普遍的业务。

一体化网络与普适服务新型体系结构模型如图1所示，它包括“网通层”和“服务层”两个大的部分。

“网通层”包括虚拟接入模块和虚拟骨干模块，为数据、语音等业务提供的一体化网络通信平台。各种业务在“网通层”中以统一的“特定”分组方式进行传输。“网通层”采用“间接通信”模式：虚拟接入模块采用接入标识转发数据，而在虚拟骨干模块采用内部的交换路由标识替代接入标识转发，到达通信对端的接入交换路由器后，数据包的交换路由标识被置换回原来的接入标识；虚拟接入模块负责通信终端的接入，虚拟骨干模块解决位置管理和交换路由的问题。用户的隐私性、网络的安全性、可控可管性和移动性在“网通层”得以很好的实现。

“服务层”负责各种业务的会话、控制和管理，这些业务包括由运营商或第三方增值服务商提供的各种网络业务，主要是语音、数据、流媒体等，不同的业务用同一个“服务层”承载。各种业务、网络资源和用户都采用唯一标识符识别，各个应用都要绑定于服务标识符，并且进行从服务标识符到连接标识符的解析、从连接标识符到交换路由标识符的解析，从而建立普适服务的服务标识和连接标识解析映射理论。

一体化网络“网通层”分为虚拟接入模块和虚拟骨干模块两个部分，如图2所示。虚拟接入模块实现各种类型的终端和固定、移动、传感网络等的接入；虚拟骨干模块解决位置管理和路由问题。通过将终端用户所在的网络虚拟接入模块和运营者所在的网络虚拟骨干模块进行分离，可以保证各种接入技术和核心区域的架构进行分别独立的技术演进，而不互相影响。在虚拟接入模块，这些技术可以包括各种新兴的技术如移动网络、传感网络、智能家电等，各种技术甚至可以使用不同的协议栈和不同的身份表达方式；在虚拟骨干模块，这些技术可以包括核心网络的基本架构、路由方式、安全机制、服务质量(QoS-Quality of Service)机制等。

虚拟骨干模块又分为交换路由层面和管理层面。交换路由层面包括接入路由器和广义交换路由器等交换路由设备；管理层面包括映射服务器和认证中心等管理组件。下面分别给予介绍：

1.接入路由器(AR-Access Router)

接入路由器负责各种固定终端、移动终端、WLAN等固定网络、移动子网以及自组网等移动网络的接入，为接入的用户的接入标识(AID-AccessIDentifier)分配交换路由标识(RID-switch Routing IDentifier)，并将用户的数据包进行标识替换后在核心网中传输。

2.广义交换路由器(GSR-General Switch Router)

广义交换路由器的主要功能是根据数据报文中的交换路由标识，进行选路和转发数据报文。

3.映射服务器(IMS-Identifier Mapping Server)

映射服务器主要负责维护网络中接入标识和交换路由标识的映射关系，并向接入路由器和其他映射服务器提供查询服务。映射服务器上保存的映射关系都是已经通过认证并且可以被合法终端所使用的。

4.认证中心(AC-Authentication Center)

认证中心负责记录用户类别，用户享受的服务等级等，在用户接入时进行接入控制和授权。认证中心的数据库中存放了所有合法用户的认证信息。在认证过程中，不仅网络要认证终端是否合法，终端也要认证网络是否合法。

现有互联网的TCP/IP协议为每个入网终端分配了一个IP地址，IP地址包括网络前缀和主机号两部分。网络前缀标识了终端在整个网络中的位置，通信时依靠路由协议来寻址到目的终端所在的网络，然后再通过相应的链路层机制找到目的终端。

但是传统的TCP/IP是为固定的计算机网络设计的，没有很好的考虑到主机移动的情况。IP地址既表示位置，又起着标识身份的作用，在移动情形下，用户位置发生变化，漫游设备的IP地址必须要改变，以表示它从一个网络移动到另一个网络时网络接入点的变化，但是IP地址的变化会导致原来的通信会话中断。传统互联网的位置管理功能仅限于固定终端，对于移动终端，网络无法有效的跟踪用户，确定终端的位置，从而造成通信的中断。

互联网工作任务组(IETF-Internet Engineering Task Force)的移动IP协议致力于改进传统互联网对移动性的支持，这里以移动IPv4为例来简要介绍。移动IPv4的位置管理依靠家乡代理和外地代理两个实体，以及家乡地址和转交地址来完成。互联网中IP地址同时表示终端的身份和位置，移动IP的位置是通过家乡地址和转交地址来表示的。移动节点通过移动检测来确定当前连接的是家乡链路还是外地链路，如果在家乡链路，就继续使用其家乡地址来指示自己的位置；如果是在外地链路，则要配置一个转交地址，可以通过手工配置或者动态主机配置协议(DHCP-Dynamic HostConfiguration Protocol)等方法获得。当移动节点获得新的转交地址时，向它的家乡代理注册自己新的位置信息。移动IP中通过移动节点将自己新的转交地址通告给家乡代理，来跟踪移动节点，由其转交地址来确定它的位置。

移动IP的设计基于现有网络架构，IP地址同时标识终端的身份和位置，这使得移动IP存在很多难以克服的问题。首先是三角路由的问题，在移动IPv4中，通过家乡代理找到移动节点的位置后，还需要家乡代理使用隧道向移动节点当前链路转发数据，极大的降低了通信的效率。在移动IPv6中通过路由优化部分解决了这种问题，但是需要通信对端将数据包的目的地址改为移动节点的转交地址，提高了终端的复杂度。另外移动IP中切换时延过长，获得新的转交地址时造成通信的中断，也难以满足用户需求。

移动网络的位置管理技术以及对移动节点的支持要比互联网来说要完善得多，当前移动网位置管理采用的是双层数据库，即原籍位置寄存器(HLR-Home Location Register)和访问位置寄存器(VLR-Visitor LocationRegister)。通常一个移动通信网的位置管理系统由一个HLR以及若干个VLR之内的移动终端组成，HLR存储在其网络内注册的所有用户的信息，包括用户预定的业务、记费信息、位置信息等，VLR管理该网络中若干个位置区(LA-Location Area)，一个位置区由一定数量的蜂窝小区组成。

经过一系列的信令交互，在移动终端的HLR中可以找到其当前位置，移动终端发起通信时，源端的移动交换中心(MSC-Mobile Switching Center)向目的终端的HLR发出位置查询的请求，HLR查询得到目的终端的VLR，即向该VLR发送路由请求信息，然后经过相应的信令交互，通信双方建立连接。

但是移动通信网从本质上来说，是一个以语音业务为主的网络，它不同于分组交换网络，对数据业务的支持很不够。就其位置管理技术来说，也有一些缺陷，对于在外地漫游的终端，它的每次位置更新都需要向HLR进行通告，对于移动性很强的手机用户来说，位置更新的频率很大，这就造成更新信令给通信网造成很大的额外负荷。另外，即使是同一个VLR内的用户相互通信，也要向HLR进行查询，由于移动通信中本地用户之间的通话比例较高，这就造成HLR负担过重，增加了呼叫传递的时间。

对于一体化网络来说，它要求所有终端，不论固定主机还是移动节点，都能够以相同的方式接入，能够提供完善的移动性支持。所以它的位置管理技术需要在目前互联网和移动网的基础上，做一系列相应的改进，以适应一体化网络的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决一体化网络“网通层”的终端位置管理问题，对一体化网络中各种通信终端完成位置注册、位置更新以及位置查询工作。

本发明提供一种实现一体化网络位置管理的方法，用于对一体化网络的接入终端位置进行注册和查询，以及完成终端位置改变时位置的更新，完成节点之间通信的建立。本发明对一体化网络接入终端的位置信息进行统一的分类管理，通过映射服务器、接入路由器来跟踪终端，确定其位置信息，并在终端位置改变时进行位置更新，本发明可完成一体化网络中终端位置的注册、更新和查询。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种实现一体化网络位置管理的方法，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，

一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，

首先，接入路由器检测到有新的终端接入，此终端需经过认证之后，从路由标识池中取出一个未分配的交换路由标识RID为终端配置；

然后，接入路由器为此接入终端建立一个用户的接入标识AID与RID的映射关系，向本域的映射服务器发出映射汇报信息，为终端在映射服务器中进行位置注册；

其次，映射服务器检查映射汇报信息中AID是否归属本域，如果归属本域，则查找归属本域表，判断在归属本域表中是否找到目的存储单元，如果找到目的存储单元，映射服务器则为归属本域的终端发起位置更新，并返回响应信息；

如果没有找到目的存储单元，映射服务器则为此接入终端建立存储单元，记录其身份、位置信息映射关系；

如果映射服务器检查映射汇报信息中AID归属外域，则查找归属外域表，判断在归属外域表中是否找到目的存储单元，如果找到目的存储单元，映射服务器则为归属外域的终端发起位置更新，并返回响应信息；

如果没有找到目的存储单元，映射服务器则为此接入终端建立存储单元，记录其身份、位置信息映射关系，并向其归属域发起位置更新。

一种实现一体化网络位置管理的方法，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，终端位置更新过程包含：

当终端归属域即为本域时，检查存储单元中当前域交换路由标识RID成员，判断终端旧当前域是否为本域；根据终端旧当前域的判断结果进行位置更新；

当终端的旧当前域为本域时，终端位置更新过程进一步包含：

映射服务器将映射信息替换为新的交换路由标识RID；

向终端旧接入路由器发送映射通知消息，并更新接入路由器路由标识成员；

旧接入路由器根据映射通知信息更新映射信息，并向对端接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新存储的该终端位置信息；

当终端的旧当前域不为本域时，终端位置更新进一步过程包含：

映射服务器将映射信息替换为新的交换路由标识RID，并判断当前接入路由器的RID成员是否为零；

如果非零，向旧接入路由器发送映射通知信息，并替换接入路由器的RID成员；如果为零，直接进入下一步；

归属域映射服务器向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；

旧当前域映射服务器判断终端设备类型，如果为非移动型终端，旧当前域映射服务器删除存储单元；如果为移动型终端，旧当前域映射服务器向旧接入路由器发送映射通知信息后删除存储单元；

旧接入路由器根据映射通知信息更新映射信息，并向对端接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新存储的该终端位置信息。

一种实现一体化网络位置管理的方法，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，终端位置更新过程包含：

当终端归属域不是本域时，判断终端在归属外域表中的存储单元是否为新建立；

根据存储单元建立时间的不同，进行位置更新；

当存储单元已经存在时，终端位置更新过程进一步包含：

映射服务器将映射信息替换为新的交换路由标识RID；

映射服务器向终端的旧接入路由器发送映射通知信息，并更新接入路由器的RID成员；

判断终端的设备类型，如果是非移动型终端，向其归属域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；如果是移动型终端，则不发送映射服务器映射更新消息，位置更新结束；

归属域映射服务器根据映射服务器映射更新消息更新终端的位置信息；

旧接入路由器收到映射通知信息后，将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，并向通信对端的接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新通信对端映射信息；

当存储单元为新建立时，终端位置更新过程进一步包含：

检查终端的设备类型；

向终端的归属域映射服务器发出映射服务器映射更新信息，信息内容由终端的设备类型决定；

归属域收到映射服务器映射更新消息后，对于非移动型终端，归属域发送映射通知信息到终端的旧接入路由器；对于移动型终端，只有在终端首次移出归属域的时候，归属域根据此前存储的接入路由器地址发送映射通知信息，否则直接进入下一步；

归属域映射服务器向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；对于非移动型终端，先判断旧当前域是否为归属域，如果是则不发送此更新消息；

归属域映射服务器更新该终端的映射信息；

如果是非移动型终端，从旧当前域映射服务器的归属外域存储表里面把此接入标识的存储单元删除；如果是移动终端，旧当前域映射服务器发送映射通知信息给旧接入路由器，之后删除存储单元；

旧接入路由器收到映射通知信息后，将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，并向通信对端的接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新通信对端映射信息。

一种实现一体化网络位置管理的方法，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，终端位置查询过程包含：

接入路由器向本域的映射服务器发出接入路由器路由标识查询信息；

映射服务器根据目的终端接入标识归属域的不同，执行相应的位置查询过程；

映射服务器向源端接入路由器返回位置查询结果；

当目的终端接入标识归属域为本域时，终端位置查询过程进一步包含：

映射服务器查找归属本域表，并判断是否找到存储单元；

如没找到该接入标识的存储单元，返回无结果响应，位置查询结束；如果找到存储单元，则判断终端的设备类型，如果为非移动型终端，则取出存储单元中的位置信息，返回查询结果；如果是移动型终端，则判断存储单元中的当前域路由标识成员是否为本域；

如果是本域，则取出存储单元中的位置信息，返回查询结果；如果不是本域，则向终端当前域映射服务器发出映射服务器查询信息；

移动型终端的当前域映射服务器在归属外域表中查找，如果找到目的接入标识的存储单元，则返回查询结果到目的终端的归属域，否则返回无结果信息到终端的归属域；

当目的终端接入标识归属域非本域时，终端位置查询过程进一步包含：

映射服务器查找归属外域表，并判断是否找到存储单元；

如果找到存储单元，则返回位置查询结果；如果没有找到目的终端的存储单元，则向其归属域映射服务器发出映射服务器查询信息；

目的终端归属域在归属本域表中查找目的接入标识，如果没找到，返回无结果信息；如果找到存储单元，则判断终端是否在归属域；

如果在归属域，则归属域映射服务器发回查询结果给通信源端的映射服务器；如果终端并不在归属域内，则判断终端的设备类型；

如果是非移动型终端，则归属域映射服务器发回查询结果给通信源端的映射服务器；如果是移动型终端，则归属映射服务器向目的终端当前域映射服务器发出映射服务器查询信息；

目的终端的当前域映射服务器在归属外域表中进行查找，如果没有结果，返回无结果信息到归属域映射服务器；如果找到结果，返回位置信息到目的端的归属域映射服务器；

归属域映射服务器返回结果给通信源端的映射服务器。

一种实现一体化网络位置管理的方法，终端位置注册过程包含：

接入路由器为新接入的终端分配交换路由标识；

接入路由器为此接入终端建立映射关系，向本域的映射服务器发出映射汇报信息，为其在映射服务器中进行位置注册，建立存储单元。

一种实现一体化网络位置管理的方法，终端位置更新过程包含：

当终端归属域即为本域时，检查存储单元中当前域RID成员，判断终端旧当前域是否为本域；

根据终端旧当前域的判断结果进行位置更新。

一种实现一体化网络位置管理的方法，当终端的旧当前域为本域时，终端位置更新过程进一步包含：

映射服务器将映射信息替换为新的RID；

向终端旧接入路由器发送映射通知消息，并更新接入路由器路由标识成员；

旧接入路由器根据映射通知信息更新映射信息，并向对端接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新存储的该终端位置信息。

一种实现一体化网络位置管理的方法，当终端的旧当前域不为本域时，终端位置更新进一步过程包含：

映射服务器将映射信息替换为新的RID，并判断当前接入路由器的RID成员是否为零；

如果非零，向旧接入路由器发送映射通知信息，并替换接入路由器RID成员；如果为零，直接进入下一步；

归属域映射服务器向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；

旧当前域映射服务器判断终端设备类型，如果为非移动型终端，旧当前域映射服务器删除存储单元；如果为移动型终端，旧当前域映射服务器向旧接入路由器发送映射通知信息，后删除存储单元；

旧接入路由器根据映射通知信息更新映射信息，并向对端接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新存储的该终端位置信息。

一种实现一体化网络位置管理的方法，终端位置更新过程包含：

当终端归属域不是本域时，判断终端在归属外域表中的存储单元是否为新建立；

根据存储单元建立时间的不同，进行位置更新。

一种实现一体化网络位置管理的方法，当存储单元已经存在，终端位置更新过程进一步包含：

映射服务器将映射信息替换为新的RID；

映射服务器向终端的旧接入路由器发送映射通知信息，并更新旧接入路由器的路由标识成员；

判断终端的设备类型，如果是非移动型终端，向其归属域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；如果是移动型终端，则不发送映射服务器映射更新消息，位置更新结束；

归属域映射服务器根据映射服务器映射更新消息更新终端的位置信息；

旧接入路由器收到映射通知信息后，将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，并向通信对端的接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新通信对端映射信息。

一种实现一体化网络位置管理的方法，当存储单元为新建立，终端位置更新过程进一步包含：

检查终端的设备类型；

向终端的归属域映射服务器发出映射服务器映射更新信息，信息内容由终端的设备类型决定；

归属域收到映射服务器映射更新消息后，对于非移动型终端，归属域发送映射通知信息到终端的旧接入路由器；对于移动型终端，只有在终端首次移出归属域的时候，归属域根据此前存储的接入路由器地址发送映射通知信息，否则直接进入下一步；

归属域映射服务器更新该终端的映射信息；

归属域映射服务器向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；对于非移动型终端，先判断旧当前域是否为归属域，如果是则不发送此更新消息；

如果是非移动型终端，从旧当前域映射服务器的归属外域存储表里面把此接入标识的存储单元删除；如果是移动终端，旧当前域映射服务器发送映射通知信息给旧接入路由器，之后删除存储单元；

旧接入路由器收到映射通知信息后，将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，并向通信对端的接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新通信对端映射信息。

一种实现一体化网络位置管理的方法，终端位置查询过程包含：

接入路由器向本域的映射服务器发出接入路由器路由标识查询信息；

映射服务器根据目的终端接入标识归属域的不同，执行相应的位置查询过程；

映射服务器向源端接入路由器返回位置查询结果。

一种实现一体化网络位置管理的方法，当目的终端归属域为本域时，终端位置查询过程进一步包含：

映射服务器查找归属本域表，并判断是否找到存储单元；

如没找到该接入标识的存储单元，返回无结果响应，位置查询结束；如果找到存储单元，则判断终端的设备类型，如果为非移动型终端，则取出存储单元中的位置信息，返回查询结果；如果是移动型终端，则判断存储单元中的当前域路由标识成员是否为本域；

如果是本域，则取出存储单元中的位置信息，返回查询结果；如果不是本域，则向终端当前域映射服务器发出映射服务器查询信息；

移动型终端的当前域映射服务器在归属外域表中查找，如果找到目的接入标识的存储单元，则返回查询结果到目的终端的归属域，否则返回无结果信息到终端的归属域。

一种实现一体化网络位置管理的方法，当目的终端归属域非本域时，终端位置查询过程进一步包含：

映射服务器查找归属外域表，并判断是否找到存储单元；

如果找到存储单元，则返回位置查询结果；如果没有找到目的终端的存储单元，则向其归属域映射服务器发出映射服务器查询信息；

目的终端归属域在归属本域表中查找目的接入标识，如果没找到，返回无结果信息；如果找到存储单元，则判断终端是否在归属域；

如果在归属域，则归属域映射服务器发回查询结果给通信源端的映射服务器；如果终端并不在归属域内，则判断终端的设备类型；

如果是非移动型终端，则归属域映射服务器发回查询结果给通信源端的映射服务器；如果是移动型终端，则归属映射服务器向目的终端当前域映射服务器发出映射服务器查询信息；

目的终端的当前域映射服务器在归属外域表中进行查找，如果没有结果，返回无结果信息到归属域映射服务器；如果找到结果，返回位置信息到目的端的归属域映射服务器；

归属域映射服务器返回结果给通信源端的映射服务器。

附图说明

图1为一体化网络与普适服务体系结构模型图；

图2为一体化网络“网通层”结构模型图；

图3为本发明的一体化网络中域的示意图；

图4为一体化网络中接入标识的定义；

图5为本发明具体实施例的位置注册过程流程图；

图6为本发明具体实施例的归属本域终端的位置更新过程流程图；

图7为本发明具体实施例的归属外域终端的位置更新过程流程图；

图8为本发明具体实施例的位置查询过程流程图。

具体实施方式

有关本发明的技术内容及详细说明，现配合附图说明如下：

图3为本发明的一体化网络中域的示意图。如图3所示，本发明将一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有一台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息。域的部署应该由网络管理部门来完成，可以依据地域、网络规模等因素。每台接入路由器在进入一体化网络时，都要求管理员为其配置所在域的映射服务器地址，即映射服务器的交换路由标识，另外还需要给它分配一个路由标识池，以完成对接入终端的交换路由标识分配。

图4为接入标识的定义。如图4所示，本发明利用一体化网络中接入标识定义中的“归属映射服务器”字段来确定终端首次接入一体化网络时所在的域，称为归属域；利用“终端/子网类型”字段，来将接入终端划分成移动型和非移动型设备，分别进行相应的位置管理，提高位置管理的效率，本字段的使用可以进一步进行扩展，增加可处理的设备类型，更高效的管理接入一体化网络的各种类型终端或者子网。

本发明由映射服务器来保存和维护接入一体化网络的终端身份和位置信息。此位置信息包括：终端当前所在域的路由标识，终端当前接入路由器的路由标识，终端当前获得的路由标识。在映射服务器的存储表结构中，包括归属本域的终端信息存储表、归属外域的终端信息存储表，以及一个为方便查询身份信息而设立的临时存储表。根据终端归属域和设备类型的不同，在存储表中保存不同的信息。首先，服务器要为归属本域的所有终端建立存储条目，这样保证能够根据归属域存储的位置信息找到终端的当前位置；第二，映射服务器要为从外域移动过来的终端保存映射信息，以简化外域终端在本域内通信时的定位过程；最后，映射服务器还要维护一个临时存储表，保存要和本域终端建立通信的通信源终端的映射信息，这样做的目的是简化通信目的端接入路由器查询源终端身份的过程，在本域内即可完成对接入标识的查询。

映射服务器中存储结构如下：

归属本域表：

记录归属本域的终端的映射信息，具体存储终端的内容根据接入标识中的“终端/子网类型”字段分两种情况：

(1)当终端为没有或基本没有移动性(如PC)的设备类型时，它在当前域中的映射信息比较稳定，不会频繁发生变化，我们在其归属域映射服务器中保存它当前具体的映射信息，包括接入标识、路由标识、当前域指针，即当前域映射服务器的路由标识、当前接入路由器的路由标识。当此类型终端移动到外域时，当要和它建立通信连接的时候，可以在其归属域就找到目的路由标识，不必再向其当前域服务器查询，可以减少查询信令的交互和时延。

(2)当终端为移动性很强(如手机、PDA)的设备类型时，它的映射信息会随着其位置移动而频繁发生变化，那么终端位置更新也极为频繁，造成大量的信令消息来更新终端当前的映射信息，给通信网造成额外的负荷，互联网中移动终端日益增多，这一点不可忽视。所以，当此类型移动终端在归属域内时，我们仍然保存它的全部位置信息，当它移动至外域时，我们就在其归属域服务器中只保存接入标识，当前域指针，其它存储成员置零，这样可以大幅减少域间的位置更新消息，只在移动型终端发生跨域移动的时候才需要向其归属域进行位置更新。

归属外域表：

记录从其它域移动来的节点的映射信息。当外域终端移动至本域，本域内其它终端要与之建立通信连接时，就可以在本域映射服务器上找到结果，而不需要再到它的归属域查找，存储内容为接入标识、路由标识、当前接入路由器的路由标识。

临时存储表

为方便通信对端进行源端接入标识的查找，在对端映射服务器中设立了临时存储表，保存由源端映射服务器发送过来的源端映射对，包含接入标识、路由标识、当前接入路由器的路由标识。由于这些映射对并不属于该域，所以没有必要一直保存，所以采用过期删除的机制。

本发明的位置管理方法包括对终端进行位置注册、位置更新和位置查询，由接入路由器和映射服务器，映射服务器与映射服务器，以及接入路由器之间的通信协议来完成。在位置注册时，由终端的接入路由器发起，映射服务器为其完成在一体化网络中的位置注册，建立该终端的存储单元，供通信建立时进行位置查询；终端发生移动时，表示位置信息的路由标识发生变化，由新接入的接入路由器发起位置更新过程，通过当前所在域映射服务器和终端归属域映射服务器，以及终端旧当前域映射服务器，旧接入路由器之间的一系列信息交互，使网络中保存有该终端位置信息的实体均进行了更新，保证位置查询的正确性；位置查询由通信源端的接入路由器向本域的映射服务器发起，本域映射服务器通过和目的终端归属域映射服务器，以及当前所在域映射服务器的查询信息交互，获取其当前的位置信息，返回给源端接入路由器。

本发明中，对于非移动型的终端，无论它移动到哪个域，在其当前域都会保存有准确的身份、位置映射信息，位置查询的时候保证在其归属域就能得到准确的结果；而对于移动型终端，它频繁更换位置信息，造成位置更新信息过多占用网络负荷，所以在此类型终端的归属域只保存终端当前所在域的路由标识，当终端没有发生跨域移动时，就不必向归属域同步位置信息，减少位置更新信息的数量。

下面通过实施例，结合附图详细说明本发明的实现过程，包括位置注册、位置更新和位置查询。

如图5所示，为一体化网络中位置注册过程。一体化网络的位置注册由接入路由器和映射服务器来完成，为终端在映射服务器中建立存储单元。首先，接入路由器检测到有新的终端接入，此终端需经过认证之后，从路由标识池中取出一个未分配的交换路由标识RID为终端配置(步骤S501)。然后，接入路由器为此接入终端建立一个AID与RID的映射关系，向本域的映射服务器发出映射汇报信息(步骤S502)，为终端在映射服务器中进行位置注册。其次，映射服务器检查映射汇报信息中AID是否归属本域(步骤S503)，如果归属本域，则查找归属本域表(步骤S504)，判断在归属本域表中是否找到目的存储单元(步骤S505)，如果找到目的存储单元，映射服务器则为归属本域的终端发起位置更新，并返回响应信息(步骤S506)；如果没有此AID的存储单元，映射服务器则为此接入终端建立存储单元，记录其身份、位置信息映射关系(步骤S507)；如果映射服务器检查映射汇报信息中AID归属外域，则查找归属外域表(步骤508)，判断在归属外域表中是否找到目的存储单元(步骤S509)，如果找到目的存储单元，映射服务器则为归属外域的终端发起位置更新，并返回响应信息(步骤S510)；如果没有此AID的存储单元，映射服务器则为此接入终端建立存储单元(步骤S511)，记录其身份、位置信息映射关系，并向其归属域发起位置更新。

接入路由器为终端进行位置注册的操作还包括向映射服务器汇报终端离开这种类型，称为取消位置注册过程。映射服务器收到这种类型的映射汇报信息，根据接入标识的归属域查找相应存储表，找到存储单元之后，对于归属本域的终端，将存储单元中的位置信息清除，但要为该终端保留存储单元，即继续保存其身份信息接入标识；对于归属外域的终端，则直接删除该存储单元，并向其归属域发出映终端离开通告信息，其归属域映射服务器清除该终端的位置信息。

位置更新过程是终端位置发生变化的时候，将新获得的交换路由标识RID通告给网络中存储旧映射信息的实体，进行映射信息更新，以保证存储终端正确的位置信息。如图6所示，所述步骤S506为归属本域的终端发起位置更新的具体步骤包含：

首先，映射服务器检查存储单元中的当前域RID成员(步骤S601)。判断终端旧当前域是否为本域(步骤S602)，如果是映射服务器则将映射信息替换为新的RID(步骤S603)，并向终端旧接入路由器发送映射通知信息(步骤S604)，告知它终端新的位置信息，然后，映射服务器为该终端的存储单元更新接入路由器RID成员(步骤S605)；如果终端旧当前域为非本域，映射服务器则将映射信息替换为新的RID(步骤S606)，然后，判断存储单元中接入路由器RID成员是否为零(步骤S607)，如果非零，说明终端为非移动型，可以直接向旧接入路由器发送映射通知信息(步骤S608)；否则说明是一个移动型终端回到了归属域，由于归属域没有旧接入路由器的RID，不能直接发送映射通知信息。无论哪种情况，此后，映射服务器都向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器IMS映射更新信息(步骤S609)。终端的旧当前域映射服务器收到IMS映射更新信息后，判断该终端的设备类型(步骤S610)，如果为非移动型，则旧当前域映射服务器从归属外域存储表里面把此非移动型终端AID的存储单元删除(步骤S611)；如果为移动型，则旧当前域服务器首先发送映射通知信息给此移动型终端的旧接入路由器，再删除存储单元(步骤S612)。

无论终端的旧当前域是否为本域，在上述步骤之后，旧接入路由器收到映射通知信息之后，都将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，之后向通信对端的接入路由器发送AR映射更新信息(步骤S613)。对端接入路由器更新通信对端映射表中该终端的位置信息(步骤S614)。对该归属本域终端的位置更新过程结束。

如图7所示，存储单元位于映射服务器的归属外域表，说明是归属外域的终端在本域内移动而造成的位置更新。所述步骤S510、S511为归属外域的终端发起位置更新的具体步骤包括：

首先，映射服务器判断归属外域存储表中的该终端存储单元是否为新建立(步骤S701)。如果是，说明终端刚刚跨域移动到本域，则检查终端的设备类型(步骤S702)，向终端的归属域发出IMS映射更新信息(步骤S703)，对非移动型终端，发送<AID，RID，当前域RID，当前AR的RID>。对移动型的终端，此处发送<AID，RID，当前域RID>，其中之所以发送RID，并非要求终端归属域保存此映射信息，目的是为了向旧AR发送映射通知信息，因为此终端是首次到达本域，所以本域映射服务器不知道旧AR的RID，故将<AID，RID>发给归属域映射服务器，完成映射通知信息的发送，移动终端的归属域清除此RID，以免因为信息过期造成通信失败。归属域映射服务器收到IMS映射更新信息后，判断终端的设备类型(步骤S704)，如果是非移动型，归属域映射服务器为非移动型终端发送映射通知信息到其旧接入路由器(步骤S705)；否则归属域映射服务器直接向终端旧当前域映射服务器发送IMS映射更新信息(步骤S706)。对于非移动型终端，如旧当前域即为归属域，则不发送此更新信息。然后，旧当前域映射服务器判断终端的设备类型(步骤S707)，如果是非移动型，旧当前域映射服务器删除该非移动型终端的存储单元(步骤S708)；否则旧当前域服务器首先发送映射通知信息给此移动型终端的旧接入路由器，之后删除存储单元(步骤S709)。

如果映射服务器判断归属外域存储表中的该终端存储单元早已存在，说明归属外域的终端在本域内位置发生了变化，映射服务器将映射信息替换为新的RID(步骤S710)。然后，映射服务器发送映射通知信息给旧接入路由器(步骤S711)。之后，映射服务器更新存储单元中接入路由器RID成员(步骤S712)。上述步骤完成之后，映射服务器判断终端的设备类型(步骤S713)。如果是非移动型，映射服务器为此非移动型终端向其归属域映射服务器发送IMS映射更新信息(步骤S714)。对移动型终端不发送IMS映射更新信息，因为终端并未跨域移动，所以其归属域保存的终端当前域信息仍然正确，这样减少大量映射更新信息的交互。

无论哪种情况，在旧接入路由器收到映射通知信息之后，都将根据映射通知更新映射信息，之后向通信对端的接入路由器发送AR映射更新信息(步骤S715)。对端接入路由器更新通信对端映射表中该终端的位置信息(步骤S716)。对该归属外域终端的位置更新过程结束。

通信双方建立通信之前，源终端只知道目的终端的公开身份，即接入标识，而在核心网传输数据包必需要知道对端的位置，即交换路由标识。源终端的接入路由器在转发数据包之前，要首先执行位置查询过程，获取目的终端的交换路由标识，以建立通信连接。如图8所示，为一体化网络中进行位置查询的具体步骤：

接入路由器向本域的映射服务器发送RID查询信息(步骤S801)，内容包括目的端的AID，源端的AID和RID，以及源端的接入路由器RID。发送源端映射信息的目的是为了简化通信对端AR查询源终端AID的过程，在进行查询的时候发送到目的端映射服务器，存放在临时存储表中，这样，对端AR可以在本域内就完成对源终端AID的查询，减少时延。然后，映射服务器检查目的端AID是否归属本域(步骤S802)。如果是，映射服务器则查找归属本域存储表(步骤S803)。判断是否找到存储单元(步骤S804)，如果没有找到，则向接入路由器返回终端未入网信息(步骤S805)；如果找到存储单元，映射服务器判断终端的设备类型(步骤S806)。如果为非移动型终端，映射服务器则直接向AR返回位置信息(步骤S819)；如为移动型终端，映射服务器则查看存储单元中当前域路由标识成员是否为本域(步骤S807)，如果是，映射服务器则直接向AR返回位置信息(步骤S819)；如果不是本域，映射服务器则向该终端当前域映射服务器发出IMS映射服务器查询信息(步骤S808)。然后，移动终端的当前域映射服务器在归属外域表中查找(步骤S809)。移动终端的当前域映射服务器如果找到目的终端位置信息，则返回结果到目的终端的归属域映射服务器(步骤S810)，否则返回无结果信息。最后，归属域映射服务器向AR返回位置信息(步骤S819)。

如果目的端AID归属外域，映射服务器则查找归属外域表(步骤S811)。判断是否找到存储单元(步骤S812)，如果是，映射服务器则直接向AR返回位置信息(步骤S819)；如果否，映射服务器则向终端归属域映射服务器发出IMS查询信息(步骤S813)。终端归属域映射服务器判断该终端当前是否在本域(步骤S814)，如果在本域，终端归属映射服务器则向通信源端映射服务器发回查询结果(步骤S818)；如果不在本域，终端归属域映射服务器判断该终端设备类型(步骤S815)，如果为非移动型终端，终端归属映射服务器则向通信源端映射服务器发回查询结果(步骤S818)；如果为移动型终端，终端归属映射服务器向目的终端当前所在域映射服务器发送IMS查询信息(步骤S816)。终端的当前域映射服务器如果找到目的终端位置信息，则返回结果到目的终端的归属域映射服务器(步骤S817)，否则返回无结果信息。之后，终端归属映射服务器向通信源端映射服务器发回查询结果(步骤S818)。最后，源端映射服务器向源终端所在接入路由器返回位置查询结果(步骤S819)，位置查询结束。

本实施例为接入一体化网络的各种类型的终端，分配位置信息，在映射服务器注册其身份、位置映射信息来完成位置注册；终端移动时，通过接入路由器向映射服务器发起位置更新过程，通过各相关实体之间的信息交互，来完成终端位置信息在全网内的更新；终端发起通信时，由其接入路由器向本域映射服务器发起位置查询过程，通过本域映射服务器、目的终端的归属域映射服务器，以及目的终端的当前所在域映射服务器协作，查询获得目的终端的当前位置信息，返回给源端接入路由器，保证其能够正确发起通信连接。

上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施范围。即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (4)

1.一种实现一体化网络位置管理的方法，其特征在于，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，

首先，接入路由器检测到有新的终端接入，此终端需经过认证之后，从路由标识池中取出一个未分配的交换路由标识RID为终端配置；

然后，接入路由器为此接入终端建立一个用户的接入标识AID与RID的映射关系，向本域的映射服务器发出映射汇报信息，为终端在映射服务器中进行位置注册；

其次，映射服务器检查映射汇报信息中AID是否归属本域，如果归属本域，则查找归属本域表，判断在归属本域表中是否找到目的存储单元，如果找到目的存储单元，映射服务器则为归属本域的终端发起位置更新，并返回响应信息；

如果没有找到目的存储单元，映射服务器则为此接入终端建立存储单元，记录其身份、位置信息映射关系；

如果映射服务器检查映射汇报信息中AID归属外域，则查找归属外域表，判断在归属外域表中是否找到目的存储单元，如果找到目的存储单元，映射服务器则为归属外域的终端发起位置更新，并返回响应信息；

如果没有找到目的存储单元，映射服务器则为此接入终端建立存储单元，记录其身份、位置信息映射关系，并向其归属域发起位置更新。

2.一种实现一体化网络位置管理的方法，其特征在于，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，终端位置更新过程包含：

当终端归属域即为本域时，检查存储单元中当前域交换路由标识RID成员，判断终端旧当前域是否为本域；根据终端旧当前域的判断结果进行位置更新；

当终端的旧当前域为本域时，终端位置更新过程进一步包含：

映射服务器将映射信息替换为新的交换路由标识RID；

向终端旧接入路由器发送映射通知消息，并更新接入路由器路由标识成员；

旧接入路由器根据映射通知信息更新映射信息，并向对端接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新存储的该终端位置信息；

当终端的旧当前域不为本域时，终端位置更新进一步过程包含：

映射服务器将映射信息替换为新的交换路由标识RID，并判断当前接入路由器的RID成员是否为零；

如果非零，向旧接入路由器发送映射通知信息，并替换接入路由器的RID成员；如果为零，直接进入下一步；

归属域映射服务器向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；

旧当前域映射服务器判断终端设备类型，如果为非移动型终端，旧当前域映射服务器删除存储单元；如果为移动型终端，旧当前域映射服务器向旧接入路由器发送映射通知信息后删除存储单元；

旧接入路由器根据映射通知信息更新映射信息，并向对端接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新存储的该终端位置信息。

3.一种实现一体化网络位置管理的方法，其特征在于，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，终端位置更新过程包含：

当终端归属域不是本域时，判断终端在归属外域表中的存储单元是否为新建立；

根据存储单元建立时间的不同，进行位置更新；

当存储单元已经存在时，终端位置更新过程进一步包含：

映射服务器将映射信息替换为新的交换路由标识RID；

映射服务器向终端的旧接入路由器发送映射通知信息，并更新接入路由器的RID成员；

判断终端的设备类型，如果是非移动型终端，向其归属域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；如果是移动型终端，则不发送映射服务器映射更新消息，位置更新结束；

归属域映射服务器根据映射服务器映射更新消息更新终端的位置信息；

旧接入路由器收到映射通知信息后，将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，并向通信对端的接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新通信对端映射信息；

当存储单元为新建立时，终端位置更新过程进一步包含：

检查终端的设备类型；

向终端的归属域映射服务器发出映射服务器映射更新信息，信息内容由终端的设备类型决定；

归属域收到映射服务器映射更新消息后，对于非移动型终端，归属域发送映射通知信息到终端的旧接入路由器；对于移动型终端，只有在终端首次移出归属域的时候，归属域根据此前存储的接入路由器地址发送映射通知信息，否则直接进入下一步；

归属域映射服务器向终端的旧当前域映射服务器发送映射服务器映射更新信息；对于非移动型终端，先判断旧当前域是否为归属域，如果是则不发送此更新消息；

归属域映射服务器更新该终端的映射信息；

如果是非移动型终端，从旧当前域映射服务器的归属外域存储表里面把此接入标识的存储单元删除；如果是移动终端，旧当前域映射服务器发送映射通知信息给旧接入路由器，之后删除存储单元；

旧接入路由器收到映射通知信息后，将接入路由器存储表中的映射信息进行更新，并向通信对端的接入路由器发送接入路由器映射更新信息；

对端接入路由器更新通信对端映射信息。

4.一种实现一体化网络位置管理的方法，其特征在于，一体化网络按照映射服务器的管理范围，划分为若干个管理域，简称为域，每个域内设有若干台映射服务器，负责存储、管理本域内的终端映射关系信息，终端位置查询过程包含：

接入路由器向本域的映射服务器发出接入路由器路由标识查询信息；

映射服务器根据目的终端接入标识归属域的不同，执行相应的位置查询过程；

映射服务器向源端接入路由器返回位置查询结果；

当目的终端接入标识归属域为本域时，终端位置查询过程进一步包含：

映射服务器查找归属本域表，并判断是否找到存储单元；

如没找到该接入标识的存储单元，返回无结果响应，位置查询结束；如果找到存储单元，则判断终端的设备类型，如果为非移动型终端，则取出存储单元中的位置信息，返回查询结果；如果是移动型终端，则判断存储单元中的当前域路由标识成员是否为本域；

如果是本域，则取出存储单元中的位置信息，返回查询结果；如果不是本域，则向终端当前域映射服务器发出映射服务器查询信息；

移动型终端的当前域映射服务器在归属外域表中查找，如果找到目的接入标识的存储单元，则返回查询结果到目的终端的归属域，否则返回无结果信息到终端的归属域；

当目的终端接入标识归属域非本域时，终端位置查询过程进一步包含：

映射服务器查找归属外域表，并判断是否找到存储单元；

如果找到存储单元，则返回位置查询结果；如果没有找到目的终端的存储单元，则向其归属域映射服务器发出映射服务器查询信息；

目的终端归属域在归属本域表中查找目的接入标识，如果没找到，返回无结果信息；如果找到存储单元，则判断终端是否在归属域；

如果在归属域，则归属域映射服务器发回查询结果给通信源端的映射服务器；如果终端并不在归属域内，则判断终端的设备类型；

如果是非移动型终端，则归属域映射服务器发回查询结果给通信源端的映射服务器；如果是移动型终端，则归属映射服务器向目的终端当前域映射服务器发出映射服务器查询信息；

目的终端的当前域映射服务器在归属外域表中进行查找，如果没有结果，返回无结果信息到归属域映射服务器；如果找到结果，返回位置信息到目的端的归属域映射服务器；

归属域映射服务器返回结果给通信源端的映射服务器。

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