CN101233723A - 移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法及其移动路由器和移动网络 - Google Patents

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CN101233723A CNA2006800282764A CN200680028276A CN101233723A CN 101233723 A CN101233723 A CN 101233723A CN A2006800282764 A CNA2006800282764 A CN A2006800282764A CN 200680028276 A CN200680028276 A CN 200680028276A CN 101233723 A CN101233723 A CN 101233723A
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萨米尔·库马
兰吉特辛·尤戴辛·韦伯
基硕·曼德拉
赛安·玛达纳帕里
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Abstract

提供一种移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法及其移动路由器和移动网络，以便防止在移动路由器的切换期间发送的包丢失。移动路由器从切换之前的第一接入路由器R1接收包含指示与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息，将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1，并在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点。当接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，移动节点将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1。

Description

移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法及其移动路由器和移动网络
技术领域
本发明涉及移动IPv6，更具体地说，涉及一种在移动路由器执行切换的同时将快速移动IPv6应用于移动节点的方法及其移动路由器和移动网络。
另外，本发明还涉及一种在移动网络中为移动节点优化基于邻居发现(ND)代理的路由以及应用快速移动IPv6的方法。
背景技术
通过使用邻居发现(ND)代理优化路由的技术伴随着移动路由器(MR)对移动网络中的每个移动节点(MN)的网络前缀委托(delegation)。前缀委托指的是为了产生IPv6地址将前缀传送到移动节点的处理。每个移动节点通过其委托的前缀设置转交地址(CoA)，并随后执行路由优化(RO)。
在快速IPv6中，在链路级执行切换的同时产生并绑定CoA。已经提出了为移动路由器应用快速移动IPv6的各种方法。例如，第10-2005-0039066号韩国特开专利公布公开了一种基于邻居发现代理的用于IPv6移动网络中的移动节点的路由优化方法。
移动路由器可执行快速IPv6，从而防止对应节点(CN)丢失包。然而，由于移动节点经由移动路由器建立通信，因此即使移动网络被移动，也不会在链路级发生切换。因此，在移动路由器执行切换的同时，发送到移动节点的先前CoA的包可能丢失。因此，在移动路由器的切换期间需要执行快速IPv6。然而，还没有可用的技术承担移动网络节点中的快速IPv6以便防止在移动路由器的切换期间丢失包。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例的详细描述，本发明的上述和其他方面和优点将会变得清楚，其中：
图1是示出在移动网络中的路由路径的框图；
图2是示出当在移动网络中执行路由优化时的路由路径的示例的框图；
图3是示出当在移动网络中执行路由优化时的路由路径的另一示例的框图；
图4示出应用本发明的IPv6网络；
图5示出在路由器广告消息中的一般前缀信息选项；
图6示出本发明提出的具有“H”标志的前缀信息选项；以及
图7是根据本发明实施例的应用快速移动IPv6的方法的时序图。
术语及其定义的术语表
COA：转交地址
FBAck：快速绑定确认
FBU：快速绑定更新
FN：固定节点
FNA：快速邻居广告
HAck：切换确认
HI：切换发起
HOA：归属地址
MNN：移动网络节点
MR：移动路由器
NEMO：网络移动性
PrRtAdv：代理路由器广告
RA：路由器广告
RtSolPr：代理广告的路由器请求(solicitation)
VMN：访问移动节点
发明内容
技术问题
本发明是设计用于防止在移动路由器的切换期间发送到移动节点的包丢失。
技术方案
本发明提供一种将快速IPv6应用于移动节点以便防止在移动路由器的切换期间发送到移动节点的包丢失的方法及其移动路由器和移动网络。
本发明还提供一种其上记录有用于将快速IPv6应用于移动节点的方法的计算机程序的计算机可读介质。
有益效果
本发明具有以下优点：
1、本方法防止当MR经历切换时在MNN与CN之间正在进行的会话的包丢失；
2、本方法减少MNN的切换等待时间；
3、本方法不需要重配置或支持v6路由器；
4、与现有标准可互相操作；
5、简单易用。
最佳模式
根据本发明的一方面，提供一种在移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法，所述方法包括：移动网络中的移动路由器从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息；移动路由器将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点；移动路由器将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1；当移动节点接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，移动节点将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1；以及移动路由器在切换之后，立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点。
本发明解释了在使用基于ND-PROXY的路由优化的移动网络中为移动节点应用快速MIPv6的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在MR处：(a)使用包含新标志的前缀信息构建RA；(b)MR一接收到PrRtAdv就由MR触发RA的发送；(c)通过RA将包含在PrRtAdv消息中的新前缀传递到MNN；以及(d)在切换之后立即发送旧前缀的零生存时间；在MNN处：(e)当接收到具有“H”标志的前缀信息时，在没有任何实际切换发生的情况下发起FMIPv6消息。
当MNN接收到“H”标志时，所述MNN指示对应的前缀是MR从PrRtAdv获得的前缀，并且在MNN立即形成新的预期COA并发送FBU的地方触发快速MIPv6。
MR从第一接入路由器R1获得PrRtAdv，并将RA发送到设置了“H”标志的MNN。
与在普通FMIPv6中相同，MR将FBU发送到第一接入路由器R1，MNN得到新前缀，并通过MR将FBU发送到第一接入路由器R1。
在FMIPv6中，第一接入路由器R1与第二接入路由器R2交换用于MR和MNN预期新COA的HI和Hack消息。第一接入路由器R1将对应的FBAck分别发送到MR和MNN，所述FBAck由MR和MNN接收。
MR经历切换并将用于旧前缀的零生存时间发送到MNN。
然后，MR将FNA发送到第二接入路由器R2，MNN接收用于旧前缀的零生存时间并通过MR将FNA发送到第二接入路由器R2。
随后，MR和MNN使用其各自的新COA传递包，第一接入路由器R1将去往MR或MNN的旧COA的任何包分别隧道传送(tunnel)到它们的新COA。
根据本发明的另一方面，提供一种在移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的移动路由器，所述移动路由器包括：消息接收单元，从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息；以及消息发送单元，将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1，并在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点，其中，当移动节点接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，移动节点将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1。
根据本发明的另一方面，提供一种移动网络，其中，将快速移动IPv6应用于移动节点，所述移动网络包括：移动路由器，从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息，将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1，并在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点；以及移动节点，当接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1。
具体实施方式
以下，将参照附图更详细地描述根据本发明的在移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法及其路由器和移动网络。但是应理解公开的实施例仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式实施。下面的描述和附图不应被理解为限制本发明，多种特定细节被描述以提供对本发明的全面理解，并作为权利要求的基础和作为教导本领域的技术人员如何实现和/或使用本发明的基础。然而，在特定示例中，为了不在细节上不必要地模糊本发明，没有描述已知或常用的细节。
网络移动性(NEMO)是新兴领域。基本NEMO协议没有提及对移动网络节点的路由优化。已经提出用于NEMO中的路由优化的多种方案。利用这些路由优化技术，当MR经历切换时，MNN可能丢失用于它们正在进行的会话的包。这种包丢失是不期望的。
本发明的目的在于避免在MR经历切换的同时在MNN与CN之间的现有通信的包丢失。本发明处理以下问题：在RA消息的前缀信息选项中添加新标志，以及当MNN接收到具有新标志的前缀信息时，在没有任何实际切换发生的情况下由MNN触发FMIPv6消息。当接收到PrRtAdv时，MR在前缀信息中发送新标志。假设基于ND-Proxy的路由优化正在工作。MR、MNN和接入路由器(R1和R2)必须能够进行FMIPv6。
移动IPv6表示移动互联网协议版本6。移动IP通常用于即使在终端的移动期间也保持传输层或其上层到互联网的连接。
在移动网络的情况下，移动路由器(MR)而不是移动终端(以下称为“移动节点(MN)”)是移动的单位，移动路由器的子网中可存在多个移动节点。当将现有移动IP应用于移动网络时，将数据从对应节点(CN)传输到移动路由器不存在问题，但是不能检测数据经由其发送到移动网络中的子移动节点的路由器。
基于IPv6的移动网络连接技术支持运输单位(例如以集群单位移动的公交车、火车或飞机)中的通信终端与互联网的无缝网络连接。
参照图1，构成位于移动网络106中的固定节点或移动节点的移动节点MN 110可仅经由控制移动网络连接的移动路由器MR 124与移动路由器124的归属代理HAMR 122之间的双向隧道来建立与互联网102的通信。
连接到互联网102的对应节点CN 130接入移动节点MN 110的归属地址HOA以建立与移动网络106中的移动节点MN 110的通信。在移动节点MN110的归属代理HAMN 112中，移动节点MN 110所属的移动网络106的归属地址被绑定为移动节点MN 110的转交地址(COA)。因此，对应节点CN 130将它的数据包发送到移动节点MN 110所属的移动网络106的归属地址HOA。
在这种情况下，当接收节点的移动网络106没有连接到归属网络104而是连接到远离归属网络104的位置时，移动路由器124的归属代理HAMR 122将数据包封装到将移动路由器MR 124的COA作为目标地址的包中，并经由归属代理HAMR 122与移动路由器MR 124之间的双向隧道发送所述包，其中，移动路由器MR 124控制对应节点CN 130的数据包的目标节点(即，移动节点110)的移动网络106的前缀。
当接收到隧道传送的数据包时，移动路由器MR 124将其解封装，并将解封装的结果发送到移动节点110所在的链路。如图1所示，在对应节点CN130与移动节点MN 110之间设置路由108。因此，移动网络106离归属网络104越远，由于隧道传送而引起的传输延迟越大，这被称为三角路由问题。
为了解决此问题，对移动节点执行路由优化。路由优化是这样的处理：移动节点MN 110将它的COA提供给它的归属代理HAMN 112或对应节点CN130，从而可通过使用COA直接建立进一步的通信。
图2是示出当在移动节点MN 110将其COA提供给归属代理HAMN 122之后执行路由优化时的路由的框图。
图3是示出在移动节点MN 110将其COA提供给对应节点CN 130之后执行路由优化时的路由的框图。
绑定是这样的处理：移动节点MN 110将其COA提供给归属代理HAMN112(或对应节点CN 130)，归属代理HAMN 112(或对应节点CN 130)将该COA与移动节点110的归属地址HOA匹配。
绑定更新(BU)是这样的处理：被给予新COA的移动节点MN 110将新COA提供给归属代理HAMN 112(或对应节点CN 130)，归属代理HAMN 112(或对应节点CN 130)用新COA更新先前的COA。
在对归属地址和COA执行BU之后，经由图2或图3中示出的优化路由发送数据包以进行进一步的通信。
移动IPv6是这样的移动协议：其还包括基于与归属代理HA、归属网络、外部网络、COA等有关的移动IPv4构思新定义的邻居发现协议、自动地址设置和路由优化。
在邻居发现协议中，移动路由器作为邻居发现代理。
图4示出IPv6网络。R1和R2是附属到IPv6云的接入路由器。MR是将MNN、VMN和FN作为其网络节点的移动路由器。MR和MNN与附属到IPv6网络的CN通讯。分别为R1和R2的网络选择前缀(3ffa::/64)和(4ffa::/64)。MR将R1的前缀委托给它的网络节点。
图4描述了MR(与MNN一起)从R1到R2的切换。
参照图4，MR开始从R2获取信标。假设MR能够执行快速切换：
1、MR将RtSolPr发送到请求关于R2的前缀信息的R1。
2、R1将PrRtAdv发送到MR。
3、MR将FBU发送到R1。
4、R1将FBAck发送到MR。
5、MR采用新COA(4ffa::4)并随后切换到R2。将在R1与MR之间建立双向隧道，并且去往MR的先前COA(3ffa::4)的所有包将被R1隧道传送到MR。
因此，在切换期间MR不会丢失来自CN的包。
在切换之后，MR将发送更早的前缀(3ffa::/64)的零生存时间并将委托新前缀(4ffa::/64)。MNN和VMN将删除它们先前的COA，并基于新前缀形成新COA。
最初，MNN与CN通讯并且与MR一起移动。当MR经历从R1到R2的切换时，MNN获得旧前缀(3ffa::/64)的零生存时间，并立即获得新前缀(4ffa::/64)。
由于MNN没有经历链路级切换，因此不能对于MNN触发快速MIPv6。因此在切换期间去往MNN的先前COA1(3ffa::3)的所有包都丢失。
图5示出在RA消息中的典型前缀选项。
“L”标志表示链接接入(Onlink)标志，“A”标志表示自发地址配置标志，“R”标志表示当设置时指示前缀字段包含分配给发送路由器的完整IP地址，“O”标志已被添加为路由优化的一部分，当设置时其指示前缀可用于移动节点的路由优化，所述移动节点是移动网络中的本地移动节点或访问移动节点。
有效生存时间是以秒为单位(相对于包被发送的时间)的前缀有效(其目的在于链接接入确定)的时间长度，优先生存时间表示以秒为单位(相对于包被发送的时间)的经过无状态(stateless)地址自动配置从前缀产生的地址保持优先的时间长度。
前缀表示IP地址或IP地址的前缀。前缀长度包含前缀中的有效主要比特的数量。
已经使用ND-Proxy将“O”标志添加为路由优化的一部分。该标志表示MR已经委托了对应前缀，MNN应将该前缀用于路由优化。
图6示出提出的具有新“H”标志的前缀选项。这里的“H”表示MR的切换。当MNN接收此标志时，其指示对应前缀是MR从PrRtAdv获得的前缀，并且可触发快速MIPv6，即，MNN可立即形成它们的新的各自的COA并发送FBU。
图7示出在本发明中公开的方法的操作。其描述了控制和数据消息流。已经示出了识别何时恰好发送具有“H”标志的前缀选项、何时MNN应该触发快速MIPv6以及何时将发送对于旧前缀的零生存时间的完整的过程。假设MR、MNN和接入路由器(R1和R2)能够进行快速MIPv6。
在描述中，移动网络节点(MNN)包括访问移动节点(VMN)。
图7以适当的顺序示出下列事件。
MR从R1获得PrRtAdv(具有R2的前缀4ffa::/64)(S100)。
MR将对于前缀4ffa::/64设置“H”标志的RA发送到MNN(S110)。
MR将FBU与在正常FMIPv6中一样发送到R1(S120)。
MNN获得新前缀，并通过MR将FBU发送到R1(S130)。
与在FMIPv6相同，R1和R2交换用于MR和MNN的各自的新COA的HI和Hack消息(S140、S145、S150、S155)。
R1将对应的FBAck分别发送到MR和MNN(S160、S165)。
MR接收FBAck(S160)。
MNN接收FBAck(S165)。
MR经历切换并将对于旧前缀3ffa::/64的零生存时间发送到MNN(S170)。
MR将FNA发送到R2(S180)。
MNN接收旧前缀3ffa::/64的零生存时间，并通过MR将FNA发送到R2(S190)。
MR和MNN使用其各自的新COA(从前缀4ffa::/64获得)开始传递包。去往MR或MNN的旧COA(从3ffa::/64获得)的所有包都被R1分别隧道传送到它们的新COA。
移动路由器MR作为邻居发现(ND)代理提供用于移动节点的路由优化。
路由优化防止当移动路由器MR经历切换时在移动节点MN和对应节点CN之间执行的正在进行的会话丢失包，并且还减少在移动节点MN的切换中的延迟。本发明不需要重置v6路由器或来自v6路由器的支持。
本发明易于实现，并且只需要对现有设备进行很小的实现方式改变。
上面提出的描述是用于实现本发明提出的最佳模式之一。制造和使用本发明的方式和处理是完整、清晰、简明和术语精确的，从而使本发明所属领域的技术人员能够制造和使用本发明。能够创建也落入本发明的范围之内的新的具体实施例，其中，不同示例的不同细节可按照预定方式相互组合。
然而，从上面的公开对本发明进行完全等效的修改和改变结构是很容易的。因此，不应将本发明限制于公开的具体实施例。相反，本发明覆盖由权利要求总体表达的本发明的精神和范围之内的所有修改和改变结构，权利要求具体指出并清楚地要求包含本发明的主体。
可以在计算机可读介质中以计算机可读代码实现本发明(计算机可以是具有信息处理能力的任何装置)。计算机可读介质可以是能够存储由计算机系统读取的数据的任何记录设备，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、致密盘(CD)-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置等。另外，计算机可读介质可以是经由例如互联网发送数据的载波。计算机可读介质可分布在通过网络互连的计算机系统中，并且可以以计算机可读代码在分布式系统中存储和实现本发明。
虽然以上描述已经支持了本发明应用于各种实施例的新颖特征，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在示出的装置或处理的形式和细节上进行各种省略、替换和改变。因此，本发明的范围由权利要求而不是以上的描述限定。在权利要求的等同物的意思和范围之内的所有变化都被权利要求的范围包含。

Claims (13)

1.一种在移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法，所述方法包括：
移动路由器在移动网络中从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息；
移动路由器将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点；
移动路由器将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1；
当移动节点接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，移动节点将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1；以及
移动路由器在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点。
2.如权利要求1所述的方法，其中，从第一接入路由器R1接收的消息是代理路由器广告。
3.如权利要求1所述的方法，其中，移动路由器发送到移动节点的消息是路由器广告。
4.如权利要求3所述的方法，其中，当包含在路由器广告中的前缀信息选项中的H标志被设置为1时，表示从接入路由器接收到前缀。
5.如权利要求1所述的方法，其中，用于快速移动IPv6的消息是快速绑定更新消息。
6.如权利要求1所述的方法，其中，将用于快速移动IPv6的消息从移动节点发送到第一接入路由器R1的步骤包括：在不执行切换的情况下发送所述用于快速移动IPv6的消息。
7.如权利要求1所述的方法，其中，将用于快速移动IPv6的消息从移动节点发送到第一接入路由器R1的步骤包括：
确定从移动路由器接收的路由器广告消息中是否设置了H标志；
从包含在路由器广告消息中的前缀产生IPv6转交地址；以及
将用于绑定转交地址的绑定更新消息发送到第一接入路由器。
8.如权利要求1所述的方法，其中，当移动路由器将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1时，对移动路由器执行从第一接入路由器R1到第二接入路由器R2的切换。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
移动路由器将快速邻居广告消息发送到第二接入路由器R2；以及
移动节点将快速邻居广告消息经由移动路由器发送到第二接入路由器R2。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：移动路由器作为邻居发现代理以提供对于移动节点的路由优化。
11.一种在移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的移动路由器，包括：
消息接收单元，从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息；
消息发送单元，将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1，并在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点，
其中，当移动节点接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，移动节点将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1。
12.一种移动网络，其中，将快速移动IPv6应用于移动节点，所述移动网络包括：
移动路由器，从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息，将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1，并在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点；以及
移动节点，当接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1。
13.一种其上记录有用于在移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法的计算机程序的计算机可读介质，所述方法包括：
移动路由器在移动网络中从切换之前的第一接入路由器R1接收包含与切换之后的第二接入路由器R2对应的前缀的消息；
移动路由器将包含与第二接入路由器R2对应的前缀的消息以及指示从接入路由器接收到前缀的信息发送到移动节点；
移动路由器将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1；
当移动节点接收到包含指示从接入路由器接收到前缀的标志的消息时，移动节点将用于快速移动IPv6的消息发送到第一接入路由器R1；以及
移动路由器在切换之后立即将用于设置与第一接入路由器R1对应的前缀的零生存时间的消息发送到移动节点。
CNA2006800282764A 2005-08-05 2006-08-04 移动网络中将快速移动IPv6应用于移动节点的方法及其移动路由器和移动网络 Pending CN101233723A (zh)

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