CN101369924A - 一种应用于移动ip网络的移动管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其包括以下步骤：1)建立一个移动管理系统，该系统包括移动终端、通信对端和I－HSIP位置服务器；2)当移动终端进入到移动IP网络后，移动终端通过注册消息向I－HSIP位置服务器进行注册；3)注册完成后，移动终端向通信对端发起会话；4)当移动终端从一个移动IP网络移动到相邻的另一个移动IP网络中时，移动终端将实施移动切换功能，从而保证会话不中断；5)当移动管理系统检测到会话移动功能时，移动管理系统调用SIP服务器中的会话移动功能，将会话从一个移动终端切换到另一个移动终端。本发明综合运用HIP和SIP两个协议，集成HIP和SIP两种协议，运用它们的优点，从而避免了各自的不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种IP网络管理方法，特别是关于一种基于HIP(Host IdentityProtocol主机身份标识协议)和SIP(Session Initiation Protocol会话发起协议)，且应用于移动IP网络的移动管理方法。
背景技术
随着移动通信网络向着高带宽的3G、4G网络的演进，网络所承载的业务朝着语音、视频和数据多媒体方向发展，数据业务在整体业务流量中所占比例越来越重。下一代移动通信网络将基于分组交换，以替代现有的电路交换，而IP技术是比较成熟的分组交换技术，因此，移动IP网络是未来移动通信网络的发展方向。移动管理是移动IP网络中首先需要解决的关键问题。移动管理主要由位置管理和切换管理两部分功能组成，其中位置管理主要实现用户的定位和寻呼的功能，而切换管理主要用来保证在移动的过程中连接的连续性和业务的持续性。从移动的不同层次来看，移动管理可以分为设备移动、会话移动、个人移动等。现有的2G、2.5G移动通信网络，MAC层(数据链路层)能很好的支持移动管理的功能，实现有效的位置管理和快速的越区切换。下一代基于IP的移动网络，需要在IP层及更高层次也支持移动管理的功能。针对这一需求，出现了很多技术方案：例如标准化比较成熟的Mobile IP(移动IP)技术，它同时支持IPv4和IPv6网络。但是Mobile IP具有先天性的不足，这主要是由以下两点造成：1、Mobile IP并没有解决引起现有IP网络不支持移动的根本原因：IP地址的双重语义，即IP地址既表示了主机地址，又标识了主机身份，这点直接造成了这种解决方案带来的三角路由、隧道开销等性能问题；2、Mobile IP工作在IP层，缺乏传输层以上层次相关的高层信息，因此，不能支持会话移动、个人移动等。
为从根本上解决现有IP网络缺乏移动支持的问题，IETF(The InternetEngineering Task Force互联网工程任务组)组建了HIP工作组，提出了彻底的解决方案：设计新的网络体系结构和协议栈，将IP地址的双重语义进行分离。如图1所示，具体实现方法为：移动终端通过无线方式接入到移动IP网络，在互联网中部署HIP服务器，在网络层和传输层之间引入了HIP层，在HIP层用HIT(HostIdentity Tag主机身份标识符)标识唯一表示一个主机的身份，传输层使用HIT和端口号标识一个应用，而IP地址仅在网络层路由时使用。同时，HIP技术将IPSec(安全IP协议)融入体系结构之中，有效的解决了移动IP网络中的安全问题。HIP由于工作在传输层以下，仅能支持终端移动，而不能支持会话移动和个人移动。而在应用层支持移动管理功能的研究主要聚焦在SIP技术上，如图2所示，在互联网中需要部署SIP服务器以对无线接入的终端提供移动管理的功能。SIP技术用来做移动管理，能很好的实现会话移动和个人移动管理，且对于基于UDP协议(UserDatagram Protocol用户数据报协议)的实时性应用，其性能尤佳。但SIP是一个基于文本的协议，工作在应用层，对于移动切换所需的延时和信令损耗较大。
针对以上内容可以看出，HIP和SIP移动管理方案具有优劣互补的特性。HIP工作在IP及传输层，能提供安全的移动管理；而SIP工作在应用层，能较好的支持会话和个人移动管理。因此，如何有效的结合这两种移动管理技术，实现高效、全面和可靠的移动管理，变得十分重要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提出一种应用于移动IP网络的移动管理方法，该方法将HIP和SIP两种技术集成于移动管理系统之中，实现有效的终端移动切换和会话移动切换的管理功能。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其包括以下步骤：1)建立一个移动管理系统，该系统包括移动终端、通信对端和I-HSIP位置服务器，I-HSIP位置服务器为一集成有HIP服务器和SIP服务器的逻辑功能的物理设备，并采用分布式的布局方式将其部署到互联网中；2)当移动终端进入到移动IP网络后，移动终端通过注册消息向I-HSIP位置服务器进行注册；3)注册完成后，移动终端向通信对端发起会话；4)当移动终端从一个移动IP网络移动到相邻的另一个移动IP网络中时，移动终端将实施移动切换功能，从而保证会话不中断；5)当移动管理系统检测到会话移动功能时，移动管理系统调用SIP服务器中的会话移动功能，将会话从一个移动终端切换到另一个移动终端。
步骤2)中所述注册消息包括移动终端的HIT标识、移动终端的所有用户的URI和移动终端的IP地址三种信息，所述移动终端将这三种信息进行IP包封装后发送至所述I-HSIP位置服务器进行注册，其注册过程包括以下步骤：①移动终端向I-HSIP位置服务器发送一个注册探询报文，检查I-HS IP位置服务器地址的可达性，当收到I-HSIP位置服务器的探询回应报文后，移动终端向I-HSIP位置服务器发送注册请求报文；②I-HSIP位置服务器收到注册请求报文后，将注册请求报文中的信息存储到注册信息的数据表象，然后向移动终端发送注册响应报文，完成注册过程。
在进行步骤3)时，其包括以下两个过程：①移动终端通过四次握手报文与通信对端建立网络层的安全连接；②移动终端向通信对端发送建立应用层通信关系的Invite消息，当通信对端收到Invite消息后，向移动终端发送200(OK)消息表示会话建立成功，然后移动终端向通信对端发送ACK消息。
在进行步骤4)时，其包括以下步骤：①当链路层切换完毕后，移动终端在新的移动IP网络里面获取一个新的IP地址，并根据应用的不同的类型，进行终端移动切换；②终端移动切换完毕后，移动终端将存于I-HSIP位置服务器上的相关注册信息重新注册进行更新，注册过程同步骤2)。
在进行步骤4)中的步骤①时，若应用为UDP类型，则采用SIP移动管理方法：移动终端向通信对端发送Re-Invite消息，并将新的IP地址发送给通信对端，使得会话不中断，通信对端收到此Re-Invite消息后，发送ACK消息表示切换成功；若应用为TCP类型，则采用HIP移动管理方案：移动终端将新的IP地址封装到LOCOTOR参数中，然后通过UPDATE消息发送给通信对端，通信对端收到此UPDATE消息时，回应另一个UPDATE消息，移动终端收到UPDATE消息后向通信对端发送带ACK消息的UPDATE信息后予以确认，完成切换。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本发明将HIP和SIP两个服务器的逻辑功能集成到一个物理设备I-HSIP位置服务器上，因此在系统中不需要部署独立的HIP服务器和SIP服务器，减少了系统设备的冗余。2、由于本发明将HIP和SIP两个服务器的逻辑功能集成到一个物理设备I-HSIP位置服务器上，因此系统的信令流程能得到较大的简化，特别是对于注册消息。本发明的移动终端为向I-HSIP位置服务器注册一次，取代了原有的向两个服务器的两次独立注册过程，不仅简化的系统信令损耗，还提高了系统性能。3、本发明采用区分应用的终端移动切换功能，对于不同类型的应用，采用不同的终端移动切换方案：对于基于UDP的实时业务，采用SIP进行移动切换，实现实时业务的终端移动和会话移动功能；对于基于TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)的非实时业务，采用HIP进行移动切换，提高移动切换的速度和性能，确保移动过程中业务的连续性。综上所述，本发明综合运用HIP和SIP两个协议，集成HIP和SIP两种协议，运用它们的优点，从而避免了各自的不足。
附图说明
图1是HIP移动管理的应用组网图
图2是SIP移动管理的应用组网图
图3是本发明的典型应用环境及组网图
图4是本发明的注册信令流程图
图5是本发明的会话发起信令流程图
图6是本发明的终端移动切换信令流程图
图7是本发明的会话移动切换信令流程图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图3所示，本发明的系统包括移动终端、通信对端和I-HSIP位置服务器。移动终端为接入到移动IP网络中的移动设备，包括智能手机、PDA(掌上电脑)、手提电脑及将来可能出现的新型设备等，移动终端通过无线接入方式接入到移动IP网络中进行通讯，并能在移动IP网络覆盖范围内的所有网络内进行移动通讯。通信对端是与移动终端进行通信的对方，通信对端的类型没有限制，它既可以是固定接入设备，也可以为移动设备。I-HSIP位置服务器为一集成有HIP服务器和SIP服务器的逻辑功能的物理设备，能实现HIP协议和SIP协议两者的注册功能，是实现HIP服务器和SIP服务器两者功能的物理载体。I-HSIP位置服务器采用分布式的布局方式将其部署到互联网中，主要实现移动管理中的位置管理功能，具体可分为用户位置管理和设备位置管理。整个系统需要确保移动终端、I-HSIP位置服务器和通信对端的网络可达性。
本发明的方法包括以下步骤：
1、当移动终端接入到移动IP网络中时，网络管理员采用自动或手动的方式对移动终端进行I-HSIP位置服务器IP地址的配置，使得移动终端能和I-HSIP位置服务器通信。
2、当移动终端进入到移动IP网络后，移动终端通过注册消息向I-HSIP位置服务器进行注册。移动终端的注册消息中包含移动终端HIT标识、移动终端的所有用户的URI(Universal Resource Identifier用户名称)和移动终端的IP地址三种信息，移动终端将这三种信息进行IP包封装后发送至I-HSIP位置服务器，完成注册功能。这样，I-HSIP服务器上的注册信息包括以下两个数据表象：URI与用户所在IP地址，移动终端HIT标识与移动终端的IP地址。如图4所示，注册过程包括以下步骤：
①移动终端向I-HSIP位置服务器发送一个注册探询报文，检查I-HSIP位置服务器地址的可达性，当收到I-HSIP位置服务器的探询回应报文后，向I-HSIP位置服务器发送注册请求报文；
②I-HSIP位置服务器收到注册请求报文后，将注册请求报文中的信息存储到注册信息的数据表象，然后向移动终端发送注册响应报文，完成注册过程。
3、注册完成后，移动终端向通信对端发起会话，如图5所示，会话的发起分为两个过程：
①移动终端通过四次握手报文(包括I1，R1，I2，R2四个报文)与通信对端建立网络层的安全连接。
②移动终端通过向通信对端发送建立应用层通信关系的Invite(请求字符)消息，当通信对端收到Invite消息后，向移动终端发送200(OK)消息表示会话建立成功，然后移动终端向通信对端发送ACK(确认字符)消息。
4、当移动终端从一个移动IP网络移动到相邻的另一个移动IP网络中时，移动终端实施终端移动切换功能，从而保证会话不中断。
进行终端移动切换时包括以下步骤：
①如图6所示，当链路层切换完毕后，移动终端在新的移动IP网络里面获取一个新的IP地址，并根据应用的不同的类型，进行终端移动切换。此时：
若应用为UDP类型，则采用SIP移动管理方法：移动终端向通信对端发送Re-Invite消息，并将新的IP地址发送给通信对端，从而使得会话不中断，通信对端收到此消息后，发送ACK消息表示切换成功；
若应用为TCP类型，则采用HIP移动管理方案：移动终端将新的IP地址封装到LOCOTOR(位置)参数中，然后通过UPDATE(更新)信息发送给通信对端，通信对端收到此UPDATE信息时，为确保移动终端的IP地址的可达性，回应另一个UPDATE信息，移动终端收到该UPDATE信息后向通信对端发送带ACK消息的UPDATE信息后予以确认，完成切换。
②终端移动切换完毕后，移动终端需要将存于I-HSIP位置服务器上的相关注册信息通过重新注册进行更新，完成注册信息更新。此过程与步骤2中的注册过程相同，故不再赘述。
5、当移动管理系统检测到会话移动功能时，移动管理系统调用SIP服务器中的会话移动功能，将会话从一个移动终端设备切换到另一个移动终端设备。如图7所示，下面通过一个实施例来具体说明当通信方A和通信方B之间的会话切换到通信方B和通信方C的信令交互过程：
①发起切换的通信方B向通信方A发送REFER(探询)报文，通告与通信方A之间的会话将切换至通信方C；
②通信方A收到该报文后向通信方C发生Invite报文，若通信方C同意进行会话切换则回复200(OK)报文；
③通信方A向通信方B和通信方C分别发送Bye和ACK报文以结束此次会话切换过程。
上述实施例仅为本发明的一种较佳实施方式，本发明方法中的各网络设备、连接方式及实施步骤都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，对个别网络设备、连接方式或实施步骤进行的改进和等同变换，不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (6)
1.一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其包括以下步骤：
1)建立一个移动管理系统，该系统包括移动终端、通信对端和I-HSIP位置服务器，I-HSIP位置服务器为一集成有HIP服务器和SIP服务器的逻辑功能的物理设备，并采用分布式的布局方式将其部署到互联网中；
2)当移动终端进入到移动IP网络后，移动终端通过注册消息向I-HSIP位置服务器进行注册；
3)注册完成后，移动终端向通信对端发起会话；
4)当移动终端从一个移动IP网络移动到相邻的另一个移动IP网络中时，移动终端将实施移动切换功能，从而保证会话不中断；
5)当移动管理系统检测到会话移动功能时，移动管理系统调用SIP服务器中的会话移动功能，将会话从一个移动终端切换到另一个移动终端。
2.如权利要求1所述的一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其特征在于：步骤2)中所述注册消息包括移动终端的HIT标识、移动终端的所有用户的URI和移动终端的IP地址三种信息，所述移动终端将这三种信息进行IP包封装后发送至所述I-HSIP位置服务器进行注册，其注册过程包括以下步骤：
①移动终端向I-HSIP位置服务器发送一个注册探询报文，检查I-HSIP位置服务器地址的可达性，当收到I-HSIP位置服务器的探询回应报文后，移动终端向I-HSIP位置服务器发送注册请求报文；
②I-HSIP位置服务器收到注册请求报文后，将注册请求报文中的信息存储到注册信息的数据表象，然后向移动终端发送注册响应报文，完成注册过程。
3.如权利要求1所述的一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其特征在于：在进行步骤3)时，其包括以下两个过程：
①移动终端通过四次握手报文与通信对端建立网络层的安全连接；
②移动终端向通信对端发送建立应用层通信关系的Invite消息，当通信对端收到Invite消息后，向移动终端发送200(OK)消息表示会话建立成功，然后移动终端向通信对端发送ACK消息。
4.如权利要求2所述的一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其特征在于：在进行步骤3)时，其包括以下两个过程：
①移动终端通过四次握手报文与通信对端建立网络层的安全连接；
②移动终端向通信对端发送建立应用层通信关系的Invite消息，当通信对端收到Invite消息后，向移动终端发送200(OK)消息表示会话建立成功，然后移动终端向通信对端发送ACK消息。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其特征在于：在进行步骤4)时，其包括以下步骤：
①当链路层切换完毕后，移动终端在新的移动IP网络里面获取一个新的IP地址，并根据应用的不同的类型，进行终端移动切换；
②终端移动切换完毕后，移动终端将存于I-HSIP位置服务器上的相关注册信息重新注册进行更新，注册过程同步骤2)。
6.如权利要求5所述的一种应用于移动IP网络的移动管理方法，其特征在于：在进行步骤4)中的步骤①时，
若应用为UDP类型，则采用SIP移动管理方法：移动终端向通信对端发送Re-Invite消息，并将新的IP地址发送给通信对端，使得会话不中断，通信对端收到此Re-Invite消息后，发送ACK消息表示切换成功；
若应用为TCP类型，则采用HIP移动管理方案：移动终端将新的IP地址封装到LOCOTOR参数中，然后通过UPDATE消息发送给通信对端，通信对端收到此UPDATE消息时，回应另一个UPDATE消息，移动终端收到UPDATE消息后向通信对端发送带ACK消息的UPDATE信息后予以确认，完成切换。
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110202 Termination date: 20130926 |