CN101411125A - 根据优先级的因特网分组的传送 - Google Patents

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Abstract

当将隶属关系从第一分组数据网络改变到第二分组数据网络时(S1)，移动节点(31)能够操作以生成服务等级标识符(37)(S2)，所述服务等级标识符表示要给予往返于所述移动节点传递的因特网分组的所请求的优先级。所述移动节点还能够操作以生成用于提供所述移动节点的转交地址的绑定更新因特网分组(35)，在所述绑定更新因特网分组中包括服务等级标识符的指示(S2)，和向所述移动节点的本地代理传递所述绑定更新因特网数据分组(S3)。所述本地代理能够操作以响应于所述绑定更新来识别所述服务等级标识符(S4)，和以根据所述服务等级标识符所表示的所的请求优先级来传递所述因特网分组(S5)。

Description

根据优先级的因特网分组的传送
技术领域
本发明涉及使用包括第一网络和第二网络的分组通信网络来向移动节点提供移动通信功能的电信系统和方法，其中从移动节点向移动节点的本地代理发送绑定(binding)更新消息，以使得方便进行往返于移动节点的分组的通信。
背景技术
移动因特网协议(IP)提供用于在移动通信网络中使用因特网协议(IP)分组进行通信以支持基于IP的通信的过程。移动IP的一个特征在于提供这样的方案，其中移动节点可从一个网络移动到另一个网络，同时确保寻址到移动节点的IP分组可被发送到使用与当移动节点连接到它的本地网络时递送IP分组和接收IP分组所使用的相同的IP地址的那个移动节点。
移动IP的一个特征是移动节点在网络之间移动的机制。这通过将移动节点与本地网络和本地代理相关联来实现。将要向移动节点发送的IP分组寻址到在移动节点的本地网络内的移动节点的本地地址。本地代理监视至本地网络的传入分组，并且如果移动节点已经移动到另一个网络，则拦截向移动节点的本地地址发送的分组。然后，本地代理经由移动节点当前隶属于的移动接入网络来向移动节点转发任何所拦截的分组。
为了使这个安排生效，必须向本地代理通知移动节点的行踪(whereabout)。当移动节点检测到它已经从其本地网络移动到受访网络时，它协商转交地址(care of address)。转交地址是受访网络向移动节点分配的临时地址。然后，移动节点向本地代理发送绑定更新请求。绑定更新请求包括临时转交地址。当本地代理从移动节点接收绑定更新请求时，它执行使得IP分组能够往返于移动节点发送的绑定更新过程。绑定更新过程取决于正在使用的IP标准版本(即，IPv4或IPv6)而不同，但是典型地可包含建立本地代理和移动节点之间的隧道。在绑定更新之前、期间或之后，还可以执行诸如订户标识、授权和记帐的其它功能。移动IP中的移动性支持的目标是网络之间的移动对用户而言是透明的。因此，理想地，从事诸如语音呼叫或因特网会话的数据通信会话的移动节点不应该在数据传送中经历明显的中断或延迟。
在一些情形中，例如机场中的热区(“hotspot”)或者诸如火车的移动运输系统，在网络之间可能存在大量的移动节点运动。结果，可导致对应的高数目的绑定更新请求和对执行绑定更新过程的网络部分的高度需要。如果需要足够高，则可导致数据传送中的延迟和中断。这些延迟对于从事要求实时、或接近实时的数据传送的应用(诸如语音呼叫或瞬时消息)的用户而言可能是明显的。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于使用因特网协议来向移动节点提供通信会话的功能的电信系统。所述系统包括：第一分组数据网络，能够操作以当所述移动节点隶属于所述第一分组无线电网络时，往返于所述移动节点传递因特网分组，以提供所述通信会话；以及第二分组数据网络，能够操作以当所述移动节点隶属于所述第二分组数据网络时，往返于所述移动节点传递因特网分组，以提供所述通信会话。当所述移动节点将隶属关系从所述第一和第二分组数据网络之一改变到所述第一和第二分组数据网络中的另一个时，所述移动节点能够操作以生成服务等级标识符，所述服务等级标识符表示相对于往返于其它节点传递的其它因特网分组、要给予往返于所述移动节点传递的所述因特网分组的所请求的优先级。该移动节点还能够操作以当所述移动节点将隶属关系从所述第一和第二分组无线电网络之一改变到所述第一和第二分组无线电网络中的另一个时，生成用于提供所述移动节点的转交地址的绑定更新因特网分组，并在所述绑定更新因特网分组中包括所述服务等级标识符的指示。所述移动节点还能够操作以向所述移动节点的本地代理传递所述绑定更新因特网数据分组，并且所述本地代理能够操作以响应于所述绑定更新，来识别所述服务等级标识符，以及基于所述服务等级标识符所表示的所请求的优先级来区别处理所述绑定更新。
本发明的实施例提供了一种功能，所述功能用于当移动节点将隶属关系从一个网络切换到另一个网络时，取决于所述移动节点请求的优先级来区分往返于所述移动节点发送的因特网协议分组。利用绑定更新提供服务等级标识符允许本地代理基于所请求的服务等级来区分往返于所述移动节点传递因特网分组的优先次序。因此，所述电信系统能够改善使用网络资源的效率，从而减小了运行要求较高优先级数据传送的应用的移动节点经历由于运行要求较低优先级数据传送的应用的移动节点对网络资源的使用而导致的数据传递中的中断或延迟的可能性。
在所述电信系统的一个实施例中，一旦所述移动节点已经发出了所述绑定更新因特网分组，则所述本地代理根据由所述服务标识符所表示的所请求的优先级来执行绑定更新处理。根据已所请求的优先级执行所述绑定更新处理允许所述电信系统根据相对优先级使用网络资源，产生了根据由所述服务等级标识符表示的所述优先级来确定所述本地代理执行所述绑定更新处理的次序的效果。由于区分至网络绑定的重新建立的优先次序、而将根据较低优先级来执行运行需要较低优先级数据传送的应用的移动节点的绑定更新，所以减小了已经从一个网络移动到另一个网络的、运行要求较高优先级数据传送的应用的移动节点将经历中断或延迟通信数据的可能性。
在一些实施例中，所述本地代理能够操作以响应于所述绑定更新，来设置与所述移动节点的本地地址一一对应的所述服务等级标识符。然后，所述本地代理可基于所述服务等级标识符的指示和/或其它移动性功能来区分所述绑定更新的处理。
在所附权利要求中限定本发明的各种其它方面和特征。
附图说明
现在，将参考附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中为相同的部分提供对应的附图标记，并且其中：
图1提供了从本地网络移动到受访网络的移动节点的简化示意图；
图2提供了示出与绑定更新过程相关联的消息的流向图；
图3提供了示出适于包括服务等级标识符的绑定更新的传送的图；
图4提供了示出适于包括服务等级标识符的绑定更新的传送并指明服务等级标识符高速缓冲存储器(cache)的图；
图5提供了示出适于包括服务等级标识符的绑定更新的传送并指明服务等级标识符高速缓冲存储器和授权服务器的图；
图6示出了用于在类型或服务字段的未使用比特中包括服务等级标识符的IPv4报头的改编；
图7示出了用于在区分服务(diffserv)字段的未使用比特中包括服务等级标识符的IPv4报头的改编；
图8示出了用于在业务类对象字段的未使用比特中包括服务等级标识符的IPv6报头的改编；
图9示出了用于表示使用TCP协议传送的分组的服务等级标识符比特的安排、和用于表示使用UDP协议传送的分组的服务等级标识符比特的安排；以及
图10是表示移动节点执行绑定更新并使用服务等级标识符来请求优先级的处理的流程图。
具体实施方式
现在，将参考基于移动因特网协议(移动IP)的系统来说明本发明的示范实施例。
图1提供了移动IP分组系统的示意图。移动节点(MN)2已经移动出本地网络(HN)5而正位于受访网络(VN)1中。经由无线接入网关(WAG)3而向移动节点2传递IP分组和从移动节点2传递IP分组以到达本地网络5中的本地代理(HA)4。可经由本地代理4而将往返于移动节点2传递的IP分组向前传递到外部IP网络和从外部IP网络传递IP分组。移动节点2具有本地网络5内的本地地址，从外部IP网络向移动节点2发送的所有分组都被寻址到该本地地址。
如图2所示，当移动节点2检测到它已经从本地网络5移动到受访网络1时，它从受访网络1请求临时“转交地址”(CoA)。当已经从受访网络1向移动节点2分配转交地址时，移动节点2向本地代理4发送绑定更新(绑定更新)IP分组23。绑定更新23含有包括移动节点2的临时转交地址的绑定更新消息(绑定更新消息)24。当收到绑定更新时，本地代理4将所分配的转交地址与移动节点的本地地址相关联。本地代理4可操作以监视到本地网络的传入IP分组并拦截那些寻址到移动节点的本地地址的IP分组。本地代理4然后向移动节点2的转交地址转发所拦截的IP分组。
服务等级标识符
在图3所示的一个实施例中，为了减少与要求实时或接近实时数据传送的移动节点的用户可能经历的、数据传送中的延迟和拦截相关联的问题，移动节点31使绑定更新35适于包括服务等级标识符(SID)37。服务等级标识符37表示相对于从操作在移动IP系统中的其它移动节点接收的IP分组、要给予往返于移动节点31传递的IP分组的优先级。当收到绑定更新时，本地代理32可操作以检查包含在绑定更新35内的服务等级标识符37，并根据服务等级标识符37来将优先级给予发送到移动节点31和从移动节点31接收的IP分组。
在另一实施例中，为了减少与要求实时或接近实时数据传送的移动节点的用户所经历的、数据传送中的延迟和拦截相关联的问题，本地网络中的本地代理可操作以根据服务等级标识符来区分从移动节点接收的绑定更新的处理的优先次序。这样的优先次序区分允许本地代理在执行要求较低优先级数据传送的移动节点的绑定更新之前，处理来自要求较高优先级数据传送的移动节点的绑定更新。
服务等级标识符高速缓冲存储器
如图4所示，本地代理32维持服务等级标识符高速缓冲存储器34。当收到绑定更新35时，本地代理32检查服务等级标识符37，并与关联于移动节点31的本地地址相关联地将它存储在服务等级标识符高速缓冲存储器34中。
如图5所示，本地代理32可操作以比较表示所请求的优先级的服务等级标识符40和与移动节点31的本地地址相关联的所存储的简档。这个所存储的简档被保存在授权服务器33中，并指明被授权以给予移动节点31的预设优先级。可根据规定的服务等级来确定预设的授权优先级。如果由服务等级标识符37所表示的所请求的优先级不是比通过在授权服务器33中存储的简档所指明的优先级更高的优先级，则本地代理32将所请求的优先级给予往返于移动节点31的IP分组通信。所述比较可通过本地代理32向授权服务器33发送服务等级标识符37的细节来实现。授权服务器33然后向本地代理32发送回响应而确认给予移动节点的优先级。
用于服务等级标识符的服务类型字段
在图3中，绑定更新35是IPv4分组，并且绑定更新消息是封装在绑定更新内的IPv4分组。服务等级标识符被存储在IP分组报头的服务类型(TOS)字段的未使用比特中。这示出在图6中。
用于服务等级标识符的区分服务标记
图7示出了在IPv4分组报头的“区分服务”字段的未使用比特中存储的服务等级标识符。在一些IP情形中，将TOS字段重新定义为区分服务字段。这将发生在例如当移动IP系统中的IP网络使用“有差别的服务”协议协定时。这是用于根据由除了区分服务字段的最后两个比特之外的所有比特所指明的服务质量来转发IP分组的协定。当情况如此时，区分服务(TOS)字段的最后两个比特用于表示服务等级标识符。这示出在图7中。
用于服务等级标识符的IPv6流ID
如图8所示，在使用IPv6因特网协议的基于移动IP的系统中的一个实施例中，可以将服务等级标识符存储在IPv6分组报头的流ID字段的未使用比特中。
TCP/UDP
从事要求实时或接近实时的IP分组传递的应用的移动节点可正在使用IP用户数据报协议(UDP)会话。因为UDP协议不包括任何纠错，所以它相对简单且快速。因此，UDP适合于要求因特网分组的快速传递、如果IP分组偶然丢失或按照错误的顺序到达不是很重要的应用。这样的应用包括数据流和诸如基于IP传输语音(VoIP)之类的语音服务。
从事要求非实时或尽力(“best effort”)的IP分组传递的应用的移动节点可正在使用IP传送控制协议(TCP)会话。该协议包括纠错，并因此适合于不要求因特网分组的实时传递、但是避免丢失IP分组或IP分组按照错误顺序到达很重要的应用。这样的应用包括网页浏览和电子邮件。
在图9所示的一个实施例中，如果移动节点正在运行的应用是使用TCPIP协议的应用，则移动节点插入到绑定更新中的服务等级标识符比特51被设置为“10”。相反，当移动节点正在运行的应用是使用UDP IP协议的应用时，服务等级标识符比特51被设置为“01”。
发明概述
在图10中示出了用于概括移动节点根据本技术执行绑定更新的处理的流程图。因此，图10概括了移动节点向它的本地代理提供服务等级标识符、以处理由本地代理接收的因特网协议分组从而实现往返于移动节点的通信的处理。如下概述图10：
S1移动节点从一个移动接入网络漫游到另一个移动接入网络。这例如可以是从它的本地移动接入网络漫游到受访移动接入网络，尽管将理解移动节点可能已经漫游到受访移动网络并可正在漫游到又一移动接入网络。在任一种情况中，同样地可应用本技术，并可执行接下来的示例处理步骤。因此，移动节点检测它已经进入新的移动接入网络，并且它将不得不获取用于经由该新移动接入网络传递因特网协议分组的转交地址。
S2移动节点获取自己生成的或者由新移动接入网络内的外地(foreign)代理提供的转交地址。例如，外地代理的提供更多可应用于因特网协议是版本4(IPv4)的情况。然后，在移动节点隶属于新的受访移动接入网络的同时，它开始绑定更新过程以向它的本地移动网络中的本地代理通知用于向移动节点传递因特网分组的转交地址。此外，移动节点生成包括服务等级标识符的绑定更新分组。该服务等级标识符标识要给予移动节点的服务等级，通过该服务等级标识符可以将相对优先级赋予对来自移动节点的因特网协议分组的处理。
S3然后，移动节点向它的本地移动接入网络中的它的本地代理传递绑定更新分组。
S4本地代理接收绑定更新分组，并识别在绑定更新分组内的服务等级标识符。由于服务等级标识符位于绑定更新分组内的预定位置处，所以本地代理可检测在它执行任何其它功能之前接收的每个绑定更新分组中的服务等级标识符。这样，通过检测在本地代理起作用的特定时间段期间内、从所有移动节点接收的绑定更新分组的服务等级标识符，可以根据服务等级标识符所指明的所请求的服务等级而将相对优先级赋予对每个移动节点的绑定更新的处理。在忙时，这样的优先次序区分可用于提供绑定更新处理的执行的相对次序，产生了诸如实时或接近实时服务(例如，语音和视频电话)的延迟重要服务可比非实时服务(例如，电子邮件)优先的效果。
S5然后，本地代理可着手根据服务等级标识符所标识的服务等级来处理从移动节点接收的因特网分组。因此，可根据服务等级标识符所标识的相对优先级来执行进一步的辅助处理，例如向转交地址转发分组，或执行诸如授权、记账和向移动节点提供可采用的服务的其它功能。
将从上面陈述的概述而理解，由于本地代理被安排为在执行任何其它功能之前在每个绑定更新分组中标识服务等级标识符，例如标识已经从其收到绑定更新分组的移动节点，所以可以实现处理绑定更新的相对次序，这具有将较高优先级提供给更多延迟重要服务的优点。
在所附权利要求中定义了本发明的各种其它方面和特征。可以对在这里描述的实施例进行各种修改，而不脱离本发明的范围。例如，将理解，尽管已经参考包含移动IP、IPv4和IPv6标准的实施例描述了本发明的实施例，但是本发明可使用其它分组传输协议来实现。例如，可以使用基于在诸如蓝牙、Zigbee、超宽带(UWB)或无线USB(WUSB)之类的短距离无线标准中提供的网络层协议的协定。此外，尽管已经在多个IPv4和IPv6分组的空闲比特内输送了服务等级标识符，但是将理解，在其它示例中，可以在绑定更新内的其它字段中或以其它形式输送服务等级标识符。

Claims (23)

1.一种用于使用因特网协议来向移动节点提供通信会话的功能的电信系统，所述系统包括：
第一分组数据网络，能够操作以当所述移动节点隶属于所述第一分组无线电网络时，往返于所述移动节点传递因特网分组，以提供所述通信会话，以及
第二分组数据网络，能够操作以当所述移动节点隶属于所述第二分组数据网络时，往返于所述移动节点传递因特网分组，以提供所述通信会话，
其中，当将隶属关系从所述第一和第二分组数据网络之一改变到所述第一和第二分组数据网络中的另一个时，所述移动节点能够操作以生成服务等级标识符，所述服务等级标识符表示相对于往返于其它节点传递的其它因特网分组、要给予往返于所述移动节点传递的所述因特网分组的所请求的优先级，
当所述移动节点将隶属关系从所述第一和第二分组无线电网络之一改变到所述第一和第二分组无线电网络中的另一个时，生成用于提供所述移动节点的转交地址的绑定更新因特网分组，
在所述绑定更新因特网分组中包括所述服务等级标识符的指示，和
向所述移动节点的本地代理传递所述绑定更新因特网数据分组，并且所述本地代理能够操作以响应于所述绑定更新，
识别所述服务等级标识符，以及
基于所述服务等级标识符所表示的所请求的优先级来区别处理所述绑定更新的优先级。
2.根据权利要求1的电信系统，其中，本地代理能够操作以响应于所述绑定更新来设置与所述移动节点的本地地址相关联的所述服务等级标识符。
3.根据权利要求1或2的电信系统，其中，
通过所述因特网分组的报头中的数据字段的值来提供所述服务等级标识符的指示。
4.根据权利要求1或2的电信系统，其中，
通过因特网协议版本4因特网分组中的服务类型字段中的未分配比特来提供所述服务等级标识符。
5.根据权利要求1或2的电信系统，其中，
通过因特网协议版本4因特网分组中的区分服务字段中的未分配比特来提供所述服务等级标识符。
6.根据权利要求1或2的电信系统，其中，
通过因特网协议版本6因特网分组中的业务对象类字段中的未分配比特来提供所述服务等级标识符。
7.根据在前权利要求中任一项的电信系统，其中，
所述本地代理能够操作以维持其中与所述移动节点的本地地址相关联地存储所述服务等级标识符的简档高速缓冲存储器。
8.根据权利要求7的电信系统，其中，
所述本地代理能够操作以比较由所述服务标识符表示的所请求的优先级和与所述本地地址相关联的预设优先级；以及
如果所请求的优先级不超过所述预设优先级，则根据所述服务等级标识符所表示的所请求的优先级来处理所述因特网分组。
9.根据在前权利要求中任一项的电信系统，其中，
所述服务标识符包括UDP和TCP因特网协议中至少一个的表示。
10.一种用于使用因特网协议来向移动节点提供通信会话的方法，所述方法包括如下步骤：
当所述移动节点隶属于第一分组无线电网络时，通过所述第一分组数据网络往返于所述移动节点传递因特网分组，和
当所述移动节点隶属于第二分组无线电网络时，通过所述第二分组数据网络往返于所述移动节点传递因特网分组，
当将隶属关系从所述第一和第二分组数据网络之一改变到所述第一和第二分组数据网络中的另一个时，生成服务等级标识符，所述服务等级标识符表示相对于往返于其它节点传递的其它因特网分组、要给予往返于所述移动节点传递的所述因特网分组的所请求的优先级，
当所述移动节点将隶属关系从所述第一和第二分组无线电网络之一改变到所述第一和第二分组无线电网络中的另一个时，生成用于提供所述移动节点的转交地址的绑定更新因特网分组，
在所述绑定更新因特网分组中包括所述服务等级标识符的指示；和
向所述移动节点的本地代理传递所述绑定更新因特网数据分组，
使用所述本地代理响应于所述绑定更新来识别所述服务等级标识符，以及
基于所述服务等级标识符所表示的所请求的优先级来区别处理所述绑定更新的优先级。
11.根据权利要求10的方法，包括
设置与所述移动节点的本地地址相关联的所述服务等级标识符。
12.根据权利要求10或11的方法，其中，
通过所述因特网分组的报头中的数据字段的值来提供所述服务等级标识符的指示。
13.根据权利要求10或11的方法，其中，
通过因特网协议版本4因特网分组中的服务类型字段中的未分配比特来提供所述服务等级标识符。
14.根据权利要求10或11的方法，其中，
通过因特网协议版本4因特网分组中的区分服务字段中的未分配比特来提供所述服务等级标识符。
15.根据权利要求10或11的方法，其中，
通过因特网协议版本6因特网分组中的业务对象类字段中的未分配比特来提供所述服务等级标识符。
16.根据权利要求10到15中任一项的方法，包括
在所述本地代理中维持其中与所述移动节点的本地地址相关联地存储所述服务等级标识符的简档高速缓冲存储器。
17.根据权利要求16的方法，包括，
比较由所述服务标识符表示的所请求的优先级和与所述本地地址相关联的预设优先级；以及
如果所请求的优先级不超过所述预设优先级，则根据所述服务等级标识符所表示的所请求的优先级来处理所述因特网分组。
18.根据权利要求10到17中任一项的方法，其中所述生成服务等级标识符的步骤包括：
生成UDP和TCP因特网协议中至少一个的表示。
19.一种用于形成电信系统的部分的本地代理，能够操作以响应于来自移动节点的绑定更新的接收，所述绑定更新包括表示所请求的优先级的服务等级标识符，
识别所述服务等级标识符；以及
根据所述服务等级标识符表示的所请求的优先级来往返于所述移动节点传递因特网分组。
20.一种与电信系统一起进行操作的移动节点，能够操作以响应于隶属关系从第一分组数据网络和第二分组数据网络之一到所述第一分组数据网络和所述第二分组数据网络中另一个的改变，
生成服务等级标识符，所述服务等级标识符表示相对于往返于其它节点传递的其它因特网分组、要给予往返于所述移动节点传递的所述因特网分组的所请求的优先级，
当所述移动节点将隶属关系从所述第一和第二分组无线电网络之一改变到所述第一和第二分组无线电网络中的另一个时，生成用于提供所述移动节点的转交地址的绑定更新因特网分组，
在所述绑定更新因特网分组中包括所述服务等级标识符的指示；以及
向所述移动节点的本地代理传递所述绑定更新因特网数据分组。
21.一种用于使用因特网协议来向移动节点提供通信会话的设备，所述设备包括：
当所述移动节点隶属于第一分组无线电网络时通过所述第一分组数据网络往返于所述移动节点传递因特网分组的装置，以及
当所述移动节点隶属于第二分组无线电网络时通过所述第二分组数据网络往返于所述移动节点传递因特网分组的装置，
当将隶属关系从所述第一和第二分组数据网络之一改变到所述第一和第二分组数据网络中的另一个时、生成服务等级标识符的装置，所述服务等级标识符表示相对于往返于其它节点传递的其它因特网分组、要给予往返于所述移动节点传递的所述因特网分组的所请求的优先级，
当所述移动节点将隶属关系从所述第一和第二分组无线电网络之一改变到所述第一和第二分组无线电网络中的另一个时生成用于提供所述移动节点的转交地址的绑定更新因特网分组的装置，
在所述绑定更新因特网分组中包括所述服务等级标识符的指示的装置；和
向所述移动节点的本地代理传递所述绑定更新因特网数据分组的装置，
使用所述本地代理响应于所述绑定更新来识别所述服务等级标识符的装置，以及
基于所述服务等级标识符所表示的所请求的优先级来区别所述处理绑定更新的优先级的装置。
22.一种实质上如结合附图中的图3到图10在这里和前面描述的、使用因特网协议来向移动节点提供通信会话的方法。
23.一种实质上如结合附图中的图3到图10在这里和前面描述的、能够操作以使用因特网协议来向移动节点提供通信会话的功能的电信系统。
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