CN101420345B - 一种wlan下的代理移动ip接入与离开检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种WLAN下的代理移动IP接入与离开检测方法，一种在WLAN下利用现有的大量存在的无路由功能的AP，结合接入路由器实现代理移动IP的接入与离开检测装置。该方案不用调整现有的无线局域网网络布局，不用对现有移动终端做任何更改及配置，只需要对AP进行适当配置，同时升级接入路由器软件即可，是一种低成本、快速、高效的代理移动IP部署方式。可应用于校园网等中小型无线局域网，为WLAN覆盖区提供代理移动IP支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种WLAN下的代理移动IP接入与离开检测装置及方法，属于网络技术领域。
背景技术
移动IP作为一种网络层的移动性支持技术，可以使移动节点在不同子网切换时保持通信的连续性。传统的移动IP技术需要移动节点支持相关的网络层移动性信令，但是这样会增加移动终端的复杂度，并且现有的大量终端并不支持这些操作，于是IETF RFC4830(J.Kempf et al.，Problem Statement forNetwork-Based Localized Mobility Management(NETLMM).”，RFC 4830，IEF，2007)(J.Kempf等，基于网络的局部移动性管理(NETLMM)的问题声明，RFC4830，IETF，2007)建议设计一种不需要移动节点参与的本地移动性管理协议。针于这个建议，IETF NETLMM工作组提出代理移动IPv6协议[S.Gundavelli，K.Leung，V.Devarapalli，K.Chowdhury，B.Patil，“Proxy Mobile IPv6”，RFC 5213，IETF，2008]，(S.Gundavelli，K.Leung，V.Devarapalli，K.Chowdhury，B.Patil，代理移动IPv6，RFC 5213，IETF，2008)该协议提供基于网络的移动性支持，不需要更改移动节点现有的IP协议栈，并且在移动过程中不需要变更其IP地址，使得网络层移动对移动节点是透明的。代理移动IPv6协议引入了两个功能实体，移动接入网关MAG和本地移动性锚点LMA。MAG执行三项功能，一是执行移动节点的接入和认证，二是模拟移动节点的家乡链路，三是建立移动节点的数据转发路径。LMA则执行家乡代理HA的功能，并扩展绑定缓存，分配家乡地址以及执行与MAG的交互。
由于移动节点接入新子网后不用进行任何与移动性相关的操作，这就需要MAG主动检测移动节点的接入，才能在第一时间代替它执行相关的网络层移动性操作。另外，在移动节点的离开本子网时，MAG必须可以检测该事件，以向LMA发起解注册。对于具体的检测方式，在代理移动IPv6协议中并没有叙述。
目前已有一些网络层的接入检测方法，主要是针对IPv6的，如在文献[S.Narayanan，et al.，“Detecting Network Attachment in IPv6 Networks(DNAv6)”，draft-ietf-dna-protocol-08，work in progress，2008](S.Narayanan等，IPv6网络的网络接入检测(DNAv6)，draft-ietf-dna-protocol-08，work in progress，2008.)里提到依靠标准的IPv6协议栈来实现移动节点的接入与离开检测，用到的协议包括邻居发现、DHCP、SEND和DNA等。另外，对于移动节点离开的检测，在代理移动IPv6协议里也提到一些网络层的方法，包括点对点链路上的会话终止事件、IPv6的邻居不可达检测事件和从LMA发送的移动节点离开的通知事件。
但是，以上通过网络层检测方式存在一些不足之处。首先，这种方式大多只能针对于代理移动IPv6环境下适用，对于代理移动IPv4不适用。另外，这些方式虽然用的是标准的IPv6协议栈，但是在移动节点还是需要一些链路层触发机制来通知网络层执行这此协议，无法做到网络层的完全无感知，这就对终端提高了要求。此外，由于网络层交互信令的额外增加，会较大的增加切换延迟。因此，需要提出一种终端无感知的接入和离开检测方法，但是在现有的WLAN环境中，通常都是多个AP连接到一个路由器构成一个分布式系统，来最大效率利用资源。由于MAG相关功能显然是应该在路由器上实现的，但是在这种WLAN环境下，移动节点发起的二层接入与离开只对AP可见，对于路由器来说是透明的，这样就导致MAG无法检测到移动节接入与离开，后续的操作就更无从谈起了。当然，可以在这生产MAG时集成AP的功能于一体，但这样导致的结果是一个路由器只对应于一个AP，大大降低了路由器无线覆盖区域，并且无法利用现有的大量无路由功能的AP。
发明内容
为了克服现有检测技术的不足，本发明提出了一种WLAN下的代理移动IP(包括代理移动IPv4和代理移动IPv6)接入与离开检测装置及方法。一种利用现有大量存在的无路由功能的无线局域网AP，结合接入路由器实现代理移动IP的接入与离开检测装置。旨在对现在广泛存在的WLAN作简单更改，以低成本、快速、简单的方法部署代理移动IP，为现有的终端提供无感知的网络层移动性支持。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种WLAN下的代理移动IP接入与离开检测装置，在核心网中增加一个MNID查询服务器，提供根据MAC地址查询移动节点的MNID以及LMA地址的服务，其连接关系为MAG下连接一个或多个AP，构成接入网部分，移动节点通过AP接入网络。MAG通过核心网的路由和交换设备可以与MNID查询服务器和LMA相互通信。节点之间采用传统的部署方式，所以对于现有的网络不用重新布线。只需要对AP进行适当的配置，升级接入路由器软件，使其具有MAG功能即可。
一种WLAN下的代理移动IP接入与离开检测方法，含有以下步骤；
AP的配置步骤：
类型1，对于只支持日志服务的AP，开启其日志功能，并且配置其日志服务器地址为MAG的IP地址，并且设置其关心的事件为Authentication(接入认证成功)和Deauthentication(离开认证成功)，使其对于每个移动节点接入认证和离开认证完成后都会向日志服务器发送日志消息；
类型2，对于只支持网管功能的AP，开启其网管功能中SNMP TRAP消息服务，并且将管理站的地址配置为MAG的IP地址，并且设置对Authentication和Deauthentication事件发送SNMP TRAP消息；
类型3，对于同时支持多种通信功能的AP，如同时支持日志功能和网管功能的AP，任选类型1和类型2中所述的配置方式之一进行配置。
MAG的接入与离开检测服务步骤：
步骤1，对于日志功能和网管功能，MAG接收与解析AP发送的日志消息或SNMP TRAP消息，采用的一般方式是，MAG在日志服务端口以及SNMP TRAP接收端口进行监听(一般情况下，默认端口分别为514和162)，对收到的日志消息或SNMP TRAP消息进行解析，从中获取接入或离开节点的MAC地址，然后根据MAC地址，向MNID查询服务器发起查询请求，从而获得该移动节点的MNID和LMA的地址。
步骤2，MAG将移动节点接入的检测结果，以服务的形式为一个或若干个客户程序提供MN接入与离开的通知，如代理移动IPv4/v6程序，代理移动IP快速切换程序；通知方式采用内核支持的任何一种进程间通信技术，如消息队列等，通知内容至少包含移动节点的MNID、LMA地址和MAC地址，客户程序收到通知消息后，开始执行相关操作如代理绑定更新流程；
步骤3，由于一个MAG连接了多个AP，当移动节点在MAG下的不同AP切换时，只发生链路层切换，没有网络层切换，所以此时MAG的接入检测服务程序不对客户程序发起移动节点接入和离开的通知；
步骤4，判断是否在相同MAG下的不同AP切换的方法如下：由于代理移动IP对于移动节点离开检测的及时性要求不高，当检测服务程序收到AP发送的Deauthentication消息时，可以对该消息的处理延迟一段时间，约几十到几百毫秒，取决于移动节点的切换时间；如果在这段时间内，检测服务程序收到了相同移动节点发出的Authentication请求，则该节点仅发生了链路层切换，检测服务程序对这两条消息不作进一步处理；如果在这段时间内，检测服务程序没有收到相同移动节点发出的Authentication请求，则判定该节点已经离开了该MAG，从而检测服务程序向客户程序发送移动节点离开通知。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种在WLAN下利用现有的大量存在的无路由功能的AP，结合接入路由器实现代理移动IP的接入与离开检测装置。该方案不用调整现有的无线局域网网络布局，不用对现有移动终端做任何更改及配置，只需要对AP进行适当配置，同时升级接入路由器软件即可，是一种低成本、快速、高效的代理移动IP部署方式。可应用于校园网等中小型无线局域网，为WLAN覆盖区提供代理移动IP支持。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明节点连接关系示意图；
图2为本发明程序流程图。
具体实施方式
实施例：如图1所示，现有的AP大多都存在与路由器交互的功能，如日志功能或网管功能，以记录所有接入的移动节点的连接信息。
本方案利用AP的此类功能来实现MAG对移动节点接入与离开的检测。
节点之间采用传统的部署方式，所以对于现有的网络不用重新布线。只需要对AP进行适当的配置。升级接入路由器软件，使其具有MAG功能即可。
同时核心网中应该增加一个MNID查询服务器，使其提供根据MAC地址查询移动节点的MNID以及LMA地址的服务。另外，为了提供代理移动IP服务，LMA是必不可少的。节点连接关系如图1所示。MAG下连接一个或多个AP，构成接入网部分，移动节点通过AP接入网络。MAG通过核心网的路由和交换设备可以与MNID查询服务器和LMA相互通信。
整体步骤(以日志消息和SNMP TRAP服务为例)如图2所示
准备步骤：AP配置日志消息服务或SNMP TRAP服务；MAG启动检测服务程序，在日志消息端口和SNMP TRAP端口监听；MAG启动代理移动IP的一个或若干个相关程序，同时向检测服务程序请求通知服务。
步骤1：移动节点接入或离开AP，AP采用二层相关认证技术对移动节点进行接入或离开认证。认证成功后，根据配置生成日志消息或SNMP TRAP消息，发送到MAG。
步骤2：MAG等待AP发送消息，如果收到消息，跳转到步骤3。
步骤3：MAG对收到的日志消息或SNMP TRAP消息进行解析，获取该移动节点的MAC地址，并且判断是接入消息(Authentication)还是离开消息(Deauthentication)。如果是接入消息，跳转到步骤4；如果是离开消息，跳转到步骤6；
步骤4：判断是否有针对该移动节点的离开定时器。如果否，跳转到步骤5；如果是，跳转到步骤8。
步骤5：通过MAC地址向MNID查询服务器查询该移动节点的MNID和LMA地址，并且缓存这些信息，同时将这些的信息连同MAC地址一起通过一定机制传递给客户程序，通知该移动节点的接入事件。客户程序执行相应操作，如代理绑定更新。跳转到步骤2。
步骤6：设置该移动节点的离开定时器，时间可设置为几十毫秒到几百毫秒，取决于移动节点的二层切换及认证速度。如果这段时间内定时器未被清除，则跳转到步骤7；如果这段时间内定时器被清除，则跳转到步骤2。
步骤7：把为该移动节点缓存的MNID和LMA地址传递给客户程序，通知该移动节点的离开事件，并且删除这些缓存的信息。跳转到步骤2。
步骤8：清除该移动节点的离开定时器，跳转到步骤2。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如以合并上述方法步骤的方式，按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。
缩略语和关键术语定义
AP：Access Point，接入点
DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议
DNA：Detecting Network Attachment，网络接入
LMA：Local Mobility Anchor，本地移动锚点
MAG：Mobility Access Gateway，移动接入网关
MNID：MN identifier，移动节点身份标识
WLAN：Wireless Local Area Network，无线局域网
SEND：：SEcure Neighbor Discovery，安全邻居发现
SNMP：Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议
Claims (2)
1.一种WLAN下的代理移动IP接入与离开检测方法，其特征是含有以下步骤；接入点AP的配置方法为：
类型1，对于只支持日志服务的AP，开启其日志功能，并且配置其日志服务器地址为移动接入网关MAG的IP地址，并且设置关心的事件为Authentication接入认证成功和Deauthentication离开认证成功，使其对于每个移动节点接入认证和离开认证完成后都会向日志服务器发送日志消息；
类型2，对于只支持网管功能的AP，开启其网管功能中SNMP TRAP消息服务，并且将管理站的地址配置为MAG的IP地址，并且设置对Authentication和Deauthentication事件发送SNMP TRAP消息；
类型3，对于同时支持日志功能和网管功能的AP，选择类型1或类型2中所述的配置方式之一进行配置。
2.根据权利要求1所述的一种WLAN下的代理移动IP接入与离开检测方法，其特征是有步骤如下：
步骤1：移动节点接入或离开AP，AP采用二层相关认证技术对移动节点进行接入或离开认证；认证成功后，根据配置生成日志消息或SNMP TRAP消息，发送到MAG；
步骤2：MAG等待AP发送消息，如果收到消息，跳转到步骤3；
步骤3：MAG对收到的日志消息或SNMP TRAP消息进行解析，获取该移动节点的MAC地址，并且判断是接入消息Authentication还是离开消息Deauthentication；如果是接入消息，跳转到步骤4；如果是离开消息，跳转 到步骤6；
步骤4：判断是否有针对该移动节点的离开定时器，如果否，跳转到步骤5；如果是，跳转到步骤8；
步骤5：通过MAC地址向MNID查询服务器查询该移动节点的移动节点身份标识MNID和本地移动锚点LMA地址，并且缓存这些信息，同时将这些的信息连同MAC地址一起通过一定机制传递给客户程序，通知该移动节点的接入事件；客户程序执行相应操作，代理绑定更新，跳转到步骤2；
步骤6：设置该移动节点的离开定时器，时间可设置为几十毫秒到几百毫秒，取决于移动节点的二层切换及认证速度，如果这段时间内定时器未被清除，则跳转到步骤7；如果这段时间内定时器被清除，则跳转到步骤2；
步骤7：把为该移动节点缓存的MNID和LMA地址传递给客户程序，通知该移动节点的离开事件，并且删除这些缓存的信息，跳转到步骤2；
步骤8：清除该移动节点的离开定时器，跳转到步骤2。
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