CN101675676B - 协商不同的移动ip输送方式 - Google Patents

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Abstract

本发明提供为从移动节点发送到外部代理的不同类型的分组选择性地协商不同输送方式的系统和方法，这将允许移动节点协商将允许外部代理直接传送某些选定出站业务而不将该业务反向隧穿回归属网络的输送方式。具体地说，本发明允许外部代理区分指定为由外部网络直接处理和路由到其目的地的某些类型的BC/MC分组，而不是从外部代理将出站业务反向隧穿回归属网络上的归属代理。通过选择由外部网络处理，系统的效率将得以提高，这是因为出站业务和入站响应的传输将无需通过归属网络隧穿。

Description

协商不同的移动IP输送方式
相关申请资料
本申请涉及2007年5月4日提交的序号60/916028的临时专利申请，并且根据35 U.S.C.§119(e)要求此较早提交的优先权。该临时专利申请也通过引用结合于本发明专利申请中。
技术领域
一种系统和方法，用于任何基于IP的系统，包括具有归属网络、外部网络和移动节点的基于IP的移动通信系统。
背景技术
基于IP的移动系统包括在无线通信系统中的至少一个移动节点。术语“移动节点”包括移动通信单元，并且除移动节点外，通信系统还具有归属网络和外部网络。移动节点可通过这些其它网络更改其到因特网的附接点，但移动节点将始终与单个归属网络相关联以便IP寻址的目的。归属网络具有归属代理，并且外部网络具有外部代理，两种代理均控制信息分组出入其网络的路由。
移动节点、归属代理和外部代理可根据在任何特定网络配置或通信系统上使用的术语而称为其它名称。例如，如具有诸如因特网访问、电子邮件、消息传递服务等各种特性和功能的移动终端(“蜂窝电话”)的各种品牌和机型能遇到的一样，“移动节点”包括具有到无线网络的有线(例如，电话线(“双绞线”)、以太网电缆、光纤电缆等)连接及直接到蜂窝网络的无线连接的PC。而且归属代理可称为归属代理、归属移动管理器、归属位置寄存器，并且外部代理可称为外部代理、服务移动管理器、访问位置寄存器及访问服务实体。术语移动节点、归属代理和外部代理无意进行限制性地定义，而是能够包括位于归属或外部网络上的其它移动通信单元或监管路由装置。外部网络也能称为服务网络。登记移动节点
外部代理和归属代理向与该代理相关联的本地网络上的所有节点定期广播代理通告。代理通告是来自网络上代理的消息，可根据移动IP协议(RFC 2002)或任何其它类型的通信协议发出。此通告应包括向移动节点唯一地识别移动代理(例如，归属代理、外部代理等)所需的信息。移动节点检查代理通告，并确定它们是连接到归属网络还是外部网络。
如果移动节点位于其归属网络上，则根据标准寻址和路由方案，信息分组将被路由到移动节点。然而，如果移动节点正在访问外部网络，则移动节点从代理通告获得适当的信息，并通过外部代理将登记请求消息传送到其归属代理。登记请求消息将包括用于移动节点的转交地址。登记回复消息可由归属代理发送到移动节点以确认登记过程已成功完成。
移动节点通过向归属代理登记“转交地址”而保持向归属代理通知有关其当前位置。登记的转交地址识别移动节点所处的外部网络，并且归属代理使用此登记的转交地址将信息分组转发到外部网络以便随后转移到移动节点上。如果移动节点位于外部网络上时归属代理收到寻址到移动节点的信息分组，则归属代理将使用适用的转交地址，将信息分组传送到在外部网络上的移动节点的当前位置。外部代理入局和出站业务
外部代理参与通知归属代理移动节点的当前转交地址。在信息分组已由归属代理转发后，外部代理也接收寻址到移动节点的“入局”信息分组。此外，根据选择的输送方式，外部代理充当在连接到外部网络时移动节点生成的“出站”信息分组的路由器。
根据RFC 3024，在移动节点到达外部网络后，它侦听代理通告并选择支持其所需通信的外部代理。移动节点通过选定的外部代理登记。在这一点上，并且根据移动节点希望如何将分组输送到外部代理，移动节点也可请求直接或封装输送方式。
在直接输送方式中，移动节点将外部代理指定为其默认路由器，并继续将分组直接发送到外部代理，即，无封装。外部代理截接(intercept)那些分组，并且将它们反向隧穿到归属代理。在封装输送方式中，移动节点将到外部代理的所有其即将发出的分组封装。外部代理将那些分组解封装并使用外部代理的转交地址作为此新隧道的入口点，将那些分组反向隧穿到归属代理。单播、广播和多播消息
单播是用于描述一段信息从一个点发送到另一个点的通信的术语。在该情况下，只有一个发送方和一个接收方。分组从单个源发送到指定目的地的单播传输是互联网上传输的主导形式。
移动节点有时从其在外部网络上的位置传送广播和多播消息。广播是用于描述一段信息从一个点发送到诸如外部或归属网络等另一网络上的所有其它点的通信的术语。这种情况下，只有一个发送方，但相同的信息被发送到该网络上的所有已连接接收方。
多播是用于描述一段信息从一个或多个点发送到其它点集的通信的术语。这种情况下，可以有一个或多个发送方，并且信息被分发到一组接收方。多播是将同一分组同时输送到一群客户端的组网技术。然而，不同于广播传输，多播客户端仅在以前它们通过加入特定多播群组地址而已选择这样做时才接收分组。群组的成员是动态的，且由接收方控制。外部代理能够识别多播或广播地址，并且外部代理能区分那些地址和单播地址。封装输送方式
移动节点让其单播或广播/多播(“BC/MC”)分组由外部代理反向隧穿回归属代理时，移动节点必须根据RFC 3024使用封装输送方式。封装输送方式要求移动节点在从移动节点发送到外部代理的每个出站分组上放置另外的报头。此封装输送方式只将数据报输送到外部代理，并且外部代理将其解封装，随后对它如来自移动节点的任何其它分组一样进行处理，即，通过将它反向隧穿到归属代理。
每次根据RFC 3024操作的外部代理从移动节点接收封装的分组时，外部代理将假设反向隧穿已选择，并且分组(无论是单播、多播还是广播)需要发送到归属代理，而不考虑数据报的类型。借助于该假设，在外部代理从移动节点收到的所有封装的出站业务将由外部代理解封装和处理以便将它反向隧穿到归属代理。
出站BC/MC分组的此封装对移动节点提出了可能并非在所有情况中是必需的另外开销需要，并且封装输送方式要求外部代理在它接收封装的分组的所有情况下执行解封装/封装动作，这些动作可能并不是在所有时候是必需的。避免某些BC/MC分组发生这些开销损失将是有益的，这将通过选择性地协商用于某些BC/MC分组的输送方式而得到支持。
外部代理通过反向隧穿将封装的BC/MC分组传送回归属代理后，对寻址到移动节点的BC/MC分组的任何响应在被传送到外部代理和到移动节点上之前，必须通过归属代理传送以及通过归属网络隧穿。由于外部代理执行的反向隧穿原因，需要在所有情况下通过归属代理传送所有响应的此另外步骤，但以该方式响应可造成系统可能要避免的不必要的开销损失。选择为某些BC/MC分组获得到外部代理更直接的响应将是有益的，这将通过选择性地协商用于某些BC/MC分组的输送方式而得到支持。
发明内容
本发明提供为从移动节点发送到外部代理的不同类型的分组选择性地协商不同输送方式的系统和方法，这将允许移动节点协商将允许外部代理直接传送某些选定出站业务而不将该业务反向隧穿回归属网络的输送方式。具体地说，本发明允许外部代理区分指定为由外部网络直接处理和路由到其目的地的某些类型的BC/MC分组，而不是从外部代理将出站业务反向隧穿回归属网络上的归属代理。
通过选择由外部网络处理，系统的效率将得以提高，这是因为出站业务和入站响应的传输将无需通过归属网络隧穿。例如，出站BC/MC业务能选择为由外部网络处理和路由到多播或广播目的地而不反向隧穿，并且从此类分组的入站响应能直接发送到适用外部网络以便传输到归属代理，而无需先通过归属代理和归属网络隧穿响应。
附图说明
结合附图阅读时，将从下面的详细描述和随附权利要求中更容易理解本发明的目的和特性，图中类似的标号表示类似的要素，并且其中：
图1是如在本发明中使用的基于IP的移动通信系统。
具体实施方式
在图1中，示出了基于IP的移动系统的总体架构，带有移动节点64、归属网络10和外部网络40。如图1所示，归属网络10和外部网络40耦合到云35表示的因特网。归属网络10具有经通信链路24耦合到归属代理28的中心总线(buss line)20。总线20经通信链路22耦合到AAA服务器17。归属网络10经通信链路30耦合到因特网35。通信链路是在网络上两个或更多个节点之间或网络或管理域上用户之间的任何连接。
外部网络40具有经通信链路54耦合到外部代理58的中心总线50。总线50经通信链路52耦合到AAA外部网络服务器47。外部网络40经通信链路37耦合到因特网35。移动节点64示为经收发信机60的无线通信链路66电耦合到外部网络40。收发信机60经通信链路62耦合到外部网络40。移动节点64能与耦合到外部网络40的任何接入网络或收发信机通信。
术语归属代理和外部代理可以如移动IP协议(RFC 2002)中所定义，但这些代理不限于单个协议或系统。实际上，如在本申请中使用的一样，术语归属代理能指归属移动管理器、归属位置寄存器、归属服务实体或在归属网络10负责管理移动节点64的移动相关功能的任何其它代理。类似地，如在本申请中使用的一样，术语外部代理能指服务移动管理器、来访位置寄存器、访问服务实体或在外部网络40上负责管理移动节点64的移动相关功能的任何其它代理。
在图1所示的移动IP通信系统中，移动节点64通过永久性IP地址识别。在移动节点64耦合到其归属网络10时，移动节点64像归属网络上的任何其它固定节点一样接收信息分组。移动时，移动节点64也能够在外部网络40定位自己。在位于外部网络40上时，归属网络10通过将通信“隧穿”到外部网络40，将数据通信发送到移动节点64。
移动节点64通过向归属代理28登记转交地址而保持向归属代理28通知其当前位置或外部网络关联。基本上，转交地址表示移动节点64当前所处的外部网络40。如果移动节点64位于外部网络40上时归属代理28收到寻址到移动节点64的信息分组，则归属代理28将把信息分组“隧穿”到外部网络40以便随后传输到移动节点64。
外部代理58参与通知归属代理28移动节点64的当前转交地址。在信息分组已由归属代理28转发到外部代理58后，外部代理58也接收用于移动节点64的信息分组。另外，外部代理58充当连接到外部网络40时移动节点64生成的即将发出的信息分组的默认路由器。
移动节点64参与通知归属代理28其当前转交地址。移动节点64正在访问外部网络40时，移动节点64从代理通告获得有关外部网络40和/或外部代理58的地址的适当信息。在获得此信息后，移动节点64将登记请求传送到外部代理58，外部代理58准备用于转发到归属代理28的登记请求消息。
移动IP协议要求移动节点在移动到新的外部网络40后向归属网络10上的归属代理28登记转交地址。作为登记过程的一部分，移动节点64响应在外部网络40上的通电(power-up)或代理通告的接收而发出登记请求。登记请求被发送到归属网络40上的归属代理28，但仅在外部代理58与归属代理28之间确立了安全关联后。
包括移动节点64的转交地址的登记请求消息能发送到归属代理28。登记回复由归属代理28发出以确认登记请求的接收，确认移动节点64的转交地址的接收以及指示登记过程的完成。转交地址识别移动节点64所处的外部网络40，并且归属代理28使用此转交地址将信息分组隧穿到外部网络40以便随后转移到移动节点64。
寻址到移动节点64的所有通信根据普通IP协议路由到移动节点的归属网络10。在登记完成后，归属代理28接收此通信，并将消息“隧穿”到外部网络40上的移动节点64。外部代理58接受重定向的通信，并通过收发信机60将信息分组输送到移动节点64。这样，寻址到移动节点64在归属网络10上其惯常地址的信息分组被重定向或转发到外部网络40上的移动节点64。
根据选择的输送方式，外部代理58也充当在连接到外部网络40时移动节点64生成的“出站”信息分组的路由器。根据RFC3024，在移动节点64到达外部网络40后，它侦听代理通告并选择支持其所需通信的外部代理58。移动节点64通过选定的外部代理58登记。在这一点上，并且根据移动节点64希望如何将分组输送到外部代理58而定，移动节点64也可请求直接或封装输送方式。
在直接输送方式中，移动节点64将外部代理58指定为其默认路由器，并继续将分组直接发送到外部代理58，即，无封装。外部代理58截接那些分组，并且将它们反向隧穿到归属代理28。在封装输送方式中，移动节点64将到外部代理58的所有其即将发出的分组封装。外部代理58将那些分组解封装并使用外部代理的转交地址作为此新隧道的入口点，将那些分组反向隧穿到归属代理28。
移动节点64让其单播或广播/多播(“BC/MC”)分组由外部代理58反向隧穿回归属代理28时，移动节点64必须根据RFC 3024使用封装输送方式。封装输送方式要求移动节点64在从移动节点64发送到外部代理58的每个出站分组上放置另外的报头。此封装输送方式只将数据报输送到外部代理58，并且外部代理58将其解封装，随后对它如来自移动节点64的任何其它分组一样进行处理，即，通过将它反向隧穿到归属代理28。
每次根据RFC 3024操作的外部代理58从移动节点64接收封装的分组时，外部代理58将假设反向隧穿已被选择，并且分组(无论是单播、多播还是广播)需要发送到归属代理28，而不考虑数据报的类型。借助于该假设，在外部代理58从移动节点64收到的所有封装的出站业务将由外部代理58解封装和处理以便将它反向隧穿到归属代理28。
出站BC/MC分组的此封装对移动节点64提出了可能并非在所有情况中是必需的另外开销需要，并且封装输送方式要求外部代理58在它接收封装的分组的所有情况下执行解封装/封装动作，这些动作可能并不是在所有时候是必需的。在外部代理58通过反向隧穿将封装的BC/MC分组传送回归属代理28后，对寻址到移动节点64的BC/MC分组的任何响应在被传送到外部代理58和到移动节点64上之前，必须通过归属代理28传送，并通过归属网络隧穿。由于外部代理58执行的反向隧穿原因，需要在所有情况下通过归属代理28传送所有响应的此另外步骤，但以该方式响应可造成系统可能要避免的不必要的开销损失。
本发明可与RFC 3024区别开，因为在RFC 3024中，每次根据RFC 3024操作的外部代理58从移动节点64接收封装的分组时，外部代理58将假设反向隧穿已被选择，并且分组(无论是单播、多播还是广播)需要被发送到归属代理28，而不考虑数据报的类型。借助于该假设，在外部代理58处从移动节点64收到的所有封装的出站业务将由外部代理58解封装和处理以便将它反向隧穿到归属代理28。此外，根据RF 3024，未封装的分组将默认由外部代理58封装以及反向隧穿回归属代理28而不考虑数据报的类型。
本发明更改了所有收到的分组将在RFC 3024中被“反向隧穿”的假设，使得仅在输送方式扩展中所列类型的业务将由移动节点64封装输送到外部代理58以及被反向隧穿到归属网络。本发明完全颠倒了来自RFC 3024有关反向隧穿的先前假设。在登记期间，外部代理58和移动节点64指定：允许反向隧穿(RT＝Yes)，并且输送方式将允许仅将列出类型的业务反向隧穿回归属网络10上的归属代理28。输送方式能在扩展中指定为“New”(新建)以指定对达成一致的业务类型的集合使用本发明。
根据本发明，如果在其源/目的地指定中包含BC/MC目的地的广播/多播(“BC/MC”)分组由移动节点64输送到外部代理58而未封装，则外部代理58将把此传输视为是应在本地处理的分组，而不反向隧穿回归属网络10上的归属代理28。此未封装MC/BC分组的本地处理包括路由到外部网络40上的本地地址或者由外部代理58直接路由到BC/MC目的地地址。
外部代理必须能够将BC/MC目的地指定识别为保留的已知IP地址的一部分，该地址在未封装的分组中发现时应在本地处理。外部代理58依赖在外部代理58与移动节点64之间的登记通信期间协商的输送方式。按照此输送方式，未封装的MC/BC分组需要在本地处理，不反向隧穿到归属代理28。所有封装的分组将被反向隧穿回归属代理。在此上下文中，通过选择性地仅反向隧穿某些指定的分组，本发明能消除与反向隧穿所有类型分组相关联的开销损失。
如果BC/MC分组由移动节点64输送到外部代理58，该分组在具有用于封装的源/目的地指定的(HoA/BC，MC)的地址报头的封装的数据报分组的顶部上封装有用于其源/目的地指定的(HoA/FA)的另外的地址报头，则外部代理将把此分组识别为需要反向隧穿到归属代理28的所列类型业务之一。外部代理58将不在本地处理或消耗分组，而是将把此分组解封装，将它重新封装以及将分组反向隧穿到归属代理28。外部代理将反向隧穿分组，因为它在外部代理58与移动节点64之间的登记通信期间已协商了此输送方式。按照此输送方式，封装的MC/BC分组需要反向隧穿到归属代理28，因为外部代理58将它识别为不是应在本地处理的分组。
此外，如果在源/目的地指定中带有单播目的地地址的未封装的分组由移动节点64输送到外部代理58，则外部代理将把此分组识别为需要反向隧穿到归属代理28的业务。外部代理58将不在本地处理或消耗分组，而是将像直接输送分组一样通过将它封装以及将分组反向隧穿到归属代理28来处理此分组。外部代理58将反向隧穿分组，因为它在外部代理58与移动节点64之间的登记通信期间已协商了此输送方式。按照此输送方式，未封装的单播寻址分组需要反向隧穿到归属代理28，因为外部代理58将它识别为不是应在本地处理的分组。
作为上述优选实施例的第一备选实施例，本发明将允许外部代理58基于在移动节点64与外部代理58之间协商或以某一其它方式预定的特定源指定，确定是否应反向隧穿某些指定的消息。如果分组包含预定的目的地指定之一，则外部代理58将不在本地处理或消耗分组，而是通过将此分组封装以及将分组反向隧穿到归属代理28来处理它。在此上下文中，在由移动节点64发送到外部代理58的分组上的预定目的地指定能够是用于归属代理28的地址指定，所接收的该指定在外部网络上在拓扑方面将是不正确的。
用于BC/MC消息或单播消息的归属代理28地址源指定将足以让外部代理将这些分组识别为需要反向隧穿回归属代理28。此输送方式在外部代理58与移动节点64之间的登记通信期间协商。按照此输送方式，所有分组(除带有指定源地址的那些分组外)将需要在本地处理，而不反向隧穿到归属代理28。在此上下文中，通过选择性地仅反向隧穿某些指定的分组，本发明能消除与反向隧穿所有类型分组相关联的开销损失。
作为上述优选实施例的第二备选实施例，本发明将允许外部代理58基于在移动节点64与外部代理58之间协商或以某一其它方式预定的特定目的地指定，确定是否应在本地处理某些指定的消息。例如，如果分组包含单播地址，该地址具有对于服务或外部网络在拓扑方面是正确的网络前缀，则该分组将在本地处理而不反向隧穿到归属代理。此备选实施例无需封装分组，而是能使用外部代理58执行完全直接输送方式。
除非分组包含预定目的地指定(要求本地处理)之一，否则外部代理58将不在本地处理或消耗分组，而是将像直接输送分组一样通过将它封装以及将分组反向隧穿到归属代理28来处理此分组。外部代理58将反向隧穿分组，因为它在外部代理58与移动节点64之间的登记通信期间已协商了此输送方式。按照此输送方式，所有分组(除带有指定目的地地址的那些分组外)将需要被反向隧穿到归属代理28，而不在本地处理。外部代理58将可能需要补充足够的情报(intelligence)以识别这些特定的地址。在此上下文中，通过选择性地仅反向隧穿某些指定的分组，本发明能消除与反向隧穿所有类型分组相关联的开销损失。

Claims (17)

1.一种用于选择性确定是在外部网络上本地处理信息分组还是将所述分组反向隧穿到归属网络上的归属代理的方法，包括以下步骤：
在外部网络上的外部代理处从位于所述外部网络的移动节点接收信息分组；
在所述外部代理处分析所述信息分组以确定所述分组是应在所述外部网络上本地处理还是反向隧穿到所述归属网络；
如果所述分组未封装且拥有保留目的地地址指定，则在所述外部网络上选择性地处理所述信息分组；
如果所述分组已封装或者如果所述分组拥有与所述保留目的地地址不匹配的目的地地址指定，则选择性地处理所述信息分组以便反向隧穿到所述归属网络。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述保留目的地地址指定是广播/多播地址指定。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述外部代理基于在登记过程期间确立的方式，选择性地处理信息分组输送。
4.如权利要求1所述的方法，其中用于本地处理的所述保留目的地地址指定是在信息分组中的广播/多播地址指定。
5.如权利要求1所述的方法，其中用于反向隧穿的所述保留目的地地址指定是在所述信息分组中的归属代理地址源指定。
6.如权利要求1所述的方法，其中用于本地处理的所述保留目的地地址指定是在所述信息分组中的外部代理地址目的地指定。
7.一种与移动节点通信的外部代理，所述移动节点在该移动节点的归属网络的服务区域外操作，所述归属网络具有归属代理，所述外部代理包括：
用于从所述移动节点接收信息分组的装置；
用于如果所述分组未封装且拥有保留目的地地址指定，则在外部网络上处理所述信息分组的装置；以及
用于如果所述分组已封装或者如果所述分组拥有与所述保留目的地地址不匹配的目的地地址指定，则处理所述信息分组以便反向隧穿到所述归属网络的装置。
8.如权利要求7所述的外部代理，还包括用于如果所述分组未封装，并且具有不是保留目的地指定的单播目的地地址指定，则把所述信息分组反向隧穿到所述归属代理的装置。
9.如权利要求7所述的外部代理，还包括用于如果所述分组未封装并具有保留目的地地址指定，则在本地处理所述信息分组而不将它反向隧穿到所述归属代理的装置。
10.如权利要求7所述的外部代理，还包括用于在登记过程期间确立所述外部代理选择性地处理信息分组输送的方式的装置。
11.如权利要求10所述的外部代理，还包括用于如果所述分组未封装，但具有不是保留目的地指定的单播目的地地址指定，则把所述信息分组反向隧穿到所述归属代理的装置。
12.如权利要求10所述的外部代理，还包括用于如果所述分组未封装并具有保留目的地地址指定，则在本地处理所述信息分组而不将它反向隧穿到所述归属代理的装置。
13.一种通信系统，包括：
具有归属代理和归属网络AAA服务器计算机的归属网络；
具有从移动节点接收信息分组的外部代理的外部网络，所述外部代理基于所述分组是否已封装以及是否包含在所述信息分组传输前设置的保留目的地指定，选择性地在所述外部网络上处理所述信息分组，或者将某些信息分组反向隧穿到所述归属网络上的所述归属代理，如果所述分组未封装且拥有保留目的地地址指定，则所述外部代理在所述外部网络上处理所述信息分组，或者如果所述分组已封装或者如果所述分组拥有与所述保留目的地地址不匹配的地址指定，则所述外部代理处理所述信息分组以便反向隧穿到所述归属网络。
14.如权利要求13所述的系统，其中用于本地处理的所述保留目的地地址指定似乎在信息分组中的广播/多播地址指定。
15.如权利要求13所述的系统，其中用于反向隧穿的所述保留目的地地址指定是在所述信息分组中的归属代理地址源指定。
16.如权利要求13所述的系统，其中用于本地处理的所述保留目的地地址指定是在所述信息分组中的外部代理地址目的地指定。
17.如权利要求13所述的系统，其中所述外部代理基于在登记过程期间确立的方式，选择性地处理信息分组输送。
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