CN101742703A - 一种网络移动路由方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种网络移动路由方法、装置及系统，其中方法包括：移动路由器截获移动网络节点发往对端网络节点的会话消息，并将会话消息发送给家乡代理，家乡代理分别向移动路由器和对端路由器发送路由优化请求信令，移动路由器和对端路由器收到路由优化请求信令后发送路由优化应答信令，发送路由优化应答信令后移动路由器和对端路由器建立路由隧道，移动路由器直接将来自移动网络节点的会话消息经过路由隧道发送给对端路由器，再由对端路由器将会话消息发送给对端网络节点。该路由方法无需移动路由器修改数据消息，有效节省传输开销，同时由家乡代理发起路由优化，有效的提高了优化的安全性。

Description

一种网络移动路由方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种网络移动路由方法、装置及系统。

技术背景

越来越多的IP设备群呈现出整体移动的需求和态势，2002年10月，IETF成立网络移动性(NEMO：Network Mobility)工作组，致力于规范基于移动IP隧道原理的移动网络协议。移动网络(Mobile Network)指包括有移动路由器(移动路由器：Mobile Router)和其他节点或者子网在内的某个网络，作为一个整体统一进行移动，动态地改变其接入互联网的接入点。移动网络的业务需求可由Mobile IP技术解决，Mobile IP技术的基本原理是使移动网络节点在移动的过程中始终可以用初始的IP地址进行IP通信，从而保证IP网络层承载的上层应用保持移动中的不中断和可连接性。

移动IP的工作原理使这样的，当移动网络节点连接到它的家乡网络上时，它将采取与其它的固定节点一样的方式工作。若移动网络节点发现自己已经移动到外地网络上时，它将在收到的路由宣告信息的基础上通过有状态或者无状态的地址自动配置过程获得外地网络上的转交地址，这个转交地址实际上是外部代理自身的IP地址。此时移动网络节点同时拥有家乡地址和转交地址，移动网络节点将自己的这个转交地址通过“绑定更新”消息注册到家乡代理上，然后其家乡代理将截取到的数据包根据移动网络节点当前的转交地址，利用隧道机制转发给移动网络节点。而移动网络节点发给其他网络节点的消息也会先通过反向隧道发给家乡代理，再由家乡代理转发给其他网络节点。

为了降低网络移动性支持的复杂度，应该首先考虑对移动网络基本特性的支持。为了实现对移动网络的基本支持，移动路由器和其家乡代理(家乡代理)之间必须建立起一条双向的隧道。如图1所示，路由器12附着与网络实体，网络实体在下行接口上给移动路由器分配一个移动路由器转交地址，路由器12向家乡代理11注册移动网络前缀和转交地址的绑定关系，在路由器12和家乡代理11之间形成隧道80，路由器12所管辖节点的消息都将通过这条隧道传送到家乡代理11，由家乡代理11转发出去。而来自网络节点15的消息将被先送到家乡代理11，家乡代理11根据移动网络前缀与路由器12的转交地址的绑定关系把消息转发给路由器12。当附着于路由器12的网络节点13打算与网络节点15通讯时，从网络节点13发往网络节点15的数据包首先被路由器12截获，然后通过隧道80传递到家乡代理11，然后再由家乡代理11发送给网络节点15。

由此可知，从网络节点13到网络节点15的会话消息要由家乡代理11转发，而由网络节点15到路由器12的会话消息也要经家乡代理11转发，而且路由器12在截获从网络节点13到网络节点15的消息时需要对消息进行修改，这样会导致以下三个问题：1、增加了网络延时，尤其当网络节点13和网络节点15之间非常近而通过家乡代理11转发非常远时；2、通过家乡代理11转发导致整个网络流量变大了；3、家乡代理11和家乡链路负担加重。

发明内容

本发明提供一种网络移动路由方法、装置和系统，发明的主要目的是在移动路由器和对端路由器进行会话时不需要经过家乡代理转发，而是直接在移动路由器和对端路由器之间完成，同时要避免移动路由器或者对端路由器对截获的消息进行修改。

本发明提供一种网络移动路由方法，该方法包括以下步骤：

第一路由器接收来自第一网络节点的第一消息，所述第一消息中包含第二网络节点的子网前缀；

第一路由器根据所述第一消息向家乡代理发送第二消息，所述第二消息包括所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

家乡代理根据所述第二消息获取所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

家乡代理根据子网前缀和路由器的IP地址的对应关系获得所述第二网络节点的子网前缀对应的第二路由器的IP地址；

家乡代理将所述第二路由器的IP地址发送给所述第一路由器和将所述第一路由器的IP地址发送给所述第二路由器，以使所述第一路由器和所述第二路由器通过基于家乡代理发送的IP地址的隧道进行会话。

本发明同时提供一种家乡代理装置，该装置包括：

存储单元：用于存储子网前缀和路由器的IP地址的对应关系；

消息接收单元：接收来自第一路由器消息，所述来自第一路由器的消息包括所述第一路由器的IP地址和子网前缀；

消息处理单元：处理消息接收单元收到的来自第一路由器消息，获取所述第一路由器的IP地址和所述自第一路由器的消息中子网前缀，根据子网前缀和路由器的IP地址的对应关系获得所述自第一路由器的消息中子网前缀对应的第二路由器的IP地址；

消息发送单元：向所述第一路由器发送包括第二路由器IP地址的路由优化请求信令以及向所述第二路由器发送包括第一路由器IP地址的路由优化请求信令；

恢复单元，用于当所述隧道过期时，根据所述消息接收单元收到的所述第一路由器的IP地址恢复原有的双向隧道。

本发明提供一种路由装置，该装置包括：

第一接收单元，用于接收来自第一网络节点的第一消息，所述第一消息中包含第二网络节点的子网前缀；

第一发送单元，用于根据所述第一消息向家乡代理发送第二消息，所述第二消息包括所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

第二接收单元，用于接收所述家乡代理发送的第二路由器的IP地址；

会话单元，用于通过基于所述第二路由器的IP地址的隧道与所述第二路由器进行会话；

检测单元，用于检测所述会话是否结束以及检测隧道是否过期；

第二发送单元，用于当所述会话结束或者所述隧道过期时，向所述家乡代理发送包含非请求报告标示和第一路由器的IP地址的第三消息，请求恢复原有的双向隧道。

本发明还提供一种网络移动路由系统，该系统包括：

所述路由系统包括第一路由器、第二路由器和家乡代理，包括：

第一路由器接收来自第一网络节点的第一消息，根据所述第一消息向家乡代理发送第二消息，其中，所述第一消息中包含第二网络节点的子网前缀，所述第二消息中包括所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

所述家乡代理根据所述第二消息获取所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀，根据子网前缀和路由器的IP地址的对应关系获得所述第二网络节点的子网前缀对应的第二路由器的IP地址，将所述第二路由器的IP地址发送给所述第一路由器和将所述第一路由器的IP地址发送给所述第二路由器，以使所述第一路由器和所述第二路由器通过基于家乡代理发送的IP地址的隧道进行会话。

通过本发明所提供的网络移动路由方法，移动路由器在截获消息后直接将消息发送给家乡代理，由家乡代理发起路由优化，建立路由隧道，该隧道用于移动路由器和对端路由器之间直接进行会话。由于移动路由器和对端路由器都属于家乡代理管理，这样移动路由器和家乡代理之间、对端路由器和家乡代理之间是信任关系，因此由家乡代理发起而建立的路由隧道有利于提高安全性；同时移动路由器、对端路由器以及家乡代理无需改动原消息，因此有利于节省开销。

附图说明

图1为移动网络解决方案方框图；

图2为网络移动路由器方法流程图示意图；

图3为路由优化请求信令格式示意图；

图4为路由优化应答信令格式示意图；

图5为家乡代理装置示意图；

图6为网络移动路由系统方框图；

图7为路由装置示意图。

具体实施例

下面将结合附图对本发明所提供的方案进行详细而完整的描述。

本发明提供一种网络移动路由方法，如图2所示，其中路由器12和路由器14统一接受家乡代理11管理，由家乡代理11根据下属路由器之间的会话，触发并控制下属路由器执行本地路由优化，在本实施例中下属路由器包括路由器12和路由器14，其中路由器12具备移动性。因为家乡代理11同附着于它的每个路由器都存在着相互信任关系并对它们之间的传输消息提供安全保护，所以由家乡代理11作为集中控制点，通过隧道接收下属路由器当前的会话。当网络节点13同网络节点15之间的会话由路由器12截获并发送给家乡代理11时，家乡代理11进行绑定缓存条目BCE(Binding Cache Entry)查询，获取路由器14的IP地址，其中绑定缓存条目内容包括：移动节点的归属地址、移动节点的转交地址、条目生存时间以及绑定缓存条目最近的使用信息等。家乡代理11发现该会话的两端(路由器12和路由器14)同在自己的管理域内，则通知路由器12和路由器14进行本地路由优化，具体流程如下：

步骤201、202：路由器12截获从网络节点13发往网络节点15的消息后，在该消息中添加路由器12的IP地址并将该消息发送给家乡代理11。家乡代理11收到路由器12的消息后，通过解析该消息，获取路由器12的IP地址和网络节点15的子网前缀，并根据对端网络节点的子网前缀查询绑定缓存条目获取路由器14的IP地址。

家乡代理11根据路由器12的转交地址向路由器12发送路由优化请求信令RORQ(Route Optimization Request)，该RORQ包括网络节点13的子网前缀、路由器14的IP地址以及相应的安全密匙信息；家乡代理11根据路由器14的IP地址向路由器14发送RORQ，该RORQ包括网络节点15的子网前缀、路由器12的IP地址以及相应的安全密匙信息。

RORQ格式如图3所示，如果RORQ中A的值置1则要求路由器12和路由器14必须回答该信令；如果RORQ中C的值置1，则要求路由器12和路由器14终止当前本地优化。RORQ中的Mobility options包含地址选项，其中，家乡代理11发送给路由器12的RORQ中的地址选项包含网络结点13的子网前缀、路由器12的IP地址以及路由器14的IP地址；家乡代理11发送给路由器14的RORQ中的地址选项包含网络结点15的子网前缀、路由器12的IP地址以及路由器14的IP地址。

步骤203、204：路由器12和路由器14收到来自家乡代理11的RORQ后，分别向家乡代理11回应路由优化应答信令RORP(Route Optimization Response)，该信令带有状态信息选项，其中路由器12发送给所述家乡代理11的状态信息选项包括路由器12是否接受路由优化请求信令中的请求；路由器14发送给家乡代理11的状态信息选项包括路由器14是否接受所述路由优化请求信令中的请求。RORP格式如图4所示，其中Status的值置1时表示接受家乡代理11的路由优化请求信令，U为1表示为非请求的报告。

经过以上步骤，路由器12和路由器14之间的会话都将直接通过建立的路由隧道进行传递。

当路由器12收到从网络节点13发往网络节点15的会话消息后，对该消息进行封装，通过对路由优化请求信令消息的解析获取路由器14的IP地址，根据这个IP地址路由器12将封装后的会话消息发送给路由器14，路由器14收到封装后的会话消息后对这个消息进行解封，并解析会话消息，将会话消息发送给网络节点15；同理，路由器14在收到从网络节点15发往网络节点13的会话消息后，根据路由优化请求信令中的路由器12的IP地址，将这个会话消息进行封装通过隧道发送给路由器12，路由器12收到封装后的会话消息后对消息进行解封，解析会话消息并将会话消息发送给网络节点13。

当路由器12检测到路由器12和路由器14之间的会话结束后或者路由优化隧道过期时，路由器12主动发送路由优化应答信令，该路由优化应答信令中的U置1表示为非请求的报告，其中的Mobility Options包含路由器12的IP地址，家乡代理11收到路由优化应答信令后，判断该路由优化应答信令为非请求的报告后，分析该路由优化应答信令并提取路由器12的IP地址，家乡代理11根据这个IP地址恢复家乡代理11和路由器12之间的原有的双向隧道。

本发明同时提供一种家乡代理装置，如图5所示，该装置包括消息发送单元10、消息接收单元20、消息处理单元30、注册单元40以及存储单元50。其中，注册单元40用于移动路由器和对端路由器进行IP地址的注册，并将移动路由器的IP地址和移动路由器的网络前缀、以及对端路由器的IP地址和对端路由器的网络前缀的对应关系保存在存储单元40中。当消息接收单元20收到来自移动路由器的消息后，消息处理单元30对收到的消息进行解析，获取移动路由器的IP地址，同时查询存储单元50中对端路由器的IP地址，通过这两个IP地址，消息发送单元10向移动路由器和对端路由器发送路由优化请求信令。路由优化信令包括会话双方节点的子网前缀选项、会话双方路由器的地址选项、以及相应的安全密钥信息。

当消息接收单元20收到来自对端路由器的消息后，消息处理单元30对该消息进行解析获取对端路由器的IP地址，同时查询存储单元50中的移动路由器的IP地址，通过这两个IP地址，消息发送单元10向移动路由器和对端路由器发送路由优化请求信令。路由优化信令包括会话双方节点的子网前缀选项、会话双方路由器的地址选项、以及相应的安全密钥信息。

当会话双方路由器接收到家乡代理装置发送的路由优化请求信令后发送路由优化应答信令给家乡代理装置，其中路由优化应答信令包括会话双方路由器是否接受路由优化请求标识。会话双方发送的路由优化应答信令由家乡代理装置的消息接收单元20接收，当消息接收单元20接收到会话双方路由器的路由优化应答信令后，会话双方路由器将建立路由隧道，该路由隧道用于会话双方路由器之间直接传输消息。

当消息接收单元20收到包含非请求的报告的标识和路由器IP地址的消息时，消息处理单元10根据这个消息中的路由器的IP地址恢复原有的和这个路由器之间的双向隧道。

本发明还提供一种网络移动路由器系统，如图6所示，该路由系统包括家乡代理11、路由器12、路由器14、网络节点13以及网络节点15，其中路由器12和路由器14接受家乡代理11的管理，网络节点13连接路由器12，网络节点15连接路由器14。从网络节点13发往网络节点15的会话消息先被路由器12截获，路由器12在该消息中添加路由器12的IP地址，再由路由器12转发给家乡代理11；从网络节点15发往网络节点13的会话消息先被路由器14截获，再由路由器14转发给家乡代理11。家乡代理11收到会话消息后，分别向路由器12和路由器14发送路由优化请求信令，请求建立路由隧道，该路由优化请求信令包括会话双方节点的子网前缀选项、会话双方路由器的地址选项、以及相应的安全密钥信息。

路由器12和路由器14收到路由优化请求信令后发送路由优化应答信令给家乡代理11，其中路由优化应答信令包括路由器12或者路由器14是否接受建立路由优化请求标识。

家乡代理11收到路由器12和路由器14的路由优化应答信令后，路由器12和路由器14就建立路由隧道，该隧道用于路由器12和路由器14之间直接传递会话消息，当路由器12收到从网络节点13发往网络节点15的会话消息后，对该消息进行封装，通过对路由优化请求信令消息的解析获取路由器14的IP地址，根据这个IP地址将封装后的会话消息发送给路由器14，路由器14收到封装后的会话消息后对这个消息进行解封，并解析会话消息，将会话消息发送给网络节点15；同理，路由器14在收到从网络节点15发往网络节点13的会话消息后，根据路由优化请求信令中的路由器12的IP地址，将这个会话消息进行封装通过隧道发送给路由器12，路由器12收到封装后的会话消息后对消息进行解封，根据解析会话消息将会话消息发送给网络节点13。

当路由器12和路由器14之前的会话结束或者建立的隧道过期后，路由器12或者路由器14可以主动向家乡代理11发送路由优化应答信令，请求恢复原有的双向通道，该请求为非请求的报告。家乡代理11根据该路由优化应答信令中的路由器的IP地址恢复原有和路由器12或者路由器14之间的双向通道。

本发明还提供一种路由装置，如图7所示，该路由装置包括：第一接收单元70、第二接收单元71、第一发送单元72、会话单元73、检测单元74以及第二发送单元75。其中，第一接收单元70用于接收移动网络节点的会话消息，该消息包括对端网络节点的子网前缀，移动网络节点想和对端网络节点进行会话。第一接收单元70收到这个消息后，对这个消息进行封装，添加路由装置的IP地址，形成带有路由装置IP地址的消息，第一发送单元72将这个消息发送给家乡代理。

第二接收单元71用于接收家乡代理的消息，该消息中包含对端路由器的IP地址。

在获取对端路由器的IP地址后，会话单元73根据这个IP地址和对端路由器建立隧道，开始会话。

当检测单元74检测会话结束或者隧道过期后，第二发送单元75主动向家乡代理发送路由优化应答信令，请求恢复原有的和家乡代理之间的双向隧道，将该路由优化应答信令中的U置1，表示该路由优化应答信令为非请求的报告，同时在该路由优化应答信令中包含路由器的IP地址。

在以上路由装置中，第一发送单元72和第二发送单元75可以是一个单元，也可以是分开的两个单元；第一接收单元70和第二接收单元71可以是一个单元，也可以是两个不同的单元。

由上面的实施例可以看出，本发明使得在进行会话过程中不需要经过家乡代理转发而直接在移动网络节点和对端网络节点之间进行，同时使得移动路由器和对端路由器在截获消息时不需要对消息进行修改，由家乡代理查询对端网络节点地址比移动路由器探知对端网络节点地址更合理更容易实现。同时无需移动路由器修改数据消息，也不需要添加目的选项扩展头，从而减少移动路由器开销。而且家乡代理作为可信任实体，向移动路由器、对端路由器发送建立路由优化隧道的信令，消除了该技术中存在的安全隐患。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种网络移动路由方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一路由器接收来自第一网络节点的第一消息，所述第一消息中包含第二网络节点的子网前缀；

第一路由器根据所述第一消息向家乡代理发送第二消息，所述第二消息包括所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

家乡代理根据所述第二消息获取所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

家乡代理根据子网前缀和路由器的IP地址的对应关系获得所述第二网络节点的子网前缀对应的第二路由器的IP地址；

家乡代理将所述第二路由器的IP地址发送给所述第一路由器和将所述第一路由器的IP地址发送给所述第二路由器，以使所述第一路由器和所述第二路由器基于家乡代理发送的IP地址的隧道进行会话。

2.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，所述家乡代理将所述第二路由器的IP地址发送给所述第一路由器具体包括：所述家乡代理将包含所述第二路由器的IP地址的第一路由优化请求信令发送给所述第一路由器；

所述家乡代理将所述第一路由器的IP地址发送给所述第二路由器具体包括：所述家乡代理将包含所述第一路由器的IP地址的第二路由优化请求信令发送给所述第二路由器。

3.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，所述第一消息中还包括第一网络节点的子网前缀，所述第二消息中还包括第一网络节点的子网前缀，所述第一路由优化请求信令中还包括第一网络节点的子网前缀，所述第二路由优化请求信令中还包括第二网络节点的子网前缀。

4.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，所述网络移动路由方法进一步包括：所述第一路由器收到所述第一路由优化请求信令后，向所述家乡代理发送包含第一路由器状态信息选项的路由优化应答信令；所述第二路由器收到所述第二路由优化请求信令后，向所述家乡代理发送包含第二路由器状态信息选项的路由优化应答信令。

5.根据权利要求1至4任一项所述的路由方法，其特征在于，所述方法1还包括：当所述第一路由器和所述第二路由器之间的会话结束或者所述第一路由器和所述第二路由器之间的隧道过期时，所述第一路由器向所述家乡代理发送包含非请求报告标识的路由优化应答信令，所述家乡代理根据所述路由优化应答信令中的所述第一路由器的IP地址恢复所述家乡代理和所述第一路由器之间的双向隧道。

6.一种家乡代理装置，其特征在于，包括：

存储单元：用于存储子网前缀和路由器的IP地址的对应关系；

消息接收单元：接收来自第一路由器消息，所述来自第一路由器的消息包括所述第一路由器的IP地址和子网前缀；

消息处理单元：处理消息接收单元收到的来自第一路由器消息，获取所述第一路由器的IP地址和所述自第一路由器的消息中子网前缀，根据子网前缀和路由器的IP地址的对应关系获得所述自第一路由器的消息中子网前缀对应的第二路由器的IP地址；

消息发送单元：向所述第一路由器发送包括第二路由器IP地址的路由优化请求信令以及向所述第二路由器发送包括第一路由器IP地址的路由优化请求信令。

7.根据权利要求6所述的家乡代理装置，其特征在于，所述家乡代理装置还包括：

恢复单元，用于根据所述消息接收单元收到的所述第一路由器的IP地址恢复和所述第一路由器之间的双向隧道。

8.一种路由装置，其特征在于，包括：

第一接收单元，用于接收来自第一网络节点的第一消息，所述第一消息中包含第二网络节点的子网前缀；

第一发送单元，用于根据所述第一消息向家乡代理发送第二消息，所述第二消息包括所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

第二接收单元，用于接收所述家乡代理发送的第二路由器的IP地址；

会话单元，用于通过基于所述第二路由器的IP地址的隧道与所述第二路由器进行会话。

9.根据权利要求8所述的路由装置，其特征在于，所述路由装置还包括：

检测单元，用于检测所述第一路由器和所述第二路由器之间会话是否结束以及检测所述第一路由器和所述第二路由器之间的隧道是否过期；

第二发送单元，用于当所述第一路由器和所述第二路由器之间的会话结束或者所述第一路由器和所述第二路由器之间的隧道过期时，向所述家乡代理发送包含非请求报告标示和第一路由器的IP地址的第三消息，请求恢复双向隧道。

10.一种路由系统，其特征在于，所述路由系统包括第一路由器、第二路由器和家乡代理，包括：

第一路由器接收来自第一网络节点的第一消息，根据所述第一消息向家乡代理发送第二消息，其中，所述第一消息中包含第二网络节点的子网前缀，所述第二消息中包括所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀；

所述家乡代理根据所述第二消息获取所述第一路由器的IP地址和所述第二网络节点的子网前缀，根据子网前缀和路由器的IP地址的对应关系获得所述第二网络节点的子网前缀对应的第二路由器的IP地址，将所述第二路由器的IP地址发送给所述第一路由器和将所述第一路由器的IP地址发送给所述第二路由器，以使所述第一路由器和所述第二路由器通过基于家乡代理发送的IP地址的隧道进行会话。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

当所述第一路由器检测到所述第一路由器和所述第二路由器之间的会话结束或者所述第一路由器和所述第二路由器之间的隧道过期时，所述第一路由器向所述家乡代理发送包含非请求报告标识以及第一路由器IP地址的第三消息，请求恢复所述第一路由器和所述家乡代理之间的双向隧道，所述家乡代理根据所述第三消息中的所述第一路由器的IP地址恢复与所述第一路由器之间的双向隧道。

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