CN101754173A - 分配家乡地址、利用该家乡地址传输报文的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分配家乡地址的方法，所述方法包括：移动接入网关MAG向第一本地移动锚点LMA发起代理绑定注册请求，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识；在所述第一LMA确定作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，所述第一LMA为所述移动节点分配家乡地址。通过本发明，使移动节点自身不参与动态家乡地址分配过程的信令交互，因此能够将动态家乡代理分配服务应用于IPv4协议中。本发明还公开了一种分配家乡地址的系统、传输报文的方法和系统。

Description

分配家乡地址、利用该家乡地址传输报文的方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种分配家乡地址、利用分配的家乡地址传输报文的方法和系统。

背景技术

代理移动IP技术允许移动节点在网络内移动时使用“永久”的家乡地址，也就是说，当移动节点在网络间漫游，从一个子网切换到另一个子网时，始终使用同一个被称为“家乡地址”的IP地址。因此，无论是保持活动的TCP的连接，或是UDP端口绑定，都可以在移动节点的移动过程中始终使用相同的IP地址，而不需要考虑底层的实现，即使底层的物理连接发生了改变，上层的应用程序也不会受到影响，代理移动IP技术使移动节点只需要支持普通的IP协议即可实现在网络中自由移动而不中断通信业务。

IETF定义了移动IPv4协议中的动态家乡代理分配协议和规范，其动态家乡代理分配的基本流程是：移动节点(MN)向当前的家乡代理(Home Agent，HA)发起注册请求报文，如果报文中将家乡代理的地址域设置为全0或全1，则表示要求进行动态家乡代理分配。当前的家乡代理接到这样的报文后可以接受注册，表示同意继续作为该移动节点的家乡代理，也可以向移动节点推荐另一个HA作为其家乡代理。

如果移动节点接受了另一个HA作为家乡代理，此时，MN的家乡地址和家乡代理都发生了变化，为了对上层应用程序屏蔽家乡地址的变化，现有技术提出了两种解决方案：

第一种方案是：动态域名解析(DDNS)。

动态域名解析过程就是动态域名解析系统将用户的动态IP地址映射到一个固定的域名解析服务上，实现固定域名与动态IP地址之间的解析。由于MN是通过NAI扩展中的FQDN来唯一标识自己，因此需要在MN安装上客户端程序，还要为MN提供服务的DNS服务器上安装服务器端程序，允许动态更新DNS。当MN的家乡地址发生改变的时候，由客户端程序自动向服务器动态更新的通知，这样就可以对外来屏蔽由于动态分配家乡地址来引起的MN的IP地址的改变，并且可以使通信节点通过MN的新的家乡代理与MN建立新的连接。

第二种方案是：当MN的家乡地址发生了改变，就向旧的家乡代理发送更新请求消息，在该更新请求消息中，家乡代理地址域和家乡地址域填写的仍然是旧的家乡代理地址和旧的家乡地址，但转交地址域填写MN新的家乡代理的地址。当注册成功后，旧的家乡代理会把新的家乡代理地址看作是MN的新的转交地址，旧的家乡代理截获的所有发送给MN的数据都重定向到的新的家乡代理地址。

在上述移动IPv4的动态家乡代理分配协议中，移动节点要参与信令交互流程，由于在代理移动IP中，移动节点自身不参与移动性相关的信令交互，因此，上述方案不适用于代理移动IPv4协议。在对上层应用程序屏蔽家乡地址变化的方案中，对于动态域名解析方案，需要在MN上额外安装客户端程序，同时本方案也不适用于针对IP地址而不是域名访问的MN；在第二种屏蔽家乡地址的方案中，更新请求消息是由MN发出的，不适用于代理移动IPv4协议，而且，发往MN的数据的内层IP包的目的地址仍是MN的旧的家乡地址，MN接到这些数据后不能识别该地址，因此数据很可能被丢弃。

发明内容

本发明实施例提供一种分配家乡地址的方法和系统，在分配家乡地址时不需要移动节点参与信令交互，能够将动态家乡代理分配服务应用于IPv4协议中。

本发明实施例还提供一种传输报文的方法和系统，屏蔽移动节点的新旧家乡地址，使家乡地址变换后通信过程不中断。

一种分配家乡地址的方法，所述方法包括：

移动接入网关MAG向第一本地移动锚点LMA发起代理绑定注册请求，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识；

在所述第一LMA确定作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，所述第一LMA为所述移动节点分配家乡地址。

一种传输报文的方法，所述方法包括：

确定分配的家乡地址；

在所述第一LMA接收到发往所述移动节点的报文时，将报文中的目的地址替换为所述分配的家乡地址；

所述第一LMA发送替换后的报文。

一种分配家乡地址的系统，所述系统包括：

移动接入网关MAG，用于发起代理绑定注册请求，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识；

第一本地移动锚点LMA，用于接收所述代理绑定注册请求，并在确定作为所述移动节点标识对应移动节点的家乡代理时，为所述移动节点分配家乡地址。

一种传输报文的系统，所述系统包括：

所述第一LMA，用于确定分配的家乡地址，在接收到发往所述移动节点的报文时，将报文中的目的地址替换为所述分配的家乡地址，并发送替换后的报文。

本发明实施例由移动节点接入的MAG代替移动节点向LMA发起代理绑定注册请求，移动节点自身不参与动态家乡地址分配过程的信令交互，因此能够将动态家乡代理分配服务应用于IPv4协议中。同时，并发明在原来的家乡代理中记录新分配的家乡地址，使得在报文发送过程中，原来的家乡代理能够将报文中的目的地址修改为新的家乡地址，使报文能够正确发送到当前新的家乡代理处，让家乡地址的修改对通信业务没有影响。

附图说明

图1为本发明实施例一中分配家乡地址的信令示意图；

图2为本发明实施例二中分配家乡地址的优化方法信令流程图；

图3为本发明实施例三中分配家乡地址的优化方法信令流程图；

图4为本发明实施例四中传输报文的方法流程图；

图5为本发明实施例五分配家乡地址的系统结构示意图。

具体实施方式

为实现本发明目的，由移动节点接入的移动接入网关(MAG)代替移动节点向本地移动锚点(LMA)发起代理绑定注册请求，由于移动节点自身不参与动态家乡地址分配过程的信令交互，因此，本发明方案可以应用在代理移动IPv4协议中。

在本发明各实施例中涉及的LMA是能够作为移动节点的家乡代理的实体，家乡地址是家乡代理为移动节点分配的IP地址。

下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例一中分配家乡地址的信令示意图，该方法包括以下步骤：

步骤101：移动节点向MAG发起请求，接入MAG。

移动节点接入网络后，向MAG发送动态主机配置协议的发现(DHCPDiscover)报文，接入该MAG。

MAG接收到DHCP Discover报文后，即检测到该移动节点接入MAG，并同时获知该移动节点的相关信息，例如，移动节点向MAG上报自身的标识，MAG根据所述标识确定为移动节点提供服务的归属位置寄存器(HLR)等设备，从而获得该移动节点的相关信息。

步骤102：MAG为所述移动节点向LMA1发起代理绑定注册请求(PBU)，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识。

根据代理移动IP(PMIP)协议，在策略服务器的策略文件中存储了移动节点和LMA的代理关系，LMA是对应的移动节点的家乡代理。由于在步骤101中，MAG在移动节点接入时已获知了移动节点的相关信息，因此，在MAG认为需要为该移动节点启用动态家乡代理分配服务时，从策略服务器中的策略文件上获知接入的移动节点对应的LMA地址。在本实施例中，假设移动节点的家乡代理为LMA1，因此，MAG为所述移动节点向LMA1发起代理绑定注册请求。

在本实施例一中，MAG发起的PBU报文中，家乡地址域设置为特殊值(如设置为全0)，用于表示请求进行动态家乡代理分配。

步骤103：在LMA1确定继续作为移动节点的家乡代理时，为所述移动节点分配家乡地址。

在LMA1接受注册并同意继续作为所述移动节点的家乡代理时，LMA1在本地建立与所述移动节点的绑定。

步骤104：LMA1向MAG返回携带了分配的家乡地址的绑定注册回复(PBA)。

此时，LMA1与MAG之间建立双向隧道用于传输数据。

步骤105：MAG将所述家乡地址返回给移动节点。

MAG接收到绑定注册回复后，向移动节点发送动态主机配置协议的提供(DHCP Offer)报文，该报文中包含所述家乡地址。

步骤106：如果移动节点同意使用接收到的家乡地址，则向MAG发送动态主机配置协议的请求(DHCP Request)报文。

步骤107：MAG向移动节点返回动态主机配置协议的响应(DHCP ACK)报文。

通过本发明实施例一的方法，在为移动节点动态分配家乡地址和家乡代理时，移动节点本身并不参与信令的交互，而是由MAG和LMA1完成为移动节点分配家乡地址的操作，因此，实施例一的对家乡地址的处理方法可以应用于IPv4协议。

在实施例一的基础上，进一步考虑到LMA1可能会拒绝成为移动节点的家乡代理的情况，本发明实施例二提出了一种对分配家乡地址的优化方法，其信令流程如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201：移动节点接入MAG。

步骤202：MAG为所述移动节点向LMA1发起代理绑定注册请求(PBU)。

步骤203：在LMA1确定不作为移动节点的家乡代理时，向所述MAG返回绑定注册回复(PBA)，该PBA中携带第二LMA的地址。

在本实施例二中，LMA1拒绝注册，不愿意继续作为所述移动节点的家乡代理时，LMA1向MAG推荐LMA2作为移动节点的家乡代理，即将移动节点重定向至LMA2。

实施例二中LMA1向MAG返回的PBA与实施例一中的PBA中携带的参数不同。实施例二中的PBA的错误代码域中设置一个在动态家乡代理分配服务中出现的特定值，用于表示PBA报文是拒绝注册报文，并且拒绝的原因是要为移动节点重定向，该PBA报文中的LMA地址域设置为LMA1的地址，表示该PBA报文是LMA1发出，该PBA报文中有一个扩展选项：重定向LMA范围(Redirected LMA Extension)，其中设置了LMA1推荐的LMA2的地址。

步骤204：MAG向LMA2发起代理绑定注册请求(PBU)。

步骤205：LMA2确定作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，为所述移动节点分配家乡地址。

在本实施例中，LMA1向MAG推荐的LMA2可以作为所述移动节点的家乡代理，也可以不作为所述移动节点的家乡代理。如果，推荐的LMA2同意作为所述移动节点家乡代理，则LMA2为所述移动节点分配家乡地址；如果，LMA2不作为移动节点的家乡代理，则在接收到MAG发起的代理绑定注册请求后，可以再次向MAG推荐LMA3(返回LMA3的地址)，以此循环，直至MAG找到能够作为所述移动节点家乡代理的LMA。

LMA2在本地建立与所述移动节点的绑定。

步骤206：LMA2向MAG返回携带了分配的家乡地址的绑定注册回复(PBA)。

此时，建立LMA2与MAG之间的双向隧道。

步骤207：MAG将LMA2分配的所述家乡地址返回给移动节点。

步骤208：移动节点同意使用接收到的家乡地址，向MAG发送DHCPRequest报文。

步骤209：MAG向移动节点返回DHCPACK报文。

通过本发明实施例二提供的方法，可以通过重定向技术为移动节点提供动态家乡代理分配服务。

在为移动节点提供动态家乡代理分配服务时，考虑到MAG可能希望某特定LMA能够作为其家乡代理，因此，本发明实施例三提出了另一种分配家乡地址的优化方法，其信令流程如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤301：移动节点接入MAG。

步骤302：MAG为所述移动节点向LMA1发起代理绑定注册请求(PBU)，该请求中包含MAG优选的LMA3的地址。

在本实施例中，在PBU中有扩展选项：请求的LMA范围(Request LMAExtension)，其中设置了LMA3的地址。

步骤303：LMA1指示MAG向LMA3发起代理绑定注册请求PBU。

在步骤302与步骤303之间，LMA1根据接收到的LMA3的地址判断自身是否是MAG优选的LMA，如果是，则相当于执行实施例一中步骤103；否则，执行本实施例步骤304。

步骤304：MAG向LMA3发起代理绑定注册请求(PBU)。

步骤305：LMA3为所述移动节点分配家乡地址。

步骤306：LMA3向MAG返回携带了分配的家乡地址的绑定注册回复(PBA)。

步骤307：MAG将LMA3分配的所述家乡地址返回给移动节点。

步骤308：移动节点同意使用接收到的家乡地址，向MAG发送DHCPRequest报文。

步骤309：MAG向移动节点返回DHCPACK报文。

实施例二和实施例三中涉及了两个扩展选项：Redirected LMA Extension和Request LMA Extension，这两个扩展选项合成动态家乡代理扩展，其格式如表1所示。

 0                     1                     2         3

  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|     Type       |   Subtype      |            Length               |

  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|                            LMA-Address                            |

 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

表1

其中：Type域标识扩展类型为动态家乡代理扩展；Subtype域表示该扩展是Redirected LMA Extension还是Request LMA Extension；Length域表示扩展的长度；LMA-Address域表示LMA的地址，如果该扩展是Redirected LMAExtension，LMA-Address域为LMA2的地址，如果该扩展是Request LMAExtension，LMA-Address域为LMA3的地址。

另外，在实施例一的步骤102中，MAG从策略服务器的策略文件中确定移动节点的家乡代理为LMA1，经过实施例二和实施例三对LMA的重定向后，移动节点有了新的LMA，则MAG应该通知策略服务器对策略文件中移动节点与LMA的对应关系进行更新。

通过实施例一、二和三的方案，实现了在IPv4协议中的动态家乡代理分配服务，随着移动节点的家乡代理和家乡地址的变换，如果与移动节点通信的对端通信节点只记录了移动节点原有的家乡地址，而该对端通信节点尝试用原有的家乡地址于移动节点建立连接将不会成功，因此，本发明实施例四在实施例一、二、三的基础上，提出一种传输报文的方法，以屏蔽由于家乡地址变换对通信过程的影响。如图4所示，为实施例四的流程示意图，该方法的步骤如下：

步骤401：LMA1接收发往移动节点的报文。

由于接收到的报文是由对端通信节点发送，而对端通信节点只知道移动节点原有的家乡地址，因此，接收到的报文的IP包头中目的地址仍然是原有的家乡地址。

步骤402：LMA1将报文中的目的地址替换为分配的家乡地址。

本步骤中的家乡地址是MAG通过发送的地址屏蔽请求携带的，MAG发送地址屏蔽请求的步骤可以在实施例一的步骤103之后且步骤104之前执行，可以在实施例二步骤206至步骤207之间执行，也可以在实施例三步骤306至步骤307之间执行。

地址屏蔽请求仍然可以用PBU表示，在PBU的家乡地址域中填写新分配的家乡地址，进一步地，可以在地址屏蔽请求中的转交地址域中填写分配新的家乡地址的LMA的地址，如LMA2或LMA3的地址。

步骤403：所述第一LMA根据地址屏蔽请求中的转交地址，将替换后的报文转发给转交地址对应的LMA。

在实施例四中，LMA1接收到MAG发送的地址屏蔽请求后，将移动节点原来的家乡地址和分配的新的家乡地址关联起来。对端通信节点利用原来的家乡地址与移动节点进行通信时，传输的报文到达LMA1后，LMA1替换报文中的IP头，将报文中的目的地址替换为新的家乡地址，然后，根据地址屏蔽请求中的转交地址，将替换了目的地址的报文发送给相应的LMA，实现了对移动节点家乡地址的屏蔽。

与本发明实施例一、二、三属于同一发明构思下地，本发明实施例五还提供一种分配家乡地址的系统，如图5所示，所述系统包括：移动节点11、MAG12、第一LMA 13，其中：MAG 12用于为接入的移动节点11发起代理绑定注册请求，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识；第一LMA 13用于接收所述代理绑定注册请求，并在确定作为所述移动节点11的家乡代理时，为所述移动节点11分配家乡地址。

所述MAG 12进一步用于用于根据移动节点与LMA的代理关系，确定所述移动节点标识对应的移动节点11的家乡代理，将确定的所述家乡代理作为第一LMA13。

所述系统还包括第二LMA 14，用于在所述第一LMA 13不作为所述移动节点标识对应的移动节点11的家乡代理时，为代理绑定注册请求中包含的移动节点标识对应的移动节点11分配家乡地址；所述MAG 12进一步用于利用所述第二LMA 14的地址，向所述第二LMA 14发起代理绑定注册请求。

所述MAG 12进一步用于在发送的注册绑定请求中携带优选的LMA的地址；所述第一LMA 13进一步用于根据接收到的优选的LMA的地址，判断自身是否是所述优选的LMA，在判断自身不是所述优选的LMA时，指示所述MAG 12向优选的LMA发起代理绑定注册请求；所述MAG 12进一步用于向优选的LMA发起代理绑定注册请求后，接收优选的LMA为接入的所述移动节点分配的家乡地址。

与本发明实施例四属于同一发明构思下地，本发明实施例六还提供一种传输报文的系统，该传输系统包括第一LMA与MAG，本实施例四中的第一LMA与实施例三中的第一LMA可以是同一设备，本实施例中的MAG与实施例三中的MAG可以是同一设备。

传输报文的系统中的第一LMA，用于确定分配的家乡地址，在接收到发往所述移动节点的报文时，将报文中的目的地址替换为所述分配的家乡地址，并发送替换后的报文。系统中的MAG，用于在家乡地址不是第一LMA分配时，向所述第一LMA发送其他LMA为所述移动节点分配的家乡地址，进一步地，MAG还向所述第一LMA发送为所述移动节点分配的家乡地址的其他LMA的地址；则所述第一LMA，进一步用于根据接收到的其他LMA的地址，将替换后的报文转发给所述其他LMA的地址对应的LMA。

通过本发明实施例提供的方法和系统，将动态家乡代理分配服务应用于IPv4协议中，并且，本发明屏蔽家乡地址的方法不需要移动节点增加新的客户端，也不需要移动节点参与信令交互，因此，屏蔽家乡地址的方法可以应用于IPv4协议，由于本发明屏蔽家乡地址的方案中在移动节点的原家乡代理中保存了原家乡地址和分配的新的家乡地址的关系，因此，由原家乡代理将报文中的目的地址修改为分配的新的家乡地址，保证了报文安全可靠的传输。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种分配家乡地址的方法，其特征在于，所述方法包括：

移动接入网关MAG向第一本地移动锚点LMA发起代理绑定注册请求，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识；

所述第一LMA确定作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，为所述移动节点分配家乡地址。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAG发起代理绑定注册请求之前，所述方法还包括：

所述MAG根据移动节点与LMA的代理关系，确定所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理，将确定的所述家乡代理作为第一LMA。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，MAG向第一LMA发起代理绑定注册请求之后，所述方法还包括：

所述第一LMA确定不作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，所述第一LMA向所述MAG返回第二LMA的地址；

所述MAG利用所述第二LMA的地址，向所述第二LMA发起代理绑定注册请求；

所述第二LMA确定作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，为代理绑定注册请求中包含的移动节点标识对应的移动节点分配家乡地址。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注册绑定请求中包含MAG优选的LMA的地址；

所述第一LMA确定作为所述移动节点的家乡代理是指：第一LMA根据接收到的优选的LMA的地址确定自身是MAG优选的LMA。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

第一LMA根据接收到的优选的LMA的地址，判断自身不是MAG优选的LMA时，第一LMA指示所述MAG向优选的LMA发起代理绑定注册请求，在所述MAG向优选的LMA发起代理绑定注册请求后，优选的LMA为接入的所述移动节点分配家乡地址。

6.一种利用权利要求1分配的家乡地址传输报文的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定分配的家乡地址；

在所述第一LMA接收到发往所述移动节点的报文时，将报文中的目的地址替换为所述分配的家乡地址；

所述第一LMA发送替换后的报文。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，确定分配的家乡地址，包括：

在家乡地址不是第一LMA分配时，所述第一LMA将来自MAG的家乡地址作为所述分配的家乡地址，其中，来自MAG的家乡地址为其他LMA为所述移动节点分配的家乡地址。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一LMA根据收到的其他LMA的地址，将替换后的报文转发给相应的LMA，所述相应的LMA是为所述移动节点分配的家乡地址的LMA。

9.一种分配家乡地址的系统，其特征在于，所述系统包括：

移动接入网关MAG，用于发起代理绑定注册请求，所述代理绑定注册请求中包含移动节点标识；

第一本地移动锚点LMA，用于接收所述代理绑定注册请求，并在确定作为所述移动节点标识对应移动节点的家乡代理时，为所述移动节点分配家乡地址。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述MAG，进一步用于根据移动节点与LMA的代理关系，确定所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理，将确定的所述家乡代理作为第一LMA。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二LMA，用于在所述第一LMA不作为所述移动节点标识对应的移动节点的家乡代理时，为代理绑定注册请求中包含的移动节点标识对应的移动节点分配家乡地址；

所述MAG，进一步用于利用所述第二LMA的地址，向所述第二LMA发起代理绑定注册请求。

12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述MAG，进一步用于在发送的注册绑定请求中携带优选的LMA的地址；

所述第一LMA，进一步用于根据接收到的优选的LMA的地址，判断自身是否是所述优选的LMA，在判断自身不是所述优选的LMA时，指示所述MAG向优选的LMA发起代理绑定注册请求；

所述MAG，进一步用于向优选的LMA发起代理绑定注册请求后，接收优选的LMA为接入的所述移动节点分配的家乡地址。

13.一种利用权利要求9分配的家乡地址传输报文的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一LMA，用于确定分配的家乡地址，在接收到发往所述移动节点的报文时，将报文中的目的地址替换为所述分配的家乡地址，并发送替换后的报文。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

MAG，用于在家乡地址不是第一LMA分配时，向所述第一LMA发送其他LMA为所述移动节点分配的家乡地址。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，

所述MAG，进一步用于向所述第一LMA发送为所述移动节点分配的家乡地址的其他LMA的地址；

所述第一LMA，进一步用于根据接收到的其他LMA的地址，将替换后的报文转发给所述其他LMA的地址对应的LMA。

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