CN101803425B - 控制移动节点的代理绑定的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于控制网络中支持基于网络的移动性管理的移动节点的代理绑定的方法，其中，移动节点包括用于经由接入路由器附着至网络的至少一个网络接口，其中，通过绑定请求来发起针对网络接口的移动节点的绑定，其中，将针对新网络接口的移动节点的绑定限定为初步绑定，所述初步绑定不用于下行链路数据传输，并且在已经配置所述移动节点的新网络接口之后，激活所述移动节点的初步绑定。

Description

控制移动节点的代理绑定的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制网络中支持基于网络的移动性管理的移动节点的代理绑定的方法，其中，移动节点包括用于经由接入路由器附着至网络的至少一个网络接口，其中，针对网络接口的移动节点的绑定由绑定请求发起。
背景技术
关于网络中移动节点的移动性和可达性，一般而言，当前两个不同的解决方案是可用的。首先，存在支持移动性管理协议并因此自主执行它们的移动性管理的移动节点。例如，在采用移动IPv6的环境中，这些移动节点独立地向在网络中实现的本地移动锚点通知其当前所处的网络小区、以及根据其能够到达这些移动节点的当前地址。
第二种解决方案可用于不支持任何移动性管理协议的移动节点。IETF是正在讨论并规定针对基于网络的本地化移动性管理(netlmm)的解决方案，向这种节点提供移动性。与公知的移动性协议(例如，Mobile IPv6)相比，针对netlmm的解决方案重新定位针对从移动节点到网络的接入路由器的移动性管理的客户端控制功能。因此，移动节点不在任何移动相关的信令中涉及，并仅执行附着至网络的功能，将由网络进行处理，以向移动性管理系统发信号通知移动节点的存在/位置。
最近，已经选择代理移动IPv6协议作为针对netlmn的协议基础。为了在代理MIPv6中设置移动节点的状态，移动节点所使用的接入路由器向移动性管理系统发生代理绑定更新，指示移动节点的位置。作为应答，接入路由器针对移动节点接收代理绑定肯定应答和配置数据(地址配置的网络前缀等)。将配置数据转发至移动节点，以结束设置所附着的接口，并开始使用新的链路。
在无线电接入技术间(inter-RAT)切换的情况下，移动终端使用新的网络接口附着至新接入路由器，该新的网络接口根据代理移动IPv6过程，触发接入路由器向移动性管理系统发送代理绑定更新。从那时刻起，移动性管理系统立即将下行链路分组转发至移动节点的新位置和新接口。
然而，该过程会引起问题，这是由于可能会发生以下情况：当第一下行链路分组到达时，还没有容易地设置和配置新接口或关联的接入链路/无线电承载。由于地址验证和配置可能对设置新接口引入附加延迟，RAT间切换可能在新接口的设置期间经历分组丢失。在多附着/多宿主(multi-homed)移动节点(即，通过多个网络接口同时附着至基于网络的移动域(例如，代理移动IPv6)的移动节点)的情况下，会发生相同的情况。
发明内容
因此，本发明的目的是，改进和进一步开发了一种用于控制网络中最初描述类型的移动节点的代理绑定的方法，该方法可以采用以下方式：通过采用容易实现的机制，在新网络接口的配置过程或关联的接入链路/无线电承载的建立期间显著降低分组丢失。
根据本发明，上述目标可以通过包括权利要求1所述的特征在内的方法来实现。根据该权利要求，这种方法的特征在于，将针对新网络接口的移动节点的绑定限定为不用于下行链路数据传输的初步绑定，并且在已经配置所述移动节点的新网络接口之后，激活所述移动节点的初步绑定。
根据本发明，首先已经认识到，移动节点的网络接口的配置过程花费特定时间段。更具体地，设置新接口的地址验证和配置引入一些延迟，所述延迟在规模上足够长以引起关于下行链路分组丢失的问题。此外，根据本发明，已经认识到，通过将针对新网络接口的移动节点的绑定限定为初步绑定，可以有效地避免这些问题。初步意味着，在已经完全配置新网络接口之前，新网络接口不用于下行链路数据传输。在被配置之后，对预先被归类为初步的移动节点的绑定进行激活。这意味着，通过移动节点的新的适当配置的网络接口来向该移动节点转发下行链路分组。
根据本发明的方法是特别有效之处在于，所述方法保证在仍根据移动节点的先前已知状态和关联位置信息转发下行链路分组的同时，移动节点的新网络接口的位置对于移动性管理系统而言是已知的。仅在适当设置新网络接口并准备发送和接收数据之后，移动性管理系统才开始使用移动节点的信息位置状态。因此，可以降低移动节点在基于网络的移动域(例如，代理移动IPv6)中执行RAT间切换情况下的分组丢失。
应当注意，根据本发明的方法不仅应用于RAT间切换，而且应用于多附着/多宿主移动节点(即，通过多个网络接口同时附着至基于网络的移动域的移动节点)。在这种情况下，术语“新网络接口”指代新配置的、但在采用先前设置的接口的同时被激活的接口，即，先前和新的网络接口并行使用。
根据优选实施例，移动节点对接入路由器的附着触发对在该接入路由器上实现的移动接入网关功能的绑定请求。在移动节点激活新的(不同的或附加的)网络接口的情况下，该激活可以触发对在关联的新接入路由器上实现的移动接入网关功能的绑定请求。例如，可以根据代理移动IPv6协议，通过代理绑定更新消息来执行绑定请求。
有利地，将绑定请求转发至在网络中实现的移动锚点。在接收到绑定请求时，移动锚点可以向移动节点分配用于地址配置的家庭网络前缀。可以经由关联的移动接入网络功能，将这些移动节点的配置数据转发至移动节点。应当注意，通过采用接收到的配置数据，移动节点可以正确地设置其新网络接口。在此期间，移动节点不必怀疑释放下行链路分组，这是由于在移动锚点处将配置下的新网络接口的绑定设置为“初步”，因而还没有用于下行链路数据传输。
关于所涉及的可靠地向移动锚点通知移动节点意在采用新网络接口，证明两个不同方法是有利的。根据第一实施例，提供了移动接入网关识别移动节点与新网络接口附着，并因此通知移动锚点。在这种情况下，移动接入网关功能本身已经能够向移动节点的绑定分配状态“初步”。除此之外，移动接入网关功能仅可以向移动锚点通知与新网络接口的移动节点附着，而然后通过移动锚点来执行将绑定限定为初步绑定。
根据备选实施例，提供了：移动锚点在接收到移动节点的绑定请求时检查该移动节点是否已经在移动锚点处登记，其中所述移动节点的绑定请求不包括与绑定请求属于初始附着还是利用不同/附加接口的附着有关的任何其他信息。根据该实施例，还提供了：在所执行的检查揭示出移动节点在移动锚点处已经登记的情况下，移动锚点将移动节点的绑定限定为初步绑定。
关于新网络接口的正确且有效的采用，可以提供：将作为初步绑定的移动节点的绑定的限定指示给相应的移动接入网关功能。至此，可以采用代理绑定肯定应答消息。
此外提供了：只要完全设置了移动节点的新网络接口，移动节点就通知移动接入网关功能。在如此通知时，在下个步骤中，移动接入网关功能可以向移动锚点发送信令消息以激活初步绑定。初步绑定的激活还可以通过代理绑定更新消息或备选地通过不同的指示(例如，移动锚点上的本地超时事件)来实现。
在激活初步绑定之后，可以提供：移动锚点通过移动节点的新网络接口并经由关联的新移动接入网关，向移动节点转发下行链路分组。所涉及的在激活初步绑定之前转发下行链路分组，证明两个实施例是特别有利的。根据第一实施例，移动锚点可以通过移动节点的先前网络接口，经由关联的先前移动接入网关，向移动节点转发下行链路分组。换言之，移动锚点根据先前绑定状态，继续转发分组。根据备选实施例，在激活初步绑定之前，可以将下行链路分组缓存在新接入路由器处，即，移动节点经由其新网络接口所附着的接入路由器。
关于有效率的移动节点的上行链路通信，提供了：在将与新移动接入网关的移动节点的绑定限定为初步绑定的同时，移动锚点被配置为从移动节点的先前移动接入网关以及其新移动接入网关接受上行链路分组，以转发到网络基础设施中。
关于初步和激活的绑定状态的容易的产生和控制，提供了通过在相应信令消息的报头中设置的标志来执行作为初步绑定的移动节点的绑定限定以及初步绑定的激活。然而，这样的识别是生存期静态的。为了实现生存期灵活的识别，可以将消息选项附加至信令消息，指示绑定状态是初步的或激活的。具体地，可以提供：这种选项的存在发信号通知状态“初步”，而没有将该选项附着至消息发信号通知绑定的激活。该选项可以包括各种字段，例如，类型、长度、生存期等。利用标志相关操作以及选项相关操作，需要对现有信令和状态机的最小扩展，以友好地呈现方法标准和产品扩展。
为了确保平滑操作，在移动锚点没有接收到与移动节点的新网络配置的成功终止有关的任何信息的情况下，该移动锚点可以独立地激活移动节点的新网络接口的绑定。为此，可以预定等待时间段，该等待时间段用作超时。
根据优选实施例，移动节点至接入路由器的附着包括路由发现过程。在这种情况下，路由请求消息(RtSol)可以用作使移动接入网关向移动锚点发送绑定状态的触发。
根据另一优选实施例，当设置新网络接口时，移动节点可以执行双重地址检测过程。在这样的情况下，邻居请求消息(NSol)可以用作向新移动接入网关指示完成移动节点的新接口设置的信令。
附图说明
存在如何以有利方式设计和进一步开发本发明的教导的若干方式。至此，一方面，参照从属于专利权利要求1的专利权利要求，另一方面，参照通过附图示意的本发明的实施例的优选示例的以下说明。结合通过幅度对本发明的实施例的优选示例的说明，一般地，将对教导的优选实施例和其他开发进行说明。在附图中：
图1示出了根据现有技术的RAT间移动性情况下的新网络接口配置的示例，以及
图2示出了根据本发明实施例的关于具有初步绑定的新网络接口配置的信令和数据流程图。
具体实施方式
尽管根据本发明的方法一般适用于基于网络的移动性管理，但图1和2所示的情况指代当前标准协议代理移动IPv6作为示例。应当注意，描述的问题可以应用于针对基于网络移动性管理的任何其他协议解决方案。
参照代理移动IPv6的组件，接入路由器包括代理移动IPv6移动接入网关(MAG)，而本地移动锚点(LMA)保持针对网络中的移动节点的绑定。在移动节点附着至接入路由器的情况下，MAG向LMA发送代理绑定更新(PBU)消息。LMA通过代理绑定肯定应答(PBA)消息来进行应答，根据示例性的针对地址配置的需要，该代理绑定肯定应答消息包括移动节点的配置数据。
在图1中示意了这种行为，图1示出了在RAT间移动性的情况下配置新网络接口的移动节点的现有技术示例的状态。更具体地，移动终端(MTerm)利用网络接口1(I/F 1)附着至接入路由器。接入路由器实现终端的MAG，被称作先前MAG(pMAG)。在示例中通过路由发现过程来指示附着。路由请求(RtSol)的接收用作使得pMAG向LMA发送代理绑定更新(代理BU)的触发。LMA向移动终端分配家庭网络前缀1(HNP1)，移动终端使用该家庭网络前缀1用于地址配置。接入路由器利用路由广播(RtAdv)来广播HNP1，并且移动终端根据接收到HNP1配置其IP地址。
如果移动终端激活其新接口(I/F 2)，关联的路由发现过程触发nMAG中的代理绑定更新。根据代理移动IPv6规范(如在S.Gundavelli等人的“Proxy Mobile IPv6”，draft-ietf-netlmm-proxymip6-03.txt，workin progress，2007年9月中所规定的，可从http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-nelmm-proxymip6-03.txt获得)，LMA只要从nMAG接收到代理绑定更新，就对移动终端的绑定进行更新，并开始通过nMAG和移动终端的新接口(I/F 2)向移动终端转发分组。
由于新接口可能花费更多时间来准备好进行分组接收，所以新接口不会应答来自需要向移动终端转发分组的nMAG的针对地址解析的邻居请求(NSol)请求，如图1中示例性所示。在此期间，可能丢弃不能被转发至移动终端的新接口的下行链路分组。这将引起RAT间切换期间的分组丢失。应当注意，在移动终端已经完全设置新接口之前，如图1所示，该移动终端可能会判定通过其先前接口(I/F 1)发送上行链路分组。
图2示例性示出了根据本发明的技术间切换的情况。移动终端(MTerm)利用网络接口1(I/F 1)附着至接入路由器。该接入路由器实现了终端的MAG，该MAG同样被称作先前MAG(pMAG)。在该示例中，附着同样由路由发现过程来指示。触发接入路由器的MAG功能上的代理绑定更新的备选机制和指示是可能的，例如，层2上的无线电技术特定触发。路由请求(RtSol)的接收用作使得pMAG向LMA发送代理绑定更新(代理BU)的触发。LMA向移动终端分配家庭网络前缀1(HNP1)用于地址配置。接入路由器利用路由广播(RtAdv)来广播HNP1，并且移动终端根据接收到HNP1来配置其IP地址。基于该绑定，使在LMA处接收到的下行链路数据穿过隧道(tunnelled)并转发至pMAG，在pMAG中对数据进行解封装并转发至MTerm的I/F 1。相反，将上行链路分组从MTerm转发至pMAG，在pMAG中使上行链路分组穿过隧道并转发至LMA。在LMA，移除数据分组的封装，并还将分组路由到基础设施中。
如果移动终端激活其新接口(I/F 2)，关联的路由发现过程在nMAG中触发代理绑定更新。在该示例中，如具有参考数字I的虚线圈所指示，LMA识别新技术。更具体地，LMA认识到关联的移动终端已经在LMA处登记，但是与可能还没被配置的新接口附着。因此，LMA将新绑定分类为初步，并在代理绑定肯定应答中向nMAG指示这一点。
由于将绑定限定为初步，LMA继续使用pMAG用于下行链路分组转发。这意味着，LMA的绑定缓存(BC)在移动终端MTerm的绑定缓存条目(EBC)中临时包含两个转发条目。作为另一结果，在利用针对MTerm的两个转发条目的时间周期期间，LMA接受来自MAG、pMAG和nMAG(即，来自两个MTerm的接口I/F 1和I/F 2)的上行链路分组，并将它们路由到基础设施中。BCE可以包括MTerm的ID(始终是恒定的)、有效IP地址、转发信息(即，相应MAG的地址)。作为另一选项，BCE可以包括与MTerm当前采用的接入技术有关的信息。
在下个步骤中，nMAG从代理绑定肯定应答消息中获取移动终端的配置数据，并向移动终端MTerm发送路由广播RtAdv消息。移动终端MTerm基于利用RtAdv消息接收到的地址配置数据，开始执行新接口I/F 2的正确配置所需的测试。备选地，根据特定技术，移动终端MTerm或网络基础设施可以开始建立无线电承载。
在任何情况下，一旦移动终端的接口已经被完全设置，nMAG根据移动终端的双重地址检测过程来接收指示，例如邻居请求(NSol)信令。在这一点，由具有参考数字II的虚线圈指示，网络了解到完全设置的I/F 2。nMAG向LMA发送其他信令消息以激活针对新接口的绑定。在图2所示的具体示例中，nMAG使用另一代理绑定更新消息来控制在LMA处的关联绑定的激活：如具有参考数字III的虚线圈所指示，LMA激活绑定，或换言之将绑定状态从“初步”切换至“激活”。此外，从此LMA通过nMAG和移动终端的新接口I/F 2，向移动终端转发分组。
本领域技术人员将想到这里阐述的本发明的许多修改和实施例，并具有在上述描述和附图中出现的教导的利益。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例意在包括在所附权利要求的范围内。尽管这里采用了具体术语，但是这些具体术语仅在通用和描述的情况下使用并出于限制的目的。

Claims (22)

1.一种用于控制网络中支持基于网络的移动性管理的移动节点的代理绑定的方法，其中，所述移动节点包括用于经由接入路由器附着至网络的至少一个网络接口，其中，通过绑定请求来发起针对网络接口的移动节点的绑定，
其中，将针对新网络接口的移动节点的绑定限定为初步绑定，所述初步绑定不用于下行链路数据传输，并且在已经配置所述移动节点的新网络接口之后，将所述移动节点的绑定状态从初步切换为激活，从而移动锚点通过所述移动节点的新网络接口，经由关联的移动接入网关，向所述移动节点转发下行链路分组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述接入路由器的移动节点的附着触发与在所述接入路由器上实现的移动接入网关功能有关的绑定请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述新网络接口的移动节点的激活触发与在关联的新接入路由器上实现的移动接入网关功能有关的绑定请求。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述绑定请求由代理绑定更新消息来执行。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述绑定请求转发至在所述网络中实现的移动锚点。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述移动锚点在接收到移动节点的绑定请求时，向所述移动节点分配家庭网络前缀以用于地址配置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，经由所述移动接入网关功能，向所述移动节点转发移动节点的配置数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述移动接入网关识别出所述移动节点与新网络接口附着，并相应地通知所述移动锚点。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述移动接入网关在识别出所述移动节点与新网络接口附着时，将移动节点的绑定限定为初步绑定。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，所述移动锚点在接收到移动节点的绑定请求时，检查移动节点是否在所述移动锚点处登记。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述移动锚点在所述检查揭示出移动节点已经在所述移动锚点处登记的情况下，将移动节点的绑定限定为初步绑定。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将移动节点的绑定限定为初步绑定被指示给相应的移动接入网关功能。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，只要完全设置了所述移动节点的新网络接口，所述移动节点就通知所述移动接入网关功能。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述移动接入网关功能在被通知已经配置了所述移动节点的新网络接口时，向所述移动锚点发送信令消息以将所述移动节点的绑定状态从初步切换为激活。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过代理绑定更新来执行将所述移动节点的绑定状态从初步切换为激活。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在将所述移动节点的绑定状态从初步切换为激活之前，所述移动锚点通过所述移动节点的先前网络接口，并经由关联的先前移动接入网关，向所述移动节点转发下行链路分组。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在将所述移动节点的绑定状态从初步切换为激活之前，在所述移动节点经由所述新网络接口所附着的所述新接入路由器处，对下行链路分组进行缓冲。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，如果与新移动接入网关的移动节点的绑定是初步的，则所述移动锚点接受来自移动节点的先前移动接入网关以及新移动接入网关的上行链路分组，以转发到网络基础设施中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，通过相应信令消息中的标记、和/或选项存在或不存在，执行将移动节点的绑定限定为初步以及将所述移动节点的绑定状态从初步切换为激活。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述移动锚点在接收所述移动节点的绑定请求之后的预定时间段内没有接收到与移动节点的新网络的配置有关的任何信息的情况下，独立地激活所述移动节点的新网络接口的所述绑定。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，针对所述接入路由器的移动节点的附着包括路由发现过程。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述移动节点在设置所述新网络接口时，执行双重地址检测过程。
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S. Gundavelli，等."Proxy Mobile IPv6".《NETLMM WG，Internet-Draft，"Proxy Mobile IPv6"，draft-ietf-netlmm-proxymip6-05》.2007,1-61.
S. Gundavelli,等."Proxy Mobile IPv6".《NETLMM WG,Internet-Draft,"Proxy Mobile IPv6",draft-ietf-netlmm-proxymip6-05》.2007,1-61. *

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