CN101909332A

CN101909332A - 一种mn初始接入时有效选择lma的方法

Info

Publication number: CN101909332A
Application number: CN 201010268252
Authority: CN
Inventors: 薛开平; 明平洲; 卢汉成; 洪佩琳
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2010-12-08

Abstract

本发明提供一种MN初始接入时有效选择LMA的方法，在PMIPv6域内部署有多个LMA，该方法包括：当MN初始接入时，MAG会向AAA服务器请求提供服务的LMA的地址，进行注册请求；通过扩展PMIPv6协议中的LMA的功能，来判断是否允许MN接入；如果允许MN接入，则执行正常的PMIPv6注册过程；如果不允许MN接入，则返回一个新的LMA地址并且通过PBA确认报文返回给MAG。通过在PMIPv6域内的每个LMA共享和维护管理域内其它LMA的负载信息，在MAG初始注册过程中，AAA服务器返回的LMA在自身无法提供服务时，利用这些信息来为MN合理选择LMA，进一步达到负载均衡的目的。

Description

一种MN初始接入时有效选择LMA的方法

技术领域

本发明涉及一种移动互联网中MN(Mobile Node，移动节点)的通信方法，尤其是涉及一种PMIPv6(Proxy Mobile Ipv6，代理移动Ipv6)域内的移动节点在初始接入过程中有效选择LMA(Local Mobility Anchor，本地移动锚结点)的方法。

背景技术

PMIPv6是IETF工作组NETLMM制定的本地移动管理协议，2008年6月正式成为协议标准RFC5213。PMIPv6协议作为本地移动管理的一种方案，将管理功能完全放在网络端进行，不需要用户参与到管理过程中。PMIPv6的网络结构主要由两个功能实体构成：MAG(Mobile Access Gateway，移动接入网关)和LMA组成。其中，MAG一般位于MN接入链路上的路由器，主要具有如下三个功能：负责检测MN的移动情况；通过RA(Router Advertisement，路由器公告)携带MN的HNP(Home Network Prefix，家乡网络前缀)选项来模拟MN的家乡网络；为MN构建数据传输通道，例如建立路由和添加隧道。LMA是MIPv6(Mobile IPv6，移动IPv6)中的HA(Home Agent，家乡代理)进行功能扩充的节点，除了具有HA的功能之外，还具有前缀分配，建立路由，隧道等功能。

PMIPv6域内需要LMA来维护所有MN的可达情况和提供数据转发。移动节点MN或者说用户进入一个PMIPv6管理域内，分为初始接入和切换两个相对对立的过程。当MN初始化接入的时候，MAG检测到MN的接入并进行授权检测。授权成功后，MAG会从某个策略节点中获取MN的属性文件，并通过LMA的发现机制来确定为MN提供管理服务的LMA；接下来，MAG发送PBU(Proxy Binding Update，代理绑定更新)消息至已获取的LMA地址。LMA接收到PBU消息后，如果允许MN接入，会回复PBA(Proxy Binding Acknowledge，代理绑定确认)消息给MAG(PBA中包含MN的家乡网络前缀)，且LMA为请求注册服务的MN维护一个BCE(Binding Cache Entry，绑定缓存条目)，然后在LMA与MAG之间建立双向隧道；MAG在收到PBA消息之后，如果请求被接受，MAG在MN的接入链路上会发送包含HNP选项的路由器公告消息，同时建立好路由关系；最后，MN收到RA消息之后就可以使用标准的无状态或有状态地址自动配置来配置自己的地址，开始通信。目前的LMA发现机制侧重于，MAG从AAA/DHCP服务器获取LMA的地址或全域名FQDN。具体细节在于，MN的策略文件中定义了所有目前PMIPv6所需要的策略信息，这些信息存储在某个服务器结点，例如AAA服务器中。MAG向AAA服务器进行请求，获取该信息。根据RFC5213的定义，MN的策略文件包含有MN-ID、请求的LMA地址等。

现有标准中，LMA的发现机制并没有考虑到网络端的负载特征。网络端资源并不是无限的，在部署有多个LMA的PMIPv6管理域内，各个LMA的负载能力不一致，某些LMA由于负载的原因可能无法为新的用户提供注册接入。针对这种情况，现有的RFC5213中LMA会简单的返回一个资源不足PBA消息给MAG，此时用户接入失败。又如果配置文件不合理，MN集中选择域内的某个或某几个LMA，会造成整个管理域内业务的不均衡，引发通信拥塞。

上述问题涉及到QoS(Quality of Service，服务质量)、LB(Load Balance，负载均衡)与移动管理协议的结合，这也是移动管理技术需要考虑的方面之一。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种PMIPv6域内MN初始接入时有效选择LMA的方法。该方法由每个LMA共享和维护管理域内其它LMA的负载信息，在MAG初始注册过程中，AAA服务器返回的LMA在自身无法提供服务时，能利用这些信息来为MN合理选择LMA，从而进一步达到负载均衡的目的。

本发明提供的MN初始接入时有效选择LMA的方法，该方法包括：

当MN初始接入时，MAG首先会向AAA服务器请求提供服务的LMA的地址，然后进行注册请求；通过扩展PMIPv6协议中的LMA的功能，来判断是否允许MN接入；如果允许MN接入，则执行正常的PMIPv6注册过程；如果不允许MN接入，则返回一个新的LMA地址并且通过PBA确认报文返回给MAG。

在本发明的一个实施例中，当MAG在接收到PBA确认报文之后，查看报文的status字段值，如果该字段值为130，表示LMA无法提供服务，接入失败；MAG需要继续查看所述PBA确认报文，如果所述报文里面包含有额外的LMA地址信息，MAG将向新的LMA请求服务；如果所述报文里面没有附带额外的LMA地址信息，表示注册失败。

本发明通过在PMIPv6域内的每个LMA共享和维护管理域内其它LMA的负载信息，在MAG初始注册过程中，AAA服务器返回的LMA在自身无法提供服务时，能利用这些信息来为MN合理选择LMA，从而进一步达到负载均衡的目的。

附图说明

图1是根据本发明的优选实施例的MN请求初始接入PMIPv6域的信令操作流程图；以及

图2是根据本发明的对RFC5213中HNP移动选项的消息格式示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更加详细地描述根据本发明的PMIPv6域内MN初始接入时有效选择LMA的方法的具体实施例。

在PMIPv6域内部署有多个LMA，当MN初始接入时，MAG通过AAA服务器认证并获取了关于MN的配置文件。接下来MAG向AAA服务器返回的LMA请求服务注册。该LMA接收到MAG发送的PBU注册请求报文，通过扩展PMIPv6协议中的LMA的功能，来判断是否允许MN接入。如果允许接入，则按照正常的PMIPv6注册过程进行；如果不允许接入，LMA会选择新的LMA地址并通过PBA消息返回给MAG。本发明的主要思想在于：由每个LMA共享和维护管理域内其它LMA的负载信息，在MAG初始注册过程中，AAA服务器返回的LMA在自身无法提供服务时，能利用这些信息来为MN合理选择LMA，从而进一步达到负载均衡的目的。

MAG在接收到该PBA确认报文之后，查看报文的status字段值，根据RFC5213和RFC3775里面的内容，如果该字段值为130，表示资源不足(Insufficient Resources)，LMA无法提供服务。标准协议中，这种情况表示接入失败。当目前LMA无法为MN提供服务时，通过一定的衡量指标选择出该LMA所在管理域内另外一个合适的LMA地址并返回给MAG。当无合适的LMA地址可供选择时，说明当前网络端的负载重，无法为新用户提供服务。本发明中，MAG需要继续查看PBA报文。如果报文里面包含有额外的LMA地址信息，MAG将向新的LMA请求服务；如果PBA报文里面没有附带额外的LMA地址信息，和标准情况一致，表示注册失败，且能够推断出网络端目前负荷较重，没有合适的LMA提供服务。

LMA之间的网络端信息的传递，依据不同的网络拓扑结构宜采取不同的传输方式。域内所有的LMA上存储的信息应该相同，这可以通过LMA间周期性的更新和事件触发来做到。同时我们定义网络端信息主要包括：

·当前LMA已有连入用户数量；

·剩余可用带宽；

·可用IPv6地址前缀数量。

扩展现有PMIPv6协议中的LMA功能。域内的LMA之间实时共享各自的网络信息，例如已有接入用户数量、剩余可用带宽、可用IPv6地址前缀数量等。

MAG与LMA在本发明实例中，按照图1的方式进行信令交互。本发明的核心内容是AAA返回的LMA在自身无法提供接入时，如何根据网络端其它LMA的信息选择新的LMA地址。在实施过程中，LMA可以依据已有的一些决策算法。这里以剩余可用带宽为例，如果当前LMA判断自身无法提供接入服务时，LMA根据如下策略生成新的LMA地址：

(1)找出所有剩余可用带宽＞用户请求带宽的LMA；

(2)按照剩余可用带宽占自身总带宽的比率，针对(1)中所选LMA进行优先级排序；

(3)选取(2)中比率最大的LMA作为返回LMA。

上述描述方法仅为本发明的一个简单实施例，并非用于限定本发明的保护范围。

PBA确认报文携带的LMA地址信息是通过扩展RFC5213中规定的HNP移动选项来实现的。参见图2，本发明实例对RFC5213中的HNP选项作适当扩充，来实现LMA返回MAG新的LMA地址的功能。HNP选项本身可以用来表示IPv6地址，本发明中，对HNP选项的保留字段进行使用，占用1bit标志位，称为L标志位，当L取值为1时，表示此时的HNP选项用于传递LMA地址信息。

MAG在接收到PBA确认报文之后，按照标准RFC5213进行处理。本发明中，当PBA的status域为130的时候，需要进一步查看PBA消息报文里面是否携带有新的LMA地址信息。如果有，表明LMA返回了一个新的提供注册的LMA地址，MAG将向新的LMA进行注册请求；如果没有，表示PMIPv6域中网络端负载过重，和RFC5213标准处理一致，表明注册失败。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种MN初始接入时有效选择LMA的方法，其特征在于，该方法包括：

当MN初始接入时，MAG首先会向AAA服务器请求提供服务的LMA的地址，然后进行注册请求；

通过扩展PMIPv6协议中的LMA的功能，来判断是否允许MN接入；如果允许MN接入，则执行正常的PMIPv6注册过程；

如果不允许MN接入，则返回一个新的LMA地址并且通过PBA确认报文返回给MAG。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当MAG在接收到PBA确认报文之后，查看报文的status字段值，如果该字段值为130，表示LMA无法提供服务，接入失败；

MAG需要继续查看所述PBA确认报文，如果所述报文里面包含有额外的LMA地址信息，MAG将向新的LMA请求服务；

如果所述报文里面没有附带额外的LMA地址信息，表示注册失败。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PBA确认报文携带的LMA地址信息是通过扩展RFC5213中规定的HNP移动选项来实现的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述HNP移动选项的保留字段进行使用，占用1bit标志位，称为L标志位，当L取值为1时，表示此时的HNP移动选项用于传递LMA地址信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PMIPv6域内的多个LMA之间能够实时共享各自的网络端信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过LMA之间周期性的更新和事件触发来实现域内所有的LMA上存储的网络端信息相同。

7.如权利要求5或者6所述的方法，其特征在于，所述网络端信息包括已有接入用户数量、剩余可用带宽、可用IPv6地址前缀数量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一个新的LMA地址根据如下策略生成：

(1)找出所有剩余可用带宽>用户请求带宽的LMA；

(3)选取(2)中比率最大的LMA作为返回LMA。