CN101925144A - 路由切换方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种路由切换方法、装置和系统，所述方法用于移动设备与对端设备进行通信的过程中，该方法包括：当所述移动设备进行路由切换时，旧接入路由器根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器；所述旧接入路由器与所述新接入路由器进行互操作完成所述路由切换。通过本发明实施例提出的方法、装置和系统，可以在移动设备路由切换过程中，根据端到端的会话通路的主要特征，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

Description

路由切换方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种路由切换方法、装置和系统。

背景技术

现有基于IP协议的数据通信网络中，网络架构可以简单分为几个部分：终端设备、IP接入网、IP骨干网。随着无线技术的发展，终端设备接入到IP网络的方式可以有多种多样，除了有线连接方式外还可以使用无线连接，例如，移动设备可以使用UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，通用移动通信系统)接入网络，或者使用CDMA(Code-DivisionMultiple Access，码分多址)接入网路，或者使用LTE(Long Term Evolution，长期演进)接入网络，或者使用WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)接入网络，或者使用Wimax(Worldwide Inter-operability forMicrowave Access，微波存取全球互通)接入网络，连接到IP网络。终端设备可以在移动状态下仍然保持数据的连接，再通过IP网络与其他的IP设备进行通信。

但是，由于每一个IP接入网的覆盖范围都是有限的，这就导致终端设备在移动过程中，可能会出现需要切换到不同的IP接入网才能连接到IP网络。现实网络中，随着各种无线技术的普及、多种网络覆盖的完善，移动设备在移动过程中，往往可以有多个接入路由器/接入网可以选择切换，这些接入路由器都可以作为候选接入路由器，进一步的成为切换过程中的新接入路由器。现有技术中，是由移动设备根据无线链路信息或用户喜好选择出一个唯一的新接入路由器。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中，是由移动设备根据其与候选接入路由器之间的无线链路信息或用户喜好选择出一个唯一的新接入路由器，但是该新接入路由器不一定是能够带来最忧的数据传输路由，并造成网络资源浪费。

发明内容

本发明实施例在存在多个候选接入路由器的场景下，针对现有技术无法有效的选择出合适的新接入路由器的问题，提供了一种路由切换方法、装置和系统，以更加有效的选择新接入路由器，并根据选择的新接入路由器完成移动设备的路由切换。

本发明实施例的上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种路由切换方法，所述方法用于移动设备与对端设备进行通信的过程中，所述方法包括：当所述移动设备进行路由切换时，旧接入路由器根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器；所述旧接入路由器与所述新接入路由器进行互操作完成所述路由切换。

一种接入路由器，所述接入路由器包括：选择单元，用于在移动设备与对端设备通信过程中，根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器；切换单元，用于与所述新接入路由器进行互操作完成移动设备的路由切换。

一种接入路由器，所述接入路由器包括：接收单元，用于在移动设备与对端设备进行通信过程中，接收旧接入路由器发送的所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；查询单元，用于根据所述查询请求查询所述对端设备的IP路由信息；发送单元，用于向所述旧接入路由器发送所述查询单元查询到的所述对端设备的IP路由信息。

一种路由切换系统，所述系统包括旧接入路由器和至少两个候选接入路由器，其中：所述旧接入路由器为前述第一类的接入路由器；所述候选接入路由器为前述第二类的接入路由器；其中：所述旧接入路由器用于在移动设备与对端设备进行通信过程中，根据所述至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器，以与所述新接入路由器进行互操作完成移动设备的路由切换。

通过本发明实施例提出的方法、装置和系统，可以在移动设备路由切换过程中，根据端到端的会话通路的主要特征，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本实施例的方法流程图；

图2为图1所示实施例中选择新接入路由器的方法流程图；

图3为本实施例的路由切换方法的信息交互示意图；

图4为现有FBU消息结构示意图；

图5为图4所示结构中移动性选项参数格式示意图；

图6为本实施例的FUB消息结构示意图；

图7为现有HI消息结构示意图；

图8为本实施例的HI消息结构示意图；

图9为现有Hack消息结构示意图；

图10为本实施例的Hack消息结构示意图；

图11为现有HBack消息结构示意图；

图12为本实施例的HBack消息结构示意图；

图13为本发明一实施例的接入路由器组成框图；

图14为本发明另一实施例的接入路由器组成框图；

图15为本发明实施例的路由切换系统的组成框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例一

本发明实施例提供一种路由切换方法，以下结合附图对本实施例进行详细说明。

图1为本实施例的方法流程图，请参照图1，本实施例的路由切换方法用于移动设备与对端设备进行通信的过程中，该方法包括：

101：在所述移动设备进行路由切换时，旧接入路由器PAR根据至少两个候选接入路由器CAR到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器NAR；

其中，PAR(Previous AR，旧接入路由器)是指切换过程中的前一个接入路由器。CAR(Candidate AR，候选接入路由器)是指切换过程中可以被选择用来作为新接入路由器进行路由切换的接入路由器。NAR(New AR，新接入路由器)是指切换过程中选择出的要切换的目的接入路由器。

其中，AR(Access Router，接入路由器)包括实现IP接入功能的IP路由器或者等同功能的逻辑实体，具体的物理实体可以是IP网络边缘的路由器，也可以是UMTS网络中的SGSN(Serving GPRS Support Node，GPRS服务支持节点)，或者是SAE(System Architecture Evolution，系统架构演进)网络中的SG(Serving Gateway，服务网关)，或者是3GPP2(The 3rd GenerationPartnership Project 2，第三代合作伙伴项目2)网络中的PDSN(Packet DataServing Node，分组数据服务节点)，或者是Wimax中的ASN-GW(AccessServices Network Gateway，接入服务网络网关)等，本实施例并不以此作为限制。

102：所述旧接入路由器与所述新接入路由器进行互操作完成所述路由切换。

在本实施例中，旧接入路由器可以先确定至少两个候选接入路由器，再根据这至少两个候选接入路由器到对端设备的IP路由信息选择其中一个作为新接入路由器，在本实施例中，确定至少两个候选接入路由器可以通过多种方式实现，以下通过举例加以说明。

例如，根据本实施例的一个较佳的实现方式，旧接入路由器可以通过接收移动设备直接或间接发送的包含所述移动设备分别在至少两个候选接入路由器下的新转发地址的消息，来根据该移动设备分别在至少两个候选接入路由器下的新转发地址确定至少两个候选接入路由器。

又例如，根据本实施例的另一个较佳实现方式，旧接入路由器可以通过接收移动设备直接或间接发送的包含至少两个候选接入路由器的IP地址的消息，来根据所述至少两个候选接入路由器的IP地址确定至少两个候选接入路由器。

在上述两个实现方式中，所述的消息可以通过FBU(Fast BindingUpdate，快速绑定更新)消息来实现，但本实施例并不以此作为限制。

再如，根据本实施例的另一个较佳的实现方式，旧接入路由器可以根据自己知道的信息来选择出候选接入路由器的范围，例如根据本地预先设置，或者本地保存的所述移动设备的用户数据，或者所述旧接入路由器通过与其他接入路由器之间的路由信息交换确定至少两个候选接入路由器。例如通过所述的用户数据，旧接入路由器可以知道移动设备的网络连接能力，可以与哪些候选接入路由器连接等。

上述旧接入路由器确定至少两个候选接入路由器的方式只是举例说明，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，旧接入路由器选择候选接入路由器的其中一个作为新接入路由器可以通过图2所示的方法实现，请参照图2，该方法包括：

201：旧接入路由器向所述至少两个候选接入路由器分别发送移动设备当前会话中通信对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；

其中，所述的移动设备当前会话中通信对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求可以通过HI(Handover Initiate，切换发起)消息来携带，但本实施例并不以此作为限制。

202：旧接入路由器分别接收每一个候选接入路由器根据所述查询请求查询到的各候选接入路由器到所述移动设备当前会话中通信对端设备的IP路由信息的查询结果；

其中，所述的查询结果可以通过Hack(Handover Acknowledge，切换响应)消息来携带，但本实施例并不以此作为限制。

203：旧接入路由器根据所述查询结果在所述至少两个候选接入路由器中选择一个作为新接入路由器。

其中，在图2所示的选择新接入路由器的方法中，旧接入路由器需要首先获取所述对端设备的IP地址，再将该IP地址与IP路由信息查询请求发送到候选接入服务器，在本实施例中，获取所述对端设备的IP地址也可以通过多种方式实现，以下通过举例加以说明。

例如，根据本实施例的一个较佳的实现方式，旧接入路由器可以通过接收移动设备直接或间接发送的包含有所述对端设备的IP地址的消息，来根据所述消息中的对端设备的IP地址，获取对端设备的IP地址。其中，所述的消息也可以通过快速绑定消息FBU来实现，但本实施例并不以此作为限制。

再如，根据本实施例的另一个较佳的实现方式，旧接入路由器也可以在为所述移动设备转发IP报文时，记录所述IP报文中的对端设备的IP地址，根据所记录的IP报文中的对端设备的IP地址获取对端设备的IP地址。

上述获取对端设备的IP地址的方式只是举例说明，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，对端设备的IP路由信息作为IP度量值可以是各候选接入路由器到对端设备的IP路由跳数；或者各候选接入路由器到对端设备的时延；或者各候选接入路由器到下一跳路由器的通信代价；或者各候选接入路由器到下一跳路由器的带宽；或者各候选接入路由器到下一跳路由器的链路负荷，或者前述的任意组合，本实施例并不以此作为限制。

在本实施例中，各候选接入路由器接收到旧接入路由器发送的切换发起消息HI后，即可根据该消息中的对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求，查询对端设备的IP路由信息，在本实施例中，查询对端设备的IP路由信息可以通过多种方式实现，以下通过举例加以说明。

例如，候选接入路由器可以通过查找路由表中到目的地地址的跳数度量值(hop Metric)来获取到对端设备的IP路由跳数；或者通过向对端设备IP地址发送ping(echo request，回声请求)消息来测量到通信对端节点IP地址的时延；或者通过发送跟踪路由(Traceroute)请求消息来获取到对端设备的IP路由跳数和时延；或者通过查找路由器中路由表记录的数据获取到下一跳路由器的通信代价、带宽以及链路负荷。上述查询移动设备当前会话中对端设备的IP路由信息的方式只是举例说明，本实施例并不以此作为限制。

通过本发明实施例提供的路由切换方法，使得移动设备在路由切换过程中，根据端到端对话的主要特征选择接入路由器，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，能够更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

为使本实施例的方法更加清楚，以下结合路由切换过程的信息交互对本实施例加以说明。

实施例二

本发明实施例还提供一种路由切换方法，以下结合附图对本实施例进行详细说明。

图3为本实施例的路由切换方法的信息交互示意图，在本实施例中，PAR/AN(previous Access Router/Access Network，旧接入路由器/接入网)为旧接入路由器/接入网；CAR/AN(Candidate Access Router/Access Network，候选接入路由器/接入网)为候选接入路由器/接入网；移动设备MN(MobileNode)连接在PAR/AN上并且通过PAR/AN连接到IP网络，通信对端节点CN(correspondent node)可能是连接在CAR1/AN1上并且通过CAR1/AN1连接到IP网络，或者是CN连接在CAR2/AN2上并且通过CAR2/AN2连接到IP网络；PAR/AN和CAR1/AN1之间互联并且可以进行路由切换，PAR/AN和CAR2/AN2之间也同时互联并且可以进行路由切换；PAR/AN、CAR1/AN1以及CAR2/AN2全部连接到IP网络并且可以IP通信。请参照图3，本实施例的方法包括：

301：MN检测到CAR1/AN1的无线链路，生成链路层地址并完成与CAR1/AN1的链路建立后，向PAR发送RtSolPr(Router Solicitation for ProxyAdvertisement，路由器代理通告请求)消息，其中包含有MN上到CAR1/AN1的无线链路的链路层地址，以及对端CAR1/AN1侧接入点的链路层地址。

302：PAR根据RtSolPr消息中的链路层地址信息，计算出与MN保持无线连接的接入路由器CAR1，向MN发送PrRtAdv(Proxy RouterAdvertisement，代理路由器通告)消息，其中包含有CAR1/AN1的链路层地址、CAR1的IP地址、CAR1的网络前缀信息。

在本实施例中，如果PAR事先知道CAR1的信息，PAR也可以在PrRtAdv消息中包含MN在CAR1下的新转发地址。

其中，在终端发起的切换中，PAR接收到RtSolPr消息再发送PrRtAdv消息，但是在网络发起的切换中，PAR可以在没有接收到RtSolPr消息时就发送PrRtAdv消息，也就是说，在网络发起的切换中，步骤302可以不依赖于步骤301。本发明实施例提出的方法适用于终端发起的切换，也适用于网络发起的切换。

303：MN检测到CAR2/AN2的无线链路，生成链路层地址并完成与CAR2/AN2的链路建立后，向PAR发送RtSolPr消息，其中包含有MN上到CAR2/AN2的无线链路的链路层地址，以及对端CAR2/AN2侧接入点的链路层地址。

304：PAR根据RtSolPr消息中的链路层地址信息，计算出与MN保持无线连接的接入路由器CAR2，向MN发送PrRtAdv消息，其中包含有CAR2/AN2的链路层地址、CAR2的IP地址、CAR2的网络前缀信息。

在本实施例中，如果PAR事先知道CAR2的信息，PAR也可以在PrRtAdv消息中包含MN在CAR2下的新转发地址。

其中，步骤301-302与步骤303-304是并列的，本实施例并不限制这两组步骤的先后顺序。

305：MN向PAR发送FBU(Fast Binding Update，快速绑定更新)消息，其中包含有MN当前会话中通信对端节点CN的IP地址，以及请求PAR辅助进行CAR选择的请求标志。可选的，该FBU消息中还可以包括MN在CAR1下的新转发地址和MN在CAR2下的新转发地址以及CAR1的地址和CAR2的地址。

其中，快速绑定更新消息中包含MN在多个候选接入路由器下的转发地址，可以为PAR确定候选接入路由器提供信息，MN也可以使用其他方式提供这些信息给PAR，例如在快速绑定更新消息中直接包含多个候选接入路由器的IP地址。或者，MN不发送这些信息而是PAR根据自己知道的信息来选择出候选接入路由器的范围，例如PAR上的预先设置，或者是PAR根据自己保存的MN用户数据，或者是PAR通过与其他接入路由器之间的路由信息交换。

其中，快速绑定更新消息中包含有MN当前会话中通信对端节点的IP地址，可以用在PAR发送给候选接入路由器的切换发起消息中。MN也可以不在快速绑定更新消息中包含这些信息而是PAR通过在为MN转发IP报文时主动记录下IP报文中的通信对端节点的IP地址，再将这些记录下的IP地址用于本实施例所提出的选择接入路由器进行路由切换的方法。使用这样的方式可以通过增强接入路由器实现本实施例提出的方法，减少了对终端的影响。

其中，快速绑定更新消息可能不是由MN直接通过无线链路发送到PAR，而是可能通过MN到CAR的无线链路，经过CAR转发到PAR。MN直接发送快速绑定更新消息到PAR的快速切换称作“预测式”快速切换，MN先连接到CAR再通过CAR的无线链路发送快速绑定更新消息，并且消息是经过CAR转发到PAR的快速切换称作“反应式”快速切换。本实施例提出的方法可以同样应用于“预测式”快速切换和“反应式”快速切换。

306：PAR接收到快速绑定更新消息后根据其中包含的新转发地址，计算出CAR1的IP地址，并向CAR1发送HI消息，其中包含有MN的旧转发地址、MN与CAR1/AN1之间的链路层地址、CAR1下的新转发地址，MN当前会话中通信对端节点的IP地址，以及进行CAR选择的请求标志。与此同时，PAR不再向MN转发IP数据，而是将数据缓存起来，准备通过NAR转发这些数据到MN。

307：PAR计算出CAR2的IP地址，并向CAR2发送切换发起消息HI，其中包含有MN的旧转发地址、MN与CAR2/AN2之间的链路层地址、CAR2下的新转发地址，MN当前会话中通信对端节点的IP地址，以及进行CAR选择的请求标志。

308：CAR1接收到切换发起消息后，根据其中包含的MN当前会话中通信对端节点的IP地址进行路由表检索，向PAR发送Hack(HandoverAcknowledge，切换响应)消息，其中包含有MN在CAR1下的新转发地址，CAR1到MN当前会话中通信对端节点CN的IP路由度量值，以及CAR选择的响应标志。

其中，CAR1到MN当前会话中通信对端节点CN的IP路由度量值可以包括以下至少一项：CAR1到通信对端节点的IP路由跳数、CAR1到通信对端节点IP地址的时延、CAR1到下一跳路由器的通信代价、CAR1到下一跳路由器的带宽以及CAR1到路由下一跳路由器的链路负荷等。

其中，CAR1可以利用多种方式获取这些信息，例如：CAR1可以通过查找路由表中到目的地地址的hop Metric(跳数度量值)来获取到通信对端节点的IP路由跳数；或者通过向通信对端节点IP地址发送ping(echo request，回声请求)消息来测量到通信对端节点IP地址的时延；或者通过发送Traceroute(跟踪路由)请求消息来获取到通信对端节点的IP路由跳数和时延；或者通过查找路由器中路由表记录的数据获取到下一跳路由器的通信代价、带宽以及链路负荷。

309：CAR2接收到切换发起消息后根据其中包含的MN当前会话中通信对端节点的IP地址进行路由表检索，向PAR发送切换响应消息Hack，其中包含有MN在CAR2下的新转发地址，CAR2到MN当前会话中通信对端节点CN的IP路由度量值，以及CAR选择的响应标志。

其中，CAR2到MN当前会话中通信对端节点CN的IP路由度量值可以包括以下至少一项：CAR2到通信对端节点的IP路由跳数、CAR2到通信对端节点的时延、CAR2到下一跳路由器的通信代价、CAR2到下一跳路由器的带宽以及CAR2到下一跳路由器的链路负荷等。

其中，CAR2可以利用多种方式获取这些信息，例如：CAR2可以通过查找路由表中到目的地地址的hop Metric(跳数度量值)来获取到通信对端节点的IP路由跳数，通过向通信对端节点IP地址发送ping(echo request，回声请求)消息来测量到通信对端节点IP地址的时延，或者通过发送Traceroute(跟踪路由)请求消息来获取到通信对端节点的IP路由跳数和时延，通过查找路由器中记录的数据获取到下一跳路由器的通信代价、带宽以及链路负荷。

310：PAR根据CAR1和CAR2发送回来的切换响应消息Hack，解析其中包含的到MN当前会话中通信对端节点的IP路由度量值，结合预先设定策略选择出最适合的新接入路由器NAR，NAR可能是CAR1或者CAR2。

其中，PAR选择新接入路由器NAR使用的IP路由度量值，可以是路径长度，或者路由可靠性，或者路由延迟，或者链路带宽，或者负载，或者通信代价等。预先设定策略可以是最小路由延迟优先(即选择路由延迟最小的路径)，或者是最短路由优先(即选择IP路由跳数最小的路径)，或者是最小通信代价优先(即选择通信代价最小的路径)，或者是最大路由带宽优先(即选择有最大带宽的路径)。

根据本实施例的方法，如果同时支持UMTS无线技术和Wimax无线技术的MN切换前连接的接入网为UMTS网络，候选的切换目标包括CAR1/AN1和CAR2/AN2，并且AN1为使用UMTS的无线接入网，CAR1为SGSN，AN2为使用Wimax的无线接入网，CAR2为ASN-GW，会话中的CN使用Wimax无线技术连接到CAR2/AN2。在这样的网络场景下，CAR2/AN2和CAR1/AN1虽然都可以为MN作为切换目标提供接入网络功能，但是CAR1/AN1和CAR2/AN2到CN的路由代价，例如IP报文传输的路径长度、跳数、时延、负荷等，都是不同的，如果MN选择切换到CAR1/AN1，那么MN与CN之间的路由为“MN→CAR1/AN1→IP网络→CAR2/AN2→CN”，而如果MN切换到CAR2/AN2，那么MN与CN之间的路由为“MN→CAR2/AN2→CN”。由此可以明显看出，MN切换到CAR2/AN2可以避免MN与CN之间的迂回路由，减小了数据传输的路由同时也减小了数据传输的时延并且降低数据传输的丢包率、抖动，有效提升用户当前的业务体验以及运营商的网络使用效率。

由上述举例可以看出，可能大多数情况下MN的候选切换目标，例如候选接入路由器与CN当前连接的接入路由器并不是同一个实体，但是根据候选接入路由器到CN的路由信息来选择切换目标，即新接入路由器的方法是同样有效的。

311：PAR根据选定的NAR以及NAR返回的响应消息，在PAR和NAR之间建立起旧转发地址和新转发地址之间的绑定，并且分别向MN和NAR发送快速绑定确认消息FBack(Fast Binding Acknowledgment)，指示对方已经完成切换以及PAR和NAR之间绑定隧道。

312：PAR将缓存的那些目的地是MN的IP数据发送给NAR，通过NAR将这些数据转发给MN。

313：MN根据从PAR接收到的FBack消息中包含的NAR信息，连接到NAR，并向NAR发送主动邻居通告消息UNA(Unsolicited NeighborAdvertisement)，通告自己的邻居信息。

314：NAR向MN发送目的地是MN的IP数据，切换过程结束。

在本实施例中，以上流程中的“快速绑定更新FBU”、“切换发起HI”、“切换响应Hack”、“快速响应确认Fback”消息可能在不同的具体网络中有不同的名称表述，但是只要消息中包含有相同的信息内容，应用的方法都应该被认为是属于本发明实施例方法的范畴。

需要特别说明的是，本实施例以两个候选接入路由器为例进行说明，但是本发明实施例提出的方法并不限制候选接入路由器的个数，候选接入路由器的个数可以是两个以上。如果存在多个候选接入路由器，PAR应该向多个候选接入路由器分别发送切换发起消息并解析接收到的切换响应消息。

另外一点需要说明的是，在MN发起的切换中，切换过程并不一定是MN失去与PAR之间的连接，或者是MN断开与PAR之间的连接，可以是在MN检测到可用的其他接入路由器后，在保持与旧接入路由器的连接的同时，选择将数据会话切换到新接入路由器上，本实施例并不以此作为限制。

为了实现本实施例各步骤的功能，本实施例提出的方法还包括对现有的协议进行扩展，扩展的协议消息包括FBU、HI、Hack、FBack消息。本发明实施例提出的扩展并不影响现有协议的兼容性或者互通性，当有接入路由器不支持本发明提出的方法时，可以忽略掉协议消息中扩展新增的比特位或者选项参数。例如当MN支持本发明实施例的方法而PAR不支持时，PAR忽略FBU消息中的新增比特位和选项参数，按照现有技术的方式处理FBU消息并进行一般的快速切换流程。如果PAR支持本发明实施例的方法而CAR不支持时，CAR忽略HI消息中的新增比特位和选项参数，按照现有技术的方式处理HI消息，返回Hack，PAR则按照预先设定的策略，处理接收到的多个Hack，并且仅向选择出的新接入路由器和MN发送FBack消息。如果接收FBack的NAR不支持本发明实施例的提出的方法，则忽略FBack消息中的新增比特位和选项参数，按照现有技术的方式处理FBack消息并完成一般的快速切换流程。

以下通过消息结构对上述协议消息的扩展加以说明。

图4为现有FBU消息结构示意图，其中，Mobility options(移动性选项参数)代表移动性选项参数，具体格式如图5所示，在图5中，Type(类型)占用8个比特，表示选项参数的类型，Length(长度)占用8个比特，表示选项参数的长度，Option-Code(编码)占用8个比特，表示的含义随着选项参数的类型变化而变化，不使用Option-Code时此字段填0，Option-Code之后开始是选项参数的内容。

为了实现本发明实施例提出的方法，需要扩展现有的FBU消息，扩展后的FBU消息结构如图6所示，其中，该FBU消息中新增加C比特标志位，当C比特为1时，表示移动设备请求PAR根据本发明实施例说明的方法进行CAR选择。消息中还新增了两个选项参数，第一个选项参数类型为Dst_Addr_Type(目的地地址类型码)，使用与其他选项参数类型值不同的数值，表示此选项参数代表通信对端节点的IP地址，并且在选项参数的数值部分带有通信对端节点的IP地址数值；第二个选项参数类型为CAR_List_Type(候选接入路由器类型码)，使用与其他选项参数类型值不同的数值，表示此选项参数代表移动设备提供的候选接入路由器的IP地址列表，并且在选项参数的数值部分带有这些候选接入路由器的IP地址列表。消息中其他的部分按照正常规则设置，并且带有正常规则中规定的各项选项参数。

图7为现有HI消息结构示意图，为了实现本发明实施例提出的方法，需要扩展现有的HI消息，扩展后的HI消息结构如图8所示，其中，该HI消息中新增加C比特标志位，当C比特为1时表示PAR在本次切换过程中使用了本发明说明的方法进行CAR选择。消息中还新增了一个选项参数，选项参数类型为Dst_Addr_Type，使用与其他选项参数类型值不同的数值，表示此选项参数代表通信对端节点的IP地址，并且在选项参数的数值部分带有通信对端节点的IP地址数值。消息中其他的部分按照正常规则设置，并且带有正常规则中规定的各项选项参数。

图9为现有Hack消息结构示意图，为了实现本发明实施例提出的方法，需要扩展现有的Hack消息，扩展后的Hack消息结构如图10所示，其中，该Hack消息中新增加一个选项参数，选项参数类型为Metric_Type(度量值类型码)，使用与其他选项参数类型值不同的数值，表示此选项参数代表接入路由器到通信对端节点IP地址的度量值，并且在选项参数的数值部分带有接入路由器到通信对端节点IP地址的度量值。消息中其他的部分按照正常规则设置，并且带有正常规则中规定的各项选项参数。

图11为现有FBack消息结构示意图，为了实现本发明实施例提出的方法，需要扩展现有的FBack消息，扩展后的FBack消息结构如图12所示，其中，该FBack消息中新增加C比特标志位，当C比特为1时表示PAR在本次切换过程中使用了本发明说明的方法进行CAR选择并且在此FBack消息中包含了NAR的地址信息或者MN在NAR下的新转发地址。消息中还新增了两个选项参数，第一个选项参数类型为NAR_Addr_Type(新接入路由器地址类型码)，使用与其他选项参数类型值不同的数值，表示此选项参数代表NAR的IP地址，并且在选项参数的数值部分带有NAR的IP地址数值；第二个选项参数类型为NCoA_Addr_Type(终端新转发地址类型码)，使用与其他选项参数类型值不同的数值，表示此选项参数代表移动设备在新接入路由器下的新转发地址，并且在选项参数的数值部分带有移动设备在新接入路由器下的新转发地址。消息中其他的部分按照正常规则设置，并且带有正常规则中规定的各项选项参数。

本发明实施例提出的技术方案可以应用在带有无线接入网的IP网络中，如果网络中多个无线接入网有重叠覆盖区域，重复覆盖可以是使用同种无线技术，也可以是使用不同的无线技术，那么当移动设备切换进这些区域或者在这些区域中切换时，就可以使用本发明实施例提出的方法，根据多个接入网到会话中通信对端节点或者会话中通信对端设备的IP路由信息来选择要切换的新接入网，进而实现更加有效的路由切换。

通过本发明实施例提出的方法，可以在移动设备路由切换过程中，根据端到端的会话通路的主要特征(接入路由器到通信对端节点的路由是会话的主要部分，接入路由器到通信对端节点的路由信息是端到端的会话通路的主要特征)，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

实施例三

本发明实施例还提供一种接入路由器，以下结合附图对本实施例进行详细说明。

图13为本实施例的接入路由器的组成框图，请参照图13，本实施例的接入路由器包括：

选择单元131，用于在移动设备与对端设备通信过程中，根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器；

切换单元132，用于与所述新接入路由器进行互操作完成移动设备的路由切换。

根据本实施例，该接入路由器还可以包括：

确定单元133，用于确定至少两个候选接入路由器，以提供给选择单元131在所述至少两个候选接入路由器中选择新接入路由器。

根据本发明实施例的一个较佳实施方式，该确定单元133可以包括：第一确定模块1331、及/或第二确定模块1332及/或第三确定模块1333，其中：

第一确定模块1331用于通过接收所述移动设备直接或间接发送的包含有所述移动设备分别在至少两个候选接入路由器下的新转发地址的消息，来根据所述新转发地址确定所述至少两个候选接入路由器。

第二确定模块1332用于通过接收所述移动设备直接或间接发送的包含有至少两个候选接入路由器的IP地址的消息，来根据所述IP地址确定至少两个候选接入路由器。

第三确定模块1333用于通过获取本地预先设置，或者获取本地保存的所述移动设备的用户数据，或者通过本地接入路由器与其他接入路由器之间的路由信息交换获取其他接入路由器的信息，来根据所述获取到的信息确定所述至少两个候选接入路由器。

根据本发明实施例的一个较佳实施方式，选择单元131包括：

发送模块1311，用于向各候选接入路由器发送对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；

接收模块1312，用于接收各候选接入路由器发送的查询结果；

选择模块1313，用于根据所述查询结果选择一个候选接入路由器作为新接入路由器。

在本实施方式中，选择单元131还可以包括：

获取模块1314，用于获取所述对端设备的IP地址，以提供给所述发送模块，通过所述发送模块向各候选接入路由器发送所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求。其中：

获取模块1314可以通过接收所述移动设备直接或间接发送的包含所述对端设备的IP地址的消息的方式，来获取所述对端设备的IP地址；也可以通过在为所述移动设备转发IP报文时，记录所述IP报文中的对端设备的IP地址的方式，来获取所述对端设备的IP地址。本实施例并不以此作为限制。

本实施例的接入路由器用于实现前述实施例中旧接入路由器的功能，由于在前述实施例中已经对旧接入路由器的功能进行了详细说明，在此不再赘述。

通过本发明实施例提出的接入路由器，可以在移动设备进行路由切换过程中，根据端到端的会话通路的主要特征，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

实施例四

本发明实施例还提供一种接入路由器，以下结合附图对本实施例进行详细说明。

图14为本实施例的接入路由器的组成框图，请参照图14，本实施例的接入路由器包括：

接收单元141，用于在移动设备与对端设备进行通信过程中，接收旧接入路由器发送的所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；

查询单元142，用于根据所述查询请求查询所述对端设备的IP路由信息；

发送单元143，用于向所述旧接入路由器发送所述查询单元查询到的所述对端设备的IP路由信息。

在本实施例中，查询单元142可以包括以下至少一个查询模块：

第一查询模块1421，用于通过查找本地路由表中到目的地地址的跳数度量值来获取到所述对端设备的IP路由跳数的IP路由信息；

第二查询模块1422，用于通过向所述对端设备发送回声请求消息来测量到所述对端设备的时延的IP路由信息；

第三查询模块1423，用于通过发送跟踪路由请求消息来获取到所述对端设备的IP路由跳数和时延的IP路由信息；

第四查询模块1424，用于通过查找本地记录的数据获取到下一跳路由器的通信代价、带宽以及链路负荷的IP路由信息。

本实施例的接入路由器用于实现前述实施例中候选接入路由器的功能，由于在前述实施例中已经对候选接入路由器的功能进行了详细说明，在此不再赘述。

通过本发明实施例提出的接入路由器，可以在移动设备进行路由切换过程中，获取端到端的会话通路的主要特征提供给进行目标接入路由器选择的实体，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

实施例五

本发明实施例还提供一种路由切换系统，以下结合附图对本实施例进行详细说明。

图15为本实施例的路由切换系统的组成框图，请参照图15，本实施例的路由切换系统包括：一个旧接入路由器151和至少两个候选接入路由器152，其中：

旧接入路由器151用于在移动设备与对端设备进行通信过程中，根据至少两个候选接入路由器152到对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器，以与新接入路由器进行互操作完成移动设备的路由切换。

其中，旧接入路由器可以通过前述实施例三的接入路由器来实现，候选接入路由器可以通过前述实施例四的接入路由器来实现，由于在前述实施例三和实施例四中，已经对各接入路由器进行了详细说明，故在此不再赘述。

通过本发明实施例提出的路由切换系统，可以在移动设备进行路由切换过程中，获取端到端的会话通路的主要特征提供给进行目标接入路由器选择的实体，相比现有使用本地终端到接入路由器之间的无线链路质量或者用户喜好，更加有效地选择要切换的目标接入路由器，从而实现提升业务的质量以及用户体验，并且能够提高网络资源的利用率。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种路由切换方法，用于移动设备与对端设备进行通信的过程中，其特征在于，所述方法包括：

当所述移动设备进行路由切换时，旧接入路由器根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器；

所述旧接入路由器与所述新接入路由器进行互操作完成所述路由切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器，之前还包括：

所述旧接入路由器确定至少两个候选接入路由器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定至少两个候选接入路由器，具体包括：

所述旧接入路由器接收所述移动设备直接或间接发送的包含所述移动设备分别在至少两个候选接入路由器下的新转发地址的消息，并根据所述新转发地址确定所述至少两个候选接入路由器；或者，

所述旧接入路由器接收所述移动设备直接或间接发送的包含至少两个候选接入路由器的IP地址的消息，并根据所述IP地址确定所述至少两个候选接入路由器；或者，

所述旧接入路由器根据本地预先设置，或本地保存的所述移动设备的用户数据，或所述旧接入路由器通过与其他接入路由器之间的路由信息交换确定所述至少两个候选接入路由器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旧接入路由器根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器，具体包括：

所述旧接入路由器向各候选接入路由器发送所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；

接收所述各候选接入路由器发送的查询结果；

并根据所述查询结果选择一个候选接入路由器作为新接入路由器。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述旧接入路由器向各候选接入路由器发送所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求，之前包括：

所述旧接入路由器获取所述对端设备的IP地址。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述对端设备的IP地址具体包括：

所述旧接入路由器接收所述移动设备直接或间接发送的包含所述对端设备的IP地址的消息；或者，

所述旧接入路由器在为所述移动设备转发IP报文时，记录所述IP报文中的所述对端设备的IP地址。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IP路由信息包括以下至少一项：

各候选接入路由器到所述对端设备的IP路由跳数；

各候选接入路由器到所述对端设备的时延；

各候选接入路由器到下一跳路由器的通信代价；

各候选接入路由器到下一跳路由器的带宽；

各候选接入路由器到下一跳路由器的链路负荷。

8.一种接入路由器，其特征在于，所述接入路由器包括：

选择单元，用于在移动设备与对端设备通信过程中，根据至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器；

切换单元，用于与所述新接入路由器进行互操作完成移动设备的路由切换。

9.根据权利要求8所述的接入路由器，其特征在于，所述接入路由器还包括：

确定单元，用于确定至少两个候选接入路由器，以提供给所述选择单元在所述至少两个候选接入路由器中选择新接入路由器。

10.根据权利要求9所述的接入路由器，其特征在于，所述确定单元包括：

第一确定模块，用于通过接收所述移动设备直接或间接发送的包含所述移动设备分别在至少两个候选接入路由器下的新转发地址的消息，来根据所述新转发地址确定所述至少两个候选接入路由器；及/或

第二确定模块，用于通过接收所述移动设备直接或间接发送的包含有至少两个候选接入路由器的IP地址的消息，来根据所述IP地址确定所述至少两个候选接入路由器；及/或

第三确定模块，用于通过获取本地预先设置，或者获取本地保存的所述移动设备的用户数据，或者通过本地接入路由器与其他接入路由器之间的路由信息交换获取其他接入路由器的信息，来根据所述获取到的信息确定所述至少两个候选接入路由器。

11.根据权利要求9所述的接入路由器，其特征在于，所述选择单元包括：

发送模块，用于向各候选接入路由器发送所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；

接收模块，用于接收所述各候选接入路由器发送的查询结果；

选择模块，用于根据所述查询结果选择一个候选接入路由器作为新接入路由器。

12.根据权利要求11所述的接入路由器，其特征在于，所述选择单元还包括：

获取模块，用于获取所述对端设备的IP地址，以提供给所述发送模块，通过所述发送模块向各候选接入路由器发送所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求。

13.根据权利要求12所述的接入路由器，其特征在于：

所述获取模块通过接收所述移动设备直接或间接发送的包含所述对端设备的IP地址的消息，来获取所述对端设备的IP地址；或者

所述获取模块通过在为所述移动设备转发IP报文时，记录所述IP报文中的对端设备的IP地址，来获取所述对端设备的IP地址。

14.一种接入路由器，其特征在于，所述接入路由器包括：

接收单元，用于在移动设备与对端设备进行通信过程中，接收旧接入路由器发送的所述对端设备的IP地址以及IP路由信息查询请求；

查询单元，用于根据所述查询请求查询所述对端设备的IP地址的IP路由信息；

发送单元，用于向所述旧接入路由器发送所述查询单元查询到的所述对端设备的IP路由信息。

15.根据权利要求14所述的接入路由器，其特征在于，所述查询单元包括：

第一查询模块，用于通过查找本地路由表中到目的地地址的跳数度量值来获取到所述对端设备的IP路由跳数的IP路由信息；或者

第二查询模块，用于通过向所述对端设备发送回声请求消息来测量到所述对端设备的时延的IP路由信息；或者

第三查询模块，用于通过发送跟踪路由请求消息来获取到所述对端设备的IP路由跳数和时延的IP路由信息；或者

第四查询模块，用于通过查找本地记录的数据获取到下一跳路由器的通信代价、带宽以及链路负荷的IP路由信息。

16.一种路由切换系统，其特征在于，所述系统包括旧接入路由器和至少两个候选接入路由器，其中：所述旧接入路由器为权利要求8-13任一项所述的接入路由器；所述候选接入路由器为权利要求14-15任一项所述的接入路由器；其中：

所述旧接入路由器用于在移动设备与对端设备进行通信过程中，根据所述至少两个候选接入路由器到所述对端设备的IP路由信息，选择其中一个候选接入路由器作为新接入路由器，以与所述新接入路由器进行互操作完成移动设备的路由切换。

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