CN102026318B - 切换管理及切换时用户数据管理的方法、系统和agr - Google Patents
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Abstract
一种移动节点切换管理及切换时用户数据管理的方法、系统和AGR，应用于身份标识和位置分离框架，实现身份标识和位置分离框架下的移动性切换管理，当MN当前的RAN判决MN需要发起切换时，源RAN向其第一接入网关路由器(AGR1)发起包含目标RAN信息的切换请求，AGR1根据目标RAN信息将切换请求发送至目标RAN的第二接入网关路由器(AGR2)；AGR2接收到切换请求后，返回切换响应；接收到切换响应后，AGR1向MN发送切换命令；MN根据接收到的切换命令，向目标RAN发起接入请求，完成到目标RAN的切换。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种移动节点切换管理及切换时用户数据管理的方法、系统和AGR。
背景技术
现有因特网广泛使用的TCP/IP(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，传输控制协议/互联网络协议)协议中IP地址具有双重功能，既作为网络层的通信终端主机网络接口在网络拓扑中的位置标识，又作为传输层主机网络接口的身份标识。TCP/IP协议在设计之初并未考虑主机移动的情况。但是，当主机移动越来越普遍时，这种IP地址的语义过载缺陷日益明显。当主机的IP地址发生变化时，不仅路由发生变化，通信终端主机的身份标识也发生变化，这样将会导致路由负载越来越重，而且主机标识的变化还将导致应用和连接的中断。
身份标识和位置分离问题提出的目的是为了解决IP地址的语义过载和路由负载严重等问题，将IP地址的双重功能进行分离，实现对移动性、多家乡性、IP地址动态重分配、减轻路由负载及下一代互联网中不同网络区域之间的互访等问题的支持。
现有技术中，基于网络路由器的实现方法是有关身份标识和位置分离的解决方案之一。现有技术提出了基于网络路由器方案的移动切换管理的实现方法，由接入交换路由器将移动节点(Mobile Node，简称MN)的新映射关系通知所有移动节点的通信对端(Correspondent Node，简称CN)所在的接入交换路由器。
在接入交换路由器为每个本地接入的MN保存所有的CN的信息，根据保存的信息，将MN新的标识映射关系通知给CN所在的接入交换路由器。接入交换路由器保存的通信对端记录数要有限制并且每一条记录都需要一个删除定时器，以节省内存空间。
在具体实施中，首先要求接入交换路由器能够保存所有本地接入的用户终端的通信对端的记录，其次要求所有的接入交换路由器单独或者在映射服务器的帮助下能通知通信对端接入的接入路由器。如果映射服务器不能提供转发通知的帮助，那么接入交换路由器就必须保存通信对端所在的接入交换路由器的信息。表1和表2是在这种情况下接入交换路由器保存的本地接入映射表和通信对端映射表的一种组织形式。
表1 接入交换路由器的本地接入终端标识映射表
| 接入标识 | 路由标识 | 通信对端1 | … | 通信对端N |
在表1中，必须对通信对端的最大记录个数做限制，否则内存的压力太大。
表2 接入交换路由器的通信对端映射标识映射表
| 接入标识 | 路由标识 | 接入网的接入交换路由器 | 定时器 |
在表2中，每个通信对端的记录(包括接入标识和路由标识)可能还需要一个定时器，来决定如果很长时间没有和这个通信对端通信了就应该删除这个通信对端的记录，以节省内存空间。
以上解决方案主要存在以下问题：
1.设置定时器有内存消耗，为每一条记录设置一个删除定时器的方式，降低了能够保存的通信对端记录个数，并不能节省内存空间；
2.设置定时器有一定的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)处理性能消耗，为限制接入交换路由器保存的通信对端记录数，每一条记录设置一个删除定时器的方式，使接入交换路由器能够同时支持的定时器数量也成为限制条件之一。
另外，中国专利CN 101119312A公开了一种身份标识和位置分离的解决方案，该方案中，对移动节点移动性的检测主要依靠用户终端与接入交换路由器之间的消息交互来完成。接入路由器需要周期性地发送路由器通告，用户终端依靠这个路由器通告或者低层通信链路的链路状态事件发现自身的移动。用户终端发现自己发生移动后，要向接入路由器申请重新接入。由接入路由器帮助完成认证和分配新的终端位置标识。然后接入路由器还要负责通告映射服务器更新用户终端的映射关系。为了相应缩短切换时间，用户终端可以在重新建立链接后广播一个路由器通告请求，然后由接入交换路由器回复含接入交换路由接入口标识的路由器通告消息，用户终端再修改网关并发起接入请求。
上述解决方案中，用户终端移动性检测的过程主要由用户终端与接入交换路由器配合完成。在切换场景下，发起切换管理流程的标志性触发条件是用户终端发现自己发生移动，向接入路由器申请重新接入。在蜂窝移动网组网条件下，与基站系统，如BSS(Base Station Subsystem，基站子系统)，RAN(Radio Access Network，无线接入网)，eNodeB(evolved Node B，演进的节点B)等相比较，用户终端不掌握无线网络的无线资源分布情况，无法完成切换的目标小区的选择。并且，由终端发起切换会有较大的切换时延。另外，需要用户终端配合完成移动性检测，需要修改用户终端的协议栈软件，将面临用户桌面软件同步升级的障碍。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种移动节点切换管理的方法及系统，实现身份标识和位置分离框架下的移动性切换管理。
为了解决上述问题，本发明提供了一种移动节点切换管理的方法，应用于身份标识和位置分离框架，当移动节点(MN)当前的源无线接入网(RAN)判决所述MN需要发起切换时，包括：
所述源RAN向其第一接入网关路由器(AGR1)发起包含目标RAN信息的切换请求，所述AGR1根据所述目标RAN信息将所述切换请求发送至所述目标RAN的第二接入网关路由器(AGR2)；
所述AGR2接收到所述切换请求后，返回切换响应；接收到所述切换响应后，所述AGR1向所述MN发送切换命令；
所述MN根据接收到的所述切换命令，向所述目标RAN发起接入请求，完成到所述目标RAN的切换。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2接收到所述切换请求后，为所述MN分配新的路由位置标识(RID)，建立所述MN的新的身份位置映射关系；并向所述AGR1获取与所述MN正在通信的所有通信对端(CN)的信息；
收到所述目标RAN发送的切换完成消息后，所述AGR2根据获取的所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系；
所述AGR1将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2，由所述AGR2转发给所述MN。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2与所述AGR1采用隧道封装的方式建立所述转发关系，进行数据报文的转发。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR1在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系，和/或，所述AGR2在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述AGR1发送删除指示，所述AGR1根据所述删除指示删除所述转发关系。
进一步地，所述AGR保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，并采用如下方式对所述映射路由表进行老化处理：
设置轮询定时器；
在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；
每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；
到达所述轮询定时器的定时周期时，轮询所述映射路由表，将其中的每个映射路由表条目所对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
本发明还提供了一种移动节点切换管理的方法，应用于身份标识和位置分离框架，当移动节点(MN)当前的源无线接入网(RAN)判决所述MN需要发起切换时，包括：
所述源RAN向其第一接入网关路由器(AGR1)发起包含目标RAN信息的切换请求，所述AGR1根据所述目标RAN信息将所述切换请求发送至所述目标RAN的第二接入网关路由器(AGR2)；
所述AGR2接收到所述切换请求后，为所述MN分配新的路由位置标识(RID)，建立所述MN的新的身份位置映射关系；并向所述AGR1获取与所述MN正在通信的所有通信对端(CN)的信息；
所述MN向所述目标RAN发起接入请求，完成到所述目标RAN的切换；收到所述目标RAN发送的切换完成消息后，所述AGR2根据获取的所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系；
所述AGR1将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2，由所述AGR2转发给所述MN。
本发明还提供了一种移动节点切换过程中接入网关路由器的用户数据管理方法，应用于身份标识和位置分离框架，当MN从源RAN切换到目标RAN时，包括：
所述目标RAN的第二接入网关路由器(AGR2)为所述MN分配新的RID，建立所述MN的新的身份位置映射关系；并向所述源RAN的第一接入网关路由器(AGR1)获取与所述MN正在通信的所有CN的信息；
所述MN完成切换后，所述AGR2根据获取的所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR2接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系；
所述AGR1将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2，由所述AGR2转发给所述MN。
进一步地，所述方法还包括：
所述AGR1在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系，和/或，所述AGR2在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述AGR1发送删除指示，所述AGR1根据所述删除指示删除所述转发关系。
进一步地，其特征在于，
所述MN所在的AGR保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，并采用如下方式对所述映射路由表进行老化处理：
设置轮询定时器；
在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；
每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；
到达所述轮询定时器的定时周期时，轮询所述映射路由表，将其中的每个映射路由表条目所对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
本发明还提供了一种移动节点切换管理的系统，应用于身份标识和位置分离框架，包括MN、RAN及AGR，所述AGR进一步包括路由位置标识分配模块、通信对端信息获取模块和映射关系更新模块，其中：
MN当前的源RAN用于，在判决所述MN需要发起切换时，向其AGR1发起包含目标RAN信息的切换请求；
所述AGR1用于，根据接收到的所述切换请求中的目标RAN信息，将所述切换请求发送至所述目标RAN的AGR2；以及，在接收到切换响应后，向所述MN发送切换命令；
所述AGR2用于，接收到所述切换请求后，返回切换响应；
所述目标RAN用于，根据接收到的接入请求，完成所述MN的接入，并发送切换完成消息给所述AGR2；
所述MN用于，根据接收到的所述切换命令，通过所述AGR2向所述目标RAN发起接入请求，完成到所述目标RAN的切换。
进一步地，所述AGR进一步包括路由位置标识分配模块、通信对端信息交互模块和映射关系更新模块，其中：
所述路由位置标识分配模块用于，接收到所述MN的切换请求后，为所述MN分配新的RID，并将其发送给所述映射关系更新模块；
所述通信对端信息交互模块用于，接收到所述切换请求后，向所述MN的源RAN的AGR获取与所述MN正在通信的所有CN的信息，并发送给所述映射关系更新模块；接收到所述MN切换到的目标RAN的AGR发送的获取通信对端信息请求后，向其发送与所述MN正在通信的所有CN的信息；
所述映射关系更新模块用于，接收到所述MN的新的RID后，建立所述MN的新的身份位置标识映射关系，并根据所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR。
进一步地，所述AGR2的映射关系更新模块还用于，在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
进一步地，所述AGR进一步还包括数据转发模块，
所述目标RAN的AGR的数据转发模块用于，在接收到所述切换请求后，与所述源RAN的AGR建立转发关系，并在收到所述切换完成消息后，将发往所述MN的数据报文发送给所述MN；
所述源RAN的AGR的数据转发模块用于，根据建立的所述转发关系，将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述目标RAN的AGR。
进一步地，所述目标RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述源RAN的AGR发送删除指示；
所述源RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，根据所述删除指示删除所述转发关系，和/或，在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系。
进一步地，所述AGR进一步还包括定时模块，和条目管理模块，其中：
所述定时模块用于，设置轮询定时器的定时周期，并在到达所述轮询定时器的定时周期时通知所述条目管理模块；
所述条目管理模块用于，保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；并在收到所述定时模块的通知时，轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
本发明提供了一种实现移动节点切换过程中用户数据管理的接入网关路由器，应用于身份标识和位置分离框架，包括路由位置标识分配模块、通信对端信息获取模块和映射关系更新模块，其中：
所述路由位置标识分配模块用于，接收到MN的切换请求后，为所述MN分配新的RID，并将其发送给所述映射关系更新模块；
所述通信对端信息交互模块用于，接收到所述切换请求后，向所述MN的源RAN的AGR获取与所述MN正在通信的所有CN的信息，并发送给所述映射关系更新模块；接收到所述MN切换到的目标RAN的AGR发送的获取通信对端信息请求后，向其发送与所述MN正在通信的所有CN的信息；
所述映射关系更新模块用于，接收到所述MN的新的RID后，建立所述MN的新的身份位置标识映射关系，并根据所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR。
进一步地，所述映射关系更新模块还用于，在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
进一步地，所述AGR进一步还包括数据转发模块，
所述AGR2的数据转发模块用于，在接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系，并在收到所述切换完成消息后，将发往所述MN的数据报文发送给所述MN；
所述AGR1的数据转发模块用于，根据建立的所述转发关系，将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2。
进一步地，所述目标RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述源RAN的AGR发送删除指示；
所述源RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，根据所述删除指示删除所述转发关系，和/或，在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系。
进一步地，所述AGR进一步还包括定时模块，和条目管理模块，其中：
所述定时模块用于，设置轮询定时器的定时周期，并在到达所述轮询定时器的定时周期时通知所述条目管理模块；
所述条目管理模块用于，保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；并在收到所述定时模块的通知时，轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
与现有技术相比，上述实施方案至少具有如下有益效果：
实现了基于网络的身份标识和位置分离框架下的移动性切换管理，结合移动通讯网络特点提出了简化的切换管理流程，提出了切换管理流程中优化的用户数据管理方法，明确了切换管理过程中各功能实体的功能分布和主要流程；
基于现有的WCDMA/CDMA/TDSCDMA/HSDPA/HSUPA/LTE/WiMax等移动通信蜂窝网络，提出一种兼容过渡方法，基于网络的身份标识和位置分离框架下的移动性管理的相关流程由网络侧设备实现，对移动节点没有新的功能要求，移动节点无需改动即可支持。
附图说明
图1为本发明实施例一的基于网络的身份标识和位置分离架构的网络拓扑示意图；
图2为本发明实施例一的基于网络的身份标识和位置分离框架的网络架构的相关接口示意图；
图3为本发明实施例一的身份标识和位置分离框架下切换管理的方法流程图；
图4为本发明实施例二的基于LISP协议的身份标识和位置分离架构的网络拓扑示意图；
图5为本发明实施例三的一体化网络的身份标识和位置分离架构的网络拓扑示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明进行更详细的说明。
实施例一
为了克服现有技术的不足，本实施例提出了一种基于网络的身份标识和位置分离框架，其核心思想是：将网络划分为接入层和核心层，网络中的移动节点有两种标识类型：用户身份标识(Access Identifier，简称AID)和路由位置标识(Routing-Location Identifier，简称RID)。为网络中的每个用户配置唯一的AID，该AID在移动过程中始终保持不变；在数据转发过程中，AID只能在接入层使用，RID只能在核心层使用；在用户终端间应用层通信时，使用AID识别对端。
上述基于网络的身份标识和位置分离框架的拓扑示意图如图1所示，如图1所示，在该基于网络的身份标识和位置分离框架中，主要包括：无线接入网(RAN)、接入网关路由器(Access Gateway Router，简称AGR)、广义交换路由器(General Switch Router，简称GSR)、映射服务器(IdentifierMapping Server，简称IDMS)、认证中心等。下面分别给予介绍：
AGR，负责为各种移动节点提供接入服务，为接入的用户分配RID，并将用户的数据报文进行标识封装后在骨干网中传输。
AGR在收到终端发来的数据报文时，根据数据报文中目的地址(即通信对端的AID)查询本地缓存(CACHE)中的AID-RID映射表：如果查到对应的AID-RID映射条目，则将查到的通信终端的RID封装在报文头部发送到骨干网进行转发处理；如果没有查到对应的AID-RID映射条目，则将数据报文转发到骨干网，并向IDMS发起查询(通信对端的)AID-RID映射信息的流程，并将IDMS返回对应的AIDc-RIDc映射保存在本地，以备后续报文转发时查询。
或者，AGR在没有查到对应的AID-RID映射条目时，也可以选择不将数据报文转发到骨干网，而是向IDMS发起查询(通信对端的)AID-RID映射信息的流程，待IDMS返回对应的AIDc-RIDc映射后，将查到的通信终端的RID封装在报文头部发送到骨干网进行转发处理。
AGR在收到发往终端的数据报文时，对数据报文进行解封装处理，剥去数据报文中新增的包含RID的报文头，发往终端。
GSR的主要功能是根据数据报文中的路由位置标识RID进行选路和转发数据报文。
IDMS主要负责维护网络中用户身份标识和位置标识的映射关系，并向接入网关路由器和其它映射服务器提供查询服务。
认证中心，认证中心负责记录用户类别、用户服务等级等信息，在用户接入时对用户进行合法性认证和授权。认证中心支持网络与用户间的双向鉴权。
无线接入网，负责提供并维护用户终端到接入网关路由器AGR之间的二层链路；在蜂窝移动网应用场景中负责无线资源管理。
在图1所示的该框架下，网络可划分为接入网和骨干网。接入网位于骨干网的边缘，负责所有终端的接入，在接入网RAN部分，所有的用户终端都使用AID进行寻址。骨干网负责通过不同接入网接入的终端的路由。接入网与骨干网在拓扑关系上没有重叠。通信主机之间应用层使用AID标识对端，用户终端间的通信只需使用对端的AID进行。
接入网关路由器位于骨干网和接入网的分界点，与接入网及骨干网接口，负责为终端提供接入服务、维护用户连接、转发用户数据等。用户终端的所有通信都通过所在接入网络的接入网关路由器进行转发和管理。同一接入网关路由器服务范围内的终端之间数据报文直接转发给对端。位于不同接入网关路由器服务范围内的终端之间数据报文的转发如下：终端在发出数据报文时，对应的接入网关路由器在转发的数据报文中携带RID信息(该RID与AID相对应)；对应的，终端在接收数据报文时，接入网关路由器进行相反的操作，即剥离RID信息并将数据报文转发给终端。映射服务器中保存了网络中所有已经接入的用户终端所分配的身份位置标识映射关系，并与接入网关路由器通过信令交互进行标识关系解析。
上述基于网络的身份标识和位置分离框架的网络架构的相关接口如图2所示，S1/D1是用户终端与接入网关路由器AGR的接口，S1用于用户接入管理的信令，D1数据转发接口；S2用于AGR间切换时切换管理信令，D2用于AGR间切换时数据转发；D3是与AGR与GSR间的数据转发接口，S4/S5/S6是用于查询和维护AID-RID映射关系的信令接口，D4m是AGR与IDMS间的数据转发接口。其中，在visted IDMS(拜访地IDMS)与Home IDMS(归属地IDMS)无直联关系时，Broke IDMS(中继IDMS)转发visted IDMS与Home IDMS间的信令。
下面描述在上述网络架构下实现移动性支持的切换管理的方法，CN与MN建立通信，相互间收发数据报文，在与MN建立通信关系的过程中，CN所在的AGR可以根据MN的消息中携带的AID，向映射服务器IDMS查询MN的AID和RID的映射关系，从而得到MN的路由位置标识RID；
无线接入网检测到MN的移动性(即MN的位置发生了变化，从一个AGR覆盖范围移动到了另一个AGR，在这种情况下需要发起切换流程)后，触发切换流程。在切换过程中，切出网关AGR与切入网关AGR建立转发关系，在切换过程中或切换完成后，切出网关AGR将收到的发往MN的数据报文转发给切入网关AGR，由切入网关AGR转发给MN；
更新映射服务器IDMS上存储的MN的AID-RID映射关系；并且将MN的新的AID-RID映射关系通知CN，并通知到网络中相关的其它组成部分。
具体流程如图3所示，包括以下步骤：
步骤101，源RAN判断MN需进行切换时，向切出网关AGR1发送切换请求，携带目标RAN和MN的标识信息如AIDm等；
源RAN可以根据MN的无线信号强弱、系统负荷等信息，结合无线资源分布情况，进行切换判决。源RAN即MN当前接入的无线接入网，切出网关即MN当前连接的接入网关路由器。
步骤102，AGR1收到由无线接入系统发出的切换请求消息后，根据目标RAN的标识信息找到切入AGR2，向AGR2转发切换请求消息，消息中携带MN的标识信息；
蜂窝移动网中，在物理位置上有邻接关系的AGR中会配置邻接RAN与AGR的对应关系表，因此，AGR1中会保存有RAN与AGR2的对应关系表项。
步骤103，AGR2收到切换请求消息后，为该用户分配新的路由位置标识RID，在AGR2中建立该移动节点的AIDm-RIDm的映射关系，并与目标RAN进行消息交互，为MN分配无线资源；
步骤104，AGR2向AGR1发送切换响应消息，并与AGR1进行消息交互，获取所有与MN正在进行数据通信的CN的映射关系AIDc-RIDc，并与AGR1建立数据转发关系；
此处的建立数据转发关系的操作是现有技术的内容，比较典型的做法是用隧道封装方式来实现，即AGR1收到来自AGR2由MN发出的数据报文时，剥离AGR1-AGR2间的隧道封装，发往CN；AGR1收到来自CN发往MN的数据报文时，在报文头部增加AGR1-AGR2间的隧道封装发往AGR2，由AGR2解封装后发往MN。
AGR1记录与AGR2的转发关系后，将切换期间收到的发往MN的数据报文，通过AGR2向MN转发；在另一实施例中，也可以先缓存发往MN的数据报文，在切换完成后，例如收到AGR2的切换完成消息后，再通过AGR2将缓存的数据报文转发到MN。
当然，也可以不建立数据转发关系，AGR1收到切换响应后，直接向AGR2转发数据或缓存后转发数据。
步骤105，AGR2向IDMS发起映射更新流程，更新IDMS保存的该用户终端AIDm-RIDm的映射关系；
该步骤可与步骤104同时执行，两者的先后顺序在此不做限定。
步骤106，收到AGR2发出的切换响应消息后，AGR1通过源RAN向MN发送切换命令；
步骤107，收到切换命令后，MN向目标RAN发起接入请求，并请求建立与AGR2之间的通讯链路，从该通讯链路收发数据报文；
该步骤中，MN收到切换命令后，与源RAN/AGR1之间的通讯联系即中断，MN需要从目标RAN侧接入网络。
步骤108，AGR2收到目标RAN发送的切换完成消息后，转发给AGR1；
步骤109，AGR2根据从AGR1获取的所有与MN正在进行数据通信的CN的映射关系AIDc-RIDc，向RIDc指向的接入网关路由器AGR3发起映射更新关系请求，通知CN的接入网关路由器AGR3更新保存的MN的AIDm-RIDm映射关系。
AGR3根据收到的通知更新MN的AIDm-RIDm映射关系后，将CN发送到MN的数据发往AGR2。如果AGR2向AGR3发起更新映射关系请求之后，并没有收到AGR3发送的数据包，并且仍然不断收到AGR1发来的数据，则说明AGR3并没有收到更新映射关系请求，则AGR2会重新向AGR3发起更新映射关系请求。
另外，在切换完成后，AGR1将删除MN的AGR1与AGR2间的转发关系，例如，在切换期间，AGR1可以设置向AGR2转发数据的报文定时器，定时器超时后，AGR1将删除与AGR2的转发关系；和/或AGR2在完成向与所述MN正在通信的所有CN(本应用示例以MN仅有一个通信对端的情况为例进行说明)的AGR3更新映射关系的流程后，向AGR1发出删除转发关系的信号，AGR1收到该信号后，删除MN的AGR1与AGR2间转发关系。
本发明中，移动节点在移动过程中的切换管理主要涉及移动节点与接入网关路由器、映射服务器之间的交互和处理，用以保证切换过程中正在发起或正在通信的用户终端之间的通信正常进行，同时尽量减少切换过程中的丢包率。
上述方案中，接入交换路由器AGRm需要为每个本地接入的MN保存所有的CN的信息，并根据保存的信息，将MN新的身份位置标识映射关系通知给CN所在的接入交换路由器AGRc。
因此，要求接入交换路由器具有如下功能：
1)接入交换路由器AGRm能够保存正在与本地接入的用户终端MN的所有CN的记录；
2)接入交换路由器AGRm保存所有的CN的身份位置映射关系，形成CN的AIDc-RIDc的映射路由表。通过查询AIDc-RIDc的映射路由表，以数据报文封装RIDc报头的形式，或者采用RIDc替换AIDc的形式，生成如图1所示在骨干网转发的数据报文；
3)由于接入交换路由器AGRm的性能限制，能够保存的映射路由表条目有限，因此，AGRm需要支持映射路由表条目的老化。
进一步地，映射路由表条目的老化可通过如下方式：
方式一，当映射路由表条目超出了接入交换路由器AGRm的性能限制时，由接入交换路由器AGRm决定替换哪个条目，用新的映射路由条目替换。例如，替换最长时间未查询的映射路由条目、替换查询次数最少的条目或替换优先级别较低的条目等。
方式二，可采用以下步骤：
1)AGRm设置统一的周期性定时器Ti；
2)在建立映射路由表条目时，为每个条目保存一个定时器标签TL，初始TL为AGRm系统设定的默认整数值；
3)AGRm在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的TL复位为初始值；
4)在Ti定时器到达时，AGRm轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的TL减1。在检测到某个映射路由表条目的TL为0时删除该映射路由表条目。
实施例二
如图4所示，本实施例基于的网络架构可以是LISP(Locator/IDSeparation Protocol，地址身份分离协议)+ALT(Alternative Logical Topology，备选逻辑拓扑)，其中ETR(Egress Tunnel Router，出口隧道路由器)/ITR(Ingress Tunnel Router，入口隧道路由器)对应实施例一中的AGR(即AGR相当于ETR与ITR的功能合体)，Map-Resolver/Map-Server对应实施例一中的IDMS。其中LISP中的EID(Endpoint Identifiers，终端标识符)对应于实施例一中的AID，RLOC(Routing Locators，路由地址)对应于实施例一中的RID。具体的实施步骤与实施例一完全相同。
在LISP系统中引入了隧道路由(Tunnel Routers)，终端在发出数据包时封装LISP，并且在传递到目的地前对数据包进行解封装。两个网络的终端之间进行端到端的包交换过程中，ITR为每个包封装一个新LISP头，在ETR剥去新头。该操作过程对应于实施例一中，AGR将终端的数据报文进行标识封装后在骨干网中传输，在接收到发往终端的数据报文后，进行解封装后再发送给终端。
在LISP数据包中“外层报头”的IP地址是RLOCs。ITR执行EID-to-RLOC查找以确定到ETR的路由路径，ETR以RLOC作为它的一个地址。该操作对应于实施例一中，AGR在终端发出的数据报文中封装RID路由信息，通过GSR路由转发到目的RID指向的通信对端所在的AGR。
ALT作为Internet中的一个拓扑结构，由LISP系统中定义的方式标识为有特定功能的平面，相当于实施例一中的骨干网中的IDMS。
本实施例中的具体实施步骤与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例三
本实施例基于的网络架构可以是一体化网络，如图5所示，其中接入路由器对应于实施例一中的AGR。本实施例中的具体实施步骤与实施例一相同，在此不再赘述。
基于上述方法，本发明实施例中还提供了了一种移动节点切换管理的系统，应用于身份标识和位置分离框架，包括MN、RAN及AGR，AGR进一步包括路由位置标识分配模块、通信对端信息获取模块和映射关系更新模块，其中：
MN当前的源RAN用于，在判决MN需要发起切换时，向其AGR1发起包含目标RAN信息的切换请求；
AGR1用于，根据接收到的切换请求中的目标RAN信息，将切换请求发送至目标RAN的AGR2；以及，在接收到切换响应后，向MN发送切换命令；
AGR2用于，接收到切换请求后，返回切换响应；
目标RAN用于，根据接收到的接入请求，完成MN的接入，并发送切换完成消息给AGR2；
MN用于，根据接收到的切换命令，通过AGR2向目标RAN发起接入请求，完成到目标RAN的切换。
其中，AGR进一步包括路由位置标识分配模块、通信对端信息交互模块和映射关系更新模块，其中：
路由位置标识分配模块用于，接收到MN的切换请求后，为MN分配新的RID，并将其发送给映射关系更新模块；
通信对端信息交互模块用于，接收到切换请求后，向MN的源RAN的AGR获取与所述MN正在通信的所有的信息，并发送给映射关系更新模块；接收到MN切换到的目标RAN的AGR发送的获取通信对端信息请求后，向其发送与MN正在通信的所有的信息；
映射关系更新模块用于，接收到MN的新的RID后，建立MN的新的身份位置标识映射关系，并根据CN的信息将MN的新的身份位置映射关系通知CN所在的AGR。
其中，AGR2的映射关系更新模块还用于，在建立MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新MN的身份位置映射关系。
其中，AGR进一步还包括数据转发模块，
目标RAN的AGR的数据转发模块用于，在接收到切换请求后，与源RAN的AGR建立转发关系，并在收到切换完成消息后，将发往MN的数据报文发送给MN；
源RAN的AGR的数据转发模块用于，根据建立的转发关系，将接收到的发往MN的数据报文在切换期间或者在收到切换完成消息后发送给目标RAN的AGR。
其中，目标RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，在将MN的新的身份位置映射关系通知CN所在的AGR后，向源RAN的AGR发送删除指示；
源RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，根据删除指示删除转发关系，和/或，在建立转发关系后的一定时间删除转发关系。
其中，AGR进一步还包括定时模块，和条目管理模块，其中：
定时模块用于，设置轮询定时器的定时周期，并在到达轮询定时器的定时周期时通知条目管理模块；
条目管理模块用于，保存与MN正在通信的所有的身份位置映射路由表，
在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，定时器标签的初始值为设定的默认整数值；在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；并在收到定时模块的通知时，轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
此外，本发明实施例中还提供了一种实现移动节点切换过程中用户数据管理的AGR，应用于身份标识和位置分离框架，包括路由位置标识分配模块、通信对端信息获取模块和映射关系更新模块，其中：
路由位置标识分配模块用于，接收到MN的切换请求后，为MN分配新的RID，并将其发送给映射关系更新模块；
通信对端信息交互模块用于，接收到切换请求后，向MN的源RAN的AGR获取与MN正在通信的所有的信息，并发送给映射关系更新模块；接收到MN切换到的目标RAN的AGR发送的获取通信对端信息请求后，向其发送与MN正在通信的所有的信息；
映射关系更新模块用于，接收到MN的新的RID后，建立MN的新的身份位置标识映射关系，并根据CN的信息将MN的新的身份位置映射关系通知CN所在的AGR。
其中，映射关系更新模块还用于，在建立MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新MN的身份位置映射关系。
其中，AGR进一步还包括数据转发模块，
AGR2的数据转发模块用于，在接收到切换请求后，与AGR1建立转发关系，并在收到切换完成消息后，将发往MN的数据报文发送给MN；
AGR1的数据转发模块用于，根据建立的转发关系，将接收到的发往MN的数据报文在切换期间或者在收到切换完成消息后发送给AGR2。
其中，目标RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，在将MN的新的身份位置映射关系通知CN所在的AGR后，向源RAN的AGR发送删除指示；
源RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，根据删除指示删除转发关系，和/或，在建立转发关系后的一定时间删除转发关系。
其中，AGR进一步还包括定时模块，和条目管理模块，其中：
定时模块用于，设置轮询定时器的定时周期，并在到达轮询定时器的定时周期时通知条目管理模块；
条目管理模块用于，保存与MN正在通信的所有的身份位置映射路由表，
在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，定时器标签的初始值为设定的默认整数值；在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；并在收到定时模块的通知时，轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
Claims (20)
1.一种移动节点切换管理的方法，应用于身份标识和位置分离框架，其特征在于，当移动节点MN当前的源无线接入网RAN判决所述MN需要发起切换时，包括：
所述源RAN向其第一接入网关路由器AGR1发起包含目标RAN信息的切换请求，所述AGR1根据所述目标RAN信息将所述切换请求发送至所述目标RAN的第二接入网关路由器AGR2；
所述AGR2接收到所述切换请求后，返回切换响应；接收到所述切换响应后，所述AGR1向所述MN发送切换命令；
所述MN根据接收到的所述切换命令，向所述目标RAN发起接入请求，完成到所述目标RAN的切换；
其中，所述AGR2接收到所述切换请求后，为所述MN分配新的路由位置标识RID，建立所述MN的新的身份位置映射关系；并向所述AGR1获取与所述MN正在通信的所有通信对端CN的信息；
收到所述目标RAN发送的切换完成消息后，所述AGR2根据获取的所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR；
所述AGR2在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述AGR2接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系；
所述AGR1将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2，由所述AGR2转发给所述MN。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述AGR2与所述AGR1采用隧道封装的方式建立所述转发关系，进行数据报文的转发。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述AGR1在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系，和/或，所述AGR2在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述AGR1发送删除指示，所述AGR1根据所述删除指示删除所述转发关系。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述AGR保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，并采用如下方式对所述映射路由表进行老化处理：
设置轮询定时器；
在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；
每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；
到达所述轮询定时器的定时周期时，轮询所述映射路由表，将其中的每个映射路由表条目所对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
6.一种移动节点切换管理的方法，应用于身份标识和位置分离框架，其特征在于，当移动节点MN当前的源无线接入网RAN判决所述MN需要发起切换时，包括：
所述源RAN向其第一接入网关路由器AGR1发起包含目标RAN信息的切换请求，所述AGR1根据所述目标RAN信息将所述切换请求发送至所述目标RAN的第二接入网关路由器AGR2；
所述AGR2接收到所述切换请求后，为所述MN分配新的路由位置标识RID，建立所述MN的新的身份位置映射关系；并向所述AGR1获取与所述MN正在通信的所有通信对端CN的信息；
所述MN向所述目标RAN发起接入请求，完成到所述目标RAN的切换；收到所述目标RAN发送的切换完成消息后，所述AGR2根据获取的所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的接入网关路由器AGR；
其中，所述AGR2在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
7.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AGR2接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系；
所述AGR1将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2，由所述AGR2转发给所述MN。
8.一种移动节点切换过程中接入网关路由器的用户数据管理方法，应用于身份标识和位置分离框架，其特征在于，当移动节点MN从源无线接入网RAN切换到目标无线接入网RAN时，包括：
所述目标RAN的第二接入网关路由器AGR2为所述MN分配新的RID，建立所述MN的新的身份位置映射关系；并向所述源RAN的第一接入网关路由器AGR1获取与所述MN正在通信的所有通信对端CN的信息；
所述MN完成切换后，所述AGR2根据获取的所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的接入网关路由器AGR；
其中，所述AGR2在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述AGR2接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系；
所述AGR1将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2，由所述AGR2转发给所述MN。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述AGR1在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系，和/或，所述AGR2在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述AGR1发送删除指示，所述AGR1根据所述删除指示删除所述转发关系。
11.如权利要求8至10之任一项所述的方法，其特征在于，
所述MN所在的AGR保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，并采用如下方式对所述映射路由表进行老化处理：
设置轮询定时器；
在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；
每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；
到达所述轮询定时器的定时周期时，轮询所述映射路由表，将其中的每个映射路由表条目所对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
12.一种移动节点切换管理的系统，应用于身份标识和位置分离框架，其特征在于，包括移动节点MN、无线接入网RAN及接入网关路由器AGR，所述AGR进一步包括路由位置标识分配模块、通信对端信息获取模块和映射关系更新模块，其中：
MN当前的源RAN用于，在判决所述MN需要发起切换时，向其第一接入网关路由器AGR1发起包含目标RAN信息的切换请求；
所述AGR1用于，根据接收到的所述切换请求中的目标RAN信息，将所述切换请求发送至所述目标RAN的第二接入网关路由器AGR2；以及，在接收到切换响应后，向所述MN发送切换命令；
所述AGR2用于，接收到所述切换请求后，返回切换响应；
所述目标RAN用于，根据接收到的接入请求，完成所述MN的接入，并发送切换完成消息给所述AGR2；
所述MN用于，根据接收到的所述切换命令，通过所述AGR2向所述目标RAN发起接入请求，完成到所述目标RAN的切换；
其中，所述AGR2的映射关系更新模块还用于，在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，
所述AGR进一步包括路由位置标识分配模块、通信对端信息交互模块和映射关系更新模块，其中：
所述路由位置标识分配模块用于，接收到所述MN的切换请求后，为所述MN分配新的RID，并将其发送给所述映射关系更新模块；
所述通信对端信息交互模块用于，接收到所述切换请求后，向所述MN的源RAN的AGR获取与所述MN正在通信的所有CN的信息，并发送给所述映射关系更新模块；接收到所述MN切换到的目标RAN的AGR发送的获取通信对端信息请求后，向其发送与所述MN正在通信的所有CN的信息；
所述映射关系更新模块用于，接收到所述MN的新的RID后，建立所述MN的新的身份位置标识映射关系，并根据所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，
所述AGR进一步还包括数据转发模块，
所述目标RAN的AGR的数据转发模块用于，在接收到所述切换请求后，与所述源RAN的AGR建立转发关系，并在收到所述切换完成消息后，将发往所述MN的数据报文发送给所述MN；
所述源RAN的AGR的数据转发模块用于，根据建立的所述转发关系，将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述目标RAN的AGR。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，
所述目标RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述源RAN的AGR发送删除指示；
所述源RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，根据所述删除指示删除所述转发关系，和/或，在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系。
16.如权利要求12至15之任一项所述的系统，其特征在于，
所述AGR进一步还包括定时模块，和条目管理模块，其中：
所述定时模块用于，设置轮询定时器的定时周期，并在到达所述轮询定时器的定时周期时通知所述条目管理模块；
所述条目管理模块用于，保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；并在收到所述定时模块的通知时，轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
17.一种实现移动节点切换过程中用户数据管理的接入网关路由器，应用于身份标识和位置分离框架，其特征在于，包括路由位置标识分配模块、通信对端信息获取模块和映射关系更新模块，其中：
所述路由位置标识分配模块用于，接收到移动节点MN的切换请求后，为所述MN分配新的路由位置标识RID，并将其发送给所述映射关系更新模块；
所述通信对端信息交互模块用于，接收到所述切换请求后，向所述MN的源无线接入网RAN的接入网关路由器AGR获取与所述MN正在通信的所有CN的信息，并发送给所述映射关系更新模块；接收到所述MN切换到的目标RAN的AGR发送的获取通信对端信息请求后，向其发送与所述MN正在通信的所有通信对端CN的信息；
所述映射关系更新模块用于，接收到所述MN的新的RID后，建立所述MN的新的身份位置标识映射关系，并根据所述CN的信息将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR；
其中，所述映射关系更新模块还用于，在建立所述MN的新的身份位置标识映射关系后，向映射服务器发起映射更新请求，请求更新所述MN的身份位置映射关系。
18.如权利要求17所述的接入网关路由器，其特征在于，
所述AGR进一步还包括数据转发模块，
所述AGR2的数据转发模块用于，在接收到所述切换请求后，与所述AGR1建立转发关系，并在收到所述切换完成消息后，将发往所述MN的数据报文发送给所述MN；
所述AGR1的数据转发模块用于，根据建立的所述转发关系，将接收到的发往所述MN的数据报文在切换期间或者在收到所述切换完成消息后发送给所述AGR2。
19.如权利要求17或18所述的接入网关路由器，其特征在于，
所述目标RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，在将所述MN的新的身份位置映射关系通知所述CN所在的AGR后，向所述源RAN的AGR发送删除指示；
所述源RAN的AGR的映射关系更新模块还用于，根据所述删除指示删除所述转发关系，和/或，在建立所述转发关系后的一定时间删除所述转发关系。
20.如权利要求19所述的接入网关路由器，其特征在于，
所述AGR进一步还包括定时模块，和条目管理模块，其中：
所述定时模块用于，设置轮询定时器的定时周期，并在到达所述轮询定时器的定时周期时通知所述条目管理模块；
所述条目管理模块用于，保存与所述MN正在通信的所有CN的身份位置映射路由表，在建立映射路由表条目时，为每个条目设置一个定时器标签，所述定时器标签的初始值为设定的默认整数值；在每次查询某一映射路由表条目时，将该映射路由表条目对应的定时器标签复位为初始值；并在收到所述定时模块的通知时，轮询映射路由表条目，将每个映射路由表条目对应的定时器标签减1，当检测到某个映射路由表条目的定时器标签为0时则删除该映射路由表条目。
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