CN102056166A - 一种基于ipsplit网络中多穴性的实现方法和系统 - Google Patents

一种基于ipsplit网络中多穴性的实现方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法和系统，所述方法包括：ILMU-FE收到身份标识与位置映射请求后，将所述请求发送给NACF，NACF为UE分配新的IP地址后，将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE；所述ILMU-FE根据所述映射响应，将所述新的IP地址存储在ILM-FE的身份标识与位置映射中；当UE位置改变时，通过ILM-FE发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE，所述ILMU-FE接收所述映射更新请求后，对所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新。通过本发明，使UE实现了同一时刻使用若干IP地址或者不同时刻使用不同的IP地址问题。

Description

一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法和系统。
背景技术
当前因特网的各层结构中，除了物理层以外，各层协议实体均有自己的名字空间，分别是链路层的MAC地址、网络层的IP地址、传输层的IP地址和端口号和应用层的域名。在这些名字空间中，MAC地址只要求在子网内唯一，而端口号只要求在主机内部唯一，因此，因特网中存在两个重要的全局名字空间——IP地址和域名。域名和IP地址中间通过DNS(Domain Name Server，域名服务器)实现解析。在这样的名字空间结构中，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设计之初并没有考虑主机移动的情况，但是，随着NGN(Next Generation Networks，下一代网络)的发展，用户移动性(mobility)和主机多穴性(multihoming)的问题越来越普遍，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，不仅路由要发生变化，通信终端主机的身份标识也发生变化。对于路由的变化是可以接受的，但是主机身份标识的变化却会导致应用和连接的中断。
为了支持移动性和多穴性，更好的支持通话的连续性，业界提出了IPSPLIT(ID/locator separation in NGN，下一代网络中身份标识与位置分离)技术，IPSPLIT技术用主机标识符(Host ID)作为主机的身份标识，主机标识符全球唯一地标识每台连接到Internet的主机。其目的是将传输层与网络层分开，为Internet提供一个安全的主机移动和多宿主的方法；提供一个加密的主机标识命名空间，更容易地对通信双方进行认证，从而实现安全的、可信任的网络系统。在IPSPLIT网络中，IP地址仅表示通信终端主机在网络拓扑中的路由位置。IPSPLIT技术解决IP地址的语义过载问题，将IP地址的双重功能进行分离，实现对多移动性、多家乡性、IP地址动态重分配及不同网络区域之间的互访等问题的支持。
基于IPSPLIT的NGN体系架构包括网络接入控制部分、身份标识与位置分离控制部分、身份标识与位置分离映射部分、资源控制部分、传输部分、业务控制功能部分和用户终端/用户网络部分。其中，网络接入控制部分为接入NGN网络的用户终端/用户网络提供注册、鉴权授权、地址分配、参数配置、位置管理等功能，例如图1所示的ITU-T NGN网络中网络附着控制功能(Network Attachment Control Functions，简称为NACF)。身份标识与位置分离控制功能(Id-loc-control functions，简称为ILCF)进行ID/LOC映射的存储和动态更新。资源控制部分基于策略和网络资源状态，完成用户终端/用户网络接入网络时接纳控制、资源预留等功能，例如ITU-T NGN网络中资源接纳控制功能(Resource and Admission Control Functions，简称为RACF)，NGN中接入管理功能(Acess management Functions)。传输部分完成信息的传输功能，例如ITU-T NGN网络中传输功能(Transport Functions)。业务控制功能(Service Control Functions)部分属于业务层(Service stratum)中的一部分，在业务层次上完成注册、鉴权授权、资源控制等功能，例如ITU-T NGN网络中业务终端认证和鉴权过程。用户终端/用户网络部分向用户提供网络接入功能，例如ITU-T NGN网络中UE(User Equipment，用户设备)。
基于IPSPLIT的NGN体系功能框架如图2所示。
其中，NACF包含如下功能实体：
传输层用户配置功能实体(Transport User Profile Functional Entity，简称为TUP-FE)用于负责保存与传输层面相关的用户信息；
认证和鉴权功能实体(Transport Authentication and Authorization Functional Entity，简称为TAA-FE)用于提供传输层鉴权和认证功能，基于用户信息对用户的网络接入执行鉴权和授权检查；
接入管理功能实体(Access Management Functional Entity，简称为AM-FE)用于对用户发起的网络接入请求进行翻译转换，将分配IP地址和其他网络配置参数的请求发送给NAC-FE；
传输层位置管理功能实体(Transport Location Management Functional Entity，简称为TLM-FE)用于注册分配给用户的IP地址和NAC-FE提供的其它网络位置信息；
网络接入管理功能实体(Network Access Configuration Functional Entity，简称为NAC-FE)用于负责向用户终端分配IP地址，同时可能向用户终端分配其他网络配置参数，如DNS服务器的地址、信令代理的地址等。
传输功能包含的功能实体有：
身份标识与位置分离映射功能实体(Id-loc-split mapping function entity，简称为ILM-FE)，它作为NGN中用户身份标识与位置分离系统的映射数据库实体，用于实现用户身份标识Host ID与一个或多个位置LOC的映射；
策略执行功能实体(Policy enforcement functional entity，PE-FE)，它是传输层策略执行的功能实体。
业务控制功能包含的功能实体为：
业务层用户配置功能实体(Service User Profile Functional Entity，简称为SUP-FE)用于负责配置业务层用户信息。
UE包含的功能有：
身份标识与位置分离映射功能(Id-loc-Mapping functions，简称为ILMF)。
多穴性表示终端主机可以同一时刻使用若干IP地址或者不同时刻使用不同的IP地址，但是，在现有基于IPSPLIT的技术中，对多穴性技术的实现仍是空白，这部分技术急需要补充。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提出一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法和系统，以解决同一时刻使用若干IP地址或者不同时刻使用不同的IP地址问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法，包括：
身份标识与位置映射更新功能实体(ILMU-FE)收到身份标识与位置映射请求后，将所述请求发送给网络附着控制功能(NACF)，NACF为用户设备(UE)分配新的IP地址即新的位置后，将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE；
所述ILMU-FE根据所述映射响应，将所述新的IP地址存储在身份标识与位置分离映射功能实体(ILM-FE)的身份标识与位置映射中；
当UE位置改变时，通过ILM-FE发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE，所述ILMU-FE接收所述映射更新请求后，对所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILMU-FE收到身份标识与位置映射请求前，还包括：
UE进行认证和鉴权后，将身份标识与位置映射请求通过ILM-FE发送给ILMU-FE。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILMU-FE根据所述映射响应，将所述新的IP地址存储在ILM-FE的身份标识与位置映射中后，还包括：所述ILM-FE返回身份标识与位置映射的响应给UE。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新后，还包括：所述ILM-FE将所述更新响应给UE。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILM-FE的身份标识与位置映射中，1个身份标识对应1个或多个IP地址。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILMU-FE接收所述映射更新请求后，对所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新的步骤中，
ILMU-FE从ILM-FE存储的身份标识与位置映射中选择一个IP地址，作为所述UE当前的IP地址。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
若更新身份标识与位置映射成功，则ILMU-FE将成功的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE，其中携带所述UE当前的IP地址；
若更新身份标识与位置映射失败，则ILMU-FE将失败的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE。
为了解决上述技术问题，本发明还提供一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现系统，包括UE，ILM-FE，NACF和ILMU-FE；
所述UE，用于位置改变时，通过ILM-FE发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE；
所述ILMU-FE，用于收到身份标识与位置映射请求后将所述请求发送给NACF；所述ILMU-FE根据NACF返回的身份标识与位置映射信息的映射响应，将所述新的IP地址存储在所述ILM-FE的身份标识与位置映射中；
所述NACF，用于为所述UE分配新的IP地址，并将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE；
所述ILM-FE，用于UE位置改变时，发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILM-FE存储的身份标识与位置映射中，1个身份标识对应1个或多个IP地址。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
ILMU-FE进一步用于从ILM-FE存储的身份标识与位置映射中选择一个IP地址，作为所述UE当前的IP地址。
进一步地，上述实现方法还可具有以下特点：
所述ILMU-FE进一步用于若更新身份标识与位置映射成功，则将成功的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE，其中携带所述UE当前的IP地址；若更新身份标识与位置映射失败，则将失败的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE。
本发明中，在IPSPLIT网络中的ILCF中增加一个身份标识与位置映射更新功能实体(ID/locator mapping update functional entity，简称为ILMU-FE)，基于IPSPLIT技术的NGN体系功能框架示意图如图3所述。可为一个终端用户UE分配多个IP地址，通信过程中UE可通过身份标识与位置映射更新功能实体(ID/locator mapping update functional entity，简称为ILMU-FE)和ILM-FE更换当前使用的IP地址选择一个偏好地址进行通信，使在IPSPLIT网络中主机多穴性得以实现，实现了同一时刻使用若干IP地址或者不同时刻使用不同的IP地址问题。
附图说明
图1是基于IPSPLIT技术的NGN体系架构示意图；
图2是现有技术基于IPSPLIT技术的NGN体系功能框架示意图；
图3是本发明的基于IPSPLIT技术的NGN体系功能框架示意图；
图4是本发明实施例的IPSPLIT网络中多穴性过程实现示意图。
具体实施方式
在IPSPLIT网络中，UE可以是移动的也可以是多穴的，这时对一个UE，其IP地址是非唯一分配的，一个主机标识符可以对应于多个IP地址，因此能很好地解决多穴性和移动性问题。多穴性设备的身份标识对应多个IP地址，如果一个IP地址不能使用了，或者有更好用的IP地址，已经建立的传输层连接可以很容易地转移到其他IP地址。由于主机的移动，IP地址会发生变化，但身份标识并没有变，因此传输层的连接可以不中断，但是移动节点UE应该通知自己IP地址的改变。由于传输层连接是与UE标识绑定的，IP地址只是被用来进行路由，因此，IPSPLIT技术可以实现不同网络区域之间的互访，如公共网络与私有网络之间，以及IPv4网络与IPv6网络之间等。
本发明中，在IPSPLIT网络中，ILCF包括ILMU-FE。ILMU-FE用于收集和更新身份标识与位置(ID/LOC)的映射信息。
其中，上述“位置”(LOC)即指IP地址。
ILMU-FE与NACF，UE或接入网关相互作用以收集ID/LOC映射信息。它将更新了的映射信息分发到UE或接入边界网关的ILM-FE。也就是当UE检测到ID/LOC映射发生改变了，UE将通知ILMU-FE更新ID/LOC映射。
当主机多穴的情况下，在UE认证和鉴权后，通过ILM-FE，ILMU-FE和NACF进行ID/LOC映射。当UE改变它的位置(LOC)时，通过ILM-FE和ILMU-FE进行ID/LOC映射更新。
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
如图4所示，为本发明实施例的一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法的示意图。
当主机多穴时，UE进行认证和鉴权后：
步骤101，UE通过ILM-FE将身份标识与位置映射请求(ID/LOC mapping request)发送给ILMU-FE，在该映射请求中携带该UE的身份标识；
步骤102，ILMU-FE将所述映射请求发送给NACF，在映射请求中携带该UE的身份标识；NACF为该UE分配新的IP地址后，将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE，所述身份标识与位置映射信息中的位置即是所述新的IP地址；
步骤103，ILMU-FE将携带所述身份标识与位置映射信息的映射响应(ID/LOC mapping respond)通过ILM-FE发送给UE；
以及，所述ILMU-FE根据所述映射响应，将所述新的IP地址存储在ILM-FE的身份标识与位置映射中；
所述ILM-FE的身份标识与位置映射中，1个身份标识对应1个或多个IP地址。
上述步骤101～103可以多次执行，LMU-FE将NACF为该UE每次新分配的IP地址均存储到ILM-FE，即ILM-FE中存储的身份标识与位置映射中，1个身份标识可对应多个IP地址。这样，UE多穴性时，当传输位置LOC发生改变时，选择LOC时，就可以从这ID/LOC映射中选择一个较好的LOC进行传输。
当UE改变它的位置(LOC)时(即UE改变当前使用的IP地址)：
步骤201，UE将身份标识与位置映射更新请求(ID/LOC update query)通过ILM-FE发送给ILMU-FE；
步骤202，ILMU-FE接收所述映射更新请求后，对所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新；
所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新后，ILM-FE将所述更新响应给UE。
在步骤202中，ILMU-FE从ILM-FE中的身份标识与位置映射中选择一个IP地址，作为所述UE当前的IP地址。
其中，ILMU-FE根据地址的优先级和UE的偏好来选择一个较好的IP地址。在身份标识与位置映射信息(ID/LOC)存储到ILM-FE中时，LOC会有优先级，另外UE可以有自己的使用偏好。
若更新身份标识与位置映射成功，则ILMU-FE将成功的身份标识与位置映射更新响应(ID/LOC update respond)通过ILM-FE发送给所述UE，其中携带所述UE当前的IP地址；
若更新身份标识与位置映射失败，则ILMU-FE将失败的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE。
如图3所示，本发明实施例的基于IPSPLIT网络中多穴性的实现系统，包括UE，ILM-FE，NACF和ILMU-FE；
所述UE，用于位置改变时，通过ILM-FE发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE；
所述ILMU-FE，用于收到身份标识与位置映射请求后将所述请求发送给NACF；所述ILMU-FE根据NACF返回的身份标识与位置映射信息的映射响应，将所述新的IP地址存储在所述ILM-FE的身份标识与位置映射中；
所述NACF，用于为所述UE分配新的IP地址，并将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE；
所述ILM-FE，用于UE位置改变时，发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE。
进一步地，所述ILM-FE存储的身份标识与位置映射中，1个身份标识对应1个或多个IP地址。
所述ILMU-FE进一步用于从ILM-FE存储的身份标识与位置映射中选择一个IP地址，作为所述UE当前的IP地址。
所述ILMU-FE进一步用于若更新身份标识与位置映射成功，则将成功的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE，其中携带所述UE当前的IP地址；若更新身份标识与位置映射失败，则将失败的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现方法，其特征在于，包括：
身份标识与位置映射更新功能实体(ILMU-FE)收到身份标识与位置映射请求后，将所述请求发送给网络附着控制功能(NACF)，NACF为用户设备(UE)分配新的IP地址即新的位置后，将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE；
所述ILMU-FE根据所述映射响应，将所述新的IP地址存储在身份标识与位置分离映射功能实体(ILM-FE)的身份标识与位置映射中；
当UE位置改变时，通过ILM-FE发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE，所述ILMU-FE接收所述映射更新请求后，对所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新。
2.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述ILMU-FE收到身份标识与位置映射请求前，还包括：
UE进行认证和鉴权后，将身份标识与位置映射请求通过ILM-FE发送给ILMU-FE。
3.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，
所述ILMU-FE根据所述映射响应，将所述新的IP地址存储在ILM-FE的身份标识与位置映射中后，还包括：所述ILM-FE返回身份标识与位置映射的响应给UE。
4.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新后，还包括：所述ILM-FE将所述更新响应给UE。
5.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，
所述ILM-FE的身份标识与位置映射中，1个身份标识对应1个或多个IP地址。
6.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述ILMU-FE接收所述映射更新请求后，对所述ILM-FE中的身份标识与位置映射进行更新的步骤中，
ILMU-FE从ILM-FE存储的身份标识与位置映射中选择一个IP地址，作为所述UE当前的IP地址。
7.如权利要求6所述的实现方法，其特征在于，
若更新身份标识与位置映射成功，则ILMU-FE将成功的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE，其中携带所述UE当前的IP地址；
若更新身份标识与位置映射失败，则ILMU-FE将失败的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE。
8.一种基于IPSPLIT网络中多穴性的实现系统，其特征在于，包括UE，ILM-FE，NACF和ILMU-FE；
所述UE，用于位置改变时，通过ILM-FE发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE；
所述ILMU-FE，用于收到身份标识与位置映射请求后将所述请求发送给NACF；所述ILMU-FE根据NACF返回的身份标识与位置映射信息的映射响应，将所述新的IP地址存储在所述ILM-FE的身份标识与位置映射中；
所述NACF，用于为所述UE分配新的IP地址，并将携带身份标识与位置映射信息的映射响应发送给ILMU-FE；
所述ILM-FE，用于UE位置改变时，发送身份标识与位置映射更新请求给ILMU-FE。
9.如权利要求8所述的实现系统，其特征在于，
所述ILM-FE存储的身份标识与位置映射中，1个身份标识对应1个或多个IP地址。
10.如权利要求9所述的实现系统，其特征在于，
ILMU-FE进一步用于从ILM-FE存储的身份标识与位置映射中选择一个IP地址，作为所述UE当前的IP地址。
11.如权利要求10所述的实现系统，其特征在于，
所述ILMU-FE进一步用于若更新身份标识与位置映射成功，则将成功的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE，其中携带所述UE当前的IP地址；若更新身份标识与位置映射失败，则将失败的身份标识与位置映射更新响应通过ILM-FE发送给所述UE。
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