CN102349332B - 用于对代理移动因特网协议第六版本地路由进行路由优化的设备和方法 - Google Patents

用于对代理移动因特网协议第六版本地路由进行路由优化的设备和方法 Download PDF

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CN102349332B CN201080008918.0A CN201080008918A CN102349332B CN 102349332 B CN102349332 B CN 102349332B CN 201080008918 A CN201080008918 A CN 201080008918A CN 102349332 B CN102349332 B CN 102349332B
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Abstract

一种设备包括第一移动接入网关(MAG)，其与移动节点(MN)相关联，且经配置以将代理绑定更新(PBU)发送到与通信节点(CN)相关联的第二MAG。一种设备包括至少一个处理器，所述处理器经配置以实施一种方法，所述方法包括促进将路由优化开始请求(ROStartReq)消息传输到MAG，其中所述ROStartReq消息请求MN与CN之间的路由优化，且其中所述ROStartReq消息包括MN-CN路由优化(RO)选项。一种系统包括：本地移动性锚点(LMA)、耦合到所述LMA且与MN通信的第一MAG，以及耦合到所述LMA且与CN通信的第二MAG，其中所述MN与所述CN之间的通信路由经过所述第一MAG和所述第二MAG，而不路由经过所述LMA。

Description

用于对代理移动因特网协议第六版本地路由进行路由优化的设备和方法
本发明要求2009年3月2日递交的第61/156,609号美国临时专利申请案以及2010年2月24日递交的第12/711,630号美国专利申请案的在先申请优先权，该等在先申请的内容如同全文再现般以引用的方式并入本文本中。
发明背景
因特网协议(IP)第六版(IPv6)正为各种接入技术而引入。一般来说，当移动节点(MN)从一个接入节点移动到另一接入节点时，其必须执行对其移动性参数的某一重新配置。代理移动IPv6(PMIPv6)是允许MN避免处置其自己的移动性管理的协议。具体地说，MN的移动性管理在没有MN参与的情况下是由移动接入网关(MAG)和/或本地移动性锚点(LMA)处置。当MN与同一本地化网络移动性域中的通信节点(CN)使用PMIPv6进行通信时，MN-CN通信是从MN路由到MN的MAG、MN的LMA、CN的LMA、CN的MAG且接着路由到CN。CN到MN通信是在相反方向上沿同一路径路由。在一些情况下，此MN-CN通信路径导致MN与CN之间的次优包路由。
发明内容
在一个实施例中，本发明包含一种设备，所述设备包括第一MAG，其与MN相关联，且经配置以将代理绑定更新(PBU)发送到与CN相关联的第二MAG。
在另一实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括促进将路由优化开始请求(ROStartReq)消息传输到MAG，其中ROStartReq消息请求MN与CN之间的路由优化，且其中ROStartReq消息包括MN-CN路由优化(RO)选项。
在又一实施例中，本发明包含一种系统，所述系统包括：LMA、耦合到LMA且与MN通信的第一MAG，以及耦合到LMA且与CN通信的第二MAG，其中MN与CN之间的通信路由经过第一MAG和第二MAG，而不路由经过LMA。
从结合附图和所附权利要求书进行的以下详细描述将更清楚地理解这些和其它特征。
附图简述
为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。
图1是无线接入网络系统的一个实施例的示意图。
图2是无线接入网络系统的另一实施例的示意图。
图3是路由优化方法的实施例的协议图。
图4是路由优化方法的另一实施例的协议图。
图5是ROStartReq消息的实施例的示意图。
图6是MN-CN路由优化选项的实施例的示意图。
图7是路由优化开始响应(ROStartRes)消息的实施例的示意图。
图8是LMA路由优化开始请求(LMAROStartReq)消息的实施例的示意图。
图9是LMA路由优化开始响应(LMAROStartRes)消息的实施例的示意图。
图10是通用计算机系统的实施例的示意图。
具体实施方式
最初应理解，尽管下文提供一个或一个以上实施例的说明性实施方案，但可使用任何数目的技术，不管是当前已知还是现有的，来实施所揭示的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
本文揭示一种路由优化，其允许包在MN与CN之间流动以旁路LMA，借此改进流动效率且/或减少网络业务。具体地说，MN的MAG以及CN的MAG可参与彼此的代理绑定更新(PBU)/代理绑定确认(PBA)交换，以在相对的MAG中建立MN和CN的状态。在这样做之后，例如，两个MAG可直接向彼此发送MN-CN包，而不将此些包发送到LMA。在一个实施例中，将路由优化应用于以下情形，其中MN的MAG和CN的MAG与同一LMA相关联。在另一实施例中，将路由优化应用于以下情形，其中MN的MAG和CN的MAG与不同LMA相关联。针对两个实施例提供包括路由优化选项的路由优化请求和响应消息。还提供对路由优化的切换和IPv4支持。
图1说明可支持PMIPv6中的路由优化的无线接入网络系统100的实施例。无线接入网络系统100可包括MN 102、CN 104、在第一无线接入网络110中的第一MAG 112(MAG1)、在第二接入网络120中的第二MAG 122(MAG2)、LMA 130以及网络140。MN 102可位于第一无线接入网络110的覆盖区域内，且由此MN 102可经由无线连接与第一MAG 112通信。类似地，CN 104可位于第二接入网络120的覆盖区域内，且由此CN 104可经由无线或有线连接与第二MAG 122通信。另外，第一MAG 112和第二MAG 122可独立地建立与LMA 130的连接并与LMA 130通信。此配置允许MN 102和CN 104与彼此且与网络140通信。
在一实施例中，MN 102可为使用第一无线接入网络110来与CN 104和/或网络140通信的任何移动装置。具体地说，MN 102可为经由第一MAG 112、第二MAG 122和/或LMA 130与CN 104和/或网络140通信的面向移动用户的装置。举例来说，MN 102可为蜂窝式电话、笔记本型计算机、个人数字助理(PDA)或任何其它无线装置。或者，MN 102可为固定通信装置，例如台式计算机或机顶盒，其可使用无线技术连接到第一MAG 112。另外，MN 102可为移动性由无线接入网络系统100管理的IP主机或路由器。具体地说，MN102可为仅支持IPv4的节点、仅支持IPv6的节点或双栈节点，且可不需要参与任何用于实现在PMIPv6域中获得的IP地址的移动性的IP移动性相关信令。
在一实施例中，CN 104可为使用第二接入网络120与MN 102和/或网络140通信的任何装置。具体地说，CN 104可为经由第一MAG 112、第二MAG122和/或LMA 130与MN 102和/或网络140通信的装置。举例来说，CN 104可为移动通信装置，例如蜂窝式电话、笔记本型计算机、PDA或任何其它无线装置。或者，CN 104可为固定通信装置，例如台式计算机、服务器、机顶盒或任何其它固定通信装置。CN 104可使用无线或有线(例如，光学或电学)技术连接到第一MAG 112、第二MAG 122和/或LMA 130。另外，CN 104可为移动性由无线接入网络系统100管理的IP主机或路由器。具体地说，CN 104可为仅支持IPv4的节点、仅支持IPv6的节点或双栈节点，且可不需要参与任何用于实现在PMIPv6域中获得的IP地址的移动性的IP移动性相关信令。
在一实施例中，第一MAG 112和第二MAG 122可为经配置以例如基于PMIPv6协议来处置对MN 102的移动性管理的任何装置或组件。PMIPv6在因特网工程任务组(IETF)请求注解(RFC)5213中得以描述，因特网工程任务组(IETF)请求注解(RFC)5213如同全文再现般以引用的方式并入本文中。举例来说，第一MAG 112和第二MAG 122可为提供MN 102、CN 104和/或网络140之间的接入的接入路由器或接入网关。在一实施例中，第一MAG 112和第二MAG 122可管理用于附接到其接入链路的MN 102和/或CN104的移动性相关信令。第一MAG 112和第二MAG 122可负责跟踪MN到接入链路和从接入链路的移动，且负责将此用信号通知LMA 130。在一实施例中，第一MAG 112和第二MAG 122可维持绑定更新列表(BUL)，其可以是为其它MAG保留对应登记的数据结构。另外或替代地，第一MAG 112和第二MAG 122可维持绑定缓存，其可为可用于将消息发送或转发到服务于MN的其它MAG的MN 102移动性绑定的缓存。在特定实施例中，第一MAG112和第二MAG 122可彼此交换PBU和PBA消息，以重定向MN 102与CN104之间的流，如下文所述。
在一实施例中，LMA 130可为提供经由第一MAG 112到MN 102和/或经由第二MAG 122到CN 104的连接性和/或外部接入的任何装置或组件。LMA130可经配置以支持PMIPv6协议，且可为在PMIPv6域中用于MN 102的归属代理(HA)。具体地说，LMA 130可为MN的归属网络前缀的拓扑锚定点，且可为管理MN的绑定状态的实体。LMA 130可具有如IETF文献RFC 3775中所定义的HA的功能能力，IETF文献RFC 3775以引用的方式并入本文中，而且LMA 130可具有支持如RFC 5213中所定义的PMIPv6所需的额外能力。在特定实施例中，第一MAG 112和第二MAG 122可与第一MAG 112和第二MAG 122交换ROStartReq和ROStartReq消息，如下文所述。
网络140可为经由第一无线接入网络110向MN 102和/或经由第二接入网络120向CN 104提供服务的任何网络。举例来说，网络140可为私有网络、公共网络、企业内部网、因特网或其组合。网络140可向MN 102和/或CN 104提供上游和/或下游IP包，例如IPv6包，其可包括数据、文本、话音、视频和/或任何其它服务。或者，此些包可在MN 102与CN 104之间交换。所述包可为可通过源IP地址、目的地IP地址、输送协议编号、源端口编号、目的端口编号或其组合来识别的IPv6流的一部分。
图2说明可支持PMIPv6中的路由优化的无线接入网络系统200的另一实施例。无线接入网络系统200可包括MN 102、CN 104、在第一无线接入网络110中的第一MAG 112(MAG1)、在第二接入网络120中的第二MAG 122(MAG2)、LMA 130和网络140，所有这些大体上与上文所述相同。然而，无线接入网络系统200还包括第二LMA 132(LMA2)，其位于第二MAG 122与网络140之间。第二LMA 132可大体上类似于第一LMA 130，差别在于第一LMA 130可为MN 102的LMA，但不可为CN 104的LMA，而第二LMA 132可为CN 104的LMA，但不可为MN 102的LMA。另外，第一LMA 130和第二LMA 132可直接与彼此或经由网络140通信。将理解，图1和图2仅说明无线接入网络系统的两个实施例，且可存在无线接入网络系统的其它实施例。
图3说明可在PMIPv6场景中实施的路由优化协议300的实施例。举例来说，可针对例如图1所示的情形，MN的MAG和CN的MAG由同一LMA服务的MN-CN通信来实施路由优化协议300。可在从MN的MAG(例如，代理转交地址(代理CoA)1)接收到反向穿隧包且存在针对指向CN的MAG(例如，代理CoA2)的包的目的地址的绑定缓存条目(BCE)时，在LMA处触发路由优化协议300，或反之亦然。
路由优化协议300可在LMA将ROStartReq消息302发送到MN的MAG(MAG1)，例如发送到MN的代理CoA1时开始。ROStartReq消息302可包括MN的地址和代理CoA1、路由优化的寿命以及序列编号字段中的非零整数。在一实施例中，ROStartReq消息302可包括下文所述的至少一对MN-CN RO选项。对于(例如，每一MN-CN RO选项对中)列出的每一MN地址，MN的MAG可搜索其BUL，以在其为MAG正服务的每一MN而存储的前缀列表中找到匹配的IPv6归属网络前缀。MN的MAG可接着用ROStartRes消息304来响应ROStartReq消息302，ROStartRes消息304可指示路由优化是被接受还是拒绝。路由优化通常会被接受，除非ROStartReq消息302有问题。ROStartRes消息304可包括与ROStartReq消息302相同的序列编号。如果LMA未接收到ROStartRes消息304，那么其可例如在预定间隔之后重发ROStartReq消息302。
LMA还可将ROStartReq消息306发送到CN的MAG(MAG2)，例如发送到CN的代理CoA2。ROStartReq消息306可包括CN的地址和代理CoA2、路由优化的寿命，且可包括序列编号字段中的非零整数。ROStartReq消息306中的序列编号可为从ROStartReq消息302中的序列编号的单个增量。在一实施例中，ROStartReq消息306可包括下文所述的至少一对MN-CN RO选项。对于(例如，每一MN-CN RO选项对中)列出的每一CN地址，CN的MAG可搜索其BUL，以在其为MAG正服务的每一CN而存储的前缀列表中找到匹配的IPv6归属网络前缀。CN的MAG可接着用ROStartRes消息308来响应ROStartReq消息306，ROStartRes消息308可指示路由优化是被接受还是拒绝。此外，路由优化通常会被接受，除非ROStartReq消息306有问题。ROStartReq消息302和306可以图3所描绘的次序、以相反次序或同时发送。类似地，ROStartRes消息304和308可以图3所描绘的次序、以相反次序或同时发送。因此，LMA可能具有多个未解决的ROStartReq消息302、306，因为其是在接收到对应的ROStartRes消息304、308之前发送到多个MAG。
MN的MAG可接着将PBU消息310发送到CN的MAG。PBU消息310可向CN的MAG登记MN的状态，且可设定MN在CN的MAG处的绑定的寿命，其可与ROStartReq消息302中的寿命值相同。另外，PBU消息310中的目的地址可与在ROStartReq消息302中找到的MN-CN RO选项的CN部分中的代理CoA字段相同。当ROStartReq消息302含有多个MN-CN RO选项对时，MN的MAG可将单独的PBU消息310发送到每一CN的MAG。CN的MAG可用PBA消息312来响应PBU消息310，PBA消息312可指示绑定是被接受还是拒绝。
CN的MAG还可将PBU消息314发送到MN的MAG。PBU消息314可向MN的MAG登记CN的状态，且可设定CN在MN的MAG处的绑定的寿命，其可与ROStartReq消息306中的寿命值相同。另外，PBU消息310中的目的地址可与在ROStartReq消息306中找到的MN-CN RO选项的MN部分中的代理CoA字段相同。当ROStartReq消息302含有多个MN-CN RO选项对时，CN的MAG可将单独的PBU消息314发送到每一MN的MAG。MN的MAG可用PBA消息316来响应PBU消息314，PBA消息316可指示绑定是被接受还是拒绝。PBU消息310和314可以图3所描绘的次序、以相反次序或同时发送。类似地，PBA消息312和316可以图3所描绘的次序、以相反次序或同时发送。另外，PBU-PBA交换可在必要时重复以延长绑定寿命。在PBU-PBA交换完成之后，MN的MAG和CN的MAG可向彼此发送MN-CN业务，例如不将此业务路由经过LMA。
对于发送到MAG(例如，MN的MAG或CN的MAG)的每一PBU消息，可创建新的BUL条目，前提是其先前尚未被创建，例如前提是PBU不是刷新PBU。新的PBU条目可包括MN信息字段，例如MN识别符、链路层识别符、归属网络前缀，等等。这些字段可从通过归属(LMA)登记而创建的现有条目复制。可将服务于所附接MN的LMA的IPv6地址解译为曾被发送的MAG PBU的代理CoA，且可将MN-CN RO选项的CN部分中的代理CoA字段复制到此字段。另外，如IETF文献RFC 3775中所定义，新的PBU条目可包括绑定更新曾被发送到的节点的IP地址字段，所述字段可设定为MN-CN RO选项的CN部分的归属网络前缀字段。如果在MN-CN RO选项中设定P位，那么可将此字段设定为MN-CN RO选项的CN部分的IPv4归属地址(HoA)字段。最后，可将绑定寿命字段的初始值设定为ROStartReq消息的寿命字段。
当发生切换时，可将MN在MAG1的BUL中的登记条目传送到新的MAG。新的MAG可将PBU发送到MN的先前MAG已与之建立路由优化的每一MAG。MN的新MAG与CN的MAG之间的PBU-PBA交换重新建立MN与CN之间的最优路由路径。在切换之后，如果MN的新MAG为MAG2(例如，CN的MAG)，那么PBU-PBA交换是不必要的，且可省略。作为代替，可如IETF RFC 5213中所述，进行MN与CN之间的路由优化，例如MN-CN通信仅横越一个MAG且不横越LMA。
LMA可在任何时间停止路由优化协议300。为此，LMA可向MAG发送ROStartReq消息302，其包括设定为约零的寿命字段。MAG可用包括匹配序列编号的ROStartRes消息304来响应。在LMA接收到此些ROStartRes消息304之后，路由优化协议300可结束，且可单独针对每一MAG重新建立LMA-MAG隧道。
当MN具有IPv4能力且接收到IPv4HoA时，可能需要IPv4支持。在此情况下，如果MN在MAG处的两个IPv4HoA，例如IPv4-MN-HoA和IPv4代理CoA，均为全局地址，那么可支持路由优化。最初，MN和CN两者可经由与LMA的PBU/PBA交换来配置其IPv4HoA，如IETF文献draft-ietf-netlmm-pmip6-ipv4-support中所阐释，该文献如同全文再现般以引用的方式并入本文中。在此情况下，LMA可在用于MN和CN两者的ROStartReq消息中包含IPv4-MN-HoA。如果MN或CN被指派有归属网络前缀，那么LMA也可在PBU中包含归属网络前缀。ROStartReq和ROStartRes消息两者均可为IPv6消息，且可沿用于输送PBU和PBA消息的LMA-MAG隧道输送。另外，在MAG之间交换的PBU和PBA消息可为IPv6消息，且可作为未经封装的IPv6消息输送。当建立路由优化时，两个MAG之间的数据消息可使用IPv6作为IPv4净负荷而输送。
当LMA与MAG之间的输送网络为IPv4网络时，也可能需要IPv4支持。在此情况下，ROStartReq、ROStartRes、PBU和PBA消息可使用IPv4或IPv4用户数据报协议(UDP)封装安全载荷(ESP)封装作为IPv6消息而输送，如IETF文献draft-ietf-netlmm-pmip6-ipv4-support中所定义。可不使用IPv4-UDP和IPv4-UDP类型长度值(TLV)模式，因为本发明的路由优化协议可能不支持网络地址转换(NAT)盒。当建立路由优化时，可将IPv4数据包作为IPv4包而输送，或封装在IPv4-UDP-ESP封装中。
可在MAG处定义配置变量，特别是EnableLMALocalRouting，以指示MAG是否被允许启用同一本地化网络移动性域中的MAG之间的本地路由。配置变量可指示MAG是否被允许启用在本地连接到MAG的接口中的一者的访问MN与本地连接到连接至同一LMA的另一MAG的接口中的一者的CN之间交换的业务的本地路由。最初可将配置变量设定为零，但当MAG从LMA接收到具有非零寿命的ROStartReq消息时，可将其设定为一。
在接收到PBU消息后，MAG可即刻确定配置变量是否被设定为一。如果配置变量未被设定为一，那么MAG可拒绝请求，且发送具有设定为一指示符，例如129，的状态字段的PBA消息，所述指示符可指示路由优化在管理上是禁止的。如果PBU消息被接受，那么MAG可创建BCE，其中可将PBU的源地址复制到BCE的代理CoA字段，且/或可将代理登记旗标设定为一。还可将MN的数据(MN识别符、链路层识别符、链路本地地址、归属网络前缀等)从PBU的对应字段复制到BCE。
在PBU/PBA交换完成后，MAG可即刻建立彼此之间的双向隧道。隧道端点可为两个MAG的代理CoA。当没有MN共享此隧道时或当MAG从LMA接收到具有设定为零的寿命的ROStartReq消息时，应卸下此隧道。当使用IPv4输送时，双向隧道的端点可为两个MAG的IPv4代理CoA。封装模式可与IETF文献draft-ietf-netlmm-pmip6-ipv4-support中所规定的相同。
在接收到来自连接到其接入链路的MN且去往非直接连接的目的地的包后，如果配置变量设定为一，那么MAG可搜索其绑定缓存，以寻找IPv6归属网络前缀。如果目的地址与归属网络前缀中的一者匹配，那么可将所述包作为穿隧包转发到BCE中的代理CoA字段。
图4说明可在PMIPv6场景中实施的路由优化协议400的另一实施例。举例来说，路由优化协议400可针对其中MN的MAG和CN的MAG是由不同LMA服务的MN-CN通信而实施，如图2所示的情形。当LMA中的一者在其上游接口上接收到目的地址为LMA针对其具有BCE的MN的包时，可在LMA处触发路由优化协议400。从BCE，LMA可确定与MN相关联的MAG地址，例如代理CoA1。LMA可接着检查源地址以确定包是否来自位于同一PMIPv6域中的CN。如果是，那么LMA可接着确定CN的MAG的地址，例如代理CoA2。在一个实施例中，同一PMIPv6域中的LMA可配置有含有前缀(例如，/48、/32等前缀)列表和所述域中的所有LMA的对应地址的表。在此情况下，LMA可通过基于CN的源地址的前缀部分进行最长前缀匹配来搜索此表，以确定CN的LMA的地址。或者，LMA可咨询验证、授权和计费(AAA)服务器，例如RADIUS或DIAMETER服务器，以确定CN的LMA的地址。具体地说，LMA可将CN的地址发送到AAA服务器，且索要CN附接到的LMA和/或MAG的地址。LMA还可使用任何其它可接受方法来确定CN的MAG的地址。
路由优化协议400可在MN的LMA(LMA1)将LMAROStartReq消息402发送到CN的LMA(LMA2)时开始。LMAROStartReq消息402可包括MN的地址、CN的地址、MN的MAG的地址(例如代理CoA1)、路由优化的寿命以及序列编号字段中的非零整数。初始序列编号可因下一LMAROStartReq消息402被发送而递增一。MN的LMA通常将仅具有一个未解决的LMAROStartReq消息402，但在多个同时路由优化的情况下，可具有多个未解决的LMAROStartReq消息402。在一实施例中，LMAROStartReq消息402可包括至少一对下文所述的MN-CN RO选项，其中可将MAG2的地址设定为零。
如果LMAROStartReq消息402包括非零寿命值，那么CN的LMA可更新其绑定缓存，且可搜索其绑定缓存以寻找用于CN确定CN的MAG的地址(例如，代理CoA2)的条目。如果找到条目，那么CN的LMA可用LMAROStartRes消息404来响应LMAROStartReq消息402，LMAROStartRes消息404可指示路由优化是被接受还是拒绝。路由优化通常会被接受，除非LMAROStartReq消息402有问题。LMAROStartRes消息404可包括MN的地址、CN的地址、MN的MAG的地址(例如代理CoA1)、CN的MAG的地址(例如代理CoA2)、路由优化的寿命以及与LMAROStartReq消息402中相同的序列编号。如果MN的LMA未接收到LMAROStartRes消息404，那么其可例如在预定间隔的期满之后重发LMAROStartReq消息402。另外，CN的LMA可将LMAROStartRes消息404中的寿命字段设定为与包含于LMAROStartReq消息402中的值相同的值或不同的值。如果LMAROStartRes消息404中的寿命值不同于LMAROStartReq消息402中所包含的寿命值，那么LMAROStartRes 404值中的寿命字段可成为最终值，且可为与发送到MAG的ROStartReq消息406中所包含的值相同的值。在一实施例中，LMAROStartRes消息404可包括至少一对下文所述的MN-CN RO选项。
CN的LMA还可将ROStartReq消息406发送到CN的MAG(MAG2)，例如发送到代理CoA2。ROStartReq消息406可包括MN的地址、CN的地址、MN的MAG的地址(例如代理CoA1)、CN的MAG的地址(例如代理CoA2)、路由优化的寿命以及序列编号字段中的非零整数。在一实施例中，ROStartRes消息406可包括下文所述的至少一对MN-CN RO选项。对于ROStartReq消息406中(例如，每一MN-CN RO选项对中)列出的每一CN地址，CN的MAG可搜索其BUL，以在其为MAG正服务的每一CN而存储的前缀列表中找到匹配的IPv6归属网络前缀。CN的MAG可接着用ROStartRes消息408来响应ROStartReq消息406，ROStartRes消息408可指示路由优化是被接受还是拒绝。路由优化通常会被接受，除非ROStartReq消息406有问题。ROStartRes消息408可包括与ROStartReq消息406相同的序列编号。在一实施例中，ROStartRes消息408可包括至少一对下文所述的MN-CN RO选项。如果CN的LMA未接收到ROStartRes消息408，那么其可例如在预定间隔之后重发ROStartReq消息406。
类似地，MN的LMA还可将ROStartReq消息410发送到MN的MAG(MAG1)，例如发送到MN的代理CoA1。ROStartReq消息410可包括MN的地址、CN的地址、MN的MAG的地址(例如代理CoA1)、CN的MAG的地址(例如代理CoA2)、路由优化的寿命以及序列编号字段中的非零整数。在一实施例中，ROStartReq消息410可包括至少一对下文所述的MN-CN RO选项。对于ROStartReq消息410中(例如，每一MN-CN RO选项对中)列出的每一MN地址，MN的MAG可搜索其BUL，以在其为MAG正服务的每一MN而存储的前缀列表中找到匹配的IPv6归属网络前缀。MN的MAG可接着用ROStartRes消息412来响应ROStartReq消息410，ROStartRes消息412可指示路由优化是被接受还是拒绝。此外，路由优化通常会被接受，除非ROStartReq消息410有问题。ROStartRes消息412可包括与ROStartReq消息410相同的序列编号。如果MN的LMA未接收到ROStartRes消息412，那么其可例如在预定间隔之后重发ROStartReq消息406。ROStartReq消息406、410可如图4中所描绘同时发送，或在不同时间发送。类似地，ROStartRes消息408、412可如图4中所描绘同时发送，或在不同时间发送。
MN的MAG可接着将PBU消息414发送到CN的MAG。PBU消息414可向CN的MAG登记MN的状态，且可设定MN在CN的MAG处的绑定的寿命，其可与ROStartReq消息410中的寿命值相同。另外，PBU消息414中的目的地址可与在ROStartReq消息410中找到的MN-CN RO选项的CN部分中的代理CoA字段相同。当ROStartReq消息410含有多个MN-CN RO选项对时，MN的MAG可将单独的PBU消息414发送到每一CN的MAG。CN的MAG可用PBA消息416来响应PBU消息416，PBA消息416可指示绑定是被接受还是拒绝。
CN的MAG还可将PBU消息418发送到MN的MAG。PBU消息418可向MN的MAG登记CN的状态，且可设定CN在MN的MAG处的绑定的寿命，其可与ROStartReq消息406中的寿命值相同。另外，PBU消息418中的目的地址可与在ROStartReq消息406中找到的MN-CN RO选项的MN部分中的代理CoA字段相同。当ROStartReq消息406含有多个MN-CN RO选项对时，CN的MAG可将单独的PBU消息418发送到每一MN的MAG。MN的MAG可用PBA消息420来响应PBU消息418，PBA消息420可指示绑定是被接受还是拒绝。PBU消息414和418可以图4所描绘的次序、以相反次序或同时发送。类似地，PBA消息416和420可以图4所描绘的次序、以相反次序或同时发送。另外，PBU-PBA交换可在必要时重复以延长绑定寿命。在PBU-PBA交换完成之后，MN的MAG和CN的MAG可向彼此发送MN-CN业务，例如不将此业务路由经过LMA。
如果例如在切换或分离期间MAG无法可预测地检测所连接链路上MN的存在，那么MAG可通过将PBU消息发送到具有所建立绑定的所有MAG来终止MN的绑定。在此情况下，PBU消息可使其寿命设定为约零，且每一BUL条目中的MAG字段中的代理CoA可确定MAG地址。如果使用IPv4输送，那么可使用IPv4代理CoA，且MAG还可去除为所述MN创建的每一BUL条目。为了重新建立本地路由中所涉及的MN例如与不同于归属LMA登记的BUL条目的绑定，前一MAG可使用上下文传送程序来将本地路由状态传送到下一MAG。可传送用于MN的BUL中的LMA条目之外的每一条目。在切换完成之后，下一MAG可将PBU消息发送到每一CN的每一MAG(例如，经由代理CoA或IPv4代理CoA)。
任一LMA可在任何时间停止路由优化协议400。为此，LMA可向另一LMA发送LMAROStartReq消息402，其包括设定为约零的寿命字段。所述另一LMA可用包括设定为约零的寿命字段的LMAROStartRes消息404来响应。两个LMA可接着向其MAG发送包括设定为约零的寿命字段的ROStartReq消息406、410。MAG可用包括匹配序列编号的ROStartRes消息408、412来响应。在LMA接收到此些ROStartRes消息408、412之后，路由优化协议400可结束，且可单独针对每一LMA-MAG例子重新建立LMA-MAG隧道。
对路由优化协议300的IPv4支持也可适用于路由优化协议400。另外，LMAROStartReq和LMAROStartRes消息可为在IPv6中输送的IPv6消息，因为LMA通常支持IPv6，且通常存在建立于同一PMIPv6域中的LMA之间的IPv6输送。
图5说明ROStartReq消息500的实施例。ROStartReq消息500可包括序列编号504、保留字段506、寿命508以及至少一个移动性选项510，其可如图5所示排列。序列编号504可为不带正负号的整数，其由LMA和/或MAG用来使ROStartReq消息500与相关联的ROStartRes消息匹配。MAG还可使用序列编号504来识别每一新的MN-CN对，例如用以开始路由优化。保留字段506可未用且/或为其它目的保留。由此，保留字段506可由发送者初始化为零且被接收者忽略。寿命508可为不带正负号的整数，当其不等于零时，其指示MN到CN路由优化绑定的初始寿命。如果存在若干个MN-CN对，那么可将相同寿命应用于每一对。移动性选项510可包括至少一个下文所描述的MN-CN RO选项，且还可包括RFC 3775的6.1.7部分中所定义的任何移动性选项。在一实施例中，序列编号504、保留字段506以及寿命508各自的长度可约为16个位，且移动性选项510可为约32个位的整数倍。
图6说明MN-CN RO选项600的实施例。MN-CN RO选项600可结合在LMA与MAG之间交换的ROStartReq和ROStartRes消息和/或在LMA之间交换的LMAROStartReq和LMAROStartRes消息而使用。MN-CN RO选项600可由LMA用于启用针对MN-CN路径的本地路由。MN-CN RO选项600可成对使用，其中第一MN-CN RO选项600可针对MN，且第二MN-CN RO选项600可针对CN，或反之亦然。另外，例如当MN正与一个以上CN通信时，多个MN-CN RO选项600可包含于ROStartReq、ROStartRes、LMAROStartReq和/或LMAROStartRes消息中。通过这样做，LMA可为多个MN-CN对启用路由优化，其中移动性标头(MH)类型中所设定的寿命适用于包含于MN-CNRO选项600中的所有MN-CN绑定。
MN-CN RO选项600可包括类型602、长度604、P旗标606、保留字段608、前缀长度610、归属网络前缀612、代理CoA 614、可选的IPv4HoA 616以及可选的IPv4代理CoA 618，其可如图6所示排列。保留字段608可大体上与上文所述的保留字段506相同。类型602可为由唯一地识别MN-CN RO选项600的因特网地址分配组织(Internet Assigned Numbers Authority，IANA)指派的整数。长度604可为不带正负号的整数，其可以八比特组指示MN-CNRO选项600的长度，类型602和长度604除外。P旗标606可为指示是否支持IPv4的旗标。在一实施例中，当设定P旗标606时，可在适当时针对MN和/或CN包含IPv4HoA 616和IPv4代理CoA 618。前缀长度610可为不带正负号的整数，其指示归属网络前缀612的长度。
归属网络前缀612可包括MN和/或CN的IPv6归属网络前缀。举例来说，可将MN的MN-CN RO选项600中的归属网络前缀612设定为MN的归属网络前缀，且可将CN的MN-CN RO选项600中的归属网络前缀612设定为CN的归属网络前缀。代理CoA 614可为配置于MN或CN连接到的MAG的出接口上的全局地址。举例来说，可将MN的MN-CN RO选项600中的代理CoA614设定为MN的代理CoA(例如代理CoA1)，且可将CN的MN-CN RO选项600中的代理CoA 614设定为零。IPv4HoA 616可为任选的，且可包括MN或CN的IPv4HoA。IPv4代理CoA 618可为任选的，且可包括配置于MAG的出接口上的IPv4地址。在一实施例中，类型602、长度604和前缀长度610可各自具有约8个位的长度，P旗标606可各自具有约一个位的长度，保留字段608可具有约七个位的长度，归属网络前缀612和代理CoA 614可各自具有约128个位的长度，且IPv4HoA 616和任选的IPv4代理CoA 618(如果存在)可各自具有约32个位的长度。
图7说明ROStartRes消息700的实施例。ROStartRes消息700可包括状态702、序列编号704、保留字段706、寿命708以及至少一个移动性选项710，其可如图7中所示而排列。序列编号704、保留字段706、寿命708以及移动性选项710可大体上分别与序列编号504、保留字段506、寿命508以及移动性选项510相同。状态702可为不带正负号的整数，其指示由MAG发送的相关联ROStartReq消息的处置。举例来说，状态702的值小于或等于约128可指示相关联的ROStartReq消息被MAG接受，而状态702的值大于约128可指示相关联的ROStartReq消息被MAG拒绝。在一实施例中，移动性选项710可包括若干对上文所定义的MN-CN RO选项。另外，当状态字段702含有指示成功的值时，MAG可从相关联的ROStartReq消息复制移动性选项710。在一实施例中，状态702和保留字段706可各自的长度为约八个位，序列编号704和寿命708可各自的长度为约16个位，且移动性选项710可为约32个位的整数倍。
图8说明LMAROStartReq消息800的实施例。LMAROStartReq消息800可包括序列编号804、保留字段806、寿命808以及至少一个移动性选项810，其可如图8中所示而排列。保留字段806、寿命808以及移动性选项810可大体上分别与保留字段506、寿命508以及移动性选项510相同。序列编号804可为不带正负号的整数，其由LMA和/或MAG用于使LMAROStartReq消息800与相关联的LMAROStartRes消息匹配。LMA还可使用序列编号804来识别每一新的MN-CN对，例如用以开始路由优化。在一实施例中，序列编号804、保留字段806以及寿命808可各自的长度为约16个位，且移动性选项810可为约32个位的整数倍。
图9说明LMAROStartRes消息900的实施例。LMAROStartRes消息900可包括状态902、序列编号904、保留字段906、寿命908以及至少一个移动性选项910，其可如图9中所示而排列。序列编号904、保留字段906、寿命908以及移动性选项910可大体上分别与序列编号504、保留字段506、寿命508以及移动性选项510相同。状态902可为不带正负号的整数，其指示由LMA发送的相关联LMAROStartReq消息的处置。举例来说，状态902的值小于或等于约128可指示相关联的LMAROStartReq消息被LMA接受，而状态902的值大于约128可指示相关联的LMAROStartReq消息被LMA拒绝。在一实施例中，移动性选项910可包括若干对上文所定义的MN-CN RO选项。另外，当状态字段902含有指示成功的值时，LMA可从相关联的LMAROStartReq消息复制移动性选项910。此外，LMA可搜索其绑定缓存，以寻找CN的归属网络前缀值，并寻找对应的MAG地址，例如代理CoA2。LMA可用对应的MAG地址，例如代理CoA2，来代替移动性选项910中可设定为零的MAG地址字段。在一实施例中，状态902和保留字段906可各自的长度为约八个位，序列编号904和寿命908可各自的长度为约16个位，且移动性选项910可为约32个位的整数倍。
安全机制可能是路由优化过程中的关注点，尤其是对于建立两个MAG之间的隧道的任何系统来说。如果两个MAG在同一本地化移动性域中，那么可在其之间创建信任关系，且这可为本文所述系统的情况。此外，此关系可简化在其间交换的PBU和PBA消息的结构。此关系还允许PBU/PBA消息交换用于处置路由优化的软状态。在两个LMA之间的路由优化的情况下，同一PMIPv6域中的LMA中的至少一些可建立LMA之间的信任关系。另外，此信任关系和安全性可扩展到同一PMIPv6域中的所有MAG。
上文所述的网络组件可在任何通用网路组件上实施，所述通用网路组件例如为具有充足处理力、存储器资源和网络吞吐量能力以处置其所负担的必要工作量的计算机或网络组件。图10说明适合实施本文所揭示组件的一个或一个以上实施例的典型通用网络组件1000。网络组件1000包含处理器1002(其可称为中央处理单元或CPU)，其与包含次要存储装置1004、只读存储器(ROM)1006、随机存取存储器(RAM)1008的存储器装置、输入/输出(I/O)装置1010以及网络连接性装置1012通信。处理器1002可实施为一个或一个以上CPU芯片，或可为一个或一个以上专用集成电路(ASIC)的一部分。
次要存储装置1004通常由一个或一个以上磁盘驱动器或磁带驱动器组成，且用于数据的非易失性存储，且用作溢流数据存储装置，前提是RAM 1008的大小不足以保持所有工作数据。次要存储装置1004可用于存储程序，当选择此些程序来执行时，将所述程序加载到RAM 1008中。ROM 1006用于存储在程序执行期间读取的指令以及可能的数据。ROM 1006是通常相对于次要存储装置1004的较大存储器容量具有较小存储器容量的非易失性存储器装置。RAM 1008用于存储易失性数据，且也许用于存储指令。对ROM 1006和RAM1008两者的存取通常比对次要存储装置1004的存取快。
揭示至少一个实施例，且所属领域的技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征的变化、组合和/或修改在本发明的范围内。因组合、整合和/或省略所述实施例的特征而产生的替代实施例也在本发明的范围内。在明确陈述数值范围或限制的情况下，应将此些表达范围或限制理解为包含属于明确陈述的范围或限制内的类似量值的重复范围或限制(例如，从约1到约10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。举例来说，每当揭示具有下限Rl和上限Ru的数值范围时，特定是揭示属于所述范围的任何数字。明确地说，特定揭示在所述范围内的以下数字：R＝Rl+k*(Ru-Rl)，其中k是范围在1％到100％内的具有1％增量的变量，即k是1％、2％、3％、4％、5％、……、50％、51％、52％、……、95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，还特定揭示由如上文所定义的两个R数字定义的任何数值范围。相对于权利要求的任一要素使用术语“任选地”意味着所述要素是需要的，或者所述要素是不需要的，两种替代方案均在所述权利要求的范围内。使用例如包括、包含和具有等较广术语应被理解为提供对例如由……组成、基本上由……组成以及大体上由……组成等较窄术语的支持。因此，保护范围不受上文所陈述的描述限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有均等物。每一和每个权利要求作为进一步揭示内容并入说明书中，且所附权利要求书是本发明的实施例。所述揭示内容中的参考的论述并不是承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此以引用的方式并入本文中，其提供补充本发明的示范性、程序性或其它细节。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所揭示的系统和方法可以许多其它特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性的而非限制性的，且本发明不限于本文所给出的细节。举例来说，各种元件或组件可在另一系统中组合或集成，或某些特征可省略或不实施。
另外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可与其它系统、模块、技术或方法组合或整合。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项目也可以电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、装置或中间组件间接地耦合或通信。改变、替代和更改的其它实例可由所属领域的技术人员确定，且可在不脱离本文所揭示的精神和范围的情况下作出。

Claims (19)

1.一种路由优化设备，其包括：
第一移动接入网关MAG，与移动节点MN相关联，且经配置以将代理绑定更新PBU发送到与通信节点CN相关联的第二MAG，
其中所述第一MAG进一步经配置以从所述第二MAG接收代理绑定确认PBA，其中所述PBU和所述PBA向所述第二MAG登记所述MN的状态，且所述PBU设定所述MN在所述第二MAG绑定的寿命；
所述第一MAG进一步经配置以从所述第二MAG接收第二PBU，且将第二PBA发送到所述第二MAG，其中所述第二PBU和所述第二PBA向所述第一MAG登记所述CN的状态。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一MAG和所述第二MAG经配置以与本地移动性锚点LMA通信，且其中所述第一MAG和所述第二MAG经配置以代表所述MN和CN交换多个包，而不将所述多个包路由经过所述LMA。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述包为因特网协议IP第6版IPv6包。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述包为因特网协议IP第4版IPv4包，或封装在IPv4用户数据报协议UDP封装安全载荷ESP封装中。
5.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一MAG经配置以与第一本地移动性锚点LMA通信，其中所述第二MAG经配置以与第二LMA通信，其中所述第一LMA经配置以与所述第二LMA通信，且其中所述第一MAG和所述第二MAG代表所述MN和CN交换多个包，而不将所述包路由经过所述第一LMA或所述第二LMA。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述包为因特网协议IP第6版IPv6包。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述包为因特网协议IP第4版IPv4包，或封装在IPv4用户数据报协议UDP封装安全载荷ESP封装中。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一MAG包括用于所述第二MAG的绑定更新列表BUL条目，且其中所述第二MAG包括用于所述第一MAG的第二BUL条目。
9.一种路由优化方法，其包括：
促进将路由优化开始请求ROStartReq消息传输到第一移动接入网关MAG，所述第一MAG与移动节点MN相关联；
其中所述ROStartReq消息请求MN与通信节点CN之间的路由优化，且
其中所述ROStartReq消息包括MN-CN路由优化RO选项；
所述第一MAG经配置以将代理绑定更新PBU发送到与CN相关联的第二MAG；
其中所述第一MAG进一步经配置以从所述第二MAG接收代理绑定确认PBA，其中所述PBU和所述PBA向所述第二MAG登记所述MN的状态，且所述PBU设定所述MN在所述第二MAG绑定的寿命；
所述第一MAG进一步经配置以从所述第二MAG接收第二PBU，且将第二PBA发送到所述第二MAG，其中所述第二PBU和所述第二PBA向所述第一MAG登记所述CN的状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述MN-CN RO选项包括类型、长度、因特网协议第4版IPv4支持的旗标、前缀长度、归属网络前缀以及代理转交地址CoA。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述MN-CN RO选项进一步包括IPv4归属地址和IPv4代理CoA。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法进一步包括辨识来自所述MAG的路由优化开始响应ROStartRes消息的接收，其中所述ROStartRes消息接受或拒绝所述MN与所述CN之间的路由优化，且其中所述ROStartReq消息包括第二MN-CN RO选项。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法进一步包括：
促进将第二ROStartReq消息传输到第二MAG；以及
辨识来自所述第二MAG的第二ROStartRes消息的接收，
其中所述第二ROStartReq消息请求所述MN与所述CN之间的路由优化，
其中所述第二ROStartRes消息接受或拒绝所述MN与所述CN之间的路由优化，
其中所述第二ROStartReq消息包括第三MN-CN RO选项；且
其中所述第二ROStartRes消息包括第四MN-CN RO选项。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法进一步包括：
促进将本地移动性锚点LMAROStartReq消息传输到LMA；以及
辨识来自所述LMA的LMA ROStartRes消息的接收，
其中所述LMAROStartReq消息请求所述MN与所述CN之间的路由优化，
其中所述LMAROStartRes消息接受或拒绝所述MN与所述CN之间的路由优化，
其中所述LMAROStartReq消息包括第三MN-CN RO选项；且
其中所述LMAROStartRes消息包括第四MN-CN RO选项。
15.根据权利要求14所述的方法，其中代理移动因特网协议第6版PMIPv6域中的所有所述LMA均配置有包括多个/48前缀、多个/32前缀或两者以及多个对应LMA地址的表，且其中所述方法进一步包括：通过使用最常前缀匹配搜索所述表以寻找CN源地址的前缀部分来确定所述LMA的地址。
16.一种路由优化系统，其包括：
本地移动性锚点LMA；
第一移动接入网关MAG，其耦合到所述LMA且与移动节点MN通信；以及
第二MAG，其耦合到所述LMA且与通信节点CN通信，
其中所述MN与所述CN之间的通信路由经过所述第一MAG和所述第二MAG，而不路由经过所述LMA；
具体的，第一MAG经配置以将代理绑定更新PBU发送到第二MAG，
其中所述第一MAG进一步经配置以从所述第二MAG接收代理绑定确认PBA，其中所述PBU和所述PBA向所述第二MAG登记所述MN的状态，且所述PBU设定所述MN在所述第二MAG绑定的寿命；
所述第一MAG进一步经配置以从所述第二MAG接收第二PBU，且将第二PBA发送到所述第二MAG，其中所述第二PBU和所述第二PBA向所述第一MAG登记所述CN的状态。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一MAG维持用于所述第二MAG的绑定更新列表BUL条目，且其中所述第二MAG维持用于所述第一MAG的第二BUL条目。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述第一MAG维持用于所述CN的绑定缓存条目BCE，且其中所述第二MAG维持用于所述MN的第二BCE条目。
19.根据权利要求18所述的系统，其进一步包括：
第二LMA，其位于所述第二MAG与所述LMA之间，
其中所述MN与所述CN之间的通信路由经过所述第一MAG和所述第二MAG，而不路由经过所述第二LMA。
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