CN102405628A

CN102405628A - 在无线通信系统中采用“核心与边缘分离”技术进行切换

Info

Publication number: CN102405628A
Application number: CN2010800130560A
Authority: CN
Inventors: 安东尼·亨黄·陈; 贾斯汀·曾军·向
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: US9049653B2; WO2011000325A1; CN102405628B; EP2430816B1; EP2430816A4; US20110002301A1; EP2430816A1

Abstract

根据本发明的实施例，无线通信方法包含在第一个出口路由器处接收指定给目的地节点的数据包。目的地节点由第二个出口路由器的支持。数据包的目的地地址是第一个出口路由器。接收到的数据包重新定向至第二个出口路由器。

Description

在无线通信系统中采用“核心与边缘分离”技术进行切换

交叉参考

本发明要求2009年7月2日递交的发明名称为“在无线通信系统中采用核心与边缘分离技术进行切换”(Handover in Core-Edge-Separation Technologyin Wireless Communications)、临时专利申请号为No 61/222,856以及2010年6月29日递交的发明名称为“在无线通信中采用核心与边缘分离技术进行切换”(Handover in Core-Edge-Separation Technology in Wireless Communications)、美国非临时专利申请号为No.12/826,394的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明通常与无线通信相关，更特别地，与在无线通信中采用“核心与边缘分离”技术进行切换相关。

发明背景

无线通信的驱策力允许更高级别的漫游并允许无缝漫游。在漫游时，特别是当考虑到全球漫游时，很多问题，例如：切换提供商、验证和通信系统功能和限制等，正变得日益重要。

当移动节点从一个网络的覆盖区进入另一个网络的覆盖区时，呼叫也必须在不丢失连接或丢失数据包的同时，转移到第二个网络。此功能可称为具有快速移动功能的切换。同样，当移动节点在与其之前所用网络不同的网络所服务的新位置连通时，无线通信网络必须识别出移动节点位置的更改，并将指定给移动节点的信息定向至新网络。此过程可以称为具有慢速移动功能的切换。无线通信网络必须支持这样的慢速移动漫游功能和快速移动移交或切换，以使移动设备具有无缝移动性。

发明内容

根据本发明的实施例，无线通信方法包含接收第一出口路由器处的指定给目的地节点的数据包。目的地节点由第二出口路由器的支持。数据包的目的地地址是第一出口路由器。接收到的数据包被定向到第二出口路由器。

在本发明的另一个实施例中，无线通信的方法包含：在中央映射数据库添加目的地节点的IP地址和新的出口路由器的IP地址之间的映射。目的地节点的IP地址和前一个出口路由器的IP地址之间的映射可在中央映射数据库处删除。本方法还包含，使用中央映射数据库将指定给目的地节点的数据包路由至第二个出口路由器。

在本发明的另一个实施例中，无线通信方法包含在入口路由器处将指定给目的地节点的第一个数据包路由至第一出口路由器；在入口路由器处指定给目的地节点的要路由至第二出口路由器的第二个数据包进行路由。

本文接下来概述了一个实施例的功能，以便于更好地理解下文中提供的本发明的详细说明。在下文中，将描述本发明的实施例的更多功能和优势，它们形成了本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应该理解，可以在此处揭示的概念和特定实施例的基础上修改和设计与本发明目的相同的其他结构或流程。本领域技术人员还应理解，这样的等价构造不应该背离本发明内附的权利要求中所述的实质和范围。

附图简述

为了更完整地理解本发明及其优势，可以参考以下附图和说明，其中：

图1包含图1a和1b，说明了属于使用供应商独立(provider independent)的IP前缀的站点的节点的“映射与封装”(mapping and encapsulation)，其中，图1a说明了网络，图1b说明了IP头字段的一部分：源和目的地IP地址，位于通过网络发射的数据包的网络层；

图2包含图2a和2b，根据本发明的实施例，说明了基于网络移动性下的核心与边缘分离，其中，图2a说明了网络，并且其中，图2b说明了网络中映射数据的位置；

图3包含图3a和3b，说明了根据本发明的实施例，通过网络进行数据包路由，其中，图3a说明了数据路径，图3b说明了数据包在通过网络路由时，数据包的网络层中的IP头的源和目的地IP地址；

图4说明了本发明的使得能够实施快速和慢速移动移动性的实施例；

图5说明了根据本发明的实施例所执行的步骤从而实现慢速和快速的移动性；

图6包含图6a和6b，说明了本发明的实施例的快速切换，其中，图6a说明了移动台从一个边缘/接入网至另一个的切换，图6b说明了在切换过程中，对从通信节点发送的数据包的IP数据包头的源和目的地地址的修改；

图7包含图7a和7b，说明了使用转换协议的本发明的实施例，其中，图7a为通常情况下，在核心与边缘分离过程中的数据包传送的表示，此传送不是在切换MS之后立即进行的，并且其中，图7b为在紧接着MS已经转移到新的出口路由器之后，核心与边缘分离中的数据包发送的表示；

图8说明了本发明融合的实施例的硬件设备。

不同图形中相应的数字和符号通常指的是对应的部件(除非另行指定)。图形的绘制是为了清楚地描述实施例的相关方面，而无需按比例进行绘制。

具体实施方式

下面详细讨论了各种实施例的制作和使用过程。本领域技术人员应该理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，可以在多种特定环境中实施。所讨论的这些特定实施例仅说明了制作和使用本发明的特定方式，并没有限制本发明的全部范围。

供应商独立的(PI)IP地址和多个归属地在互联网中的应用正在日益增加。在供应商独立的(PI)IP地址中，相同的IP地址用于边缘网络和核心转接网络的路由。但是，这样会导致需要在全球路由系统中发布越来越多的PI地址。此问题称为路由可扩展性问题。

路由可扩展性问题大大增加了网络路由的成本，并影响了路由的速度。自2006年以来，已经进行了大量计划，以便在不更改终端主机中的现有IP协议的情况下，解决路由可扩展性问题。这些解决方案主要基于在边缘网络和转接核心网络中使用单独的路由地址空间。

核心边缘网络协议为一系列多个路由协议，用于在核心与边缘分离网络中工作，它是一个基于网络的ID位置分割技术，使用不同于当前网络的新的路由协议。这些协议已被设计用于解决路由可扩展性问题，以便支持站点多归属，以及启用多个有效的流量工程。

代理移动IP(PMIP)是基于网络的移动管理协议，网络用来执行代表移动节点来执行移动管理信令，以便移动节点继续使用其归属地IP地址来移动和从一个网络切换到另一个网络。核心与边缘分离协议和代理移动IP(PMIP)具有基于网络的优势，使得客户端节点不需要进行更改，但是它们提供的解决方案彼此不同，他们在不同的路由设计中运行，可能会彼此不兼容。在多个实施例中，本发明利用对核心与边缘分离以及PMIP设计的更改，以使得核心与边缘分离协议能够支持包含切换在内的移动管理。

当使用核心与边缘分离时，边缘网络中的主机可使用供应商独立的IP地址，其是全球独一无二的，用于边缘网络的路由中。此处，IP数据包头中的源IP地址为发送者的PI地址，而目的地IP地址为接收者的PI地址。

核心转接网络的路由使用供应商可聚合(provider-aggregatable(PA))IP地址，其聚合至路由表中以便其中的路由是可扩展的。此处，IP数据包头中的源IP地址是路由器的PA地址，其中，IP数据包通过该路由器进入核心网络，目的地IP地址为路由器的PA地址，其中，IP数据包通过该路由器退出核心网进入能够将数据包交付到目的地主机的边缘网络。

当使用核心与边缘分离时，需要在核心和边缘网络之间的边界处使用新功能，以使得数据包能够跨核心-边缘边界进行转换。在从边缘网络进入核心转接网络时，入口路由器将目的地(PI)地址映射至出口路由器的(PA)地址，数据包经由该出口路由器将流出目的地主机的边缘网络。入口路由器以新的包头转换数据包，以便从入口路由器的PA地址路由至出口路由器的PA地址。在离开核心转接网络转向目的地边缘网络的过程中，出口路由器将数据包转换回发送主机的源PI地址和边缘网络中的接收主机的目的地PI地址的原始头。

图1包含图1a和1b，说明了在AS网络中的节点中采用供应商独立的IP前缀进行映射和封装，其中，图1a说明了网络，图1b说明了IP头字段的一部分：经由网络传输的网络层路由数据包中的源IP地址和目的地IP地址。

关于图1a，网络包含多个自治系统(AS)网络。每个AS都运行各自的内部网关路由协议(Interior Gateway Protocol，IGP)以便在其网络中路由数据包。这些AS互相连接在一起，在这些AS网络中穿过的数据包使用适用于转接核心网络的不同的路由协议(例如：边界网关协议，Border Gateway Protocol(BGP))进行路由。核心AS分离指的是运行其各自IGP的AS与运行BGP的转接核心的分离。

在图1a中，来源于源节点(S)10的数据包，使用内部网关协议(IGP)通过源节点的AS网络20进行转接。数据包通过入口路由器30进入转接核心，并从入口路由器30通过隧道经由多个服务提供商，例如：ISP1、ISP2、...、ISPn，进入出口路由器60。出口路由器60通过目的地AS网络(目的地节点的AS网络)70，将数据包路由至移动目的地节点(D)80。

数据包从AS网络在入口路由器(IR)30处进入转接核心网络，并在出口路由器(ER)60处离开转接核心网络。此过程是通过具有至少两种类型的IP地址实现的：供应商独立的IP地址，例如IP(D)，其为目的地节点的IP地址，供应商可聚合IP地址，例如IP(ER)，其为核心与目的地AS网络边界之间的出口路由器的IP地址。

如图1b所示，每个AS网络可以使用各自的IGP来路由具有源节点和目的地节点(IP(S，D))的IP地址的数据包。因此，当数据包位于源AS网络20和目的地AS网络70中时，从源终端主机或源节点(S)10到目的终端主机或目的节点(D)80发送的数据包的IP头使用S和D的IP地址。

转接核心网使用BGP路由具有入口和出口路由器30和60(IP(IR，ER))的IP地址的数据包。转接核心中的路由器不需要知道目的地节点。转接核心只需服务于目的地节点的AS的出口路由器的IP。因此，当被传输的数据包到达转接核心时，此数据包的IP头必须为标示的IP(IR，ER)。相应地，入口路由器30转换(或使用外层IP头封装)IP头，出口路由器60执行反向转换(或解除封装)。

因此，在入口路由器30处，目的地节点(D)的IP地址被映射至D所在的AS处的ER，其为图1a中的出口路由器60。为了执行该映射，入口路由器30必须知道出口路由器的IP地址IP(ER)与目的地主机的IP地址IP(D)的映射数据。然后，入口路由器30使用另一个IP头封装IP头，另一个IP头包含入口路由器30和出口路由器60的地址，即IP(IR)和IP(ER)。

出口路由器60解封外层IP头以便恢复具有指向原始目的地节点，即目的地节点IP地址IP(D)原始头的原始IP数据包。具有原始头IP(S，D)的IP数据包被定向至目的地节点70中的AS内。此目的地AS网络70可使用自己的IGP，使用源和目的地节点(IP(S，D))的IP地址将数据包路由至目的地节点80。上述路由类型也称为“映射与封装”(map-and-encap)技术。

下面，将根据本发明的实施例描述在基于网络的移动性下具有核心-边缘网络分离的网络。

图2包含图2a和2b，根据本发明的实施例说明了基于网络移动性下的核心与边缘分离，其中，图2a说明了网络，图2b说明了网络中映射数据的位置。

图2a中，通过接入路由器120附着至AS网络的通信节点110(或源节点)，通过自治系统(AS)网络连接至转接核心网络140，并通过入口路由器130进入到转接核心网络140。通信节点110可以不知道网络中目的地节点的位置。归属AS网络内的节点可使用供应商独立的AS(PI)地址，在归属AS网络中路由数据，转接核心网络140可使用供应商可聚合(PA)地址从任何入口路由器130将数据路由至特定的出口路由器150。

转接核心网络140耦合至多个出口路由器(ER)150，每个出口路由器具有唯一的IP地址(IP(ER))。每个出口路由器服务于多个移动接入网关(MAG)190。多个MAG 190的每个MAG都具有唯一的IP地址(IP(MAG))。多个移动台200连接至每个MAG。目的地移动台的IP地址为IP(D)。

在多个实施例中，MAG代表移动台(MS)200执行移动信令以使得移动节点在AS内移动时继续使用其归属地址(home address，HoA)。多个MAG 190中的每个MAG具有唯一的IP地址(IP(MAG))，其为移动台200的代理转交地址(care-of-address)。

本发明的实施例扩展了AS中的出口路由器(ER)150的功能，以便跟踪特定AS内的所有移动台的归属IP地址，此外，还跟踪AS内所有站点的IP前缀。特别地，ER 150知道如何路由指定给AS内任意节点的数据包。如果目的地节点为由MAG服务的移动台200，则ER 150会将数据包通过隧道导入MAG 190，MAG 190将数据包交付到移动台200。

在多个实施例中，本发明修改了代理移动IP的机理，以便更有效的在核心与边缘分离网络路由系统中进行移动性管理。通过使用映射层次结构，本发明的实施例实现了此功能。

本地移动锚点/归属代理(LMA/HA)映射数据库160位于移动锚点层次结构的顶部。LMA/HA映射数据库160保持映射信息，以为目的地节点所在的AS选择ER 150。因此，LMA/HA将每个目的地节点的IP地址(IP(D))映射至ER 150(IP(ER))的IP地址。此映射信息可为网络的LMA/HA映射数据库160的一部分，或者为与LMA/HA通信的分离的ER映射数据库170。

建立此映射之后，仅当移动节点从一个AS移动到另一个时，才需要在映射中进行更改。移动台200可移动和更改其MAG 190。只要MS 200位于同一个AS中，转接核心网络140便继续将指定给MS 200的数据包转发至该AS的ER 150。

出口路由器150充当AS内所有移动节点的中间移动锚点。换言之，ER150(多个ER中的每个ER)保持MAG映射数据库。MAG映射数据库180包含终端节点的IP地址(IP(D))至MAG 200的代理转交地址的IP地址(IP(MAG))的映射信息。在出口路由器150，MAG映射数据库180将数据包映射至IP(MAG)，以便数据包定向至服务于移动台200(目标节点)的MAG 190。在MAG 190，数据包路由至移动台200。

图3包含图3a和3b，说明了根据本发明的实施例，通过网络路由数据包，其中，图3a说明了数据路径，图3b说明了数据包在通过网络进行路由时，数据包的网络层。

在图3a中，来源于源节点(S)210的数据包，使用内部网关协议(InteriorGateway Protocol，IGP)通过源节点的AS网络220进行转接。数据包通过入口路由器230进入转接核心，并从入口路由器230通过隧道经由多个服务提供商，例如：ISP1、ISP2、...、ISPn，然后进入出口路由器260。出口路由器260将数据包经由目的地AS网络270路由至移动接入网关MAG 290。MAG 290将数据包路由至移动目的地节点(D)280。

在图3b中，源节点210处的数据包头表示源节点和目的地节点地址的IP地址(IP(S，D))。如果目的地节点D位于AS中，数据包在AS网络中传输。但是，如图3a中所示，如果目的地节点位于源节点220的AS网络之外，数据包则被路由至入口路由器230。源节点220的AS网络和入口路由器230都不知道目的地节点280的位置。因此，入口路由器230可请求LMA/HA为提供的目的地节点指示出口路由器的IP地址。在入口路由器，基于从LMA/HA的输出，该输出可使用来自ER映射数据库(如上述所示)的信息，入口路由器封装数据包头，并将路由数据包的新的头添加至目的地节点的AS网络的出口路由器中。具有入口和出口路由器(IP(IR，ER))的IP地址的数据包，使用边界网关协议(border gateway protocol，BGP)经由隧道路由至转接核心。

在出口路由器，数据包经过解封装和再封装。使用MAG映射数据库，数据包头更改为指示源节点和MAG节点的IP地址(IP(S，MAG))。此数据包采用此方法通过目的地节点270的AS网络路由至服务于目的地节点280的MAG 290。在MAG 290，数据包被解除封装，提取原始数据包头并路由至目的地节点280。

因此，本发明的实施例使得移动台具有可到达性或移动性。当移动台在AS网络中移动和更改其MAG时，在ER中没有更改。ER作为AS网络中的中间移动锚点，当得知服务于移动台的新MAG时，则相应地路由数据包。或者，当移动台从一个AS网络移动到另一个AS网络从而更改了其出口路由器时，移动锚点顶部的ER映射数据库(或LMA/HA映射数据库)会得知与新AS网络关联的新ER.因此，可以正确地引导发送至移动台的数据包。因此，IR正确地经由转接核心网络路由数据包，即使移动台更改了AS。

在多个实施例中，本发明使得移动目的地节点在网络中移动时的无缝切换，此操作可能要更改出口路由器。在多个实施例中，由出口路由器服务的AS网络可能属于相同的技术或不同的网络技术，需要满足切换中的所需的快速移动性。

图4说明了本发明的使得能够实施快速和慢速移动移动性的实施例。

图4中描述的网络与图3中描述的网络类似，但是，移动台200从一个AS移动到另一个AS，从而要求在出口路由器中进行更改。MS 200的移动性要求从由前一个出口路由器(PER)151服务的网络移动到由新的出口路由器(NER)152服务的网络。该PER 151服务于MAG1191，MAG1191在切换之前服务于MS 200，NER 152服务于MAG2 192，该MAG2192在切换之后服务于MS 200。本发明的实施例使得MS 200能够切换的方法是将MS的锚点IP地址从前一个出口路由器151更改为新的出口路由器152，从而满足了快速切换的要求。当将指定给MS 200并到达PER 151的数据包重新定向至NER152时，即完成了切换。

首先描述了支持慢速移动性的本发明的实施例。慢速移动性与移动台经过长时间的移动性相关。例如，移动台可能会关闭，移动到新的地理位置，然后在新位置打开。在MS 200移动之前，在AS网络中，可通过MS 200的出口路由器，即，PER 151，到达MS 200。

如前所述，慢速移动性是通过移动锚点层次结构来完成的。移动锚点层次结构包含在多个实施例中层级映射数据库。在多个实施例中，切换是使用目的地IP地址IP(D)与出口路由器的IP地址IP(ER)之间的多个不同的映射系统来实现的。每个ER均已知其所服务的所有节点的IP地址。在整个网络中，从所有出口路由器收集的所有这些信息是完全的映射信息。此映射信息可能位于(非常大的)中央完全映射系统、分布式映射系统、或者其组合中，例如：LMA/HA映射数据库160的一部分或分离的ER映射数据库170。通过推、拉或两者的组合，每个IR均可获取此信息。在多个实施例中，哪个IP地址属于哪个ER的映射信息在ER中，并可传播至LMA/HA映射数据库160。因此，IR可能会查询LMA/HA映射数据库160，并获取目的地节点的IP地址的映射。在多个实施例中，通过查询出口路由器与目的节点之间的映射信息，网络中的每个入口路由器无需跟踪所有的目的地节点，这是一个益处。此外，仅LMA/HA映射数据库160等中央数据库维护此数据库。

图5说明了根据本发明的实施例所执行的步骤从而实现慢速和快速的移动性。

根据图5，当MS 200等目的地节点将其附着在前一个出口路由器151更改至附着新的出口路由器152时，新的出口路由器152会修改其路由信息，以便添加目的地节点的PI地址IP(D)(图5中的步骤1)，而前一个出口路由器151会在其路由信息中删除此IP地址(图5中的步骤2a)。映射系统会开始其更新以在此映射中包括此更改(步骤3)。如果映射系统使用中央化的全球映射系统，例如LMA/HA映射数据库160，则更新可能不会立即开始。即使更新已经启动，则在此更新完成之后，可能已经过去了相当长的时间。对于所有入口节点(IR)接收此映射更新，这可能是一个比较慢的过程。LMA/HA映射数据库160完成此更新之后，入口路由器请求服务于新的用户或者会话的出口路由器IP地址的入口路由器将接收到正确的NERIP地址。

当移动台更改其出口路由器，慢速移动性将通过更新映射数据库(例如：LMA/HA映射数据库160)而受到支持。因此，当指定给MS 200的新的数据包到达入口路由器130时，已更新的LMA/HA映射数据库160会将数据包定向至新的出口路由器152，而不是上一个入口路由器151。但是，此机理仅支持慢速移动性，因为更新LMA/HA映射数据库160，以及入口路由器130获取或修改此已更新的映射信息预期会耽搁较长时间。如此耽搁较长的时间将太慢而无法支持正在进行的会话的移动性。此外，入口路由器在会话启动之后可能不会请求LMA/HA映射数据库。例如，入口路由器可能会在使用延迟的情况下，将映射信息存储在其存储器高速缓存中，并仅在达到超时时间后，再次请求LMA/HA映射数据库。

本发明的实施例还能够实现快速移动性，以便在正在进行的会话中传输的数据包被无缝地定向到新的出口路由器，从而到达从一个AS网络向另一个AS网络移动的移动台。因此，指定给目的地IP地址的数据包被从前一个出口路由器151重定向到新的出口路由器152。

在多个实施例中，前一个出口路由器151以及那些活跃地发送包到目的地节点的入口路由器(如入口路由器130)上的映射信息会改变。换言之，如STEP2b(图5所示)，在快速移动实施例中，映射更新被立即发送至那些活跃地发送包到目的地节点(MS 200)的所有入口路由器130，以便这些通信入口路由器130将使用新的映射通过新出口路由器152到达目的地节点。

即使已将映射更新通知给所有的相关入口路由器，切换延迟可能仍然不够快，因为入口路由器可以位于世界上的任何地方。因此，许多数据包都可以在映射更新到达某些入口节点之前，传输到前一个出口路由器151。发送给前一个出口路由器151的数据包可能会丢失，因为MS 200的目的地地址不再由前一个出口路由器151服务。因此，在一个或多个实施例中，映射更新被发送至前一个出口路由器151。

在多个实施例中，如STEP 2a中所示，PER 151被指示删除目的地节点的IP地址IP(D)与前一个出口路由器151的IP地址IP(PER)之间的映射。此外，如STEP 2c中所示，PER 151被指示添加目的地节点的IP地址IP(D)与新出口路由器152的IP地址IP(PER)之间的映射。在多个实施例中，此对PER 151的更新可能发送于新的出口路由器(NER)或目的地节点(D)，例如，MS 200可将此映射更改发送至前一个出口路由器(PER)。或者，在一些实施例中，服务于MS 200的MAG2 192可将更新发送至PER 151。此外，在一些实施例中，该指令可由PER自身启动。这是因为PER知晓其正在服务的MS200，即使当前PER没有服务于MS。因此，一个示例中，PER可使用现有消息协议头中的保留字段中的标记。PER可使用此保留字段来识别传入的数据包的IP头中的更新是必需的。

因为MS 200的目的地节点先前已经附着至前一个出口路由器151，前一个出口路由器151可能位置在不远处。因此，映射更新可以快速到达前一个出口路由器(PER)。

在各种实施例中，在映射更新之后，前一个出口路由器151将指定给MS200的数据包转发至新出口路由器152。因此，前一个出口路由器151仍然可以从仍然使用旧映射数据库的其他出口路由器130(从世界上的各个位置)接收指定给MS 200的数据包。但是，因为前一个出口路由器处的映射更新，前一个出口路由器151将这些方向不正确的数据包重新定向至新的出口路由器152。

在本发明的一个实施例中，发送至前一个出口路由器151的映射更新存留在前一个出口路由器151的映射高速缓存中。新的映射条目被添加至前一出口路由器151的映射高速缓存中以将目的地节点的IP地址IP(D)映射至新出口路由器152的IP地址IP(NER)。然后，前一个出口路由器151立即使用此新的映射将数据包重新定向至新的出口路由器152。

在本发明的实施例中描述的重新定向方法在发挥作用时无需考虑特定的核心与边缘分离技术。该方法使用尽可能多的核心AS隔离技术以最小化所需的新功能的数量。

在重定向方法的一个实施例中，如果已采用的核心-AS隔离技术使用隧道方法跨核心-AS边界转换数据包，该重定向方法将使用与运行核心-AS隔离技术相同的规则，再次使用隧道(隧道中隧道)或者更换外部隧道的头以便重定向至新的出口路由器(NER)。

在各个实施例中，如果核心-AS隔离技术使用隧道方法跨核心-AS边界转换数据包，该重定向方法将使用与运行核心-AS隔离技术相同的规则，再次使用隧道(隧道中钻隧道)或者更换外部隧道的数据包的头，以便将数据包重定向至新的出口路由器(NER)。或者，如果核心-AS隔离网络技术更改IP头以实现跨核心-AS边界转换数据包，则重定向方法将使用与运行核心-AS隔离技术相同的规则，更换隧道的外部头以便将数据包重新定向至新的出口路由器。因此，在多种实施例中，从前一个出口路由器至新的出口路由器的重定向方法可以通过使用映射和封装技术或IP头转换/更换技术将外部IP数据包头更换为新出口路由器的IP地址。

根据图6和7，在下面描述了这些实施例。

图6包含图6a和6b，说明了本发明的快速切换实施例，其中，图6a描述了在切换过程中传输的数据包，图6b说明了使用映射和封装技术在传输过程中对数据包头进行相应的更改。

在将MS 200移动到另一个接入网中的新位置之前，指定给MS 200的数据包使用图1中所示的路由方法(具有由图1b表示的网络层)进行传输。尽管数据包实际上在交付至D(如图3中所述)之前，使用隧道从ER传输至MAG，为了简单起见，本文中没有讨论此步骤。

在MS 200移动至位于另一个接入网络中的新位置(由图6a中的虚线表示)之前，指定给MS 200的数据包使用图6b中显示的路由，通过映射和封装技术进行传输。如图6b中所示，指定给MS 200的数据包在前一个出口路由器151处进行接收。

数据包的外部隧道头在前一个出口路由器151处基于映射更新被更改，以便新的头指示新出口路由器152的位置。然后，数据包被通过转接核心网络140通过隧道发送至新的出口路由器152。在新的出口路由器152处，更改数据包头以便路由至MS 200，例如，通过服务于MS 200的MAG。

图7包含图7a和7b，说明了使用转换协议的本发明的实施例，其中，图7a为通常情况下，在核心与边缘分离过程中的数据包传送的表示，此传送不是在切换MS之后立即进行的，其中，图7b为在紧接着MS已经转移到新的出口路由器之后，核心与边缘分离中的数据包发送的表示。

在MS更改其出口路由器之前，IP头信息显示在图7a中。在MS更改其出口路由器之后，新的IP头信息显示在图7b中，其说明了在前一个出口路由器的头中进行的更改。

图7a说明了具有IP头部署在应用层之下的网络层、传输层和上面的链接层。IP头的路由类似于图1a中所述。但是，在转换协议中，源和目的地地址被入口和出口路由器的IP地址(IP(IR，ER))重写。此外，可以没有封装，具有已转换地址的包在跨核心进行转发，例如，通过通常的BGP路由器。在出口路由器处，IP头被再次重写并更换为源和目的地地址(IP(S，D))。

图7b说明了在前一个出口路由器处更换数据包的IP头，以便将数据包使用核心-AS隔离转换协议，将数据包重新定向至至新的出口路由器。核心-AS隔离网络技术更改IP头以便跨核心-AS边界转换数据包。在一个或多个实施例中，重定向方法更换外部隧道的头以便将数据包重新定向至新的出口路由器。

图8说明了本发明采用的实施例的硬件设备。硬件设备可以为入口路由器和/或出口路由器，例如：路由器800。

路由器800包括切换电路802、控制器804和存储器806，如图中所示耦合在一起。多输入端口808将数据传输至路由器800，多输出端口810将数据转移出路由器800。或者，某些端口808或810均可为输入和输出端口。输入端口至输出端口的映射通过切换电路802在控制器804的控制下进行。切换电路可作为特殊设计的硬件或者集成处理器的一部分进行实施。

存储器806可包含映射表812，例如，出口路由器与当前由(入口)路由器800服务所有目的地节点的映射，MAG映射数据库814包含(出口)路由器800的AS网络中的所有MAG。例如，从LMA/HA映射数据库获取的映射信息可能存储在存储器806的映射数据库812中。如果路由器800是入口路由器，则映射数据库可在从新的出口路由器中接收请求之后进行更新(如图5的STEP2b中所述的示例)。同样，在切换过程中，在根据STEPS 1或2a和2c接收更新请求后，可以更新映射数据库812。如果路由器800为新的出口路由器，则将在映射数据库812上执行STEP 1的更新。或者，如果路由器800是前一个出口路由器，则执行STEPS 2a和2c的更新。存储器806还可以存储路由器800在将数据从输入端口转移到输出端口中，所使用的标签。

用于在图5中执行任意步骤的指令(切换单元816)可以作为由图8中的硬件设备运行的软件程序来实施。软件程序可包含多个由处理器，如控制器804，执行的指令，。软件程序可存储在非易失性存储器中并复制到存储器806中，作为控制器流程818，其可由控制器804访问和执行。可理解的是，用于切换单元816的软件程序可以在多种编程语言中实施。在备选实施例中，切换单元816可以在离散硬件或固件(例如：数字信号处理器)中实施。或者，应用程序特定的集成电路(ASIC)可以使用本发明的功能来进行编程。此外，如果用于AS网络的出口和入口路由器为单独的路由器，这些功能可以分为单独的不同种类的路由器。

在多个实施例中，本发明增强了核心-AS隔离技术的慢速移动功能，同时要求最小的硬件更新。本发明的实施例提供了根据特定核心-AS隔离技术定制的解决方案。本发明的实施例可使用本领域技术人员已知的不同的方式，来修改PER中的IP头以启用快速移动性。

在本发明的另一个实施例中，针对包丢失来优化映射更改的顺序和切换自身。例如，在切换过程中，PER可能会在建立NER之前丢失，这可能是单接口切换的情况。在这种情况下，可为需要修改的PER执行增强操作。导入PER以便缓冲传入的数据包，即使目标节点断开与PER的连接。在PER已知新的IP(D)-to-IP(NER)映射信息后，这会启用PER以便将这些已缓冲的数据包转发至NER。

在本发明的实施例中描述的网络体系结构类同于运行本地ID分离协议(Location ID Separation Protocol，LISP)的核心与边缘分离网络。通过在核心网络和边缘网络中使用不同的IP地址，并在两者之间使用入口和出口路由器，本发明借用相似的技术来描述核心与边缘分离。在多个实施例中，通常没有为核心和边缘之间的隔离提供很好的定义。

因此，本发明的多个实施例讲授了使用通用的核心-AS分离技术，实现移动性管理和切换(快速移动性)的方法。本发明的实施例包含一种方法，用于通过使用通用的核心-AS隔离技术，在使用相同或不同技术的两个自主系统(AS)网络实现移动管理和切换。在一个实施例中，当网路使用不同的技术时，切换是多种多样的。

本发明的实施例还包括：通过选择并快速推入目标节点的PI地址的新的映射信息，在从前一个出口路由器至新的出口路由器的切换中实现快速移动性的方法。在一个或多个实施例中，可以选择通过将新的映射推入到新的出口路由器中，以便与通信入口路由器和前一个出口路由器进行通信，实现快速移动。

本发明的实施例还通过使用“映射与封装”技术或IP头转换/更换技术，更换外部IP数据包头以显示新路由器的IP地址，将数据包从前一个出口路由器重新定向至新的出口路由器。

在一个或多个实施例中，如果前一个出口路由器不再服务于目的地地址，则前一出口路由器的数据包被重新定向至新的出口路由器，以实现切换而不是丢失数据包。

在一个或多个实施例中，无线通信方法包含将数据包从入口路由器经由转接核心网络发送至第一个出口路由器。该转接核心网络使用供应商指定的或从供应商可聚合的(PA)地址来将数据包路由至第一出口路由器。入口路由器定向至数据包以到达具有供应商独立的(PI)地址的移动节点。移动节点由第一出口路由器的支持。该方法还包含将数据包从第一出口路由器重定向至第二出口路由器。当移动节点移动到由第二出口路由器支持的区域时，第一出口路由器会重定向数据包。在一个实施例中，该方法还包含将更新消息发送至正在以活动状态将数据包发送至移动节点的所有入口路由器。

在多个实施例中，无线通信的方法包含第一个出口路由器，接收从出口路由器经由转接核心网络发送的数据包。该转接核心网络使用供应商指定的或从供应商可聚合的(PA)地址来将数据包路由至第一出口路由器。入口路由器定向至数据包以到达具有供应商独立的(PI)地址的移动节点。移动节点由第一出口路由器的支持。该方法还包含在第一出口路由器，将数据包重定向至第二出口路由器。当移动节点移动到由第二出口路由器支持的区域时，第一出口路由器会重定向数据包。

虽然已经详细描述了本发明及其优势，但是必须理解，在不背离本发明附加权利要求所定义的范围和实质的情况下，本领域专业人员可以设计本发明的不同的变型方案或对其进行更改、替换。例如，上述许多功能和函数可以在软件、硬件或固件或者其组合中实施。

此外，本专利申请的范围并不限于在规范中所描述的进程、设备、制造商、物质的构成、方式、方法和步骤的特定实施例。本领域技术人员可以从本发明揭示的内容中理解，进程、机器、制造商、物质的构成、方式、方法或步骤，无论是已有还是有待将来开发，只要实质上可以与本文中描述的实施例执行相同的功能或实现相同的结果，均可以根据本发明进行利用。相应地，本文中内附的权利要求用于在其范围中涵盖此类过程、设备、制造商、物质的构成、方式、方法或步骤。

Claims

1.一种用于无线通信的方法，该方法包含：

在第一出口路由器处，接收指定给目的地节点的数据包，所述目的地节点由第二出口路由器支持，其中，所述数据包的目的地地址为所述第一出口路由器的地址；以及

将接收到的所述数据包重定向至所述第二出口路由器。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述重定向数据包包括：通过使用“映射与封装”技术，将所述数据包的外部IP数据包头更换为供应商指定的所述第二出口路由器的地址。

3.如权利要求1所述的方法，其中，重定向数据包包含，通过使用IP头转换/更换技术，将所述数据包的IP数据包头更换为供应商指定的所述第二出口路由器的地址。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述重定向数据包包括：

在所述第一个出口路由器处缓冲指定给目的地节点的数据包；

接收映射更新，映射更新在目的地节点的IP地址与第二个出口路由器的IP地址之间具有映射；以及

更换所述数据包的IP头，以包含第二出口路由器的IP地址。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一出口路由器和第二出口路由器由具有不同的边缘-核心分离技术的网络服务。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述重定向接收到的数据包是切换过程的一部分，其中，所述目的地节点在所述切换过程之后，受所述第二出口路由器的支持，并且所述目的地节点在所述切换过程开始之前，受所述第一出口路由器的支持。

7.如权利要求5所述的方法，其中，在所述切换过程之后，所述第一个出口路由器被提供了所述第二出口路由器的IP地址；其中所述重定向数据包包括：将所述数据包的IP头从所述第一出口路由器的IP地址更换为所述第二出口路由器的IP地址。

8.如权利要求1所述的方法，其中，将数据包从第一个出口路由器重定向至第二个出口路由器包含：

在所述第二出口路由器处添加所述目的地节点的IP地址与所述第二出口路由器的IP地址之间的映射；

在所述第一出口路由器处删除所述目的地节点的IP地址与所述第一出口路由器的IP地址之间的映射；以及

在所述第一出口路由器处添加所述目的地节点的IP地址与所述第二个出口路由器的IP地址之间的映射。

9.如权利要求1所述的方法，还包含：将入口路由器指定给所述目标节点的路由数据包进行定向，以便将所述数据包路由至第二出口路由器，其中，在定向之前，所述入口路由器将所述指定给目的地节点的数据包路由至所述第一入口路由器。

10.如权利要求8所述的方法，进一步包括：在所述入口路由器处添加所述目的地节点的IP地址与所述第二个出口路由器之间的映射。

11.如权利要求1所述的方法，该方法还包括：将映射更新发送至正在活跃地将数据包发送至目的地节点的所有入口路由器。

12.如权利要求1所述的方法，还包含：

更新中央映射数据库，其中所述的更新包括：添加所述目的地节点的IP地址与所述第二出口路由器的IP地址之间的映射，并删除所述目的地节点的IP地址与所述第一出口路由器的IP地址之间的映射；以及

使用所述已更新的中央映射数据库将所述指定给目标节点的数据包路由至所述第二出口路由器。

13.如权利要求12所述的方法，其中，中央映射数据库是本地移动锚点/归属地代理映射数据库。

14.一种用于无线通信的方法，该方法包含：

在中央映射数据库处添加所述目的地节点的IP地址与与新出口路由器的IP地址之间的映射；

在中央映射数据库处删除所述目的地节点的IP地址与前一个出口路由器的IP地址之间的映射；以及

使用中央映射数据路，将指定给目标节点的数据包路由至所述第二出口路由器。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述中央数据库是本地移动锚点/归属地代理映射数据库。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述将指定给目的地节点的数据包路由至所述第二出口路由器包括：使用“映射与封装”技术，将所述数据包的外部IP数据包头更换为供应商指定的(PA)所述第二出口路由器地址。

17.如权利要求14所述的方法，其中，将指定给目的地节点的数据包路由至第二个出口路由器包含：使用IP头转换/更换技术，将所述数据包的外部IP数据包头更换为供应商指定的(PA)所述第二出口路由器地址。

18.一种用于无线通信的方法，该方法包含：

在入口路由器，将指定给目的地节点的第一个数据包路由至第一出口路由器；以及

在入口路由器，将指定给目的地节点的第二个数据包路由至第二出口路由器。

19.如权利要求18所述的方法，其中，路由数据包包含：在所述入口路由器处添加所述目的地节点的IP地址与所述第二出口路由器的IP地址之间的映射。

20.如权利要求18所述的方法，其中，所述目的地节点的IP地址是供应商独立的IP地址，所述第二出口路由器的IP地址是供应商指定的IP地址。

21.如权利要求18所述的方法，其中，在所述目的地节点从由所述第一出口路由器服务更改为由所述第二出口路由器服务后，执行对所述第二个数据包的路由。

22.如权利要求18所述的方法，该方法还包括：将映射更新发送至正在活跃地将数据包发送至目的地节点的所有入口路由器。

23.如权利要求18所述的方法，所述路由第二个数据包包括：使用“映射与封装”技术或转换/更换技术，将所述数据包的外部IP数据包头更换为供应商指定的(PA)第二个出口路由器地址。

24.一种用于无线通信的方法，该方法包含：

在中央数据库，接收查询包含目的地节点的IP地址；

定位服务于目的地节点的出口路由器；以及

发送所述出口路由器的IP地址。

25.如权利要求24所述的方法，所述中央数据库是本地移动锚点/本地代理映射数据库。