CN102598626B

CN102598626B - 用于移动ip的虚拟转交地址

Info

Publication number: CN102598626B
Application number: CN201080050696.9A
Authority: CN
Inventors: V·瓦卢里; S·I·拉曼
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: TWI528769B; JP2013510493A; DK2497244T3; MY159438A; EP2497244B1; WO2011055272A2; EP2497244A2; CL2010001193A1; TW201145938A; JP5531105B2; US8311014B2; US8654739B2; US20110110294A1; WO2011055272A3; CN102598626A; US20120294264A1

Abstract

通过使用虚拟转交地址来实施移动节点的IP(因特网协议)会话。外部代理发送代理通告到移动节点以允许移动节点从该外部代理的IP地址的列表进行选择。为了执行虚拟转交地址服务，该外部代理将虚拟转交地址联系到移动节点使得能够发生用于IP会话的智能和动态的隧道选择。因此，IP会话的业务不限于通过对应于最初由移动节点选择的IP地址的单个特定隧道的传送。相反，虚拟转交地址将隧道化决定从移动节点转移到外部代理。支持归属代理和外部代理之间的多个隧道允许对于移动节点业务的弹性、冗余和服务级别区分而不在过程中涉及移动节点。

Description

用于移动IP的虚拟转交地址

技术领域

本发明的实施例涉及移动IP(因特网协议)的领域；并且更具体地涉及分配给移动节点的虚拟转交地址。

背景技术

移动IP是在2002年8月Request for Comments(RFC)3344中描述的协议，其允许膝上型计算机或其他移动计算单元(在本文中称为移动节点)在各种地点处的各种子网络之间漫游，同时维护因特网和/或WAN连接性。移动代理(例如，归属(home)代理，外部代理)提供移动IP功能性。在典型的移动IP网络中，每个移动节点由其归属地址(由归属代理分配)识别而不管其附连到因特网的当前点。尽管处于远离其归属，移动节点还与转交地址(由外部代理提供)关联，该转交地址对于可达性指示移动节点的当前附连点。尽管移动节点远离其归属并且连接到外部网络，它通过外部代理请求注册到归属代理。如果注册是成功的，当移动节点的归属网络接收寻址到移动节点的分组时，归属代理将通过隧道将那些分组发送到外部代理，其进而将这些分组转发到移动节点。当移动节点正发送分组时，外部代理可采用反向隧道化并且将这些分组发送到归属代理，其进而将这些分组转发到它们的目的地，或外部代理可直接将这些分组转发到它们的目的地。当移动节点被成功地注册时，移动节点已经发起移动IP会话。当撤销注册移动节点(例如，对于移动节点的绑定已经被去除)时，移动IP会话已经结束。在归属和外部代理之间使用的隧道能够是如在RFC 3344中描述的IP-IP或ORE。

图1呈现移动IP领域中的现有技术的样本图示。移动节点105经由外部代理120和归属代理130被许可IP会话。外部代理120和归属代理130能够充当路由器。具体地，移动节点105通过基站或分布式接入点115耦合于外部代理120。如在图1中示出的，在接入点115与外部代理120之间使用外部代理地址“FAA”。另一个移动节点110也可以通过相同的基站115耦合于外部代理120。外部代理120由于其耦合于移动节点105、110而用作本地附连点。外部代理120耦合于归属代理130，其提供IP连接性135、140(因特网和对应的节点)。换句话说，归属代理130通过外部代理120和基站115支持移动节点105、110的IP会话。

在图1中，外部代理120和归属代理130通过由ISP(因特网服务供应商)125服务的一个隧道来连接。隧道终止于外部代理120的端接点由转交地址(CoA)表示并且隧道终止于归属代理130的另一个端接点由归属代理地址(HAA)表示。CoA是外部代理的地址，移动节点用该地址注册。在该示例中，外部代理120仅具有一个CoA。因为移动节点105、110已经为它们的IP会话选择该外部代理120的CoA，所以通过该隧道来引导移动节点105、110的业务(traffic)。这里，在外部代理120和归属代理130之间只有一个隧道，凭借该隧道携带IP会话的业务。

在另一个示例中，多于一个隧道能够存在于外部代理120和归属代理130之间。这些隧道的每个在它们的外部代理120终点处可以具有不同的CoA。在该情形下，移动节点105、110各自随机选择CoA中的一个。它能够是相同的CoA或两个不同的CoA。用于携带移动节点的IP会话业务的隧道是附连到由移动节点选择的CoA的隧道。因此，支持节点的IP会话的特定隧道取决于移动节点的随机CoA选择。然而，使用的隧道能够遇到例如过载或来自ISP的不可靠服务等各种问题。用于避免或纠正这些情况中出现的问题的措施并未就位。

中断到移动节点的IP连接性对于依靠其通信装置来开展事务、获取信息等的移动节点用户是不方便的。从而，提高移动节点的IP连接性的可靠性对于用户是合乎需要的。

发明内容

支持移动IP功能性的网络代理除了其他要素外还包括外部代理和归属代理。如在背景技术中指出的，多个隧道能够存在于该外部代理和该归属代理之间来支持移动节点的IP会话。在现有技术中，通过在移动节点的注册过程初始化时随机选择CoA中的一个而引导这些隧道中的任何隧道的特定利用。

相比之下，本发明将对IP会话的隧道选择的控制从移动节点转移到外部代理。更具体地，本发明将虚拟CoA引入外部代理。当移动节点选择该虚拟CoA而不是对应于特定隧道的常规CoA中的一个(如连同图1所描述的)时，外部代理能够动态地选择利用哪个隧道来携带IP会话的数据。因此，能够更智能且高效地使用外部代理和归属代理之间的多个隧道。

附图说明

可通过参照以下描述和用于示出本发明的实施例的附图来最好地理解本发明。在图中：

图1示出现有技术中的移动IP网络；

图2示出根据本发明的一个实施例支持使用虚拟CoA的示范性网络；

图3示出根据本发明的一个实施例支持使用虚拟CoA的示范性外部代理；

图4A和4B示出根据本发明的一个实施例的示范性外部代理和归属代理隧道配置；

图5是示出根据本发明的一个实施例的移动IP注册的数据流程图；

图6是示出根据本发明的一个实施例的移动IP注册的另一个数据流程图；以及

图7是示出根据本发明的一个实施例的IP会话管理的数据流程图。

具体实施方式

在以下描述中，阐述许多具体细节。然而，要理解本发明的实施例可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况中，为了不使对该描述的理解变模糊，未详细地示出众所周知的电路、连接、结构和技术。本领域内技术人员利用包含的描述将能够实现适当的功能性而无需过度实验。

说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一示例实施例”等的引用指示描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包括该特定特征、结构或特性。此外，此类短语不一定指相同的实施例。此外，当连同实施例描述特定特征、结构或特性时，认为连同其他实施例(无论是否明确地描述)来实现此类特征、结构或特性是在本领域内技术人员的认知内。

在下列描述和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”连同它们的派生词。应该理解这些术语不认为是彼此的同义词。“耦合”用于指示两个或更多的元件(其可彼此直接物理接触或电接触，或可彼此不直接物理接触或电接触)互相交互或协作。“连接”用于指示在互相耦合的两个或更多的元件之间建立通信。

图中示出的技术能够使用存储在一个或多个电子装置(例如，计算机、网络元件等)上并且在其上执行的代码和数据而实现。如本文使用的，网络元件(例如，路由器、交换机、网桥，等)是一件联网设备，其包括在通信上互连网络上的其他设备(例如，其他网络元件、计算机终端站，等)的硬件和软件。此类电子装置使用例如机器存储媒体(例如，磁盘；光盘；随机存取存储器；只读存储器；闪速存储器装置)和机器通信媒体(例如，电、光、声音或其他形式的传播信号-例如载波、红外信号、数字信号等)等机器可读媒体来存储和传递(在内部以及通过网络与其他电子装置一起)代码和数据。另外，此类电子装置典型地包括一个或多个处理器的集合，其耦合于一个或多个其他组件，例如存储装置、一个或多个用户输入/输出装置(例如，键盘和/或显示器)、以及网络连接。处理器的所述集合和其他组件的耦合典型地通过一个或多个总线和网桥(也称作总线控制器)。携带网络业务的存储装置和信号分别代表一个或多个机器存储媒体和机器通信媒体。从而，给定电子装置的存储装置典型地存储用于在该电子装置的一个或多个处理器的集合上执行的代码和/或数据。当然，本发明的实施例的一个或多个部分可使用软件、固件和/或硬件的不同组合来实现。

网络元件通常分成控制平面和数据平面(有时称为转发平面或媒体平面)。在网络元件是路由器(或实现路由功能性)的情况下，控制平面典型地确定如何路由数据(例如，分组)(例如，数据的下一跳以及该数据的外出端口)，并且数据平面负责转发该数据。例如，控制平面典型地包括一个或多个路由协议(例如，边界网关协议(BGP)、内部网关协议(IGP)(例如，开放最短路径优先(OSPF)、路由信息协议(RIP)、中间系统到中间系统(IS-IS)等)、标签分发协议(LDP)、资源保留协议(RSVP)等)，其与其他网络元件通信以基于一个或多个路由度量来交换路由并且选择那些路由。控制平面协议还可以包括移动IP协议。

路由和邻近性(adjacency)存储在控制平面上的一个或多个路由结构(例如，路由信息库(RIB)、标签信息库(LIB)、一个或多个邻近性结构等)中。控制平面用基于路由结构的信息(例如，邻近性和路由信息)对数据平面编程。例如，控制平面将该邻近性和路由信息编程到数据平面上的一个或多个转发结构(例如，转发信息库(FIB)、标签转发信息库(LFIB)和一个或多个邻近性结构)中。当转发业务时，数据平面使用这些转发和邻近性结构。

路由协议中的每个协议基于某些路由度量(这些度量对于不同的路由协议可以是不同的)将路由条目下载到主RIB。路由协议中的每个协议能够将路由条目存储在本地RIB(例如，OSPF本地RIB)中，这些路由条目包括未下载到主RIB的路由条目。管理主RIB的RIB模块从路由协议(基于一组度量)所下载的路由中选择路由并且将那些选择的路由(有时称为活动路由条目)下载到数据平面。RIB模块还能够使路由在路由协议之间重新分发。

对于层2转发，网络元件可以存储一个或多个桥接表，其用于基于该数据中的层2信息来转发数据。

典型地，网络元件包括一个或多个线卡的集合、一个或多个控制卡的集合、以及可选地一个或多个服务卡(有时称为资源卡)的集合。这些卡通过一个或多个机制(例如，耦合线卡的第一全网格(mesh)和耦合这些卡的全部的第二全网格)耦合在一起。线卡的集合构成数据平面，而控制卡的集合提供控制平面并且通过线卡与外部网络元件交换分组。服务卡的集合能够提供专门处理(例如，层4至层7服务(例如，防火墙、IPsec、IDS、P2P)、VoIP会话边界控制器、移动无线网关(GGSN、演进分组系统(EPS)网关)等)。作为示例，服务卡可用于端接IPsec隧道并且执行随之而来的认证和加密算法。

图2示出根据本发明的一个实施例的支持使用虚拟CoA的示范性网络。CoA地址在代理通告消息中从外部代理220通告给移动节点。对于IP会话，移动节点205选择外部代理220的虚拟CoA(“vCoA”)而不是CoA1、CoA2或CoA3中的一个。移动节点205维护到vCoA的仅一个绑定并且只需要使用vCoA注册一次。外部代理220因此能够将vCoA联系到与用于移动节点205的IP会话的CoA1、CoA2或CoA3对应的隧道中的任何隧道。由外部代理220动态选择用于IP会话的隧道提高了外部代理220和归属代理225之间的所有隧道中业务的效率。

归属代理225通过因特网230和对应的节点235向移动节点205提供IP会话。归属代理225通过外部代理220和基站或分布式接入点215耦合于移动节点205。另一个移动节点210可以通过相同的外部代理220和接入点215由归属代理225服务。另外，其他接入点(未描绘)也能够使更多的移动节点耦合于外部代理220。

归属代理225和外部代理220由隧道而互相连接。这些隧道能够全部具有相同的类型或能够是不同的，例如2个IP-IP隧道和1个GRE隧道或全部3个IP-IP隧道。在该示例中，三个隧道(各自由ISP 240、245、250来服务)将归属代理225连接到外部代理220。由ISP1 240服务的隧道的终点是在外部代理220端的CoA1和在归属代理225端的HAA1。由ISP2 245服务的隧道的终点是CoA2和HAA2。由ISP3250服务的隧道的终点是CoA3和HAA3。

因为移动节点205、210被联系到外部代理220的vCoA，外部代理220自由使用对应于其常规的CoA(CoA1、CoA2或CoA3)的隧道中的任何隧道来携带移动节点的IP会话的业务。vCoA在代理通告和注册消息中作为常规CoA(IP地址)出现，但能够包括扩展。例如，代理通告能够采取各种情况的形式。在一个实施例中，外部代理220可以照常发送代理通告而没有规定vCoA的任何扩展。在该情形下，外部代理220仍能够基于本地配置的策略或在移动节点的认证期间接收的V-AAA策略而供应vCoA服务。在另一个实施例中，外部代理220能够发送具有规定一个或多个vCoA的扩展的代理通告消息。这里，升级的移动节点可使用新的扩展以相对其他外部代理更优选该外部代理，因为它供应vCoA。如果没有本地配置的策略或V-AAA策略，如果移动节点选择vCoA，则外部代理220能够提供vCoA服务，否则，外部代理220将提供常规服务。遗留移动节点能够忽略扩展并且随机选择CoA。在完成注册后，外部代理220上的绑定条目具有关于vCoA选择的信息。如果vCoA选择是成功的，外部代理220对移动节点提供基于vCoA的服务。在移动节点上无需改变，因为从移动节点角度来看，它注册到仅一个CoA地址。例如，因为由分别ISP2 245和ISP3 250服务的第二和第三隧道暂时出故障(down)，外部代理220能够通过ISP1 240服务的第一隧道来引导被联系到vCoA的移动节点的业务。如果移动节点升级到支持vCoA能力，则该移动节点能够有意地选择具有vCoA的某些外部代理。如果移动节点未升级到支持vCoA能力，则该移动节点能够忽略vCoA扩展并且照常继续进行其随机地址选择。即使未升级的移动节点选择vCoA，外部代理220能够拒绝vCoA服务并转而继续进行常规CoA服务(通过在发送到归属代理225的注册消息中不添加vCoA扩展)。

对于利用vCoA的IP会话，陈述哪些CoA(和对应的隧道)应该用于哪些会话的策略被本地存储在外部代理220或归属代理225上和/或在归属AAA(“H-AAA”)服务器255和受访AAA(“V-AAA”)服务器260上。AAA指认证、授权和计费协议。策略的一个示例是通过ISP1 240支持的第一隧道来路由所有语音业务、通过ISP2 245支持的第二隧道来路由所有视频业务以及通过ISP3 250支持的第三隧道来路由所有其他类型的业务。该策略可已经在H-AAA服务器225中被配置并且然后在移动IP注册过程期间被发送/输送到代理。H-AAA服务器255还包括关于具体移动节点的其他信息，即，该移动节点预定什么服务、关于发送和接收业务的什么策略必须强加于该移动节点、该移动节点是否升级到支持vCoA能力等。H-AAA服务器255传送其信息的至少子集到V-AAA服务器260使得外部代理220也具有对该信息的访问权。外部代理220针对信息来查询V-AAA服务器260并且归属代理225针对信息来查询H-AAA服务器255。

图3示出根据本发明的一个实施例支持使用虚拟CoA的示范性外部代理。外部代理220包括支持vCoA通告、验证和绑定的各种组件。这些组件支持通过将移动节点联系到虚拟CoA而不是直接联系到外部代理220的常规CoA而启用的服务。

数据存储340包括用于注册移动节点的外部代理220的一个或多个IP地址的列表。这些IP地址包括常规CoA，其识别外部代理220和归属代理之间的至少一个隧道的终点。常规CoA能够是一个隧道的终点或多个隧道的终点。这些IP地址还包括作为具有附加映射信息的常规CoA出现的至少一个vCoA。vCoA仍是IP地址但外部代理220解释它的方式不同。vCoA映射到多个隧道终点(CoA)。数据存储340还包括从移动节点支持vCoA启用的服务的能力方面来表征它们的类型的本地策略。这些策略没有识别任何特定移动节点，而是识别移动节点的类型。外部代理220能够检查该本地存储的策略来基于移动节点的类型而确定其是否将适当地被vCoA能力所服务。此外，数据存储340还能够包括用于绑定vCoA以及将移动节点的IP会话的业务隧道化的策略。

外部代理220包括代理通告模块310。代理通告模块310生成代理通告并且将该代理通告直接传送到移动节点或通过向移动节点网络广播而传送到移动节点。该代理通告列出外部代理220的IP地址，移动节点能够为其IP会话而选择这些IP地址。代理通告模块310从数据存储340获取这些IP地址。代理通告能够通告外部代理220的所有常规CoA，加上vCoA。在备选方案中，代理通告能够通告仅一个IP地址(vCoA)并且从其代理通告中排除常规CoA。升级的移动节点可配置成具有对vCoA的优选使得它能够获取动态映射的益处。否则，移动节点随机选择IP地址并且该选择可能是vCoA或可能不是vCoA。

外部代理220包括验证模块320。验证模块320与代理通告模块310通信并且确定由移动节点选择的IP地址是vCoA还是常规CoA。如果该IP地址是vCoA，则验证模块320验证选择了vCoA的移动节点与vCoA启用的动态服务兼容。该验证能够基于从外部代理220外部的V-AAA服务器获取的与要注册的具体移动节点有关的信息或存储在数据存储340中的表征移动节点类型的信息而进行。

外部代理220包括绑定模块330。绑定模块330与验证模块320通信来确定移动节点是应该被提供有vCoA服务还是常规CoA服务。如果绑定模块330继续进行常规CoA服务，则绑定模块330将移动节点绑定到与移动节点选择的常规CoA对应的隧道。用于移动节点的IP会话在绑定所识别的隧道上进行。如果绑定模块330继续进行vCoA服务，则绑定模块330根据V-AAA服务器中定义的绑定策略或本地存储在数据存储340中的绑定策略将移动节点选择的vCoA绑定到外部代理220的常规CoA中的一个或多个。例如，当选择vCoA时，根据策略可能同时存在对于移动节点活动的多个隧道(多个常规CoA)。如果移动节点同时正在运行两个应用(语音和视频)，则语音业务能够使用CoA1在一个隧道上被发送并且视频业务能够使用CoA2同时在另一个隧道上被发送。尽管隧道选择的该方法是基于应用或流的，隧道选择的其他方法也是可能的。示范性实现可使用相同流、移动节点或游(stream)的业务的负载平衡并且使用顺序的和/或其他按次序的分组传递机制以用于在归属和外部代理之间可靠地转发分组。当使用vCoA时，外部代理220能够选择哪个隧道支持哪个移动节点的业务。因为外部代理220直接连接到隧道，外部代理220比任何移动节点处于更好的位置来确定哪个隧道适合用于路由。例如，如果ISP出故障，则外部代理220能够避免该ISP服务的隧道直到它恢复正常(up)。较早被指定在故障隧道上的所有业务能够无缝地被重新指定在其他活动隧道上。因此，提供给移动节点的IP会话在动态地做出绑定确定时更可靠。

图4A和4B示出根据本发明的一个实施例的示范性外部代理和归属代理隧道配置。这些图呈现其中能够在外部代理和归属代理之间建立隧道的各种方式。从外部代理220的角度来看，当在外部代理220上接收来自移动节点的上游分组时，该分组基于转发策略而被分类。成功分类的结果是为该分组选择特定隧道。该分组然后基于隧道终点被封装并且查找隧道目的地路由以用于转发该分组。当在隧道上接收下游分组时，去除隧道外部报头并且内部IP报头目的地地址用于查找路由。该查找将导致某个移动节点会话，其具有在本地附连点上将分组转发到移动节点的必需信息。

从归属代理225的角度来看，当在归属代理225上接收来自因特网上的通讯节点(corresponding node)(“CN”)的下游分组时，基于目的地IP地址查找分组。这导致识别移动节点会话。然后基于转发策略将分组分类。成功分类的结果是为分组选择特定隧道。然后基于隧道终点来封装分组并且查找隧道目的地路由以用于转发分组。当在隧道上接收上游分组时，去除隧道外部报头并且内部IP报头目的地地址用于查找路由。该查找将导致下一跳，其具有将分组转发到目的地地址(其是通讯节点)的必需信息。

看到图4A，外部代理410具有三个CoA(CoA1、CoA2和CoA3)并且归属代理415具有一个HAA(HAA1)。在该示例中，三个隧道将外部代理410和归属代理415连接在一起。所有隧道具有由归属代理415处的HAA1识别的终点。隧道在外部代理410处具有由CoA1、CoA2和CoA3识别的不同终点。在该情况下，通过隧道的任何隧道从外部代理410行进到归属代理415的业务汇合于归属代理415处的相同归属代理地址目的地(HAA1)，但从归属代理415行进回到外部代理401的业务能够通过在CoA1、CoA2和CoA3中终止的隧道中的任何一个。

转向图4B，外部代理420具有三个CoA(CoA1、CoA2和CoA3)并且归属代理425具有两个HAA(HAA1和HAA2)。在该配置中，CoA的每个具有到HAA的每个的路径。因此，在外部代理420和归属代理425之间存在六个隧道。对应于CoA的每个的两个隧道能够由不同的ISP来服务。例如，用于IP会话的业务可通过CoA1和HAA1之间的隧道来行进。如果服务于该路径的ISP意外出故障，则用于IP会话的业务在IP会话之中能够被转变到CoA1和HAA2之间的隧道。从而，用于移动节点的IP会话的中断无需仅因为ISP出故障而发生。例如，用户在VoIP(因特网协议语音)呼叫之中在转变期间将不经历中断。

图5是示出根据本发明的一个实施例的移动IP注册的数据流程图。图5的操作将参照图2的示范性实施例来描述。然而，应该理解流程图的操作能够由本发明的与参照图2论述的那些实施例不同的实施例来执行，并且参照图2论述的实施例能够执行与参照流程图论述的那些操作不同的操作。

在操作510，外部代理220确定是否为移动节点的IP会话调用与vCoA有关的服务。如果否，则外部代理220通过将移动节点205联系到由移动节点205选择的常规CoA所识别的特定隧道而继续进行IP会话的常规CoA服务(操作520)。与vCoA有关的服务可通过移动节点选择来自外部代理220的代理通告中列出的vCoA而被调用。另外，即使移动节点没有选择vCoA，vCoA服务也能够由V-AAA服务器260为该移动节点直接来调用。

如果为移动节点205的IP会话调用与vCoA有关的服务，则外部代理220动态地将vCoA绑定到外部代理220的常规CoA中的一个或多个(操作530)。从而，哪个隧道用于IP会话的决定不是通过移动节点选择常规CoA而被指定，而是根据在外部代理220评估的情况来指定，这导致隧道的更高效使用。在操作540，外部代理220促进由外部代理220和归属代理225之间的多个隧道化选项所支持的基于策略的IP业务传送。例如，如果ISP变得不可操作，该不可操作的ISP所服务的隧道上的业务能够被转变到可操作的不同的ISP所服务的隧道。

图6是示出根据本发明的一个实施例的移动IP注册的另一个数据流程图。图6的操作将参照图2和3的示范性实施例来描述。然而，应该理解流程图的操作能够由本发明的与参照图2和3论述的那些实施例不同的实施例来执行，并且参照图2和3论述的实施例能够执行与参照流程图论述的那些操作不同的操作。

在操作605，外部代理220发送代理通告到移动节点205、210。该代理通告能够响应于来自移动节点205、210的具体请求而被发送或者能够是到网络上任何移动节点的广播通告。该代理通告包括一个或多个IP地址，其中的一个或多个是vCoA。当移动节点205选择外部代理220来继续注册过程时，在操作610，外部代理220从移动节点205接收注册请求，其识别移动节点205选择的IP地址。在操作615，外部代理220检查该注册请求中的选择的IP地址并且确定它是vCoA还是常规CoA。如果IP地址是常规CoA，则在操作620，外部代理220继续进行CoA处理(即，通过将移动节点绑定到常规CoA终点所识别的隧道)。

如果IP地址是vCoA，则外部代理220和归属代理225继续另外的操作来确定是否应该许可vCoA服务。外部代理220和归属代理225不一定对IP会话许可来自移动节点的注册请求。在操作625，外部代理220与V-AAA服务器260进行核查来看看它是否具有指出移动节点205是否升级到合格于vCoA服务的信息。如果V-AAA服务器260不包括关于移动节点205的任何信息，则在操作630，外部代理220与存储在数据存储340中的本地策略进行核查来确定移动节点205是否升级到合格于vCoA服务，例如基于它具有的移动节点类型。如果外部代理220中的本地策略指示移动节点205具有与vCoA服务不兼容的类型，则外部代理220继续进行常规CoA处理(操作620)。

如果外部代理220中的本地策略指出移动节点205具有与vCoA服务兼容的类型，则外部代理220继续vCoA验证过程。同样，如果V-AAA服务器260包含指示使移动节点205能够接收vCoA服务的信息，则外部代理220继续vCoA验证过程。既然外部代理220已经完成其验证过程，外部代理220添加扩展到注册请求并且将修改的注册请求转发到归属代理225使得归属代理225能够确定它是否将许可该注册请求。

如果归属代理225不理解或不支持vCoA扩展，则它可忽略该扩展。在该情形下，未增强归属代理225以支持vCoA服务。例如，移动节点的IP会话的业务可必须通过多个隧道来发送和接收。如果归属代理225不支持该能力，则归属代理225不支持vCoA服务。

在操作640，外部代理220响应于注册请求从归属代理225接收注册回复(“RRP”)。然而，在一些情况下，外部代理220可能未接收来自归属代理225的任何响应。在该情形下，请求超时并且外部代理220将发送指示注册请求将没有被满足的错误码到移动节点205。否则，RRP将包括成功码或失败码。

如果RRP包括失败码，则归属代理225已经指示它将完全不接受注册请求并且因此外部代理220传递指示其请求的IP会话将不被满足的消息到移动节点205(操作645)。如果移动节点205仍寻找IP服务，它能够发送请求到另一个外部代理或例如利用更多的凭证再次尝试相同的外部代理220。

如果RRP包括成功码，则归属代理225已经指示它将提供IP会话给移动节点205。除了成功码外，RRP还包括由归属代理225添加以指示归属代理225接受vCoA的扩展。在操作650，外部代理220检查该扩展。如果没有从归属代理225接收该扩展，则这指示归属代理225未接受vCoA，并且在操作655，外部代理220和归属代理225将仍提供IP会话给移动节点205，但是根据常规CoA过程而不是vCoA过程。如果扩展指示归属代理225接受vCoA，则外部代理220使用vCoA来支持IP会话并且在外部代理220中创建移动节点205到多个隧道的选择之一的绑定(操作660)。该绑定无需来自移动节点205的引导而进行。在操作665，外部代理220将归属代理225添加的扩展(在操作650中检查该扩展)从RRP中去除并且将RRP转发到移动节点205。RRP包括对于IP会话的持续时间移动节点205应利用的IP地址。

图7是示出根据本发明的一个实施例的IP会话管理的数据流程图。图7的操作将参照图2的示范性实施例来描述。然而，应该理解流程图的操作能够由本发明的与参照图2描述的那些实施例不同的实施例来执行，并且参照图2论述的实施例能够执行与参照流程图论述的那些操作不同的操作。

在操作705，外部代理220监视外部代理220和归属代理225之间的隧道。归属代理225也能够监视这些隧道。在操作710，外部代理220和归属代理225基于操作705中的监视将某个隧道上为IP会话而行进的业务转变到不同的隧道，并且路由以及转发在这些网络元件外部陈述或在内部存储的策略。例如，根据例如链接故障、节点故障、路由问题、限电(brownout)、断电(blackout)等网络故障和与不同ISP的不同服务等级协定，移动节点的业务能够基于评估路径性能(最小延迟、更多带宽、最小分组丢失等)的智能算法、有关分组、目的地的负载平衡或基于流的算法通过多个隧道而进行。

IP会话可具有寿命，其限制IP会话的时段。例如，IP会话能够被限制于30分钟。如果移动节点希望延长该时段，它能够发送重新注册请求到外部代理220。如果外部代理220从移动节点205接收重新注册请求(操作715)，则外部代理220和归属代理225确定它们是否应该接受该重新注册请求(操作730)。如果它们不接受该重新注册请求，则外部代理220和归属代理225继续支持移动节点205的IP会话直到该时段已经到期(操作745)。如果它们接受外部代理220和归属代理225，则外部代理220发送它们已经接受请求的消息到移动节点205并且将使IP会话的时段延长到重新注册请求中识别的量或该消息中规定的不同量(操作740)。当时段到期时，移动节点205必须再次发起图6的注册过程来获取新的IP会话。

另外，撤销注册过程能够在移动节点期望结束其已经进行中的IP会话时发生。在操作720，外部代理220检测其是否接收撤销注册请求。如果移动节点205未发送该请求，则外部代理220和归属代理225将继续移动节点205的IP会话直到该时段到期。如果移动节点205发送撤销注册请求到外部代理220，则撤销注册过程发生以结束移动节点205的IP会话(操作725)。撤销注册请求使外部代理220将该请求转发到归属代理225。当接收该请求时，归属代理放下(bringdown)该IP会话并且向H-AAA服务器255传达该IP会话正被停用。外部代理220清除其移动节点205的会话状态绑定并且将确认发送回移动节点205以指示IP会话是不活动的并且用户现在可从容地关闭移动节点205。

例如，尽管图中的流程图示出由本发明的某些实施例所执行的操作的特定顺序，但应该理解此类顺序是示范性的(例如，备选实施例可在不同的顺序中执行所述操作、合并某些操作、使某些操作重叠等)。尽管已经按照若干实施例来描述本发明，但本领域内技术人员将认识到，本发明不限于描述的实施例，并且能够以随附权利要求的精神和范围内的修改和变化来实践。描述因此要视为说明性的而不是限制性的。

Claims

1.一种在供应虚拟转交地址的外部代理中用于将因特网协议IP会话从归属代理提供到移动节点的方法，所述方法包括以下步骤：

发送代理通告到所述移动节点以提出向所述移动节点提供所述IP会话，其中所述代理通告包括来自所述外部代理的一个或多个IP地址，所述一个或多个IP地址中的一个是所述虚拟转交地址，其中所述虚拟转交地址被动态地映射到所述外部代理中的多个常规转交地址中的一个以用于所述IP会话，其中所述多个常规转交地址的每个地址标记多个隧道的每个隧道的所述外部代理的终点，其中所述多个隧道适用于在所述外部代理和所述归属代理之间携带所述IP会话的业务，所述归属代理为所述IP会话提供网络连接；

从响应于所述代理通告的所述移动节点接收注册请求，其中所述注册请求从所述一个或多个IP地址中识别出仅一个IP地址，以用于在所述移动节点的所述IP会话中使用；

确定与所述虚拟转交地址有关的服务是否应该被提供到所述移动节点；

响应于确定与所述虚拟转交地址有关的所述服务不应该被提供到所述移动节点，将与所述外部代理中的所述多个常规转交地址中的一个地址有关的服务应用到所述移动节点；

响应于确定与所述虚拟转交地址有关的所述服务应该被提供到所述移动节点，执行下列步骤：

选择要绑定到用于所述IP会话的所述虚拟转交地址的所述多个隧道中的一个或多个，由此使得能够由于所述移动节点使用所述虚拟转交地址而不是所述多个常规转交地址中的一个来选择隧道，所述多个常规转交地址各自必需被联系到所述多个隧道的相应隧道；以及

在所述外部代理和所述归属代理之间通过所选择的隧道来路由所述IP会话的业务，由此提高用于支持多个移动节点的业务的所述多个隧道的利用和效率。

2.如权利要求1所述的方法，其中确定与所述虚拟转交地址有关的服务应该被提供到所述移动节点的步骤进一步包括以下步骤：

识别所述仅一个IP地址是识别为所述虚拟转交地址还是所述常规转交地址；

响应于所述仅一个IP地址被识别为所述常规转交地址而将与所述外部代理中的常规转交地址有关的服务应用于所述移动节点；

响应于所述仅一个IP地址被识别为所述虚拟转交地址，基于耦合于所述外部代理的受访认证、授权和计费AAA服务器中的信息或基于所述外部代理内的数据存储中本地存储的信息，确定所述移动节点是否能够支持与所述虚拟转交地址有关的所述服务；

响应于所述受访AAA服务器和所述外部代理都未指示所述移动节点能够支持与所述虚拟转交地址有关的所述服务，将与所述外部代理中的常规转交地址有关的服务应用于所述移动节点；以及

响应于所述受访AAA服务器或所述外部代理指示所述移动节点能够支持与所述虚拟转交地址有关的所述服务，将所述注册请求转发到所述归属代理。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定所述移动节点是否能够支持与所述虚拟转交地址有关的所述服务的步骤进一步包括：所述外部代理在核查所述外部代理内的数据存储之前核查所述受访AAA服务器。

4.如权利要求2所述的方法，其中确定与所述虚拟转交地址有关的服务是否应该被提供到所述移动节点的步骤进一步包括以下步骤：

从响应于转发到所述归属代理的所述注册请求的所述归属代理接收注册回复；

确定所述注册回复是包含成功码还是失败码；

响应于所述注册回复包含所述失败码而拒绝所述IP会话的所述注册请求；

确定所述注册回复包含所述成功码，确定所述注册回复是否还包含由所述归属代理添加的扩展，所述扩展指示接受使用所述虚拟转交地址的所述注册请求；

响应于所述注册回复不包含指示接受使用所述虚拟转交地址的所述注册请求的所述扩展，将与所述外部代理中的常规转交地址有关的服务应用于所述移动节点；以及

响应于所述注册回复包含所述成功码和由所述归属代理添加的指示接受使用所述虚拟转交地址的所述注册请求的所述扩展两者，确定与所述虚拟转交地址有关的服务应该被提供到所述移动节点。

5.如权利要求4所述的方法，其中选择的步骤进一步包括以下步骤：

从所述注册回复去除由所述归属代理添加的所述扩展；以及

将没有所述归属代理添加的所述扩展的注册回复转发到所述移动节点，所述注册回复包括所述归属代理为所述IP会话分配的IP地址。

6.如权利要求1所述的方法，其中要绑定到用于所述IP会话的所述虚拟转交地址的所述多个隧道中的一个或多个隧道的选择基于所述外部代理和所述归属代理中的至少一个对所述多个隧道的分析。

7.如权利要求1所述的方法，其中要绑定到用于所述IP会话的所述虚拟转交地址的所述多个隧道中的一个隧道的选择基于在所述移动节点初始化并且进入所述外部代理的网络时建立的管控所述移动节点的策略。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述代理通告包括仅一个IP地址，所述仅一个IP地址是来自所述外部代理的所述虚拟转交地址。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述代理通告包括多个IP地址，所述多个IP地址中的一个是所述虚拟转交地址并且所述多个IP地址中的剩余地址是来自所述外部代理的所述多个常规转交地址中的一个或多个。

10.如权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：

在所述IP会话的寿命到期之前从所述移动节点接收重新注册请求来延长所述IP会话的寿命。

11.如权利要求1所述的方法，其中选择的步骤进一步包括以下步骤：

在所述多个隧道之间动态地转变以在所述IP会话期间携带所述业务。

12.一种用于基于虚拟转交地址向移动节点供应网络服务的系统，包括：

第一网络元件，充当耦合于移动节点的外部代理；

第二网络元件，充当耦合于所述外部代理并且通过所述外部代理将因特网协议IP会话提供到所述移动节点的归属代理；以及

多个隧道，在所述第一网络元件和所述第二网络元件之间携带数据，其中所述多个隧道的每个具有常规转交地址所识别的所述第一网络元件处的第一终点以及归属代理地址所识别的所述第二网络元件处的第二终点，其中所述第一网络元件向所述移动节点供应虚拟转交地址，而不是各自被联系到所述多个隧道的具体隧道的所述多个常规转交地址中的任何常规转交地址，并且其中所述第一网络元件通过所述第一网络元件的选择将所述虚拟转交地址绑定到用于所述移动节点的所述IP会话的所述多个隧道中的一个或多个，由此使得所述第一网络元件能够将所述虚拟转交地址绑定到所述多个隧道中的所述一个或多个隧道，这提高了用于支持多个移动节点的业务的所述多个隧道的利用和效率。

13.如权利要求12所述的系统，进一步包括：

归属认证、授权和计费AAA服务器，耦合于所述第二网络元件，包括与所述移动节点的策略以及所述移动节点预定的服务有关的信息；以及

受访AAA服务器，耦合于所述归属AAA服务器和所述第一网络元件，从所述归属AAA服务器接收所述信息并且在由所述第一网络元件请求时将所述信息传达到所述第一网络元件。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述信息规定所述移动节点是否升级到支持所述虚拟转交地址的服务。

15.如权利要求12所述的系统，其中所述第一网络元件和所述第二网络元件通过用于所述IP会话的所述多个隧道中的多于一个隧道来接收和发送业务。

16.如权利要求12所述的系统，其中所述第一网络元件在所述IP会话期间在所述多个隧道之间动态地转变。

17.一种网络元件，充当外部代理，通过虚拟转交地址在充当归属代理的另一个网络元件到移动节点之间提供因特网协议IP会话，所述网络元件包括：

数据存储，存储：

　　所述网络元件使用的一个或多个IP地址的列表；

　　在移动节点支持虚拟转交地址所启用的服务的能力方面来表征移动节点的类型的本地策略；

代理通告模块，将代理通告传送到所述移动节点，所述代理通告通过由从所述数据存储所获取的和所述代理通告中列出的所述一个或多个IP地址中选择出一个IP地址而向所述移动节点供应所述IP会话，所述一个或多个IP地址中的一个是所述虚拟转交地址，其中所述虚拟转交地址动态地被映射到所述外部代理中的多个常规转交地址中的一个以用于所述IP会话，其中所述多个常规转交地址的每个地址标记多个隧道的每个隧道的所述外部代理的终点；

验证模块，基于从所述网络元件外部的服务器所接收的信息和所述数据存储中存储的所述本地策略中的至少一个来验证所述移动节点升级到支持虚拟转交地址所启用的服务；以及

绑定模块，将识别所述移动节点的所述虚拟转交地址与所述网络元件和所述另一个网络元件之间用于所述IP会话的多个隧道中的一个隧道绑定，由此在所述网络元件内建立所述绑定提高了用于支持多个移动节点的业务的所述多个隧道的利用和效率。

18.如权利要求17所述的网络元件，其中所述绑定模块在所述IP会话期间在所述多个隧道之间动态地转变而没有所述移动节点的干预。

19.如权利要求17所述的网络元件，其中所述网络元件和所述另一个网络元件通过用于所述IP会话的所述多个隧道中的多于一个隧道来接收和发送业务。

20.如权利要求17所述的网络元件，其中所述数据存储还存储用于绑定所述虚拟转交地址和所述多个隧道的准则。