CN102769676B - Ip网络移动管理方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IP网络移动管理方法、装置和系统，其中方法包括：基于IPv6的低速无线个域网中的节点向移动接入网关发送路由器请求消息，路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息；移动接入网关根据本地移动锚点的地址信息，向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，以使得本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息返回节点的IP地址配置信息，以便节点根据所述IP地址配置信息进行移动后的IP地址配置。本发明通过在路由请求消息中增加本地移动锚点的地址信息，使得MAG可以根据该地址信息向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，请求节点的IP地址配置信息。

Description

IP网络移动管理方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及一种IP网络移动管理方法、装置和系统。

背景技术

基于IPv6的低速无线个域网(IPv6 over Low power Wireless Personal AreaNetwork，简称：6LoWPAN)中包括多个子网，该子网中包括具有路由功能的移动传感器路由器(Mobile Sensor Router，简称：MSR)。当其中某个子网发生整体移动，例如MSR3所在的子网整体移动到另一个MSR1所在的子网下时，MSR3需要经过MSR1所在的子网与其所属的本地移动锚点(LocalMobility Anchor，简称：LMA)即LMAmsr3连接，以获取LMAmsr3所分配的家乡网络前缀。

现有技术中，MSR3会向MSR1发送路由器请求，MSR1可以通过接入认证过程获得MSR3所属的LMAmsr3的地址，MSR1支持移动接入网关(Mobile Access Gateway，简称：MAG)功能，可以直接与LMAmsr3之间建立双向隧道。但是，这种方式所存在的技术缺陷是，由于6LoWPAN网络下的MSR节点需要承担隧道封装的开销，导致节点负担太大，尤其当有多个MSR时隧道开销更大，6LoWPAN网络下的MSR节点的能力不能承受。

发明内容

本发明的目的是提供一种IP网络移动管理方法、装置和系统，以减轻6LoWPAN网络下节点的负荷。

本发明提供一种IP网络移动管理方法，包括：

基于IPv6的低速无线个域网中的节点向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括所述节点所属的本地移动锚点的地址信息；

所述移动接入网关根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，以使得所述本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息返回所述节点的IP地址配置信息，以便所述节点根据所述IP地址配置信息进行移动后的IP地址配置。

本发明提供一种IP网络移动管理装置，包括：

路由请求模块，用于向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括基于IPv6的低速无线个域网中的节点所属的本地移动锚点的地址信息，以使得所述移动接入网关根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，并返回节点的IP地址配置信息。

本发明提供一种IP网络移动管理系统，包括：基于IPv6的低速无线个域网中的节点和移动接入网关；

所述节点，用于向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息；

所述移动接入网关，用于根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，以使得所述本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息返回所述节点的IP地址配置信息，以便所述节点根据所述IP地址配置信息进行移动后的IP地址配置。

本发明的IP网络移动管理方法、装置和系统，通过在路由请求消息中增加本地移动锚点的地址信息，使得MAG可以根据该地址信息向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，请求节点的IP地址配置信息，减轻了6LoWPAN网络下节点的负荷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明IP网络移动管理方法的网络架构示意图；

图2为本发明IP网络移动管理方法实施例一的流程示意图；

图3为本发明IP网络移动管理方法实施例二的信令示意图；

图4为本发明IP网络移动管理装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例首先提供了IP网络移动管理方法所适用的网络架构图，图1为本发明IP网络移动管理方法的网络架构示意图。如图1所示，MAG作为6LoWPAN网络和Internet之间的网关。

其中，6LoWPAN网络为移动传感器网络，包括多个6LoWPAN子网11，同一MAG下可以有多个6LoWPAN子网11。该6LoWPAN子网11中包括MSR。该6LoWPAN子网11中还包括中间路由器(6LoWPAN Router，简称：6LR)12，6LR12还同时作为全功能设备(Full Function Device，简称：FFD)，并且MSR也同时具有6LR和FFD的功能。其中，FFD、有限功能节点(ReducedFounction Device，简称：RFD)是IEEE 802.15.4中对传感器节点的分类，FFD具有所有IEEE 802.15.4协议的功能，硬件资源比RFD丰富，具有路由转发功能，可以和RFD节点或其它FFD节点通信；RFD只具备IEEE 802.15.4协议部分功能，不具有路由转发能力，只能和FFD节点通信。

图1中，Internet网络13为PMIPV6网络，包括LMA，其中，LMA可以具有多个，例如，LMA msr可以用于作为MSR的家乡代理。对端节点(Corresponding Node，简称：CN)相当于外部通信节点，可以与6LoWPAN网络中的节点通信。MAG可以具有处理移动信令消息和隧道管理等功能，并作为整个6LoWPAN网络的边界路由器(6LoWPAN Border Router，简称：LBR)，负责将LMA分配的IPv6网络前缀转发至6LoWPAN网络节点。

下面在图1所示组网结构的基础上，通过附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例一

图2为本发明IP网络移动管理方法实施例一的流程示意图，如图2所示，本实施例的移动管理方法可以包括以下步骤：

步骤201、节点向MAG发送路由器请求消息，该消息中包括所述节点所属的本地移动锚点的地址信息；

其中，该节点为6LoWPAN网络中的节点，例如，为MSR。若节点为MSR时，节点所属的本地移动锚点的地址信息可以为LMA msr的地址信息，该地址信息可以预先配置在节点上。

步骤202、MAG根据本地移动锚点的地址信息，向本地移动锚点发送代理绑定更新消息。

其中，MAG可以从接收到的路由器请求消息中获取得到LMA的地址信息，并向LMA发送代理绑定更新消息(Proxy Binding Update，简称：PBU)。该PBU可以用于请求LMA为节点分发家乡网络前缀等IP地址配置信息，节点可以根据IP地址配置信息配置IP地址。

本实施例中，6LoWPAN网络中在发生MSR子网整体移动后，需要在新位置进行代理绑定的更新；此时，通过在MSR发送的路由请求消息中增设该MSR所属的LMA的地址信息，在具有多跳特点的6LoWPAN网络中，路由请求消息传输过程所经过的中间路由节点可以根据该LMA的地址信息自动选择合适的传输路径，将该请求消息发送至MAG，并使得MAG可以向LMA发送PBU，从而相对于现有技术，可以保证路由请求消息发送至MAG，并且MAG向LMA发送PBU请求IP地址配置信息，减轻了6LoWPAN网络下节点的负荷。

本实施例的IP网络移动管理方法，通过在路由请求消息中增加本地移动锚点的地址信息，使得MAG可以根据该地址信息向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，请求节点的IP地址配置信息，减轻了6LoWPAN网络下节点的负荷。

实施例二

图3为本发明IP网络移动管理方法实施例二的信令示意图，本实施例以整个6LoWPAN子网发生移动为例，当6LoWPAN子网移动时，子网内的节点连续通信；其中，6LoWPAN子网发生移动的场景，例如是，装有MSR及许多传感器节点的汽车、轮船等大型交通工具的整体移动，装有MSR及许多传感器节点的病人在整体移动等。如图3所示，本实施例的移动管理方法可以包括以下步骤：

步骤301、MSR1向MAG1发送路由器请求消息；

例如，该路由器请求消息中可以包括LMA选项，即MSR1所属的LMAmsr1的地址信息。

步骤302、MAG1向LMA msr1发送PBU；

步骤303、LMA msr1向MAG1回复PBA；

例如，如果LMA msr1接受MSR1的注册成功，则LMA msr1向MAG1回复PBA，并建立MSR1的绑定缓存、路由状态和数据传输隧道的一端。

步骤304、MAG1向MSR1回复路由器通告消息；

例如，MAG收到LMA msr1回复的PBA后(状态码为0)，可以建立绑定更新列表项、路由状态和数据传输隧道的另一端；此时，MAG1和LMAmsr1之间的双向隧道建立成功。后续MSR1可以通过MAG1以及上述的双向隧道与LMA msr1进行通信。

当MSR3(即第一移动传感器路由器)移动到MSR1(即第一移动传感器路由器所属子网的第二移动传感器路由器)下之后，继续执行以下的步骤305-309。

步骤305、MSR3向MAG1发送路由器请求消息；

例如，MSR3所在的子网整体移动到MSR1下之后，MSR3可以向所有路由器组播地址(FF02::2)发送路由器请求消息，并在该消息中包含新增的LMA地址选项；该LMA地址选项可以是MSR3所属的LMA msr3的地址信息，其中，在子网整体移动的过程中，MSR3所属的该LMA地址选项即LMAmsr3的地址信息是固定不变的，可以是预先配置在MSR3上，因此，MSR3可以在发送路由器请求消息的同时携带该LMA地址选项。该路由器请求消息可以被MSR1接收。

由于6LoWPAN网络中的MAG1会周期性发送广播消息，所以MAG1下的支持路由功能的中间路由节点可以知道MAG1的位置，即MSR1、MSR3以及其他中间路由节点是知道MAG1的地址信息的。在6LoWPAN环境的多跳环境中，中间路由节点MSR1在发现该路由器请求消息中携带LMA地址选项时，可以根据该LMA地址选项判断得到路由器请求消息是由移动节点所发送，则可以将路由器请求消息朝MAG1的方向进行转发，以触发MAG发起基于网络的代理移动IPV6(Proxy Mobile IPv6，简称：PMIPv6)流程，即发起与LMA的连接流程。本实施例中，MSR1在接收到MSR3的路由请求消息之后，可以将该消息转发至MAG1。其中，新增的LMA地址选项的结构可以参见如下的表1所示：

表1

表1中，“类型”：该选项类型为新增类型，定义为6，其中，路由器请求消息属于IPv6邻居发现协议，IPv6邻居发现协议定义了5种选项(1-5)，所以该新选项类型可以取值6；“长度”：长度为2，其中，IPv6中选项的长度值都是8字节的倍数；表名选项长度为2*8＝16字节；“保留字”：未使用；“16字节LMA地址”：存放MSR的LMA地址，MAG可以从该处获取相应LMA地址，然后发送PBU消息。

步骤306、MAG1向LMAmsr3发送PBU；

例如，MAG1收到该路由器请求消息后，可以从该消息中的LMA地址选项中提取出LMA msr3的地址信息，向LMA msr3发送PBU消息。

步骤307、LMAmsr3向MAG1回复PBA；

例如，LMA msr3在接收到PBU消息后，如果PBU中设置了‘A’标志位，表示需要LMA msr3回复PBU，则LMA msr3构造PBA消息回复给MAG1。其中该PBA消息中可以包括移动节点(Mobile Node，简称：MN)ID选项、切换指示选项、接入技术类型选项、MN链路层ID选项等，上述信息存储在MAG1处，MAG1在构造PBU时将该信息包括进PBU中，此时可以从PBU消息中的相应选项中复制。

此外，LMA msr3可以为MSR3分配相应的家乡网络前缀，填充PBA消息中的家乡网络前缀选项中；该PBA消息中还可以包含一个状态码(StatusCode，简称：SC)，其可以表示LMA msr3处理PBU的结果，例如，SC的值为0表示LMAmsr3接受MSR3的注册请求。如果LMAmsr3接受MSR3的注册成功，则LMA msr3建立MSR3的绑定缓存、路由状态和数据传输隧道的一端。

步骤308、MAG1向MSR3回复路由器通告消息；

MAG1收到LMA msr3回复的PBA后(状态码为0)，可以建立绑定更新列表项、路由状态和数据传输隧道的另一端；此时，MAG1和LMA msr3之间的双向隧道建立成功。此外，MSR3原有的隧道可以按照惯用的方式进行拆除。

此外，MAG1可以从在所接收到的路由器请求消息中，获取源节点即MSR3的16位短地址，向MSR3发送单播路由器通告，该通告中包含分配的家乡网络前缀及其它配置信息，MSR3可以根据IP地址配置信息配置IP地址。

本实施例中，通过修改现有技术中的隧道机制，不要求MSR1具备MAG1的功能，将隧道都位于MAG和LMA之间，即将现有技术中的MSR1与LMAmsr3之间建立隧道，修改为MAG1与LMA msr3之间建立隧道。经过修改之后，资源丰富、功能齐全的MAG节点负责多层隧道的封装、解封装等，MAG下的6LoWPAN网络不必承受多层隧道封装带来的开销。

步骤309、MSR3、MSR1和MAG1之间通过执行路由协议更新路由；

例如，MSR移动后，NEMO协议可保证MSR下节点一起移动而不受影响。由于MSR1不支持MAG功能，MSR3、MSR1和MAG1之间运行6LoWPAN路由协议更新路由，可以是LOAD(6LoWPAN Ad Hoc On-Demand DistanceVector Routing)或其他路由协议。

本实施例的IP网络移动管理方法，通过在路由请求消息中增加本地移动锚点的地址信息，使得MAG可以根据该地址信息向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，请求节点的IP地址配置信息，减轻了6LoWPAN网络下节点的负荷。

实施例三

本实施例提供了一种IP网络移动管理装置，该装置可以执行本发明实施例所述的IP网络移动管理方法。其中，该装置可以包括路由请求模块。

该路由请求模块，可以用于向移动接入网关发送路由器请求消息，消息中包括6LoWPAN节点所属的本地移动锚点的地址信息，以使得移动接入网关根据本地移动锚点的地址信息，向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，并返回节点的IP地址配置信息。

例如，该IP网络移动管理装置可以为MSR。图4为本发明IP网络移动管理装置实施例的结构示意图，参见图4所示，其中，该MSR中的路由请求模块41可以用于向移动接入网关发送路由器请求消息，路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息。

此外，该MSR中还可以包括处理模块42，该处理模块42可以用于接收移动传感器节点发送的数据包，并在所述数据包中设置数据包选择报头以及数据包报头；用于表明基于IPv6的低速无线个域网中的移动传感器节点和移动接入网关的数据包传输方向，所述数据包报头中包括所述数据包的源节点和目的节点的地址信息。

本实施例的IP网络移动管理装置中还可以包括更新模块，该更新模块用于与所述节点之间执行基于IPv6的低速无线个域网路由协议更新路由。

本实施例的IP网络移动管理装置，通过设置路由请求模块，可以在路由请求消息中增加本地移动锚点的地址信息，使得MAG可以根据该地址信息向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，请求节点的IP地址配置信息，减轻了6LoWPAN网络下节点的负荷。

实施例四

本实施例提供了一种IP网络移动管理系统，该系统可以执行本发明实施例所述的IP网络移动管理方法。

其中，该系统可以包括基于IPv6的低速无线个域网中的节点和移动接入网关。所述节点，用于向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息；

所述移动接入网关，用于根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，以使得所述本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息返回所述节点的IP地址配置信息，以便所述节点根据所述IP地址配置信息进行移动后的IP地址配置。

例如，所述节点为第一移动传感器路由器；还包括：第一移动传感器路由器所属子网中的第二移动传感器路由器。所述第一移动传感器路由器，用于向所述第二移动传感器路由器发送路由器请求消息；所述第二移动传感器路由器，用于将路由器请求消息转发至移动接入网关。

本实施例的IP网络移动管理系统，通过设在路由请求消息中增加本地移动锚点的地址信息，使得MAG可以根据该地址信息向本地移动锚点发送代理绑定更新消息，请求节点的IP地址配置信息，减轻了6LoWPAN网络下节点的负荷。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种IP网络移动管理方法，其特征在于，包括：

基于IPv6的低速无线个域网中的节点向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括所述节点所属的本地移动锚点的地址信息；

所述移动接入网关根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，以使得所述本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息返回所述节点的IP地址配置信息，以便所述节点根据所述IP地址配置信息进行移动后的IP地址配置；

所述节点向移动接入网关发送路由器请求消息，包括：

所述基于IPv6的低速无线个域网中的移动传感器路由器向所述移动接入网关发送路由器请求消息；或者

所述节点向移动接入网关发送路由器请求消息，包括：

第一移动传感器路由器向所属子网的第二移动传感器路由器发送路由器请求消息，所述节点为所述第一移动传感器路由器；

所述第二移动传感器路由器将路由器请求消息转发至移动接入网关。

2.根据权利要求1所述的IP网络移动管理方法，其特征在于，所述移动接入网关向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息之后，还包括：

所述本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息，向所述移动接入网关回复代理绑定确认消息，所述代理绑定确认消息中包括所述节点的家乡网络前缀，且所述本地移动锚点建立数据传输隧道的一端；

所述移动接入网关接收到所述代理绑定确认消息后，向所述节点回复路由器通告消息，并建立绑定更新列表项、路由状态和数据传输隧道的另一端，确定与所述本地移动锚点之间的数据传输双向隧道。

3.根据权利要求2所述的IP网络移动管理方法，其特征在于，在所述移动接入网关向所述节点回复路由器通告消息之后，还包括：

所述移动接入网关与所述节点之间执行基于IPv6的低速无线个域网路由协议更新路由。

4.一种IP网络移动管理装置，其特征在于，包括：

路由请求模块，用于向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括基于IPv6的低速无线个域网中的节点所属的本地移动锚点的地址信息，以使得所述移动接入网关根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，并返回节点的IP地址配置信息；

所述IP网络移动管理装置为移动传感器路由器；

所述移动传感器路由器的路由请求模块，用于向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息，所述节点为所述移动传感器路由器；

或者，所述IP网络移动管理装置为第一移动传感器路由器，所述第一移动传感器路由器的路由请求模块，用于向所属子网的第二移动传感器路由器发送路由器请求消息，以使所述第二移动传感器路由器将所述路由器请求消息转发至移动接入网关，所述路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息，所述节点为所述第一移动传感器路由器。

5.根据权利要求4所述的IP网络移动管理装置，其特征在于，还包括：

更新模块，用于与所述节点之间执行基于IPv6的低速无线个域网路由协议更新路由。

6.一种IP网络移动管理系统，其特征在于，包括：基于IPv6的低速无线个域网中的节点和移动接入网关；

所述节点为移动传感器路由器，用于向移动接入网关发送路由器请求消息，所述路由器请求消息中包括节点所属的本地移动锚点的地址信息；或者

所述节点为第一移动传感器路由器；还包括：第一移动传感器路由器所属子网中的第二移动传感器路由器；所述第一移动传感器路由器，用于向所述第二移动传感器路由器发送路由器请求消息；所述第二移动传感器路由器，用于将路由器请求消息转发至移动接入网关；

所述移动接入网关，用于根据所述本地移动锚点的地址信息，向所述本地移动锚点发送代理绑定更新消息，以使得所述本地移动锚点根据所述代理绑定更新消息返回所述节点的IP地址配置信息，以便所述节点根据所述IP地址配置信息进行移动后的IP地址配置。