CN102833723B - 一种分离映射机制系统下的流管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离映射机制系统下的流管理方法，该管理方法包括MN单个接口接入分离映射机制系统的初始化；当MN已有一个接口接入分离机制移动管理系统时，MN另一个接口If2接入系统的同一接入网内的另一个接入网关AGW2的流移动；当MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，根据MN的意愿想要的流移动；根据负载均衡因素的考虑，网络侧的功能实体想要的流移动。本发明以AGW、CGW、DGW为主要功能实体，通过它们之间的一系列消息交互，来完成对移动节点位置的有效管理，保证通信连接的正确建立。本发明能提高服务质量，终端访问不同类型的网络能够提供不同的QoS保障，且本发明支持负载均衡，实现流量均衡的目的。

Description

一种分离映射机制系统下的流管理方法

技术领域

本发明涉及一种分离映射机制系统下的流管理方法。

背景技术

在传统互联网架构体系中IP地址被赋予双重语义，IP地址既表示终端的身份标识，又表示终端的位置信息，这是引发如移动性管理性能不佳等诸多问题的根本原因之一，于是出现了将身份标识和位置标识分离的设计思路。

文献(申请号：201110152731.4)提出了一种分离机制下的移动性管理方法，设计了一种适合进行移动性管理的网络，从而实现了身份与位置分离、数据转发与控制信令分离、接入网与核心网分离。

但随着各种移动终端的高速发展，移动互联网应用越来越普及，无线移动通信网络将会融合多种不同的无线通信技术，终端具有多个接口从而支持多种制式同时通信，移动用户同时享有多种流服务。为了使移动用户享受更完善的流服务体验，有必要对用户的某些流与某一个或者多个接口进行绑定，进而将一个或多个数据流在多个接口中移动。因此，IETF NETEXT工作组提出了一些相关草案对流移动进行了研究。但是，大部分还是在草案阶段，提出的方法也都相对比较片面，都不能给出一种最优化的方案。

与本发明相关的现有技术一

文献(申请号：201110152731.4)分提出的分离机制下的移动管理的网络模型如图1所示。该方案提出了三种分离机制：即身份与位置分离、数据转发与控制信令分离、接入网与核心网分离。针对以上三种分离机制设计了接入网关（Access GateWay,AGW）、控制网关（Control GateWay,CGW）和数据网关（Data GateWay,DGW）。身份与位置分离是在接入网内实现标识主机身份的家乡地址与可路由的用于标识移动节点（Mobile Node，MN）当前位置的接入地址间的分离。数据转发与控制信令分离即通过数据网关和控制网关，分别实现对数据转发和移动控制信令的管理。接入网与核心网分离将接入网内MN的家乡地址通过地址重写机制映射为核心网全局可路由的核心地址。

现有技术一的缺点

技术方案一只是一种移动管理方法，不涉及流移动管理。该方法只是指出所有数据经过数据网关转发，没有提出对流进行描述，也没有指出数据在哪里以及如何分类为应用数据流；只是提出通过数据网关和控制网关，分别实现对数据转发和移动控制信令的管理，没有提出流管理框架，也没有指出用于流移动管理的方法和具体的流移动控制信令；只是提出数据通过接入网关与数据网关间的隧道转发，没有指出流实现的方法，也没有指明流路由的实现机制；只是提出接入网实现终端接入，没有支持终端实现多个接口同时接入接入网，也没有指明多接口终端的各个接口地址的配置要求。

与本发明相关的现有技术二

IETF的工作组推出的草案（R.Wakikawa et al.“Multiple Care-of AddressesRegistration”,RFC 5648.2009.），是基于PMIPv6协议的流移动方案。该方案通过规范本地移动锚点（Local Mobility Anchor，LMA）和移动接入网关(Mobile Access Gateway，MAG)间的协议来将一条或多条服务流从一个接口切换到另一个接口。流移动的决策者和发起者是LMA。草案提供了两种流移动场景：“共享前缀”和“单独前缀”模式。在“共享前缀”模式场景中，MN所有绑定在逻辑接口下的物理接口配置相同的前缀，因此发往MN的不同流的目的地址相同。当LMA决定移动一条流时，直接将流从原MAG转发给目标MAG，LMA和MAG间不需要特殊的信令。在“单独前缀”模式场景中不同流的前缀不一样，在这种场景中需要新的信令，为此草案定义了两个新的消息流移动发起（Flow Mobility Initiate，FMI）和流移动应答（Flow MobilityAcknowledge，FMA）用以在LMA和MAG间交互发起流移动的信息。

现有技术二的缺点

PMIPv6只能在域内实现有限的身份与位置分离，LMA在流移动性管理过程中，既是处理移动控制信令的控制网关，又是转发数据的数据网关，这样极其容易导致LMA成为PMIPv6网络结构中的单故障节点，可靠性无法保障。

在现实网络运营过程中，终端需求变化大，综合考虑终端的个性特点和MAG的链路接入状况等因素来进行流绑定，可以让移动用户享有更好的网络体验。而该方案片面地考虑网络侧的需求，只允许LMA来发起流移动相关的操作，并没有综合考虑MN的意愿。并且草案没有指出发起流移动的条件提供的流移动场景中前缀、地址配置模式过于复杂，不利于移动用户的操作和实际网络的部署。

发明内容

为改善以上现有技术的不足，本发明将分离机制与流移动管理相结合，提出一种基于分离机制的流移动管理方法。该方法对基于分离机制的移动管理系统进行了扩展和改进，在数据网关增加了数据分流、流路由和流量监测模块；控制网关增加了流决策模块；接入网关增加了流控制信令模块。规范了移动终端实现多接口同时接入网络通信的方法，设计了相应的流移动控制信令流移动更新(Flow Mobility Update，FMU)和流移动确认（FlowMobility Acknowledge，FMA），实现了网络侧功能实体与终端都能发起流移动。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种分离映射机制系统下的流管理方法，该管理方法包括MN单个接口接入分离映射机制系统的初始化；当MN已有一个接口接入分离机制移动管理系统时，MN另一个接口If2接入系统的同一接入网内的另一个接入网关AGW2的流移动；当MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，根据MN的意愿想要的流移动；根据负载均衡因素的考虑，网络侧的功能实体想要的流移动。

进一步，所述MN单个接口接入分离映射机制系统的初始化是指CGW接收MN的绑定注册，将这个接口的流绑定信息传递给DGW，DGW不进行分流。

进一步，所述当MN已有一个接口接入分离机制移动管理系统时，MN另一个接口If2接入系统的同一接入网内的另一个接入网关AGW2的流移动是指MN第二个接口接入流移动系统，CGW将MN订阅的此接口的流绑定信息传递给DGW，DGW判断MN有两个接口接入，触发执行流移动。

进一步，所述当MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，根据MN的意愿想要的流移动是指MN将移动流的意愿传递给CGW，CGW进行分析决策是否可行，如果可行则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动。

进一步，所述根据负载均衡因素的考虑，网络侧的功能实体想要的流移动是指DGW监测各隧道流量信息，并传递给CGW，CGW根据流量信息进行分析决策，如果需要移动流则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动。

进一步，所述CGW接收MN的绑定注册，将这个接口的流绑定信息传递给DGW，DGW不进行分流具体包括如下步骤：

1）MN的一个接口If1连接到接入网的AGW1，AGW1对MN进行接入检测，并依据MN的身份描述符对MN进行认证；

2）AGW1发送包含MN接口If1的BID信息的PBU给CGW；

3）CGW根据PBU提取出的信息对MN进行身份验证，建立相应的接口绑定列表，并根据MN订阅的服务信息建立流绑定列表，生成流绑定策略；

4）CGW将流绑定策略包含在隧道请求消息中发送给DGW；

5）DGW收到隧道请求消息，提取出流绑定策略，建立流绑定缓存。此时由于MN只有一个BID信息，即MN只有一个接口接入，因此DGW不进行数据分流；

6）由于MN是首次接入，DGW将MN的接入\核心地址映射信息发送给GMS；

7）DGW建立AGW1到DGW的隧道的一端，并向CGW发送隧道确认消息；

8）CGW在确认DGW端的隧道已经建立完毕后，向AGW1发送PBA，PBA中还包括了MN的家乡网络前缀以及DGW地址的移动选项；

9）AGW1在收到PBA后，获得可用的数据网关DGW的地址，建立与DGW之间的双向通信隧道；

10）AGW1从PBA中获得MN的家乡网络前缀，并以RA的单播方式将家乡网络前缀通告给MN的接口If1，用于模拟MN的家乡链路；

11）MN收到路由通告后使用无状态地址配置方式在虚拟接口上配置家乡地址HoA1；

12）MN在获得家乡地址HoA1后，可以和通信对端（Correspondent Node，CN）进行通信。

进一步，所述MN第二个接口接入流移动系统，CGW将MN订阅的此接口的流绑定信息传递给DGW，DGW判断MN有两个接口接入，触发执行流移动具体步骤为：

1）MN的另一接口If2连接到接入网的AGW2，AGW2对MN进行接入检测，并依据MN的身份描述符对MN进行认证；

2）AGW2发送包含MN该接口BID信息的PBU给CGW；

3）CGW根据PBU提取出的信息对MN的身份进行验证，建立相应的接口绑定列表，并根据MN订阅的服务信息建立流绑定列表，生成流绑定策略；

4）CGW将流绑定策略包含在隧道请求消息中发送给DGW；

5）DGW收到隧道请求消息建立AGW2到DGW的隧道的一端，并向CGW发送隧道确认消息；

6）CGW在确认DGW端的隧道已经建立完毕后，向AGW2发送PBA，该消息中还包括了MN的家乡网络前缀以及DGW地址的移动选项；

7）AGW2在收到PBA后，获得可用的数据网关DGW的地址，建立与DGW之间的双向通信隧道；

8）AGW2从PBA消息中获得MN的家乡网络前缀，并以RA的单播方式将家乡网络前缀通告给MN的接口If2；

9）MN收到路由通告后使用无状态地址配置方式在虚拟接口上配置家乡地址HoA1；

10）同时DGW在收到隧道请求消息后，提取出流策略，建立If2的流绑定缓存，此时由于有MN的两个接口信息，DGW会认为是一次流移动的触发，根据流分布策略的信息将数据流分成流1、流2、流3三种数据流，并且流1、流2通过与AGW1间的隧道转发给MN的If1，流3是通过与AGW2间的隧道转发给MN的If2。

进一步，所述MN将移动流的意愿传递给CGW，CGW进行分析决策是否可行，如果可行则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动具体步骤为：

1）MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，由于MN的意愿，想要移动某些数据流（例如想把流2从If1移动到If2传输），如图9所示；

2）MN要移动流2，则从接口If2发送包含移动流2信息的RS给AGW1；

3）AGW1提取出流2的信息，创建流绑定更新消息FMU，发送给CGW；

4）CGW接收到FMU消息后，提取出流2的信息，进行分析决策，更新相应的流绑定列表；

5）CGW发送包含流绑定策略信息的FMU消息给DGW；

6）DGW发送流绑定应答消息给CGW；

7）DGW收到FMU消息后，提取出流绑定策略，更新相应的流绑定缓存，并根据流绑定策略执行流移动，让流2通过MN与AGW2间的隧道转发；

8)MN根据下行流自适应调整接收数据流的接口，使上行流与下行流使用相同的接口。

进一步，所述DGW监测各隧道流量信息，并传递给CGW，CGW根据流量信息进行分析决策，如果需要移动流则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动的具体步骤为：

1)DGW实时监测各隧道的流量情况：

2)DGW将流量信息传递给CGW；

3)CGW根据接收到的流量信息进行分析、决策;

4)如果根据负载均衡的要求需要移动数据流，CGW将发送包含待移动流信息（流3）的FMU消息给DGW；

5)DGW接收到FMU消息后，发送FMA消息给CGW，

6)DGW更新相应的流绑定缓存，并根据流绑定策略执行流移动，让流3通过MN与AGW1间的隧道转发；

7)MN根据下行流自适应调整接收数据流的接口，使上行流与下行流使用相同的接口。

本发明的优点：

本发明将流移动与分离映射网络相结合，提出了清晰的流描述方法和流管理框架，实现了四种流移动场景下的通信：MN单个接口接入、MN新接口接入、MN发起移动数据流、网络侧发起移动数据流。

本发明能提高服务质量，终端访问不同类型的网络能够提供不同的QoS保障。终端可能基于费用、效率、策略、带宽需求、时延等因素，选择传输技术接入网络。终端在移动过程中，可以根据网络变化，将数据流移动到最合适的网络。这样能够提供一个更大范围的QoS保证，满足用户多样化的服务要求。

本发明支持负载均衡，当终端的多个接口同时接入网络时，网络运营商需要同时经过多条路径接收和发送数据流。流移动能够使网络运营商根据网络能力的实际可用性来动态地对数据流进行合理的分配，从而达到流量均衡的目的。

附图说明

图1本发明的网络拓扑结构图；

图2本发明采用的策略信息模型结构图；

图3流管理框架模型；

图4流分布查询过程；

图5基于流的路由的实现框架；

图6MN单个接口接入网络初始化形式；

图7MN新接口接入形式；

图8MN发起流移动形式；

图9网络侧发起流移动形式。

具体实施方式

如图1所示为本发明的网络拓扑图，基于分离机制的流移动管理架构网络分为接入网和核心网，网络有三个功能实体：接入网关AGW，控制网关CGW和数据网关DGW。AGW负责MN多接口接入，CGW负责对流移动信息进行决策，DGW负责将数据分类成不同数据流、进行流路由和实现接入网与核心网间的分离映射功能。下面将从流描述、流管理框架和流移动实现机制三个方面重点介绍本发明的技术细节。

1．流描述

要实现流移动首先要提供一定的流描述信息对数据进行分类。本发明定义了一组信息来描述流，该信息分为5部分内部：链路信息（如信号强度等）、网络层信息（如源IP和目的IP地址、端口号等）、应用层信息（如数据流类型等）、网络服务信息（如花费、带宽等）和用户信息（如偏好等）。本发明定义了一个流标识（Flow Identifier，FID）来定义特定的流。流描述信息格式如表1所示：

表1 流描述列表格式

2.流管理框架

本发明设计了流移动管理框架来对流移动进行管理，该框架是基于策略信息的架构。数据的分类和路由都是根据流策略信息来决定的，管理了流策略信息就间接地实现了对流移动的管理。本发明采用的策略信息模型如图2所示。

该模型包括三个部分：策略仓库（Policy Repository,PR）、策略决策点（Policy Decision Point,PDP）和策略执行点（Policy EnforcementPoint,PEP），这个三个部分的作用如下所示：

1）PR：PR负责传递策略参数给PDP。这些参数包括流量负载信息、用户偏好和接入费用等。

2）PDP：PDP是整个模型的控制实体，负责根据接收到的策略参数进行分析，做出流分布的决策，并将流分布策略传递给PEP。

3）PEP：PEP是流移动的具体执行者，根据PDP发送的移动流的信息决策执行。

基于分离机制的流移动管理应用场景如图3所示。图中功能实体与策略模型架构对应关系为：PR包括CGW上存储的预配置策略信息、MN决定移动流的信息和DGW对流分布的意愿；PDP的功能由CGW完成；PEP包括DGW和MN。

MN的两个接口If1和If2分别通过不同接入技术接入AGW1和AGW2，CGW根据MN订阅的预配置流策略信息，做出流分布决策，并将该决策信息传递给DGW，DGW和MN执行相应的数据分类和流路由，此时CGW既是PR也是PDP，DGW和MN是PEP。

DGW上有网络流量检测模块，定时将流量信息作为策略信息来源传递给CGW，CGW根据DGW传递的流量信息进行分析，如果DGW与某个AGW间的负载过重，则将进行流移动的决策发送给DGW，DGW再执行，此时DGW既是PR也是PEP，CGW是PDP，MN是PEP。DGW执行决策后流量分布会产生变化。

移动用户往往会根据自己的喜好改变流分布状况，这时MN发送移动流的信息给AGW，AGW再传递给CGW，CGW进行分析，做出流移动的决策，将决策信息发送给DGW，DGW执行，此时AGW是PR，CGW是PDP，DGW是PEP。当MN的意愿与DGW的流量信息做出的决策不同时，由CGW根据进行决策。

3.流移动实现机制

下面将从功能实体、流绑定机制、流路由实现、终端多接口接入及新定义的移动消息格式五个方面介绍流实现机制。

功能实体扩展

为了实现流移动，需要对分离机制网络功能实体改进、扩展。各功能实体新增具体功能如下：

（1）DGW

1)根据CGW发送的策略信息将数据分类成数据流，并为数据流选择相应的隧道;

2)解析来自CGW的FMU消息，并向CGW发送FMA消息;

3)检测与各AGW相连的隧道接口的流量信息，并将信息传递给CGW;

4)维护流绑定缓存列表，包括流标识、绑定标识等内容。

（2）CGW

1)维护流分类策略信息、接口绑定列表、流绑定列表;

2)对收集到来自AGW、DGW的有关流移动的参数意愿信息进行分析，做出决策;

3)将流分布的决策信息传递给DGW。

（3）AGW

1)向CGW发送MN发起流移动意愿的FMU消息;

2)与MN通过路由请求（Route Solicitation，RS）/路由通告（RouteAdvertisement，RA）交互流移动信息。

（4）MN

1)将数据分流，为特定流选择相应的接口;

2)使用逻辑接口，允许多个接口同时接入同一个接入网;

3)确保上行流和下行流使用相同的接口;

4)与AGW通过RS/RA交互流移动信息。

流绑定机制

本发明参考RFC 5648[5]对多转交地址注册进行扩展。将MN的每个接口的绑定标识(Binding Identifier，BID)号与AGW的代理转交地址（ProxyCare-of Address,PCoA）建立关联，并扩展了PBU（Proxy Binding Update，代理绑定更新）和PBA（Proxy Binding Acknowledgement，代理绑定确认）选项，增加了MN接口的BID、BID优先级、接入类型三个子选项。CGW通过MN的标识（Identifier,ID）区分不同的MN，根据BID区分相同MN的不同接口，根据FID区分同一接口下的不同数据流；DGW通过MN的ID区分发往不同MN的数据流，通过BID区分发往不同隧道的数据流。特定数据流通过选定的隧道转发给AGW，再由AGW转发给选定的接口。

表2 CGW接口绑定列表

BID优先级

BID

MN身份描述符

接入类型

前缀

接入地址

表3 CGW流绑定列表

FID优先级

FID

BID

状态

表4 DGW流绑定缓存

FID

流描述信息

接入地址

表2-4列有流绑定相关的文件格式。CGW维护有流描述信息列表（如表1所示），这个信息列表根据流描述所述的方式对数据流进行了描述和定义。当MN多个接口进行注册时，AGW会将MN的接口BID和接入技术类型等信息发送给CGW，CGW为每一个MN注册的接口建立接口绑定列表（如表2所示）。CGW查询流描述信息列表，根据一定的流绑定算法，统筹规划网络状态，进行相关的网络流绑定管理和规划，并最终为每一个数据流都建立一个流绑定列表（如表3所示）。流绑定列表分配了特定数据流与接口的绑定关系，该策略列表初始化时根据MN订阅的服务信息生成，在通信过程中根据MN的意愿和网络侧的流量分布情况，采用相关算法进行综合处理，总结出最优化方案进行更新，并创建流绑定更新消息传递出去。CGW根据流绑定列表查询接口绑定列表，获得流绑定策略，并发送给DGW。DGW根据接收到的流绑定策略建立流绑定缓存（如表4所示），并根据流绑定缓存对数据进行处理。

CGW上的接口绑定列表有BID和PCoA等信息，MN的接口与BID是一一对应的，这些信息可以建立BID与PCoA的绑定关系；流绑定列表有FID与BID等信息，建立了FID与BID的绑定关系；流描述表有FID和描述流相关的参数，每个FID都代表了特定的数据流，通过这三个绑定关系建立了特定流到特定接口的联系，如图4所示。当流分布发生变化时只需更改流绑定列表。当要移动数据流更改流分布时，只需修改CGW流绑定列表的FID与BID的对应关系，即修改BID。

基于流的路由

一般的路由是基于IP地址路由，不支持基于流的路由。本发明采用策略路由与数据分类相结合的方法实现了流路由。具体方案如图5所示。

数据根据流描述信息分类成若干特定流；流描述信息与路由策略联系，不同的流描述信息表示不同的数据流采取不同的路由策略；策略路由通过多路由表的方式实现，每条路由策略都有一个路由表，由每个路由表中的路由条目来具体实现路由；路由表ID与BID建立绑定关系，而BID确定了接口与相连AGW的PCoA的绑定关系，这样建立了路由表ID到MN接口的联系。通过绑定的递进关系，在路由层面上建立了数据流与接口间的联系，使得数据流能按照一定的路径路由到选定的接口上。

多接口接入

要支持特定数据流在不同接口间移动，终端必须能够使用多种制式的接口同时接入网络进行通信。

MN如果采用多种接口接入接入网，每一个接口都会向CGW进行注册，这样就带来了多转交地址的问题和家乡地址问题。本发明参考文献[6]采用虚拟接口技术，所有的物理接口都绑定在虚拟接口下，隐藏了接口的接入技术，使物理接口对上层应用透明。通过这种方式实现MN支持多家乡和异构切换。对于网络侧功能实体而言，MN只有一个接口即虚拟接口，MN的家乡地址配置在虚拟接口上，虚拟接口可以根据需要选择不同的物理接口进行传输。

MN能够让上行链路的数据流使用和下行链路的数据流一样的物理接口，这样下行链路的数据流改变传输路径时，MN也能相应的动态改变上行链路的物理接口。

根据分离机制移动终端用一个地址表示自己身份的要求，也为了减少流移动导致的切换时延，本发明要求MN的所有物理接口使用相同的物理地址，并且MN通过不同接口接收到的前缀信息一致，即相同MN的所有接口使用同一个地址进行通信。

新定义信令

本专利的流移动管理流程需要定义新的移动消息格式，具体定义如下。

AGW向CGW传递MN关于流移动的意愿和CGW向DGW传递流移动的决策都需要发送FMU，格式如表5所示。序列号字段为16bit无符号整数，用来判断包含的是否是最新的流移动更新信令。生存时间字段为16bit无符号整数，表示该FMU的生存时间。1bit的U字段表明该FMU是发给CGW还是DGW，U为0表示发送给CGW，为1表示为发送给DGW。保留字段为15bit无符号整数。MN的标识符字段为576bit无符号整数，是MN的唯一标识。MN的代理转交地址字段为128位无符号整数。该字段携带AGW代理注册的转交地址接口索引对应的IPv6地址，以告知DGW应该将流重定向到与哪个AGW之间建立隧道。流标识移动选项参考RFC 6089^[7]里的定义。

表5 流移动更新消息格式

本发明定义了FMA格式如表6所示。序列号字段为16bit无符号整数，用来判断包含的是否是最新的FMA。生存时间字段为16bit无符号整数，表示该FMA的生存时间。状态字段为8bit无符号整数，具体可以有以下的值：0代表请求成功，如果该值大于或等于128，则表示出现了未知原因的错误。

MN身份标识字段为576bit无符号整数，是MN的唯一标识。

表6 流移动确认消息格式

本发明根据流移动发起者的不同，可以将基于分离机制下的流移动分成四种形式：

1）初始化：接入网络时，MN用一个接口接入分离机制移动管理系统的一个接入网关（AGW1）；

2）MN新接口接入：MN在已有一个接口接入分离机制移动管理系统的基础上，用另一个接口接入同一接入网内的另一个接入网关（AGW2），此时会触发流移动；

3）MN想要移动流：MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，由于MN的意愿，想要移动某些数据流，此时触发流移动；

4）网络侧想要移动流：网络侧的功能实体出于负载均衡等因素的考虑想要移动某些数据流，此时触发流移动。

下面将结合分离机制下的流移动管理系统分别对上述四种形式进行详细分析。

图6所示为一个有多接口的MN初始化时，一个接口连接到一个分离机制移动管理系统的一个接入网关（AGW1）的形式。在这种形式中，CGW接收MN的绑定注册，将这个接口的流绑定信息传递给DGW，当DGW不进行分流。详细的场景流程如下：MN的一个接口If1连接到接入网的AGW1，AGW1对MN进行接入检测，并依据MN的身份描述符对MN进行认证；具体步骤为：

1)AGW1发送包含MN接口If1的BID信息的PBU给CGW；

2)CGW根据PBU提取出的信息对MN进行身份验证，建立相应的接口绑定列表，并根据MN订阅的服务信息建立流绑定列表，生成流绑定策略；

3)CGW将流绑定策略包含在隧道请求消息中发送给DGW；

4)DGW收到隧道请求消息，提取出流绑定策略，建立流绑定缓存。此时由于MN只有一个BID信息，即MN只有一个接口接入，因此DGW不进行数据分流；

5)由于MN是首次接入，DGW将MN的接入\核心地址映射信息发送给GMS

6)DGW建立AGW1到DGW的隧道的一端，并向CGW发送隧道确认消息；

7)CGW在确认DGW端的隧道已经建立完毕后，向AGW1发送PBA，PBA中还包括了MN的家乡网络前缀以及DGW地址的移动选项；

8)AGW1在收到PBA后，获得可用的数据网关DGW的地址，建立与DGW之间的双向通信隧道；

9)AGW1从PBA中获得MN的家乡网络前缀，并以RA的单播方式将家乡网络前缀通告给MN的接口If1，用于模拟MN的家乡链路；

10)MN收到路由通告后使用无状态地址配置方式在虚拟接口上配置家乡地址HoA1；

11)MN在获得家乡地址HoA1后，可以和通信对端（Correspondent Node，CN）进行通信。

MN在已有一个接口接入分离机制移动管理系统的条件下，用另一个接口（If2）接入系统的同一接入网内的另一个接入网关（AGW2），如图7所示。MN第二个接口接入流移动系统，CGW将MN订阅的此接口的流绑定信息传递给DGW，DGW判断MN有两个接口接入，触发执行流移动。具体步骤如下所示。

1)MN的另一接口If2连接到接入网的AGW2，AGW2对MN进行接入检测，并依据MN的身份描述符对MN进行认证；

2)AGW2发送包含MN该接口BID信息的PBU给CGW；

3)CGW根据PBU提取出的信息对MN的身份进行验证，建立相应的接口绑定列表，并根据MN订阅的服务信息建立流绑定列表，生成流绑定策略；

4)CGW将流绑定策略包含在隧道请求消息中发送给DGW；

5)DGW收到隧道请求消息建立AGW2到DGW的隧道的一端，并向CGW发送隧道确认消息；

6)CGW在确认DGW端的隧道已经建立完毕后，向AGW2发送PBA，该消息中还包括了MN的家乡网络前缀以及DGW地址的移动选项；

7)AGW2在收到PBA后，获得可用的数据网关DGW的地址，建立与DGW之间的双向通信隧道;

8)AGW2从PBA消息中获得MN的家乡网络前缀，并以RA的单播方式将家乡网络前缀通告给MN的接口If2;

9)MN收到路由通告后使用无状态地址配置方式在虚拟接口上配置家乡地址HoA1；

10)同时DGW在收到隧道请求消息后，提取出流策略，建立If2的流绑定缓存。此时由于有MN的两个接口信息，DGW会认为是一次流移动的触发，根据流分布策略的信息将数据流分成流1、流2、流3三种数据流，并且流1、流2通过与AGW1间的隧道转发给MN的If1，流3是通过与AGW2间的隧道转发给MN的If2）。

如图8所示为MN发起流移动的形式，在这种形式中，MN将移动流的意愿传递给CGW，CGW进行分析决策是否可行，如果可行则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动。具体步骤如下：

1)MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，由于MN的意愿，想要移动某些数据流（例如想把流2从If1移动到If2传输），如图9所示；

2)MN要移动流2，则从接口If2发送包含移动流2信息的RS给AGW1；

3)AGW1提取出流2的信息，创建流绑定更新消息FMU，发送给CGW;

4)CGW接收到FMU消息后，提取出流2的信息，进行分析决策，更新相应的流绑定列表;

5)CGW发送包含流绑定策略信息的FMU消息给DGW；

6)DGW发送流绑定应答消息给CGW；

7)DGW收到FMU消息后，提取出流绑定策略，更新相应的流绑定缓存，并根据流绑定策略执行流移动，让流2通过MN与AGW2间的隧道转发；

8)MN根据下行流自适应调整接收数据流的接口，使上行流与下行流使用相同的接口。

如图9所示为网络侧发起流移动的形式，在这种形式中，DGW监测各隧道流量信息，并传递给CGW，CGW根据流量信息进行分析决策，如果需要移动流则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动。具体步骤如下：

1)DGW实时监测各隧道的流量情况；

2)DGW将流量信息传递给CGW；

3)CGW根据接收到的流量信息进行分析、决策；

4)如果根据负载均衡的要求需要移动数据流，CGW将发送包含待移动流信息（流3）的FMU消息给DGW；

5)DGW接收到FMU消息后，发送FMA消息给CGW；

6）DGW更新相应的流绑定缓存，并根据流绑定策略执行流移动，让流3通过MN与AGW1间的隧道转发；

7）MN根据下行流自适应调整接收数据流的接口，使上行流与下行流使用相同的接口。

本发明将基于分离机制的网络与流移动相结合，对分离机制移动管理系统进行扩展，提出了一种新型的分离机制下的流移动性管理方法。以AGW、CGW、DGW为主要功能实体，通过它们之间的一系列消息交互，来完成对移动节点位置的有效管理，保证通信连接的正确建立。同时设计流描述信息，使数据能据此分类成不同的数据流。建立流移动管理框架，使数据流的移动在分离机制移动系统中得到有效管理；规范功能实体间流移动信息交互的方法；实现网络侧的功能实体与终端都能参与流移动的发起与操作。提出流移动实现的机制，确定数据分类成流的功能体，实现基于流的路由；提供终端多个接口用多种接入技术同时接入网络通信的方法。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对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 (8)

1.一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，该管理方法的步骤包括

移动节点MN单个接口接入分离映射机制系统的初始化；

当MN已有一个接口接入分离机制移动管理系统时，MN另一个接口If2接入系统的同一接入网内的另一个接入网关AGW2的流移动，该步骤是指MN第二个接口接入流移动系统，控制网关CGW将MN订阅的此接口的流绑定信息传递给数据网关DGW，DGW判断MN有两个接口接入，触发执行流移动；

当MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，根据MN的意愿想要的流移动；根据负载均衡因素的考虑，网络侧的功能实体想要的流移动。

2.根据权利要求1所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述MN单个接口接入分离映射机制系统的初始化是指CGW接收MN的绑定注册，将这个接口的流绑定信息传递给DGW，DGW不进行分流。

3.根据权利要求1所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述当MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，根据MN的意愿想要的流移动是指MN将移动流的意愿传递给CGW，CGW进行分析决策是否可行，如果可行则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动。

4.根据权利要求1所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述根据负载均衡因素的考虑，网络侧的功能实体想要的流移动是指DGW监测各隧道流量信息，并传递给CGW，CGW根据流量信息进行分析决策，如果需要移动流则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动。

5.根据权利要求2所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述CGW接收MN的绑定注册，将这个接口的流绑定信息传递给DGW，DGW不进行分流具体包括如下步骤：

1)MN的一个接口If1连接到接入网的AGW1，AGW1对MN进行接入检测，并依据MN的身份描述符对MN进行认证；

2)AGW1发送包含MN接口If1的绑定标识BID信息的代理绑定更新PBU给CGW；

3)CGW根据PBU提取出的信息对MN进行身份验证，建立相应的接口绑定列表，并根据MN订阅的服务信息建立流绑定列表，生成流绑定策略；

4)CGW将流绑定策略包含在隧道请求消息中发送给DGW；

5)DGW收到隧道请求消息，提取出流绑定策略，建立流绑定缓存，此时由于MN只有一个BID信息，即MN只有一个接口接入，因此DGW不进行数据分流；

6)由于MN是首次接入，DGW将MN的接入\核心地址映射信息发送给全局映射服务器GMS；

7)DGW建立AGW1到DGW的隧道的一端，并向CGW发送隧道确认消息；

8)CGW在确认DGW端的隧道已经建立完毕后，向AGW1发送PBA，PBA中还包括了MN的家乡网络前缀以及DGW地址的移动选项；

9)AGW1在收到代理绑定确认PBA后，获得可用的数据网关DGW的地址，建立与DGW之间的双向通信隧道；

10)AGW1从PBA中获得MN的家乡网络前缀，并以RA的单播方式将家乡网络前缀通告给MN的接口If1，用于模拟MN的家乡链路；

11)MN收到路由通告后使用无状态地址配置方式在虚拟接口上配置家乡地址HoA1；

12)MN在获得家乡地址HoA1后，可以和通信对端(Correspondent Node，CN)进行通信。

6.根据权利要求1所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述MN第二个接口接入流移动系统，CGW将MN订阅的此接口的流绑定信息传递给DGW，DGW判断MN有两个接口接入，触发执行流移动具体步骤为：

1)MN的另一接口If2连接到接入网的AGW2，AGW2对MN进行接入检测，并依据MN的身份描述符对MN进行认证；

2)AGW2发送包含MN该接口BID信息的PBU给CGW；

3)CGW根据PBU提取出的信息对MN的身份进行验证，建立相应的接口绑定列表，并根据MN订阅的服务信息建立流绑定列表，生成流绑定策略；

4)CGW将流绑定策略包含在隧道请求消息中发送给DGW；

5)DGW收到隧道请求消息建立AGW2到DGW的隧道的一端，并向CGW发送隧道确认消息；

6)CGW在确认DGW端的隧道已经建立完毕后，向AGW2发送PBA，该消息中还包括了MN的家乡网络前缀以及DGW地址的移动选项；

7)AGW2在收到PBA后，获得可用的数据网关DGW的地址，建立与DGW之间的双向通信隧道；

8)AGW2从PBA消息中获得MN的家乡网络前缀，并以路由通告RA的单播方式将家乡网络前缀通告给MN的接口If2；

9)MN收到路由通告后使用无状态地址配置方式在虚拟接口上配置家乡地址HoA1；

10)同时DGW在收到隧道请求消息后，提取出流策略，建立If2的流绑定缓存，此时由于有MN的两个接口信息，DGW会认为是一次流移动的触发，根据流分布策略的信息将数据流分成流1、流2、流3三种数据流，并且流1、流2通过与AGW1间的隧道转发给MN的If1，流3是通过与AGW2间的隧道转发给MN的If2。

7.根据权利要求3所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述MN将移动流的意愿传递给CGW，CGW进行分析决策是否可行，如果可行则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动具体步骤为：

1)MN在多个接口接入分离机制移动管理系统时，由于MN的意愿，想要移动某些数据流(例如想把流2从If1移动到If2传输)，如图9所示；

2)MN要移动流2，则从接口If2发送包含移动流2信息的路由请求RS给AGW1；

3)AGW1提取出流2的信息，创建流绑定更新消息流移动更新FMU，发送给CGW；

4)CGW接收到FMU消息后，提取出流2的信息，进行分析决策，更新相应的流绑定列表；

5)CGW发送包含流绑定策略信息的FMU消息给DGW；

6)DGW发送流绑定应答消息给CGW；

7)DGW收到FMU消息后，提取出流绑定策略，更新相应的流绑定缓存，并根据流绑定策略执行流移动，让流2通过MN与AGW2间的隧道转发；

8)MN根据下行流自适应调整接收数据流的接口，使上行流与下行流使用相同的接口。

8.根据权利要求4所述的一种分离映射机制系统下的流管理方法，其特征在于，所述DGW监测各隧道流量信息，并传递给CGW，CGW根据流量信息进行分析决策，如果需要移动流则将要移动流的信息传递给DGW，由DGW执行流移动的具体步骤为：

1)DGW实时监测各隧道的流量情况：

2)DGW将流量信息传递给CGW；

3)CGW根据接收到的流量信息进行分析、决策；

4)如果根据负载均衡的要求需要移动数据流，CGW将发送包含待移动流信息(流3)的FMU消息给DGW；

5)DGW接收到FMU消息后，发送流移动确认FMA消息给CGW，

6)DGW更新相应的流绑定缓存，并根据流绑定策略执行流移动，让流3通过MN与AGW1间的隧道转发；

7)MN根据下行流自适应调整接收数据流的接口，使上行流与下行流使用相同的接口。