CN102958039B - 一种代理移动ip域间节点通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种代理移动IP域间节点通信系统及方法，代理移动IP域间节点通信系统包括路由优化代理移动IP(PMIP)域和/或传统代理移动IP(PMIP)域，所述路由优化PMIP域和传统PMIP域包括移动节点、移动接入网关、本地移动锚点，其中，所述路由优化PMIP域还包括一个或多个互通网关；所述互通网关，用于实现PMIP域之间数据交互。本方案为实现路由优化PMIP域之间，以及路由优化PMIP域与传统PMIP域之间通信提供解决方案。

Description

一种代理移动IP域间节点通信系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种代理移动IP域间节点通信系统及方法。

背景技术

传输控制协议/因特网互联协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，TCP/IP)，在初始设计时未考虑终端会发生拓扑位置改变的情况，即TCP/IP协议本身不支持移动性。在传统的TCP/IP网络环境中，IP为因特网(Internet)提供了路由功能，为所有节点(包括主机和路由器)都分配了逻辑地址，即IP地址，且每台主机的各个端口都分配一个IP地址。IP地址包括网络前缀和主机部分，同一条链路上的所有主机的IP地址通常有相同的网络前缀和不同的主机部分。这样可以依据目的节点的IP地址的网络前缀部分来进行路由选择，从而使路由器只需保存一条简单的网络前缀路由，而不必为每台主机保存一条单独的路由。在这种情况下，由于采用了网络前缀路由，因此当节点从一条链路切换到另一条链路而没有改变其IP地址时，该节点则不可能在新链路上接收到数据报文，从而也就无法与其他节点进行通信。

随着用户对移动性和信息的需求急剧上升，越来越多的人希望在移动的过程中高速地接入互联网，获取急需的信息，完成想需的业力。因此，移动互联网成为未来互联网的发展方向，但是传统TCP/IP协议不支持移动性的缺陷，使得对移动节点的移动性管理成为移动互联网面对的一大难题。

为了解决移动性管理问题，业界比较流行的移动性管理技术，如，移动IP(MobileIP，简称MIP)、代理移动IP(Proxy MIP，简称PMIP)等，均通过引入固定锚点(Anchor)的方式来支持终端的移动性。例如，MIP协议使用家乡代理(Home agent，简称HA)作为锚点、PMIP协议使用本地移动性锚点(Local Mobility Anchor，简称LMA)作为锚点。

图1所示的是PMIP协议的逻辑架构，包括移动节点(Mobile Node，简称MN)、通信对端(Correspondent Node，简称CN)、移动接入网关(MobileAccess Gateway，简称MAG)以及本地移动锚点(Local Mobility Anchor，简称LMA)。其中通信对端可以是固定节点，也可以是移动节点，即具有相应的移动接入网关和本地移动锚点。移动接入网关是移动节点的第一跳路由器，其主要作用包括在移动节点接入时为其分配转交地址(Care of Address，简称CoA)以及代替移动节点执行与移动节点的本地移动锚点之间的PMIP绑定(PMIPBinding)。本地移动锚点作为移动节点的锚点，其主要作用包括为移动节点分配家乡地址(Home of Address，简称HoA)以及处理上述PMIP绑定。MAG与LMA之间执行的PMIP绑定的主要目的是让双方均获知对方的地址、上述CoA和HoA，并将其保存在本地。此外，在执行PMIP的绑定过程中，还为MN在MAG和LMA之间建立了一条双向隧道。需说明的是，MN最后获取到的IP地址是LMA为其分配的HoA。在通常的网络部署中，MAG一般位于拓扑较低的位置，比如位于城域网的边缘；而LMA则一般位于拓扑较高的位置，比如省干网的核心部分。MAG与LMA之间实际上往往通过多跳路由器相连。

为了使得数据包传输的路径达到最优，当移动节点和对端节点均在同一个PMIP域之内的时候，移动节点或对端节点可以使用本端的MAG从其他网元获取到另外一端的当前服务MAG，从而在两个MAG间建立一条直接的链路，而不需要将数据包再路由到LMA，大大减少了路由的迂回问题。为了与传统PMIP域相区分，上述支持路由优化的PMIP域称为路由优化PMIP域。

目前的PMIP网络架构都是基于终端节点在同一个PMIP域中相同本地移动锚点下的移动，而不同PMIP域之间的节点通信方法没有明确的定义，尤其是路由优化PMIP域之间，以及路由优化PMIP域与传统PMIP域之间的节点通信方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种代理移动IP域间节点通信系统及方法，解决路由优化PMIP域之间，以及路由优化PMIP域与传统PMIP域之间的通信问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种代理移动IP域间节点通信系统，包括路由优化代理移动IP(PMIP)域和/或传统代理移动IP(PMIP)域，所述路由优化PMIP域和传统PMIP域包括移动节点、移动接入网关、本地移动锚点，其中，所述路由优化PMIP域还包括一个或多个互通网关；所述互通网关，用于实现PMIP域之间数据交互。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述互通网关，还用于向其它PMIP域广播此互通网关所属PMIP域的网络前缀。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述移动接入网关，用于收到所属PMIP域内主叫移动节点发出的数据包后，向所述本地移动锚点查询对端移动接入网关地址，如果收到域间通信指示，将数据包发送至所属PMIP域内与所述域间通信指示对应的互通网关；

所述本地移动锚点，用于收到所属PMIP域内所述移动接入网关查询对端移动接入网关地址的请求后，判断对端移动接入网关不在所属PMIP域时，向所述移动接入网关返回域间通信指示；所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发送到互通网关地址的域间通信标识；

所述互通网关，还用于收到所属PMIP域内所述移动接入网关发送的数据包后将此数据包发送至目标PMIP域。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述移动接入网关，还用于根据域间通信标识通过本地策略确定与此域间通信标识对应的互通网关。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述本地移动锚点，还用于在判断对端移动接入网关不在所属PMIP域并且有多个互通网关能够与目标PMIP域通信时，返回对应于离目标PMIP域最近的互通网关的地址。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述移动接入网关，还用于收到域间通信标识后选择离目标PMIP域最近的互通网关。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述互通网关，还用于收到其它PMIP域发送的数据包后向所属PMIP域的本地移动锚点查询服务被叫节点的移动接入网关的地址，并向查询到的移动接入网关发送所述数据包；

所述本地移动锚点，还用于收到所属PMIP域的互通网关查询移动接入网关的地址的请求后，向所述互通网关返回服务被叫节点的移动接入网关的地址；

所述移动接入网关，还用于收到所属PMIP域的互通网关发送的数据包后，发送至所属PMIP域的被叫节点。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述移动接入网关，还用于作为移动节点切换过程的目标移动接入网关时，从源移动接入网关或本地移动锚点获取域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包转发到互通网关地址的域间通信标识。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述移动接入网关，还用于作为移动节点切换过程的源移动接入网关或目标移动接入网关时，在切换过程中，将目标移动接入网关的地址发送至所属PMIP域的互通网关。

进一步地，上述系统还可以具有以下特点：

所述本地移动锚点，还用于在移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关的过程中，将目标移动接入网关的地址发送至所属PMIP域的互通网关。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种PMIP域间节点通信方法，其中，在路由优化PMIP域设置一个或多个互通网关；通过所述互通网关实现PMIP域之间数据交互。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述互通网关向其它PMIP域广播此互通网关所属PMIP域的网络前缀。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

路由优化PMIP域内移动节点作为主叫移动节点时，向移动接入网关发送数据包，所述移动接入网关向所述本地移动锚点查询对端移动接入网关地址，所述本地移动锚点判断对端移动接入网关不在所属PMIP域时，向所述移动接入网关返回域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发往互通网关地址的域间通信标识；所述移动接入网关将数据包发送至所属PMIP域内与所述域间通信指示对应的互通网关；所述互通网关将此数据包发送至目标PMIP域。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述移动接入网关根据域间通信标识通过本地策略确定与此域间通信标识对应的互通网关。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述本地移动锚点在判断对端移动接入网关不在所属PMIP域并且有多个互通网关能够与目标PMIP域通信时，返回对应于离目标PMIP域最近的互通网关的域间通信标识，或者，所述移动接入网关在收到域间通信标识后选择离目标PMIP域最近的互通网关。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

路由优化PMIP域内移动节点作为被叫移动节点时，互通网关收到其它PMIP域发送的数据包后向所属PMIP域的本地移动锚点查询服务被叫节点的移动接入网关的地址，本地移动锚点向所述互通网关返回服务被叫节点的移动接入网关的地址；互通网关向获知的移动接入网关发送所述数据包，移动接入网关收到所述互通网关发送的数据包后，发送至所属PMIP域的被叫节点。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关时，目标移动接入网关从源移动接入网关或本地移动锚点获取域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发送到互通网关地址的域间通信标识。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关时，源移动接入网关或目标移动接入网关或本地移动锚点将移动节点的当前服务移动接入网关的地址发送到互通网关。

本方案为实现路由优化PMIP域之间，以及路由优化PMIP域与传统PMIP域之间通信提供解决方案。

附图说明

图1是现有PMIP系统的架构体系示意图；

图2是PMIP域间节点通信的系统架构图；

图3是具体实施例一中路由优化PMIP域内节点作为通信主叫侧的方法示意图；

图4是具体实施例二中路由优化PMIP域内节点作为通信被叫侧的方法示意图；

图5是具体实施例三中PMIP域间节点通信中节点发生切换时网关地址更新的方法示意图。

具体实施方式

如图2所示，代理移动IP域间节点通信系统包括路由优化代理移动IP(PMIP)域和/或传统代理移动IP(PMIP)域，所述路由优化PMIP域和传统PMIP域包括移动节点、移动接入网关、本地移动锚点，所述路由优化PMIP域还包括一个或多个互通网关(InterworkingGateway，简称IGW)；所述互通网关，用于实现PMIP域之间数据交互。此互通网关用于与其他PMIP域之间进行信令交互，同时也是本PMIP域与其他PMIP域之间的数据出口。

具体实现上，可以在域的边界设置多个互通网关，针对目标节点在不同域的情况下，根据路由最优原则选择不同的互通网关。另外，互通网关可以与边界路由器合设，也可以是一个单独的设备。

与上述系统对应的PMIP域间节点通信方法包括：在路由优化PMIP域设置一个或多个互通网关；通过所述互通网关实现PMIP域之间数据交互。

为了保证外域的数据包能够到达互通网关，互通网关向其它PMIP域广播此互通网关所属PMIP域的网络前缀。

基于以上节点互通架构，PMIP域间节点通信的场景可以分为两个路由优化PMIP域之间的节点通信和一个路由优化PMIP域与传统PMIP域之间节点的通信。

实施例一

路由优化PMIP域内移动节点作为主叫移动节点时的应用场景。

主叫移动节点向移动接入网关发送数据包，移动接入网关向本地移动锚点查询对端移动接入网关地址，本地移动锚点判断对端移动接入网关不在所属PMIP域时，向移动接入网关返回域间通信指示，域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发往互通网关地址的域间通信标识；移动接入网关将数据包发送至所属PMIP域内与所述域间通信指示对应的互通网关；所述互通网关将此数据包发送至目标PMIP域。此目标PMIP域可能是路由优化PMIP域，也可能是传统PMIP域。

移动接入网关可以根据互通网关的地址直接确定互通网关，还可以根据域间通信标识通过本地策略确定与此域间通信标识对应的互通网关。

本地移动锚点在判断对端移动接入网关不在所属PMIP域并且有多个互通网关能够与目标PMIP域通信时，返回对应于离目标PMIP域最近的互通网关的地址，或者，移动接入网关收到域间通信标识后选择离目标PMIP域最近的互通网关。

本系统中，移动接入网关用于收到所属PMIP域内主叫移动节点发出的数据包后，向所述本地移动锚点查询对端移动接入网关地址，如果收到域间通信指示，将数据包发送至所属PMIP域内与所述域间通信指示对应的互通网关。

本地移动锚点用于收到所属PMIP域内所述移动接入网关查询对端移动接入网关地址的请求后，判断对端移动接入网关不在所属PMIP域时，向所述移动接入网关返回域间通信指示；所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发往互通网关地址的域间通信标识。

互通网关还用于收到所属PMIP域内所述移动接入网关发送的数据包后将此数据包发送至目标PMIP域。

实施例二

路由优化PMIP域内移动节点作为被叫移动节点时的应用场景。

互通网关收到其它PMIP域发送的数据包后向所属PMIP域的本地移动锚点查询服务被叫节点的移动接入网关的地址，本地移动锚点向所述互通网关返回服务被叫节点的移动接入网关的地址；互通网关向获知的移动接入网关发送所述数据包，移动接入网关收到所述互通网关发送的数据包后，发送至所属PMIP域的被叫节点。

本系统中，互通网关用于收到其它PMIP域发送的数据包后向所属PMIP域的本地移动锚点查询服务被叫节点的移动接入网关的地址，并向查询到的移动接入网关发送所述数据包；

本地移动锚点用于收到所属PMIP域的互通网关查询移动接入网关的地址的请求后，向所述互通网关返回服务被叫节点的移动接入网关的地址；

移动接入网关用于收到所属PMIP域的互通网关发送的数据包后，发送至所属PMIP域的被叫节点。

实施例三

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关的应用场景。

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关时，目标移动接入网关从源移动接入网关或本地移动锚点获取域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发往互通网关地址的域间通信标识，用于向互通网关转发来自移动节点的数据包。

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关时，源移动接入网关或目标移动接入网关或本地移动锚点将移动节点的当前服务移动接入网关的地址发送到互通网关，从而同步移动节点与当前服务MAG地址的关系，用于互通网关向当前MAG转发下行数据包。

对于后续的数据包转发，均采用优化后的路由，而不需要再进行相关网元的地址查询该过程，从而达到尽量减少路由迂回的目的。

下面通过具体实施例对本方案进行说明。

参考图3PMIP域间节点通信主叫侧的方法实现步骤如下：

步骤301，移动节点MN向MAG发送数据包。

步骤302，MAG将数据缓存，然后向LMA查询对端的MAG地址。

步骤303，LMA解析对端的地址，判断目标MAG不在本域内，则LMA将域间通信指示返回给MAG，这个域间通信指示可以是互通网关IGW的地址或者一个域间通信标识。

步骤304，MAG根据返回的域间通信指示确定互通网关并将数据包转发至此互通网关。

步骤305，互通网关IGW根据对端地址，将数据包转发到对端所属的网络域，其中对端网络可能是路由优化PMIP域，也可能是传统PMIP域。

步骤306，后续数据包的转发路径将不再经过LMA转发。

参考图4PMIP域间节点通信被叫侧的方法实现步骤如下：

步骤401，主叫端网络将数据包转发给被叫端MN的互通网关IGW，此主叫端网络可能是路由优化PMIP域，也可能是传统PMIP域。

步骤402，互通网关IGW缓存数据包，然后向LMA查询被叫端MN的MAG地址。

步骤403，LMA将MN当前的MAG地址返回给IGW。

步骤404～405，IGW将数据包转发给MAG，随后MAG将数据包转发给MN。

步骤406，后续数据包的转发路径将不再经过LMA转发。

参考图5MIP域间节点通信中节点发生切换的方法实现步骤如下：

步骤501，发生切换之前，数据包的转发路径为移动节点到MAG，然后到互通网关。

步骤502，移动节点从MAG1切换到MAG2，其中LMA可能在MAG2注册的响应中将域间通信指示下发到MAG2，从而使得移动节点发往MAG2的数据会通过互通网关转发出本PMIP域。

步骤503，LMA在移动节点完成切换之后可能会将新的MAG2地址发送给互通网关用以同步移动节点与MAG2的绑定关系。

步骤504，MAG1可能将域间通信指示发送给MAG2。

步骤505～506，MAG1或MAG2可能会将MAG2的地址发送给互通网关用以同步移动节点与MAG2的绑定关系。

步骤507，切换之后的数据包转发路径为移动节点到MAG2，然后到互通网关。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (16)

1.一种代理移动IP域间节点通信系统，包括路由优化代理移动IP域即路由优化PMIP域和/或传统代理移动IP域即传统PMIP域，所述路由优化PMIP域和传统PMIP域包括移动节点、移动接入网关、本地移动锚点，其中，

所述路由优化PMIP域还包括一个或多个互通网关；

所述互通网关，用于实现PMIP域之间数据交互；还用于向其它PMIP域广播此互通网关所属PMIP域的网络前缀；

其中，所述路由优化PMIP域包括是为了使得数据包传输的路径达到最优，当移动节点和对端节点均在同一个PMIP域之内的时候，移动节点或对端节点可以使用本端的移动接入网关从其他网元获取到另外一端的当前服务移动接入网关，从而在两个移动接入网关间建立一条直接的链路，而不需要将数据包再路由到本地移动锚点的PMIP域。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述移动接入网关，用于收到所属PMIP域内主叫移动节点发出的数据包后，向所述本地移动锚点查询对端移动接入网关地址，如果收到域间通信指示，将数据包发送至所属PMIP域内与所述域间通信指示对应的互通网关；

所述本地移动锚点，用于收到所属PMIP域内所述移动接入网关查询对端移动接入网关地址的请求后，判断对端移动接入网关不在所属PMIP域时，向所述移动接入网关返回域间通信指示；所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发送到互通网关地址的域间通信标识；

所述互通网关，还用于收到所属PMIP域内所述移动接入网关发送的数据包后将此数据包发送至目标PMIP域。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述移动接入网关，还用于根据域间通信标识通过本地策略确定与此域间通信标识对应的互通网关。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述本地移动锚点，还用于在判断对端移动接入网关不在所属PMIP域并且有多个互通网关能够与目标PMIP域通信时，返回对应于离目标PMIP域最近的互通网关的地址。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述移动接入网关，还用于收到域间通信标识后选择离目标PMIP域最近的互通网关。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述互通网关，还用于收到其它PMIP域发送的数据包后向所属PMIP域的本地移动锚点查询服务被叫节点的移动接入网关的地址，并向查询到的移动接入网关发送所述数据包；

所述本地移动锚点，还用于收到所属PMIP域的互通网关查询移动接入网关的地址的请求后，向所述互通网关返回服务被叫节点的移动接入网关的地址；

所述移动接入网关，还用于收到所属PMIP域的互通网关发送的数据包后，发送至所属PMIP域的被叫节点。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述移动接入网关，还用于作为移动节点切换过程的目标移动接入网关时，从源移动接入网关或本地移动锚点获取域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包转发到互通网关地址的域间通信标识。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述移动接入网关，还用于作为移动节点切换过程的源移动接入网关或目标移动接入网关时，在切换过程中，将目标移动接入网关的地址发送至所属PMIP域的互通网关。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述本地移动锚点，还用于在移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关的过程中，将目标移动接入网关的地址发送至所属PMIP域的互通网关。

10.一种PMIP域间节点通信方法，其中，

在路由优化PMIP域设置一个或多个互通网关；通过所述互通网关实现PMIP域之间数据交互；

所述互通网关向其它PMIP域广播此互通网关所属PMIP域的网络前缀；

其中，所述路由优化PMIP域包括：为了使得数据包传输的路径达到最优，当移动节点和对端节点均在同一个PMIP域之内的时候，移动节点或对端节点可以使用本端的移动接入网关从其他网元获取到另外一端的当前服务移动接入网关，从而在两个移动接入网关间建立一条直接的链路，而不需要将数据包再路由到本地移动锚点的PMIP域。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

路由优化PMIP域内移动节点作为主叫移动节点时，向移动接入网关发送数据包，所述移动接入网关向本地移动锚点查询对端移动接入网关地址，所述本地移动锚点判断对端移动接入网关不在所属PMIP域时，向所述移动接入网关返回域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发往互通网关地址的域间通信标识；所述移动接入网关将数据包发送至所属PMIP域内与所述域间通信指示对应的互通网关；所述互通网关将此数据包发送至目标PMIP域。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，

所述移动接入网关根据域间通信标识通过本地策略确定与此域间通信标识对应的互通网关。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，

所述本地移动锚点在判断对端移动接入网关不在所属PMIP域并且有多个互通网关能够与目标PMIP域通信时，返回对应于离目标PMIP域最近的互通网关的域间通信标识，或者，所述移动接入网关在收到域间通信标识后选择离目标PMIP域最近的互通网关。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

路由优化PMIP域内移动节点作为被叫移动节点时，互通网关收到其它PMIP域发送的数据包后向所属PMIP域的本地移动锚点查询服务被叫节点的移动接入网关的地址，本地移动锚点向所述互通网关返回服务被叫节点的移动接入网关的地址；互通网关向获知的移动接入网关发送所述数据包，移动接入网关收到所述互通网关发送的数据包后，发送至所属PMIP域的被叫节点。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关时，目标移动接入网关从源移动接入网关或本地移动锚点获取域间通信指示，所述域间通信指示携带互通网关的地址或者用于指示将数据包发送到互通网关地址的域间通信标识。

16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，

移动节点从源移动接入网关切换到目标移动接入网关时，源移动接入网关或目标移动接入网关或本地移动锚点将移动节点的当前服务移动接入网关的地址发送到互通网关。