CN103107957A - 切换方法、注册方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切换方法、注册方法及装置，该切换方法包括：切换的目的主机标识协议设备接入节点HAP获取主机标识协议HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，HAP网络中的多个HAP共享公共标识，HIP设备通过公共标识与HAP网络建立连接；目的HAP根据连接信息与HIP设备恢复连接信息对应的连接。通过该切换方法解决了HIP在不同的HAP之间切换时延较长的问题，减少了切换的时间，实现了快速切换。

Description

切换方法、注册方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种切换方法、注册方法及装置。
背景技术
目前的互联网(Internet)中，互联网协议地址(Internet Protocol address，简称IP address)既担任寻址功能，又担任着标识通信设备节点的作用。这种双重功能使得当IP地址发生变化时，不仅路由发生了变化，而且通信设备主机的标识也发生了变化，从而影响业务的连续性。为了解决该问题，互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，简称IETF)引入了主机标识协议(Host Identity Protocol，简称HIP，是由IETF HIP工作组定义的)，解决了设备标识和地址绑定的问题。
HIP基于端到端的连接，当单个设备与多个设备之间通讯时则需要建立多个HIP连接，增加了设备开销。并且当设备与设备之间物理位置较远，即包来回时间(Round Trip Time，简称RTT)较大时，HIP连接建立时延较大，影响用户体验。此外，设备IP地址改变需要通知所有连接的设备，时延、开销较大。
针对上述问题在公布号为CN102123391A的专利中介绍了一种基于HIP的注册和认证方法及系统，其中引入了HIP设备接入节点(HIPAccess Point，简称为HAP)。图1是根据相关技术的HAP节点架构示意图，如图1所示，将HIP设备(即用户设备，简称为UE)锚定在HAP节点上，通过HAP节点转发数据包，从而减少了用于HIP连接建立的开销。
在该架构中，HIP设备仍然是注册到一个特定的HAP上，因此，相当于是HIP与HAP是端到端的连接。虽然该架构在一定程度上改变了HIP设备与HIP设备端到端连接产生的问题，但是对于HIP设备与HAP端到端的连接，同样也会存在一定问题。例如，出于HAP单点故障或者HAP节点负载均衡等原因，HIP设备需要在不同的HAP节点中切换。图2是根据相关技术的HIP设备在HAP节点之间切换的流程图，如图2所示，HIP设备在不同的HAP节点中切换时，HIP设备需要与旧的HAP节点(即切换前的HAP节点)断开连接，然后重新与新的HAP节点(即切换后的HAP节点)建立连接。但是，正如前文中提到的，HIP连接建立时延较大，从而导致用户在不同HAP节点中切换时服务中断时间比较长，严重影响了用户体验。
针对相关技术中HIP设备与HAP端到端连接所引起的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中HIP设备与HAP端到端连接所引起的问题，本发明提供了一种切换方法、注册方法及装置，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种切换方法，该方法包括：切换的目的主机标识协议设备接入节点HAP获取主机标识协议HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识，所述HIP设备通过所述公共标识与所述HAP网络建立连接；所述目的HAP根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接。
优选地，所述目的HAP根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接包括：所述目的HAP根据所述连接信息在本地恢复所述连接；所述目的HAP向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文。
优选地，所述目的HAP根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接包括：所述目的HAP根据所述连接信息在本地恢复所述连接；指示切换至所述目的HAP的控制节点向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文。
优选地，在所述目的HAP获取所述HIP设备与所述HAP网络之间的连接信息之前，所述方法还包括：控制节点确定需要进行切换或者所述控制节点在接收到来自所述HIP设备的切换请求消息之后，发起切换至所述目的节点。
优选地，所述目的HAP通过分布式数据库获取所述HIP设备与所述HAP网络之间的连接信息。
根据本发明的一个方面，还提供了一种注册方法，该方法包括：主机标识协议HIP设备获取HAP网络的公共标识，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识；所述HIP设备使用所述公共标识与所述HAP网络中的HAP节点交互建立连接，其中，所述HAP节点将所述连接的信息保存在所述多个HAP均能访问的数据库中。
优选地，所述HIP设备从所述HAP节点获取HAP网络的公共标识。
优选地，所述方法还包括：所述HIP设备接收所述HAP发送的更新消息，其中，所述更新消息中携带有需要更新的参数和所述公共标识；所述HIP设备使用所述参数对所述连接的信息进行更新，并向所述HAP发送响应消息，其中，所述响应消息用于指示所述HAP更新所述数据库中的所述连接的信息。
优选地，所述方法还包括：所述HIP设备向所述HAP发送注销请求，其中，所述响应请求用于指示所述HAP删除所述数据库中的所述连接的信息。
根据本发明的另一个方面，提供了一种切换装置，位于切换的目的HAP中，该装置包括：第一获取模块，用于获取主机标识协议HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识，所述HIP设备通过所述公共标识与所述HAP网络建立连接；恢复模块，用于根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接。
优选地，所述恢复模块包括：恢复单元，用于根据所述连接信息在本地恢复所述连接；发送单元，用于向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文。
优选地，所述恢复模块包括：恢复单元，用于根据所述连接信息在本地恢复所述连接；指示单元，用于指示控制节点向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文，其中，所述控制节点为指示切换至所述目的HAP的节点。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种注册装置，位于主机标识协议HIP设备中，包括：第二获取模块，用于获取HAP网络的公共标识，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识；建立模块，用于使用所述公共标识与所述HAP网络中的HAP节点交互建立连接，其中，所述HAP节点将所述连接的信息保存在所述多个HAP均能访问的数据库中。
通过上述切换方案，目的HAP可以直接根据连接信息进行恢复，从而节省了HAP与HIP设备建立连接的过程，解决了HIP在不同的HAP之间切换时延较长的问题，减少了切换的时间，实现了快速切换。
通过上述注册方案，解决了HIP设备与HAP端到端连接所引起的问题，对基于HIP的通信进行了改进。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的HAP节点架构示意图；
图2是根据相关技术的HIP设备在HAP节点之间切换的流程图；
图3是根据本发明实施例的注册方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的切换方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的注册装置的结构框图；
图6是根据本发明实施例的切换装置的结构框图；
图7是根据本发明实施例的HIP设备注册流程图；
图8是根据本发明实施例的HIP设备侧状态更新流程图；
图9是根据本发明实施例的HIP设备侧注销流程图；
图10是根据本发明实施例的网络侧发起的在HAP节点之间切换的流程图；
图11是根据本发明实施例的HIP设备发起的在HAP节点之间切换的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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组合。
以下实施例基于图1的架构进行了改进。在以下实施例中提供了一种注册方法，图3是根据本发明实施例的注册方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤S302，HIP设备获取HAP网络的公共标识，其中，HAP网络中的多个HAP共享公共标识；
步骤S304，HIP设备使用公共标识与HAP网络中的HAP节点交互建立连接，其中，HAP节点将连接的信息保存在多个HAP均能访问的数据库中。
通过上述步骤，HIP设备使用了HAP网络的公共标识来建立连接，改变了相关技术中HIP设备与某个HAP建立连接的做法，即该连接的信息可以共享给其他的HAP，即改变了HIP与HAP端到端的架构，从而可以解决端到端架构所带来的问题。
优选地，HIP设备获取到公共标识的方式有很多种，例如，HIP设备可以从HAP节点获取HAP网络的公共标识。
在建立连接之后，HIP还可以进行更新以及注销操作，对这两种操作在本实施例中分别提供了一种优选的方式：
优选的更新方式：HIP设备接收HAP发送的更新消息，其中，更新消息中携带有需要更新的参数和公共标识；HIP设备使用参数对连接的信息进行更新，并向HAP发送响应消息，其中，响应消息用于指示HAP更新数据库中的连接的信息。
优选的注销方式：HIP设备向HAP发送注销请求，其中，响应请求用于指示HAP删除数据库中的连接的信息。
以下以解决图1架构中HAP切换时间长的问题为例来进行说明。
图4是根据本发明实施例的切换方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
步骤S402，切换的目的HAP获取HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，HAP网络中的多个HAP共享公共标识，HIP设备通过公共标识与HAP网络建立连接；
步骤S404，目的HAP根据连接信息与HIP设备恢复连接信息对应的连接。
通过上述步骤，目的HAP可以直接根据连接信息进行恢复，从而节省了HAP与HIP设备建立连接的过程，减少了切换的时间，实现了快速切换。
优选地，在目的HAP根据连接信息在本地恢复连接之后，可以由目的HAP向HIP设备发送更新消息，或者，也可以由指示切换至目的HAP的控制节点向HIP设备发送更新消息。其中，更新消息中携带目的HAP的地址信息，更新消息用于指示HIP设备向目的HAP发送报文。
优选地，对于切换动作的触发，可以由控制节点来确定需要进行切换或者也可以由HIP设备确定进行切换，即控制节点在接收到来自HIP设备的切换请求消息之后，发起切换至目的节点。
优选地，对于连接信息的保存，可以保存在分布式数据库中(例如，分布式P2P数据库)，即目的HAP通过该分布式数据库获取HIP设备与HAP网络之间的连接信息。
在本实施例中还提供了切换装置和注册装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是根据本发明实施例的注册装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：第二获取模块52和建立模块54，下面对该结构进行说明。
第二获取模块52，用于获取HAP网络的公共标识，其中，HAP网络中的多个HAP共享公共标识；建立模块54，连接至第二获取模块52，该模块用于使用公共标识与HAP网络中的HAP节点交互建立连接，其中，HAP节点将连接的信息保存在多个HAP均能访问的数据库中。
图6是根据本发明实施例的切换装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：第一获取模块62和恢复模块64，下面对该结构进行说明。
第一获取模块62，用于获取主机标识协议HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，HAP网络中的多个HAP共享公共标识，HIP设备通过公共标识与HAP网络建立连接；恢复模块64，连接至第一获取模块62，用于根据连接信息与HIP设备恢复连接信息对应的连接。
对于恢复模块64有两种较优的实施方式。
优选实施方式一，该恢复模块64包括：恢复单元，用于根据连接信息在本地恢复连接；发送单元，用于向HIP设备发送更新消息，其中，更新消息中携带目的HAP的地址信息，更新消息用于指示HIP设备向目的HAP发送报文。
优选实施方式二，该恢复模块64包括：恢复单元，用于根据连接信息在本地恢复连接；指示单元，用于指示控制节点向HIP设备发送更新消息，其中，更新消息中携带目的HAP的地址信息，更新消息用于指示HIP设备向目的HAP发送报文，其中，控制节点为指示切换至目的HAP的节点。
以下结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及其优选实施方式。
优选实施例一
在本优选实施例中提供了基于主机标识协议(HIP)设备，HIP设备接入节点(HAP)以及分布式P2P数据库的HIP设备接入节点快速切换方法，该方法包括：
步骤S1，所有HAP设备共享一个公共的Host ID和/或HIT(以下实施例中的Host ID/HIT如无特殊说明均表示Host ID和/或HIT)，该Host ID/HIT可以视为HAP网络的标识，即HAP设备公共标识；
步骤S2，HIP设备在注册的时候，与HAP网络建立连接<HITue，HIThap>，而非固定的某一个HAP节点，网络侧连接的详细信息存储在分布式P2P数据库中；
步骤S3，基于P2P数据库的分布式特性(当然，只要是该数据库能被HAP设备访问即可，P2P数据库是一个较优的实现方式)，每一个HAP设备都能够通过读取<HITue，HIThap>连接的详细信息，从而恢复与HIP设备之间的连接，进而处理来自HIP设备发送的数据报文；
步骤S4，在连接的恢复过程中，切换后的HAP设备只需发送一条更新消息给HIP设备，从而完成不同HAP节点之间的切换。
通过上述步骤，使得HIP设备在不同的HAP节点之间切换时连接恢复的时间短，从而提高了用户体验。此外，作为一个更优的实施例，可以在步骤S4切换成功之后再删除存储在切换前HAP节点中相关的连接信息，这样能够保证在整个切换过程中用户服务不会中断。
优选实施例二
本优选实施例提供了一种HIP设备注册方法，图7是根据本发明实施例的HIP设备注册流程图，如图7所示，该方法包括以下步骤：
步骤S701，HIP设备UE发送I1消息给RVS服务器(Rendezvous Server)，在本优选实施例中，RVS服务器为HIP提供首条消息的转发，这样发起端就可以不需要知道连接对方的地址的详细信息；
步骤S702，RVS服务器将I1消息转给某个HAP节点；
步骤S703，HAP节点从P2P数据库中申请全局唯一参数。例如采用封装静载荷协议(Encapsulation Security Protocol，简称为ESP)封装数据报文，HAP节点申请全局唯一的安全参数索引(Security ParameterIndex，简称为SPI参数)；
步骤S704，HAP节点返回R1消息，全局唯一参数均在R1消息中携带；
步骤S705，UE与HAP节点交互I2，R2消息，完成HIP连接建立；
步骤S706，HAP节点将连接的信息保存到P2P数据库中。
优选实施例三
本优选实施例提供了一种HIP设备侧状态更新方法，图8是根据本发明实施例的HIP设备侧状态更新流程图，如图8所示，该方法包括以下步骤：
步骤S801，当UE侧连接信息需要更新时，UE发送UPDATE消息给之前注册HAP节点；
步骤S802，HAP节点从P2P数据库中申请全局唯一参数。例如采用ESP封装数据报文，HAP节点申请全局唯一的SPI参数；
步骤S803，HAP将网络侧需要更新的参数以及申请的全局唯一参数封装在UPDATE消息中，发送给UE；
步骤S804，UE侧更新联系信息成功之后，返回UPDATE响应消息给HAP节点；
步骤S805，HAP节点将更新后的连接信息更新到P2P数据库中。
优选实施例四
本优选实施例提供了一种HIP设备侧注销方法，图9是根据本发明实施例的HIP设备侧注销流程图，如图9所示，该方法包括以下步骤：
步骤S901，当UE侧注销时，发送CLOSE消息给HAP节点；
步骤S902，HAP节点删除存储在本地的连接信息，然后返回CLOSE ACK消息给UE；
步骤S903，HAP节点删除存储在P2P数据库中相应的连接信息。
优选实施例五
本优选实施例提供了一种网络侧发起的HIP设备在HAP节点之间的切换方法，图10是根据本发明实施例的网络侧发起的在HAP节点之间切换的流程图，如图10所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1001，当控制节点检测到网络负载不均衡，或者某个HAP节点出现故障，或者其他原因需要触发HIP设备的HAP节点切换时，HAP节点会根据相应的性能数据选择为HIP设备选择新的HAP节点。
步骤S1002，所选的HAP节点，也即切换后HAP节点从收到的消息中读取UE的HIT，然后以此为索引从P2P数据库中读取UE与HAP网络之间的连接信息，并在该节点本地恢复此链接；
步骤S1003，切换后的HAP节点向UE发送UPDATE消息，消息中携带切换后HAP节点的地址信息；
步骤S1004，UE更新成功之后返回UPDATE响应消息；
步骤S1005，UE在更新完切换后的HAP节点地址信息之后，就可以向新的HAP节点发送数据报文；
步骤S1006，切换后的HAP节点负责将连接信息更新到P2P数据库中；
步骤S1007，切换后的HAP节点向控制节点返回切换成功响应；
步骤S1008，控制节点向切换前的HAP节点发送删除连接消息；
步骤S1009，切换前的HAP节点删除存储在本地的连接信息，成功之后向控制节点返回相应的成功响应。
优选实施例六
本优选实施例提供了一种HIP设备发起的在HAP节点之间切换的方法，图11是根据本发明实施例的HIP设备发起的在HAP节点之间切换的流程图，如图11所示，该方法包括以下步骤：
步骤1101，当UE检测到HAP节点故障，或者性能不佳，或者其他原因，UE向控制节点发送切换请求消息，消息中携带UE注册的HAP节点信息，控制节点收到消息之后启动切换流程，切换流程与实施例五中步骤S1001-步骤S1009相同，在此不再赘述。
在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。
在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种切换方法，其特征在于，包括：
切换的目的主机标识协议设备接入节点HAP获取主机标识协议HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识，所述HIP设备通过所述公共标识与所述HAP网络建立连接；
所述目的HAP根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的HAP根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接包括：
所述目的HAP根据所述连接信息在本地恢复所述连接；
所述目的HAP向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的HAP根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接包括：
所述目的HAP根据所述连接信息在本地恢复所述连接；
指示切换至所述目的HAP的控制节点向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述目的HAP获取所述HIP设备与所述HAP网络之间的连接信息之前，还包括：
控制节点确定需要进行切换或者所述控制节点在接收到来自所述HIP设备的切换请求消息之后，发起切换至所述目的节点。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述目的HAP通过分布式数据库获取所述HIP设备与所述HAP网络之间的连接信息。
6.一种注册方法，其特征在于，包括：
主机标识协议HIP设备获取HAP网络的公共标识，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识；
所述HIP设备使用所述公共标识与所述HAP网络中的HAP节点交互建立连接，其中，所述HAP节点将所述连接的信息保存在所述多个HAP均能访问的数据库中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述HIP设备从所述HAP节点获取HAP网络的公共标识。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述HIP设备接收所述HAP发送的更新消息，其中，所述更新消息中携带有需要更新的参数和所述公共标识；
所述HIP设备使用所述参数对所述连接的信息进行更新，并向所述HAP发送响应消息，其中，所述响应消息用于指示所述HAP更新所述数据库中的所述连接的信息。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述HIP设备向所述HAP发送注销请求，其中，所述响应请求用于指示所述HAP删除所述数据库中的所述连接的信息。
10.一种切换装置，位于切换的目的HAP中，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取主机标识协议HIP设备与HAP网络之间的连接信息，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识，所述HIP设备通过所述公共标识与所述HAP网络建立连接；
恢复模块，用于根据所述连接信息与所述HIP设备恢复所述连接信息对应的连接。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述恢复模块包括：
恢复单元，用于根据所述连接信息在本地恢复所述连接；
发送单元，用于向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述恢复模块包括：
恢复单元，用于根据所述连接信息在本地恢复所述连接；
指示单元，用于指示控制节点向所述HIP设备发送更新消息，其中，所述更新消息中携带所述目的HAP的地址信息，所述更新消息用于指示所述HIP设备向所述目的HAP发送报文，其中，所述控制节点为指示切换至所述目的HAP的节点。
13.一种注册装置，位于主机标识协议HIP设备中，其特征在于，包括：
第二获取模块，用于获取HAP网络的公共标识，其中，所述HAP网络中的多个HAP共享公共标识；
建立模块，用于使用所述公共标识与所述HAP网络中的HAP节点交互建立连接，其中，所述HAP节点将所述连接的信息保存在所述多个HAP均能访问的数据库中。
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