CN104041093A - 用于分布式移动性管理的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种运行网络设备的方法包括当所述第一移动节点位于归属网络以外时，接收发往位于第一初始归属地址的第一移动节点的报文，以及访问位置数据库来确定所述第一移动节点的当前网络。所述方法还包括所述路由所述报文至所述当前网络中的所述第一移动节点。

Description

用于分布式移动性管理的系统和方法

本发明要求2012年1月6日递交的发明名称为“用于分布式移动性管理移动性的系统和方法”的第61/584031号美国临时申请案，2012年1月6日递交的发明名称为“用于通用分布式和动态移动性管理的系统和方法”的第61/584044号美国临时申请案，以及2013年1月4日递交的发明名称为“分布式移动性管理的系统和方法”的第13/734784号美国非临时申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文本中。

技术领域

本发明大体涉及数字通信，尤其涉及一种用于分布式移动性管理的系统和方法。

背景技术

在移动互联网协议(移动IP)等移动性管理协议中，移动节点(MN)从其归属网络获取归属地址(HoA)，当其附着于访问网络时，获取转交地址(CoA)。归属网络中的移动锚点(MA)，也称归属代理(HA)，拦截发给来自相应节点(CN)的HoA的报文。其随后向CoA转发报文。

发明内容

本发明的示例实施例提供一种分布式移动性管理的系统和方法。

根据本发明的示例实施例，提供一种运行网络设备的方法。所述方法包括当所述第一移动节点位于归属网络以外时，所述网络设备接收发往位于第一初始归属地址的第一移动节点的报文，以及所述网络设备访问位置数据库来确定所述第一移动节点的当前网络。所述方法还包括所述网络设备路由所述报文到所述当前网络中的所述第一移动节点。

根据本发明的另一示例实施例，提供一种用于将报文从第一设备路由到第二设备的方法。所述方法包括所述第一设备的第一移动性路由器确定所述第二设备的第二移动性路由器的第一地址。所述方法还包括所述第一移动性路由器根据所述第二移动性路由器的所述第一地址建立使用所述第二移动性路由器进行分布式路由的机制。

根据本发明的另一示例实施例，提供一种网络设备。所述网络设备包括接收器，以及可操作地耦合到所述接收器的处理器。当所述第一移动节点位于归属网络以外时，所述接收器接收发往位于第一初始归属地址的第一移动节点的报文。所述处理器访问位置数据库以确定所述第一移动节点的当前网络，并且将所述报文路由到所述当前网络中的所述第一移动节点。

根据本发明的另一示例实施例，提供第一移动性路由器。所述第一移动性路由器包括处理器。所述处理器确定第二设备的第二移动性路由器的第一地址，并且根据所述第二移动性路由器的所述第一地址建立使用所述第二移动性路由器进行分布式路由的机制。

实施例的一项优点在于，当MN由于移动性更换网络时，可维持CN和MN之间的短或最佳路由。所述短路由有助于通过减少延迟和通信系统开销来提高通信性能。

实施例的又一优点在于呈现了分布式移动性管理技术。分布式实施方式有助于减少移动性管理中涉及的通信开销以及任一集中式管理实体的计算要求。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统，突出一种将报文路由到移动节点的技术；

图2a示出了根据本文所述的示例实施例的示例第一DMF；

图2b示出了根据本文所述的示例实施例的示例第二DMF；

图3示出了根据本文所述的示例实施例的DMF中操作300的示例流程图；

图4a示出了根据本文所述的示例实施例的通信系统的示例逻辑视图；

图4b示出了根据本文所述的示例实施例的使用基于网络的移动性管理的通信系统450的示例逻辑视图。

图5示出了根据本文所述的示例实施例的带路由分解的通信系统的逻辑视图；

图6a示出了根据本文所述的示例实施例的MR处的RS1-1中的操作600的示例流程图；

图6b示出了根据本文所述的示例实施例的MR处的RS1-2中的操作650的示例流程图；

图7a示出了根据本文所述的示例实施例的MR处的RS2-1中的操作700的示例流程图；

图7b示出了根据本文所述的示例实施例的MR处的RS2-2中的操作750的示例流程图；

图8示出了根据本文所述的示例实施例的MR处的RS3-1中的操作800的示例流程图；

图9示出了根据本文所述的示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作900的示例流程图；

图10示出了根据本文所述的第一示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1000的示例流程图；

图11示出了根据本文所述的第二示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1100的示例流程图；

图12示出了根据本文所述的第三示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1200的示例流程图；

图13示出了根据本文所述的第四示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1300的示例流程图；

图14示出了根据本文所述的第五示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1400的示例流程图；

图15示出了根据本文所述的第六示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1500的示例流程图；

图16示出了根据本文所述的示例实施例的示例第一通信设备；以及

图17示出了根据本文所述的示例实施例的示例第二通信设备。

具体实施方式

下文将详细讨论对当前示例实施例及其结构的操作。但应了解，本发明提供了可以在多种具体环境中实施的许多适用的发明概念。所论述的具体实施例仅仅说明本发明的具体结构以及用于操作本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

将通过特定背景中的示例实施例来描述本发明，该特定背景是指使用移动IP通信协议的通信系统。然而，本发明还可应用于其它通信系统，这些通信系统允许移动节点在网络间移动时保持永久地址。

图1示出了突出一种将报文路由到移动节点的技术的通信系统100。通信系统100使用移动IP并包括多个网络，包括网络#1 105、网络#2 107、网络#3 109、网络#4 111和网络#5 113。通信系统100还包括MN115，其首先向网络#1 105注册，使得网络#1 105为MN115的HN。通信系统100还包括通过网络#5 113访问通信系统100的CN120。

尽管理解通信系统可以采用能够与多个MN和CN通信的多个网络，但为简洁起见，只示出五个网络、一个MN以及一个CN。

通过向网络#1 105注册，归属地址(HoA)被指派给MN115。移动锚点，通常也称HA，可用于维护MN115的移动性信息。图1中HA和GW的组合示为GW/HA125。GW/HA125在MN115的HN，即网络#1 105中运行，并且拦截源节点(例如，CN120)发往HoA的报文，并且向所述CoA转发所述报文。

如果MN115通过其移动性将其网络从其当前网络(即网络#1 105)更换到新网络(例如，网络#4 111)，HA可以在新网络中给MN115指派转交地址(CoA)。应注意在图1中，为避免混淆，在其新网络中运行的MN115示为MN117。然而，预期发往MN117(原先的MN115)的报文可能仍发往MN117的HoA，因此经由路由130被路由到GW/HA125，路由130可能随后将报文通过隧道(隧道135)发送到MN117的新网络(例如，网络#4 111)并最终发送到MN117。

如图1所示，从CN120到MN117的报文采取的路径可能不是最佳的。报文必须经过多个网络到达网络#1 105的GW/HA125，随后到达网络#4 111并最终到达MN117，而不是直接从网络#5 113到网络#4 111然后到MN117。

根据示例实施例，可能通过在通信系统的每个网络中具有分布式移动性功能来提供分布式移动性管理。当MN首先附着于通信系统、管理和跟踪移动时的MN的网络间位置管理以及拦截发往MN的HoA或来自MN的HoA的报文并且将这些报文转发到它们预期的目的地的移动性路由时，DMF可用于将HoA分配给MN。

图2a示出了第一DMF200。DMF200可能是用于在通信系统中提供分布式移动性管理的DMF的第一示例实施例。DMF200可能位于通信系统的每个网络中。当MN首先附着于DMF200所在的通信系统的网络时，DMF200可包括用于将HoA分配到MN的归属地址分配单元205。DMF200还包括管理和跟踪移动时(可能更换网络和/或完全退出通信系统)的MN的位置管理单元210。当MN首先附着于通信系统的网络或MN离开网络时，位置管理单元210还可为MN建立记录。DMF200还可包括移动性路由单元215，该单元拦截发往MN的HoA或来自MN的HoA的报文并且将这些报文转发到它们预期的目的地。

DMF200可耦合到数据库220，数据库220可实施为分布式数据库并用于存储关于MN的位置信息。例如，当MN首先附着于通信系统的网络时，位置管理单元210可在数据库220中建立MN的记录，如果MN由于移动性应更换网络，那么MN的记录可由位置管理单元210更新。应注意，当(和如果)MN移动到与其它DMF关联的网络中，通信系统的另一网络中的另一DMF还可为MN建立记录。或者，数据库220还可实施为集中式数据库，其中通信系统的DMF存储其各自MN的位置信息。或者，数据库220可实施为分布式和集中式数据库的组合。

图2b示出了第二DMF250。DMF250可能是用于在通信系统中提供分布式移动性管理的DMF的第二示例实施例。DMF250可能位于通信系统的每个网络中。当MN首先附着于DMF250所在的通信系统的网络时，DMF250可包括用于将HoA分配到MN的归属地址分配单元255。DMF250还包括管理和跟踪移动时(可能更换网络和/或完全退出通信系统)的MN的位置管理单元260。当MN首先附着于通信系统的网络时，位置管理单元260还可建立MN的记录。DMF250还可包括移动性路由单元265，该单元拦截发往MN的HoA或来自MN的HoA的报文并且将这些报文转发到它们预期的目的地。

DMF250可包括数据库270，数据库270可实施为分布式数据库并用于存储关于MN的位置信息。例如，当MN首先附着于通信系统的网络时，位置管理单元260可在数据库270中建立MN的记录，如果MN由于移动性应更换网络，那么MN的记录可由位置管理单元260更新。应注意，当(和如果)MN移动到与其它DMF关联的网络中，通信系统的另一网络中的另一DMF还可为MN建立记录。或者，数据库270可实施为分布式和集中式数据库的组合，意味着数据库270的一部分位于集中式数据库。

DMF200和/或DMF250可在网络的网关路由器、网络的访问路由器、网络中单独的独立实体中实施，嵌入到通信控制器(例如，基站、演进型NodeB、NodeB、交换机、移动性管理实体(MME)等)等。数据库220和/或数据库270可实施为具有(为DMF200和/或DMF250的一部分或耦合到DMF200和/或DMF250的)控制器的存储设备。数据库220和/或数据库270可以是分布式数据库和集中式数据库的组合。

应注意，移动性路由单元215和265实施分布在多处(例如，在通信系统的每个网络的每个DMF中)的移动性路由(MR)功能，这样可以优化报文的路由。然而，在控制平面中，位置管理单元210和260实施的位置管理(LM)可提供HoA和转交地址(CoA)之间映射的分布式数据库。分布式数据库(例如，数据库220和270)可以具有多个服务器，这些服务器可以单独地在每个网络的每个DMF中与归属地址分配单元205和255合设。

图3示出了DMF中的操作300的流程图。操作300可表示当DMF进行分布式移动性管理时发生在DMF(例如，DMF200和DMF250)中的操作。

操作300可包括DMF确定其是否与新MN关联(方框305)。如果DMF与新MN关联，那么DMF可将HoA指派给新MN(方框310)。DMF的归属地址分配单元可将HoA指派给新MN。例如，新MN的HoA可属于指派给DMF的地址的范围。DMF还可在位置数据库为新MN建立记录。但是这并不必要，除非新MN预期离开其归属网络。DMF的位置管理单元在新MN的位置数据库中建立记录，该记录可包括新MN的HoA、新MN的归属网络(即与DMF关联的网络)、新MN的识别信息、新MN的用户信息等信息。

DMF还可确定MN是否更换了网络(方框320)。一般而言，MN可通过进行第一网络和第二网络之间的切换来更换网络，第一网络成为MN的旧网络而第二网络成为MN的新网络。如果MN已经更换了网络，那么DMF可在位置数据库中更新MN的记录。例如，如果DMF与第一网络关联，那么DMF可使用第二网络的信息在其位置数据库中更新MN的记录。然而，如果DMF与第二网络关联，那么DMF可在其位置数据库中为MN建立记录并且包括MN的HoA、MN的归属网络(即MN关联的网络)、MN的识别信息、MN的用户信息等信息等。

DMF可以确定其是否已经接收了发往MN的HoA或源自MN的HoA的报文(方框330)。如果DMF已经接收了这样一个报文，那么DMF可访问位置数据库以确定MN的网络(方框335)。根据位置数据库中MN的网络，DMF可将该报文路由到其目的地(方框340)。

图4a示出了通信系统400的逻辑视图。通信系统400包括由网络各自的DMF表示的三个网络：DMF405、DMF407和DMF409。每个DMF包括LM(位置管理单元的逻辑表示)和MR(移动性路由单元的逻辑表示)。

如图4a所示，MN410(在图4a中示为MN11)首先附着于和DMF405关联的网络(即其归属网络)并且经指派得到HoA412(在图4a中示为HOA11)。MN410(MN11)移动到与DMF409关联的网络。尽管其已经更换了网络，HoA412仍然是MN410(MN11)的HoA。通常，对于在MN410(MN11)附着于其归属网络之前就已开始并在切换之后要求连续性的会话，MN410(MN11)可使用HoA412。当MN410(MN11)附着于其归属网络，不需要分布式移动性管理并且可以不向位置数据库添加MN410(MN11)的记录。

在MN410(MN11)切换到与DMF409关联的网络之后，LM415可在位置数据库中建立MN410(MN11)的记录。例如，LM415可包括HoA412向MR420的映射。换言之，与MN410(MN11)关联的映射可指向与DMF409关联的网络，并且与DMF409关联的网络(例如，MR420)可跟踪如何到达MN410(MN11)。例如，当MN410(MN11)在与DMF409关联的网络内进行网络内切换时，多层次映射的使用可有助于避免向LM415频繁更新信令。

通常，在基于网络的移动性管理中，在DMF和MN的MR功能之间插入代理(或代理功能)。应注意，本文所呈现的DMF和其关联的架构可应用于基于主机和基于网络的移动性管理。图4b示出了使用基于网络的移动性管理的通信系统450的逻辑视图。如上所述，通信系统450包括位于DMF(例如DMF455)和MN之间的代理(例如代理410)。这些代理可位于访问路由器中，访问路由器可称为代理中定义的移动访问网关。

图5示出了带路由分解的通信系统的逻辑视图。一般而言，使用分布式移动性管理的通信系统中的CN505和MN510之间的路由可分解为三个单独的路由段。第一路由段515包括与DMF525关联的网络的CN505和MR520之间的路由段。第二段530包括与DMF540关联的网络的MR520和MR535之间的路由段。第三段545包括MR535和MN510之间的路由段。通过使用本文所述的示例实施例，可实施多种不同的分布式移动管理设计。

例如，对于第一路由段515，可以使用任意播送方式的路由技术来将报文路由到MR520(任意播送方式的路由技术在本文中被称为RS1-1)。本文使用的任意播送方式的路由技术通过使MR520在其路由通知中包括MN510的HoA来操作，如同每个MR都是HoA的目的地。路由通知可影响路由表，这样发往HoA的报文将被路由到MR520。图6a示出了MR处的RS1-1中的操作600的流程图。现参见图5，又例如，对于第一路由段515，MR520可位于报文总是通过的设备中(报文总是通过的设备中的MR的位置在本文中称为RS1-2)。此类设备的示例包括与DMF525关联的网络的网关路由器或与DMF525关联的网络的访问路由器。图6b示出了MR处的RS1-2中的操作650的流程图。

现参见图5，例如，对于第二路由段530，可以使用对位置数据库的查询，查询的结果信息用于建立隧道以将报文通过隧道发送到MR535(对位置数据的查询在本文中称为RS2-1)。可能会引发(与查询位置数据库和建立隧道关联的)延迟。然而，可以保存这些结果(来自查询以及隧道的信息)供后续使用。或者，可以将第一报文首先发送到HN，直到接收到针对该查询的回复。图7a示出了MR处的RS2-1中的操作700的流程图。现参见图5，又例如，对于第二路由段530，可以使用MIP或代理MIP机制将第一报文发送到MN510的归属网络(使用MIP或代理MIP在本文中称为RS2-2)。第一报文可以被MR520拦截，MR520使用位置数据库确定MN510的当前位置并且使用位置数据库中的映射将报文通过隧道发送到MR535。MR535可通知DMF525(CN505的DMF)将后续报文通过隧道直接发送到MR535。MR535可通过通知MR520或向LM550发送信息来忽略DMF525。在任何一种情况下，信息对于MR520变得可用，MR520可在其自身存储器中维护该信息以用于路由后续报文。图7b示出了MR处的RS2-2中的操作750的流程图。

现参见图5，例如，对于第三路由段545，MR535可跟踪MN510的位置并且使用网络内移动性管理机制将报文路由到MN510(使用网络内移动性管理机制在本文中称为RS3-1)。图8示出了MR处的RS3-1中的操作800的流程图。

现参考图5，应注意，上文列出的一个路由段的示例的任意选择可以和上文列出的另一路由段的示例的任意选择组合使用。作为说明性示例，针对第一路由段515的任意播送形式的路由(RS1-1)、MR的位置(RS1-2)等选择可以独立于针对第二路由段530的位置数据库查询(RS2-1)、第一报文路由到归属网络(RS2-2)等的选择。一般而言，由于分布式移动性管理的分布式性质，报文如何到达MR是无关紧要的。因此，可彼此独立地为每个路由段选择路由技术(为每个路由段选择的路由技术也可独立操作)。

作为另一说明性示例，对于第二路由段530，RS2-1使用对位置数据库的查询而RS2-2不使用。在位置数据库的通用设计中，无论使用的是RS2-1还是RS2-2，位置数据库系统都可支持数据库查询。在RS2-1中，数据库查询可由MR520发起。因此，MN510的归属网络的LM仅需要支持数据库查询，不涉及归属网络的MR。因此，无论归属网络使用RS2-1或RS2-2，MR520可使用RS2-1。因此，对于第二路由段530，如果归属网络使用RS2-2而MR520使用RS2-1，在查询归属网络后(不关注使用RS2-2的归属网络)，MR520已经接收到将第一报文通过隧道发送到与DMF540关联的网络所需的信息。

作为又一说明性示例，对于第二路由段530，如果归属网络的MR使用RS2-1而MR520使用RS2-2，归属网络的MR可预期MR520来查询位置数据库。然而，由于其使用RS2-2，MR520不进行查询。相反，MR520将第一报文转发到归属网络，第一报文被归属网络的MR拦截。CN505的网络可预期归属网络将报文转发到与DMF540(即受访网络)关联的网络中的MN510并且通知MR520到受访网络的优化路由。在RS2-1中，归属网络的MR自身不通知MR520优化的路由，这可导致所有后续报文经由归属网络路由到MN510。应注意，这是集中式移动性管理的标准做法。然而，在分布式移动性管理中，归属网络的MR可将第一报文的接收视为数据库查询并将MN510的位置信息发送到MR520或LM550。因此，CN505的网络具有受访网络中的MN510的信息。因此，MR520能够通过隧道将后续报文发送到受访网络。

根据示例实施例，通信系统可以具有实施分布式移动性管理的网络子集和实施集中式移动性管理的网络子集。例如，当实施分布式移动性管理的网络中的CN向实施集中式移动性管理的网络中的MN发送报文时，其可尝试查询MN的归属网络的位置数据库，但其可能不会接收到回答。然而，CN的MR可能仍使用现有MIP机制将报文转发到归属网络。

本文所揭示的示例实施例提供了对动态移动性管理的支持。当MN在其归属网络中运行时，可能不需要提供网络间移动性管理，因为归属网络内的本地移动性管理是充足的。如前所述，只有当MN移动到受访网络时，归属网络的LM才可以维护MN的HoA到受访网络的MR的地址的绑定。

当MN移动到受访网络时，MN可具有两个地址(或前缀)，即HoA和CoA，MN可根据特定应用的需要使用这两个地址。例如，一些应用，例如在MN执行向受访网络的切换之前已经在使用HoA的先前网络中开始的应用，要求使用HoA。为了保持会话连续性，MN可能需要继续使用受访网络中的HoA。又例如，一些应用，例如如果MN使用动态前缀且在结束向受访网络的切换之后开始新应用，可能不要求使用HoA。在这种情况下，MN可使用CoA来建立新会话并且不使用HoA。因此，归属网络不涉及提供移动性支持。归属网络可能还需要确定MN是否需要移动性支持。如果MN不需要移动性支持但归属网络不知道，归属网络可能会提供该不需要的支持而浪费资源。

一旦使用HoA的MN的正在进行的会话(或应用)完成，MN可从归属网络的LM上注销，从而允许归属网络的LM移除HoA到受访网络的MR的绑定。MN随后可以使用CoA用于将来的会话。

根据示例实施例，当MN使用动态地址(或前缀时)，归属网络的地址(或前缀)分配过程可以与归属网络的LM通信或与归属网络的LM合设。地址(或前缀)分配过程可在有限时间跨度(或租期)内分配地址(或前缀)，并且当租期过期时，LM可移除HoA到受访网络的MR的绑定。因此，MN不再使用HoA并且HoA可能被分配到其它MN。

根据示例实施例，租期过期之后受访网络中是有可能存在使用MN的HoA的正在进行的应用(或会话)的。因此，尽管MN已经移动到受访网络，MN可能有必要更新HoA的租期通过使用基于主机的移动性管理系统，MN可请求归属网络更新HoA。通过基于网络的移动性管理系统，代理可进行移动性信号发送以代表MN请求更新HoA，同时还作为MN和归属网络之间的代理。换言之，代理将代表MN进行HoA的更新。

根据示例实施例，对于受访网络中的网络实体而言，更新归属网络中分配的地址(或前缀)的租期可能是一种新颖的行为。或者，归属网络的MR还可作为受访网络的MN或MR和归属网络的地址(或前缀)分配过程之间的代理。在此情况下，地址(或前缀)分配过程可从归属网络接收关于租期更新的消息。

在典型部署中，通信系统包括具有不同能力的网络的混合。一些网络可支持分布式移动性管理，而其他网络可支持集中式移动性管理。因此，将会存在涉及不同网络的混合的通信。例如，一个网络可拥有分布式移动管理从而支持分布式移动性(该网络称为D网络)，另一网络可能没有分布式移动性管理并且是支持集中式移动性管理的传统网络(该网络被称为C网络)。

支持以下可能的不同组合：

-D网络到D网络的通信：D网络中的节点可与另一D网络的另一节点通信。两者都能够充分利用分布式移动性管理；

-D网络到C网络的通信：D网络中的节点可与另一C网络的另一节点通信。C网络仅支持集中式移动性管理，因此D网络还必须支持集中式移动性管理使得节点间的通信能够发生；并且

-C网络到C网络的通信：C网络中的节点可与另一C网络的另一节点通信。两者都能够使用集中式移动性管理。

如前所述，一种用于将第一报文从CN路由到MN的分布式移动性管理技术涉及根据为CN和CN的MR之间的第一路由段选择的分布式移动性管理技术(例如，RS1-1或RS1-2)将第一报文从MR路由到CN的MR。如果MN已经从其归属网络移动到受访网络，CN的MR却不知道MN已经移动到受访网络。因此，CN的MR可能将第一报文发送到MN的归属网络，这意味着第一报文将到达归属网络的MR。如果归属网络为D网络并且MN已经移动到受访网络，那么归属网络的MR可能需要知道CN的网络(即发送方网络)是D网络还是C网络(即发送方网络是否使用分布式移动管理)。据此知识，归属网络的MR可发信号通知发送方网络的MR建立分布式移动性路由。

图9示出了在通信系统的两个网络之间的通信中的操作900的流程图。操作900可以表示当两个网络通信时，在发送方网络和/或接收方网络中发生的操作。

操作900可开始于第一网络的第一MR确定第二网络的第二MR的能力和/或地址(方框905)。第一MR可使用各种技术来确定第二MR的能力和/或地址。示例技术将在下文中详细论述。通过使用第二MR的地址，第一MR和第二MR可建立用于分布式移动通信的机制(方框910)。例如，第一MR和第二MR可交换消息来建立在CN和MN之间路由报文所需的、如前文所述的第一路由段、第二路由段和/或第三路由段等路由段。

图10示出了根据第一示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1000的流程图。操作1000可表示在根据第一示例实施例的通信系统中发生的操作。

操作1000可开始于第一网络(例如，发送方网络)的MR向位置数据库注册，这样其它网络可能发现其分布式移动性管理能力(方框1005)。由于第一网络的MR在位置数据库中注册，第二网络的MR，例如接收方网络的MR(即MN的归属网络)，可能能够确定第一网络的MR的地址(方框1010)。因此，当来自第二网络的节点向第一网络中的节点发送报文时，第一网络的MR可查询位置数据库以确定第二网络是否拥有MR，即第二网络具有分布式移动管理能力。第一网络和第二网络的MR可进行信号发送以执行分布式移动性管理(方框1015)。换言之，第一网络和第二网络的MR可建立用于分布式移动性管理的机制。

根据示例实施例，注册可基于网络的地址前缀(例如，IP地址)范围。发送方网络可负责用于将前缀和/或地址分配到附着于该发送方网络的节点的一系列地址前缀。当来自发送方网络的报文到达接收方网络(刚好是D网络)时，接收方网络的MR可以检查地址前缀和/或地址并使用发送方的前缀和/或地址来查询位置数据库。如果发送方网络的MR已经在位置数据库注册，则位置数据库可提供发送方网络的MR的前缀和/或地址。随后，接收方网络中的MR可与发送方网络中的MR通信以建立用于分布式移动性管理的机制。

根据示例实施例，位置数据库可使用域名系统(DNS)数据库等常用位置数据库。由于不需要添加新数据库，因此使用常用数据库来添加新数据库条目以形成位置数据库和查询位置数据库更加简单。

图11示出了根据第二示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1100的流程图。操作1100可表示在根据第二示例实施例的通信系统中发生的操作。

根据第二示例实施例，根据为第一路由段RS1选择的技术，来自(第二网络中的)CN的发往(第一网络中的)MN的第一报文可能路由到CN的MR。然而，MN已经从其归属网络移动到受访网络，但CN的MR并不知情。因此，CN的MR可将第一报文发送到归属网络，这意味着归属网络(也是第一网络)的MR将接收第一报文。归属网络的MR可检查第一报文以确定CN的前缀和/或地址(方框1105)。然而，归属网络的MR并不知道CN的MR的前缀和/或地址。

归属网络的MR可将控制报文发送到第一报文的前缀(方框1110)。例如，控制报文可以发送到第二网络中不存在的节点。换言之，控制报文可以发送到指定给不存在的节点的特殊地址。CN的MR可以接收报文(方框1115)。归属网络的MR和CN的MR可进行信号发送以进行分布式移动性管理(方框1120)。

图12示出了根据第三示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1200的流程图。操作1200可表示在根据第三示例实施例的通信系统中发生的操作。

根据第三示例实施例，根据为第一路由段RS1选择的技术，来自(第一网络中的)CN的发往(第二网络中的)MN的第一报文可能路由至CN的MR。然而，MN已经从其归属网络移动到受访网络，但CN的MR并不知情。CN的MR可将第一报文发送到归属网络(方框1205)。第一报文可能用一个指示符标记，指示CN的网络(第一网络)为D网络。第一报文还可包括CN的MR的地址。MN的MR可以处理第一报文(方框1210)。在第一报文的处理过程中，MN的MR可能能够(从指示符)确定第一网络为D网络以及(从第一报文中包括的CN的MR的地址)确定CN的MR的地址。归属网络的MR和CN的MR可进行信号发送以进行分布式移动性管理(方框1215)。

图13示出了根据第四示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1300的流程图。操作1300可表示在根据第四示例实施例的通信系统中发生的操作。

一般而言，可以在通信系统的每个网络中使用服务器来分布位置数据库。位置数据库以及前缀和/或地址分配功能可合设或可能能够彼此通信。通常，前缀和/或地址分配功能将全局唯一前缀和/或地址指派给相应网络中的节点。前缀和/或地址分配功能可用于在指定前缀和/或地址范围内指派前缀和/或地址。位置数据库可能知道通信系统中每个网络的不同前缀和/或地址范围。

操作1300可开始于划分地址空间和指派不同的范围到不同的网络(方框1305)。根据第四示例实施例，给每个网络指派不相交范围的前缀和/或地址，从而两个网络不会指派重叠的前缀和/或地址。由于前缀和/或地址不相交，当归属网络的MR或CN的MR接收第一报文时，其可能能够确定MR(或其地址)负责路由第一报文(方框1310)。例如，归属网络的MR或CN的MR可根据第一报文的地址访问位置数据库以进行反向查找来确定路由第一报文的MR(或其地址)。归属网络的MR和CN的MR可和路由第一报文的MR一起进行信号发送以进行分布式移动性管理(方框1315)。

图14示出了根据第五示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1400的流程图。操作1400可表示在根据第五示例实施例的通信系统中发生的操作。

操作1400可开始于第一网络(例如，CN的网络)的MR访问位置数据库以确定位于第二网络的MN的MR的地址(方框1405)。位置数据库可通过MN当前所处的第二网络的MR的地址来提供第一网络的MR。第一网络的MR和第二网络的MR可进行信号发送以进行分布式移动性管理(方框1410)。

图15示出了根据第六示例实施例的在通信系统的两个网络之间的通信中的操作1500的流程图。操作1500可表示在根据第六示例实施例的通信系统中发生的操作。

操作1500可开始于第一网络的MR(例如，MN的归属网络)向(位于第二网络的)MN的位置数据库发送关于MN的位置信息。第一网络的MR可使用位置数据库来提供位置信息。这可以由第一网络的MR通过访问第二网络的MR的位置数据库实现(方框1505)。第一网络的MR和第二网络的MR可进行信号发送以进行分布式移动性管理(方框1510)。

图16提供第一通信设备1600的说明。通信设备1600可以是具有DMF的网关路由器、访问路由器等网络实体的实施方案。通信设备1600可用于实施本文所论述的各种实施例。如图16所示，发射器1605用于发送报文和/或信号，而接收器1610用于接收报文和/或信号。发射器1605和接收器1610可具有无线接口、有线接口或其组合。

地址分配单元1620用于为附着于包含通信设备1600的网络的节点分配前缀或地址，例如HoA。例如，当节点首先附着于网络(称为该节点的归属网络)时，地址分配单元1620可将初始HoA指派给该节点。位置管理单元1622用于管理和跟踪移动时(可能更换网络和/或退出通信系统)的节点。位置管理单元1622用于当节点离开其归属网络时，管理网络的位置数据库和建立节点的记录。移动性路由单元1624用于拦截发往节点的HoA或来自节点的HoA的报文并将这些报文转发到它们的预期目的地。存储器1630用于存储地址、前缀、地址范围、前缀范围、报文、位置信息、位置数据库等。

通信设备1600的元件可实施成特定的硬件逻辑块。在替代性实施例中，通信设备1600的元件可实施成在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代性实施例中，通信设备1600的元件可实施成软件和/或硬件的组合。

例如，发射器1605和接收器1610可实施为专用硬件块，而地址分配单元1620、位置管理单元1622和移动性路由单元1624可以是在处理器1615、微处理器、定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。地址分配单元1620、位置管理单元1622和移动性路由单元1624可作为模块存储在存储器1630中。

图17提供第二通信设备1700的说明。通信设备1700可以是具有DMF的网关路由器、访问路由器等网络实体的实施方案。通信设备1700可用于实施本文所论述的各种实施例。如图17所示，发射器1705用于发送报文和/或信号，而接收器1710用于接收报文和/或信号。发射器1705和接收器1710可具有无线接口、有线接口或其组合。

地址确定单元1720用于确定网络实体(例如，网络的MR)的地址或前缀。地址确定单元1720可使用各种技术确定地址和/或前缀，包括访问位置数据库、处理接收的报文、使用地址范围和/或前缀范围等。移动性路由单元1722用于和通信系统中的另一实体一起进行信令发送以建立移动性路由机制。存储器1730用于存储地址、前缀、地址范围、前缀范围、报文、位置信息、位置数据库等。

通信设备1700的元件可实施为特定的硬件逻辑块。在替代性实施例中，通信设备1700的元件可实施为在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代性实施例中，通信设备1700的元件可实施为软件和/或硬件的组合。

例如，发射器1705和接收器1710可实施为专用硬件块，而地址确定单元1720和移动性路由单元1722可以是在处理器1715、微处理器、定制电路或现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列中执行的软件模块。地址确定单元1720和移动性路由单元1722可作为模块存储在存储器1730中。

尽管已详细描述本发明及其优点，但应理解，在不脱离所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种改变、替代和更改。

Claims (24)

1.一种操作网络设备的方法，其特征在于，所述方法包括：

当所述第一移动节点位于归属网络以外时，所述网络设备接收发往位于第一初始归属地址的第一移动节点的报文；

所述网络设备访问位置数据库以确定用于所述第一移动节点的当前网络；以及

所述网络设备路由所述报文到所述当前网络中的所述第一移动节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一移动节点首先附着于所述归属网络时，所述第一归属地址被指派给所述第一移动节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，访问所述位置数据库包括在所述当前网络中检索第一移动性路由器的地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括使用新网络的第二移动性路由器更新所述位置数据库。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述报文路由到所述当前网络中的所述第一移动性路由器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，访问所述位置数据库包括在所述当前网络中检索第一访问路由器的地址。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括使用所述第一移动节点的新网络更新所述位置数据库。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，更新所述位置数据库发生于所述第一移动节点切换到所述新网络之后。

9.一种用于将报文从第一设备路由到第二设备的方法，所述方法包括：

所述第一设备的第一移动性路由器确定所述第二设备的第二移动性路由器的第一地址；以及

所述第一移动性路由器根据所述第二移动性路由器的所述第一地址建立使用所述第二移动性路由器进行分布式路由的机制。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述第二移动性路由器的所述第一地址包括访问位置数据库以确定所述第二移动性路由器的所述第一地址。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述第二移动性路由器的所述第一地址包括：

确定来自所述第二设备的第一报文的第一源地址；以及

将控制报文传输到第二地址，所述第二地址和所述第一报文的所述第一源地址具有相同的地址前缀。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述第二移动性路由器的所述第一地址包括：

从所述第二移动性路由器接收包括地址信息的第二报文；以及

从所述地址信息确定所述第二移动性路由器的所述第一地址。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述第二移动性路由器的所述第一地址包括：

根据从所述第二设备接收的第三报文的第二源地址确定所述第二设备的地址范围；以及

根据所述地址范围识别所述第二移动性路由器。

14.一种网络设备，其特征在于，包括：

接收器，用于当所述第一移动节点位于归属网络以外时，接收发往位于第一初始归属地址的第一移动节点的报文；以及

可操作地耦合到所述接收器的处理器，所述处理器用于访问位置数据库以确定所述第一移动节点的当前网络，并且将所述报文路由到所述当前网络中的所述第一移动节点。

15.根据权利要求14所述的网络设备，其特征在于，所述处理器用于在所述当前网络中检索第一移动性路由器的地址。

16.根据权利要求15所述的网络设备，其特征在于，所述处理器用于将所述报文路由到所述当前网络中的所述第一移动性路由器。

17.根据权利要求14所述的网络设备，其特征在于，所述处理器用于在所述当前网络中检索第一访问路由器的地址。

18.根据权利要求14所述的网络设备，其特征在于，所述处理器用于使用新网络的第二移动性路由器的地址更新位置数据库。

19.根据权利要求14所述的网络设备，其特征在于，所述处理器用于使用第二移动节点进行附着流程，并且将第二初始归属地址指派到所述第二移动节点。

20.第一移动性路由器，其特征在于，包括：

处理器，用于确定第二设备的第二移动性路由器的第一地址，并且根据所述第二移动性路由器的所述第一地址建立使用所述第二移动性路由器进行分布式路由的机制。

21.根据权利要求20所述的第一移动性路由器，其特征在于，所述处理器用于访问位置数据库以确定所述第二移动性路由器的所述第一地址。

22.根据权利要求20所述的第一移动性路由器，其特征在于，所述处理器用于确定来自所述第二设备的第一报文的第一源地址，其中所述第一移动性路由器进一步包括可操作地耦合到所述处理器的发射器，所述发射器用于将控制报文传输到第二地址，所述第二地址与所述第一报文的第一源地址具有相同的地址前缀。

23.根据权利要求20所述的第一移动性路由器，其特征在于，进一步包括可操作地耦合到所述处理器的接收器，所述接收器用于从所述第二移动性路由器接收包括地址信息的第二报文，其中所述处理器用于从所述地址信息确定所述第二移动性路由器的所述第一地址。

24.根据权利要求20所述的第一移动性路由器，其特征在于，所述处理器用于根据从所述第二设备接收的第三报文的第二源地址确定所述第二设备的地址范围，并且根据所述地址范围识别所述第二移动性路由器。