CN104486742A - 一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法和装置，通过在移动节点的当前移动管理域和其上一移动管理域之间，或者在移动节点的当前移动管理域和其家乡移动管理域之间，建立跨移动管理域的两个移动接入网关之间双向隧道，并在这个双向隧道上进行业务数据的转发处理，实现移动节点的跨域切换。本发明的这种跨域切换机制只需要在两个移动接入网关之间建立双向隧道，可以充分利用移动接入网关的处理能力，降低切换时对集中式控制节点LMA的负荷。

Description

一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及实现代理移动管理域的域间移动性管理方法和装置。

背景技术

移动互联网是下一代网络的发展方向，而移动性管理是移动互联网的一个研究热点。在现有的移动性管理方案中，例如移动IPv6(MIPv6)协议扩展了IP协议，以支持节点的移动性。为了降低切换时延，先后出现了分层移动IPv6(HMIPv6)、快速切换移动IPv6(FMIPv6)等快速切换协议。上述移动管理协议均要求移动节点(MN，Mobile Node)参与，用户协议栈较为复杂。

而移动节点在当前的移动互联网中移动时，需要维持一个固定的端点，以提供其与对端节点(CN，Corresponding Node)的无缝连接与通信。为了支持移动节点的移动性，现有技术先是提出了移动IPv4(MIPv4)，由于MIPv4具有三角路由，IP地址不够，安全性等方面的问题。之后又提出了移动IPv6(MIPv6)，移动IPv6可以很好的解决三角路由和IP地址不够，安全性等方面的问题。但是同样存在着切换的时候网络层切换时延比较大的问题。网络层的切换时延由三部分组成：移动性检测时延，转交地址配置时延，绑定更新时延。移动性检测时延的产生是因为：当MN通过移动检测确定现在连接在家乡链路还是外地链路。当连接在外地链路的时候，MN需要得到一个转角地址。转角地址配置时延是指当MN漫游到外地网络后，得到转角地址的时延。绑定更新时延的产生是因为：当MN得到了转交地址后，需要把转交地址告诉家乡网络，家乡网络对其进行绑定更新。针对MIPv6网络层切换时延大的问题，还提出了FMIPv6和HMIPv6，FMIPv6可以减少转交地址配置时延。其中HMIPv6可以减少绑定更新时延。

由于MIPv4，MIPv6，FMIPv6和HMIPv6都是基于主机的移动性管理协议，需要移动节点参与，这会增加移动节点协议栈的复杂度。由于会增加MN协议栈的复杂度，基于此，IETF提出了一种新的移动性管理算法——代理移动IP协议(PMIPv6，Proxy MIPv6)，可以有效降低用户协议栈的复杂度。在RFC5213中详细的介绍了PMIPv6。如图1所示，PMIPv6的基本架构和概念如下：

(1)PMIPv6域：指的是MN的移动性管理用的是PMIPv6协议的网络

(2)LMA：在PMIPv6域中，LMA是MN的家乡代理，是MN家乡网络前缀的拓扑锚节点，负责MN的绑定状态。它有MIPv6中HA的基本功能。

(3)移动接入网关(MAG)：它是在一个在接入路由器上的功能模块，它负责MN与移动相关的信令，跟踪MN的移动，检测MN离开和接入链路，向LMA发送信令。

(4)LMAA：指的是LMA的接口地址，它是LMA与MAG建立的隧道的传输端点，这是MAG给LMA发送代理绑定更新消息的地址。

(5)P-COA：指的是代理转交地址，是配置在MAG外部接口上的全局地址，即LMA与MAG之间建立的隧道的传输端点。

(6)MN-HNP：是分配给MN和MAG之间链路的网络前缀，一条链路可以分配多个网络前缀，MN可以根据网络前缀来配置它的接口地址。如果MN有多个接口，给每一个接口分配的网络前缀必须是唯一的。

由于PMIPv6域的服务范围有限，因此MN不可避免的会在PMIPv6域间发生切换。该协议只介绍了域内移动的情况，没有介绍域间移动的情况。

在公开号为CN101621438的中国专利申请中提供了一种域间移动性管理方案。如图2所示，当MN漫游到外地网络后，会在LMAh和LMAv，LMAv和MAGv之间建立隧道。由于PMIPv6是集中式管理，LMA对域内所有的用户服务，当漫游的移动节点数目多的时候，会增加LMAv的负荷。

发明内容

本发明提供一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法和装置，解决了现有技术中在移动节点的域间移动性管理中需要移动节点参与，移动节点协议栈复杂度高，以及增加集中式控制节点LMA负荷的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提出一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法，包括：

移动节点进入当前移动管理域后建立所述移动节点与所述当前移动管理域的移动接入网关之间的连接；

建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道，或者建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道；

建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系；

处理移动过程中利用所述双向隧道转发所述移动节点的发送或接收的业务数据。

在本发明的一种实施例中，在所述移动节点进入当前移动管理域之前还包括：

建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的连接，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的连接。

在本发明的又一种实施例中，所述转发所述移动节点的发送或接收的业务数据之前还包括：对所述移动节点进行合法性认证。

进一步的，所述合法性认证包括：

当前移动管理域的移动接入网关对所述移动节点的认证查询消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器；

所述上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器的认证应答消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到当前移动管理域的移动接入网关。

在本发明的再一种实施例中，所述建立双向隧道之前还包括：

通过移动接入网关对其所管理的移动节点信息的周期性广播消息，建立移动节点与移动接入网关的对应关系；

根据所述连接中获取的所述移动节点信息在所述对应关系中查询并确定出所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关或者所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关。

本发明还提出了一种实现代理移动管理域的域间移动性管理装置，包括：

第一连接建立模块，用于移动节点进入当前移动管理域后建立所述移动节点与所述当前移动管理域的移动接入网关之间的连接；

隧道建立模块，用于建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道，或者建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道；

绑定处理模块，用于建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系；

业务数据处理模块，用于处理移动过程中利用所述双向隧道转发所述移动节点的发送或接收的业务数据。

在本发明的一种实施例中，还包括：

第二连接建立模块，用于建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的连接，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的连接。

在本发明的又一种实施例中，还包括：合法性认证模块，用于对所述移动节点进行合法性认证。

进一步的，所述合法性认证模块包括：

认证查询单元，用于将当前移动管理域的移动接入网关对所述移动节点的认证查询消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器；

认证应答单元，用于将所述上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器的认证应答消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到当前移动管理域的移动接入网关。

在本发明的再一种实施例中，还包括：

对应关系建立模块，用于通过移动接入网关对其所管理的移动节点信息的周期性广播消息，建立移动节点与移动接入网关的对应关系；

查询确定模块，用于根据所述连接中获取的所述移动节点信息在所述对应关系中查询并确定出所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关或者所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法和装置，通过建立跨移动管理域的两个移动接入网关之间双向隧道，并在这个双向隧道上进行业务数据的转发处理，实现移动节点的跨域切换。本发明的域间切换机制，与现有技术相比对于域间发生的切换数量比较多的时候，可以有效减轻集中式控制节点LMA的负荷，将对集中式控制节点LMA的负荷转嫁到域间的移动接入网关上，即本发明在不增加中心节点负荷的前提下，同时实现了移动节点的域间移动性管理，且不需要移动节点参与域间的切换处理。

附图说明

图1为IETF提出的代理移动IPv6技术的系统架构图；

图2为现有技术的域间移动性管理方案的原理图；

图3为本发明实施例一提供的实现代理移动管理域的域间移动性管理方案的原理框图；

图4为本发明实施例二提供的实现代理移动管理域的域间移动性管理方法流程图；

图5为本发明实施例三提供的实现代理移动管理域的域间移动性管理装置的原理框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例只是本发明中一部分实施例，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。

本发明的主要构思是在移动节点的当前移动管理域和其上一移动管理域之间，或者在移动节点的当前移动管理域和其家乡移动管理域之间，建立跨移动管理域的两个移动接入网关之间双向隧道，并在这个双向隧道上进行业务数据的转发处理，实现移动节点的跨域切换。本发明的这种跨域切换机制只需要在两个移动接入网关之间建立双向隧道，可以充分利用移动接入网关的处理能力，降低切换时对集中式控制节点LMA的负荷。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图3为本发明实施例一提供的实现代理移动管理域的域间移动性管理方案的原理框图，如图3所示，右侧的移动管理域为移动节点的家乡移动管理域，左侧的移动管理域为移动节点的漫游地移动管理域。移动节点从家乡管理域先后经过区域1、区域2进入漫游地移动管理域，在此过程中移动节点需要完成从家乡移动管理域到漫游地移动管理域之间的切换处理。本实施例中右侧的移动管理域也可以为移动节点的上一移动管理域，左侧的移动管理域为当前移动管理域，即实现的是移动节点从上一移动管理域到当前移动管理域之间的切换处理。

本实施例中，可以在左侧移动管理域中的移动接入网关MAGv2与右侧移动管理域中的移动接入网关MAGh1之间建立双向隧道，而右侧移动管理域中的移动接入网关MAGh1可以与LMAh进行域内的双向通信。

在移动节点的切换过程中，移动节点在进入左侧移动管理域后，先与移动接入网关MAGh1建立连接，然后再建立移动接入网关MAGv2与移动接入网关MAGh1之间的双向隧道，并建立移动节点与移动接入网关MAGh1的绑定关系，然后移动节点就可以通过移动接入网关MAGv2、移动接入网关MAGh1、LMAh进行业务数据的发送或接收。可以看出在移动节点的切换过程中，信令流转比较简单，切换的负荷主要由移动接入网关MAGv2和移动接入网关MAGh1来承担。

本实施例中，在移动节点进入左侧的移动管理域之前，移动节点与右侧移动管理域中的移动接入网关MAGh1建立连接，并通过移动接入网关MAGh1将右侧的移动管理域作为移动节点的归属移动管理域。上述的移动节点域间切换过程即为移动节点在其归属管理域与漫游地移动管理域之间的切换。

实施例二：

如图4为本发明实施例二提供的实现代理移动管理域的域间移动性管理方法流程图。图4中P-MAG、P-AAA、P-LMA为移动节点MN的归属地网元，N-MAG、N-AAA、N-LMA为移动节点MN的漫游地网元。在本实施例中P-MAG会周期性的把归属于它的移动节点的信息报告给周围的其他MAGs，例如可以包括MN的ID，MN的网络前缀，和P-MAG的代理转交地址等。N-MAG收到这些信息后，会建立一个MN的列表，在列表中记录了MN与P-MAG的对应关系，获取MN的信息在该列表中查询就可以获得P-MAG的信息。

如图4所示，本实施例中MN在其归属的移动管理域中先是通过P-MAG、P-LMA进行通信，当MN从其归属的移动管理域进入漫游地移动管理域时，其具体的处理步骤如下：

(1)当MN和P-MAG断开，连接到N-MAG后，N-MAG发现了MN的连接后，查询绑定列表，里面有包括MN的ID，MN的网络前缀和P-MAG的代理转交地址。N-MAG会给P-MAG发送查询信息，询问这个MN是不是刚才从P-MAG这里切换的MN，以及MN是否是一个合法MN。以及向P-MAG进行绑定。

(2)当P-MAG收到查询信息后，知道这个MN是刚才连接在它的链路上，就会给N-MAG发送一个肯定应答，说明这个MN是一个合法MN。其中携带着网络前缀信息。N-MAG设定一个定时器T，在这个时间T内，认为MN是合法的，下来还是要向N-AAA进行认证，MN是否是一个合法用户。此时P-MAG和N-MAG之间建立了双向隧道。

(3)N-MAG给MN发送路由广播信息，其中携带着MN的归属网络前缀，MN根据归属网络前缀，和IP地址的配置方式，可以配置自己的IP地址，这个IP和原来在归属网络中的地址一样，这样MN会以为还是在归属网络中。

(4)在时间T内，N-MAG发送AAA询问N-AAA，查询MN是否是一个合法MN，其中包括MN的ID。

(5)N-AAA收到查询信息后，知道MN是属于P-AAA。N-AAA发送查询消息到P-AAA，询问MN是否是一个合法的MN，其中包含MN的ID。

(6)P-AAA通过查询知道了MN是一个合法MN，返回给N-AAA一个肯定应答。

(7)N-AAA收到信息说明MN是一个合法的MN，它会给N-MAG发送应答消息。

上述对MN的合法性认证处理是为了进一步确保通信的安全性而设置的过程，非本发明的必要处理过程，只需要在MN进行业务数据前进行即可，而且合法性认证处理的方式也不限于上述步骤中的方式，只要能够实现MN合法性认证的所有方式都在本发明的保护范围之内。

实施例三：

如图5为本发明实施例三提供的实现代理移动管理域的域间移动性管理装置的原理框图。图5中包括以下四个基本模块：

第一连接建立模块，用于移动节点进入当前移动管理域后建立所述移动节点与所述当前移动管理域的移动接入网关之间的连接；

隧道建立模块，用于建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道，或者建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道；

绑定处理模块，用于建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系；

业务数据处理模块，用于处理移动过程中利用所述双向隧道转发所述移动节点的发送或接收的业务数据。

本实施例中，还可以包括第二连接建立模块，用于建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的连接，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的连接。第二连接建立模块的作用是为了确定移动节点的归属移动管理域。

本实施例中，还可以包括合法性认证模块，用于对所述移动节点进行合法性认证。合法性模块中包括以下两个单元：认证查询单元和认证应答单元。其中认证查询单元用于将当前移动管理域的移动接入网关对所述移动节点的认证查询消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器；认证应答单元用于将所述上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器的认证应答消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到当前移动管理域的移动接入网关。

本实施例中，还可以包括：对应关系建立模块和查询确定模块。其中对应关系建立模块用于通过移动接入网关对其所管理的移动节点信息的周期性广播消息，建立移动节点与移动接入网关的对应关系；查询确定模块用于根据所述连接中获取的所述移动节点信息在所述对应关系中查询并确定出所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关或者所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现代理移动管理域的域间移动性管理方法，其特征在于，包括：

移动节点进入当前移动管理域后建立所述移动节点与所述当前移动管理域的移动接入网关之间的连接；

建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道，或者建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道；

建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系；

处理移动过程中利用所述双向隧道转发所述移动节点的发送或接收的业务数据。

2.根据权利要求1所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理方法，其特征在于，在所述移动节点进入当前移动管理域之前还包括：

建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的连接，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的连接。

3.根据权利要求1所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理方法，其特征在于，所述转发所述移动节点的发送或接收的业务数据之前还包括：对所述移动节点进行合法性认证。

4.根据权利要求3所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理方法，其特征在于，所述合法性认证包括：

当前移动管理域的移动接入网关对所述移动节点的认证查询消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器；

所述上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器的认证应答消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到当前移动管理域的移动接入网关。

5.根据权利要求1-4任一项所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理方法，其特征在于，所述建立双向隧道之前还包括：

通过移动接入网关对其所管理的移动节点信息的周期性广播消息，建立移动节点与移动接入网关的对应关系；

根据所述连接中获取的所述移动节点信息在所述对应关系中查询并确定出所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关或者所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关。

6.一种实现代理移动管理域的域间移动性管理装置，其特征在于，包括：

第一连接建立模块，用于移动节点进入当前移动管理域后建立所述移动节点与所述当前移动管理域的移动接入网关之间的连接；

隧道建立模块，用于建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道，或者建立当前移动管理域的移动接入网关与所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关之间的双向隧道；

绑定处理模块，用于建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的绑定关系；

业务数据处理模块，用于处理移动过程中利用所述双向隧道转发所述移动节点的发送或接收的业务数据。

7.根据权利要求6所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理装置，其特征在于，还包括：

第二连接建立模块，用于建立所述移动节点与其所属的上一移动管理域的移动接入网关之间的连接，或者建立所述移动节点与其家乡移动管理域的移动接入网关之间的连接。

8.根据权利要求6所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理装置，其特征在于，还包括：合法性认证模块，用于对所述移动节点进行合法性认证。

9.根据权利要求8所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理装置，其特征在于，所述合法性认证模块包括：

认证查询单元，用于将当前移动管理域的移动接入网关对所述移动节点的认证查询消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器；

认证应答单元，用于将所述上一移动管理域或者家乡移动管理域的AAA认证服务器的认证应答消息通过当前移动管理域的AAA认证服务器转发到当前移动管理域的移动接入网关。

10.根据权利要求6-9任一项所述的实现代理移动管理域的域间移动性管理装置，其特征在于，还包括：

对应关系建立模块，用于通过移动接入网关对其所管理的移动节点信息的周期性广播消息，建立移动节点与移动接入网关的对应关系；

查询确定模块，用于根据所述连接中获取的所述移动节点信息在所述对应关系中查询并确定出所述移动节点所属的上一移动管理域的移动接入网关或者所述移动节点的家乡移动管理域的移动接入网关。