CN1283126C - 用于移动因特网协议本地代理集群的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于处理来自已漫游到支持移动IP的外部代理(212)的移动节点(210)的注册请求的方法和装置被公开了。在多个支持移动IP的本地代理中的第一本地代理(202)中，接收到一个要被发送到与多个本地代理(202-208)相关联的一个虚拟本地代理地址的注册请求。注册请求然后被发送到多个本地代理中的第二本地代理(204)，以使多个本地代理中的第二本地代理(204)在移动节点(210)和外部代理(212)之间创建一个绑定(216)。多个本地代理中的第一本地代理(202)在移动节点(210)和外部代理(212)之间创建一个临时绑定。然后从多个本地代理中的第二本地代理(204)接收到一个注册应答。当从该多个本地代理中的第二本地代理(204)接收到注册应答时，该临时绑定随后被更新以创建一个永久绑定(216)。该注册应答然后被发送到在临时绑定中所标识的外部代理(212)。

Description

用于移动因特网协议本地代理集群的方法和装置
技术领域
本发明涉及移动IP网络技术。更具体地说，本发明涉及在使用本地代理集群的移动IP中实现动态本地代理分配。
背景技术
移动IP是一种使便携式计算机或其他移动计算机单元(在此称为“移动节点”)在保持因特网和/或广域网(WAN)连接的同时能在不同位置的不同子网间漫游的协议。没有移动IP或相关协议，移动节点(MN，Mobile Node)就不能在漫游于不同的子网时保持连接。这是因为任何节点在因特网上通信所需的IP地址是位置相关的。每个IP地址有一个字段指定了该节点所驻留的特定子网。如果一个用户需要携带一台平时附接到一个节点的计算机并与之漫游以使它通过不同子网，它就不能使用它的本地基IP地址(home base IP address)。结果，一个在国内旅行的商务人员就不能带着他或她的计算机漫游在跨越地理上的不同网段或无线节点上而同时保持在因特网上的连接。这在便携式计算设备时代是一种不可接受的事态。
为解决这个问题，移动IP协议发展起来并被实现。移动IP的一个实现被无线/移动主机IP路由工作组的RFC 2002(C.Perkins，ED.，1996.10)所描述。移动IP也在J.Solomn的《移动IP不插电》(Mobile IP Unplugged，Prentice Hall)的正文中被描述。这两个参考文献都包含于此，引用其全文，并可用于任何目的。
图1中示出了移动IP的过程和环境。如图所示，移动IP环境2包括移动节点6可在其上通过本地代理8和外部代(Foreign Agent)10的协调进行远程通信的因特网(或WAN)4。一般地，本地代理和外部代理是路由器或其他网络连接设备，执行合适的移动IP功能，这些功能如由软件、硬件和/或固件实现。被插入到其本地网段的特定移动节点(如一个笔记本电脑)通过它所指定的本地代理连 接到因特网。当该移动节点漫游时，它通过一个可用的外部代理在因特网上通信。在地理上不同的位置上可能有许多可用的外部代理，以实现广泛的通过移动IP协议的因特网连接。注意，该移动节点也可以直接向它的本地代理注册。
如图1所示，移动节点6一般驻留在(或“基于”)网段12上，该网段12通过本地代理8(一个由R2表示的合理配置的路由器)使其网络实体可在因特网4上通信。注意，本地代理8不需直接连接到因特网。例如，如图1所示，它可通过另一个路由器(此例中是路由器R1)被连接。路由器R1也可连接一个或多个其他路由器(例如一个路由器3)到因特网。
现在假设移动节点6从其本地基网段12(home base networksegment)被移走并漫游到一个远程网段14。网段14可包括各种其他节点如一个微机16。在网段14上的节点通过一个兼作外部代理10的路由器与因特网通信。移动节点6可通过组成移动IP协议一部分的各种代理请求(agent solicitation)和代理公告(agent advertisement)来识别外部代理10。当移动节点6与网段14接合时，它生成一个对本地代理8的注册请求，以便将该移动节点的当前位置与其本地位置绑定。外部代理10随后将该注册请求中继到本地代理8(如点划线“注册”所示)。在注册过程中，本地代理和移动节点6可随后协商该移动节点与外部代理10的附接的条件。例如，移动节点6可能请求了一个5小时的注册生命期，但该本地代理8可能只批准一个3小时的时段。因此，该附接就可被限制在一个时段内。当协商成功完成时，本地代理8更新一个内部的“移动绑定表”(mobility binding table)，该移动绑定表通过该移动节点的转交地址(例如一个同时分配的转交地址或该外部代理的IP地址)将该移动节点的当前位置链接到该移动节点的标识(如本地地址)。另外，如果移动节点6通过一个外部代理注册，该外部代理10就更新一个内部的指定该移动节点地址、本地代理等的“访问者表”(visitor table)。结果，该移动节点本地基IP地址(与网段12相关联)就被绑定到该转交地址如该外部代理的IP地址(与网段14相关联)。
现在假设移动节点6要从其新位置向一个相应节点18发送一条消息。来自该移动节点的输出消息随后根据标准因特网协议被分组并通过因特网4上的外部代理10转发到相应节点18，如点划线(“来自MN的分组”)所示。如果相应节点18要向移动节点发送一条消息——无论是回应来自该移动节点的消息还是出于其他原因——它就向子网12上的移动节点6的IP地址发送那条消息。那条消息的分组随后在因特网4上被转发并到达路由器R1，最后到达本地代理8，如点划线(“到MN的分组(1)”)所示。从它的移动绑定表本地代理8认识到该移动节点6不再附接在网段12上。它随后将来自相应节点18的分组(其要被发送到网段12上的移动节点6)根据一个移动IP协议封装起来并将这些封装后的分组转发到移动节点6的转交地址，如点划线(“到MN的分组(2)”)所示。例如，该转交地址可以是外部代理10的IP地址。外部代理10随后去除该封装并将该消息转发给子网14上的移动节点6。由该本地和外部代理实现的分组转发机制经常被称为“隧穿”(tunneling)。
如上所述，每个移动节点都有一个指定的本地代理。如RFC 2002所说明，一个移动节点预配置有标识其本地代理的信息。另外，该移动节点和其本地代理都预配置有一个共享密钥和该共享密钥的安全参数索引(Security Parameter Index，SPI)，通常称为一个安全关联(security association，SA)。类似地，每个本地代理都预配置有标识它所支持的移动节点和对应安全关联的信息。按照这种方式，一个移动节点可“锚接”(anchored)到一个特定的本地代理，以使它可随后向该本地代理注册并通过该本地代理接收来自相应节点的消息。
将一个特定的本地代理预分配给一个移动节点有许多缺点。例如，该移动节点可能是一个已在西海岸被激活的手机，且将被分配一个在西海岸的本地代理。然而，该手机的用户可能想旅行到东海岸。因此，当该移动节点漫游到一个外部代理时，该外部代理因此就会在东海岸。当然，该用户可能会由于预配置保持锚接到该在西海岸的本地代理。在一个相应节点向移动节点发送分组(packet)的情况下，二者都位于东海岸，流量仍然都必须传播到该位于西海岸的预分配的本地代理，以使这些分组能被隧穿到该移动节点。结果，在都位于东海岸的该移动节点和该相应节点之间的通信路径就变得不必要地长。相应地，将一个本地代理预分配到一个移动节点也导致了非最佳的性能。
将一个特定的本地代理预分配到每个移动节点的另一个缺点是这种预分配的非动态特性。如上所述，每个移动节点和本地代理都必须预配置有特定的将每个移动节点锚接到一个特定本地代理的信息。这需要提前知道配置信息和手工配置每个设备。因此，即使在单个本地网络上有多个本地代理时，由于每个本地代理都必须静态配置，就不能在这些本地代理之间动态分发注册请求。因此，如果一个“轻负载”的本地代理能分担一个“重负载”的本地代理的负载的话将会非常有益。
目前，由于硬件和软件限制，单个本地代理(HA)最多能支持大约50,000个绑定。然而，服务提供商拥有大量的移动IP订户。单个服务提供商一般拥有数百万移动IP订户。不幸地是，单个本地代理不能支持这个需求。为解决这个问题，常常使用多个本地代理。然而，即使实现了多个本地代理，这些移动节点都必须各自配置单个本地代理地址。也就是说，这些移动节点配置有独立的HA地址。因此，此解决方案需要大量的管理支持，且不能随着短期内可能的移动IP订户的增长而扩展。
考虑到上述因素，如果一个更具可扩展性的解决方案能发展起来以使移动IP订户能被多个本地代理支持会是人们所希望的。更具体地说，如果多个本地代理能被用来同时支持多个移动节点而无需为这些移动节点配置一个特定的本地代理地址会是有益的。
发明内容
本发明支持本地代理集群。这是通过拦截并发送经过多个本地代理中的一个主本地代理的注册请求和应答来实现的，此主本地代理称为本地代理集群控制器(HACC)。按照这种方式，移动IP订户可被多个本地代理而不是单个静态配置的本地代理所支持。
根据本发明的一个方面，多个本地代理中的第一本地代理，称为HACC，接收注册请求，该注册请求要被发送到一个和该多个本地代理相关联的虚拟本地代理。该注册请求然后被发送到该多个本地代理中的第二本地代理，以使该多个本地代理中的第二本地代理创建在该移动节点和该外部代理之间的一个绑定。该多个本地代理中的第一本地代理创建在该移动节点和该外部代理之间的一个临时绑定。然后一个注册应答从该多个本地代理中的第二本地代理被接收到。在该注册应答从该多个本地代理中的第二本地代理被接收到时，该临时绑定然后被更新以创建一个永久绑定。然后该注册应答被发送到在该临时绑定中标识的外部代理。
根据本发明的另一个方面，HACC可在转发注册请求之前选择集群本地代理中的一个。此选择过程可基于负载信息和/或与该本地代理集群中的多个本地代理相关联的健康信息。按照这种方式，注册请求就可被分发以便向移动IP订户提供最高效且可靠的服务。
根据本发明的另一个方面，移动节点配置有虚拟本地代理作为它们的本地代理，也被配置成如同驻留在一个虚拟网络上。类似地，多个本地代理配置有一个虚拟本地代理地址，此地址在该虚拟网络上被公开。
根据本发明的另一个方面，HACC监控本地代理集群中的本地代理的健康状况。当它确定本地代理中的一个未在工作时，它将该失效本地代理的绑定发送给另一个本地代理，例如一个备份本地代理。例如，被发送的绑定可能包括永久和临时绑定。类似地，HACC也可周期性地将所有它维护的绑定(例如临时和永久的)发送到一个在它自身失效的情况下可操作的备份。
根据本发明的另一个方面，HACC拦截从移动节点到相应节点的数据分组。然而，相应节点可直接向该移动节点发送分组而无须该HACC的干预。
许多网络设备可被配置或改装成用来拦截、生成、修正和传输分组以实现该公开的功能。这些网络设备包括但不局限于，服务器(例如主机)、路由器和交换机。另外，上述虚拟化过程的功能可在软件和硬件中实现。
本发明的另一个方面与计算机程序产品相关，包括机器可读介质，此介质在其上提供了全部或部分实现上述方法和技术的程序指令。本发明的任何方法可全部或部分地表现为能在这种机器可读介质上提供的程序指令。另外，本发明也与如在此所述而被生成或使用的数据的许多组合与安排有关。
本发明的这些和其他特性将在后文中结合后续附图更详细地说明。
附图说明
图1是一个移动IP网段和相关环境的图。
图2是图示了一种本发明可在其中实现的典型系统的方框图。
图3是图示了一种根据本发明的不同实施例配置该移动节点和多个本地代理的方法的过程流程图。
图4是图示了根据本发明的不同实施例处理一个注册请求的方法的控制流程图。
图5A图示了一张典型的根据本发明的不同实施例存储临时的、正在处理的绑定的表。
图5B图示了一张典型的根据本发明的不同实施例存储永久绑定的表。
图6是图示了根据本发明的不同实施例在一个移动节点和一个相应节点之间传输一个数据分组的方法的数据流图。
图7图示了一种根据本发明的不同实施例提供本地代理冗余的典型系统。
图8图示了在其中可实现本发明的一种典型网络设备。
具体实施方式
在以下的描述中，提出了大量的具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域的技术人员而言，显然本发明没有部分或全部这些具体细节也可实施。在另一些例子中，一些公知的处理步骤没有被详细描述以免不必要地混淆本发明。
图2是图示一种本发明可在其中实现的典型系统的方框图。本发明使得本地代理集群可被实现。如图所示，一个主本地代理202，用作包括一个或多个本地代理的本地代理集群的本地代理集群控制器。在此例中，该集群包括第一本地代理HA1 204，第二本地代理HA2 206和另外的本地代理HAn 208。这样，该集群包括n个本地代理。更具体地说，主本地代理202(即首要本地代理)用作将注册请求转发到合适的本地代理的中介。这是通过将主本地代理202和本地代理集群204-208配置一个也配置在移动节点上的虚拟IP地址来完成的。当移动节点210漫游到一个外部代理212时，外部代理212通过因特网214将注册请求转发到首要本地代理202。首要本地代理202确定是否存在该移动节点的绑定。如果该绑定存在，则本地代理就被标识。否则，一个本地代理被选择。在此例中，被选择的本地代理是HA1 204.
根据一个优选实施例，首要本地代理202和集群本地代理204-208是层2相邻的。也就是说，首要本地代理202和集群本地代理204-208被直接连接到同一个子网并共享同一个因特网环境。因此，不存在将首要本地代理202从集群本地代理204-28分开的跳转(例如，路由器)。
当一个注册请求被转发到本地代理集群中的一个本地代理时，最好创建一个临时绑定，直到该移动节点已向该本地代理注册。更具体地说，首要本地代理可使用此临时绑定来确认需要向其转发一个注册应答的外部代理。另外，如果从该移动节点接收了随后的注册请求，首要本地代理202可确认一个以前来自该移动节点210的注册请求正在处理，从而防止多个注册请求被发送到同一个本地代理。该临时绑定也可用于在一个过渡期间提供备份冗余。更具体地说，如果一个注册请求正在处理中且一个注册应答尚未被收到，则该绑定是临时的而非永久的。在那一段时间内，该临时绑定可被用来确保进入的数据流量被发送到合适的本地代理。然后该接收的本地代理可确定是否要处理该数据流量。
当首要本地代理202从本地代理接收一个注册应答时，它更新该临时绑定以创建一个永久绑定。例如，在注册应答中提供的注册生命期可保持在该永久绑定中。按照这种方式，首要本地代理可确认到该本地代理的注册何时过期。
图3是图示一种根据本发明的各个实施例配置该移动节点和本地代理的方法的过程流程图。如上所述，移动节点和集群本地代理配置了也与首要本地代理相关联的虚拟本地代理地址。因此，在方框302，移动节点配置了该虚拟本地代理地址。另外，为使移动节点可驻留在其与虚拟本地代理地址相关联的“本地网络”(home network)上，在方框304，移动节点被配置成如同驻留在与虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络上。在一个虚拟网络上的配置可使用一个可从位于加州圣何塞市的思科系统公司得到的网间操作系统(IOS)的操作系统命令来执行。在方框306，本地代理集群中的每个本地代理和首要本地代理配置了虚拟本地代理地址。在方框308，集群本地代理和首要本地代理然后可通过发送路由表更新、公告或其他消息来公告一个与虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络。在方框310，集群本地代理和首要本地代理然后可发现彼此，并共享健康与负载信息。健康和负载信息可在代理公告中提供，也可单独通过一个发现协议如思科系统公司的思科发现协议(CDP)提供。
图4是示出根据本发明的各种实施例处理注册请求的方法的控制流程图。被移动节点、外部代理、首要本地代理和集群本地代理执行的步骤分别由相应的竖线402、404、406和408表示。在410，移动节点402向外部代理404发送一个注册请求。该注册请求将IP源地址指定为该移动节点的IP地址并将目标IP地址指定为该外部代理的IP地址。
由于该移动节点将虚拟本地代理地址配置为它的本地代理，该注册请求将虚拟本地代理地址指定为该注册请求的本地代理字段。或者，虚拟本地代理地址可在外部代理处被配置或被外部代理获得，而不是用虚拟本地代理地址来配置移动节点。例如，外部代理可从一个AAA服务器获得虚拟本地代理地址。术语AAA服务器将被用来指称一个能提供授权、记帐服务和认证服务的服务器。
各种协议如用户服务中的远程认证拨号(RADIUS)和TACACS+可被采用以实现AAA服务器。另外，此协议类似地可在每个与该服务器通信的外部代理上实现。RFC 2138说明了RADIUS协议，且被引用而包含于此。类似地，RFC 1492说明了TACACS，而可在 http：//www.ietf.org/internet- drafts/draft-grant-tacacs-02.txt处获得的因特网草案“TACACS+协议1.78版”说明了TACACS+。这两个文档都被引用而包含于此，并可用于任何目的。RADIUS和TACACS+提供常规的认证、授权和记帐服务。因而，这些协议很适于本发明的服务器。然而，本发明并不局限于这些协议。其他的认证、授权和记帐协议也可使用。
当外部代理404接收注册请求时，在412它将该注册请求转发到虚拟本地代理地址。如图所示，该注册请求将IP源地址指定为外部代理的IP地址而将目标IP地址指定为该虚拟本地代理地址。虚拟本地代理地址可用多种方式实现，例如通过使用一个回送地址(loopback address)。
当首要本地代理(即本地代理集群控制器)接收到该要发送给一个与多个本地代理相关联的虚拟本地代理地址的注册请求时，它以该本地代理“集群”中的其他本地代理的集群控制器的身份操作。更具体地说，它确定哪个本地代理应该接收并处理该注册请求。例如，如在414所示，本地代理集群控制器(HACC)搜索一个移动绑定表以获得移动节点的一个绑定。如果存在一个该节点的绑定，在将注册请求发送到那个本地代理之前HACC从该绑定标识该本地代理。然而，如果不存在该移动节点的绑定，HACC就从本地代理集群中的本地代理中选择一个并将注册请求发送给它。为确定是否存在该移动节点的绑定，HACC可搜索正在处理的绑定列表和永久绑定列表以找到一个移动节点标识符(如IP地址)。典型的临时绑定和永久绑定将参考图5A和5B在下文中更详细地说明。
在发送注册请求之外，HACC也在移动节点和外部代理之间创建一个临时绑定。这使得HACC一旦从该负责本地代理接收到注册应答后就能标识将要接收该注册应答的外部代理。另外，临时绑定也可标识将要接收和处理该注册请求的本地代理。因此，临时绑定可包括与该移动节点相关联的标识符、与该外部代理相关联的IP地址和与该多个本地代理中的一个本地代理相关联的IP地址，该本地代理随后要接收与处理该注册请求。
如在416所示，HACC然后将注册请求发送到该“集群”本地代理，以使该集群本地代理在移动节点和外部代理之间创建一个绑定。如图所示，该注册请求指定目标MAC地址为分配到该集群本地代理的MAC地址，源IP地址和该外部代理的IP地址相同，目标IP地址为该虚拟本地代理地址。如在418所示，一旦该集群本地代理接收到注册请求，它就根据RFC 2002处理该注册请求。例如，它创建一个隧道接口并为移动节点创建一个绑定。在420，它然后向HACC发送注册应答。如图所示，该注册应答指定一个目标MAC地址为分配到该HACC的MAC地址，指定一个目标IP地址为该虚拟本地代理地址和一个该集群本地代理的源IP地址。
在422，一旦HACC接收到注册应答，它就更新该临时绑定以创建一个永久绑定。例如，HACC可在发送注册应答到外部代理之前查找该临时绑定以标识外部代理。例如，永久绑定可包括来自临时绑定的信息，还可包括其他信息如从以前接收自集群HA的注册应答获得的注册生命期。
在424，HACC然后将注册应答发送给外部代理，该注册应答指定了外部代理的目标IP地址和与本地代理虚拟地址相同的源IP地址。在426，外部代理然后将注册应答转发给移动节点，在此该注册应答指定了外部代理的源IP地址和移动节点的目标IP地址。
参考图4如上所述，HACC可存储临时绑定和永久绑定。这些绑定可一起存储在单个移动绑定表中。或者，如在下文中参考图5A和图5B中所述，临时绑定可存储在一个与永久绑定独立的移动绑定表中。
图5A图示了典型的根据本发明的不同实施例存储临时的、正在处理的绑定的移动绑定表。一个存储正在处理的、临时绑定的表502包括一个或多个正在处理的绑定，这些正在处理的绑定与发送到集群本地代理的正在处理的注册请求相关联。更具体地说，每个条目用一个移动节点标识符504如一个IP地址标识移动节点。网络工作组1999年1月的RFC 2486提出了一个标准化方法用于标识用户，此RFC被引用而包含于此，它提出了一种语法，用于网络访问标识符(NAI)，即，在点到点协议(PPP)认证期间被客户提交的userID。因此，当客户根据NAI被认证时，可分配一个IP地址给该客户使用。相应地，一个正在处理的(即临时的)绑定条目可包括该NAI而不是该IP地址，或在该IP地址之外还包括该NAI。另外，一个条目还可包括集群本地代理IP地址506和外部代理IP地址508。通过在每个条目中指定外部代理IP地址，就可标识该移动节点正在访问的外部代理，从而使HACC可将注册应答转发到该外部代理。
图5B图示了典型的根据本发明的不同实施例存储永久绑定的移动绑定表。如图所示，存储永久绑定的表510包括一个或多个条目。每个条目包括来自临时绑定的移动节点标识符512(例如，IP地址和/或NAI)、本地代理IP地址514和外部代理地址516。例如，包括一个NAI的临时绑定可用一个IP地址更新。另外，永久绑定还指定了注册生命期518。更具体地说，参考图4如上所述，集群HA在注册应答中提供一个授权注册生命期。HACC然后可从该注册应答中获得此注册生命期。按照这种方式，HACC可监控移动节点在该集群HA的注册何时过期。
一旦HACC已建立永久绑定且集群HA已经为该移动节点创建了一个绑定，移动节点和相应节点就可向彼此发送数据分组。图6图示了根据本发明的不同实施例，在移动节点和相应节点之间传输数据分组的方法的数据流图。被移动节点、外部代理、HACC、集群HA和相应节点所执行的过程分别由竖线602、604、606、608和620表示。相应节点发送到移动节点的数据由转发路径612表示。更具体地说，在614，相应节点向移动节点发送一个数据分组，并被本地代理所接收。在616，本地代理然后将该分组隧穿到外部代理。在618，外部代理将该分组转发到该移动节点。
类似地，通过逆向路径620，移动节点向相应节点发送数据分组。如图所示，在622，移动节点通过外部代理向相应节点发送一个数据分组。在624，外部代理将该数据分组发送到虚拟本地代理IP地址，并被HACC接收。在626，HACC然后在移动绑定表中执行查找，以确定哪个集群HA已经处理了该注册请求。更具体地说，HACC查找该移动节点标识符，以在移动绑定表中获得合适的条目。
例如，在一个实施例中，HACC查找内部IP分组以找到该内部IP分组源IP地址，此源IP地址标识了该移动节点。它然后在永久绑定表中查找该源IP地址以找到与该移动节点相对应的条目。与该移动节点相对应的本地代理随后从该条目中被标识。HACC即使在该分组是发送给它的时候也无须执行隧道解封装。
一旦标识合适的HA，在628，HACC就将该数据分组转发到该集群HA的目标MAC地址。如图所示，该目标IP地址仍然是该虚拟本地代理地址。在630，该HA根据RFC 2002执行标准的移动IP处理，并在632将该数据分组转发到相应节点。
图7图示了根据本发明的不同实施例的一种提供本地代理冗余的典型系统。根据上述实施例，一个或多个备份本地代理可支持该主HA 202(即HACC)和集群HA HA1 204到HAn 208。更具体地说，在此例中，一个或多个备份HA 702通过冗余协议如热备份路由协议(HSRP)支持该主HA202，备份HA 702因此可处于备用模式而主HA 202可处于活动模式。类似地，一个或多个备份HA 704支持集群HA 204到208。在此例中，独立于集群HA 204到208，主HA 202被两组独立的备份本地代理所支持。然而，主HA 202和集群HA 204到208也可被同一组备份本地代理所支持。
如上参考图3中方框310所述，集群HA和主HA发现彼此并彼此共享健康和/或负载信息。健康和负载信息可分别或一起在一个代理公告中被提供，也可通过一个如可从思科系统公司获得的思科发现协议(CDP)的发现协议来提供。这样，健康和负载信息可同时被传输到一个或多个本地代理。
如上参考图4所述，HACC为每一个被处理的注册请求维护多个绑定。结果，HACC就拥有被每个集群HA所维护的绑定的一个拷贝。因此，HACC可为一个失效中或已失效的集群HA分发绑定到一个能接替该失效中或已失效的HA的备份HA。更具体地说，主HA 202可从它收到的健康信息确定集群HA 204到208中的一个何时工作不正常。它然后发送一组绑定到一个备份本地代理，如备份HA 704，该备份本地代理也与该虚拟本地代理地址相关联。另外，主HA 202也更新被主HA 202所维护的同一组绑定，以使这些绑定与该备份本地代理(而不是该失效本地代理)相关联。这可通过将一个或多个移动节点与该备份本地代理的IP地址相关联来实现。类似地，HACC 202也可向一个或多个能在HACC 202失效时接替它的备份本地代理如备份主HA 702周期性地发送它所维护的绑定。更具体地说，这些绑定是那些与被HACC管理的本地代理集群中的每个本地代理相关联的绑定。
主HA 202也可从多个备份本地代理中选择备份本地代理704。更具体地说，主HA 202可在选择备份本地代理之前检查多个备份本地代理的负载信息。例如，负载信息可包括目前支持的绑定数量、CPU利用百分比和/或可用内存百分比。
其他实施例
一般地，本发明的技术可在软件和/或硬件上实现。例如，他们可以在操作系统内核中、独立的用户进程中、被绑定到网络应用程序中的库文件包中、专门被构造的机器上或网络接口卡上实现。在本发明的一个特定实施例中，本发明的技术在如操作系统这样的软件中实现，或在运行在操作系统之上的应用程序中实现。
本发明的技术的一个软件或软件/硬件混杂实现可在通用的可编程机器上实现，此机器被保存在存储器中的计算机程序所选择性激活或重配置。这样的可编程机器可以是网络设备，此设备被设计用来处理网络流量，如路由器或交换机。这样的网络设备可具有多个网络接口，例如包括如帧中继和ISDN接口。这样的网络设备的特定例子包括路由器和交换机。例如，本发明的本地代理可在专门配置的路由器或服务器中实现，例如可从位于加州圣何塞市的思科系统公司获得的专门配置的路由器型号1600、2500、2600、3600、4500、4700、7200、7500和12000。这些机器中的若干个的通用体系结构会在以下的描述中出现。在另一个实施例中，本发明的技术可在通用的网络主机上实现，如个人计算机或工作站。另外，本发明可至少部分地在网络设备或通用计算设备的板卡(例如接口卡)上实现。
现在参考图8，一种适用于实现本发明的技术的网络设备1560包括主中央控制单元(CPU)1562、接口1568和总线1567(例如，PCI总线)。当在合适的软件或固件的控制下动作时，CPU 1562可负责实现与所需网络设备功能相关联的特定功能。例如，当被配置成中继路由器时，CPU 1562可负责为到机顶盒的数据传输分析、封装和转发分组。CPU 1562最好在软件的控制下完成所有这些功能，该软件包括操作系统(如Windows NT)和任何合适的应用程序软件。
CPU 1562可包括一个或多个处理器1563，如Motorola系列微处理器或MIPS系列微处理器。在另一个实施例中，处理器1563是专门设计的硬件，用于控制网络设备1560的操作。在一个特定实施例中，存储器1561(如非易失性RAM和/或ROM)也组成了CPU 1562的一部分。然而，还有许多不同的方式可以将存储器耦合到系统。存储器块1561可用作多种目的，如缓存和/或存储数据、程序指令等等。
接口1568一般是网卡(有时被称为“线卡”(line card))。一般地，他们控制数据分组在网络上的发送和接收，并有时支持与网络设备1560一起被使用的其他外设。在这些可能被提供的接口中有以太网接口、帧中继接口、电缆接口、DSL接口、令牌环接口等等。另外，不同的极高速接口也可被提供，如快速以太网接口、千兆以太网接口、ATM接口、HSSI接口、POS接口、FDDI接口、ASI接口、DHEI接口等等。一般地，这些接口可包括适用于与合适的媒体通信的端口。在一些情形中，他们也可包括一个独立的处理器，并在一些例子中包括易失性RAM。独立的处理器可控制一些通信密集型任务如分组交换、媒体控制和管理。通过提供用于通信密集型任务的独立处理器，这些接口使主微处理器1562可有效的执行路由计算、网络诊断、安全功能等。
尽管图8所示系统图示了本发明的一种特定网络设备，它并不是唯一可在其上实现本发明的网络设备体系结构。例如，具有一个处理通信和路由计算等的单个处理器的体系结构也经常被使用。另外，其他类型的接口与介质也可能与该网络设备一起被使用。
无论何种网络设备的配置，它都可采用一个或多个存储器或存储模块(例如存储块1565)，此存储器或存储模块被配置来保存数据、用于通用网络操作的程序指令和/或其他与在此说明的技术的功能相关的信息。该程序指令可控制如操作系统和/或一个或多个应用程序的操作。
因为这些信息和程序指令可被用来实现在此说明的系统/方法，所以本发明就涉及机器可读介质，此介质包括用于执行在此说明的不同操作的程序指令、状态信息等。机器可读介质的例子包括但不局限于，磁性介质如硬盘、软盘和磁带；光学介质如CD-ROM盘；光磁介质如光软磁盘；和专门配置来存储和执行程序指令的硬件设备，如只读存储设备(ROM)和随机访问存储器(RAM)。本发明也可包含于载波中，在合适的介质如无线电波、光缆、电缆等上传播。程序指令的例子包括如由编译器生成的机器代码和包含更高级代码的文件，该代码可被计算机使用解释器来执行。
尽管本发明的描述性实施例和应用在此被示出与说明了，但许多在本发明的概念、范围与精神之内的变动与修改也是可能的，且这些变动对那些本领域内技术人员在仔细阅读这个应用之后会变得很清楚。例如，本发明可被说明为被实现来使移动节点根据本地代理的健康和/或负载信息可被动态分配一个本地代理。然而，需要理解到本发明并不局限在这些实现上，而是无论它在其中被实现的环境与系统是怎样，它都可相同地应用。因此，宽泛地说，上述操作可用来对其他移动代理如外部代理实现动态分配功能。另外，上述发明可存储在磁盘驱动器、硬盘驱动器、软盘、服务器计算机或远程联网计算机上。相应地，本发明的实施例应看成是描述性的而不是限制性的，且本发明不应被局限于在此给出的细节上，而是可在所附权利要求的范围和等同物之内被修改。

Claims (45)

1.一种在多个支持移动IP的本地代理中的第一本地代理中处理来自已漫游到支持移动IP的外部代理的移动节点的注册请求的方法，包括：
接收注册请求，此注册请求去往与该多个本地代理相关联的虚拟本地代理地址；
发送该注册请求到该多个本地代理中第二本地代理，以使该多个本地代理中的第二本地代理创建在该移动节点和该外部代理之间的一个绑定；
创建在该移动节点和该外部代理之间的一个临时绑定；
从所述多个本地代理中的第二本地代理接收一个注册应答；
当从所述多个本地代理中的第二本地代理接收到所述注册应答时，更新所述临时绑定以创建一个永久绑定；
发送所述注册应答到在所述临时绑定中标识的外部代理。
2.如权利要求1所述的方法，其中该临时绑定包括与所述移动节点相关联的标识符、与所述外部代理相关联的IP地址和与所述多个本地代理中的第二本地代理相关联的IP地址。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述永久绑定包括与所述移动节点相关联的标识符、与所述外部代理相关联的IP地址、与所述多个本地代理中的第二本地代理相关联的IP地址和注册生命期。
4.如权利要求3所述的方法，其中该标识符是一个IP地址。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述永久绑定还包括一个与所述移动节点相关联的NAI。
6.如权利要求3所述的方法，还包括：
从来自所述多个本地代理中的第二本地代理的注册应答中获得所述注册生命期。
7.如权利要求1所述的方法，其中更新所述临时绑定以创建一个永久绑定包括：
指定一个授权注册生命期，所述授权注册生命期从接收自所述多个本地代理中的第二本地代理的注册应答中获得。
8.如权利要求7所述的方法，其中更新所述临时绑定以创建一个永久绑定包括：
指定一个被所述多个本地代理中的第二本地代理分配到所述移动节点的IP地址。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
获得所述临时绑定；和
在发送所述注册应答到所述外部代理前从所述临时绑定标识所述外部代理。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述注册请求指定一个与被分配到所述多个本地代理中的第二本地代理的一个MAC地址相同的目标MAC地址。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述注册应答指定一个与被分配到所述多个本地代理中的第一本地代理的一个MAC地址相同的目标MAC地址。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述注册请求指定一个目标IP地址为所述虚拟本地代理地址。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述注册应答指定一个目标IP地址为所述虚拟本地代理地址。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述注册请求指定一个目标IP地址为所述虚拟本地代理地址且所述注册应答指定一个目标IP地址为所述虚拟本地代理地址。
15.如权利要求1所述的方法，还包括：
公告与所述虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述公告包括发送路由表更新。
17.如权利要求1所述的方法，还包括：
发送至少本地代理健康和负载信息之一到所述多个本地代理中的一个或多个本地代理，所述健康和负载信息与所述多个本地代理中的第一本地代理相关联。
18.如权利要求15所述的方法，还包括：
从所述多个本地代理中的一个接收公告，该公告公告了与所述虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络。
19.如权利要求18所述的方法，其中从所述多个本地代理中的一个接收一个公告包括：
接收一个或多个路由表更新，该路由表更新公告了与所述虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络。
20.如权利要求18所述的方法，还包括：
接收与所述多个本地代理中的一个本地代理相关联的至少本地代理健康和负载信息之一。
21.如权利要求1所述的方法，还包括：
接收与所述多个本地代理中的一个本地代理相关联的至少本地代理健康和负载信息之一。
22.如权利要求21所述的方法，还包括：
从该本地代理健康信息确定所述多个本地代理中的所述本地代理是否工作正常；和
当所述多个本地代理中的所述本地代理工作不正常时，向与所述虚拟本地代理地址相关联的备份本地代理发送一组移动节点绑定，并更新一个或多个绑定以使所述一个或多个绑定与所述备份本地代理相关联。
23.如权利要求22所述的方法，其中更新一个或多个绑定以使该一个或多个绑定与所述备份本地代理相关联包括：
将一个或多个移动节点与所述备份本地代理的IP地址相关联。
24.如权利要求22所述的方法，还包括：
从多个备份本地代理中选择该备份本地代理。
25.如权利要求24所述的方法，还包括：
在选择所述备份本地代理前检查所述多个备份本地代理的负载信息。
26.如权利要求1所述的方法，还包括：
向一个或多个备份本地代理发送一个或多个绑定，所述一个或多个绑定与所述多个本地代理中的一个或多个本地代理相关联。
27.如权利要求26所述的方法，其中发送一个或多个绑定包括：
向所述一个或多个备份本地代理发送一个或多个临时绑定和一个或多个永久绑定。
28.如权利要求1所述的方法，还包括：
当所述注册请求被收到时，搜索所述移动节点的绑定；
当存在所述移动节点的绑定时，在向多个本地代理中的第二本地代理发送所述注册请求之前标识在所述绑定中的所述多个本地代理中的第二本地代理；和
当不存在所述移动节点的绑定时，在向所述多个本地代理中的第二本地代理发送所述注册请求之前选择所述多个本地代理中的第二本地代理。
29.一种在支持移动IP的本地代理中，处理来自已漫游到支持移动IP的外部代理的移动节点的注册请求的方法，包括：
从多个本地代理中的首要本地代理接收注册请求，该注册请求去往与所述多个本地代理相关联的虚拟本地代理地址，所述本地代理是配置有所述虚拟本地代理地址的多个本地代理中的一个；
处理该注册请求以创建在所述移动节点和所述外部代理之间的绑定；和
向所述多个本地代理中的首要本地代理发送注册应答。
30.如权利要求29所述的方法，其中该注册请求指定了与分配到所述本地代理的一个MAC地址相同的目标MAC地址。
31.如权利要求29所述的方法，其中该注册应答指定了与分配到所述多个本地代理中的首要本地代理的MAC地址相同的目标MAC地址。
32.如权利要求29所述的方法，其中该注册请求指定目标IP地址为所述虚拟本地代理地址。
33.如权利要求29所述的方法，其中该注册应答指定目标IP地址为所述虚拟本地代理地址。
34.如权利要求29所述的方法，其中该注册请求指定目标IP地址为所述虚拟本地代理地址且所述注册应答指定目标IP地址为所述虚拟本地代理地址。
35.如权利要求29所述的方法，还包括：
发送代理公告，所述代理公告公告了与所述虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述代理公告还包括至少本地代理健康与负载信息之一。
37.如权利要求35所述的方法，还包括：
接收来自所述多个本地代理中的一个本地代理的公告，所述公告公告了与所述虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络。
38.如权利要求37所述的方法，其中接收公告包括：
接收一个或多个公告了所述虚拟网络的路由表更新。
39.如权利要求37所述的方法，还包括：
从所述多个本地代理中的一个本地代理接收至少本地代理健康与负载信息之一。
40.如权利要求29所述的方法，还包括：
接收与所述多个本地代理中的一个本地代理相关联的本地代理健康和负载信息。
41.如权利要求29所述的方法，还包括：
接收与所述多个本地代理中的首要本地代理相关联的本地代理健康和负载信息。
42.如权利要求29所述的方法，还包括：
向所述多个本地代理中的一个或多个本地代理发送与所述本地代理相关联的本地代理健康和负载信息。
43.一种在支持移动IP的移动节点中向本地代理注册的方法，包括：
为该移动节点配置虚拟本地代理地址，该虚拟本地代理地址与多个本地代理相关联；
将该移动节点配置成如同驻留在与所述虚拟本地代理地址相关联的虚拟网络上；
通过该移动节点已漫游到的外部代理发送注册请求，所述注册请求指定了所述虚拟本地代理地址；和
接收响应所述注册请求的注册应答。
44.支持移动IP的多个本地代理中的第一本地代理，所述多个本地代理中的第一本地代理适于处理来自已漫游到支持移动IP的外部代理的移动节点的注册请求，包括：
处理器；和
存储器，该处理器和该存储器中的至少一个适于：
接收要被发送到与所述多个本地代理相关联的虚拟本地代理地址的注册请求；
向所述多个本地代理中的第二本地代理发送所述注册请求，以使所述多个本地代理中的第二本地代理创建在所述移动节点和所述外部代理之间的绑定；
创建在所述移动节点和所述外部代理之间的临时绑定；
从所述多个本地代理中的第二本地代理接收注册应答；
当从所述多个本地代理中的第二本地代理接收到所述注册应答时，更新所述临时绑定以创建永久绑定；和
向在所述临时绑定中标识的所述外部代理发送注册应答。
45.一种本地代理，所述本地代理支持移动IP且适于处理来自已漫游到支持移动IP的外部代理的移动节点的注册请求，包括：
处理器；和
存储器，该处理器和该存储器中的至少一个适于：
接收来自多个本地代理中的首要本地代理的注册请求，所述注册请求要被发送到与所述多个本地代理相关联的虚拟本地代理地址，所述本地代理是与所述虚拟本地代理地址相关联的多个本地代理中的一个；
处理所述注册请求以创建在所述移动节点和所述外部代理之间的临时绑定；和
向所述多个本地代理中的首要本地代理发送注册应答。
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