CN1460349A - 为移动台分配地址 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了一种在无线通信系统中运行的移动台分配地址的方法,其便于与固定通信系统的通信链接。该方法的特征在于以下步骤:从固定通信系统接收地址映射查询(步骤100);响应于所提供的地址映射查询,定位(步骤102)各自的移动台终端标识符(58);确定是否已为移动台分配了地址。如果还未给移动台分配地址,就激活地址分配请求(步骤112),并分配相应于各自的移动台终端标识符的地址。

Description

为移动台分配地址
技术领域
本发明涉及为通信单元分配地址,以便于数据能够被连续地路由到这个单元。具体地说,本发明应用于(而非仅限于)网际协议(IP)域中的通信单元的寻址。
背景技术
当今的通信系统,包括无线和有线,都有在通信单元之间进行数据传输的需求。在本文中,数据包括语音通信。为了优化有限的通信资源的使用,需要高效地提供这类数据传输。
为了能通过通信网络进行数据传输,需要有通信单元寻址协议。通信单元通常分配了由通信桥、网关和/或路由器读取的地址,以确定如何将数据传输给被寻址单元。网络之间的互连通常被称为网络互联(或互联网)。
网络经常被分成子网,并且建立有协议以定义一系列允许信息进行有序交换的规则。现今,用于通信系统中传输数据的两个最普遍的协议是:传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)。在几乎是最简单的通信系统中,这两个协议经常以互补对的形式工作。IP部分对应于数据在公知的OSI模型的网络层中传输而TCP部分对应于数据在OSI模型的传输层中传输。它们的操作是物理透明的,因此能够在任意的标准有线网络,如以太网、FDDI或令牌环上使用数据链路层。
网际协议将数据头加在从传输层传递过来的信息中。这个合成的数据包被称为互联网数据报。数据报头包含例如目的和源IP地址、IP协议的版本号等信息。IP地址分配给互联网上的每个节点。它用于识别网络和任何子网的位置。
在每个节点上运行的IP程序知道网络上网关的位置,网关连接互相连接的网络。于是数据经互联网从节点传送到网关。如果被传输的数据特别大,网际协议还将数据分解成较小的单元以便于传输。当数据报被路由或重组时,可能发生错误。当发生这种错误时,节点检测橱错误,将错误报告给源节点。
从源节点传送数据时,在将数据转发到各自的通信单元之前,每个数据报经互联网被分别地路由,并且最终在目的节点处将收到的帧进行重组。TCP-IP版本号帮助网关和节点正确地解释数据分组。
每个使用TCP-IP通信的节点需要一个与它的令牌环或以太网MAC地址相匹配的IP地址。MAC地址允许在相同段上的节点相互通信。为了使在不同网络上的节点能够互相通信,每个节点必须配置有一个IP地址。
在TCP-IP网络中的节点是主机或网关。任何运行应用软件的节点或者终端,都定义为主机。任何能够在网络之间路由TCP-IP分组的节点被称为TCP/IP网关节点。这个节点必须具有必要的网络控制器板,用作同其它网络的物理接口。
典型的IP地址由两个字段组成:前缀字段-网络号,识别与那个特定地址相关的网络,和后缀字段一主机号,识别网络中的特定主机。IP地址为32比特长,因而理论上可寻址232(超过四十亿)个物理网络。然而在确定每个字段构成为多少时,存在一个与使用包含前缀后缀的IP地址相关的问题。如果前缀太小,只能有很少的网络与互联网相连。然而,如果前缀定得太大,则后缀就必须减小,这导致网络中只能提供很少的主机。
现有版本的网际协议寻址方案(IPv4)能够适应很少的大型网络或很多小型网络。实际上,需要能支持合理数量的各种规模的网络。然而,大多数的组织试图将IP寻址方案安排成可容纳比它们通常所需要的更大,以用于将来网络的扩展。
因而,现有的网际协议(IPv4)版本寻址空间不足而将来的版本现正处于发展阶段。可以预测,每个公共陆地移动网络(PLMN)将不能为每个使用IPv4的MS分配一个唯一的永久IP地址。此外,即使在将来开发了IPv6,许多网络仍将由遗留下来的运行IPv4的网络组成。
IP地址可以定义为下面的形式:
‘aaa’,‘bbb’,’ccc’,’ddd’;
式中:‘aaa’,‘bbb’,’ccc’和’ddd’为范围从0…255的整数值。
在互联网上‘aaa’,‘bbb’,’ccc’部分一般定义子网而’ddd’定义主机。这种编号方案不易记忆。因此,通常使用符号名(常称为域名)代替IP地址以识别单个通信单元。
互联网上每个单独的网络都具有一个运行进程的、称为域名服务器(DNS)的主机。DNS维护被称为目录信息库(DIB)的数据库,它包含用于那个网络的目录信息。当增加新的主机时,系统管理员将它的名称和与它相关的IP地址加到DIB中。于是主机就可以访问互联网了。
一般地,DNS服务器可经IP传输协议被网络上的所有主机访问到。因此,用于进行地址查找的DNS协议可通过IP携带。
互联网上的目录网络服务确定了指定的目标用户或应用程序的IP地址。它的优点在于:用户和应用程序可以在互联网中来回移动并且不必固定于特定的节点和/或IP地址。
由于近来在通信中,特别是在互联网和无线通信中的业务增长,存在对一种可在无线通信域中提供TCP-IP数据传输技术的需要。
已经建立起来的一种协调的蜂窝无线通信系统是GSM(全球数字移动电话系统)。可以在全球分组无线系统(GPRS)中,找到对这种蜂窝技术的改进,其在基本蜂窝平台之上提供了的分组交换技术。目前所定义的更为协调的无线通信系统是通用移动电信系统(UMTS),该系统试图提供一种协调的标准,在此标准下蜂窝无线通信网络和系统将提供增强的接口层次和与其它类型的通信系统及包括例如互联网的固定通信系统网络的兼容性。
将要经互联网传送的信息被进行分组,并且在源节点和目的节点之间建立了分组交换路由。因此,GPRS和UMTS网络已被设计成可容纳分组交换的数据,以便于例如象消息服务、信息服务、对话服务和计算服务的互联网服务。
大多数的服务是由UMTS终端所启动和激活的。然而,一些服务可能由互联网节点所激活,例如音频或视频会议服务,家庭自动提醒,工作派遣和信息广播。后面这些类型的服务通常被称为互联网激活的服务。
为了支持这些服务,GPRS和UMTS终端是可见的并被当作由名称或地址所唯一标识的独立的互联主机。在使用有限的、用以标识独立通信单元的地址的系统中,使用称为动态寻址的技术。
动态寻址需要一个由地址分配服务器,例如动态主机配置协议(DHCP)服务器维护的地址池。当主机与互联网相连时,在主机和DHCP服务器之间进行信令处理,以为主机分配可用的IP地址。为了实现这个过程,主机需要向DHCP服务器发送它的唯一ID。当信令处理无效时,IP地址将被返回给地址池并等待分配给其它终端。
如果移动台(MS)启动网际协议,DHCP服务器知道需要识别MS,并且在通常情况下通知域名服务器(DNS)发生了新的网际协议地址分配。随后,本地DNS能够将移动台的域名映射到由DHCP分配的网际协议地址,并将该地址信息传给互联主机。
由于使用IP的典型器件(例如连网的PC和服务器)的静态属性,DHCP已广泛地用在内部网环境中,为任何与网络相连的主机动态地分配IP地址。
然而,很明显,当通信单元需要一个IP地址时,在未与互联网物理连接的无线域中,这种安排是无法接受的。在这种无线技术下,为了能分配到IP地址并访问互联网服务、信息和应用程序,移动台需要事先建立起与互联网的逻辑连接。这个逻辑连接通常被称为分组数据协议(PDP)内容。
进而,由于无线通信单元将不会与互联网永久地连接,大多数情况下MS处于未建立与互联网的PDP内容的模式。在这种情况下,互联主机无法向特定移动台的域名传递数据,直到已分配了相应的IP地址。当MS未事先访问互联网并且又已从DHCP分配(并维持)了IP地址时,这种有问题的情形总发生在互联网启动的服务中。
在第三代蜂窝分组数据协议(3GPP)“用于UMTS的技术规范23.060 v3.3.0;GPRS服务描述;第二阶段,2000年4月”,现下由欧洲电信标准协会(ETSI)开发,其中规定了在网关接收到来自未建立PDP内容的移动台的分组时,网关可以为移动台请求PDP的内容启动。
然而,在由互联网主机启动服务,特别是当MS由域名所标识的情况下,技术规范没有对获得IP地址或者对如何获得IP地址的指示进行识别,该IP地址用于MS以发送数据的第一分组。
总之,当无线通信单元还未被分配IP地址,并且互联网主机启动了通信时,会出现有问题的情形。如果没有给MS分配IP地址,本地DNS服务器没有办法将作为由互联网主机所识别的MS的地址(域名或其它)关联到MS的IP地址。
特别地,互联网主机需要在任何IP分组被发往MS之前就从分层的DNS处获得MS的IP地址,如果该由其相应的域名所识别。结果,需要提供一种对通信单元进行寻址通信系统和方法,其中可以减轻上述的缺点。
发明内容
根据本发明的优选实施例的第一方面,权利要求1为在无线通信系统中运行的移动台分配地址的方法。
根据本发明的优选实施例的第二方面,提供了一种如权利要求9要求保护的通信系统。
根据本发明的优选实施例的第三方面,提供了一种如权利要求14要求保护的、响应于移动台的域名请求,映射网际协议地址的方法。
根据本发明的优选实施例的第四方面,提供了一种如基本上遵守前述权利要求1或14的方法的操作功能、或权利要求9的通信系统。
附图说明
现在参见附图,对本发明的典型实施例进行了描述,其中:
图1示出现有技术的互联网启动服务的IP地址分配;
图2示出适于支持本发明的优选实施例创新概念的相应GPRS或UMTS网络运营者的域网络的方框图;和
图3示出根据本发明的优选实施例创新概念的用于执行域名到IP地址映射的消息序列图。
具体实施方式
如前所述,域名经常用于识别通信单元,例如UMTS或GPRS网络中的MS。图1示出现有技术的用于使网关GPRS服务节点(GGSN)26基于已知的域名来请求移动台IP地址的由互联网启动的服务配置10。
互联网启动的服务配置10包括经连线20连接到网络运营者的网络域18的互联网主机12。网络运营者的网络域18包括:
(i)核心网络,即GGSN 26;和
(ii)访问网络36,即GPRS(或UMTS)基站控制器(BSC)和/或基站收发器(BTS)。
GGSN 26负责GPRS(或UMTS)与诸如互联网22的公共交换数据网(PSDN)连接。GGSN还为GPRS核心网络内的业务执行路由和建立通道(tunnelling)功能。
网络运营者的网络域18还包括本地DNS,其具有将域名地址映射到用于在网络运营者的网络域18上运行的通信单元的IP地址的映射表。对于与有线通信系统相连的无线通信系统的情形,本地DNS 24将会把MS的域名地址映射到它们各自的IP地址。此外,网络运营者的网络域18包括经连线32与GGSN 26相连的DHCP 30,以便于IP地址的动态分配。
进一步,互联网主机12经连线16与全局DNS服务器14连接。全局DNS服务器14经连线38与网络运营者的网络域18中的本地DNS服务器24相连。连线16,20和38是跨过互联网22的连线。
在互联网启动的服务情况下,当域名(DN)寻址用于识别MS 40时,互联网主机12(服务启动者)需要执行DNS查询,以获取MS 40的IP地址。DNS查询由DNS服务器执行。因此,互联网主机12从DNS 14处请求与MS的域名相应的IP地址,从而轮询本地DNS 24。然后,本地DNS 24通过全局DNS 14将相应的IP地址从它的映射表28中提供给互联网主机12。
在IP地址未被动态分配时,这个过程,即在无线通信系统中获得与域名对应的IP地址是不可能的。这是已经连接到互联网但由于先前未发生数据传输的原因而未被分配IP地址的MS40的功能。因此,DIB将仅有域名的,而没有相应IP地址的详细信息。
在下面描述的本发明的优选实施例中,使用用户的用户识别号(ISDN号或IMSI---一般在下文中称为“终端号”),而非DIB中的IP地址部分来唯一地识别终端。
现参见图2,分别示出了相应网络运营者的网络域18的方框图,其适于支持本发明优选实施例的创新概念。在考虑例如GPRS或UMTS技术的无线域的情况下,对本发明的优选实施例进行了描述。
根据本发明的优选实施例,网络运营者的网络域现包括经适于信令界面Gdns 62连接到GGSN 62的本地DNS 50。核心网络的GGSN 62部分包括PDP内容表64,其用于存储特定无线系统中的相应MS是否已分配了IP地址,从而建立有IP连接的详细情况。
本地DNS 50包括在接收到DNS查询时用于触发PDP内容查询的多个进程(processes)和修改的映射表54。修改的映射表54包括用于特定的无线系统中每个MS的、相应于独立的MS终端号58的域名列表56。
信令界面Gdns 60在网络运营者的网络域DNS 50和GGSN 62之间传送信令信息。通过这个界面Gdns 60,网络运营者的网络域的DNS50向GGSN 62发送PDP内容查询并从GGSN 62接收IP地址的相关信息。
有利地,当已由互联网主机12启动DNS查询并且还未为MS分配与所请求的域名相应的IP地址情况下,DNS 50通过GGSN 62和Gdns界面触发DHCP 30和PDP内容请求。在GGSN 62处理完请求后,分配给MS的IP地址将经过界面Gdns被返回到本地DNS 50。
现参见图3,根据本发明优选实施例的创新概念,示出了用于执行将域名地址映射到IP地址的消息序列图。
消息序列图开始于步骤100,由网络运营者的网络域、特别是DNS50接收与互联网主机12所提供的域名相应的地址映射查询。域名与GPRS或UMTS无线通信系统上运行的移动台相对应。
如步骤102所示的那样,DNS 50基于提供的域名,分配各自的MS“终端号”58,该MS具有来自地址映射表54的域名56。如步骤104中,这个请求触发IP地址搜索过程。作为IP地址搜索过程的一部分,DNS 50将PDP内容查询请求与各自的“终端号”58一同发送给GGSN 62,如步骤106中所示。
如果IP地址在先前已被分配给了与那个域名关联的MS,即已经建立起用于特定“终端号”的PDP内容,那么DNS 50从GGSN 62接收PDP内容信息,如步骤108所示。这种情况下,如步骤110所示,IP地址从PDP内容中抽取出来,并且,如步骤111和116所示,DNS 50用相关的IP地址响应互联网主机12,从而终止该过程。
在步骤106中进行PDP内容请求时,如果还未建立起用于各自“终端号”的PDP内容,如步骤112中所示,DNS50激活到GGSN的PDP内容请求。使用DNS激活PDP内容请求便于域名到动态地址的映射,但是使用GGSN请求激活PDP内容请求仅允许基于收到的IP分组来分配IP地址。
然而,值得注意的是,PDP内容请求包括与MS关联的“终端号”的新特征,更有利于容易地处理随后的DNS查询请求。
GGSN与DHCP30一同分配相应于MS域名的IP地址。GGSN通过信令接口Gdns 60向DNS 50发射IP地址,如步骤114所示。然后DNS 50从PDP内容中抽取出IP地址。如步骤116所示,DNS 50用相关的IP地址响应互联网主机12,从而终止该过程。
尽管本发明在无线通信系统,例如由ETSI所开发、与固定数据通信交互的UMTS或GPRS系统中,可找到特定的应用,但本领域技术人员可容易地认识到本发明可以在其它无线/固定配置中使用。
总之,本发明通常涉及在将无线系统与固定系统相连的通信系统中,用于分配地址、特别是网际协议地址的方法和设备。较好地,网络运营者的网络域的域名服务器从固定通信系统接收地址映射查询,并且响应所提供的地址映射查询,分配移动台的相应终端标识符(终端号)。较好地,地址映射请求包括与移动台关联的域名。
然后域名服务器确定地址、优选地为网际协议地址,是否已分配给移动台。作为对否定的决定响应,域名服务器激活地址分配请求,优选地,将地址分配请求发送给网关。(与DHCP隔离或优选地与之相连的)网关又分配与各自的移动台终端标识符相应的(IP)地址。
在此描述的创新概念也特别详述了修改的地址映射表,优选地,该表用于与GPRS/UMTS域关联的域名服务器中。进而,优选地在域名服务器和网关例如GGSN之间提供了用于(IP)地址查询传输的信令接口。优选地,地址查询传输是分组数据协议内容查询。在没有事先给移动台分配(IP)地址的情况下,在由互联网启动服务的情形下,提供了触发(IP)地址分配的方法。
本发明在无线通信系统例如UMTS或GPRS系统中,可找到特定的应用。然而在此所包含的创新概念也同样适用于可选的固定和无线通信系统。尽管本发明的特别、优选的方案描述如上,很明显这个发明思想的变化和修改可很容易地被本领域的技术人员应用。
这样的修改可以在网际协议地址分配中进行,该地址分配由网关、DHCP、另外可能与网关或任何它们的组合相连的器件所进行。
因此,提供了对通信单元进行寻址的通信系统、方法以减轻一些上面提到的缺点。

Claims (16)

1.一种为在无线通信系统中运行的移动台分配地址,以便于与固定通信系统的通信链接的方法,所述方法的特征在于以下步骤:
从所述固定通信系统接收地址映射查询;
响应于各自的移动台终端标识符,定位所述移动台的各自的终端标识符;
确定是否已为所述移动台分配了地址;
响应于否定的确定,激活地址分配请求;和
为相应于各自的移动台终端标识符分配地址。
2.如权利要求1所述的为移动台分配地址的方法,其中所述地址为网际协议地址。
3.如权利要求1所述的为移动台分配地址的方法,其中接收和定位步骤由域名服务器执行。
4.如权利要求3所述的为移动台分配地址的方法,其中所收到的地址映射查询与所述移动台域名相对应。
5.如权利要求4所述的为移动台分配地址的方法,其中所述地址为网际协议地址,而分配网际协议地址的步骤由网关或动态主机配置协议执行,所述方法进一步包括步骤:
由所述网关向所述域名服务器发送网际协议地址分组;
由所述域名服务器将所述网际协议地址从所述网际协议地址分组中抽取出来;和
用关联的网际协议地址来响应所述固定通信系统。
6.根据权利要求1所述的为移动台分配地址的方法,其中从互联网主机接收所述查询。
7.根据权利要求1所述的为移动台分配地址的方法,其中确定是否已为移动台分配地址的确定步骤包括将各自的终端标识符同网际协议地址查询一起发送。
8.根据权利要求1的为移动台分配地址的方法,其中地址分配请求是分组数据协议内容请求。
9.一种通信系统,其特征在于:映射表,用于为在无线通信系统中运行的移动台分配地址以便利于与固定通信系统的通信链接,其中所述映射表将移动台的域名地址映射到移动台终端号。
10.如权利要求9的通信系统,所述通信系统进一步的特征在于包括:信令接口,在包含所述映射表的网络运营者的域名服务器和网关之间携带所述的域名地址信息。
11.根据权利要求10的通信系统,所述通信系统、域名服务器具有:用于将网际协议地址查询发送到所述网关的发射机部分,和用于从所述网关接收网际协议响应的接收机部分。
12.根据权利要求11的通信系统,其中所述通信系统发射机在收到发自网关的、指示还未给移动台分配网际协议地址的否定响应时,向所述网关发送网际协议地址请求。
13.根据前述的权利要求9中的通信系统,其中所述固定通信系统为启动同移动台通信请求的互联网主机。
14.一种响应在无线通信系统中运行的移动台的域名查询,为了便于与固定通信系统的通信链接而映射网际协议地址的方法,所述方法包括步骤:
在域名服务器(50)处接收(步骤100,102)来自与所述移动台域名(58)有关的固定通信系统的地址映射查询;
由域名服务器(50)向网关(62)发送网际协议地址查询以确定是否已为移动台分配了地址;
如果先前已经为与那个域名关联的移动台分配了网际协议地址,由域名服务器(50)接收(108)来自网关(62)的网际协议地址;和
用相关的网际协议地址来响应固定通信系统。
15.一种执行权利要求1到7或13中任意一种方法中的步骤的通信单元。
16.一种用于在权利要求8到12的任何一个通信系统中运行的通信单元。
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