CN1484407A - 优化分组路由方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种在支持本地化移动性管理的移动IPv6中的分组路由方法。一种在包括移动节点、目的节点、将分组传送到移动节点当前位置的本地代理和执行移动节点的本地化移动性管理的本地化移动代理的网络系统中移动节点和目的节点之间对分组进行路由的方法包括步骤：当移动节点移动时决定是否执行越区切换；向目的节点传送包括通过接收网络前缀配置的任意地址的区域关心地址(RCoA)的绑定更新，所述网络是在移动节点移动的区域中存在的本地化移动代理(LMA)所在的网络；由目的节点通过RCoA向本地化移动代理(LMA)传送分组。因此，在支持具有短越区切换时间和低绑定更新和隧道成本的本地化移动性管理的移动IPv6中优化了分组路由。

Description

优化分组路由方法
技术领域
本发明涉及一种分组路由方法，特别涉及一种在支持本地化的移动性管理的移动IPv6中的优化分组路由方法，该方法具有短的越区切换时间和低的绑定更新(binding update)和隧道效应成本。本发明是基于韩国专利申请号：2002-48534，引用其公开内容作为参考。
背景技术
最近，随着例如便携式计算机或PDA的移动终端的性能改善和无线通信技术的发展，大多数的因特网用户希望甚至在无线环境中使用高质量因特网业务。
如果所有移动终端占用了称为“IP地址”的特定的标识符，自然能够解决用户过载已经在链路层上独立地服务的他们的服务以及全球漫游问题。因此，因特网工程任务组(IETF)移动IP工作组正从事用于移动IP开发的适当的协议的标准化及其改善。另外，其它标准化组织也计划将移动IP引进到例如UMTS、CDMA2000、GPRS等的蜂窝系统中。
同时，随着因特网用户数量增长，现有的因特网协议版本(IPv4)地址系统不能满足增长的IP地址的所需要的数量。因此，积极开展了通过把因特网协议版本6(IPv6)用作下一代因特网协议来提供移动性的研究工作。
已经将IETF的移动IPv6(其后，称为MIPv6)技术认为是用于在因特网IP协议未来转移到IPv6时支持移动性的方法的标准技术。
参考图1A和图1B描述MIPv6。
图1A是用于显示当移动节点MN在MIPv6中移动时向本地代理HA和对应节点CN发送绑定更新的路径的视图，而图1B是用于显示移动节点MN在MIPv6中从对应节点CN接收分组的路径的视图。
首先，下面是MIPv6的各要素和术语的定义。
-移动节点(MN)是改变它的网络连接位置的节点。
-对应节点(CN)是与移动节点(MN)进行通信的不同的节点。
-本地网络指的是在移动节点(MN)移动之前和本地地址HoA进行通信的网络。
-本地地址(HoA)是在移动节点(MN)移动到不同的子网之前通过本地前缀配置的地址。
-本地代理(HA)是在本地网络中的路由器中的一个路由器，具有关于移动节点(MN)注册的信息和用于当移动节点(MN)离开本地网络时向移动节点(MN)的当前位置传送分组。
-关心地址(care of address)(CoA)是通过网络前缀配置的、目前移动节点(MN)所位于的临时地址，作为当移动节点(MN)移动到外部网络时以IPv6的地址自动配置方式获得的地址。
-绑定用于使临时配置的关心地址(CoA)和原始地址的本地地址(HoA)相关联，作为用于当移动节点(MN)移动到外部网络时注册到本地地址(HoA)的信息。
在MIPv6中，当移动节点(MN)从图1A中用点划线标记的子网1移动到图1A中用实线标记的子网2时，该移动节点(MN)发送向本地代理(HA)通知其位置的绑定更新(其后称为‘BU’)。
当更新该绑定时，移动节点(MN)注册其所位于的子网2的前缀信息和通过IP地址配置的临时地址CoA2。
其后，如在图1B中所示，通过本地代理(HA)从对应节点(CN)(图1B的路径①)仅仅对首先发送的分组进行路由，并且通过优化的路径从对应节点(CN)直接向移动节点(MN)(图1B的路径②)传送更多的分组。
如上所述，MIPv6有效地管理移动节点(MN)的宏观移动性，但是不能有效地管理移动节点(MN)的微观移动性。作为用于克服如此的缺点和补充和增强MIPv6的方法，IETF已经建议了IPv6中本地化移动性管理(其后称为LMMv6)。本地化移动性管理是移动性管理方法，其中绑定到对应节点(CN)和本地代理(HA)的路由信息当移动节点(MN)移动到在本地有限的内部范围内不同的网络时不再变化。
图2A是用于显示用于当移动节点(MN)在LMMv6中移动时向本地代理(HA)和对应节点发送绑定更新时的路径的视图，而图2B是用于显示用于移动节点(MN)在LMMv6中从对应节点(CN)接收分组的路径的视图。
首先，如下是LMMv6的要素和术语的定义。
-本地化移动代理(LMA)被用作移动节点(MN)向其移动的网络中的本地代理，并且是用于执行移动节点(MN)的本地化移动性管理的代理。
-本地化移动性域是其中执行本地化移动性管理的多个网络的组，其中在相应的域中必须存在一个或多个本地化移动代理(LMA)，并且必须针对外部本地代理(HA)和对应节点(CN)来隐藏移动节点(MN)的移动性。
-区域CoA(RCoA)是由接收网络的前缀的移动节点(MN)配置的临时地址，在该网络中只要移动节点(MN)到达移动节点(MN)向其移动的网络就定位本地化移动代理(LMA)。移动节点(MN)当进入对应的域时接收的RCoA在域内移动期间不变化，并且RCoA被包括在要发送到外部本地代理(HA)和对应节点(CN)的绑定信息中。
-在线本地CoA(LCoA)具有与MIPv6中所描述的CoA相同的意思，并且被称为LCoA，以便与RCoA相区分。
如在图2A中所示的，在LMMv6中，当移动节点(MN)移动到相同域中的新的位置(a→b→c)时，移动节点(MN)不必发送向本地代理(HA)通知其位置的绑定更新。简单地说，移动节点(MN)仅仅向本地化移动代理(LMA)更新绑定。
因此，LMMv6具有与MIPv6相比减少绑定更新成本和越区切换延迟时间的优点。
仅仅从对应节点(CN)首先被传送的分组是经由本地代理(HA)通过本地化移动代理(LMA)(图2B的路径①)被路由的，而包括移动节点(MN)的绑定更新是直接传送到对应节点(CN)的。其后，大多数分组从对应节点(CN)(图2B的路径②)经由本地化移动代理(LMA)被传送。
在LMMv6中，所有从对应节点(CN)发送的分组通过隧道经由本地化移动代理(LMA)被传送到移动节点(MN)。因此，与MIPv6相比，更多地延迟了数据分组传送，并且过载了本地化移动代理(LMA)。
相应地，MIPv6和LMMv6两者都有优点和缺点，使得需要一种能够克服如此缺点的新的优化分组路由方法。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明的一个目的是提供一种在支持具有短的越区切换时间和低的绑定更新及隧道成本的本地化移动性管理的移动IPv6中的优化的分组路由方法。
为了取得上述目的，一种在支持本地化移动性管理的移动IPv6中的优化分组路由方法，其中在包括移动节点和执行移动节点的本地化移动性管理的本地化移动代理的网络系统中，移动节点和移动节点向其传递分组的对应节点之间对分组进行路由，该优化分组路由方法包括如下步骤：(A)当对应节点向移动节点发送多个分组时由移动节点向对应节点发送包括LCoA的绑定更新；(B)当移动节点移动时确定是否执行越区切换；(C)向对应节点传递包括通过接收网络的前缀配置的任意地址的RCoA的绑定更新，在上述网络中在决定执行越区切换的情况中定位移动节点移动的区域中存在本地化移动代理(LMA)；和(D)由对应节点通过RCoA向本地化移动代理发送分组。
另外，更适宜地，当移动节点不移动时，移动节点在与对应节点通信期间从对应节点直接接收分组，并且当该移动节点执行越区切换时，该移动节点通过本地化移动代理来接收分组。
更适宜地，在移动节点和对应节点通信的状态中，移动节点向对应节点发送通过包括该移动节点所在的网络的前缀配置的地址的LCoA的绑定更新。
更适宜地，移动节点记录关于执行绑定更新的本地代理和对应节点的信息以形成加上优化(O)标志的绑定更新目录，并且当向对应节点传递绑定更新时基于优化标志来决定和发送LCoA和RCoA中的一个。
更适宜地，当移动节点从对应节点接收第一分组时，移动节点决定是否从本地化移动代理为所传递的分组开隧道，并且管理所通过隧道的分组的接收速率。
更适宜地，移动节点检验第2层的连接状态并且检测越区切换发生时的时间。
附图说明
通过参考附图来详细描述优选实施例，本发明的上述目的和其它特征将变得更加明显，其中：
图1A是用于显示用于当移动节点在MIPv6中移动时该移动节点向本地代理和对应节点发送绑定更新的路径的视图；
图1B是显示移动节点在MIPv6中从对应节点接收分组的路径的视图；
图2A是用于显示当移动节点在LMMv6中移动时该移动节点向本地代理和对应节点发送绑定更新的路径的视图；
图2B是用于显示用于移动节点从LMMv6中的对应节点接收分组的路径的视图；
图3是用于显示根据本发明的实施例提供到移动节点的绑定更新目录的视图；
图4是用于显示移动节点的移动的视图；
图5是显示图4的状态中的SNR的曲线图；
图6是用于示出根据本发明的一个实施例当移动节点从对应节点接收第一分组时和当移动节点执行越区切换时的一个操作处理的流程图；
图7是用于显示当移动节点在相同域中移动时绑定更新的操作处理的视图；
图8是用于显示在执行图7中的绑定更新和移动节点移动到相同域中的不同位置之后的分组流的视图；
图9是用于显示当移动节点在不同域中移动时绑定更新的操作处理的视图；
图10是用于显示在执行图9中的绑定更新和移动节点移动到新的域中一个位置之后的分组流的视图。
具体实施方式
其后，将参照附图详细描述本发明。
图3是用于显示根据本发明的实施例提供到移动节点(MN)的绑定更新目录的视图。
移动节点(MN)配备有管理功能、隧道分组接收速率管理功能、L2触发支持和L2状态跟踪功能，所述这些功能都是为在绑定更新目录中存在的对应节点(CN)而增加的。
绑定更新目录是在移动节点(MN)向在现有的MIPv6或LMMv6中的本地代理(HA)和对应节点(CN)发送绑定更新之后记录与本地代理(HA)和对应节点(CN)相对应的绑定更新的有效次数等。
另外，移动节点(MN)增加用于目录的单个项目的额外O标志(优化的标志)，如果相对应的对应节点(CN)正在接收RCoA则将O标志设置为0，并且如果相对应的对应节点(CN)正在接收LCoA则将O标志设置为1。
另外，移动节点(MN)执行L2触发支持和L2状态跟踪技术。
L2触发是提前检测和通知第三层越区切换将在移动节点(MN)本身的网络协议栈的第二层中发生的技术。在现有的无线LAN技术中，移动节点(MN)中的无线LAN卡保持测量信噪比(SNR)，以便检查当前无线信号的质量。
图4显示移动节点(MN)正从AP1区域移动到AP2区域，并且图5是用于显示在图4的情况中SNR变化的曲线图。
如在图5中所示，当移动节点(MN)移动到接近AP2区域时，从AP1测量的SNR值变得越小，则从AP2测量的SNR值变得越大。此时，移动节点(MN)应该配有下列参数之一和两种功能。
-越区切换判定间隔
-用从当前连接的AP1测量的SNR1值、从临近的其它区域中的多个AP中的任意AP测量的SNR2值、和作为预先指定的门限值的越区切换判定间隔值(HANDOFF_DECISION_INTERVAL)，当满足下列公式1时，将包括RCoA的绑定更新发送到将在绑定更新目录中的各项中的O标志设置为1的对应节点(CN)。
[公式1]
SNR1-SNR2＜HANDOFF_DECISION_INTERVAL
同样，用从当前连接的AP1测量的SNR1值、从临近的其它区域中的多个AP中的任意AP测量的SNR2值、和作为预先指定的门限值的越区切换判定间隔值(HANDOFF_DECISION_INTERVAL)，当满足下列公式2时，认为是[S：稳定]的状态，而如果不满足公式2，认为是[U：不稳定]的状态。
[公式2]
|SNR1-SNR2|＞HANDOFF_DECISION_INTERVAL
另外，移动节点(MN)具有用于隧道分组接收速率管理的特定参数TUNNELING_PACKET_COUNT。
移动节点(MN)决定是否从本地移动代理(LMA)为从任意对应节点(CN)传送的分组开隧道，并且然后决定是否每秒到达大于TUNNELING_PACKET_COUNT的如此分组。
如果分组到达，当由移动节点本身的L2状态跟踪技术掌握的L2状态是[S]时，移动节点(MN)向对应节点(CN)发送包括LCoA的绑定更新，并且移动节点(MN)将与移动节点(MN)的绑定更新目录中的对应节点(CN)相对应的项目的O标志设置为1。
下面是对根据本发明的一个实施例的移动节点操作的描述。
能够将移动节点操作进行如下分解。
(情况1)当移动节点(MN)不和对应节点(CN)通信时，
(情况2)当移动节点(MN)从对应节点(CN)接收第一分组时，
(情况3)当移动节点(MN)在相同的域中执行越区切换时，
(情况4)当移动节点(MN)在不同的域之间执行越区切换时。
首先，如在情况1中，如果移动节点(MN)不和对应节点(CN)进行通信，对应节点(CN)通常不在移动节点(MN)的绑定更新目录中注册，并且用与LMMv6中的相同的方式来执行绑定更新。
另外，在情况2中，当移动节点(MN)从对应节点(CN)接收第一分组时，可能发生下列两种情况。
第一种情况是移动节点(MN)从对应节点(CN)通过本地代理(HA)和本地化移动代理(LMA)接收分组，实际上启动了通信会话的情况。
第二种情况是移动节点(MN)移动到新的区域以便完全地完成越区切换和移动节点(MN)第一次在新近移动的区域中接收分组的情况。
图6是用于显示根据本发明的一个实施例当移动节点(MN)从对应节点(CN)接收第一分组时和当移动节点(MN)执行越区切换时的一个操作处理的流程图。
如在图6中所示，当移动节点(MN)从对应节点(CN)接收第一分组时，移动节点(MN)决定是否通过隧道从本地化移动代理(LMA)传送分组并且对通过隧道传送的分组进行计数(S602)。
另外，移动节点(MN)检查L2状态(S604)。如果L2状态是稳定的(S606)，移动节点(MN)验证所计数的隧道分组的数量是否多于每秒预定的数量(S608)。如果所计数的隧道分组的数量不多于每秒预定的数量，移动节点(MN)又返回到其初始状态。
如果所计数的隧道分组的数量多于每秒预定的数量，移动节点(MN)向对应节点(CN)传送包括LCoA的绑定更新(S610)。
其后，对应节点(CN)直接向移动节点(MN)传送分组而不必使用所传送的LCoA进行隧道通信。
同时，如果移动节点(MN)执行越区切换(S614)，移动节点(MN)执行L2触发支持和L2状态跟踪，并且向所有将它们的O标志设置为1的对应节点(CN)传送包括RCoA的绑定更新(S616)。
另外，移动节点(MN)将在绑定更新目录中的O标志设置为0(S618)。
其次，参考图7和图8描述当移动节点(MN)在相同的域中执行越区切换时的操作流程。
图7显示当移动节点(MN)在相同的域中移动时绑定更新操作流程。
当移动节点(MN)从任意区域向域中的不同区域移动时，该移动节点(MN)执行越区切换。
移动节点(MN)通过执行L2触发支持和L2状态跟踪来检查越区切换发生(S702)。移动节点(MN)向所有将本发明提出的O标志设置为1的对应节点(CN)，即向通过LCoA传送分组的对应节点(CN)传送包括在该移动节点(MN)当前所在的域中获得的RCoA的绑定更新(S704)。另外，移动节点(MN)将已设置为1的O标志设置为0(S706)。
图8显示在做完图7中的绑定更新操作和移动节点(MN)移动到相同域中的不同区域之后的分组流。
在做完绑定更新操作之后，和，如果移动节点(MN)移动到不同的区域并且连接到新的L2，移动节点(MN)从区域的新的路由器(AR2)接收前缀信息(S802)并且配置它自己的新的地址(S804)。
另外，移动节点(MN)向管理对应的域的本地化移动代理(LMA)传送绑定更新(S806)。
同时，对应节点(CN)通过现有的LCoA直接传送分组，但是，在接收包括由移动节点(MN)的L2触发支持传送的RCoA的绑定更新之后，对应节点(CN)通过使用RCoA向本地化移动代理(LMA)发送分组(S808)。
已经从移动节点(MN)接收到绑定更新的本地化移动代理(LMA)向使用新的LCoA的已移动区域通过隧道传送分组(S810)。
但是，即使为了描述的方便而未示出，如果本地化移动代理(LMA)没有接收到移动节点(MN)在完全完成越区切换之后发送的绑定更新，该本地化移动代理(LMA)通过隧道将分组传送到先前的位置。
其后，参考图9和图10描述当移动节点(MN)在不同的域之间执行越区切换时的操作。
图9是用于当移动节点(MN)在不同域中移动时显示绑定更新操作的流程图。
当移动节点(MN)从当前所在的域移动到不同的域时，该移动节点(MN)在不同的域之间执行越区切换。
移动节点(MN)执行L2触发支持和L2状态跟踪，以便检查越区切换发生(S902)。移动节点(MN)向所有将本发明提出的O标志设置为1的对应节点(CN)，即向通过LCoA传送分组的对应节点(CN)传送包括从该移动节点(MN)当前所在的域中获得的RCoA的绑定更新(S904)。另外，移动节点(MN)将O标志设置为0(S906)。
图10显示在移动节点(MN)执行图9中的绑定更新操作和移动节点(MN)在新的域的区域中移动之后的分组流。
如果移动节点(MN)在新L2的新的域的一个区域中移动，移动节点(MN)从该区域的新的路由器AR3和本地化移动代理(LMA2)接收前缀信息(S1002)并且配置它自己的RCoA和LCoA地址(S1004)。
另外，移动节点(MN)向在绑定更新目录中的本地代理(HA)和对应节点(CN)发送包括RCoA的绑定更新，并且向用于管理新的域的本地化移动代理(LMA2)发送包括LCoA的绑定更新(S1006)。
对应节点(CN)在已经接收到包括由移动节点(MN)的L2触发支持传送的RCoA的绑定更新之后向使用RCoA的本地化移动代理(LMA2)传送分组，而不是通过现有的LCoA直接传送分组(S1008)。
同时，即使未示出，如果对应节点(CN)没有接收到在已经完全地完成和移动节点(MN)的越区切换之后发送的BU，对应节点(CN)向先前的LMA发送分组。
另外，已经接收到分组的本地化移动代理(LMA2)将分组通过隧道传送到使用新的LCoA的已移动区域中(S1010)。
如目前所描述的，在支持根据本发明的本地化移动性管理的移动IPv6中的优化的分组路由方法实现了下列的效果：
首先，数据分组传送在成本方面几乎与具有最少数据分组传送成本的MIPv6相似。
第二，越区切换延迟在时间方面几乎与具有相对较小越区切换延迟时间的LMMv6相似。
第三，能够消除过载，该过载发生在是本地化移动性管理协议的重要因素的本地化移动代理(LMA)上。
虽然已经描述了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将理解本发明不应该局限于所描述的优选实施例，但是在如所附权利要求定义的本发明的精神和范围内，能够作出各种变化和修正。

Claims (9)

1.一种在支持本地化移动性管理的移动IPv6中的优化分组路由方法，其中分组在包括移动节点和执行移动节点的本地化移动性管理的本地化移动代理的网络系统中的移动节点和该移动节点向其传送分组的对应节点之间进行路由，该优化分组路由方法包括如下步骤：
(A)当对应节点向移动节点发送分组时，由移动节点向对应节点发送包括本地关心地址(LCoA)的绑定更新；
(B)确定当移动节点移动时越区切换是否发生；
(C)向对应节点传送包括通过接收网络前缀配置的任意地址的区域关心地址(RCoA)，所述网络是在确定执行越区切换的情况下在移动节点移动的区域中存在的本地化移动代理所在的网络；
(D)由对应节点通过RCoA向本地化移动代理发送分组。
2.根据权利要求1的优化分组路由方法，其中当移动节点不移动时，移动节点在与对应节点通信期间直接从对应节点接收分组，并且当移动节点执行越区切换时，该移动节点通过本地化移动代理接收分组。
3.根据权利要求1的优化分组路由方法，其中，在移动节点与对应节点通信的状态中，移动节点向对应节点发送包括通过该移动节点所在的网络的前缀配置的地址的LCoA的绑定更新。
4.根据权利要求1的优化分组路由方法，其中移动节点记录关于执行绑定更新的本地代理和对应节点的信息以形成增加优化标志的绑定更新目录，并且当向对应节点传送绑定更新时基于优化标志决定和发送LCoA和RCoA两者中的一个。
5.根据权利要求4的优化分组路由方法，其中当对应节点接收到RCoA时，移动节点将优化标志设置为0，当对应节点接收到LCoA时，移动节点将优化标志设置为1，和，在确定移动节点执行越区切换的情况中，移动节点向所有将优化标志设置为1的对应节点发送包括RCoA的绑定更新。
6.根据权利要求1的优化分组路由方法，其中，当移动节点从对应节点接收到第一分组时，移动节点确定是否所传送的分组是从本地化移动代理进行隧道传送的，并且管理进行隧道传送的分组的接收速率。
7.根据权利要求1的优化分组路由方法，其中移动节点检验第二层连接状态和检测当越区切换发生时的时间。
8.根据权利要求7的优化分组路由方法，其中移动节点测量信噪比(SNR)，并且，当移动节点从第一接入点区域向第二接入点区域移动时，移动节点获得在从第一接入点测量的第一信噪比(SNR1)和从第二接入点测量的第二信噪比(SNR2)之间的差异，并且，当该差异小于预定的值时，移动节点预先检测越区切换的发生并且执行向协议的第三层通知越区切换发生的L2触发。
9.根据权利要求8的优化分组路由方法，其中基于移动节点的L2触发支持和L2状态跟踪技术，当确定出越区切换发生在移动节点中时，将包括RCoA的绑定更新发送到所有将优化标志设置为1的对应节点上。
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