CN1588904A

CN1588904A - 一种柔性ip网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法

Info

Publication number: CN1588904A
Application number: CNA2004100731681A
Authority: CN
Inventors: 万晓辉; 章忠威; 李金成
Original assignee: China Iwncomm Co Ltd
Current assignee: China Iwncomm Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: CN1248462C

Abstract

一种柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其在网络接入点放置一台接入管理实体。基本域管理实体和接入管理实体先建立连接，则接入管理实体获知该接入信息；移动节点从私有网络向接入管理实体发注册请求，由接入管理实体转发给基本域管理实体验证身份，通过后返回注册应答；基本域管理实体先把注册应答经接入管理实体转发给移动节点，注册通过并获取有效信息后，移动节点和基本域管理实体的通信建立完毕。本发明解决了柔性IP网络技术体系的LAN/WAN兼容问题，使该技术能自动适用当前的网络拓扑环境，并根据自己基本网络域类型执行相应的注册流程及执行相应的隧道模块，实现柔性IP网络技术体系的正常漫游。

Description

一种柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法

技术领域

本发明涉及一种柔性IP网络技术体系的自适应的方法。尤其涉及一种使柔性IP网络技术体系能够自动识别当前网络环境是局域网(LAN，Local Area Network)还是广域网(WAN，Wide Area Network)，从而自动适用当前的扩展网络域环境，以正确运行柔性IP网络技术体系的方法。

背景技术

随着因特网的发展以及笔记本电脑和PDA等便携工具的体积、重量、性能的改进，移动办公的实现逐渐变得容易起来。移动IP是由互联网工程任务小组(IETF，Internet Engineering Task Force)制订的标准，是因特网中处理IP主机移动通信的解决方案，实现IP主机在移动时保持其原有的IP地址身份，在不中断通信和不重新启动应用程序的情况下无须改变链路层接入点。移动IP与IP主机通信时所采用的物理媒介无关。

传统移动IP系统的原理是：当移动节点连接在本地网络链路上时，移动节点的工作机制和固定节点一样，不运行移动IP功能。当移动节点的网络接入点从一条链路切换到另一条链路即外地网络上时，在通常情况下，移动节点经“代理搜索”，在外地链路上发现一个外地代理实体，即向这个外地代理实体进行注册，把这个外地代理实体的IP地址作为自己的转交地址。移动节点获得转交地址后，再通过注册流程，把自己的转交地址告诉家乡代理实体，注册成功后在家乡代理实体和外地代理实体之间建立隧道。当有发往移动节点本地地址的数据包时，家乡代理实体便截取该数据包，并根据注册的转交地址，通过隧道将数据包传送给移动节点；由移动节点发往家乡网络的数据包通过外地代理实体从隧道送到家乡代理实体。因此，传统移动IP系统应用的环境局限性大，它只能应用于IP地址是公有地址的情况或是两个可以路由的局域网的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其解决了背景技术中应用环境的局限性大，信息传输效率低的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤

1).在网络接入点位置放置一台负责移动节点6和基本域管理实体1之间数据转发的接入管理实体3；

2).获取信息的注册

当移动节点6在基本网络域进行注册时，首先根据所接收的注册广播消息，判断自己的基本域管理实体1是否支持广域网，以设置是否支持广域网的基本网络域类型标志；如果基本域管理实体1支持广域网，则保存广域网类型的接入管理实体3地址，进行广域网或局域网注册；如果基本域管理实体1只支持局域网，则仅在基本域管理实体1上进行局域网注册，不保存接入管理实体3的地址；

3).移动节点6在扩展网络域验证身份的注册并建立漫游

(3.1).如果基本网络域注册时其基本域管理实体1只支持局域网漫游，移动节点6进行局域网漫游的协商：

(3.1.1).带有协商扩展的注册消息验证成功后，局域网漫游协商成功，则建立相应的IPinIP数据隧道，移动节点6局域网漫游完成；

(3.1.2).带有协商扩展的注册消息验证不成功，则移动节点6所处的网络环境无法直接通过局域网漫游与其基本网络域建立连接；

(3.2).如果基本网络域注册时其基本域管理实体1只支持广域网漫游，这时

(3.2.1).如果扩展域管理实体7只支持局域网的漫游，移动节点6将带有协商扩展的注册消息发送到基本域管理实体1进行验证；若移动节点6局域网漫游注册协商成功，则移动节点6直接以局域网漫游系统工作；

(3.2.2).如果扩展域管理实体7只支持广域网漫游，移动节点6则判断其接入管理实体3的地址是否相同：如果相同，表明位于同一NAT后的扩展域管理实体7，在基本域管理实体1身份验证通过后，建立相应的IPinIP数据隧道，移动节点6局域网漫游完成；如果判断接入管理实体3地址不同，表明位于不同的网络地址转换后的两个网络环境，需要进行广域网漫游，在基本域管理实体1身份验证通过后建立相应的IPinUDP数据隧道，移动节点6广域网漫游完成；

4).移动节点6漫游回基本网络域时，如果移动节点6通过基本域管理实体1的广播得到的基本域管理实体1的地址和移动节点6保存的基本域管理实体1的地址相同，则判定移动节点6处于基本网络域环境中；这时，移动节点6不启用漫游功能，移动节点6向基本域管理实体1发送注册生存期为0的注册消息，注销该移动节点6。

上述移动节点6进行广域网注册或局域网注册时，注册消息中设置有标记位来指示，注册消息到达基本域管理实体1或扩展域管理实体7后，根据注册请求的类型进行处理，建立相应的隧道；移动节点6进行广域网注册时，身份验证成功后，需要进一步协商出数据端口才能建立相应的数据隧道，进行漫游。

上述网络地址转换是可隐藏内部网络地址的连接互联网的方式，当位于NAT服务器内侧的内部网络移动节点6连接互联网时，网络地址转换将移动节点6的内部网络IP地址转换成一个外部公共IP地址，存贮于网络地址转换的地址池，当外部网络数据返回时，网络地址转换则反向将目标地址替换成初始的内部移动节点6的地址，让内部网络移动节点6接受。

上述隧道是指被封装的数据包在公共互联网络上传递时所经过的逻辑路径。

上述移动节点6是可将接入因特网的位置从一条链路切换到另一条链路上，而仍然保持所有正在进行的通信，并且只使用原有固定IP地址的设备。

上述柔性IP网络技术体系是指由基本域管理实体1、扩展域管理实体7、接入管理实体3及移动节点6构成，使局域网中的移动节点6能够在全球互联网范围内随意漫游，并且确保移动节点6随时能够与其基本网络域实现交互访问的系统。

本发明具有以下优点：

本发明使柔性IP网络技术体系在不同的网络环境中能自动识别当前的网络环境是局域网(LAN，Local Area Network)还是广域网(WAN，Wide Area Network)，从而使柔性IP网络技术体系能自动适用当前的扩展网络域环境，进行正确注册，建立相适应的隧道，完成数据传送，实现柔性IP网络技术体系的功能。换言之，本发明解决了柔性IP网络技术体系的LAN/WAN兼容问题，使柔性IP网络技术体系能自动适用当前的网络拓扑环境，并根据自己基本网络域类型执行相应的注册流程以及执行相应的隧道模块，最终实现柔性IP网络技术体系的正常漫游；并选用最适合的隧道方式，提高数据传送的效率。

附图说明

附图为本发明的柔性IP网络技术体系拓扑图。

附图标号说明：1-基本域管理实体；2-防火墙，即基本网络域的防火墙；3-接入管理实体；4-Internet，即因特网；5-防火墙，即扩展网络域的防火墙；6-移动节点；7-扩展域管理实体。

具体实施方式

本发明的柔性IP网络技术体系是指由基本域管理实体，扩展域管理实体，接入管理实体，移动节点构成，使局域网中的移动节点能够在全球互联网范围内随意漫游，并且确保移动节点随时能够与其基本网络域实现交互访问。

本发明的柔性IP网络技术体系在局域网LAN、广域网WAN这两种网络环境下，柔性IP网络技术体系注册、建立隧道的过程和隧道的类型都不同。本发明在网络接入点位置放置一台接入管理实体3，负责移动节点6和基本域管理实体1之间的数据转发。基本域管理实体1和接入管理实体3首先建立连接，网络地址转换，即NAT被执行，接入管理实体3获知基本域管理实体1的网络接入信息。移动节点6从私有网络向接入管理实体3发出注册请求，NAT被执行。接入管理实体3将该请求转发给移动节点6的基本域管理实体1，基本域管理实体1验证移动节点6的身份通过后，返回注册应答。同样，基本域管理实体1先把注册应答发送给接入管理实体3，再由接入管理实体3转发给移动节点6。注册通过后，接入管理实体3把移动节点6和基本域管理实体1的网络接入信息向双方通达，正确获取有效信息后，在移动节点6和基本域管理实体1之间建立隧道，移动节点6和基本域管理实体1的通信建立完毕。

移动节点6通过基本网络域注册记录基本网络域的服务器类型，即能否支持跨越NAT的因特网或/和广域网建立柔性IP网络技术体系连接。在漫游到扩展网络域后，移动节点6获取当前扩展域管理实体7的类型，进行相应类型的注册，同时在注册成功后建立相应的隧道，完成数据传送。

移动节点6的基本网络域为了实现柔性IP网络技术体系，需要架设基本域管理实体1。根据漫游移动节点6的使用需要，使用仅有传统功能的私有网络内部实现漫游的系统，或使用架设能够穿越NAT实现跨越因特网和/或广域网的柔性IP网络技术体系。两者的差别主要在于广域网的柔性IP网络技术体系所代理的广播中除了携带有基本域管理实体1IP地址外，还携带了接入管理实体3的IP地址。

参见附图，本发明具体实现方法如下：

1.在网络接入点位置放置一台接入管理实体3，负责移动节点6和基本域管理实体1之间的数据转发功能。

2.获取信息的注册：当移动节点6在基本网络域进行注册时，首先根据所接收的注册广播消息，判断自己的基本域管理实体1是否支持广域网，以设置是否支持广域网的基本网络域类型标志，即基本域管理实体1的类型；如果基本域管理实体1支持广域网，则保存广域网类型的接入管理实体3地址，进行广域网或局域网注册；如果基本域管理实体1只支持局域网，则仅在基本域管理实体1上进行局域网注册，不会保存接入管理实体3的地址。

3.移动节点6在扩展网络域验证身份的注册并建立漫游：

(1).基本网络域注册时其基本域管理实体1只支持局域网漫游，此时不管扩展网络域能否支持广域网漫游，移动节点6都进行局域网漫游的尝试。

(1.1).如果局域网漫游协商成功，即带有协商扩展的注册消息验证成功后，则建立相应的IPinIP数据隧道，移动节点6局域网漫游完成；

(1.2).如果协商后无法建立漫游，即带有协商扩展的注册消息验证不成功，表明移动节点6所处的网络环境无法直接通过局域网漫游与其基本网络域建立连接。

(2).基本网络域注册时其基本域管理实体1不支持局域网漫游，而只支持广域网漫游时，

(2.1).如果扩展域管理实体7只支持局域网的漫游，移动节点6将进行局域网漫游注册协商，即带有协商扩展的注册消息发送到基本域管理实体1进行验证。若移动节点6局域网漫游注册协商成功，则移动节点6直接以局域网漫游系统工作；

(2.2).如果扩展域管理实体7只支持广域网漫游，移动节点6需要判断其接入管理实体3的地址是否相同。如果相同，表明位于同一NAT后的扩展域管理实体7，在基本域管理实体1身份验证通过后，建立相应的IPinIP数据隧道，移动节点6局域网漫游完成；如果判断接入管理实体3地址不同，此时表明位于不同的NAT后的两个网络环境，需要进行广域网漫游，在基本域管理实体1身份验证通过后建立相应的IPinUDP数据隧道，移动节点6广域网漫游完成。

4.移动节点6漫游回基本网络域时，如果移动节点6通过基本域管理实体1的广播得到的基本域管理实体1的地址和移动节点6保存的基本域管理实体1的地址相同，则判定处于基本网络域环境中。这时，移动节点6不启用漫游功能，移动节点6向基本域管理实体1发送注册生存期为0的注册消息，注销该移动节点6。

本发明相关技术术语说明：

基本域管理实体：有一个端口与移动节点所在的基本网络域相连的网络设备，为发生漫游的移动节点提供权限认证以及身份代理。

扩展域管理实体：在移动节点的扩展网络域上的网络设备，为移动节点转发身份认证消息以及数据包。

接入管理实体：具有可在因特网路由的IP地址的网络设备，它位于基本域管理实体与扩展域管理实体之间，对移动节点身份进行认证以及转发移动节点数据包的中继设备。

基本网络域：移动节点漫游前所在的网络。

扩展网络域：移动节点漫游后所到达的网络。

IP隧道：是指基于IP的一个数据包被封装在另一个IP数据包的净负荷中进行传送时经过的路径。

隧道技术：指包括数据封装，传输和解包在内的全过程。

移动节点：可以将接入因特网的位置从一条链路切换到另一条链路上，而仍然保持所有正在进行的通信，并且只使用原有固定IP地址的设备。

Claims

1.一种柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤

1).在网络接入点位置放置一台负责移动节点(6)和基本域管理实体(1)之间数据转发的接入管理实体(3)；

2).获取信息的注册

当移动节点(6)在基本网络域进行注册时，首先根据所接收的注册广播消息，判断自己的基本域管理实体(1)是否支持广域网，以设置是否支持广域网的基本网络域类型标志；如果基本域管理实体(1)支持广域网，则保存广域网类型的接入管理实体(3)地址，进行广域网或局域网注册；如果基本域管理实体(1)只支持局域网，则仅在基本域管理实体(1)上进行局域网注册，不保存接入管理实体(3)的地址；

3).移动节点(6)在扩展网络域验证身份的注册并建立漫游

(3.1).如果基本网络域注册时其基本域管理实体(1)只支持局域网漫游，移动节点(6)进行局域网漫游的协商：

(3.1.1).带有协商扩展的注册消息验证成功后，局域网漫游协商成功，则建立相应的IPinIP数据隧道，移动节点(6)局域网漫游完成；

(3.1.2).带有协商扩展的注册消息验证不成功，则移动节点(6)所处的网络环境无法直接通过局域网漫游与其基本网络域建立连接；

(3.2).如果基本网络域注册时其基本域管理实体(1)只支持广域网漫游，这时

(3.2.1).如果扩展域管理实体(7)只支持局域网的漫游，移动节点(6)将带有协商扩展的注册消息发送到基本域管理实体(1)进行验证；若移动节点(6)局域网漫游注册协商成功，则移动节点(6)直接以局域网漫游系统工作；

(3.2.2).如果扩展域管理实体(7)只支持广域网漫游，移动节点(6)则判断其接入管理实体(3)的地址是否相同：如果相同，表明位于同一NAT后的扩展域管理实体(7)，在基本域管理实体(1)身份验证通过后，建立相应的IPinIP数据隧道，移动节点(6)局域网漫游完成；如果判断接入管理实体(3)地址不同，表明位于不同的网络地址转换后的两个网络环境，需要进行广域网漫游，在基本域管理实体(1)身份验证通过后建立相应的IPinUDP数据隧道，移动节点(6)广域网漫游完成；

4).移动节点(6)漫游回基本网络域时，如果移动节点(6)通过基本域管理实体(1)的广播得到的该基本域管理实体(1)的地址与移动节点(6)所保存的基本域管理实体(1)的地址相同，则判定移动节点(6)处于基本网络域环境中；这时，移动节点(6)不启用漫游功能，移动节点(6)向基本域管理实体(1)发送注册生存期为0的注册消息，注销该移动节点(6)。

2.根据权利要求1所述的柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特征在于：所述的移动节点(6)进行广域网注册或局域网注册时，注册消息中设置有标记位来指示，注册消息到达基本域管理实体(1)或扩展域管理实体(7)后，根据注册请求的类型进行处理，建立相应的隧道；移动节点(6)进行广域网注册时，身份验证成功后，需要进一步协商出数据端口才能建立相应的数据隧道，进行漫游。

3.根据权利要求1或2所述的柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特征在于：所述的网络地址转换是可隐藏内部网络地址的连接互联网的方式，当位于NAT服务器内侧的内部网络移动节点(6)连接互联网时，网络地址转换将移动节点(6)的内部网络IP地址转换成一个外部公共IP地址，存贮于网络地址转换的地址池，当外部网络数据返回时，网络地址转换则反向将目标地址替换成初始的内部移动节点(6)的地址，让内部网络移动节点(6)接受。

4.根据权利要求3所述的柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特征在于：所述的隧道是指被封装的数据包在公共互联网络上传递时所经过的逻辑路径。

5.根据权利要求4所述的柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特征在于：所述的移动节点(6)是可将接入因特网的位置从一条链路切换到另一条链路上，而仍然保持所有正在进行的通信，并且只使用原有固定IP地址的设备。

6.根据权利要求5所述的柔性IP网络技术体系中实现局域网/广域网自适应的方法，其特征在于：所述的柔性IP网络技术体系是指由基本域管理实体(1)、扩展域管理实体(7)、接入管理实体(3)及移动节点(6)构成，使局域网中的移动节点(6)能够在全球互联网范围内随意漫游，并且确保移动节点(6)随时能够与其基本网络域实现交互访问的系统。