CN1663217A - 在移动网络中的通信节点和移动节点之间的数据流 - Google Patents

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Abstract

一种在移动网络中在从一个第一通信节点到第二通信节点的通信路径上发送(2000)分组的方法。该方法包括从该第二通信节点接收一个路由消息，其中该路由消息包括一个在该第一通信节点和该第二通信节点之间的中间地址列表。响应于该中间地址列表产生(3014，3038)一个优选的通信路径；并且从该第一通信节点经该优选的通信路径发送至少一个数据分组给该第二通信节点。还公开了各种通信节点、一种通信系统、各种通信消息、用于构造和发送消息的方法以及用于建立扩展的绑定超高速缓冲器的方法。由此，例如在一个嵌套(nested)移动网络情况中，确定一个最佳的数据路径，以便发送至少一个数据分组给一个预定的接收方。

Description

在移动网络中的通信节点和移动节点之间的数据流
技术领域
本发明涉及数据在移动节点和数据网络之间流动的电信系统，移动节点例如是具有无线通信能力的个人数字助理，数据网络例如是互联网。
背景技术
现在互联网越来越普及，并且用户日益希望可以在移动中接入互联网。为了该目的，可以采用不同类型的移动节点(即移动通信单元)，例如移动电话、具有无线通信能力的个人数据助理(PDA)。
移动用户逐渐经不同类型的固定或无线接入网络接入互联网，例如像通用移动电信系统(UMTS)网络、HiperLAN/2或IEEE802.11b局域网、蓝牙本地通信系统这样的蜂窝无线通信网络或者诸如以太网这样的固定接入等等。在移动节点和互联网之间的数据路由进一步包括一个互联网协议子网(IP子网)，这样一来，路由如下：移动节点-接入网-IP子网-互联网(对于从互联网到移动节点的数据路由是相反的顺序)。
当前例如通过使用称为移动IP(Mobile-IP)可以进行从一个接入网到另一个的互联网无缝切换接入。
传统的移动性支持旨在为移动主机提供连续的互联网连接性，从而允许各个移动用户处于可移动时以及移动它们的互联网接入位置时连接到互联网。相反，网络移动性支持与整个网络改变它加入互联网拓扑的点的情形以及它在拓扑中的可接入性有关。这种移动中的网络称为移动网络。
现在有这种移动网络存在的大量情形。例如，已知一种个域网(PAN，即几个个人装置加入到一个单个装置的网络)，借此用户在购物中心行走时PAN可以改变它加入互联网拓扑的点。此外，网络可以嵌入公共汽车或飞机中，从而为乘客提供在运载工具上的互联网接入。乘客可以使用一个单独的通信装置(例如便携电脑)或它自己可以成为移动网络(例如PAN)。特别是，这种配置说明了移动网络访问移动网络(即嵌套移动性)的情况。
同样，移动网络可以定义为，由加入移动移动路由器(MR)的一个或多个IP子网组成的一组节点。这些IP子网相对于互联网的其他部件即MR或所有它的加入节点(所谓的移动网络节点或MNN)来说，也可以看作是一个移动单元。
Thierry Ernst、Hong-Yon Lach在2002年2月所著的文档[1]IETFInternet-Draft draft-ernst-monet-terminology-00.txt描述了一个可以在该应用中应用的移动网络术语的定义列表。具体是，下面的术语可以如下定义：
(i)本地固定节点(LFN)：永久位于移动网络中并且不改变其加入点的节点。LFN可以是本地固定主机(LFH)或本地固定路由器(LFR)。
(ii)本地移动节点(LMN)：本地移动节点是属于该移动网络并且把它的加入点从该移动网络的一个链路上改变到该移动网络内或外的另一个链路的节点。在这点上，假定，LMN的原籍链路是该移动网络内的一个链路。LMN可以是本地移动主机(LMN)或本地移动路由器(LMR)。
(iii)访问移动节点(VMN)：VMN是不属于该移动网络并且把它的加入点从该移动网路外改变到该移动网络内(即，VMN的原籍链路不是该移动网络内的链路)的节点。加入到该移动网络内的链路的VMN在那个链路上获得一个地址。VMN可以是访问移动主机(VMN)或访问移动路由器(VMR)。
(iv)移动网络前缀：由一个IP地址的许多初始比特组成的比特串，标识该互联网拓扑内的一个移动网络。属于该移动网络的节点(即，至少MR、LFN和LMN)共享同样的Ipv6“网络标识符”。对于一个单独的移动IP子网，该移动网络前缀是该子网的“网络标识符”。
(v)MR的出口：这是该移动网络在原籍时加入原籍链路的接口。作为替换，它是该移动网络在外部网络时加入外部链路的接口。
(vi)MR的入口：这是加入该移动网络内的链路上的接口。出口和入口的概念可以如下扩展到移动网络内的其他类型的节点：
(a)在移动网络内的所有主机(固定或移动)网络接口都认为是出口。他们没有一个是入口。
(b)在移动网络内的固定路由器(即LFR)可以具有几个出口和入口。每个接口的类型应该在这种路由器上预先配置。出口通常是通往一个移动路由器的最短路径上的接口。移动网络内的固定路由器应该具有至少一个出口。
(vii)一个MR可以具有多个出口和入口。
(viii)一个移动网络可以有多个MR。
最近，如2001年7月David B.Johnson所著的文档[2]：IETFInternet-Draft draft-ietf-mobileip-ipv6-15.txt中所述，对于移动IPv6规范已经有许多关注和研究。关于移动IPv6的一个主要考虑在于，研究证明IPv6标准目前不能充分解决网络移动性。尤其是，2001年6月Thierry Ernst和Hong-Yon Lach所著的文档[3]：IETF Internet-Draftdraft-ernst-mobileip-ipv6-02.txt详细说明了在支持移动网络中移动IPv6遇到的一些问题。
总之，已经确定即使一个MR的原籍代理(HA)能够解释定址到在MR后面操作的MNN的分组，MR的HA显然仍然不能把它们封装到适当的MR转交地址。注意，每个数据分组由一个源地址和一个目的地址。隧道封装分组(tunnelled packet)是一种其中封装有另一个分组的分组。因此，封装分组具有一对源和目的地址。进一步，被封装的分组具有附加的源和目的地址。
缺少特定MNN的真正位置的知识是由于，一旦该移动网络已经向一个‘访问’位置移动时HA不知道去往该移动网络的任何(是否是优选的不重要)数据路由。不幸的是，当一个MR向它的HA登记时，该MR只是通知该HA在它的路由表中记录一个主机专用路由。本发明的发明人已经认识到，使用适当的MR移动网络地址产生的优选网络路由将大大有助于该问题。
在本发明的领域中，在2002年2月C.Perkins的IEFT RFC 3220，“IP Mobility Support for IPv4”，Standards Track[4]中详细说明的移动IPv4规范中描述了在IPv4移动性的情况中如何支持网络移动性。但是，也已经确定，IPv4不能支持MR后面的MNN的路由最佳化。
因此，在MNN和它相应的节点(CN)之间的所有(入站和出站)业务量都被传送给MR的原籍代理。在嵌套移动性的情况中该问题被恶化，在这种情况中CN希望把数据传送到在MR链路后面的一个MNN或访问一个移动网络的一个移动节点。在嵌套移动性的情况中，由于通过所有嵌套MR的所有原籍代理进行路由，因此分组被封装几次。这显然是效率很低的路由。
类似地，在IPv6的情况中，2001年11月T.J.Kniveton所著的文档[5]：IETF Internet-Draft draft-kniveton-mobrtr-00.txt，描述了在不修改移动IP(v4或v6)的情况下如何支持移动网络。参照图2描述解决嵌套移动性支持所提出的机制。它有同样的问题，就是如前面的段落中所述的嵌套移动路由器的原籍代理的多次隧道传送(multipletunnelling)。当一个MR，例如MR2 260已经加入到一个访问网络110(经另一个移动网络MR1链路)，在MR2 260和它的HA-HA250之间建立一个双向的隧道210、215、220。当一个节点，例如LFN2 165加入到MR2 260并且希望经互联网115发送一个IP分组给CN，也就是CN2 255时，那个分组就被MR2 260(到HA2 250)隧道传送然后再被MR1 150(到HA1 240)隧道传送。多次隧道传送的数据分组然后被传送到最后MR的HA也就是HA1 240，以便隧道传送该数据。HA1 240然后经源MR的HA即HA2 250把它转发给预定的接收方CN2255。
所提出的数据路由方法以及与其相关的问题最好通过例子来描述。因此，让我们假定LFN2 165发送一个数据分组给CN2 255。该数据分组首先向MR2 255路由205。该数据分组然后被MR2 260隧道传送给HA2250。从MR2 260到HA 250的数据分组隧道传送处理根据需要首先向它链接的MR即MR1 150路由210。MR1 150进一步隧道传送该数据并且把多次隧道传送的分组转发到它的HA即HA1240。HA1 240隧道拆封(de-tunnel)MR1 150隧道传送的该数据分组并且把部分隧道拆封的分组转发220到它的原始预定接收方HA2250。HA2 250进一步隧道拆封MR2 260隧道传送的该分组并且进一步把全部隧道拆封的数据分组转发给CN2 255。
显然，所提出的解决方案不能提供对路由最佳化的任何支持，因为入站和出站分组都通过MR150、260的原籍代理进行路由。实际上，从CN2 255去往LFN2 165的分组将沿着同样的路径(以相反顺序)并且然后被嵌套MR150、260每一个的每个原籍代理240、250封装。这显然也是效率很低的路由，尤其是对在嵌套网络中有多于两级的实际情形。
在2001年6月Thierry Ernst和Hong-Yon Lach所著的文档：IETFInternet-Draft draft-ernst-mobileip-v6-network-02.txt中给出的一种解决方案，提出了一种用于在移动IPv6的框架中支持网络移动性的方式。该解决方案引入了以下概念：当移动路由器漫游到访问网络时，它发送一个前缀范围绑定更新(prefix scope binding update)给它的原籍代理(HA)。不像典型的移动IPv6绑定更新消息，前缀范围绑定更新不把原籍地址和转交地址邦定在一起。
相反，对于一个特定的MR，该MR前缀与该MR转交地址绑定在一起。一接收到前缀与该MR的前缀相匹配的分组时，该原籍代理必须把该分组隧道传送给该MR的转交地址，该转交地址已经被标识为能够传送该隧道分组给该预定接收方。类似地，MR可以发送一个前缀-范围(prefix-scope)BU给它服务的节点的相应节点。该解决方案把一种更有效的移动网络支持引入移动IPv6，因为它可以对路由最佳化提供有限的改善。
但是，该草案的范围明确排除了嵌套移动性的情况，这给有效路由最佳化提出了很大障碍。同样，在2001年6月Thierry Ernst的文档IETF Internet-Draft draft-ernst-mobileip-v6-network-02.txt中提出的解决方案也不能为许多实际应用中的路由最佳化提供有用的解决方案。在实例的情况中更多突出了该文档出现的一些问题，尤其是在嵌套移动性情况中。
现在参照图3，描述一种使用在2001年6月Thierry Ernst和Hong-Yon Lach建议的IETF Internet-Draft draft-ernst-mobileip-v6-network-02.txt的建议在IPv6网络中路由数据分组的机制。特别是，突出了源于在嵌套移动性中使用该机制的一些问题。
移动路由器MR1 150加入访问链路110。移动路由器MR2 260加入MR1的链路155。本地固定节点LFN2 165加入MR2的链路210。在此，让我们假定LFN2 165尝试与相应节点CN2 255通信。
让我们进一步假定，在图3中详细描述的简单情形的开始，MR1150和MR2 260已经把BU消息发送给他们各自的HA240、250。也就是，HA1 240知道在MR1的转交地址可以获得MR1 150的前缀。类似地，HA2 250知道在MR2的转交地址可以获得MR2 260的前缀。
当一个数据分组从CN2 255发送该LFN2 165时，CN2 255没有有关LFN2 165的实际位置的知识。因而，它发送的该数据分组因此向原籍链路-2 105路由325。HA2 250解释该数据分组并且把它隧道传送给MR2的转交地址。这可以理解，因为HA2 250知道在MR2的转交地址可以获得MR2的前缀。
该隧道分组(从HA2 250到MR2 260的转交地址)向链路-1 245路由320，因为MR2 260的转交地址与MR1 150的前缀相匹配。HA1 240解释该数据分组并且把它隧道传送到MR1的转交地址，即朝向访问链路110，因为HA1 240知道在MR1的转交地址可以获得MR1的前缀。
MR1 150然后隧道拆封从HA1 240接收的数据分组。MR1 150然后把该内容转发到原始的接收方MR2 260。同时，MR1 150发送一个绑定更新给该封装分组的发送方(其是HA2 250)，以便通知它MR1的前缀可以在MR1的转交地址获得。注意，从MR1的观点来看，HA2250是一个相应的节点但不是它的原籍代理(即，在BU中不设置‘H’)。直到该HA2 250接收或不接收该绑定更新。
MR2 260隧道拆封它接收的数据分组(即HA2 250封装的数据分组部分)并且把该内容(来自CN2255的原始分组)转发到LFN2 165。同时MR2 260发送一个绑定更新消息给封装分组的发送方(即CN2255)，以便通知它，MR2的前缀(覆盖LFN2 165地址)可以在MR2的转交地址获得。该消息存储在CN绑定超高速缓冲器370中。
一旦一个初始分组到达它的目的地，从CN2 255到LFN2 165的第二个或随后的分组传输将出现图4中所示的情形。在检查它的绑定超高速缓冲器370之后，CN2 255识别出，LFN2 165可以在MR的转交地址获得。
因此，它发送该数据分组给MR2的转交地址，该地址具有一个用于LFN2 165的路由报头。MR2的转交地址属于MR1的链路，因此向原籍链路-1 245路由。以这种方式，通过去往和来自HA2 250的数据分组传输旁路可以得到对路由最佳化的微小改善。
HA1 240然后解释该数据分组并且把该分组隧道传送到MR1的转交地址，因为HA1 240知道MR1的前缀可以在MR1的转交地址获得。
MR1 150隧道拆封来自HA1 240的分组并且把该内容转发给原始预定接收方LFN2 165的移动路由器MR2 260。同时，MR1 150发送一个绑定更新给封装分组的发送方(即CN2 255)，以便通知它MR1的前缀可以在MR1的转交地址获得。
当接收CN2 255发送的原始分组时，MR2 260用包含在路由报头中的地址(即，LFN2 165)代替它在该分组的目的地字段的地址，并且把该数据分组转发给最终的接收方。
本发明的发明人已经认识到图4中所述的情形中的重大问题。从CN2 255到LFN2 165的所有随后分组将以与第二数据分组完全相同的方式进行路由。即，对于路由最佳化没有连续的改善。关于图5这表现得更加明显。
现在参照图5，说明了一种已知的绑定超高速缓冲器500。该绑定超高速缓冲器包括一个条目列表，这些条目专用于嵌套移动性情形中的每个MR。该绑定超高速缓冲器条目例如包括一个MR3前缀和前缀长度530，MR3前缀和前缀长度具有一个到确定的MR3转交地址534的链接532(如果已经确定了一个转交地址的话)。该MR3条目535链接536到该绑定超高速缓冲器中的下一个条目，即MR2的条目。该MR2前缀该前缀长度520，包括一个到确定的MR2转交地址524的链接522(如果已经确定了一个转交地址的话)。对于MR1执行类似的配置和链接526，依此类推。
此外，绑定超高速缓冲器条目包括一个标记条目(未示出)。‘P’标记是“前缀范围(prefix scope)登记”标记。当它被设置时，在一个“原籍地址”字段中填充有该移动网络前缀(该移动路由器所通告的前缀)并且该“前缀长度”相应于该移动网路前缀的长度。
在2001年6月Thierry Ernst的文档IETF Internet-Draft draft-ernst-mobileip-v6-network-02.txt规定了，对该绑定超高速缓冲器搜索一遍，搜索相应于该分组的目的地址的一个条目。作为搜索结果，没有发现任何东西(没有条目)，或者已经找到该完全地址(对于一个IPv6地址是128比特都匹配，未设置P标记)或对于登记的前缀长度，该目的地址的第一部分比特与登记的前缀匹配。在后一种情况中，该目的地位于一个移动网络中。
因此，参照图4，当CN2 255必须发送一个分组该LFN2 165时，CN2 255仍然检查它的绑定超高速缓冲器并且查找‘在MR2260Co@520、524可以获得的MR2 260前缀’条目。CN2 255甚至不考虑‘在MR1 150Co@’510、514可以获得的MR1 150前缀’条目，因为这看起来似乎没有在LFN2地址中承载。发明人已经认识到，这种不足是因为LFN2 165的地址与MR1前缀无关。CN2 255既没有看到甚至也没有使用MR2 260Co@属于MR1前缀的事实。
因此，Thierry Ernst建议可以支持的仅有的最佳化与服务通信MNN(在上面的例子中是LFN2 165)的MR(MR2 260)的HA(HA2250)相关。该解决方案实际描述了一种用于把分组直接从CN2 255发送给HA1 240的方法，而不是从CN2 255到HA2 250然后到HA1240。但是，如果有n个嵌套移动性的连续等级，那么该解决方案提供最小的路由最佳化，只不过是CN2 255 HAn-1HAn-2...HA1路径来代替CN2 255 HAnHAn-1HAn-2...HA1路径。该建议因此显然仍然不够，尤其是在嵌套网络的情况中。
因此需要一种在网络移动性中支持路由最佳化的机制、设备和相关方法，尤其是在IPv6的情况中。具体是，需要在嵌套移动性的情况中支持路由最佳化，其中可以大大减轻前面提到的问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，如权利要求1所述，提供一种在移动通信网络中从第一通信节点发送数据分组到第二通信节点的方法。
根据本发明的第二方面，如权利要求13所述，提供一种通信消息。
根据本发明的第三方面，如权利要求14所述，提供一种通信消息。
根据本发明的第四方面，如权利要求16所述，提供一种通信消息。
根据本发明的第五方面，如权利要求17所述，提供一种通信节点。
根据本发明的第六方面，如权利要求18所述，提供一种通信节点。
根据本发明的第七方面，如权利要求19所述，提供一种存储介质。
根据本发明的第八方面，如权利要求20所述，提供一种用于建立扩展的绑定超高速缓冲器的方法。
根据本发明的第九方面，如权利要求21所述，提供一种用于在移动网络节点构造和发送转交路由通告消息的方法。
根据本发明的第十方面，如权利要求22所述，提供一种用于在移动路由器构造和发送移动网络前缀通告消息的方法。
根据本发明的第十一方面，如权利要求23所述，提供一种存储介质。
根据本发明的第十二方面，如权利要求24所述，提供一种设备。
根据本发明的第十三方面，如权利要求25所述，提供一种通信单元。
根据本发明的第十四方面，如权利要求26所述，提供一种通信系统。
本发明的其他方面如从属权利要求所述。
附图说明
图1说明了移动网络在互联网中的移动；
图2说明了当应用于嵌套移动性时的一种用于移动网络的已知分组数据路由机制；
图3说明了应用于嵌套移动性时的一种用于移动网络的已知分组数据路由机制，突出了数据路由的低效率；
图4说明了当应用于嵌套移动性时的一种用于移动网络的已知分组数据路由机制，突出了数据路由的改进处理效率很低；
图5说明了一种在移动节点网络中路由数据分组的已知绑定超高速缓冲器。
现在参照附图描述本发明的示范性实施例，其中：
图6说明了根据本发明的优选实施例的一种用于在移动网络中通告移动路由器移动性的网络拓扑；
图7、图8和图9说明了根据本发明的优选实施例的MNN路由器构造和发送转交路由通告的流程图；
图10说明了根据本发明的优选实施例的一种用于发送扩展的BU给CN的网络拓扑；
图11说明了根据本发明的实施例的MNN产生转交路由的流程图；
图12和图13说明了根据本发明的优选实施例的MNN发送扩展的BU消息给它的CN的流程图；
图14和图15说明了根据本发明的优选实施例的MNN发送扩展的BU消息给它的CN的流程图；
图16说明了根据本发明的优选实施例的一种在移动网络中MNN移动网络前缀的动态发现方法；
图17、图18和图19说明了根据本发明的优选实施例，MNN路由器发送移动网络前缀通告消息的处理流程；
图20说明了根据本发明的优选实施例第一节点发送一个数据分组第二节点的流程；
图21说明了根据本发明的优选实施例，第一节点发送给第二节点的数据分组格式的例子；
图22和图23分别说明根据本发明的优选实施例的移动网络前缀请求消息和移动网络前缀通告消息；
图24和图25分别说明根据本发明的优选实施例的转交路由请求消息和转交路由通告消息；
图26和图27说明根据本发明的优选实施例，从LFN和VMN发送的扩展BU消息；
图28说明根据本发明的优选实施例的一种扩展绑定超高速缓冲器；
图29说明根据本发明的优选实施例从一个接收的扩展BU中进行转交源路由的构造；并且
图30说明根据本发明的优选实施例一个第一节点从一个第二节点接收一个扩展BU的处理。
具体实施方式
当前没有标准机制来充分支持网络移动性，尤其是在用于嵌套移动性数据网络的IP6的情况中。尤其是，不能提供和支持路由最佳化。
这是一个主要问题，因为嵌套移动性对于移动路由器应用来说是一种非常现实的情形。此外，路由最佳化对于移动网络的移动来说比对于单个移动节点的移动更加重要，因为要处理的业务量更大。
相对于在一个相应节点(通信单元)和一个本地固定节点((或者，反之亦然)之间发送至少一个数据分组中的路由最佳化来描述本发明的优选实施例。关于这一点，路由最佳化被看作一个移动网络节点(MNN)和它的相应节点(CN)之间的“最短路径”直接通信，尤其是对于存在嵌套移动性(移动网络访问移动网络)情形的移动网络内的MNN。
设想，相应节点可以是任何能够通过数据网络(例如互联网)发送数据分组的通信单元，例如web服务器、PC或运行例如像www.yahoo.com这样的web服务器的工作站等等。CN还可以是通过任何类型的接入连接到数据网络上的任何移动数据通信单元，例如通用分组无线系统(GPRS)装置或第三代(3G)蜂窝电话、个人数据助理等等。注意，CN自己还可以位于移动网络中。
如在前面部分中解释的，当移动路由器(MR)移动到一个外部网络时它必须发送一个绑定更新(BU)消息给它的原籍代理(HA)。通过发送BU消息给它的HA，该MR可以为它自己和它服务的节点(MNN)维护IP获得能力。
根据本发明的优选实施例，对于移动网络通知它的原籍代理有关它自己的新位置所使用的机制没有任何限制。在这点上，可以修改和使用任何已知的方法，例如在2001年6月Thierry Ernst、Hong-YonLach[3]：IETF Internet-Draft draft-ernst-mobileip-ipv6-02.txt或2001年11月T.J.Kniveton[5]：IETF Internet-Draft draft-kniveton-mobrtr-00.txt中描述的那些方法。对这些技术的修改能促使在嵌套移动性情况中获得路由最佳化。
此外，在本发明的增强实施例中，示出了如何补充在2001年6月Thierry Ernst、[3]：IETF Internet-Draft draft-ernst-mobileip-ipv6-02.txt和[5]的方法以便获得在路径HA->MN(这里MN是主机或路由器)上的路由最佳化。
本发明的优选实施例利用了三个关键概念，单独或优选地组合使用它们。这三个关键概念是：
(i)在移动路由器的移动网络中通告该移动路由器的移动性，
(ii)通过MNN发送一个或多个扩展绑定更新消息给他们各自的CN。MNN发送的扩展绑定更新消息应该包括一个“转交路由(care-ofroute)”来代替在vanilla移动IP中的单个地址。该转交路由是一个IP地址有序列表，CN使用该列表在最短路径上把它的分组源路由到MNN。
(iii)CN接收扩展BU消息。响应于该接收到的BU消息，源路由分组通过从转交路由地址获得的路由去往MNN，以便获得路由最佳化。
(A)移动路由器在移动网络中通告它的移动性：
对于在单个移动网络和多层集合移动网络(嵌套网络)内的MNN，为了实现路由最佳化，在此描述的本发明的概念建议使MNN知道它们加入的移动网络(或移动路由器)的移动性。这与[3]中提出的方法直接相反，[3]中移动路由器的移动性对于它的各个MNN是隐藏的。
为了宣布它已经移到一个新的加入点，移动路由器(例如MR1)将一个定址到它后面的所有节点(即，任何LFN、LMN、VMN)的“转交路由通告”消息发送到它服务的移动网络中。在嵌套网络移动性中，该消息包括MR1自己的转交地址和在集合移动网络的体系结构中在MR1上面的所有移动路由器的转交地址。上面的移动路由器的转交地址列表最好按顺序排列并且通过在集合移动网络的体系结构的每一级发送的转交路由通告来动态进行构造。
现在参照图6，说明了根据本发明的优选实施例的一个用于在移动网络内通告这种移动路由器移动性的网络拓扑600。尤其是，在图6中所示的根据本发明的优选实施例的拓扑说明支持嵌套移动性。本领域技术人员应该认识到，图6的网络中所示的元件数量有限仅是为了清楚的目的。
图6中所示的网络拓扑说明一个第二移动网络(MR2)访问一个加入访问网络的第一移动网络(MR1)。该第一移动网络包括一个固定路由器(LFR1)，它服务自己的链路。
由于MR1 650正在访问外部网络110，因此它已经获得转交地址{MR1_CoA}652。该外部网络110是固定的，因此没有在访问链路110和MR1 650之间的链路中转发的转交路由通告。根据本发明的优选实施例，MR1 650构造它自己的转交路由通告消息并且把它自己的转交地址652包括在该通告消息中。
该消息通过它的入口向它自己的链路(MR1链路155)内所有节点进行多播。因此在链路上的所有节点接收到该通告消息。当接收这样的一个消息时，路由器(LFR、LMR、VMR)应该提取转交地址652的有序列表并且把该列表转发到它们服务的链路上。在这点上，第二MR(MR2)660把转交地址652转发到它自己的链路(MR2链路)230。如果该路由器是不在它的原籍网络内的一个移动网络的最高路由器(即，如在MR2 660的情况中的VMR)，那么它把它自己的转交地址添加到接收的列表中。MR2 660然后在一个新的有序列表产生中包括该MR2的转交地址。MR2然后产生它自己的转交路由通告消息，该消息然后将通过它自己的入口在它自己的链路(MR2链路)上多播。因此，当在第二移动网络230上通告该有序列表(MR1_CoR 652，MR2_CoR 662)时，在第一移动网络(包括MR1链路155和LFR1链路670)中通告MR1_CoR。
后面描述使用扩展BU消息通知CN2 655经MR2转交地址662到达LFN2 655的最佳路由的处理。以这种方式，通过在整个网络中地址数据的改良提取、利用和通告可以确定数据分组的全部路由。
在图6中所示的处理说明了一种可能存在许多嵌套等级的实际情形。因此，本领域技术人员应该意识到，前面提到的处理很容易可以一般化到涉及n个连续等级(n个移动路由器MR1，…，MRn和n个相应的原籍代理HA1，…，HAn)的嵌套移动性。
现在参照图7、图8和图9，说明根据本发明的优选实施例，在移动网络中的任意路由器，例如MR、VMR、LFR和LMR构造和发送将被包含在转交路由通告(CoR_Advt)消息中的转交地址列表的各种流程图700、800和900。还有，这些处理只对作为路由器(例如LFR、MR)的MNN有效。
基本上，响应于以下三个事件之一，在移动网络中的路由器将发送一个CoR_Advt消息：
(i)如图7中所述，在它的出口上接收一个CoR_Advt消息，该出口修改它自己的CoR；
(ii)如图8中所述周期性发送一个CoR_Advt；
(iii)如图9所述，在入口ifc上接收一个转交路由请求(CoR_Sol)消息。
在图7中，处理在步骤710开始。如步骤720所示，在它的出口上接收一个新的CoR_Advt消息，并且如图11的处理中进一步所述提取该转交地址列表。如果在步骤740中相应的MNN转交路由(MNN_CoR)还没有改变，该处理在步骤780结束。但是，如果在步骤740中相应的MNN_CoR地址已经被改变，如步骤750所示，该路由器建立一个新的CoR_Advt消息并且把新的MNN_CoR包括(添加)到该消息中。然后如步骤760中，该新的CoR_Advt消息通过相应的MNN的所有入口被发送到所有节点。
在图8中，流程图说明如果在步骤820中周期性CoR_Advt消息定时器已经到期的优选处理。在这种情况中，如步骤850中所示，该路由器建立一个新的CoR_Advt消息并且把MNN_CoR包括(添加)到它中。如步骤860中，通过相应的MNN的所有入口把该新的CoR_Advt消息然后发送到所有节点。然后在步骤870中重启该CoR_Advt消息定时器。
只有当路由器的CoR变成不是零(null)(即，包含至少一个地址)时，在移动网络中的路由器(MR、LFR、LMR、VMR)将开始CoR_Advt消息的周期性传输。设想，当路由器的CoR变成null/空时，该路由器将结束该周期性发送。例如，当MR(或一个最高级MR)移出它的原籍网络时MR将开始周期性发送并且当它(或一个最高级MR)返回到它的原籍网络时结束该周期性发送。
在图9中，如步骤920所示，流程图说明了在入口ifc上接收转交路由请求(CoR_Sol)消息时的优选处理。在这种情况中，如步骤950中所示，当在入口ifc_j上接收(CoR_Sol)消息时，该路由器建立一个新的CoR_Advt消息并且把MNN_CoR包括(添加)到它中。为步骤960中发送CoR_Advt的操作设想两种可能的方法。第一种方法是通过ifc_j发送CoR_Advt消息给转交路由请求消息(CoR_Sol)的源地址中。作为替换，CoR_Advt消息可以通过ifc_j发送到链路上的所有节点。诸如，当一个移动路由器(MR)改变它的位置时，它应该发送一个CoR_Sol消息，以便回过来接收一个CoR_Advt消息。该MR然后能够计算它的新转交地址(CoR)。该CoR由在CoR_Advt消息(如果不是空的)中接收的地址有序列表构成，其中在该列表中添加有MR的新转交地址。因为该新的CoR不是空的，该MR然后开始它自己CoR_Advt消息的周期性发送。
为转交路由请求和转交路由通告的实现设想几种方法。首先，该消息可以实现为用于IPv6 IETF RFC1885(ICMPv6)扩展的互联网控制消息协议，或实现为在例如用户数据报协议IETF RFC 768(UDP)、传输控制协议IETF RFC 793(TCP)等等这样的IP(v4或v6)之上的任何新协议。
其次，可以把转交路由通告消息发送到IPv6的all-node link-local(所有节点本地子网)多播地址。在这种情况中，该消息只在本地链路上发送。一种优选的方式应该是把转交路由通告发送到IPv6的all-node site-local(所有节点本地网络)多播地址，这里site是该MR服务的整个移动网络。这有助于减少对移动网络中的中间路由器(在原籍的LFR、LMR)的操作，因为该转交路由通告然后将透明转发到该移动网络的所有链路。以这种方式，不需要该中间路由器(在原籍的LFR、LMR)提取并复制该CoR列表。
这些消息的优选实施是把它们定义为ICMPv6路由请求和ICMPv6路由器通告消息的扩展。转交路由通告消息应该是一个ICMPv6路由通告消息(RA)，该消息包括一个新的“转交路由通告”选项。转交路由请求消息应该是ICMPv6路由器请求消息(RS)，该消息包括一个新的“转交路由通告”选项。当一个路由器必须在该移动网络内宣布它的(非空)_CoR时，该转交路由通告选项应该包含在RA中。通过一个MNN明确向RA请求转交路由通告选项，转交路由通告选项可以在包含在RS中。如果该选项没有包含在该RA中，这意味着该路由器的CoR是null/空。
现在参照图24和25，分别说明根据本发明的优选实施例的转交路由请求消息和转交路由通告消息。
在图24中的转交路由请求(CoR_Sol)消息2400是一个用新的“转交路由请求”选项扩展的ICMPv6路由器请求消息。它包括一个单独的IP报头2425，该报头包括一个用于主机的IP源地址2410和一个指示所有路由器的IP多播地址的IP目的地址2420。该IP报头2425后面是路由器请求消息2430，该消息包含转交路由请求(CoR_Sol)选项。
在图25中的转交路由通告(CoR_Advt)消息2500是一个用新的“转交路由通告”选项扩展的ICMPv6路由器通告消息。它包括一个单独的IP报头2525，该报头包括一个用于路由器的入口的IP源地址2510和一个指示要接收该分组的节点(或在该链路上的所有节点)的IP目的地址2520。该IP报头2530包含转交路由通告选项，该选项包括该路由器通告的转交路由(即，有序地址列表)。
B)MNN发送扩展的绑定更新给它们相应的CN：
在移动网络中任何MNN，包括LMN或VMN，都应该发送一个所谓的扩展绑定更新给它的CN，以便获得在路径CN->MNN上的最佳路由。根据本发明的优选实施例，MNN发送的扩展BU消息包括一个“转交路由”来代替移动IP中已知的单独转交地址。如上所述，转交路由是IP地址有序列表，CN可以从中获得源路由以便把它的分组通过最短路径(即路由最佳化)路由到MNN。
现在参考图10，描述了根据本发明的优选实施例用于发送扩展BU给CN的网络拓扑1000。仅为了清楚的目的，该拓扑继续上面对照图6描述的拓扑。
移动网络中的每个MNN从它从上层路由器接收的转交路由通告消息中得到它的转交路由。例如，LFN1 675转交路由是一个等于MR1650的转交地址{MR1_CoA}652的单跳路由。LFN1 675然后发送一个指示它的转交地址的扩展BU消息1010给CN1 1030。
相反，LFN2 665的转交路由是一个等于{MR1_CoA->MR2_CoA}的双跳路由。关于这一点，LFN2 665转交路由利用MR2 CoA 662以及来自MR2的上层路由器即MR1 650的CoA 652。LFN2 665然后发送一个指示MR1_CoA 652和MR2_CoA 662的扩展BU消息给1020。
现在参照图11，描述了根据本发明的优选实施例的一种用于MNN产生自己的转交路由(MNN_CoR)的优选算法。该处理(处理A)在步骤1110开始。当在步骤1120中MNN在它的接口ifc_i上接收一个新的CoR_Advt消息时，在步骤1130它确定它是否是出口。如果它不是出口，那么忽略该CoR_Advt并且该处理在步骤1190结束。在这种情况中，该MNN的转交路由没有被改变。
如果ifc_i在出口，那么在步骤1140中该MNN从CoR_Advt提取一个新的CoR(new_CoR)-IP地址有序列表，并且在步骤1150进行关于该MNN是否在原籍(即ifc_i加入它的原籍IP子网)的确定。如果该MNN在原籍，那么如果在步骤1170中路由器之间有差异，在步骤1180用新的转交路由信息代替该MNN_CoR。如果该MNN不在原籍，那么在步骤1160通过把该MNN的转交地址(在访问位置中得到的)添加到在转交路由通告消息中接收的转交地址有序列表中来构造该MNN的转交路由。
注意，如果MNN不打算从路径CN->MNN或在路径HA->MNN上的路径最佳化中受益，那么MNN可能不维护这样的转交路由。但是，在本发明的优选实施例中，建议应该维护这样的转交路由知识，以便支持在[3]和[5]中描述的方法。如后面所述，以这种方式，可能在路径HA->MN上实现路由最佳化，在这里MN是主机或路由器。
注意，在图11描述的方法对于任何MNN都是有效的，不论MNN是路由器或主机，是固定的还是移动的。
现在参照图12和13，描述根据本发明的优选实施例MNN发送扩展BU消息给它的CN(和原籍代理-HA)的流程图。该流程图可以应用于任意的MNN，不论MNN是路由器或主机，是固定的还是移动的。
图12描述了在步骤1215中在它的出口接收一个CoR_Advt消息后发送一个扩展BU消息的流程图1200。一接收CoR_Advt消息，该MNN就执行在图11中描述的处理‘A’，以便如步骤1220所示产生它自己的CoR。如果在步骤1225它的CoR没有改变，那么该处理在步骤1265结束。但是，如果在步骤1225该CoR改变，那么在步骤1230中该MNN确定它的所有CN都需要接收一个更新CoR消息。为了在步骤1240发送一个包含该更新CoR消息的扩展BU消息，在步骤1235中该MNN从第一个CN开始逐步通过每个CN。如果在步骤1245接收包含该更新CoR消息传输的扩展BU消息的该CN不是MNN标识的最后一个CN，那么在步骤1250中处理前进到下一个CN，直到所有的CN都已经接收到该传输。
对于不在原籍的MNN，如步骤1255和1260所示，一个优选的可选步骤是发送一个包括它的新转交路由(CoR)的消息给它的原籍代理(HA)，该消息或者是扩展BU或者是扩展前缀范围BU(如果该MNN使用[3]发送BU给它的HA)。
图13描述了在周期性发送扩展BU(EBU)给CN(如果MNN是移动主机或路由器时是HA)后发送扩展BU消息给它的CN(或它的HA)的替换流程图1300。在步骤1320，周期性发送仅仅发生在与特定CN(例如CNi)或MNN的HA相关的周期性EBU定时器到期后MNN的CoR非null时。在步骤1330，包含更新的CoR消息的扩展BU消息被发送给CNi(或HA)。在步骤1340，与各自CN(例如CNi或HA)相关的定时器功能然后被重启。
注意，关于图12和图13，CN可以是一个在互联网和另一个MNN(来自相同或不同的移动网络)中的固定或移动主机。
仍然参照图12和图13，如果MNN(主机或路由器)在原籍(即是在原籍的LFN、LMN)，那么该MNN发送一个扩展绑定更新给所有它的CN(不给它的HA，因为它在原籍)。如果该MNN(主机或路由器)在访问网络(即，是VMN)，那么该MNN发送一个扩展绑定更新给所有它的CN以及优选地还有它的原籍代理。
如果MNN想要在路径HA->MNN上获得路由最佳化，该MNN可以发送一个扩展绑定更新给它的原籍代理。该方法通过发送BU来代替它们的基本绑定更新，扩展了[3]和[5]中提出的技术。在[3]的情况中，移动路由器(MR)发送一个所谓的前缀范围BU消息给它的HA。关于这一点，我们这里定义一个称为‘扩展前缀范围绑定更新’的绑定更新消息扩展，该扩展消息包括MR转交路由来代替仅有的MR转交地址。该扩展前缀范围绑定更新可以由MR发送给它的HA，以便在路径HA->MR上实现路由最佳化。
在[5]情况中的，该移动路由器(MR)发送一个基本移动IP绑定更新。关于这一点，我们定义一个该BU消息的扩展作为‘扩展绑定更新’(如上所述)。这包括MR转交路由来代替仅有的MR转交地址。该扩展绑定更新可以由MR发送给它的HA，以便在路径HA->MR上实现路由最佳化。
值得一提的是，发送扩展BU消息的每个MNN最好维护一个被定义为移动IP绑定列表的扩展的‘扩展绑定列表’，在扩展绑定列表中用转交路由代替转交地址。
现在参照图14和图15，说明根据本发明的优选实施例，为了移动网络间通信，MNN发送一个扩展BU给它的CN(以及它的HA)的最佳化处理的流程图。设想，该增强处理通过在移动网络间通信的情况中避免发送‘无用’的扩展BU消息来改善网络性能。实际上，当同一移动网络(即没有被移动路由器从原籍隔离)的两个节点(在原籍固定或移动)发送分组给彼此时，通过在该移动网络内的路由基础设施可以自然实现路由最佳化。同样，不需要它们在彼此之间交换扩展BU消息。
在图14中，作为对图12的流程图的扩展，当MNN是在原籍的主机(即在原籍的LFH、或LMH)时，如步骤1410，该MNN只发送一个扩展绑定更新给它的CN，这些CN不在同一移动网络中。还有，当MNN是在原籍的路由器(即是在原籍的LFR或LMR)时，如步骤1410，该MNN只发送一个扩展绑定更新给它的CN，这些CN不在同一移动网络中。如果在步骤1420中该MNN(主机或路由器)在访问网络(即是VMN)，那么在步骤1240中该MNN只发送一个扩展绑定更新给它的CN，这些CN不在该访问移动网络中。对于在访问移动网络中的CN，在步骤1430，该MNN可以发送一个扩展绑定更新或优选地发送一个修改的扩展绑定更新，其中在修改的扩展绑定更新中在转交路由中只指定了一个地址，即只有MNN自己的转交地址。
在步骤1260和1450中，该移动MNN(主机或路由器)最好还发送一个绑定更新给它的原籍代理。在这点上，下面考虑这两种情况。当该MNN移出它原籍代理网络时，该MNN最好发送一个扩展绑定更新给它的HA。当该MNN在它的原籍移动网络内的一个外部IP子网中时，该MNN可以发送一个扩展绑定更新。作为替换，即MNN可以发送一个修改的扩展绑定更新，其中在修改的扩展绑定更新中在转交路由中只指定了一个地址，即只有它自己的转交地址。
设想，在该MNN想要在路径HA->MNN上实现路由最佳化的情况中，该MNN可以通过发送如上所述在[3]的操作中的扩展BU或在[5]的操作中的扩展前缀范围BU，来发送一个扩展BU消息给它的原籍代理。
在图15中描述对图13类似的增强，如步骤1510、1520、1530所示，发送只包含MNN_CoA的扩展消息给各个CN，这些CN与MNN在同一移动网络中操作。
现在参照图26和27，分别说明根据本发明的优选实施例从LFN或VMN发送的扩展BU消息。
在图26中从LFN消息2600中发送的扩展BU包括一个单独的IP报头2625，该报头包括LFN的IP源地址2610以及用于CN地址的IP目的地址2620。IP报头2625后面是一个移动IPv6 BU消息2630，该消息包含转交路由移动性选项，该选项包含LFN的转交路由。
在图27中从VMN消息2700中发送的扩展BU包括一个单独的IP报头2725，该报头包括该VMN转交地址的IP源地址2710以及用于CN的IP目的地址2720。该IP包头2725后面是一个移动IPv6 BU消息2730，该消息包含转交路由移动性选项，该选项包含VMN的转交路由。
现在参照图16，说明根据本发明的优选实施例在移动网络中用于任意MNN的移动网络前缀动态发现方法的流程图1600。关于这一点，如上所述，当发送一个EBU给所说的CN时，诸如MNN这样的节点能够知道第二节点也就是它的CN是否在与它相同的当前移动网络中。
处理(处理B)在步骤1610开始。当在步骤1620该MNN在它的接口ifc_i上接收一个新的移动网络前缀通告消息(Mobile_Network_Prefix_Advt)时，它在步骤1630确定它是否是出口。如果它不是出口，那么忽略该Mobile_Network_Prefix_Advt并且该处理在步骤1670结束。在这种情况中，该MNN的移动网络前缀(MNN_Mobile_Network_Prefix_Advt)没有被改变。如果ifc_i在出口，那么在步骤1640中该MNN从Mobile_Network_Prefix_Advt中提取一个新的Mobile_Network_Prefix(new_Mobile_Network_Prefix)和它的前缀长度(new_Mobile_Network_Prefix_Length)，并且在步骤1650进行关于在ifc_i中的MNN原籍地址是否与在第一部分MNN_Mobile_Network_Prefix_Length比特上的MNN_Mobile_Network_Prefix相匹配的确定。如果匹配，那么在步骤1650中用新的信息代替MNN_Mobile_Network_Prefix和MNN_Mobile_Network_Prefix_Length，并且处理在步骤1670结束。如果不匹配，那么该处理直接在步骤1670结束。
注意，在图16中描述的方法对于任何MNN都是有效的，不论MNN是路由器或主机，是固定的还是移动的。
现在参照图17、图18和图19，说明根据本发明的优选实施例，移动网络中的固定路由器(即LFR)构造和发送它自己的移动网络前缀通告(Mobile_Network_Prefix_Advt)消息的流程图1700、1800和1900。
基本上，在移动网络中的固定路由器将响应于以下三个事件之一发送一个Mobile_Network_Prefix_Advt消息：
(i)如图17中所述，在它的出口上接收一个Mobile_Network_Prefix_Advt消息，该入口修改它自己的MNN_Mobile_Network_Prefix；
(ii)如图18中所述周期性发送一个Mobile_Network_Prefix_Advt；
(iii)如图19所述，在入口ifc上接收一个转交路由请求(Mobile_Network_Prefix_Sol)消息。
在图17中，处理在步骤1705开始。如步骤1710所示，在它的出口上接收一个新的Mobile_Network_Prefix_Advt消息，并且如图16的处理中进一步所述提取该新的移动网络前缀(Mobile_Network_Prefix)以及它的长度。如果在步骤1720中相应的MNN_Mobile_Network_Prefix和MNN_Mobile_Network_Prefix_Length没有被改变，那么该处理在步骤1735结束。但是，如果在步骤1720中相应的MNN_Mobile_Network_Prefix和MNN_Mobile_Network_Prefix_Length已经被改变，那么如步骤1725所示，该路由器建立一个新的Mobile_Network_Prefix_Advt消息并且把新的MNN_Mobile_Network_Prefix和MNN_Mobile_Network_Prefix_Length包括到(添加到)该消息中。如步骤1730中，该新的Mobile_Network_Prefix_Advt消息然后通过相应的MNN的所有入口被发送到所有节点。在图17中描述的流程图只能应用于移动网络中的固定路由器。
在图18中，流程图说明如果在步骤1810中周期性Mobile_Network_Prefix_Advt消息定时器已经到期的优选处理。在这种情况中，如步骤1815中所示，该路由器建立一个新的Mobile_Network_Prefix_Advt消息并且把MNN_Mobile_Network_Prefix和MNN_Mobile_Network_Prefix_Length包括到(添加)到它中。如步骤1820中，然后通过相应的MNN(固定路由器)的所有入口把该新的Mobile_Network_Prefix_Advt消息发送到所有节点。然后在步骤1825中重启该CoR_Advt消息定时器。
只有当路由器的CoR变成不是零(null)(即，包含至少一个地址)时，在移动网络中的路由器(MR、LFR、LMR、VMR)才开始Mobile_Network_Prefix_Advt消息的周期性发送。设想，当路由器的CoR变成null/空时，该路由器将结束该周期性发送。例如，当一个MR(或一个最高层MR)移出它的原籍网络时该MR将开始周期性发送并且当它(或该最高层MR)返回到它的原籍网络时结束该周期性发送。
在图19中，如步骤1910所示，流程图说明了在入口ifc上接收移动网络前缀请求消息(Mobile_Network_Prefix_Sol)时的优选处理。在这种情况中，如步骤1920中所示，当在入口ifc_j上接收(Mobile_Network_Prefix_Sol)消息时，该路由器建立一个新的Mobile_Network_Prefix_Advt消息并且把MNN_Mobile_Network_Prefix和MNN_Mobile_Network_Prefix_Length包括到(添加)到它中。为步骤1925中发送Mobile_Network_Prefix_Advt的操作设想两种可能的方法。第一种方法是通过ifc_j发送该消息给移动网络前缀请求消息(Mobile_Network_Prefix_Sol)的源地址。作为替换，该移动网络前缀通告消息可以通过ifc_j发送到链路上的所有节点。图19的流程图可以应用于移动网络中的任意路由器(MR、LMR、LFR、VMR)。
注意，当一个移动路由器(MR)改变它的位置(并且因而得到一个非零(null)的CoR)时，它应该在它的入口上发送一个Mobile_Network_Prefix_Advt消息。
该移动路由器可以从它内部配置中知道该前缀。另一方面，移动网络中的固定路由器(即IFR)不能预先知道它们所属的移动网络前缀，但是通过图17中所述的步骤能够动态发现它。这样的固定路由器当然可以发送一个Mobile_Network_Prefix_Sol消息，以便回过来接收一个Mobile_Network_Prefix_Advt。
为移动网络前缀请求和移动网络前缀通告消息设想几种方法。首先，该消息可以实现为ICMPv6扩展或实现为IP、UDP、TCP等等之上的任意新协议。ICMP、UDP和TCP是基于IP(v4或v6)的协议：
-ICMPv6：用于IPv6、IEFT RFC 1885的互联网控制消息协议
-UDP：用户数据报协议，IETF RFC 768
-TCP：传输控制协议，IETF RFC 793
其次，可以发送一个网络前缀通告消息给IPv6的all-node link-local多播地址。在这种情况中，该消息可以只在本地链路上发送。一种优选的方式应该是发送该转交路由通告给IPv6的all-node site-local多播地址，这里site是该MR服务的整个移动网络。这将有助于减少对移动网络中的中间路由器(即LFR)的操作，因为该消息然后将被透明转发到该移动网络的所有链路。以这种方式，不需要该中间路由器(即LFR)提取并复制该移动网络前缀。
这些消息的优选实现是把它们定义为ICMPv6路由器请求和ICMPv6路由器通告消息的扩展。移动网络前缀通告消息应该是一个ICMPv6路由器通告消息(RA)，该消息包括一个新的“移动网络前缀通告”选项。移动网络前缀通告消息应该是ICMPv6路由器请求消息(RS)，该消息包括一个新的“移动网络前缀通告”选项。当一个路由器必须在该移动网络内宣布该移动网络前缀时，该移动网络前缀通告选项应该包含在RA中。通过一个MNN明确向RA请求移动网络前缀通告选项，该移动网络前缀请求选项可以包含在RS中。
现在参照图22和图23，分别说明根据本发明的优选实施例的一个移动网络前缀请求消息和一个移动网络前缀通告消息。
在图22中的该移动网络前缀请求消息2200是一个用新的移动网络前缀请求选项扩展的ICMPv6路由器请求。它包括一个单独的IP报头2255，该报头包括一个用于主机的IP源地址2210以及一个指示所有路由器IP多播地址的IP目的地址2220。该IP报头2225后面是路由器请求消息2230，该消息包含在本文件建议的移动网络前缀请求选项。
在图23中该移动网络前缀通告消息2300是一个用新的移动网络前缀通告选项扩展的ICMPv6路由器通告消息。它包括一个单独的IP报头2325，该报头包括一个用于路由器入口的IP源地址2310以及一个指示接收该分组的节点IP目的地址2320。该IP报头2325后面是路由器通告消息2330，该消息包括该路由器通告的移动网络前缀和移动网络前缀长度。
C)相应节点和原籍代理接收扩展绑定更新：
现在参照图20，流程图2000说明了根据本发明的优选实施例，第一节点基于它在扩展绑定超高速缓存器(EBC)中的提取，发送一个数据分组给第二节点。如步骤2020所示，第一节点例如CN或HA，接收一个将要发送数据分组给第二节点的指示，第二节点例如是MNN。如步骤2023，该CN在存储转交路由的一个扩展绑定超高速缓存器(EBC)内搜索MNN地址，其中该转交路由是从在扩展BU中接收的转交路由信息获得的。
如果在步骤2024中找到MNN，如步骤2050，该CN(或HA)能够通过在EBC中找到的转交源路由把该分组源路由到该MNN，从而实现路由最佳化。否则，如步骤2060所示，该CN使用已知技术直接把去往该MNN的该数据分组发送给MNN的原籍地址。
现在参照图21，说明根据本发明的优选实施例，第一节点也就是一个CN发送给第二节点也就是MNN的数据分组格式的优选实例。
数据分组2100的格式包括一个单独的IP报头2110，该报头包括一个IP源地址2112和一个IP目的地址2114，该目的地址等于在到达MNN的CN转交源路由中的第一IP地址。该单个IP报头2110后面是一个路由报头2120，该报头包含在到达该第二节点的路由中的(m-1)个其它地址(从CN转交源路由到MNN)。该数据有效负载2130紧跟着该路由报头。
该数据分组2150的第二格式包括‘m’个连续的IP报头，每一个包括各自IP源地址2112、2152、2162、2172和各自目的地址2114、2154、2164、2174。因而该‘m’个连续的IP报头不需要一个单独的路由报头，数据有效负载2180紧跟着这些IP报头。连续IP报头的每一个有它自己的IP目的地址，该地址被设置等于到达MNN的CN转交源路由的IP地址之一。该第一报头包含该转交源路由(CoSR)的第一地址，第二报头包含第二地址，并且以此类推到最后报头。该最后IP报头2172、2174和数据有效负载2180一起，组成从第一节点发送到第二节点的原始分组2190。
应该接收扩展绑定更新的每个节点(CN、MNN、HA)应该维护一个扩展绑定超高速缓冲器(EBC)。该EBC在此定义为移动IP超高速缓冲器的扩展，在该扩展中用从在扩展绑定更新中接收的转交路由(CoR)中得到的“转交源路由”(CoSR)来代替转交地址。值得一提的是，在扩展绑定超高速缓冲器中列出的转交路由可以与扩展绑定更新中接收的转交路由稍有不同(即短一些)。
现在参照图28，说明根据本发明的优选实施例的扩展绑定超高速缓冲器2800。
扩展绑定超高速缓冲器2800包括条目2810、2840、2870的列表，每个条目专用于一个MNN的原籍地址。该扩展绑定超高速缓冲器条目2810例如包括一个第一原籍地址2815以及到第一转交源路由2820的一个链接2818(如果已经确定了一个转交路由的话)。该第一转交源路由2820包括相互链接的转交源路由地址2825、2830和2835，用来标识到达该第一原籍地址的路由。该第一条目2810链接2837到一个第二条目2840，该第二条目具有一个从第二原籍地址2845到第二转交路由2850的链接2848(如果已经确定了一个转交路由的话)。该第二转交路由2850包括相互链接的转交路由地址2855、2860和2865用来标识到第二原籍地址的路由。对第三条目2870执行类似的安排和链接2867，依此类推。
在本发明的考虑中，该扩展BU还可以包括用于移动路由器(MR)前缀和前缀长度的条目。作为对[3]的扩展，这在MR发送扩展前缀范围BU给它的HA或CN时特别有用，在该前缀范围绑定更新中用CoR代替CoA。在这种情况中，在各个HA或CN的EBC中用一个‘前缀或前缀长度’字段代替该原籍地址字段。
现在参照图29，说明根据本发明的优选实施例从一个接收到的扩展BU构进行转交源路由2900的构造。第一节点转交路由(N1_CoR)包含一个转交路由地址有序列表(N1_CoR[1]，N1_CoR[2]，...)2910。当第一节点N1从第二节点N2接收一个包含N2转交路由(N2_CoR)的扩展BU消息时，第一节点比较这两个转交路由有序列表，以确定在它们之间何时有差异2940。然后使用被确定为不同的来自N2_CoR的地址和来自N2_CoR的所有随后地址来为从N1到N2的数据分组传输产生一个新的转交源路由2930。该处理进一步参照图30的流程图进行描述。
现在参照图30，说明根据本发明的优选实施例确定一个将被包括在扩展绑定超高速缓冲器内的转交源路由的处理的流程图3000。第一节点(N1)从第二节点(N2)接收一个扩展绑定更新，并且需要确定将被包括在用于该条目(N2)的扩展绑定超高速缓冲器内的转交源路由。
该处理在步骤3002开始。当在步骤3004中一个第一节点(N1，它可以是在原籍或在外部网络的MNN，或在拓扑中的任意主机)接收一个EBD，该EBD包含一个用于第二节点(N2)的新的转交路由，在步骤3006中N1确定该N2的转交路由(在EBU中接收的)是否是空的。
如果在步骤3006在EBU中接收的用于N2的新转交路由是空的，那么如步骤3008所示，N1通过它的扩展绑定超高速缓冲器进行搜索，以便检查在该EBC中是否有用于该第二节点的条目(即转交源路由)。如果在EBC中不存在条目，那么在N1的扩展绑定超高速缓冲器中不需要用于N2的条目。当把分组发往N2的原籍地址时，来自N1的该数据分组将直接在最短路径上(不需要源路由就可以实现路由最佳化)。但是，如果在步骤3008中在EBC中存在一个条目，那么在处理在步骤3046结束之前，在步骤3010中删除第二节点条目(即N1_CoSR(to N2))。
如果在步骤3006中在EBU中接收的新N2转交路由不是空的，在步骤3012进行关于一个转交路由条目是否可用于该第一节点的确定3012。如果在步骤3012中转交路由不能用于该第一节点，如步骤3014所示，产生一个等于第二节点转交路由的第一节点(N1)转交源路由(N1_CoSR(to N2)：＝N2_CoR)。如步骤3016所示，N1然后把它的扩展绑定超高速缓冲器仔细搜索一遍，以便检查在EBC中是否有用于该第二节点的条目(即，一个转交路由)。如果在EBC中不存在条目，那么在步骤3020中把一个用于N2的条目添加到EBC中(N1_CoSR(to N2))。当把分组发往N2的原籍地址时，来自N1的该数据分组将直接在最短路径在(实现路由最佳化而不需要源路由)。但是，如果在步骤3008中在EBC中存在一个条目，那么在处理在步骤3046结束之前，在步骤3010中删除第二节点条目(即N1_CoSR(toN2))，并且处理在步骤3046结束。如果在步骤3016中在EBC存在一个条目，那么在处理在步骤3046结束之前，在步骤3018更新该第二节点条目(即N1_CoSR(to N2))。
如果在步骤3012中第一节点具有它自己的转交路由，那么搜索在两个节点的转交路由(N1和N2)中的所有地址，从在步骤3022设置一个计数器(i＝0)开始。在步骤3024，N1一个接一个地比较在它自己的转交路由(N1_CoR)中的IP地址以及从节点N2中接收的扩展绑定更新的转交路由中列出的IP地址。
它从该第一地址N1_CoR(1)和N1_CoR(1)开始，然后继续。如果在步骤3026中发现第一和第二转交路由的一个特定地址匹配，那么在步骤3028中，进行关于该第二节点转交路由地址是否是最后地址的确定。如果在步骤3030中，它是最后地址，那么已经搜索了N2的全部转交路由，并且如上所述该处理进行到步骤3008。如果在步骤3008该第二节点转交路由地址不是最后地址，那么在步骤3032中进行关于该第一节点转交路由地址是否是用于该第一节点的最后地址。如果在步骤3032中，该第一节点转交路由地址不是最后地址，那么在步骤3034中计数器增加，并且在步骤3024搜索下一个地址。如果在步骤3028该第一转交路由地址是最后地址，或者在步骤3026中没有发现匹配，那么该搜索处理在步骤3036停止并且在3038设置从N1到N2的转交路由。
在3038中，从N1到N2的转交路由被设置等于从第i个地址开始到最后一个地址的N2转交路由的地址部分的有序列表。该第i个地址是N2的转交路由地址中的循环在步骤3036停止的地址。也就是：N2_CoSR(to N2)＝{N2_CoSR(i)->N2 CoSR(i+1)->...->N2_CoSR(n-1)->N2_CoSR(n)}。如步骤3040所示，N1然后把它的扩展绑定超高速缓冲器仔细搜索一遍，以便检查在EBC中是否有用于该第二节点的条目(即，一个转交路由)。
如果在EBC中没有条目，那么在步骤3042把用于N2的一个条目添加到EBC中(N1_CoSR(to N2))并且该处理在步骤3046结束。如果在步骤3040中在EBC中存在条目，那么在该处理在步骤3046结束之前，在步骤3044中更新在N1的EBC中的第二节点条目(即N1_CoSR(to N2))。
如果在步骤3012中N1没有转交路由(NR_CoR是空的或不存在)，那么在步骤3014把从N1到N2的转交路由设置为等于N2的转交路由。也就是，N1_CoSR(to N2)＝N2_CoR。然后如步骤3016所示，N1把它的扩展绑定超高速缓冲器仔细搜索一遍，以便检查在EBC中是否有用于该第二节点的条目(即，一个转交路由)。如果在EBC中没有条目，那么在步骤3020把用于N2的一个条目添加到EBC中(N1_CoSR(to N2))并且该处理在步骤3046结束。如果在步骤3016中在EBC中存在条目，那么在该处理在步骤3046结束之前，在步骤3018中更新在N1的EBC中的第二节点条目(即N1_CoSR(to N2))。
如参照图21和图22所述，然后N1应该经该转交路由把该分组源路由到N2，以便实现路由最佳化。如之前所述，这可以以几种方式实现。第一种方式是使用IPv6路由报头。在这种情况中，在转交路由中的第一个地址被设置为IPv6报头中的目的地址并且转交路由(CoSR)的其余地址以同样的顺序在路由器报头中设置。第二种方式是主张第一节点建立一个‘n’级数据分组封装来发送，这里‘n’是转交路由中的地址数量。该封装#k将把转交路由中的地址有序列表的地址#k作为目的地址。
此外，上述的各种步骤不需要必须地按所述的顺序执行。本领域技术人员应该认识到，可以使用替换顺序，在这种情况中在路由最佳化处理中仍然能够获得好处。
应该认识到，在上面实施例中的接口、地址类型、路由器等等的配置和特定细节都只是例子，本发明并不限于这些例子。本发明应该看作能够应用于互联网或其他类型的数据网络或协议及其子网的其他方面。此外，当其他网络具有相应于上面对互联网情况所述的子网和接入网时，本发明也可以应用于除了互联网之外的这些网络。
本发明或至少其实施例有利于提供以下单独或组合的优点：
(i)使用这种改进的路由最佳化技术，可以更有效地传输数据分组。
(ii)改善的数据分组传输保密性，因为在该拓扑中的每个节点负责把它们自己的绑定更新发送给它们的CN和原籍代理。因此，通过发送一个绑定更新每个节点能够判定它是否希望公开它的当前位置，以便执行路由最佳化。这显然优于不允许保密性的[3]。
(iii)IETF定义的用于提供“地址所有权”授权(例如，返回Route-ability)的安全解决方案在本发明的情况中仍然是可应用的。这也优于[3]，因为[3]要求引入一个新的安全机制。
(iv)在本发明中引入的新消息(例如“转交路由通告”)的安全交换非常容易实现，可以通过共享密钥(shared secret)(在节点属于同一组织的情况中)或者通过例如在移动节点(主机或路由器)访问外部网络的情况中诸如PANA这样的新IEFT协议。
(v)实现了在IPv6、IPv4或类似的数据网络协议中的有效数据路由解决方案，尤其是对于支持嵌套网络移动性的系统来说。
在上面描述了本发明的实施例的具体优选实现，很显然，本领域技术人员能够很容易应用这些发明概念的变形和修改。
这样，描述了在网络移动性尤其是在IPv6的情况中支持路由最佳化的机制、设备和相关方法，通过这些大大减轻了与已知机制、设备和相关方法有关的缺点。尤其是，描述了在嵌套移动性中支持路由最佳化的机制、设备和相关方法。

Claims (26)

1.一种在移动网络中在从第一通信节点到第二通信节点的通信路径上传输(2000)数据分组的方法，该方法特征在于以下步骤：
从所述第二通信节点接收路由消息，其中所述路由消息包括在所述第一通信节点和所述第二通信节点之间的多个中间地址的列表，该多个中间地址包括移动路由器的地址；
响应于所述中间地址列表，产生(3014，3038)优选通信路径；并且
经所述优选的通信路径从所述第一通信节点向所述第二通信节点发送(2050)所述至少一个数据分组。
2.根据权利要求1的传输数据分组的方法，其中，所述数据通信网络支持嵌套移动性操作并且所述传输步骤包括以下步骤：
在所述嵌套移动性网络中经所述中间地址标识的多个移动路由器路由所述至少一个数据分组。
3.根据权利要求1或2的传输数据分组的方法，其中，所述数据分组通信网络根据IPv6和/或IPv4规范操作。
4.根据前述任一权利要求的传输数据分组的方法，其中，所述第一通信节点是所述第二通信节点的相应节点和/或所述第二通信节点是移动网络节点。
5.根据前述任一权利要求的传输数据分组的方法，该方法的进一步特征在于以下步骤：
在所述移动网络中通过多个通信节点发送通告消息，该消息包括与加入到所述第二通信节点的通信节点相关的路由信息，以便确定到预定接收方的通信路径。
6.根据前述任一权利要求的传输数据分组的方法，其中，所述多个中间地址的列表包括一个或多个移动路由器的地址，这些路由器在用于把所述数据分组传送到预定接收方的路由结构体系中处于所述第二通信节点的上层。
7.根据权利要求5或6的传输数据分组的方法，该方法的进一步特征在于以下步骤：
当所述第二通信节点移动到所述移动网络内的新位置时，从相邻通信节点请求发送一个或多个通告消息，该消息包括一个或多个IP地址的路由信息。
8.根据前述权利要求5或7任一个的传输数据分组的方法，该方法的进一步特征在于以下步骤：
在通信节点从所述通告消息中的所述路由消息中提取中间路由消息；并且
把所述中间路由消息发送到提取通信节点服务的通信节点。
9.根据权利要求8的传输数据分组的方法，该方法的进一步特征在于以下步骤：
在所述通信节点把所述通信单元的路由消息添加到所述通告消息中的所述中间路由列表。
10.根据前述权利要求5或7到9任一个的传输数据分组的方法，进一步特征在于以下步骤：
周期性发送所述路由通告消息给移动网络中的所有或选择数量的通信节点。
11.根据前述权利要求5或7到10任一个的传输数据分组的方法，该方法的进一步特征在于以下步骤：
由在该移动网络中的路由结构体系的最高层的移动路由器发送移动网络前缀通告消息，以便通告所述移动网络前缀；并且
由在同一移动网络内的通信节点确定它们位于所述发送移动路由器的移动网络内。
12.根据前述任一权利要求的传输数据分组的方法，该方法的进一步特征在于以下步骤：
仅向所述发送通信节点的移动网络外部的通信节点发送扩展的绑定更新消息。
13.一种用于在前述权利要求1到12任一个的方法中使用的通信消息(2600，2700)，该通信消息具有路由信息，该路由信息包括多个中间地址的列表，该列表包括在第一通信节点和第二通信节点之间的移动路由器的至少一个地址。
14.一种通信消息(2500)，该消息包括相应于多个单独的移动路由器的多个中间路由或中间源路由，这些路由器用于把所述数据分组转发到所述预定接收方。
15.根据权利要求14的通信消息，其中，所述消息是移动网络前缀通告消息(2300)。
16.一种通信消息，其包括对根据权利要求14或权利要求15的通信消息的请求(2200，2400)。
17.一种通信节点，其包括：
接口，用于例如在移动网络中与其它通信节点通信；该通信节点特征在于：
存储元件，存储扩展绑定超高速缓冲器，该缓冲器包含与多个通信节点有关的路由和/或源路由信息，这些节点例如是所述移动网络中的节点；
处理器，可操作地耦合到所述存储元件，用于基于存储在所述扩展绑定超高速缓冲器中的信息产生路由；以及
发射机，可操作地耦合到所述处理器，用于经所述路由传送数据分组给预定接收方。
18.一种通信节点，其包括：
接口，用于例如在移动网络中与其它通信节点通信；该通信节点特征在于：
接收机，可操作地耦合到所述接口，接收扩展绑定更新消息，该消息包括与所述移动网络中的通信节点有关的路由信息；以及
处理器，可操作地耦合到所述接收机，用于基于包含在所述扩展绑定更新消息中的信息产生转交源路由消息，该转交源路由消息包括移动路由器的中间地址。
19.一种存储介质(2800)，其存储根据前述任一个权利要求的转交源路由信息。
20.一种用于在第一通信节点建立扩展绑定超高速缓冲器的方法，该方法特征在于以下步骤：
从第二通信节点接收扩展绑定更新消息，该消息指示在消息到达所述第二通信节点的路由中的多个中间地址，该多个中间地址包括移动路由器的地址；
比较所述扩展绑定更新消息的所述中间地址与所述第一通信节点的路由消息的中间地址；
当在前面的路由匹配之后所述比较没有匹配时，提取所述第二通信节点的至少一个随后路由消息，从而产生扩展绑定超高速缓冲器条目，该条目指示到所述第二通信节点的改进路由。
21.一种用于在移动网络节点构造和发送(700，800，900)转交路由通告消息的方法，该方法特征在于以下步骤：
建立(750，850，950)转交路由通告消息，该消息包括所述移动网络节点的转交路由；并且
发送(760，860，960)所述转交路由通告消息给可操作地耦合到所述移动网络节点的所有节点；
其中，所述建立并发送的步骤通过以下之一初始化：
接收(720)根据权利要求14或权利要求15的通告消息，或
接收(920)根据权利要求16的对通告消息的请求；或
响应(820)于通告消息时间的超时。
22.一种用于在移动路由器构造和发送(1700，1800，1900)移动网络前缀通告消息的方法，该方法特征在于以下步骤：
建立(1725，1815，1920)移动网络前缀通告消息，该消息包括移动网络前缀和移动网络前缀长度；并且
发送(1730，1820，1925)所述移动网络前缀通告消息给可操作地耦合到所述移动路由器的所有节点；
其中，所述建立并发送的步骤通过以下之一初始化：
接收(1710)根据权利要求15的移动网络前缀通告消息，或
接收(1910)根据权利要求16的对移动网络前缀通告消息的请求；或
响应(1810)于移动网络前缀通告消息时间的超时。
23.一种存储介质(665)，其存储用于控制处理器执行权利要求1到12、20、21或22任一个的方法的处理器可执行指令。
24.一种适于执行权利要求1到12或16任一个的方法的装置。
25.一种包括根据权利要求24的装置的通信单元。
26.一种包括根据权利要求25的通信单元或根据权利要求24的装置的通信系统。
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