CN1675896A - 移动网络中漫游移动路由器之间的路由器附着设计 - Google Patents

移动网络中漫游移动路由器之间的路由器附着设计 Download PDF

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Abstract

一种移动路由器被配置为基于根据接收到的路由器公告消息来识别移动网络的网络拓扑模型，以附着到移动网络中的所选路由器上，其中所述路由器公告消息包括指定了网络拓扑模型属性的树信息选项字段。所述移动路由器基于将路由器公告发出者的属性相对于已识别的优先权进行的关联，选择其所要附着的路由器公告发出者，并且基于所识别的优先权来对默认路由器列表中的路由器公告发出者进行排序。移动路由器附着到有序默认路由器列表中具有较高优先权的一个路由器，在附着到作为其附着路由器的路由器公告发出者之后，所述移动路由器发送它自己的相应路由器公告消息，该消息包括相应的树选项字段，其指定了所述移动路由器在所述网络拓扑模型中的属性，使得其他路由器能够基于它们各自的所识别的优先级，选择性地在所述移动网络中连接和/或重新连接。

Description

移动网络中漫游移动路由器之间的路由器附着设计
技术领域
本发明涉及通过移动路由器来建立并管理移动网络，其中所述移动网络能够改变它对广域网(例如因特网)的附着点，因而改变它在其相关拓扑中的可到达性。
背景技术
因特网工程任务组(IETF)提出了这样的建议，其用于改进基于因特网协议(IP)的移动设备(例如笔记本电脑、IP电话、个人数字助理等)的移动性支持，以提供连续的基于因特网协议(IP)的连通性。例如，IETF的移动IP工作组所开发的路由支持允许使用IPv4或IPv6的IP节点(主机和路由器)在IP子网间无缝“漫游”。另外，移动网络(MONET)小组(更名为网络移动性(NEMO)小组)公布了不同的因特网草案，其可在万维网的网络移动性主页获得，地址为http：//www.nal.motlabs.com/monet。在万维网的地址 http：//www.nal.motlab s.com/monet/drafts/draft-ernst-monet-terminology-01.txt处可获得ThierryErnst作出的示例性因特网草案：“Network Mobility SupportTerminology”，2002年2月，这里通过引用而包含了其公开内容的全部。
例如，Ernst所描述的示例性移动网络可以在飞机中实施，其中乘客们建立他们各自的IP主机设备(例如笔记本电脑、数字电话、个人数字助理等)到飞机中的移动路由器的连接，以在飞机上进行因特网访问；在飞行中，通过例如改变经由各个无线电链路或用于越洋飞行的地球同步卫星链路，飞行器中的移动路由器改变它的经由多个不同的因特网服务供应商(ISP)的对因特网的附着点。
根据NEMO小组，移动网络可以由一个或更多IP子网组成，并通过一个或更多移动路由器(MR)连接到全球因特网。移动路由器至少具有两个网络接口：面向广域网的出口接口和来自移动网络内部的入口接口。移动网络节点可以包括本地固定节点(LFN)(这种节点在保持正在进行的会话时，其附着点不能改变)、本地移动节点(LMN)(属于所述移动网络的移动节点，其能够改变它们在所述移动网络内外的附着点)和访问移动节点(VMN)(不属于所述移动网络的移动节点，其能够将它们的附着点从所述移动网络外变为在所述移动网络内)。每个节点都可以是主机或路由器。
因此，移动路由器是这样的路由器，其被配置为在移动网络和广域网(例如因特网)的附着路由器(AR)之间建立通信链路，为所述移动网络提供到所述广域网的连通性。因此移动路由器被用作为在移动网络和因特网之间路由分组的网关。
一个具体的考虑包括多个移动网络在彼此中的嵌套。图1示出了具有多个子网12a和12b的移动网络10。具体地说，移动网络10包括移动路由器14a，其与附着路由器16a建立链路，以使得本地节点18(例如18a、18b)能够通过因特网22来与对端节点(CN)20进行通信。如图1所示，移动路由器14a为子网12a中的本地固定节点18a和本地移动节点18b提供链路，而访问移动路由器(VMR)14b为子网12b中的本地固定节点18c提供IP连通性。另外，由于访问移动路由器14b依赖于移动路由器14a来与附着路由器16a建立链路24，因此移动路由器14a被视为将移动网络10连接到因特网22的顶级移动路由器(TLMR)。
如果另外的路由器试图连接到移动网络10，那么就会出现问题，因为随意的连接可能导致低效率的通信。例如，假设移动路由器14c和14d试图连接到移动网络10，那么移动路由器14c和14d连接到移动路由器14b后得到的结构可能导致不期望的网络配置，其对连接到移动路由器14d的节点18造成了大的延迟。
发明内容
需要这样的设计，其使得移动路由器能够以向移动路由器提供最优通信性能的方式在移动网络中建立通信链路。
还需要这样的设计，其使得移动网络中的路由器能够基于所识别的优先级来选择最优配置。
本发明满足了这些以及其他需要，其中移动路由器被配置为根据接收到的包括指定了网络拓扑模型属性的树信息选项字段的路由器公告消息来识别移动网络的网络拓扑模型，并基于此识别结果附着到移动网络中的被选择的路由器。所述移动路由器基于将路由器公告发出者的属性相对于已识别的优先权进行的关联，选择要附着到那个路由器公告发出者，并基于所识别的优先权来对默认路由器列表中的路由器公告发出者进行排序。移动路由器附着到有序默认路由器列表中具有较高优先权的一个路由器，在附着到作为其附着路由器的路由器之后，所述移动路由器发送它自己的相应路由器公告消息，该消息包括相应的树选项字段，其指定了移动路由器在所述网络拓扑模型中的属性，使得其他路由器能够基于它们各自的所识别的优先级，选择性地在所述移动网络中连接和/或重新连接。
本发明的一个方面提供了用于移动路由器的一种方法，其被配置用于在具有至少两个路由器的移动网络中建立通信，所述方法包括：检测路由器公告消息，该消息包括标识了发出所述路由器公告消息的相应路由器的源地址，还包括具有下述属性的树信息选项字段，所述属性指定了所述相应路由器的网络拓扑模型。所述方法还包括确定所述网络拓扑模型与已识别的优先权相对的优先权，以及基于相应的网络拓扑模型的被确定的优先权，选择性地附着到发出了路由器公告消息的路由器上。
本发明的其他优点和新特征中的一部分将在下面的说明中被陈述，还有一部分对于本领域的技术人员来说在仔细阅读下文之后将是很清楚的，或者通过实践本发明就可以学习的。本发明的优点可以通过所附权利要求中具体指出的设备和组合来实现和获得。
附图说明
参照附图，在全部附图中，具有相同标号的元件代表相似的元件，其中：
图1的简图示出了(现有技术)的移动网络，其具有多个连接到顶级移动路由器(TLMR)的移动路由器。
图2的简图根据本发明的实施例示出了这样的移动路由器，其被配置为基于路由器公告消息来在移动网络中建立连接，所述路由器公告消息具有树信息选项字段，其指定了移动网络的网络拓扑模型。
图3的简图具体示出了具有树信息选项字段的路由器公告消息。
图4的简图具体示出了默认路由器列表，其被配置为存储默认路由器列表条目，包括从接收到的路由器公告消息得到的树信息选项字段。
图5的简图根据本发明的实施例，示出了基于连通性的由移动路由器构成的树结构。
图6A和6B的简图示出了基于优先级的由移动路由器构成的结构。
图7A、7B、7C、7D和7E的简图根据本发明的实施例，总结了配置移动路由器以使其附着到移动网络上的方法，所述方法基于根据相关联的树信息选项字段来选择路由器。
具体实施方式
所公开的实施例涉及这样的设计，其用于将移动路由器附着到移动网络中的路由器上，以通过广域网例如因特网来与它的归属代理(homeagent)建立最优通信。已经向因特网工程任务组(IETF)提出了各种建议，用于根据IPv6协议将移动路由器附着在移动网络上，包括Thubert等人的“IPv6 Reverse Routing Header and its Application to MobileNetworks”，2002年6月19日，其公开内容可在万维网的http：//www.ietf.org/internet-drafts/draft-thubert-nemo-reverse-routing-header- 00.txt处获得，这里通过引用而包含了该公开的全部。
所公开的实施例提供了用于将移动路由器附着在附着路由器上的方法，以在移动网络中获得连通性，由此扩展了上述被包含的Thubert等人的公开内容。如下面详细叙述的那样，通过：(1)选择默认路由器作为附着路由器；(2)建立更新的转交地址(care-of address)；以及(3)向归属代理发送绑定(bind)更新消息，移动路由器“附着”到附着路由器。
具体地说，移动路由器从它的默认路由器列表选择附着路由器，并将其用作为它的默认路由器；内部默认路由器列表中的路由器信息是使用已知的路由器发现技术，通过检测自发的路由器公告消息而获得的。路由器公告消息可以包括上面所包含的Thubert等人所描述的树信息选项，使得移动路由器能够在默认路由器列表中存储每个被检测到的路由器的属性，以及被检测到的路由器所附着的树的属性。基于可配置的网络接口和组选项，以及对“基于优先级的附着”还是“基于连接的附着”的优选，移动路由器从内部默认路由器列表选择它的附着路由器。
一旦移动路由器选择了某个默认路由器作为附着路由器，该移动路由器就基于被选择的默认路由器所公告的IP地址前缀来建立更新的转交地址。所述更新的的转交地址具有外部子网前缀(即与该移动路由器的归属子网前缀不同的IP子网前缀)，其与被选择的默认路由器所使用的子网前缀相匹配。而且注意，移动路由器可以具有多个没有注册到该移动路由器的归属代理的被存储的转交地址(以及各自的子网前缀)。
移动路由器向归属代理发送指定了更新的转交地址的绑定更新消息来完成附着，使得该归属代理可经由在更新的转交地址处终止的隧道向该移动路由器发送数据报。
下面的叙述和附图将提供使移动节点附着到移动网络的改进设计的其他细节。
图2的简图根据本发明的实施例，示出了这样的移动路由器30(例如“MR3”)，其被配置为基于具有指定了移动网络的网络拓扑模型的树信息选项字段的路由器公告消息(例如34a，34b)，经由链路36(例如802.11无线链路)附着到移动网络32。所公开的路由器30使得基于移动IP的节点能够自动建立这样的动态移动网络，其基于IPv6协议，根据被选择的路由约束来提供优化网络拓扑模型38。具体地说，每个移动路由器(例如30、30a、30b等)输出路由器公告(RA)消息34，其使得其他路由器能够基于相应的RA消息，独立地确定是否与相应的路由器(也称为路由器公告(RA)发出者)相关联(即附着)。于是，当接收到来自路由器30a(或30b)的RA消息34a(或34b)时，移动路由器30(“MR3”)基于该RA消息所提供的属性，选择是否附着到输出了该RA消息的相应路由器公告发出者30a(或30b)，如下所述。移动路由器30在它的默认路由器列表中存储RA消息中的信息，并选择该RA消息的来源作为它的附着路由器，以此来与路由器公告发出者30a(或30b)相关联；然后，移动路由器更新它的转交地址，并向它的归属代理发送绑定更新消息，以完成对附着路由器的附着。每个路由器独立地选择是否附着到另一个路由器，这使得路由器能够动态地建立基于树的网络拓扑模型，在该模型中，每个路由器可以不断地确定在树中是否有更优的可替换附着点。
路由器30包括IP网络接口40，例如使用诸如无线802.11链路的IPv6或移动IPv4网络接口。IP网络接口40被配置为检测来自可被路由器30到达的路由器(例如30a，30b等)的路由器公告消息34。如下所述，选择资源46确定是否在默认路由器列表(DRL)55中存储来自路由器公告消息34的信息。路由器30还包括优先权确定资源42，其被配置为基于从接收到的路由器公告消息34获得的信息来分析默认路由器列表55的每个条目，以确定相应网络拓扑模型38与已识别的优先权(包括在本地寄存器44中本地存储的优先权)相对的优先权，并基于各自的属性和所识别的优先权来对默认路由器列表中的条目进行排序。如下所述，本地寄存器44可以包括：最小优先级寄存器44a，其被配置用于存储最小优先级值；最大深度寄存器44b，其被配置用于存储规定的最大深度值；安全寄存器44c，其被配置用于存储根据网络管理员，可能被需要以用于连接的任何规定的安全属性；以及最小带宽寄存器44d，其被配置用于存储附着路由器30的最小带宽需求。
路由器30还包括选择资源46，其被配置为基于相应路由器(例如30a)的被确定的优先权和从相应的RA消息(例如34a)中得到的它的相应的网络拓扑模型(即它在移动网络32中的位置)，选择性地附着到路由器之一(例如30a)。如下所述，选择资源46可以被实现为这样的可执行代码，其被配置为响应于接收到的路由器公告消息或树管理相关计时器、树跳计时器(tree hop timer)或路由器到期计时器的超时，而发起选择操作。
路由器30还包括资源48，用于产生RA消息。例如，路由器30包括路由器公告产生资源48a，其被配置为根据IP协议，输出它自己的路由器公告消息。另外，路由器公告产生资源48a包括树信息选项产生资源48b，其被配置为基于与移动网络32中的树(即网络拓扑模型)38相连接的移动路由器30来产生树信息选项字段，如参照图3所述。路由器30还包括绑定更新资源48c，其被配置为根据上面包含的Thubert等人的文献(可在 httpC//www.ietf.org/internet-drafts/draft-thubert-nemo-reverse-routing- header-00.txt处获得)以及IETF发布的Request for Comments(RFC)2461，Neighbor Discovery for IP version6(IPv6)，产生到移动路由器30的归属代理(HA)35的绑定更新消息。
路由器30还包括附着路由器寄存器50，其被配置为指定当前附着路由器的IP地址，所述当前附着路由器是移动路由器30从默认路由器列表55中选择来访问其归属代理的，所述归属代理由归属代理寄存器52中相应的IP地址指定。可替换地，附着路由器寄存器50可以指定一个指向默认路由器列表55中被选择的路由器的条目的指针。
图3的简图根据本发明的实施例，详细示出了由路由器公告消息产生器48a产生的路由器公告消息34。RA消息34包括路由器公告字段，如RFC 2461中所描述的那样。根据所公开的实施例，向RA消息34增加树信息选项字段66，包括由树信息产生器资源48b所产生的属性68，其指定了路由器公告发出者30所使用的网络拓扑模型38，所述路由器公告发出者30由它的IPv6头中的相应的IP源地址(SA)所标识。
例如，树信息选项字段66包括树标识符68a、树组标识符68b、优先级字段68c、树深度字段68d、固定/移动字段68e以及延迟计时器字段68f。树标识符字段68a被配置用于存储顶级移动路由器的IP地址，例如以基于IEEE的64位扩展唯一标识(EUI-64)为基础的链路本地地址。树组字段68b被配置用于存储树组标识符，例如连接到TLMR的移动路由器的IPv6地址，使得优先权确定资源42和选择资源46能够在同一移动网络32中的多个树组(即分支)之间进行区分。优先级字段68c被配置用于存储移动路由器30的优先级值，如同存储在相应的优先级寄存器54中的那样，使得接收RA消息34的移动路由器能够决定是否与RA消息34的来源相关联。树深度字段68d被配置用于存储移动路由器30在树38中的深度，如由树信息产生资源48b所指定的那样，使得接收RA消息34的其他路由器能够确定路由器公告发出者在树38中的相对位置。固定/移动字段68e被配置为指定相应的树38是着地(grounded)树还是漂移(floating)树。具体地说，如果顶级移动路由器连接到固定路由器或归属代理，那么树38就被视为是固定的。延迟计时器字段68f被配置用于存储被其他路由器使用的规定的延迟间隔，以延迟随后的拓扑改变，以此来延迟响应于RA消息34的随后的RA消息的传播。
树信息选项(TIO)66还可以包括路径校验和字段(未在图3中示出)，其使得移动路由器能够确定通过其上方的树的路径是否已经改变；换句话说，路径校验和的改变表明了真实路径的改变。当传播TIO时，中间移动路由器使用它接收到的TIO中的校验和以及它的16位转交地址来建立字节串；然后，移动路由器用这个结果来覆写TIO中的校验和。在树的深度增加的同时执行该操作。TLMR对它的计算使用0校验和。
图4的简图详细示出了图3的默认路由器列表55。具体地说，通过扩展IPv6默认路由器列表以包括树信息，已知的树38被存储在以优先级为序的有序列表中。具体地说，默认路由器列表55中的每个条目80都包括路由器地址字段81、从路由器公告消息34接收到的TI选项字段66、指定了包括计时器ID在内的信息以确定条目到期的路由器到期计时器字段82，以及树跳计时器字段84，其指定了包括相应计时器ID在内的信息以延迟对接收到的RA消息的任何响应，以此来提供树的稳定性，如下所述。
图3的计时器资源44e被配置用于根据存储在字段82和84中的计时器信息来计算计时器值，以确定相应的计时器是否已到期，这需要优先权确定或选择操作，如下面结合图7B、7C和7D所描述的那样。从前面所述可以很明显地看出，资源42、46、48a、48b和48c中的任意一个都可以被实现为基于软件的可执行资源，或硬件(例如固件、状态机等)。
于是，基于RA消息34中的树信息段66，每个路由器(例如30、30a、30b等)独立地确定是否与输出了RA消息(例如34a、34b)的另一个路由器公告发出者相关联：树信息段66指定了关于路由器公告发出者与之相关联的树的属性68，包括树标识符、树深度、树优先级以及树移动性(即树是着地的还是漂移的)。一旦作为条目被存储在默认路由器列表55中，优先权确定资源42就可以在以优先级为序的有序列表中维护已知的树：维护每个条目80，直到相应的路由器到期计时器字段82到期，如下结合图7C所述。
于是，RA消息中的树信息段66使得移动路由器能够公告它们所属的网络拓扑模型38(即树)，并选择和移动到可用的树中的最佳位置。注意，固定路由器和具有到其相应的归属子网的连接链路(即在该链路上，移动节点的归属子网前缀已定义)的移动路由器不参与树选择也不输出树信息段66。于是，基于确定在接收到的RA消息中不存在树信息段66，移动路由器30可以识别固定路由器。
如下进一步详述，树的根和节点是移动路由器，而树叶是移动或固定主机。树的根被标为顶级移动路由器(TLMR)，移动主机可以是本地移动节点或访问移动节点，固定主机也被称为本地固定节点。
每个没有附着(即关联)到树的移动路由器是它自己的树的顶级移动路由器。因此，独立的移动路由器是漂移树的TLMR。附着到固定路由器或位于其归属处的移动路由器是着地树的TLMR。因此，着地树具有附着到固定路由器的TLMR，漂移树具有不附着的TLMR。
如果移动路由器执行树状态的改变(例如加入树、在它的树中移动，或当它从它的当前附着路由器接收到修改了的树信息段时)，移动路由器向它的整个移动网络发送自发的RA消息，包括反映了所述改变的树信息(TI)段66(例如发送从当前附着路由器接收到的树TI段66，并将树深度68d加1)。于是，每个移动路由器都知道了它所附着的树的任何修改。但是注意，为了避免过多数量的RA消息34在整个树中传播，移动路由器30将按照与它的树深度、在延迟计时器字段68中指定的延迟时间、再加上比由延迟计时器字段68指定的树延迟时间短的随机时间间隔成比例的延迟，来延迟它对新TI选项66的反应；因此，树的较高部分可以先移动到新连接，并“拖动”它们的子树作为连接子树。因此，子树中的移动路由器在延迟间隔后才移动，以基于新的树配置来优化连接。
如上所述，每个移动节点30都被配置为独立地选择不同移动路由器之间的连接；因此，多个移动路由器可以分别由网络工程师配置，以优选基于连接的树结构或偏好树的结构。图5的简图示出了基于连接的移动路由器树结构38a、38b，其中每个移动路由器都偏好具有到因特网22的连接的路由器。具体地说，假设移动路由器30d具有规定的优先级值150，移动路由器30f具有规定的优先级值250，移动路由器30g具有规定的优先级值100，其他移动路由器30具有规定的优先级值0。根据所公开的实施例，网络管理员可以发送优先级值，其范围在0到255之间。如图5所示，移动路由器30g优选连接到移动路由器30e，因为移动路由器30e具有因特网连接(即具有固定路由器作为其附着路由器)。因此，由于路由器30d和30e具有因特网22中的固定路由器作为它们的附着路由器，所以基于与各自的网络拓扑模型38a和38b相关联的固定路由器，路由器30d和30e自动被视为顶级移动路由器(TLMR)。因此，尽管具有更高的优先级值250，但是路由器30f最终成了树节点，因为它不具有直接的因特网连接。还有注意，基于连接的优选可能造成多树(即多个TLMR附着到同一附着路由器)。
图6A和6B的简图示出了基于优先级的移动路由器结构。在给定的结构必须坚持，并且因特网连接被高度控制的情况下，例如在诸如火车系统或海上船队这样的商业运输系统中使用的移动网络或公共服务中，可以优选基于优先级的网络拓扑模型38c和38d。如图6A所示，路由器30f具有优先级值250，其取得了网络拓扑模型38d的所有权并成为顶级移动路由器。虽然将路由器30g建立为顶级移动路由器可能使得树38d失去与因特网22的连接并成为漂移树，但是在树38d中却可以建立更可靠的内部连接：具体地说，树38d中有4个路由器选择路由器30f作为它们的附着路由器，而在图5中只有两个路由器选择路由器30e作为它们的附着路由器。
图6B示出，基于检测到具有树信息选项66的相应的RA消息34，路由器30h建立与路由器30g的连接；在这种情况下，从路由器30h到路由器30g的连接使得形成了更大的、唯一的树38e，其可以消除因特网连接22的必要性。
移动路由器30基于识别下述路由器条目80来执行附着路由器选择，其中所述路由器条目80属于具有最高的接口和组集合优先权的被标识的组接口。具体地说，每个移动路由器30都可以被配置以网络接口优先级(例如无线电无线优先于红外无线)，其中被标识的访问接口类型可以被标识为优选的或应避开的。类似地，树组68b可以为具有最高优先级、降低的优先级或应避开的树组指定IPv6地址。因此，移动路由器可以基于最高的接口和组集合优先权来优选(或避开)对某些条目的选择。
如果移动路由器被配置为偏好图6A和6B中基于优先级的结构，那么移动路由器根据具有最高接口和组集合优先权的条目80，确定最高接口和组集合优先权中是否有任何其他这样的条目，其具有比在AR寄存器50(注意AR寄存器50可能仅包括这样的指针，其指向为当前所选择的默认路由器存储路由器信息的路由器条目80)中被指定为当前附着路由器的默认路由器的相应优先级值更高的优先级值68c。注意如果具有最高接口和组集合优先权的条目80全部不能到达，那么该路由器可以成为它自己的根。
如果移动路由器30偏好如图5所示的基于连接的树，那么移动路由器30根据具有最高接口和组集合优先权的条目80，确定所述路由器中是否有固定路由器；如果没有固定路由器可用，那么移动路由器搜索着地树。如果移动路由器30在最高接口和组集合优先权组中检测到多个着地树，那么移动路由器搜索具有最小树深度的多个着地树；如果树深度值相等，那么移动路由器确定这些着地树中是否有的具有归属代理能力。如果没有发现任何此类属性，那么移动路由器维持当前的附着路由器而不选择新的附着路由器。
图7A、7B、7C、7D和7E的简图根据本发明的实施例，总结了在移动网络中配置移动路由器和附着到移动路由器的方法。图7A、7B、7C、7D和7E中描述的步骤可以被实现为存储在计算机可读介质(例如硬盘驱动器、软盘驱动器、随机访问存储器、只读存储器、EPROM、光盘，等等)上的，或通过计算机可读介质(例如传输线、光纤、利用电磁载波的无线传输介质，等等)传播的可执行代码。
如下所述，图7A-7E中的各图示出了响应于相应的事件集合并基于相应配置，由移动路由器30中的可执行资源所执行的操作。如下所详述，优先权确定资源维护默认路由器列表55的顺序，选择资源46基于规定的访问列表规则来选择附着路由器。例如，图7A示出了由路由器30执行的基于优先级的附着路由器选择；图7B示出了由路由器30执行的基于连接的附着路由器选择；图7C示出了响应于检测到的路由器公告消息，由路由器30执行的附着路由器选择；图7D示出了响应于检测到的默认路由器列表中条目的路由器到期计时器82的到期，由路由器30执行的附着路由器选择；图7E示出了响应于检测到的树跳计时器84到期，由路由器30执行的附着路由器选择。
图7A示出了基于优先级的附着路由器选择的执行。该方法开始于步骤71，响应于接收到的来自路由器公告发出者的路由器公告消息，选择资源46选择性地从默认路由器列表55中删除旧的相应条目(如果存在的话)，以替换为新条目。在步骤72，优先权确定资源42检查新的路由器公告发出者是否是固定路由器；如果该路由器公告发出者是固定路由器，那么优先权确定资源42指定假定的默认优先级值零(0)。
在步骤72，如果新的路由器公告发出者不是固定路由器，并且在步骤75，新的路由器公告发出者不具有比执行选择的移动路由器30更高的优先级，那么执行选择的移动路由器30的优先权确定资源42在步骤76决定不插入条目。
如果新的路由器公告发出者是固定的或具有比已存在的路由器更高的优先级，那么在步骤74，优先权确定资源42查找默认路由器列表55中的第一元素80，其代表了具有优先权确定资源所确定的最高优先权的路由器。如果在步骤77，优先权确定资源42到达了列表的末尾，那么优先权确定资源42在步骤78为新的路由器公告发出者在默认路由器列表55的末尾插入新条目。
如果在步骤77没有达到列表的末尾，那么优先权确定资源42开始确定新的路由器公告发出者的新条目是否应当被插入已经从默认路由器列表55被访问的已有元素80之前。例如在步骤90，如果新条目具有比已存在的元素80更高的集合优先权，那么新的路由器公告发出者的新条目就在步骤91被插入在已存在的元素80之前；如果新条目具有比已存在的元素80更低的集合优先权，那么在步骤92，优先权确定资源42访问默认路由器列表55中的下一个元素80，以与新条目进行比较。
在步骤90，如果新条目具有与被访问的元素80相同的集合优先权，那么优先权确定资源42在步骤93确定新条目与被访问的元素80相比，是具有更高的优先级、更低的优先级，还是相同的优先级：如果新条目的优先级值更高，那么在步骤91，新条目被插入在被访问的元素80之前；如果其优先级更低，那么在步骤92访问下一个元素80。
在步骤93，如果新条目具有与被访问的元素80相同的优先级，那么优先权确定资源42在步骤94确定新条目与被访问的元素80相比是否具有更低的树深度：如果新条目的树深度更低，那么新条目在步骤91被插入在被访问的元素80之前；如果新条目的树深度更高，那么在步骤92访问下一个元素80。
在步骤94，如果树深度相同，那么优先权确定资源42在步骤95确定被访问的元素80是否是当前附着路由器：如果被访问的元素80是当前附着路由器，那么在步骤92访问下一个元素80，以优选保持已存在的附着路由器。
在步骤95，如果被访问的元素80不是当前附着路由器，那么优先权确定资源42在步骤96确定被访问的元素80是否具有比新条目更大的IP地址：如果被访问的元素80不具有比新条目更大的IP地址，那么在步骤91，新条目被插入在被访问的元素80之前，否则在步骤92，优先权确定资源42查找下一个元素80。
图7B示出了基于连接的选择。具体地说，响应于路由器公告消息，优先权确定资源42在步骤100删除默认路由器列表中的该路由器的条目(如果存在的话)。在步骤101，优先权确定资源42在默认路由器列表55中查找第一元素80，并在步骤102确定是否到达了列表的末尾。如果已经到达了列表末尾，那么在步骤113，优先权确定资源42将条目插入列表末尾。
假设在步骤102没有达到列表的末尾，那么优先权确定资源42在步骤114确定新条目是否具有比被访问的元素80更高的集合优先权：如果新条目具有更高的集合优先权，那么新条目就在步骤91被插入在被访问的元素之前；如果新条目具有更低的集合优先权，那么在步骤92，优先权确定资源42查找默认路由器列表55中的下一个元素。
如果在步骤114，新条目具有相同的集合优先权，那么优先权确定资源42确定新条目和被访问的元素80之间的相对优先权，该确定是基于：是否有“新条目是移动的且被访问的元素是固定的”(步骤103)，或反过来(步骤104)；新条目是否指定了与被访问的元素相对的漂移树(步骤105、106)，以及新树是否具有更低的树深度(步骤107)。基于如图7B所示的相对优先权，优先权确定资源42或者在步骤91将新条目插入被访问的元素80之前，或者保持被访问的元素80的优先权，并在步骤92访问另一个元素80，以将下一个元素与新条目进行比较。
参照图7C，响应于在步骤120接收到的来自另一个路由器(即“路由器公告发出者”)的路由器公告消息，选择资源46在步骤122确定路由器公告发出者是否可按照规定的访问列表规则(如上面针对最高接口和组集合优先权所描述的那些)和寄存器44所示的任何优先级设置而被视为可接受的。如果路由器公告发出者被视为不可接受，那么处理在步骤126停止。
如果在步骤122，路由器公告发出者被访问列表规则接受，那么在步骤128，选择资源确定路由器公告消息34是否包括树信息选项66。如果RA消息不具有树信息选项66，那么选择资源46在步骤135选择自己作为TLMR，使得RA产生者48a产生具有深度值为0的树信息选项(TIO)的RA消息。
在步骤128，假设路由器公告消息34包括树信息选项66，那么选择资源46在步骤130确定树信息选项66中指定的树是否被为移动路由器指定的访问列表规则所接受。在步骤130，如果树不被接受，那么处理在步骤126结束。如果树可以被接受，那么选择资源46在步骤132确定树信息选项是否指定顶级移动路由器是它自己，例如这样的情况，其中顶级移动路由器接收了来自同一树内的路由器公告发出者的路由器公告消息。如果移动路由器确定顶级移动路由器是它自己，那么选择资源46的处理在步骤126处结束，以避免循环。
在步骤132，如果移动路由器30的选择资源46确定顶级移动路由器是另一个路由器，那么选择资源46在步骤134根据深度字段68d确定路由器公告发出者在移动路由器所属的同一树中是否更深；如果路由器公告发出者在移动路由器所属的同一树中位于更深的位置，那么处理在步骤126处结束，以避免循环。
如果在步骤134，路由器公告发出者被确定为位于同一树(或不同树)内更高的位置，那么选择资源46在步骤136确定发出了路由器公告消息34的路由器公告发出者是否是附着路由器寄存器50中指定的当前附着路由器。假设路由器公告消息34来自于当前附着路由器，那么路由器公告产生资源48a就在增加了深度字段68d之后，在步骤138将树信息选项转发给全部移动网络。绑定更新资源48c在步骤140向归属代理35发送绑定更新消息。还要注意，如果优先权确定资源42在步骤142确定路由器公告或树信息选项信息已经改变，那么优先权确定资源42在步骤144重新启动相应的树跳计时器84，在步骤146在默认路由器列表55中重新安置路由器条目80，并在步骤148重新启动该路由器的到期计时器82。注意在步骤142，如果没有路由器信息改变，那么该路由器的到期计时器82在步骤148被重新启动，处理在步骤126处结束。
如果在步骤136，路由器公告消息34不是来自当前附着路由器，那么选择资源46在步骤150确定消息34是否来自默认路由器列表55中未指定的新路由器：如果RA消息34来自于已在默认路由器列表55中指定的路由器，那么优先权确定资源42在步骤142检查是否有路由器公告或树信息选项相对于存储在相应的条目80中的属性已经有了改变，并且选择性地更新默认路由器列表55，如上面参照步骤142、144、146和148所述。
如果在步骤150，消息34来自新路由器，那么优先权确定资源42在默认路由器列表55中创建条目80，并在步骤152启动相应的树跳计时器84。优先权确定资源42在步骤154将路由器条目80放置在默认路由器列表55中，并在步骤156启动新路由器的到期计时器82。
图7D示出了基于路由器到期计时器82的选择处理。在步骤160，假设到期计时器82已经过去，那么选择资源46就在步骤162将路由器条目80从默认路由器列表55中删除。如果在步骤164，选择资源确定路由器条目80不是附着路由器寄存器50中指定的当前附着路由器，那么选择资源46就在步骤166停止相应的树跳计时器84，在步骤168结束处理。但是，如果在步骤164到期计时器82的过去对应于当前附着路由器，那么选择资源46在步骤170查找默认路由器列表55中具有最高选择标准(即与默认路由器列表55中指定的其他路由器相对的最高优先权)的第一路由器。在步骤172，假设有一个有效条目80使得选择资源46尚未到达列表末尾，那么选择资源46在步骤174尝试基于列表顶部的路由器条目80来建立新的转交地址。假设在步骤174，选择资源46能够建立有效的转交地址，那么绑定更新资源48c在步骤176尝试通过发送绑定更新消息来与归属代理35进行绑定：如果绑定尝试不成功，那么选择资源46在步骤178从默认路由器列表55执行对下一个路由器条目80的查找。
在步骤176，如果绑定更新资源48c能够成功地与归属代理35进行绑定以通知更新的转交地址，那么选择资源46通过在附着路由器寄存器50中插入指向相应路由器条目80的指针，把被选择路由器设定为当前附着路由器180。
在步骤182，如果优先权确定资源42确定新的附着路由器是固定路由器，那么优先权确定资源42在步骤184将它自己设定为顶级移动路由器，路由器公告产生资源48在步骤186建立路由器公告消息34，其所具有的树信息选项66将树深度68d的值指定为0。网络接口40在步骤188向全部移动网络输出具有树信息选项66的路由器公告消息34，在步骤168完成处理。
在步骤182，如果新的附着路由器不是固定路由器，那么路由器公告产生资源48就在输出路由器公告消息34的步骤188之前，在步骤190使用来自接收到的附着路由器的树信息选项66并增加深度字段68f。
注意，如果在步骤172没有可用的路由器条目80，那么优先权确定资源42将在步骤184将它自身设定为它自己的顶级移动路由器，并如步骤186和188所指定的那样发送路由器公告消息。
图7E示出了响应于步骤200的树跳计时器84的到期而进行的处理。在步骤202，选择资源46确定树跳计时器84的过去是否对应于当前附着路由器。如果树跳计时器84的过去对应于当前附着路由器，那么处理在步骤206处结束。
如果在步骤202，树跳计时器的过去对应于另一个路由器，那么选择资源46在步骤210确定，该条目是否在默认路由器列表55的当前附着路由器之上：如果条目80不在当前附着路由器的条目之上，那么消息在步骤204被丢弃，处理在步骤206结束。但是，如果该条目在默认路由器列表55中当前附着路由器之上，那么选择资源46就在步骤212通过尝试建立转交地址来尝试切换到新附着路由器，并在步骤214执行向归属代理35的绑定更新注册，如上分别参照图7C的步骤174和176所述。
在步骤214，如果绑定尝试不成功，那么选择资源46在步骤216确定移动路由器30能否通过当前附着路由器来与归属代理35进行绑定。如果移动路由器能通过当前附着路由器来与归属代理35进行绑定，那么选择资源46在步骤218启动对应于当前附着路由器的树跳计时器，并在步骤204和206完成处理。但是，如果移动路由器不能通过当前附着路由器来与归属代理35进行绑定，那么选择资源46在步骤220把在步骤210识别的新路由器设定为当前附着路由器，如上面参照步骤180所述。选择资源46完成对新附着路由器的处理，如上参照步骤182、184、186、188和190所述。
根据所公开的实施例，移动路由器可以被配置为以这样的方式来在移动网络中自动选择附着路由器，所述方式是根据基于规定的网络和拓扑的优先级而实现选择。因此，移动路由器可以被配置为根据需要而自动形成对应于不同被选优先权(包括基于因特网的连接)而优化的网络拓扑模型，或保留移动网络中的树结构。
虽然所公开的实施例是结合目前认为最实际和最优选的实施例而被描述的，但是应当理解，本发明并不限于所公开的实施例，相反地，本发明将覆盖在所附权利要求的精神和范围中包括的各种修改和等同设计。

Claims (33)

1.一种用于移动路由器的方法，其被配置用于在具有至少两个路由器的移动网络中建立通信，所述方法包括：
检测路由器公告消息，该消息包括标识了发出所述路由器公告消息的相应路由器的源地址，还包括具有下述属性的树信息选项字段，所述属性指定了所述相应路由器的网络拓扑模型；
确定所述网络拓扑模型与已识别的优先权相对的优先权；以及
基于相应的网络拓扑模型的被确定的优先权，选择性地附着到发出了所述路由器公告消息的路由器上。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性的附着步骤包括将所述路由器的源地址存储在附着路由器寄存器中，所述附着路由器寄存器被配置用于指定能够到达广域网的网络节点。
3.如权利要求2所述的方法，还包括输出下述新路由器公告消息，该消息包括标识了所述移动路由器的源地址，并包括树信息选项字段中的属性，所述属性指定了由所述移动路由器所建立的、与所述附着路由器寄存器中指定的路由器相对的网络拓扑模型。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述输出步骤包括在所述树信息选项字段的树深度字段中产生与所述路由器公告消息中指定的树深度字段相对的增加值。
5.如权利要求4所述的方法，还包括向所述移动路由器的规定的归属代理输出更新消息，所述更新消息指定了更新的转交地址，所述路由器可通过该转交地址，经由所述附着路由器寄存器中指定的路由器而到达。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括识别作为在所述树信息选项中指定的属性的以下各项：唯一标识了所述相应的网络拓扑模型的顶级移动路由器的标识符；优先级值，其根据规定的层次结构指定了所述顶级移动路由器的相应优先权；深度值，其指定了发出了所述路由器公告消息的路由器在所述网络拓扑模型中的深度；以及固定/移动指示符，其表明了所述顶级移动路由器是固定路由器还是移动路由器。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述确定步骤还包括对具有多个指定了各个路由器的属性的条目的路由器列表进行排序，所述排序基于所述路由器与所述已识别的优先权相对的各个属性。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述排序步骤包括响应于检测到所接收的路由器公告消息之一来对所述列表重新排序，并且所述选择性附着步骤包括响应于当前附着路由器的路由器到期计时器的到期和一个被识别的路由器的相应树跳计时器的到期，基于所述路由器列表中与已被选为当前附着路由器的已有路由器条目相对的相应位置，从所述路由器列表中选择所述被识别的路由器。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述树信息选项字段包括所述网络拓扑模型中相应树组的树组标识符，所述选择性附着步骤包括基于以下各项来选择发出了所述路由器公告的路由器：
基于树组的相应树组标识符来识别具有最高集合优先权的树组；以及
识别所述树组中具有最高相应优先级值和最高集合优先权的路由器。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述树信息选项字段包括所述网络拓扑模型中相应树组的树组标识符，所述选择性附着步骤包括基于以下各项来选择发出了所述路由器公告的路由器：
基于树组的相应树组标识符来识别具有已确定的最高集合优先权的树组；
确定所识别的树组是否具有在所述网络拓扑模型中的检测到的固定路由器；
如果没有检测到固定路由器，那么识别具有已确定的最高集合优先权和最小树深度的着地树。
11.如权利要求1所述的方法，还包括基于接收第二路由器公告消息中的至少一个，对发出了相应的第二路由器公告消息的第二路由器重复所述确定步骤和所述选择性附着步骤。
12.一种移动路由器，其被配置用于在具有至少两个路由器的移动网络中建立通信，所述路由器包括：
用于检测路由器公告消息的装置，所述消息包括标识了发出所述路由器公告消息的相应路由器的源地址，还包括具有下述属性的树信息选项字段，所述属性指定了所述相应路由器的网络拓扑模型；
用于确定所述网络拓扑模型与已识别的优先权相对的优先权的装置；以及
用于基于相应的网络拓扑模型的被确定的优先权，选择性地附着到发出了所述路由器公告消息的路由器上的装置。
13.如权利要求12所述的移动路由器，其中所述选择性附着装置被配置为将所述路由器的源地址存储在附着路由器寄存器中，所述附着路由器寄存器被配置用于指定能够到达广域网的网络节点。
14.如权利要求13所述的移动路由器，还包括输出下述新公告消息的装置，该消息包括标识了所述移动路由器的源地址，并包括树信息选项字段中的属性，所述属性指定了由所述移动路由器所建立的、与所述附着路由器寄存器中指定的路由器相对的网络拓扑模型。
15.如权利要求14所述的移动路由器，其中所述输出装置被配置为在所述树信息选项字段的树深度字段中产生与所述路由器公告消息中指定的树深度字段相对的增加值。
16.如权利要求15所述的移动路由器，其中所述输出装置被配置为向所述移动路由器的规定的归属代理输出更新消息，所述更新消息指定了更新的转交地址，所述路由器可通过该转交地址，经由所述附着路由器寄存器中指定的路由器而到达。
17.如权利要求13所述的移动路由器，其中所述确定装置被配置为识别作为在所述树信息选项中指定的属性的以下各项：唯一标识了所述相应的网络拓扑模型的顶级移动路由器的标识符；优先级值，其根据规定的层次结构指定了所述顶级移动路由器的相应优先权；深度值，其指定了发出了所述路由器公告消息的路由器在所述网络拓扑模型中的深度；以及固定/移动指示符，其表明了所述顶级移动路由器是固定路由器还是移动路由器。
18.如权利要求17所述的移动路由器，其中所述确定装置被配置为对具有多个指定了各个路由器的属性的条目的路由器列表进行排序，所述排序基于所述路由器与所述已识别的优先权相对的各个属性。
19.如权利要求18所述的移动路由器，其中所述排序包括响应于检测到所接收的路由器公告消息之一来对所述列表重新排序，并且所述选择性附着装置被配置为响应于当前附着路由器的路由器到期计时器的到期和一个被识别的路由器的相应树跳计时器的到期，基于所述路由器列表中与已被选为当前附着路由器的已有路由器条目相对的相应位置，从所述路由器列表中选择所述被识别的路由器。
20.如权利要求18所述的移动路由器，其中所述树信息选项字段包括所述网络拓扑模型中相应树组的树组标识符，所述选择性附着装置被配置为基于以下各项来选择发出了所述路由器公告的路由器：
基于树组的相应树组标识符来识别具有最高集合优先权的树组；以及
识别所述树组中具有最高相应优先级值和最高集合优先权的路由器。
21.如权利要求18所述的移动路由器，其中所述树信息选项字段包括所述网络拓扑模型中相应树组的树组标识符，所述选择性附着装置被配置为基于以下各项来选择发出了所述路由器公告的路由器：
基于树组的相应树组标识符来识别具有已确定的最高集合优先权的树组；
确定所识别的树组是否具有在所述网络拓扑模型中的检测到的固定路由器；
如果没有检测到固定路由器，那么识别具有已确定的最高集合优先权和最小树深度的着地树。
22.如权利要求12所述的移动路由器，其中所述确定装置和选择性附着装置被配置为基于接收第二路由器公告消息中的至少一个，对发出了相应的第二路由器公告消息的第二路由器重复所述确定和所述选择性附着。
23.一种计算机可读介质，其上存储有指令序列，用于在具有至少两个路由器的移动网络中建立通信，所述指令序列所包括的指令用于执行以下步骤：
检测路由器公告消息，该消息包括标识了发出所述路由器公告消息的相应路由器的源地址，还包括具有下述属性的树信息选项字段，所述属性指定了所述相应路由器的网络拓扑模型；
确定所述网络拓扑模型与已识别的优先权相对的优先权；以及
基于相应的网络拓扑模型的被确定的优先权，选择性地附着到发出了所述路由器公告消息的路由器上。
24.如权利要求23所述的介质，其中所述选择性的附着步骤包括将所述路由器的源地址存储在附着路由器寄存器中，所述附着路由器寄存器被配置用于指定能够到达广域网的网络节点。
25.如权利要求24所述的介质，还包括用于执行输出新路由器公告消息的步骤的指令，所述新路由器公告消息包括标识了所述移动路由器的源地址，并包括树信息选项字段中的属性，所述属性指定了由所述移动路由器所建立的、与所述附着路由器寄存器中指定的路由器相对的网络拓扑模型。
26.如权利要求25所述的介质，其中所述输出步骤包括在所述树信息选项字段的树深度字段中产生与所述路由器公告消息中指定的树深度字段相对的增加值。
27.如权利要求26所述的介质，还包括用于执行这样的步骤的指令，该步骤向所述移动路由器的规定的归属代理输出更新消息，所述更新消息指定了更新的转交地址，所述路由器可通过该转交地址，经由所述附着路由器寄存器中指定的路由器而到达。
28.如权利要求23所述的介质，其中所述确定步骤包括识别作为在所述树信息选项中指定的属性的以下各项：唯一标识了所述相应的网络拓扑模型的顶级移动路由器的标识符；优先级值，其根据规定的层次结构指定了所述顶级移动路由器的相应优先权；深度值，其指定了发出了所述路由器公告消息的路由器在所述网络拓扑模型中的深度；以及固定/移动指示符，其表明了所述顶级移动路由器是固定路由器还是移动路由器。
29.如权利要求28所述的介质，其中所述确定步骤还包括对具有多个指定了各个路由器的属性的条目的路由器列表进行排序，所述排序基于所述路由器与所述已识别的优先权相对的各个属性。
30.如权利要求29所述的介质，其中所述排序步骤包括响应于检测到所接收的路由器公告消息之一来对所述列表重新排序，所述选择性附着步骤包括响应于当前附着路由器的路由器到期计时器的到期和一个被识别的路由器的相应树跳计时器的到期，基于所述路由器列表中与已被选为当前附着路由器的已有路由器条目相对的相应位置，从所述路由器列表中选择所述被识别的路由器。
31.如权利要求29所述的介质，其中所述树信息选项字段包括所述网络拓扑模型中相应树组的树组标识符，所述选择性附着步骤包括基于以下各项来选择发出了所述路由器公告的路由器：
基于树组的相应树组标识符来识别具有最高集合优先权的树组；以及
识别所述树组中具有最高相应优先级值和最高集合优先权的路由器。
32.如权利要求29所述的介质，其中所述树信息选项字段包括所述网络拓扑模型中相应树组的树组标识符，所述选择性附着步骤包括基于以下各项来选择发出了所述路由器公告的路由器：
基于树组的相应树组标识符来识别具有已确定的最高集合优先权的树组；
确定所识别的树组是否具有在所述网络拓扑模型中的检测到的固定路由器；
如果没有检测到固定路由器，那么识别具有已确定的最高集合优先权和最小树深度的着地树。
33.如权利要求23所述的介质，还包括用于执行下述步骤的指令：基于接收第二路由器公告消息中的至少一个，对发出了相应的第二路由器公告消息的第二路由器重复所述确定步骤和所述选择性附着步骤。
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