CN1682514B - 网关中将移动自组织网络中的移动路由器注册到各自归属代理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

网关(12)被配置用来提供广域网(14)与例如MANET的移动自组织网络(10)内的移动路由器(16)之间的连接，网关(12)还被配置用来使用规定的移动IP协议，如移动IPv6(20)将移动路由器注册到其各自的归属代理(18)。网关使用规定的主动式移动自组织网络路由协议来识别移动路由器。对于每个识别出的移动路由器，网关根据规定的移动IP协议经由广域网定位其对应的归属代理，并根据规定的移动IP协议，将对应识别出的移动路由器注册到归属代理。然后，网关将从归属代理接收的分组转发到对应的移动路由器。因而，网关为移动自组织网络内的移动路由器提供了访问广域网的能力，而不需要在移动路由器内实现规定的移动IP协议。

Description

网关中将移动自组织网络中的移动路由器注册到各自归属代理的方法和装置
技术领域
本发明涉及经由移动自组织(ad hoc)网络中的网关将移动路由器注册到各个归属代理(home agent)。
背景技术
为了致力于提供连续的基于因特网协议(Internet Protocol，IP)的连接，因特网工程任务组(IETF)提出了多种建议，以获得对基于因特网协议的移动设备(例如，笔记本电脑、IP电话、个人数字助理等)的改进的移动性支持。例如，IETF含有移动自组织网络(MANET)工作组，MANET工作组致力于发展标准化的MANET路由规范以为IETF所采纳。
根据MANET工作组的建议，“移动自组织网络”(MANET)是经由无线链路而连接的移动路由器(及关联主机)的自治网络，移动路由器的结合形成任意图。路由器可自由地随机移动，并可任意自组织；从而，网络的无线拓扑可发生迅速的且不可预知的变化。这样的网络可以独立方式运行，也可连接到更大的因特网。
MANET系统尤其适用于可展示出不稳定拓扑的低功率射频网络，在低功率射频网络中，无线发射源与接收机之间的无线传播特性和信号质量很难建模和量化。在MANET中，由于没有固定的网络基础结构，因此设备地址被绑定到设备，而不是拓扑位置。因此，当被定址的设备移动时，该移动也改变了路由基础结构。因而，如Baker提出的题为“AnOutsider’s View of MANET”的因特网草案中所描述的，MANET的基本行为是路由节点携带有地址或地址前缀，当路由节点移动时，实际地址也移动；当这种情形发生时，必须根据新的拓扑重新计算路由，其中所述因特网草案可从IETF的www网址http：//www.ietf.orr/internet-drafts/draft-baker-manet-review-01.txt(这里通过引用而完整地包含此公开内容)获得。例如，每个移动路由器保留其地址前缀；因而，MANET中邻近的移动路由器可具有相异的地址前缀。
尽管现有的MANET协议关注于移动设备之间不稳定拓扑内的内部连接，但是现有MANET协议具有如下的缺点，即难以提供到广域网，如因特网的连接模型。具体地说，MANET主动式协议允许移动节点建立MANET空间的路由表，以区别于路由基础结构。另外，如开放式最短路径优先(OSPF)协议(由IETF Request for Comments(RFC)1583规定)或中间系统到中间系统(IS-IS)协议(由国际标准化组织文件ISO 10589规定)的现有路由协议可能需要多至1分钟的时间来收敛(converge)(即完成建立连接所必需的协议通信)，因而对于从一个位置移动到另一个位置的移动路由器来说，收敛速度不够快。例如，在两部交通工具互相穿过时，其中每个都有移动路由器，则可能存在大约十秒种的时间来供移动路由器建立连接；因而，需要多至1分钟的时间来收敛的路由协议将不能建立连接。
在Johnson等人提出的题为“Mobility Support in IPv6”的因特网草案中公开了“移动IPv6”协议，该因特网草案可从www网址http：//www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-18.txt(这里通过引用而完整地包含此公开内容)获得。根据Johnson等人的建议，移动IPv6协议使得移动节点能够从一个链路移动到另一个链路而不改变移动节点的IP地址。因而，移动节点总是可由其“归属地址”所定址，归属地址是指在归属链路上的归属子网前缀内被分配给移动节点的IP地址。无论移动节点到因特网的当前附着点如何，使用该地址都可将分组路由到移动节点。在移动至新的链路后，移动节点还可继续与其他节点(固定的或移动的)通信。从而，移动节点从其本地链路的移动对于传输层以及更高层协议和应用是透明的。
另外，Johnson等人假定使用移动IPv6消除了采用如在移动IPv4中使用的如“外部代理”的特殊路由器的必要。在移动IPv6中，移动节点利用IPv6的特性在任何位置运行而不需要来自本地路由器的任何特殊支持。
在Wakikawa等人提出的题为“Global Connectivity for IPv6 Mobile AdHoc Networks”的因特网草案中还提议了另一种协议，该因特网草案可从www网址http：//www.ietf.org/internet-drafts/draft-wakikawa-manet-globalv6-01.txt(这里通过引用而完整地包含此公开内容)获得。根据Wakikawa等人的建议，MANET节点可以从因特网网关获得全局地址，并使用指定网关的移动IPv6路由头部将数据发送到因特网。
然而，要求所有的移动路由器采用移动IPv6可能会对移动路由器施加额外的处理需求，从而增加成本和复杂度。
发明内容
需要一种配置，所述配置使得移动自组织网络中的移动路由器与广域网建立通信链路，包括注册到相关联的归属代理，而不需要移动路由器执行移动IPv6协议。
还需要一种配置，所述配置使得移动自组织网络节点能够访问广域网而不需要修改移动自组织网络节点。
本发明满足了这些和其他的需求，在本发明中，网关被配置用来提供广域网与移动自组织网络内的移动路由器之间的连接，网关还被配置用来使用规定的移动IP协议将移动路由器注册到其各自的归属代理。网关使用规定的主动式移动自组织网络路由协议识别移动路由器。对于每个识别出的移动路由器，网关根据规定的移动IP协议经由广域网定位其对应的归属代理，并根据规定的移动IP协议，将对应识别出的移动路由器注册到归属代理。然后，网关将从归属代理接收的分组转发到对应的移动路由器。因而，网关为移动自组织网络内的移动路由器提供了访问广域网的能力，而不需要在移动路由器内实现规定的移动IP协议。
本发明的一个方面提供了一种被配置用来提供广域网与移动自组织网络内的移动路由器之间的连接的网关中的方法。该方法包括使用规定的主动式移动自组织网络路由协议识别移动自组织网络内的移动路由器，并对于每个识别出的移动路由器，根据规定的移动IP协议经由广域网定位对应的归属代理。该方法还包括根据规定的移动IP协议，将每个识别出的移动路由器注册到对应的归属代理。
在下面的描述中，将部分地阐明本发明另外的优点和新的特征，并且，对于本领域的技术人员，通过仔细阅读下面的描述或通过本发明实践的学习，可以部分地清楚认识这些另外的优点和新的特征。通过在所附权利要求中所特别指出的手段和组合的方式，可以实现并获得本发明的优点。
附图说明
利用附图作为参考，在附图中，具有相同标号的元件表示类似的元件，并且在附图中：
图1图示了根据本发明实施例的具有网关的移动自组织网络，其中，网关用于提供与如因特网的广域网的连接。
图2详细图示了图1的网关。
图3A和图3B概述了根据本发明实施例，网关为自组织移动网络的路由器提供与广域网的连接的方法。
具体实施方式
图1图示了根据本发明实施例的具有网关12的移动自组织网络(MANET)10，其中，网关12被配置用来提供与广域网14的连接。网关12被配置用来使用如以上包含的Johnson等人提出的因特网草案中所描述的移动IPv6协议20来提供与如因特网的广域网14的连接。具体地说，网关12被配置用来使用规定的主动式移动自组织网络路由协议22识别移动自组织网络10内的移动路由器16。一旦识别出MANET 10内的移动路由器16，网关12就使用规定的移动IPv6协议20经由广域网14搜索归属代理18，其中，归属代理18被配置用来服务于移动路由器16。然后，网关12使用移动IPv6协议20将移动路由器16注册到适当选择的归属代理18，使得移动路由器16能够与通信节点(CN)24相互通信，而不需要移动路由器16采用移动IPv6协议。因而，网关12运行为自动声明的代表移动路由器16的外地代理。
因而，使用网关12根据移动IPv6协议20将移动路由器16注册到合适的归属代理18使得移动路由器16能够使用规定的MANET协议22执行路由操作。因而，MANET 10内的所有连接都根据规定的MANET协议22执行。
图2详细图示了根据本发明实施例的网关12。网关12包括因特网协议(IP)接口30，IP接口30包括被配置用来执行MANET 10内的MANET协议通信的MANET协议资源22和被配置用来执行与广域网14中接入路由器26的移动IPv6协议通信的移动IPv6协议资源20。
用于识别移动路由器16的示例性主动式MANET协议资源22包括OSPF(第3版)资源22a，OSPF资源22a被配置用来监视由MANET 10中每个移动路由器16公告的链路连接信息并维护MANET路由表32；另一种可用的路由协议是在J.J.Garcia-Luna-Aceves等人提出的因特网草案中描述的来源树自适应路由(STAR)协议，可从IETF的www网址http：//www.ietf.org/proceedings/99nov/I-D/draft-ietf-manet-star-00.txt获得。MANET路由表32被配置用来存储移动路由器的IP地址前缀42以及关联连接和路由信息(例如，链路状态等)。MANET协议资源22还可包括最优链路状态路由(OLSR)协议资源22b，最优链路状态路由协议资源22b被配置来使用hello消息和链路状态泛滥(flooding)来识别移动路由器16，从而填充MANET路由表32。在以上包含的Baker提出的因特网草案中描述了关于MANET协议资源22的另外的信息。
网关12还包括移动IPv6路由表34和分组路由器资源36，分组路由器资源36被配置用来基于存储在路由表34中的子网信息38和存储在MANET表中的IP地址前缀42，将经由隧道连接而接收自归属代理18的分组转发到目的地移动路由器16。
移动IPv6路由表34填充有移动IPv6发现资源43，移动IPv6发现资源43被配置用来通过经由MANET协议公告的移动路由器前缀来发现归属代理18。具体地说，移动IPv6发现资源43被配置用来将“归属代理地址发现请求”消息输出到针对子网前缀而标识的任播地址。具体地说，每个移动路由器16有唯一IP地址，其中，该IP地址中的一部分包括子网前缀，所述子网前缀标识移动路由器16所属于的子网(即，对应的归属代理18是其成员的子网)；因为多个移动路由器16(例如，MR1、MR2)可属于同一子网，并且可具有同样的子网前缀，所以发现资源43被配置用来发现与对应子网前缀相关联的每个归属代理18。
如以上包含的Johnson等人提出的因特网草案所指定的，归属代理18被配置用来响应于“归属代理地址发现请求”消息，输出“归属代理地址发现回复”消息，该消息指定了可用于对应的子网前缀的归属代理IP地址(即子网内可用作归属代理的路由器)。响应于接收到“归属代理地址发现回复”消息，发现资源43以可用于对应的子网前缀38的归属代理IP地址40更新移动IPv6路由表34。
移动IPv6资源20还包括归属代理注册资源44，归属代理注册资源44被配置用来通过发送绑定更新消息，将与给定子网前缀相关联的每个识别出的移动路由器16注册到对应的归属代理18。在以上包含的Johnson等人提出的因特网草案中提供了关于移动路由器注册的另外的细节。
图3A和图3B图示了根据本发明实施例，网关12代表MANET 10的移动路由器16注册到归属代理18的方法。在图3A和图3B中描述的步骤可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、随机存取存储器、只读存储器、EPROM、光盘等)上的可执行代码，或经由计算机可读介质(例如，传输线、光纤、采用电磁载波的无线传输介质等)传播的可执行代码。
方法起始于步骤60，在此MANET发现资源22使用其中一个可用的主动式MANET路由发现协议(例如，OSPF 22a或OLSR 22b)来发现MANET 10内的移动路由器16，例如通过发送hello消息或路由器公告消息。响应于在步骤62接收到来自移动路由器16的路由器公告消息(或对你好消息的响应)，在步骤64，发现资源22确定移动路由器16的包括子网前缀38的IP地址前缀42。在步骤66，发现资源22在移动IPv6路由表34中存储子网前缀38，在MANET路由表32中存储IP地址前缀42。在步骤68，发现资源22继续MANET 10中移动路由器16的主动式识别。
一旦子网前缀38被存储在路由表34中，发现资源43就可以通过在步骤70从路由表34获取子网前缀，并在步骤72基于所获取的子网前缀，采用任播地址发送“归属代理地址发现请求”消息，从而开始搜索对应的归属代理18。响应于在步骤74收到“归属代理地址发现回复”消息，发现资源43将在“归属代理地址发现回复”消息中指定的子网前缀的归属代理地址40存储在移动IPv6路由表34中。然后，对于属于对应子网前缀38的每个移动路由器16，归属代理注册资源44在步骤76将绑定更新消息发送到所存储的归属代理IP地址40所指定的归属代理18。响应于收到来自归属代理18的确认消息，绑定更新资源44在步骤78更新IPv6路由表34，并在步骤80继续定位任何附加的子网前缀的归属代理。注意响应于与表32或34中任何条目相关联的定时器期满，可重复图3A所示的注册程序。
因而，由网关12将移动路由器16注册到其归属代理18消除了移动路由器16采用移动IPv6协议的必要性。如图3B所示，分组路由器资源36对在步骤82经由移动IPv6隧道收到来自归属代理18的分组作出响应，在步骤84基于目的地子网前缀访问MANET表32，并在步骤86根据MANET路由协议将分组输出到目的地移动路由器16。
尽管所描述的公开实施例是目前被认为是最实用和优选的实施例，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施例，相反地，本发明试图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。

Claims (14)

1.一种被配置用来提供广域网与移动自组织网络内的移动路由器之间的连接的网关中的方法，所述方法包括：
使用规定的主动式移动自组织网络路由协议来识别所述移动自组织网络内的所述移动路由器；
对于每个识别出的移动路由器，根据规定的移动IP协议，经由所述广域网定位对应的归属代理；以及
根据所述规定的移动IP协议，将每个识别出的移动路由器注册到所述对应的归属代理。
2.如权利要求1所述的方法，还包括将从所述对应的归属代理接收的分组转发到所述移动自组织网络内的所述识别出的移动路由器中的一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述识别步骤包括：
对于每个移动路由器，确定被所述每个识别出的移动路由器采用的IP地址，所述IP地址包括对应的子网前缀；以及
在表中存储所述子网前缀。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述确定步骤包括基于所述规定的主动式移动自组织网络路由协议中的规定的发现协议，发现每个移动路由器。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述定位步骤包括基于移动IPv6协议发现与所存储的子网前缀相关联的归属代理。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述注册步骤包括根据移动IPv6协议，将与所述存储的子网前缀相关联的每个识别出的移动路由器注册到所述对应的归属代理。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
经由隧道从所述归属代理之一接收分组，所述分组具有指定目的地子网前缀的目的地IP地址；
基于所述目的地子网前缀访问所述表，以识别所述移动路由器之一作为所述分组的目的地；以及
根据规定的移动自组织网络路由协议，将所述分组输出到所述一个移动路由器。
8.一种被配置用来提供广域网与移动自组织网络内的移动路由器之间的连接的网关，所述网关包括：
用于使用规定的主动式移动自组织网络路由协议来识别所述移动自组织网络内的所述移动路由器的装置；
用于对于每个识别出的移动路由器，根据规定的移动IP协议，经由所述广域网定位对应的归属代理的装置；以及
用于根据所述规定的移动IP协议，将每个识别出的移动路由器注册到所述对应的归属代理的装置。
9.如权利要求8所述的网关，还包括用于将从所述对应的归属代理接收的分组转发到所述移动自组织网络内的所述识别出的移动路由器中的一个的装置。
10.如权利要求8所述的网关，其中，所述识别装置被配置用来：
对于每个移动路由器，确定被所述每个识别出的移动路由器采用的IP地址，所述IP地址包括对应的子网前缀；以及
在表中存储所述子网前缀。
11.如权利要求10所述的网关，其中，所述识别装置被配置用来通过基于所述规定的主动式移动自组织网络路由协议中的规定的发现协议来发现每个移动路由器，从而确定被所述对应移动路由器采用的所述IP地址。
12.如权利要求10所述的网关，其中，所述定位装置被配置用来基于移动IPv6协议发现与所存储的子网前缀相关联的归属代理。
13.如权利要求12所述的网关，其中，所述注册装置被配置用来根据移动IPv6协议，将与所述存储的子网前缀相关联的每个识别出的移动路由器注册到所述对应的归属代理。
14.如权利要求13所述的网关，还包括用于经由隧道从所述归属代理之一接收分组的装置，所述分组具有指定目的地子网前缀的目的地IP地址，所述接收装置还被配置用来：
基于所述目的地子网前缀访问所述表，以识别移动路由器之一作为所述分组的目的地；以及
根据规定的移动自组织网络路由协议，将所述分组输出到所述一个移动路由器。
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