CN1719802B - 移动网络控制方式及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移动网络控制方式及装置，以解决在移动体(105)和不支持移动IP的终端(106)之间的通信过程中通信路径变长的问题。本发明通过在网络中配置多个本地代理(101)，作为本地地址使用任播地址，来从其中选择邻近的本地代理。

Description

移动网络控制方式及装置
技术领域
本发明涉及在包括移动设备的网络中控制所需的方式及装置。
背景技术
作为移动终端利用IP网络所需的以往技术，有Mobile IPv6(例如，参见非专利文献1)。在Mobile IPv6中，为了能够实现与移动终端(下面，为MN)持续的通信，采用称为本地代理(下面，为HA)的路由器。若MN通过外部网络收到转交地址(MN向每个网络所在地借用的地址)的给出，则将具有其转交地址和MN原有地址(下面，为本地地址)的绑定·请求发送给HA。HA若获取到有效的绑定·请求，则在内部的绑定·缓存器中注册MN的信息。
和MN进行通信的节点(下面为CN)作为与MN通信时的目标地址，使用本地地址。发往本地地址的数据包通过HA进行接收，HA将该数据包传输给MN的转交地址，由此，来自CN的数据包到达MN。再者，在CN支持Mobile IPv6可以对MN所发送的绑定·请求进行处理的场合下，CN将本地地址和转交地址的对应关系注册到本节点内的绑定·缓存器中加以利用，由此CN可以实现不经由HA而与MN直接通信的路径最佳化。
专利文献1  特开2004-007578号公报
非专利文献1  「Mobility Support in IPV6」，RCF3775，IETF(Internet Engineering Task Force)Request for Comment.
对于上述以往的技术来说，存在下述问题，即在CN不支持MobileIPv6的场合下，不能使用该路径最佳化功能，CN和MN之间的通信全都需要经由HA，使通信路径变长。
另外，作为利用多个HA的以往技术，例如有专利文献1。采用该技术，MN计量与HA之间的距离(延迟、跳跃数)，在达到基准值以上的场合下，通过对使用的HA进行变更，来利用更近的HA，谋取通信路径的缩短。但是，由于不支持Mobile IP的CN不具有对HA加以选择的方法，因而不一定能够选择最近的HA，而从CN到MN的通信路径未必成为最短路径。
发明内容
因此，本发明所要解决的课题是，在移动体和不支持移动IP的终端之间的通信过程中，通信路径变长。
本发明的一个特征为，通过在网络中配置多个本地代理，作为本地地址使用任播地址，来从其中选择邻近的本地代理。因为有多个本地代理，所以可以选择离CN和MN最近的本地代理。也就是说，与只有一个本地代理的情形相比，可以使路径变短。为了实现路径的最佳化，终端(MN)可以向已注册HA之外的HA注册地址。
还有，任播地址也可以在记述上与单播地址(普通的地址)没有区别。这里，在网络中存在多个相同地址的场合下，将其称为任播地址。原因是，虽然终端本身在物理上只有一个，但是管理本地地址的本地代理在不同的网络上存在多个，从其它节点(CN)看来似乎有多个本地地址。
作为本发明另一形式的网络系统与第1节点以有线或无线方式连接，第1节点使用本地地址和转交地址二个地址，在这种网络系统中，具有：多个本地代理，具有对本地地址和转交地址的对应关系加以管理的注册表；主服务器，用来管理第1节点和本地代理的对应关系，该本地代理具有该第1节点所使用的注册表。
在此，当与网络系统连接的第2节点向第1节点进行访问时，若作为本地地址使用任播地址，则通过众所周知的路由选择方式，例如给最近的本地代理(第1本地代理)传送数据包。如果第1本地代理具有与所传送的本地地址对应的转交地址，则按原状态开始与通信方节点之间的互相通信。
另一方面，在第1本地代理不具有第1节点所使用注册表的场合，也就是未管理着对应关系的转交地址的场合下，第1本地代理向主服务器查询具有第1节点所使用注册表的本地代理。若查询的结果为知道具有注册表的本地代理(第2本地代理)，则所发放的数据包从第1本地代理经由第2本地代理传送到第1节点。
此时，数据包也可以在由第1本地代理附加表示经由过第1本地代理的标志后，经由第2本地代理传送到上述第1节点。接收到附加下述标志后数据包的第1节点可以通过向第1本地代理注册第1节点所使用的注册表，来实行路径最佳化，上述标志表示经由过第1本地代理。本发明的范围包括这种节点(终端)。
作为本发明其它形式的服务器是一种与下述网络系统连接的服务器，该网络系统具有节点和多个本地代理，该节点使用本地地址和转交地址二个地址，该多个本地代理具有对上述本地地址和转交地址的对应关系加以管理的注册表，其特征为，管理上述节点和下述本地代理的对应关系，该本地代理具有该节点所使用的注册表。这种服务器具有MN·HA对应表，MN·HA对应表的各项目由特定节点的信息以及已注册节点转交地址的本地代理群的列表构成。该服务器用来响应来自下述本地代理的查询，回答存储有该节点本地地址和转交地址组的本地代理地址，上述本地代理收到来自自身未管理节点的数据包送交。
作为所需的详细结构，该服务器具有数据包处理部、查询处理部及存储器，在存储器中存储MN·HA对应表，数据包处理部具有下述功能，即若接收到查询下述本地代理的数据包则向查询处理部转移处理，上述本地代理注册有指定节点的转交地址，查询处理部具有下述功能，即从MN·HA对应表检索下述本地代理的列表，将具有列表信息的数据包回发给查询处，上述本地代理注册有上述指定节点的转交地址。虽然适合于本发明的所有方面，但是这些功能既可以采用专用的硬件构成，也可以采用在CPU上进行动作的软件构成。
还有，不使用上述服务器的形式也是可以的。对于这种形式来说其特征为，在具有多个本地代理的移动网络控制方式中，包含：第二本地代理对发往上述移动节点本地地址的数据包进行接收的步骤；第二本地代理对与移动节点对应的转交地址进行检索的步骤；在没有转交地址的场合下向其它本地代理查询第一本地代理的存在的步骤，该第一本地代理管理着移动节点；第二本地代理向第一本地代理传送数据包的步骤；第一本地代理给移动节点的转交地址传送数据包的步骤。
作为本发明其它形式的本地代理是一种与具有节点和主服务器的网络系统连接并具有下述注册表的本地代理，该注册表用来管理节点本地地址和转交地址的对应关系，其具有：数据包处理部，成为与外部之间的接口；主服务器查询部，用来实行向上述主服务器的查询；MN·MS对应表，用来对特定节点的信息和特定主服务器的信息组加以管理。
该本地代理具有：Mobile IP处理部，用来在从特定节点发送来指定数据包时，对于有没有与该节点本地地址对应的转交地址，检索注册表；MS查询部，用来在上述注册表的检索结果为没有转交地址的场合下，从MN·MS对应表检索与特定节点对应的主服务器，向该所检索到的主服务器查询特定节点的转交地址已被注册的本地代理。
根据本发明，可以缩短通信路径，能够减少网络通信量。
附图说明
图1是表示本发明一个实施示例系统结构的框图。
图2是本发明一个实施示例本地代理(HA)的框图。
图3是表示MN·MS对应表结构示例的表格图。
图4是本发明一个实施示例主服务器(MS)的框图。
图5是表示MN·HA对应表结构示例的表格图。
图6是表示MN将自身转交地址向HA进行注册的动作的网络图。
图7是表示CN与MN进行通信时的动作的网络图。
图8是表示通过MN向HA101b进行注册动作实行来自CN的通信路径最佳化的动作的网络图。
图9是对HA向MS进行注册的动作进行说明的网络图。
图10是有关HA中来自CN的数据包的处理动作流程图。
图11是因超时而从HA内的绑定·缓存器及MS内的对应表分别删除MN注册时的动作流程图。
图12是表示本发明其它实施示例的网络图。
图13是对从节点向移动节点实行通信的动作进行说明的网络图。
图14是有关本地代理中来自节点的数据包的处理动作流程图。
图15是表示本地代理结构示例的框图。
图16是表示相关本地代理列表结构的表格图。
具体实施方式
实施示例1
有关本发明的实施方式，采用附图予以说明。
图1表示本实施示例的系统结构示例。本系统包括：105，是Mobile IPv6对应终端(MN)；101a、101b，是管理MN的本地地址(HoA)和转交地址(CoA)对应关系的本地代理(HA)群；103，是管理HA群的主服务器(MS)；106，是与MN实行通信的节点(CN)。虽然在图中为了方便只表示出101a和101b二个HA，但是并不限于二个。另外，虽然MS也只表示出一个，但是也可以准备多个，例如为每个MN准备MS。
图2表示HA的结构示例。HA101具有：数据包处理部1100，成为与外部之间的接口；Mobile IP处理部1101，用来处理Mobile IP的数据包；绑定(bonding)·缓存器1102，用来存储MN的HoA和CoA的对应关系；MS查询部1103，用来实行向MS的查询；MN·MS对应表1104，具有与MN对应的MS地址。
图3表示MN·MS对应表1104的结构示例。MN·MS对应表1104的各项目由各MN及与其对应的MS地址构成。例如，项目1110a表示与MN105对应的MS是MS103。
在HA101b中，经由数据包处理部1100将Mobile IP的数据包传送到Mobile IP处理部1101。Mobile IP处理部1101检索绑定·缓存器1102，在没有与MN105的HoA对应的CoA的场合下，将处理向MS查询部1103转移。MS查询部1103从MN·MS对应表检索与MN105对应的MS105，向MS103查询MN105的CoA已被注册的HA，获得HA101a。MS查询部1103将作为查询结果的HA101a送回Mobile IP处理部1101，Mobile IP处理部1101经由数据包处理部1100，在数据包303中装载数据包301将其传送给HA101a。HA101a在数据包304中装载数据包303和HA101b的地址，发送到MN105。这里，HA101b的地址也可以通过与数据包304不同的数据包发送到MN105。
图4表示MS的结构示例。MS103具有数据包处理部1200、查询处理部1201及MN·HA对应表104。
图5表示MN·HA对应表104的结构示例。MN·HA对应表104的各项目由MN名和已注册各MN的CoA的HA群的列表构成。例如，项目1210a表示注册有MN105的CoA的HA是HA101a。
若向MS103的数据包处理部1200查询下述HA的数据包到达，则向查询处理部1201转移处理，上述HA得知MN105的CoA。查询处理部1201从MN·HA对应表104检索下述HA的列表，获得项目1210a，该HA得知MN105的CoA。查询处理部1201将具有项目1210a信息的数据包回发给查询处。
图6表示MN将自身的转交地址向HA进行注册的动作。MN105通过将绑定·请求201发送给HA101a，向HA101a注册本地地址和转交地址的对应关系。HA101a在对本节点内的绑定·缓存器列表进行更新的同时，发送注册数据包202，在MS103的MN·HA对应表104中注册MN105和HA101a。
图7表示CN与MN进行通信时的动作。CN106通过对MN105的本地地址发送数据包301，开始向MN104的通信。由于将本地地址作为任播地址来注册路由选择信息，因而数据包301通过存在于网络中此处未记载的路由器，传送给邻近的HA101b。任播地址不是对节点和接口而是对功能进行分配的。而且，不是如同组播那样对属于特定组的所有节点(接口)都进行发送，而是只向所选出如「最近的」节点进行发送。有关任播地址，例如已在「Internet Protocol Version 6(IPV6)Addressing Architecture」，rfc3513，IETF(Internet EngineeringTask Force)Request for Comments中说明其定义。
在HA101b内的绑定·缓存器中没有MN105转交地址的场合下，向MS103查询MN105转交地址已被注册的HA，获得HA101a。HA101b在数据包303中装载数据包301将其传送给HA101a。HA101a在数据包304中装载数据包303和HA101b的地址，将其发送到MN105。这里，HA101b的地址也可以通过与数据包304不同的数据包发送到MN105。
在HA101b内的绑定·缓存器中已注册MN105转交地址的场合下，HA101b给MN105的转交地址作为数据包404传送数据包301。
图8表示通过MN对HA101b进行注册动作实行来自CN的通信路径最佳化的动作。MN105在本节点未注册的HA101b对通信进行转发的场合下，与对HA101a进行注册的情形相同，也向该HA101b通过绑定·请求401注册本地地址和转交地址。获取到绑定·请求401的HA101b在本节点的绑定(bonding)·缓存器中注册MN105本地地址和转交地址的对应关系，与此同时通过注册数据包402，在MS103注册表104中注册MN105和HA101b。此后，HA101b将图中未画出的绑定·确认回发给MN105，向MN105通知注册完成。
若HA101b在注册MN105后接收到来自CN106的数据包301，则HA101b根据本节点内绑定·缓存器的信息，向MN105加以直接传送(数据包404)。
采用图9的流程图，来说明HA向MS进行注册的动作。
在步骤501中，MN将装载本节点本地地址和转交地址的关联后的绑定·请求，发送给HA。
在步骤502中，若HA接收到绑定·请求，则在步骤503中确认是否已在绑定·缓存器中注册。在已注册的场合下，向步骤504b转移控制，在未注册的场合下，向步骤504a转移控制。
在步骤504a及504b中，向HA内的绑定·缓存器注册MN的本地地址和转交地址，在步骤505a及505b中，给MN发送绑定·确认，向MN告知注册完成。
在步骤506中，给MS发送注册数据包，向MS内的注册表注册MN的本地地址和HA的地址。
在此，步骤506可以按与步骤504a、504b不同的顺序来实行。
采用图10的流程图，对有关HA中来自CN的数据包的处理动作进行说明。组610是HA的处理动作范围。
在步骤601中，若CN106给作为MN105本地地址的任播地址发送数据包301，则在步骤602中按照IPv6网络中通常所使用的路由选择法，数据包到达邻近的HA101b。
在步骤603中，若HA101b接收到来自CN106的数据包，则在步骤604中从HA101b内的绑定·缓存器检索MN105的转交地址。
在步骤605中，如果找到MN105的转交地址也就是说MN105已注册，则向步骤608转移处理，如果未注册则向步骤606转移处理。
在步骤606中，通过通信302向MS 103查询MN105转交地址已被注册的HA，例如获得HA101a。
在步骤607中，给通过步骤606所得到的HA101a传送数据包303。
在步骤605中，在检索到MN105转交地址的场合下，发送由步骤608装载数据包301后的发往MN105转交地址的数据包404。
图11表示，因超时而从HA内的绑定·缓存器及MS内的对应表分别删除MN注册时的动作流程。
在步骤701中，确认是否已从某个绑定·缓存器的项目更新时间经过预先所设定的时间，在已经过的场合下，进展到步骤702。在未经过的场合下，结束处理。
在步骤702中，去除该项目，删除MN本地地址和转交地址的关联。
在步骤703中，给MS发送注册删除报文，从MS内的注册表删除MN和该HA的关联。
在HA从MN接收到未指定转交地址且利用绑定·请求的明确注册删除请求的场合下，也实行步骤702和步骤703，将注册予以删除。再者，这种场合下，通过对MN发送绑定·确认，告知已受理注册删除。
实施示例2
图12表示不使用主服务器的系统结构示例。
由一个以上的本地代理(HA)群101a、102b、102c、移动节点(MN)105以及一个以上的通信对方节点(CN)106构成。各HA具有对其它HA的地址加以保持的列表(相关HA列表)801。
采用图13，对从CN向MN实行通信的动作进行说明。
CN106给MN105的本地地址发送数据包301。数据包301通过图中未示出的路由器群，传送到作为邻近HA的HA102b。HA102b若接收到数据包301，则从本节点内的绑定·缓存器检索MN105的转交地址。在检索结果为转交地址未注册的场合下，向相关HA列表801中所注册的HA(例如，是101a、101c)，查询MN105的转交地址是否已被注册(通信902a及902c)。在HA101a中已注册MN105转交地址的场合下，HA101b给HA101a传送数据包(数据包303)，HA101a通过将其再次传送给MN105的转交地址(数据包304)，来从CN106向MN105传送数据包。
在HA101b中已注册MN105转交地址的场合下，HA101b直接给MN105的转交地址，作为数据包404实行传送。
采用图14的流程图，对有关HA中来自CN的数据包的处理动作进行说明。组1010是HA的处理动作范围。
在步骤1001中，若CN106给作为MN105本地地址的任播地址发送数据包301，则在步骤1002中按照IPv6网络中通常所使用的路由选择法，数据包到达邻近的HA101b。
在步骤1003中，若HA101b接收到来自CN106的数据包，则在步骤1004中从HA101b内的绑定·缓存器检索MN105的转交地址。
在步骤1005中，如果找到MN105的转交地址也就是说MN105已注册，则向步骤1008转移处理，如果未注册，则向步骤1006转移处理。
在步骤1006中，通过通信902a及902c向HA101a及HA101c查询MN105的转交地址是否已被注册，例如从HA101a得到肯定回答。
在此，可以在回答中附加到MN的跳跃数、延迟等信息，使之成为利用哪个HA的判断基准。
在步骤1007中，向通过步骤1006回复肯定回答的HA101a传送数据包303。
在此，可以根据回答中所附加的信息和回答的到达时刻，选择邻近的HA和负荷轻的HA。
在步骤1005中，在检索到MN105转交地址的场合下，通过步骤1008给其转交地址发送数据包404，该数据包404已装载数据包301。
图15表示不使用MS的系统中HA的结构示例。HA101具有数据包处理部1100、Mobile IP处理部1101、绑定·缓存器1102以及相关HA列表801。
图16表示相关HA列表801的结构示例。相关HA列表801的各项目1220具有MN的名字(例如MN105)及其接纳MN的其它HA(例如，是HA101a、HA101c)。
采用图15、图16，表示HA101的动作。若HA101的数据包处理部1100从CN106接收到发往MN105的数据包，则向Mobile IP处理部1101转移处理。Mobile IP处理部1101从绑定·缓存器1102检索与MN105对应的项目。在绑定·缓存器1102中没有对应的项目的场合下，检索相关HA列表801，获得相关的HA(例如，是HA101a、HA101c)。向各HA查询MN105的CoA是否已被注册。在HA101a中已注册MN105的CoA的场合下，给HA101a传送数据包(数据包303)。
产业上的可利用性
由于向多个本地代理分散进行通信的转发，因而可以使用于汽车等同多个移动体之间的通信不可缺少的网络系统构架中。

Claims (20)

1.一种网络控制方法，其特征在于，
在为了和移动节点进行通信而对移动节点使用本地地址和转交地址两个地址的网络系统中，
在不同的网络中配置多个本地代理，该本地代理用来对上述移动节点的本地地址和转交地址的对应关系加以管理，并传输来自上述移动节点的信息包，或者传输发往上述移动节点的信息包；
和移动节点进行通信的节点，给作为上述移动节点的本地地址的任播地址发送信息包。
2.如权利要求1所述的网络控制方法，其特征在于，
将移动节点的本地地址作为任播地址，构成路由选择信息。
3.如权利要求2所述的网络控制方法，其特征在于
将本地地址的前缀作为任播地址，构成路由选择信息，来代替本地地址。
4.如权利要求1所述的网络控制方法，其特征在于，
使用具有本地代理和移动节点的对应表的主服务器，该本地代理用来对移动节点的本地地址和转交地址的对应关系加以管理。
5.如权利要求1所述的网络控制方法，其特征在于，
对移动节点的本地地址和转交地址的对应关系加以管理的本地代理具有上述多个本地代理的表格。
6.一种具有多个本地代理和主服务器的移动网络控制方法，其特征在于，
所述移动网络控制方法具有以下步骤：移动节点登录了转交地址后的第一本地代理将该第一本地代理和移动节点登录到主服务器中；和移动节点进行通信的节点，给作为上述移动节点的本地地址的任播地址发送信息包。
7.如权利要求6所述的移动网络控制方法，其特征在于，包括：
第二本地代理接收发往上述移动节点的本地地址的信息包的步骤；
第二本地代理对与上述移动节点对应的转交地址进行检索的步骤；
在没有转交地址的情况下，向主服务器查询管理着移动节点的第一本地代理的步骤；
第二本地代理将信息包传输给第一本地代理的步骤；
第一本地代理将信息包传输给移动节点的转交地址的步骤。
8.如权利要求7所述的移动网络控制方法，其特征在于，
接收到由上述第二本地代理中继的通信后的移动节点，将转交地址登录到第二本地代理中。
9.一种移动网络控制方法，该移动网络具有多个本地代理，其特征在于，所述移动网络控制方法包括：
和移动节点进行通信的节点，给作为上述移动节点的本地地址的任播地址发送信息包的步骤；
第二本地代理接收发往移动节点的本地地址的信息包的步骤；
第二本地代理对与上述移动节点对应的转交地址进行检索的步骤；
在没有转交地址的情况下，向其它本地代理查询管理着移动节点的第一本地代理是否存在的步骤；
第二本地代理将信息包传输给第一本地代理的步骤；
第一本地代理将信息包传输给移动节点的转交地址的步骤。
10.一种网络系统，与第1节点以有线或无线方式连接，该第1节点使用本地地址和转交地址两个地址，其特征在于，
具有：
多个本地代理，具有对上述本地地址和转交地址的对应关系加以管理的登录表；
主服务器，用来管理上述第1节点和具有该第1节点所使用的登录表的本地代理的对应关系；
和上述第1节点进行通信的节点，给作为上述第1节点的本地地址的任播地址发送信息包。
11.如权利要求10所述的网络系统，其特征在于，
上述本地地址是任播地址。
12.如权利要求11所述的网络系统，其特征在于，
当与上述网络系统连接的第2节点访问上述第1节点时，
上述第2节点通过上述任播地址发送信息包，
该被发送的信息包通过基于上述任播地址的路由选择，被传输给作为上述本地代理之一的第1本地代理，
在上述第1本地代理没有上述第1节点所使用的登录表的情况下，上述第1本地代理向上述主服务器查询具有上述第1节点所使用的登录表的本地代理。
13.如权利要求12所述的网络系统，其特征在于，
上述被发送的信息包从上述第1本地代理经由第2本地代理，传输到上述第1节点，该第2本地代理是具有上述第1节点所使用的登录表的本地代理。
14.如权利要求12所述的网络系统，其特征在于，
上述被发放的信息包在由上述第1本地代理附加表示经由了该第1本地代理的标志后，经由第2本地代理传输到上述第1节点，该第2本地代理是具有上述第1节点所使用的登录表的本地代理。
15.如权利要求14所述的网络系统，其特征在于，
上述第1节点接收到附加了经由过上述第1本地代理的标志的信息包后，将上述第1节点所使用的登录表登录到上述第1本地代理中。
16.一种服务器，与网络系统连接，该网络系统具备使用本地地址和转交地址两个地址的节点和具有对上述本地地址和转交地址的对应关系加以管理的登录表的多个本地代理，其特征在于，
所述服务器对上述节点和具有该节点所使用的登录表的本地代理的对应关系加以管理；
和上述节点进行通信的其他节点，给作为上述节点的本地地址的任播地址发送信息包。
17.如权利要求16所述的服务器，其特征在于，
具有节点·本地代理对应表，该节点·本地代理对应表的各项目由确定上述节点的信息及已登录该节点的转交地址的本地代理群的列表构成。
18.如权利要求17所述的服务器，其特征在于，
具有信息包处理部、查询处理部及存储器，
在上述存储器中存储有上述节点·本地代理对应表，
上述信息包处理部具有以下功能：若接收到查询登录有指定节点的转交地址的本地代理的信息包，则将处理转移给查询处理部，
上述查询处理部具有以下功能：从上述节点·本地代理对应表检索登录有上述指定节点的转交地址的本地代理的列表，将具有该列表信息的信息包返回给查询源。
19.一种本地代理，与具有节点和主服务器的网络系统连接，具有对上述节点的本地地址和转交地址的对应关系加以管理的登录表，其特征在于，具有：
信息包处理部，作为与外部之间的接口；
主服务器查询部，用来向上述主服务器进行查询；
节点·主服务器对应表，用来对确定节点的信息和确定主服务器的信息的组合加以管理；
和上述节点进行通信的其他节点，给作为上述节点的本地地址的任播地址发送信息包。
20.如权利要求19所述的本地代理，其特征在于，具有：
移动IP处理部，在从确定的节点发送来指定信息包时，检索上述登录表，以确定有没有与该节点的本地地址对应的转交地址；
主服务器查询部，在上述登录表的检索结果为没有转交地址的情况下，从上述节点·主服务器对应表检索与上述确定的节点对应的上述主服务器，向该被检索到的主服务器查询登录有上述确定的节点的转交地址的本地代理。
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