CN1720695B - 隧道化数据分组传送方法、移动节点、网关节点和隧道化节点 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将隧道化数据分组传送到目的分组数据协议地址的装置和方法，该方法使得第一分组交换数据网络的网关节点能够选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，通过对分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来执行该选择，该分组数据协议地址与通过网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与该多个信道相关联。

Description

隧道化数据分组传送方法、移动节点、网关节点和隧道化节点
技术领域
本发明涉及一种使得第一分组交换数据网络的网关节点能够选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在该第一网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址的装置和方法，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目标分组数据协议地址，通过将与该网关节点所接收的数据分组相关的分组数据协议地址映射到与该多个信道相关的一个或者多个数据分组过滤器，来执行该选择。
更具体地，但不是专门地，本发明涉及使得2G或者3G通用分组无线业务(GPRS)网络的通用分组无线业务网关支持节点(GGSN)能够选择一种合适的分组数据协议(PDP)上下文(Context)的装置和方法，该数据分组协议上下文用于将由外部IP网络中的对端节点(CN)发送的数据分组传送到GPRS网络中的移动节点(MN)，其中使用移动互联网协议来支持MN的宏移动性(macro-mobility)，该MN远离其本地网络(HN)，并且其中将数据分组寻址到该MN的本地地址，并且通过该MN的HN中的该MN的本地代理对该数据分组进行隧道化。
背景技术
尽管传统的2G移动网络(例如符合全球移动通信系统(GSM)标准的那些2G移动网络)已经为用户移动站(MS)提供了电路交换的语音和数据服务，但是在移动电信产业仍然存在着使用分组交换移动网络的巨大动力。在网络和无线电资源效率方面，分组交换移动网络具有明显的优势，并且还能够提供更加高级的用户业务。随着固定和移动电信网络的趋同，广泛分布在固定网络中的互联网协议(IP)自然被选择为用于移动分组网络的分组路由机制。当前的IP版本4(IPv4)在固定网络领域内使用广泛。然而，期望逐步地转移到IP版本6(IPv6)，IPv6提供了比IPv4更好的可识别性，在大量增加地址空间、更加有效的路由、较大的可扩展性、改善的安全性、服务质量(QoS)的集成、对多播的支持以及其它特性方面优势更为显著。
当前正在使用的移动分组交换业务的具体示例包括在2G GSM网络和3G通用移动电信系统(UMTS)网络(下文中称为GPRS网络)中实施的通用分组无线业务(GPRS)。还期望诸如无线局域网(wLAN)的非GPRS无线接入技术为GPRS提供灵活且低成本的补充(complement)，以用于某些区域(例如热点地区(会议中心、机场、展览中心等))中的本地宽带业务接入。因此，移动网络运营商希望支持移动站在GPRS和非GPRS网络或者子网之间进行漫游。
尽管从开始就被作为移动网络进行设计的GPRS网络内置(built-in)有移动性管理(对于GPRS网络中的MS)和漫游功能(对于在GPRS网络之间漫游的MS)，但在互联网工程任务组(IETF)中，也已开展了通常用于支持IP用户终端的移动性的研究工作。为此，IETF已经开发出了移动IP(MIP)协议。MIP被设计用来在移动站(即MIP术语中的移动节点(MN))在具有不同子网前缀的IP网络之间移动时，支持移动性(宏移动性)。例如，MIP可以用来支持GPRS网络和诸如wLAN网络的非GPRS网络之间的移动性。并不期望将移动IP用于网络或者子网内的移动性管理(微移动性(micro-mobility))，该网络或者子网通常由接入技术指定第2层机制(例如WCDMA软切换(softer/soft handover))来进行管理。
存在两种版本的MIP，以与两个版本的IP相对应。MIP版本4(MIPv4)被设计用来为IP版本4(IPv4)地址提供IP地址移动性，而较新的MIP版本6(MIPv6)被设计用来为IP版本6(IPv6)地址提供IP地址移动性。在IETF网站http://www.ietf.org/rfc/rfc2002.txt？number＝2002可以获得的IETF请求评议规范(RFC)2002中描述了MIPv4。在IETF网站http://search.ietf.org/Internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-18.txt可以获得的IETF互联网草案“IPv6中的移动性支持”中描述了互联网草案MIPv6，并且作为draft-ietf-mobileip-ipv6-18.txt引用。
图1示出了MIPv4移动性管理。MN40分配有其本地网络(HN)42中的本地IP地址(HAddr)。HN中的路由过程确保了无论MN在HN中的何处，从对端节点(CN)46发送的IP分组都将到达该MN。然而，当该MN漫游到外部网络(FN)44时，必须将寻址到其HAddr的IP分组路由到其在FN中的新位置。在MIPv4中，使用被称为本地代理(HA)的HN中的路由器48作为在MN离开本地时代表该MN来进行分组转发服务。在MIPv4的第一工作模式(称为FA-CoA模式)下，当MN到达FN中时，通过该FN中被称为外部代理(FA)的路由器50为该MN分配转交地址(CoA)。由于认识到IPv4的地址空间的限制，所以设想多于一个的MN可以共享同一个CoA。在分配CoA之后，FA 50将绑定更新(binding update)发送到HA，以登记该CoA。此后，当CN将分组发送到MN在其HN中的HAddr时(情况1)，通过HA来截取该分组，并根据该CoA通过隧道52将该分组隧道化传送到FN中的FA。
隧道化包括：将第一数据分组(具有报头和有效负载)封装为具有新报头的第二数据分组的有效负载，该新报头表示作为该数据分组的源和目标地址的隧道的起始点和结束点；以及将该第二数据分组作为正常分组传送到隧道端点，在隧道端点处进行解封装以获得第一分组。在解封装之后，隧道端点(该FA)使用FN中的路由过程将原始分组路由到MN。在MIP中，隧道化涉及在使用IETF请求评议规范(RFC)2003进行IP封装时的IP。因此，在MIPv4中，通过将IPv4分组封装到另一IPv4分组中来对该IPv4分组进行隧道化。
作为MIPv4中的可选过程，该MN随后可以将绑定更新发送给CN，以登记其CoA。此后，该CN可以将分组以该MN的当前CoA直接寻址到该MN，而不用间接地通过其HAddr(情况2)，并且通过FN中的FA来接收这些分组，并通过使用FN中的路由过程将这些分组路由到MN。由于其潜在地避免了经由HA的低效的三角形路由，所以这被称为路由优化，该三角形路由通常不是CN和FA之间的有效路由路径。
在MIPv4的第二可选工作模式(称为CoCoA模式)下，不存在由远离其本地网络的多个MN共享CoA，而且没有使用FA。使用标准动态IP地址分配过程(例如使用动态主机控制协议(DHCP))为MN分配唯一的CoA，称为配置CoA(CoCoA)。在这种工作模式下，MN必须亲自将绑定更新发送给其HA，以登记其新分配的CoCoA。此后，将CN所发送的并以该MN的HAddr寻址到该MN的分组从HA直接隧道化传送到该MN。当使用FA-CoA模式(作为CoCoA模式中的可选过程)时，该MN也可以将绑定更新发送到CN，以登记其CoCoA。此后，可以通过该CN以该MN的CoCoA直接将分组发送给该MN。
图2示出了MIPv6移动性管理。MIPv6与MIPv4的两个显著的差异如下。首先，由于IPv6中的大大增加的地址空间，使得再也不需要共享分配给FN中的MN的CoA(即它们与MIPv4中的可选CoCoA相对应)。其次，作为结果，不需要在FN中使用FA。参照图2，使用MIPv6，当MN 40从其HN 42移动到FN 44时，向该MN 40分配唯一的CoA，并且该MN 40将绑定更新发送到其HN中的HA 48，以登记该CoA。由HA 48截取来自CN 46的寻址到HAddr的分组(情况1)，并且通过隧道54隧道化传送到CoA。可以利用IEFT RFC 2473中描述的IPv6普通分组隧道化机制来实现这种隧道化。然而，在MIPv6中，路由优化不是一个任选项，而是该协议的基本部分，通常，该MN应该将绑定更新发送到CN，以使CN可以以该MN的CoA直接将分组寻址到该MN(情况2)。当MN通过该MN的HA接收到从CN隧道化传送的分组时，可以认为这表示CN没有用于MN的绑定，并初始化CN绑定更新。应当注意，在MIPv6中，CN绑定更新必须使用MN的新CoA作为IPv6报头中的源地址(参见MIPv6IETF互联网草案的条款11.6.2)。
负责GPRS标准的第3代伙伴项目(3GPP)已经意识到可能需要在GPRS网络中支持MIP。技术规范23.060中的条款5.7规定“为了在分组域中有效地支持可选的移动IP服务(参见3G TS 23.121)，在功能上需要在GGSN中提供外部代理(FA)。假定GGSN和FA之间的接口(包括PLMN中的IP转交地址和GTP隧道之间的映射)没有标准化为GGSN，并且将FA认为是一个集成节点(integrated node)”。此外，3G TS 23.121(可以从3GPP网站http://www.3gpp.org/ftp/specs/2002-06/R1999/23series/获得)中规定“…重要的一点是，也向UMTS和GPRS用户提供移动IP，以使得他们能够漫游到其它接入技术或者从其它接入技术漫游进来，同时保持正在进行的数据会话，例如TCP或者UDP”，以及“由于IPv4中的IP地址不足，所以假定优选地通过外部代理(FA)转交地址来使用移动IPv4。与使用主机代管(co-located)转交地址相比，FA转交地址不仅节约了IP地址，而且对于无线电接口同样更加有效”。
然而，可能存在上述假定错误的情况。第一，GPRS网络运营商可能希望使用MIPv4中的CoCoA来代替FA CoA。例如，IPv4地址在特定的GPRS网络中可能并不缺乏，而CoCoA优选地可以提高可量测性和路由效率。第二，可能存在GPRS网络运营商不希望将FA功能集成到网关GPRS支持节点(GGSN)中的情况，该GGSN是将GPRS网络连接到外部分组交换网络的网关。例如，GGSN可能负载过重，而将GGSN和FA功能分离将会改善负载平衡。此外，为了提高可量测性，将FA设置在更接近GPRS网络边缘的节点(例如接入节点)中，被认为是有益的。第三，3GPP最近已亲自批准了IPv6通常必须在UMTS R5IP多媒体系统(IMS)和IP无线电接入网络中得到支持。因此，很明显，GPRS网络在未来需要支持MIPv6以及MIPv4，如上所述，MIPv6不具有FA，而是使用CoA，该CoA对于MN来说是唯一的(即始终“主机代管”)。
本发明人已经认识到在根据以上列出的三种情况中的每一个中的现有业务规范(1999版本)实现的GPRS网络中会出现问题。GPRS网络(其符合GPRS业务规范的1999版本和1999版本以前的版本(例如R4、R5))的一个特定特征是支持所谓的分组数据协议(PDP)上下文。规定将不同的PDP上下文用于不同情况(reason)。特别地，PDP上下文使得能够区分QoS等级以及用于规定进出MS的单个PDP地址的业务量的其它参数。这使得能够有效地传送各种数据业务，例如非实时业务(例如，间歇和突发数据传送、大量数据的偶尔传送)和实时业务(例如语音，视频)。例如，在具有PDP地址(例如IPv4或者IPv6地址)的GPRS网络中的MS可以使用具有相互区别的QoS参数的不同PDP上下文与外部分组交换网络中的多个其它电信设备进行通信。通常，MS的任务是根据要求来创建并修改PDP上下文。
在GPRS网络中通过GGSN来接收从用于MS的下行链路的外部网络输入的数据分组。如果该MS的PDP地址具有已建立的多个PDP上下文，则GGSN能够确定各个分组的适当PDP上下文是必要的，以使得可以将其适当地传送给该MS。这可以通过使用与PDP上下文相关的业务流模板(TFT)来实现。该TFT可以包括由GGSN使用的分组过滤信息，以确定下行链路数据分组的适当PDP上下文。根据当前的3GPP标准，在分组过滤中使用的一个规定信息项是输入数据分组的源地址，例如在IP分组报头中规定的源节点的IP地址。当输入数据分组到达GGSN时，根据与MS的PDP地址相关的现有TFT来检查其源地址。如果发现匹配，则根据该适当的PDP上下文以该分组的PDP地址将该分组传送到MS。然而，如果没有发现匹配，则可以通过GGSN丢弃该分组。这里就出现了问题。
让我们假定通过MIPv6向GPRS网络中的MS提供宏移动性，并且刚好移动到作为FN的GPRS网络，即该FN具有HA以及HN(该HN可能是或者可能不是GPRS网络)中的HAddr，并且已经移动到分配有CoA的GPRS网络。下面我们将MS称为MN，将外部网络中的电信设备称为CN，以与MIP术语一致。在移动到GPRS网络之后，MN将绑定更新发送到其HN中的HA以报告其新的CoA。通常也将其新的CoA的绑定更新发送给CN。然而，即使如此，由于各种原因，该CN仍可以以其HAddr将数据分组发送到MN。这些数据分组将由MN的HA截取，并且利用IPv6的隧道化(RFC 2473)将其隧道化传送到MN。根据RFC2473，“在封装时，利用隧道入口点节点的IPv6地址来填充隧道IPv6报头的源字段”，即HA的IPv6地址。因此，到达GPRS网络中的GGSN的隧道化数据分组将不具有作为其源地址的CN的IP地址，而是具有HA(注意，这不是MN的HAddr)的IP地址。不能通过使用识别CN源地址的TFT，由GGSN来识别该地址，从而可能丢弃该数据分组。
从概念上讲，可以认为该问题是扩展超过GGSN并且对GGSN“隐藏”CN源地址的MIP隧道。由于在没有将FA集成到GGSN中，而是进一步朝向网络的边缘定位，或者在使用CoCoA时的情况下，隧道端点将再次扩展到超过GGSN，所以MIPv4中也存在同样的问题。还应该注意，即使不存在与特定CN建立的通信会话，该问题也适用于MN移动到作为FN的GPRS网络中的一般情况。还可以预期，由于各种原因，将来可能的CN将希望通过其HAddr把数据分组发送到MN，然后通过HA对该数据分组进行隧道化。因此通常会出现该问题。
本发明提供了上述问题的解决方案。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于将隧道化数据分组传送到目的分组数据协议地址的方法，该方法使得第一分组交换数据网络的网关节点能够选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个信道用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，该选择是通过将分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来实现的，该分组数据协议地址与由该网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与该多个信道相关联，该方法包括：a)检测触发器事件，该触发器事件表示所述网关节点能够接收通过所述第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点进行了隧道化的数据分组；以及b)响应于所述检测，将第一分组数据协议地址设置为包括在与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器中，当与通过所述网关节点接收的数据分组相关联时，所述第一分组数据协议地址表示所述数据分组已由所述隧道化节点进行了隧道化，当从用于以所述目的分组数据协议地址将数据分组传送到所述移动节点的所述多个信道中进行选择时，由所述网关节点来使用所述第一数据分组过滤器。
在一个实施例中，通过将所接收数据分组的源地址和与该多个信道相关联的一个或更多个数据分组过滤器进行匹配，来将该网关节点设置用来从该多个信道中进行选择，该第一分组数据协议地址是隧道化节点的分组数据协议地址。因此，通过修改或者不修改网关节点的标准化功能，来解决该第一问题。
优选地，通过移动节点来检测该触发器事件，并且将该移动节点设置为将第一分组数据协议地址包含在第一数据分组过滤器中。优选地，该移动节点在第二网络中具有本地分组数据协议地址，并且该触发器事件是移动节点通过隧道化节点来登记其目的分组数据协议地址，以使得可以通过隧道化节点将数据分组(以移动节点的本地分组数据协议地址寻址到该移动节点)以移动节点的目的分组数据协议地址隧道化传送到该移动节点。
本发明的另一方面包括根据上述第一方面的方法设置的移动节点和网关节点。
本发明提供了一种在第一分组交换数据网络中被提供服务并且在该第一分组交换数据网络中具有目的分组数据协议地址的移动节点，其中，所述第一分组交换数据网络的网关节点选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个信道用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，该选择是通过将分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来实现的，该分组数据协议地址与由该网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与该多个信道相关联，该移动节点包括：检测单元，其用于检测触发器事件，该触发器事件表示所述网关节点能够接收通过所述第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点进行了隧道化的数据分组；以及设置单元，其响应于所述检测，将第一分组数据协议地址设置为包括在与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器中，当与通过所述网关节点接收的数据分组相关联时，所述第一分组数据协议地址表示所述数据分组已由所述隧道化节点进行了隧道化，当从用于以所述目的分组数据协议地址将数据分组传送到所述移动节点的所述多个信道中进行选择时，由所述网关节点来使用所述第一数据分组过滤器。
本发明提供了一种第一分组交换数据网络的网关节点，该网关节点被设置用来从多个信道中选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到所述移动节点的目的分组数据协议地址，所述选择是通过对分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来执行的，该分组数据协议地址与由所述网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与所述多个信道相关联，该网关节点包括：接收单元，当出现表示所述网关节点能够接收通过所述第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点进行了隧道化的数据分组的触发器事件时，对该隧道化的数据分组进行接收；选择单元，其响应于所述触发器事件的检测，通过对与所接收的数据分组相关联的分组数据协议地址和包括在与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器中的第一分组数据协议地址进行匹配，来从所述多个信道中选择所述第一信道，当与通过所述网关节点接收的数据分组相关联时，所述第一分组数据协议地址表示所述数据分组已通过隧道化节点进行了隧道化，当从用于以所述目的分组数据协议地址将数据分组传送到所述移动节点的所述多个信道中进行选择时，由所述网关节点来使用所述第一数据分组过滤器。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于将隧道化数据分组传送到目的分组数据协议地址的方法，该方法使得第一分组交换数据网络的网关节点能够选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，从对端节点发送该隧道化数据分组，并且通过该第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点对其进行隧道化，该方法包括：a)所述隧道化节点将所述隧道化数据分组与所述对端节点的分组数据协议地址相关联；b)所述网关节点通过对所述对端节点的分组数据协议地址和与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器进行匹配，来选择所述第一信道，所述对端节点的分组数据协议地址与由所述网关节点接收的隧道化数据分组相关联。
本发明的另一方面包括根据上述第二方面的方法设置的网关节点和隧道化节点。
本发明提供了一种第一分组交换数据网络的网关节点，该网关节点被设置用来选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，从对端节点发送该隧道化数据分组，并且通过该第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点对其进行隧道化，该网关节点包括：接收单元，其接收所述隧道化数据分组，其中所述隧道化节点将所述隧道化数据分组与所述对端节点的分组数据协议地址相关联；以及选择单元，其通过对所述对端节点的分组数据协议地址和与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器进行匹配，来选择所述第一信道，所述对端节点的分组数据协议地址与通过所述网关节点接收的隧道化数据分组相关联。
本发明提供了一种位于第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点，该隧道化节点被设置用来将从对端节点发送的数据分组隧道化传送到在第一数据网络中被提供服务的移动节点，该第一数据网络包括网关节点，该网关节点被设置用来选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择所述第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，该隧道化节点包括：关联单元，其用来将所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联；以及隧道化传送单元，其用来将从对端节点发送的数据分组进行隧道化传送，其中所述网关节点通过对分组数据协议地址和与所述第一信道相关的第一数据分组过滤器进行匹配，来选择所述第一信道，该分组数据协议地址与由所述网关节点接收的隧道化数据分组相关联。
在附加的权利要求中阐述了本发明的其它方面。
附图说明
下面将仅通过示例的方式，对本发明的优选实施例进行详细描述，其中：
图1是表示在MIPv4中提供的移动性管理的概念图；
图2是表示在MIPv6中提供的移动性管理的概念图；
图3是表示通过外部分组交换网络云连接的GPRS网络和wLAN网络的网络体系结构图；
图4是一消息流程图，表示根据本发明的第一和第三实施例的GPRS网络中的PDP上下文修改过程，该修改过程使得GGSN能够对通过下行链路传送到MN的隧道化分组与PDP上下文的适当隧道进行匹配；
图5是表示根据本发明第一和第三实施例的通过GPRS网络的GGSN进行的修改过程的流程图；
图6A和图6B是表示根据本发明第二实施例的通过HA发送的IPv6数据分组的修改结构的方框图；
图7是表示根据本发明第二实施例的通过GPRS网络的GGSN进行的修改过程的流程图；
图8A、8B和8C是表示根据本发明第四实施例的通过HA发送的IPv6数据分组的修改结构的方框图；以及
图9是表示根据本发明第四实施例的通过GPRS网络的GGSN进行的修改过程的流程图。
具体实施方式
图3表示一种网络体系结构，其中GPRS网络10和wLAN网络20都与外部分组网络云30中的一个或更多个外部分组网络相连接。
GPRS网络10通过一个或更多个网关GPRS支持节点(GGSN)(尽管这里仅例示了一个GGSN 12)连接到外部分组网络，该GGSN通过基于内部IP的分组交换骨干网与一个或更多个服务GPRS支持节点(SGSN)(尽管这里仅例示了一个SGSN 14)进行通信。SGSN 14跟踪加入GPRS业务的各个移动站(MS)的位置，并且执行安全功能和接入控制。SGSN 14本身与一个或更多个无线电接入网络(RAN)16(2G GSM网络中的基站子系统(BSS)，或者3G UMTS网络中的UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN))相连。RNS控制通过空中与一个或更多个MS 18进行的通信。
为了简明起见，省略了GPRS网络10的其它主要组件，例如存储GSM和UMTS的预约数据的本地寄存器(HLR)，以及维护电路交换服务并且还跟踪各个移动站(MS)的位置的移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)。读者可以参考GPRS业务描述(1999版)技术规范(被称为3G TS 23.060v3.12.0(2002-06))，并且可以从3GPP网站http://www.3gpp.org/ftp/specs/2002-06/R1999/23_series/获得，该网站提供了2G(GPRS/GSM)和3G(GPRS/UMTS)移动分组网络的详细业务描述。尽管下面将详细地描述其它方面，但是GPRS网络的功能通常也是公知的。
wLAN网络20通过用于控制一个或更多个接入点24的接入控制器(AC)22连接到外部分组网络，这些接入点24通过空中与一个或更多个MS 26进行通信。wLAN网络的功能通常是公知的，所以这里不进一步详细描述。
为了接入GPRS分组交换业务，MS首先与SGSN进行GPRS附加过程(2G GSM GPRS附加，或3G UMTS GPRS附加)。执行认证和位置更新过程，如果成功，则该GPRS附加过程使得MS可以通过SGSN进行寻呼，并且通知输入的分组数据。然而，为了实际地发送和接收分组数据，MS必须具有已分配的分组数据协议(PDP)地址(例如IP地址)，而且必须激活与该PDP地址一同使用的至少一个PDP上下文。MS的各个PDP地址可以具有与其相关联的一个或更多个PDP上下文，而且定义该PDP上下文的数据被存储在MS、SGSN和GGSN中。PDP上下文激活过程使得MS不仅对于SGSN已知，而且对于对应的GGSN也已知，并且可以开始与外部数据网络的交互工作。
PDP上下文用于在GPRS网络的节点中保持诸如路由信息和服务质量(QoS)要求的状态。特别地，多个PDP上下文使得能够为MS的单个PDP地址指定一个或更多个QoS等级，以使得能够有效地传送各种数据业务，例如非实时业务(间歇和突发数据传送、大量数据的偶尔传送)和实时业务(例如语音、视频)。因此，在具有单个PDP地址的MS上运行的应用可以通过使用一个或更多个PDP上下文，根据需要来使用一个或更多个QoS等级。PDP上下文可以处于两种状态(激活或禁止)之一。当禁止时，PDP上下文不包括用于处理与PDP地址相关的分组的路由或者映射信息。不能传送数据。当激活时，在MS、SGSN和GGSN中激活用于PDP地址的PDP上下文。PDP上下文包含用于对MS和GGSN之间的该特定PDP地址传送PDP分组的映射和路由信息。
使用隧道化在外部网络和MS之间传送用户数据。在SGSN和MS之间使用隧道化过程，该隧道化过程在2G GSM和3G UMTS网络之间不同。然而，在GGSN和SGSN之间，根据GPRS隧道化协议(GTP)使用公共封装过程对分组进行隧道化。分组域PLMN骨干网络利用GTP报头来封装数据分组，并且将该GTP分组插入到UDP分组中，并将该UDP分组再次插入到IP分组中。IP和GTP分组报头包含唯一寻址PDP上下文所需的GSN地址和隧道端点标识符。在存在用于MS的单个PDP地址的多个PDP上下文的情况下，对于分组数据传送来说，必须存在建立在GGSN和SGSN之间的对应数量的GTP隧道。注意，不要将GPRS网络中使用的GTP隧道与MIP隧道混淆。
当对于一个PDP地址存在多个PDP上下文时，GGSN基于分配给PDP上下文的所谓业务流模板(TFT)将下行链路分组路由到不同的GTP隧道。各个PDP上下文可以与TFT相关联。然而，作为一种严格规则，在任何时候可以存在至多一个与同一PDP地址相关联的PDP上下文，而不必向其分配TFT。因此，对于n个PDP上下文，始终具有n个TFT或者(n-1)个TFT，每一个TFT与该n个PDP上下文中的一个相对应。在TFT和与各个PDP上下文相对应的GTP隧道之间存在一对一映射的情况下，GTP隧道的选择直接以TFT为基础。在存在(n-1)对n映射的情况下，也可以直接进行选择，但是如果不能找到对TFT的匹配，则可以包括简单的排除处理。
还可以使用评估优先指数(evaluation precedence indices)来区分TFT的优先次序。当接收到数据分组时，GGSN对匹配进行评估，首先，分组过滤器存在于具有最小评估优先指数的所有TFT中，并且在没有发现匹配的情况下，以其评估优先指数的升序进行分组过滤器的评估。执行该过程直到发现匹配为止，在发现匹配的情况下，通过与和该匹配TFT分组过滤器相对应的PDP上下文相关联的GTP隧道将数据分组发送到SGSN。根据3G TS 23.060的条款9.3，如果没有发现匹配，则通过未分配有TFT的PDP上下文对该数据分组进行隧道化，但是如果所有的PDP上下文都分配有TFT，则GGSN必须悄悄地丢弃该数据分组。
TFT包含有与下行链路数据分组的报头相关的属性，这些下行链路数据分组的报头用于过滤数据分组，由此将它们路由或者映射到正确PDP上下文的GTP隧道。根据IP报头字段来定义这些属性。根据3G TS23.060的条款15.3.2，根据IPv4和IPv6报头字段来规定包含在TFT中的数据分组报头属性。每一个TFT由1到8个分组过滤器组成，每一个分组过滤器都由唯一的分组过滤器标识符来识别。分组过滤器还具有评估优先指数，该评估优先指数在与共享同一PDP地址的PDP上下文相关联的所有TFT中是唯一的。根据3G TS 23.060的条款15.3.2，每一个有效的分组过滤器都包含有给定TFT内的唯一标识符、一个PDP地址的所有TFT中唯一的评估优先指数、以及以下IPv4或IPv6分组报头属性中的至少一个：
-源地址和子网掩码。
-协议号(IPv4)或者下一报头(IPv6)。
-目的端口范围。
-源端口范围。
-IPSec安全参数指数(SPI)。
-服务类型(TOS)(IPv4)或者业务类别(IPv6)和掩码。
-流标签(IPv6)。
然而，并不是所有的这些属性都可以组合使用而不导致矛盾。实际上，源地址和子网掩码几乎都是共同使用，因为在共同使用的情况下，MS将为各个不同的对端节点PDP地址建立用于其(或者其中之一)PDP地址的不同PDP上下文。应当注意，该属性列表不包含目的地址属性，仅包含目的端口范围。这是因为没有将TFT分组过滤器用于将分组映射到多个目的地址之一，而是映射到与多个PDP上下文之一相对应的GTP隧道，这些PDP上下文是为单个MS的单个目的地址建立的。
然而，如上所述，源地址属性对于GGSN在特定条件下将输入的下行链路分组映射到MS可能并不充分。根据本发明，对支持MIPv4或者MIPv6的MS(现在我们应当称之为MN)所遵循的过程进行修改。当移动到GPRS网络中时，该MN加入GPRS网络并且被提供CoA(或者CoCoA)，即IPv4或者IPv6地址，以在GPRS网络中停留期间使用。该MN使用常规的MIP过程，使用MIPv4或MIPv6本地绑定更新过程，通过其HN中的HA来登记该地址。为此，首先必须要使用MS启动PDP上下文激活过程(在3G TS 23.060的条款9.2.2中描述，在此通过引用并入)来激活GPRS网络中的PDP上下文。
第一实施例
根据本发明的第一实施例，当成功地进行了本地绑定时，该MN随后修改被激活的PDP上下文，以在与PDP上下文相关的TFT中包含本地代理地址(即IPv4或者IPv6地址)，以使得GGSN能够对通过HA隧道发送的分组进行过滤。该MN使用MN启动PDP上下文修改过程(在3G TS 23.06的条款9.2.3中描述，在此通过引用并入)。图4表示PDP上下文修改过程。在步骤60，该MN使用激活的PDP上下文，通过其HN(未示出)中的HA来执行MIP本地绑定过程。假定该操作成功，则在步骤62，该MN将修改PDP上下文请求发送给其SGSN 14。该修改PDP上下文请求消息包含用于添加或修改与PDP上下文相关联的TFT的指令，以在HN中包括MN的本地代理的IP地址。应当注意，该MN也可以可选地发送指令，以对修改PDP上下文请求消息中的QoS简档进行修改。在步骤64，SGSN 14将更新PDP上下文请求消息发送到包括该指令的GGSN 12，以添加或者修改上述的TFT。GGSN 12检查该指令(例如查看TFT的分组过滤器中的属性是否形成有效组合)，并且如果接受，则相应地存储并修改该PDP上下文的TFT。然后，在步骤66，GGSN 12将更新PDP上下文响应消息发送到SGSN 14，以表示成功。在步骤68，可以执行无线电接入载体(bearer)修改(例如，在Iu模式下的3G GPRS网络中，其中改变了PDP上下文的QoS简档)。在步骤70，SGSN 14将修改PDP上下文接受消息发送到MN，以确认PDP上下文(即TFT)的成功修改。
在第一实施例的一个另选版本中，使用经修改的TFT分组过滤器，其中可以包含在分组过滤器中的可能的IPv4或IPv6分组报头属性的列表增加为如下所示：
-源地址和子网掩码。
-本地代理地址。
-协议号(IPv4)或者下一报头(IPv6)。
-目的端口范围。
-源端口范围。
-IPSec安全参数指数(SPI)。
-服务类型(TOS)(IPv4)或者业务分类(IPv6)和掩码。
-流标签(IPv6)。
其中，本地代理地址是用于在其HN中的MN的MIPv4或MIPv6HA的IPv4或IPv6地址。
因此，对于PDP上下文，存储在MN处的TFT分组过滤器以及GGSN可以包括指定标识字段中的MN的本地代理的IPv4或IPv6地址。根据与其它属性的组合的有效性，本地代理地址属性的特性与源地址属性的特性相同(参见3G TS 23.060的条款15.3.2)。然而，TFT可以包括具有单独的源地址或本地代理地址属性、或者源地址和本地代理地址属性两者的组合的分组过滤器。在单个TFT分组过滤器中规定这两种属性的情况下，它们被认为是可替换的，即使用逻辑运算符OR对它们进行组合。因此，具有与源地址属性相匹配的源地址或者具有与本地代理地址属性相匹配的源地址的数据分组将与TFT分组过滤器的至少这些属性相匹配。对GGSN的功能进行修改，以使用经修改的TFT分组过滤器来执行MS的下行链路的输入数据分组的匹配。应当注意，通过在TFT中包含两个分组过滤器来实现相同的效果—一个分组过滤器具有所定义的源地址属性，而另一个具有所定义的本地代理地址属性。
图5的流程图中示出了根据第一实施例的第一版本的由GGSN进行的修改处理。该处理从步骤80开始。在步骤82，该GGSN接收特定MN的下行链路的数据分组，该特定MN在GPRS网络中具有CoA。在步骤84，该GGSN相对于PDP上下文的TFT的源地址字段来检查数据分组的源地址，该PDP上下文与MN的CoA相关联。如果在步骤86中确定存在匹配，则该处理继续进行到步骤88，在步骤88，使用包含匹配TFT的PDP上下文将分组传送到MN。然后该处理继续进行到步骤96，并且结束。这与GGSN的常规操作相对应。然而，如果在步骤86中确定不存在匹配，则该处理继续进行到步骤90，在步骤90，GGSN相对于PDP上下文的TFT的所增加的本地代理地址字段来检查数据分组的源地址，该PDP上下文与MN的CoA相关联。如果在步骤92中确定存在匹配，则该处理继续进行到步骤94，在步骤94，使用包含匹配TFT的PDP上下文将分组传送到MN。然后该处理继续进行到步骤96，并且结束。然而，如果在步骤92中确定不存在匹配，则该处理继续进行到步骤96，并且结束。应当注意，数据分组的源地址与TFT的匹配失败可能导致数据分组被丢弃，或者另选地，如果存在匹配失败，则使用与TFT不相关的PDP上下文将数据分组传送到MN。
另选地，在第一实施例的第二版本中，使用标准TFT分组过滤器属性，并且使用以上参照图4所述的MS启动PDP上下文修改程序来添加新的TFT，或者修改现有的TFT，以在标准源地址属性中增加包括MN的HA地址的新的分组过滤器。该新的分组过滤器是除了任何现有的用于TFT的分组过滤器之外的过滤器。另选地，该分组过滤器可以替代或者修改现有的分组过滤器。
尽管上面已经描述了对在执行MIP本地绑定更新过程之后激活的PDP上下文进行修改，但是显而易见的是，可以修改任何已激活的PDP上下文，以包括新的TFT分组过滤器，或者修改现有的TFT分组过滤器，以包括MN的HA地址。因此，例如，可以修改为了与CN进行通信会话而激活的PDP上下文，以使相关的TFT具有：1)具有CN的源地址和MN的HA地址(使用增加的属性列表)两者的一个分组过滤器；或者另选地，2)两个分组过滤器，一个具有CN的源地址，而另一个具有MN的HA地址(使用增加的或者标准的属性列表)。通过这种方式，可以通过GGSN将由CN发送到MN的HAddr并经由HA隧道化的分组过滤为合适的PDP上下文，也可以对由CN直接发送到MN的CoA(或者CoCoA)的分组进行过滤。
同样显而易见的是，可以使用MS启动PDP上下文激活过程(在3GTs 23.060的条款9.2.2中描述，在此通过引用并入)，与包含MN的HA地址的相关TFT分组过滤器一起激活PDP上下文。因此，例如，为了与CN进行通信会话，可以激活PDP上下文，并且在激活过程中，TFT可以与PDP上下文相关联，该PDP上下文具有：1)具有CN源地址和MN的HA地址(使用增加的属性列表)的一个分组过滤器；或者另选地，2)两个分组过滤器，一个具有CN的源地址，而另一个具有MN的HA地址(使用增加的或者标准的属性列表)。通过这种方式，可以通过GGSN将由CN发送到MN的HAddr并经由HA隧道化的分组过滤为合适的PDP上下文，也可以对由CN直接发送到MN的CoA(或者CoCoA)的分组进行过滤。
在第一实施例中显而易见的是，可以使用除了执行本地绑定过程的MN之外的事件来触发上述TFT分组过滤器的创建或修改。一般来说，GPRS网络的任何节点都可以检测到可以对MN的分组进行隧道化，从而可以由此指示MN，或者安排如上所述的TFT分组过滤器的创建或者修改。
第二实施例
根据本发明的第二实施例(该实施例应用于具有IPv6HAddr的MN)，对MN的HA进行修改，以对隧道化传送到MN的所有数据分组，将CN的IP地址包括在封装的IPv6分组的IPv6逐跳选项扩展报头中。图6A表示封装数据分组的结构。首先出现的是基本IPv6报头100。根据标准IPv6(RFC 2460)，通过将零设置在基本IPv6报头100的IPv6下一报头字段中，来表示存在IPv6逐跳选项扩展报头102。于是该逐跳选项扩展报头102紧跟在基本IPv6报头100之后。最后，有效负载104(即诸如TCP或者UDP的上层报头和已封装数据分组)跟随在逐跳选项扩展报头102之后。图6B表示逐跳选项扩展报头102的结构。为了简明起见，忽略了逐跳选项扩展报头102的下一报头和Hdr Ext Len字段。CN的IP地址包括在逐跳选项扩展报头102中的类型长度值(TLV)编码选项中。因此，使用合适的选项类型编号(8位)106来识别选项的类型(即用于通过MN的HA进行隧道化的分组的MN的HAddr的规范)，选项类型编号106之后是选项数据长度108(其取决于CN地址的长度)，选项数据长度108之后是选项数据本身即CN地址110。
在该实施例中，GGSN支持IPv6，并且对具有这种报头的任何已接收的IPv6分组的逐跳扩展报头进行检查。应该注意，由于来自HA的隧道扩展了通往MN的所有路径，并且GGSN是中间节点，所以根据IPv6规范(RFC 2460)，GGSN必须对逐跳扩展报头进行检查。相反地，应当注意，根据IPv6规范(RFC 2460)，由于GGSN是中间节点，所以GGSN不必对任何其它IPv6扩展报头进行分析。此外，对GGSN进行修改，以试图将在包含逐跳扩展报头的IPv6数据分组中识别的CN的IP地址映射到针对PDP上下文存储的TFT分组过滤器，该PDP上下文与MN的CoA相关联，并且，如果发现匹配，则相应地传送该数据分组。图7中示出了由GGSN执行的处理。该处理从步骤120开始。在步骤122，GGSN接收在GPRS网络中具有CoA的特定MN的下行链路的数据分组。在步骤124，GGSN对已接收分组的逐跳选项扩展报头进行检查。在步骤126，GGSN相对于与MN的IP地址(即，其CoA)相关联的PDP上下文的TFT的源地址字段，对逐跳选项扩展报头中指定的CN地址进行检查。如果在步骤128确定存在匹配，则该处理继续进行到步骤130，在步骤130，使用包含匹配TFT的PDP上下文将分组传送到MN。然后，该处理继续进行到步骤132，并且结束。然而，如果在步骤128中确定不存在匹配，则该处理继续进行到步骤132，并且结束。
GGSN还将试图根据标准GGSN功能对已接收数据分组的源地址和与MN相关的PDP上下文的TFT的源地址字段进行匹配。因此，具有与源地址属性相匹配的源地址、或者具有在与源地址属性(为CN的IP地址)相匹配的逐跳选项报头中指定的IP地址的数据分组将与TFT分组过滤器的至少这些属性相匹配，而且将被路由到与适当的PDP上下文相对应的GTP隧道。应当注意，数据分组与TFT的匹配失败可能会导致数据分组被丢弃，或者另选地，如果存在匹配失败，则利用与TFT不相关的PDP上下文将数据分组传送到MN。可选地，如以上第一实施例所述，在接收隧道化的数据分组之后，MN随后可以修改或者创建新的PDP上下文，以使得能够通过GGSN将隧道化的数据分组传送到MN。
在第二实施例的变型中，MN的HA被修改为在隧道化传送到MN的数据分组的封装IPv6分组的IPv6逐跳选项扩展报头中选择性地包括CN的IP地址。仅当HA检测到在GPRS网络中正在为MN提供服务时，才执行这种包括操作。因此，在不必要的情况下，才消除以下的处理开销：a)在隧道化数据分组中包括逐跳选项扩展报头的HA；以及b)在朝向对逐跳选项扩展报头进行检查的MN(包括GGSN)的路由上的中间节点。
第三实施例
根据本发明的第三实施例，当支持MIP的MS远离本地时，在GPRS网络中始终建立与TFT不相关的PDP上下文。因此，在接收数据分组时，GGSN将试图对该分组和与TFT相关的这些PDP上下文进行匹配，但是如果该匹配失败，则使用与TFT不相关的PDP上下文对该分组进行路由。因此，通过MN的HA进行了隧道化的分组将通过GGSN传送到MN，在该MN处对该数据分组进行解封装。然后，如果存在现有的通信会话，则该MN可以通过检查该解封装分组的源地址，将该分组与现有的通信会话相关联。然后，如以上根据第一实施例所述，该MN可以修改或者创建新的PDP上下文，以使得能够通过GGSN将隧道化数据分组传送到MN。
第一和第二实施例的方法优于第三实施例的方法，因为在该方法中，PDP上下文没有相关的TFT，所以不能支持QoS。同样，尽管已经为与CN进行的通信会话建立了PDP上下文和对应的GTP隧道，但是由于必须对可能通过MN的HA路由的业务量保持GTP隧道和PDP上下文，所以该方法浪费了载体资源。然而，该方法对于不需要特定QoS需求的某些业务(例如背景分类业务(Background Class services)和非实时业务)很有用。
第四实施例
根据本发明的第四实施例，如下对HA隧道化过程进行修改。首先，HA不将隧道化数据分组寻址到MN的CoA，而是寻址到GPRS网络中的GGSN的地址。下面将简要地描述在不知道GGSN的地址的情况下，如何将GGSN的地址提供给HA。其次，HA包括IPv6目的选项报头中的CN地址，在隧道化分组到达时可以由GGSN来读取该CN地址。第三，MN的CoA包括在隧道化分组的IPv6路由报头类型0扩展报头中。该路由报头使得能够通过多个节点以各种地址对IPv6分组进行路由，通过将分组(在本示例中为GGSN)传送到其目的地址来开始进行该路由，进而将该分组转发到与包括在路由报头中的其它路由地址列表相对应(在本示例中与MN的CoA相对应)的各个节点。
图8A表示封装数据分组的结构。首先是基本IPv6报头140。根据标准IPv6(RFC 2460)，在基本IPv6报头100的下一报头字段中表示了IPv6路由报头(类型0)142的存在。应当注意，基本IPv6报头140中的目的地址是GGSN的地址。从而IPv6路由报头(类型0)142紧接在基本IPv6报头140之后。根据标准IPv6(RFC 2460)，在IPv6路由报头(类型0)142的IPv6下一报头字段中表示了IPv6目的选项扩展报头144的存在。从而IPv6目的选项扩展报头144紧接在IPv6路由报头(类型0)142之后。最后，有效载体146(即诸如TCP或者UDP的上层报头以及已封装的数据分组)跟在目的选项扩展报头144之后。
图8B表示目的选项扩展报头144本身的结构。在MIPv6互联网草案的条款6.3中描述了这种扩展报头的格式。为了简明起见，将忽略目的选项扩展报头144的下一报头和Hdr Ext Len字段。CN的地址包括在目的选项扩展报头144中的类型长度值(TLV)编码选项中。因此，选项类型编号148用于识别选项类型(在本示例中，在MIPv6中规定为201)，选项类型编号148之后是选项数据长度150(其取决于CN的地址长度)，其后是选项数据本身，即CN地址152。
图8C表示路由报头(类型0)扩展报头142本身的结构。在IPv6(RFC 2460)中描述了这种扩展报头的格式。为了简明起见，将忽略路由报头(类型0)扩展报头142的下一报头和Hdr Ext Len字段。接下来出现的是路由类型字段154(即在本示例中为0)，随后是段剩余字段(segment left field)，该段剩余字段最初由HA设定为1(当将数据分组从GGSN转发到MN的CoA时，该计数减到0)。随后是保留字段(设置为0)，然后是MN的CoA本身。
在该实施例中，GGSN支持IPv6，并且在根据路由报头(类型0)扩展报头142转发分组之前，对所接收的IPv6分组的目的选项扩展报头144进行检查。应当注意，通过提供作为目的地址的GGSN的地址，隧道化分组首先将被传送到将作为目的节点(而不是第三实施例中的中间节点)的GGSN，从而使得能够读取目的选项扩展报头144。此外，对GGSN进行修改，以试图将在目的选项报头中识别出的CN的IP地址映射到TFT分组过滤器，该过滤器是为与MN的CoA相关的PDP上下文而存储的，该PDP上下文包括在IPv6路由报头类型0选项中。如果发现匹配，则相应地，GGSN将数据分组传送到与MN的CoA的适当PDP上下文相关的GTP隧道。
图9中示出了由GGSN进行的处理。该处理从步骤170开始。在步骤172，GGSN接收具有IPv6路由报头类型0的数据分组，该路由报头类型0表示该分组为GPRS网络中具有CoA的特定MN的CoA的下行链路的分组。在步骤174，GGSN对所接收分组的目的选项扩展报头进行检查。在步骤176，GGSN相对于PDP上下文的TFT的源地址字段检查在目的选项扩展报头中规定的CN地址，该PDP上下文与MN的CoA相关联。如果在步骤178中确定存在匹配，则该处理继续进行到步骤180，在步骤180，使用包含匹配TFT的PDP上下文将分组传送到MN。然后，该处理继续进行到步骤182，并且结束。然而，如果在步骤178中确定不存在匹配，则该处理继续进行到步骤182，并且结束。
GGSN还试图根据标准GGSN功能，对所接收数据分组的源地址和与MN相关的PDP上下文的TFT的源地址字段进行匹配。因此，具有与源地址属性相匹配的源地址、或者具有在与源IP地址属性相匹配的目的选项报头中规定的IP地址(为CN的IP地址)的数据分组，将与TFT分组过滤器的至少这些属性相匹配，而且将被路由到与适当的PDP上下文相对应的GTP隧道。可选地，如以上根据第一实施例所述，随后该MN可以修改或者创建新的PDP上下文，以使得能够将隧道化数据分组通过GGSN传送到MN。
然而，如上所述，该过程要求HA知道或者具有GPRS网络中的GGSN的地址。由于这两个网络之间的商业协议方面的原因(例如漫游协议)，HA可以知道GPRS网络中GGSN的地址。然而，如果不知道GGSN的地址，则可以如下向HA提供地址。优选地，在执行本地绑定更新过程的同时(但可能稍迟)，MN可以发送一个消息，或者优选地，指示GGSN自己将消息发送到包含GGSN的IP地址的HA。MN可以指示其GGSN使用PDP配置选项(在3G TS 23.060的条款9.2.2，在此通过引用并入)来发送这种分组。PDP配置选项包含GGSN可以传送到MS的可选PDP参数。可以在激活PDP上下文请求消息中通过MN来请求发送这些可选PDP参数，该激活PDP上下文请求消息用于建立PDP上下文，当MN首先移动到GPRS网络而将本地绑定更新发送到HA时使用该PDP上下文。
在第四实施例的变型中，对HA的功能修改，以使得仅当MN将其(MN)正在GPRS网络中被提供服务的事实通知给HA时，才选择性地使用上述过程。
显然，本发明可以应用于除了GPRS网络之外的网络。通常，本发明可以应用于任何网络，在这些网络中，网关节点可能需要从多个信道(PDP上下文或者其它)中选择一个信道，用于将下行链路分组朝向一个节点(用户或者网络端节点)传送。
同样显而易见的是，本发明可以应用于下述情形：节点(用户节点或者网络节点)由于该节点是支持MIP的MN之外的其它原因而可以接收隧道化分组。通常，只要可以在网络和子网之间对分组进行隧道化，就可以应用本发明，其中网关节点可能需要从多个信道中选择一个信道，以将下行链路分组朝向一个节点传送，并且其中隧道扩展到超出网关节点或者目的网络的节点。例如，本发明可以应用于使用第二层隧道化协议(L2TP)或者其它隧道化协议的虚拟专用网络。
本发明也可以应用于下述情况，其中网关节点需要执行普通的分组过滤、和/或用于防止未授权服务/载体接入和/或服务攻击的防火墙功能。

Claims (56)

1.一种用于将隧道化数据分组传送到目的分组数据协议地址的方法，该方法使得第一分组交换数据网络的网关节点能够选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个信道用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，该选择是通过将分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来实现的，该分组数据协议地址与由该网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与该多个信道相关联，该方法包括：
a)检测触发器事件，该触发器事件表示所述网关节点能够接收通过所述第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点进行了隧道化的数据分组；以及
b)响应于所述检测，将第一分组数据协议地址设置为包括在与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器中，当与通过所述网关节点接收的数据分组相关联时，所述第一分组数据协议地址表示所述数据分组已由所述隧道化节点进行了隧道化，当从用于以所述目的分组数据协议地址将数据分组传送到所述移动节点的所述多个信道中进行选择时，由所述网关节点来使用所述第一数据分组过滤器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述网关节点被设置用来通过对所接收数据分组的源地址和与所述多个信道相关联的所述一个或更多个数据分组过滤器进行匹配，来从所述多个信道中进行选择，并且所述第一分组数据协议地址是所述隧道化节点的分组数据协议地址。
3.根据前述权利要求中的任意一个所述的方法，其中通过所述移动节点来检测所述触发器事件，并且所述移动节点将所述第一分组数据协议地址设置为包含在所述第一数据分组过滤器中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述移动节点在所述第二分组交换数据网络中具有本地分组数据协议地址，并且所述触发器事件是所述移动节点通过所述隧道化节点对其目的分组数据协议地址进行登记，以使得可以通过所述隧道化节点，按照所述移动节点的目的分组数据协议地址将已经按照所述移动节点的本地分组数据协议地址寻址到所述移动节点的数据分组隧道化传送到所述移动节点。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述触发器事件是所述移动节点接收通过第二信道从所述网关节点发送的隧道化数据分组，该第二信道不具有相关的数据分组过滤器。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过使用移动互联网协议(MIP)标准来支持所述移动节点在多个网络或者多个子网之间的移动性，所述隧道化节点是所述移动节点的本地代理(HA)，而所述目的分组数据协议地址是所述移动节点的转交地址(CoA、CoCoA)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一分组数据协议地址是所述移动节点在所述第二分组交换数据网络中的本地代理(HA)的地址。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述步骤b)之前，将所述第一数据分组过滤器创建为使得所述网关节点能够选择第一信道，以传送数据分组，这些数据分组是由包括在与所述移动节点进行的通信会话中的对端节点发送的，并且在所述步骤b)中，对所述第一数据分组过滤器进行修改，以使其包括所述第一分组数据协议地址。
9.根据权利要求8所述的方法，其中由所述第一分组数据协议地址代替所述第一数据分组过滤器中的所述对端节点的数据分组协议地址。
10.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第一分组数据协议地址添加到还包括所述对端节点的数据分组协议地址的第一数据分组过滤器中。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述步骤b)中，新创建所述第一数据分组过滤器。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一分组交换数据网络符合通用分组无线业务(GPRS)标准，并且所述多个信道与所述第一分组交换数据网络中的多个分组数据协议上下文相对应。
13.一种在第一分组交换数据网络中被提供服务并且在该第一分组交换数据网络中具有目的分组数据协议地址的移动节点，其中，所述第一分组交换数据网络的网关节点选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个信道用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，该选择是通过将分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来实现的，该分组数据协议地址与由该网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与该多个信道相关联，该移动节点包括：
a)检测单元，其用于检测触发器事件，该触发器事件表示所述网关节点能够接收通过所述第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点进行了隧道化的数据分组；以及
b)设置单元，其响应于所述检测，将第一分组数据协议地址设置为包括在与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器中，当与通过所述网关节点接收的数据分组相关联时，所述第一分组数据协议地址表示所述数据分组已由所述隧道化节点进行了隧道化，当从用于以所述目的分组数据协议地址将数据分组传送到所述移动节点的所述多个信道中进行选择时，由所述网关节点来使用所述第一数据分组过滤器。
14.根据权利要求13所述的移动节点，其中所述网关节点被设置用来通过对所接收数据分组的源地址和与所述多个信道相关联的所述一个或更多个数据分组过滤器进行匹配，来从所述多个信道中进行选择，并且所述第一分组数据协议地址是所述隧道化节点的分组数据协议地址。
15.根据权利要求13或者权利要求14所述的移动节点，其中所述移动节点在所述第二分组交换数据网络中具有本地分组数据协议地址，并且所述触发器事件是所述移动节点通过所述隧道化节点对其目的分组数据协议地址进行登记，以使得可以通过所述隧道化节点，按照所述移动节点的目的分组数据协议地址将已经按照所述移动节点的本地分组数据协议地址被寻址到所述移动节点的数据分组传送到所述移动节点。
16.根据权利要求13或者权利要求14所述的移动节点，其中所述触发器事件是所述移动节点接收通过第二信道从所述网关节点发送的隧道化数据分组，该第二信道不具有相关的数据分组过滤器。
17.根据权利要求13或14所述的移动节点，其中使用移动互联网协议(MIP)标准来支持所述移动节点在多个网络或多个子网之间的移动性，所述隧道化节点是所述移动节点的本地代理(HA)，而所述目的分组数据协议地址是所述移动节点的转交地址(CoA、CoCoA)。
18.根据权利要求17所述的移动节点，其中所述第一分组数据协议地址是所述移动节点在所述第二分组交换数据网络中的本地代理(HA)的地址。
19.根据权利要求13或14所述的移动节点，其中在所述设置单元进行设置之前，所述第一数据分组过滤器被创建为使得所述网关节点能够选择第一信道，以传送数据分组，该数据分组是由包括在与所述移动节点进行的通信会话中的对端节点发送的，并且在所述设置单元进行设置时，对所述第一数据分组过滤器进行修改，以使其包括所述第一分组数据协议地址。
20.根据权利要求19所述的移动节点，其中由所述第一分组数据协议地址代替所述第一数据分组过滤器中的所述对端节点的数据分组协议地址。
21.根据权利要求19所述的移动节点，其中将所述第一分组数据协议地址添加到还包括所述对端节点的数据分组协议地址的所述第一数据分组过滤器中。
22.根据权利要求13或14所述的移动节点，其中在所述设置单元进行设置时新创建所述第一数据分组过滤器。
23.根据权利要求13或14所述的移动节点，其中所述第一分组交换数据网络符合通用分组无线业务(GPRS)标准，并且所述多个信道与所述第一分组交换数据网络中的多个分组数据协议上下文相对应。
24.一种第一分组交换数据网络的网关节点，该网关节点被设置用来从多个信道中选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到所述移动节点的目的分组数据协议地址，所述选择是通过对分组数据协议地址与一个或更多个数据分组过滤器进行匹配来执行的，该分组数据协议地址与由所述网关节点接收的数据分组相关联，该一个或更多个数据分组过滤器与所述多个信道相关联，该网关节点包括：
接收单元，当出现表示所述网关节点能够接收通过所述第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点进行了隧道化的数据分组的触发器事件时，对该隧道化的数据分组进行接收；以及
选择单元，其响应于所述触发器事件的检测，通过对与所接收的数据分组相关联的分组数据协议地址和包括在与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器中的第一分组数据协议地址进行匹配，来从所述多个信道中选择所述第一信道，当与通过所述网关节点接收的数据分组相关联时，所述第一分组数据协议地址表示所述数据分组已通过隧道化节点进行了隧道化，当从用于以所述目的分组数据协议地址将数据分组传送到所述移动节点的所述多个信道中进行选择时，由所述网关节点来使用所述第一数据分组过滤器。
25.根据权利要求24所述的网关节点，其中所述网关节点被设置用来通过对所接收数据分组的源地址和与所述多个信道相关联的所述一个或更多个数据分组过滤器进行匹配，来从所述多个信道中进行选择，并且所述第一分组数据协议地址是所述隧道化节点的分组数据协议地址。
26.根据权利要求24或者权利要求25所述的网关节点，其中通过所述移动节点来检测所述触发器事件，并且通过所述移动节点来指示所述网关节点将所述第一分组数据协议地址包括在所述第一数据分组过滤器中。
27.根据权利要求26所述的网关节点，其中所述移动节点在所述第二分组交换数据网络中具有本地分组数据协议地址，并且所述触发器事件是所述移动节点通过所述隧道化节点对其目的分组数据协议地址进行登记，以使得可以通过所述隧道化节点，按照所述移动节点的目的分组数据协议地址将已经按照所述移动节点的本地分组数据协议地址被寻址到所述移动节点的数据分组隧道化传送到所述移动节点。
28.根据权利要求27所述的网关节点，其中所述触发器事件是所述移动节点接收通过第二信道从所述网关节点发送的隧道化数据分组，该第二信道不具有相关的数据分组过滤器。
29.根据权利要求24或25所述的网关节点，其中使用移动互联网协议(MIP)标准来支持所述移动节点在所个网络或多个子网之间的移动性，所述隧道化节点是所述移动节点的本地代理(HA)，并且所述目的分组数据协议地址是所述移动节点的转交地址(CoA、CoCoA)。
30.根据权利要求29所述的网关节点，其中所述第一分组数据协议地址是所述移动节点在所述第二分组交换数据网络中的本地代理(HA)的地址。
31.根据权利要求24或25所述的网关节点，其中在对所述网关节点进行设置以选择第一信道之前，将所述第一数据分组过滤器创建为使得所述网关节点能够选择第一信道，以传送数据分组，该数据分组是通过包括在与所述移动节点进行的通信会话中的对端节点发送的，并且在对所述网关节点进行设置以选择第一信道期间，对所述第一数据分组过滤器进行修改，以使其包括所述第一分组数据协议地址。
32.根据权利要求31所述的网关节点，其中由所述第一分组数据协议地址代替所述第一数据分组过滤器中的所述对端节点的数据分组协议地址。
33.根据权利要求31所述的网关节点，其中将所述第一分组数据协议地址添加到还包括所述对端节点的数据分组协议地址的所述第一数据分组过滤器中。
34.根据权利要求24或25所述的网关节点，其中，在对所述网关节点进行设置以选择第一信道期间新创建所述第一数据分组过滤器。
35.根据权利要求24或25所述的网关节点，其中所述第一分组交换数据网络符合通用分组无线业务(GPRS)标准，并且所述多个信道与所述第一分组交换数据网络中的多个分组数据协议上下文相对应。
36.一种用于将隧道化数据分组传送到目的分组数据协议地址的方法，该方法使得第一分组交换数据网络的网关节点能够选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在所述第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，从对端节点发送该隧道化数据分组，并且通过该第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点对其进行隧道化，该方法包括：
a)所述隧道化节点将所述隧道化数据分组与所述对端节点的分组数据协议地址相关联；
b)所述网关节点通过对所述对端节点的分组数据协议地址和与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器进行匹配，来选择所述第一信道，所述对端节点的分组数据协议地址与由所述网关节点接收的隧道化数据分组相关联。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述隧道化数据分组是互联网协议版本6(IPv6)数据分组，并且通过将所述对端节点的分组数据协议地址包括在所述隧道化数据分组的逐跳扩展报头中，来使所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
38.根据权利要求36所述的方法，其中通过将所述对端节点的分组数据协议地址包括在所述隧道化数据分组的目的选项扩展报头中，来使所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述隧道化节点将所述隧道化数据分组寻址到所述网关节点的分组数据协议地址，并且所述移动节点的目的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述隧道化数据分组是互联网协议版本6(IPv6)数据分组，并且通过将所述移动节点的目的分组数据协议地址包括在被发送到所述网关节点的所述隧道化数据分组的路由报头类型0选项报头中，来使所述移动节点的目的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
41.根据权利要求36到40中的任何一个所述的方法，其中通过使用移动互联网协议(MIP)标准来支持所述移动节点在多个网络或多个子网之间的移动性，并且所述隧道化节点是所述移动节点的本地代理(HA)。
42.根据权利要求36到40中的任何一个所述的方法，其中所述第一分组交换数据网络符合通用分组无线业务(GPRS)标准，并且所述多个信道与所述第一分组交换数据网络中的多个分组数据协议上下文相对应。
43.一种第一分组交换数据网络的网关节点，该网关节点被设置用来选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到在第一分组交换数据网络中被提供服务的移动节点的目的分组数据协议地址，从多个信道中选择该第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，从对端节点发送该隧道化数据分组，并且通过该第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点对其进行隧道化，该网关节点包括：
接收单元，其接收所述隧道化数据分组，其中所述隧道化节点将所述隧道化数据分组与所述对端节点的分组数据协议地址相关联；以及
选择单元，其通过对所述对端节点的分组数据协议地址和与所述第一信道相关联的第一数据分组过滤器进行匹配，来选择所述第一信道，所述对端节点的分组数据协议地址与通过所述网关节点接收的隧道化数据分组相关联。
44.根据权利要求43所述的网关节点，其中所述隧道化数据分组是互联网协议版本6(IPv6)数据分组，并且通过将所述对端节点的分组数据协议地址包括在所述隧道化数据分组的逐跳扩展报头中，来使所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
45.根据权利要求43所述的网关节点，其中通过将所述对端节点的分组数据协议地址包括在所述隧道化数据分组的目的选项扩展报头中，来使所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
46.根据权利要求45所述的网关节点，其中将所述隧道化数据分组寻址到所述网关节点的分组数据协议地址，并且所述移动节点的目的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
47.根据权利要求46所述的网关节点，其中所述隧道化数据分组是互联网协议版本6(IPv6)数据分组，并且通过将所述移动节点的目的分组数据协议地址包括在被发送到所述网关节点的隧道化数据分组的路由报头类型0选项报头中，来使所述移动节点的目的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
48.根据权利要求43到47中的任何一个所述的网关节点，其中使用移动互联网协议(MIP)标准来支持所述移动节点在多个网络或多个子网之间的移动性，并且所述隧道化节点是所述移动节点的本地代理(HA)。
49.根据权利要求43到47中的任何一个所述的网关节点，其中所述第一分组交换数据网络符合通用分组无线电业务(GPRS)标准，并且所述多个信道与所述第一分组交换数据网络中的多个分组数据协议上下文相对应。
50.一种位于第一分组交换数据网络外部的第二分组交换数据网络的隧道化节点，该隧道化节点被设置用来将从对端节点发送的数据分组隧道化传送到在第一数据网络中被提供服务的移动节点，该第一数据网络包括网关节点，该网关节点被设置用来选择第一信道，以将隧道化数据分组传送到移动节点的目的分组数据协议地址，该网关节点被设置用来从多个信道中选择所述第一信道，该多个信道中的每一个都用于将数据分组传送到该移动节点的目的分组数据协议地址，该隧道化节点包括：
关联单元，其用来将所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联；以及
隧道化传送单元，其用来将从对端节点发送的数据分组进行隧道化传送，其中所述网关节点通过对分组数据协议地址和与所述第一信道相关的第一数据分组过滤器进行匹配，来选择所述第一信道，该分组数据协议地址与由所述网关节点接收的隧道化数据分组相关联。
51.根据权利要求50所述的隧道化节点，其中所述隧道化数据分组是互联网协议版本6(IPv6)数据分组，并且通过将所述对端节点的分组数据协议地址包括在所述隧道化数据分组的逐跳扩展报头中，来使所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
52.根据权利要求51所述的隧道化节点，其中通过将所述对端节点的分组数据协议地址包括在所述隧道化数据分组的目的选项扩展报头中，来使所述对端节点的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联。
53.根据权利要求52所述的隧道化节点，其中所述隧道化节点将所述移动节点的目的分组数据协议地址与所述隧道化数据分组相关联，并且将所述隧道化数据分组寻址到所述网关节点的分组数据协议地址。
54.根据权利要求53所述的隧道化节点，其中所述隧道化数据分组是互联网协议版本6(IPv6)数据分组，并且通过将所述移动节点的目的分组数据协议地址包括在被发送到所述网关节点的隧道化数据分组的路由报头类型0选项报头中，来使所述移动节点的目的分组数据协议地址与所述隧道化数据相关联。
55.根据权利要求50到54中的任何一个所述的隧道化节点，其中使用移动互联网协议(MIP)标准来支持所述移动节点在多个网络或多个子网之间的移动性，并且所述隧道化节点是所述移动节点的本地代理(HA)。
56.根据权利要求50到54中的任何一个所述的隧道化节点，其中所述第一分组交换数据网络符合通用分组无线业务(GPRS)标准，并且所述多个信道与所述第一分组交换数据网络中的多个分组数据协议上下文相对应。
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