CN1759587A - 电信 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在外地分组数据网络中针对移动节点执行绑定过程的装置和方法，该移动节点从本地分组数据网络漫游并具有本地分组数据协议地址，该方法包括以下步骤：移动节点将其本地分组数据协议地址发送给负责对移动节点分配在外地网络中使用的分组数据协议地址的网络节点(分配节点)；分配节点对移动节点分配分组数据协议地址或者参与对移动节点的分组数据协议地址分配；分配节点接收接收节点的分组数据协议地址；以及根据接收的本地分组数据协议地址、接收节点分组数据协议地址、以及分配的分组数据协议地址，分配节点向接收节点发送或使得另一网络节点向接收节点发送一消息，该消息表示分配的分组数据协议与该移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定。
Description
技术领域
本发明涉及用于在外地分组数据网络中针对移动节点执行绑定过程的装置和方法，该移动节点从本地分组数据网络漫游并且具有本地分组数据协议地址。具体地，但并非专门地，本发明涉及向移动网际协议(MIP)使能移动节点的本地代理或者与该移动节点通信的对端节点发送MIP绑定更新消息的装置和方法，该MIP绑定更新消息表示分配给移动节点在外地网络中使用的分组数据协议地址与该移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定。
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)标准的移动网络)向用户的移动站(MS)提供了电路交换语音和数据业务，但是在移动通信产业中具有巨大动力去使用分组交换移动网络。分组交换移动网络在网络和无线电资源效率方面具有显著优势，还能够提供更先进的用户服务。随着固定通信和移动通信的集中，在固定网络中普遍的网际协议(IP)是移动分组网络的分组路由机制的自然选择。当前，IP版本4(IPv4)广泛用于固定网域。然而，希望逐渐过渡到IP版本6(IPv6)，IPv6比IPv4提供了明显的好处，特别是在以下方面：地址空间大大增加、路由更有效、可伸缩性(scalability)更大、安全性提高、服务质量(QoS)综合、对多播(multicasting)的支持以及其它特性。
当前使用的移动分组交换业务的具体示例是既在2G GSM网络中又在3G通用移动通信系统(UMTS)网络中实施的通用分组无线业务(GPRS)(此后称GPRS网络)。还希望非GPRS无线接入技术(例如无线局域网(wLAN))针对诸如热点(会议中心、机场、展览中心等)的某些区域中的本地宽带业务接入为GPRS提供灵活且费用划算的补充。可以在与GPRS子网相同的管理网域中实施wLAN子网，移动网络运营商希望支持移动站在这些子网之间的移动性。此外，移动网络运营商希望支持移动站在不同的管理网域之间的漫游，其可以执行或者可以不执行不同的接入技术。
虽然从一开始就作为移动网络来设计的GPRS网络具有内置的移动管理(针对GPRS网络内的MS)和漫游功能(针对在GPRS网络之间漫游的MS)，但是通常在互联网工程任务组(IETF)中也进行工作以支持IP用户终端的移动。为此，IETF开发了移动IP(MIP)协议。设计MIP是为了支持移动站(或者MIP术语中的移动节点(MN))在子网前缀不同的IP网络之间移动时的移动性(宏移动性)。例如，MIP可以用于支持GPRS网络与非GPRS网络(例如wLAN网络)之间的移动性，以及两个不同的GPRS网络或子网之间的移动性。移动IP不被期望用于网络或子网内的移动性(微移动性)管理，这通常由诸如WCDMA较软/软越区切换的接入技术特定层2机制进行管理。
与两个版本的IP对应地存在两个版本的MIP。MIP版本4(MIPv4)被设计为对IP版本4(IPv4)地址提供IP地址移动性，而较新的MIP版本6(MIPv6)被设计为对IP版本6(IPv6)地址提供IP地址移动性。在IETF网站http：//www.ietf.org/rfc/rfc3344.txt？number＝3344可以获得的IETF注解请求(RFC)3344中对MIPv4进行了描述。在http：//search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-20.txt的IETF网站上可以获得并称为draft-ietf-mobileip-ipv6-20.txt的IETF因特网草案“Mobility Support in IPv6”中对因特网草案MIPv6进行了描述。
图1示出了MIPv4移动性管理。在MN40的本地网络(HN)42中向其分配本地IP地址(HAddr)。HN中的路由过程确保了无论MN在HN内的何处，从对端节点(CN)46发送的IP分组都可以到达该MN。然而，当MN漫游到外地网络(FN)44时，定址到其HAddr的IP分组需要路由到其在FN中的新位置。在MIPv4中，使用公知为本地代理(HA)的HN中的路由器48来作为当MN离开本地时代表MN的分组转发业务。在MIPv4的第一工作模式(公知为FA-CoA模式)中，当到达FN时，公知为外地代理(FA)的FN中的路由器50向MN分配转交地址(CoA)。由于觉察到IPv4地址空间的限制，所以设想多于一个的MN可以共享同一CoA。在分配了CoA之后，FA 50向HA发送绑定更新以注册CoA。更具体地，该绑定更新向HA通知MN的HAddr与CoA之间的关联(或绑定)。此后，当CN向MN在其HN中的Haddr发送分组时(情况1)，该分组被HA拦截，并根据CoA通过隧道(tunnel)52将该分组传送到FN中的FA。
隧道传送包括：将第一数据分组(具有报头和有效负载)封装为第二数据分组的有效负载，该第二数据分组具有表示作为其源地址和目的地址的隧道的起点和终点的新报头；以及将第二数据分组如常地传送到隧道终点，在隧道终点对第二数据分组进行解封装以获得第一分组。在解封装之后，隧道终点(FA)使用FN中的路由过程将原分组路由到MN。在MIP中，隧道传送包括使用IETF注解请求(RFC)2003的IP封装中的IP。因此，在MIPv4中，通过将IPv4分组封装在另一IPv4分组内来隧道传送IPv4分组。
作为MIPv4中的可选过程，HA可以向CN发送绑定更新以注册MN的CoA。更具体地，该绑定更新向CN通知MN的Haddr与CoA之间的关联(或绑定)。此后，CN可以直接地而不是通过MN的HAddr间接地将分组定址到处于其当前CoA的MN(情况2)，这些分组由FN中的FA接收，并使用FN中的路由过程使其路由到MN。这公知为路由优化，因为其避免了经由通常并不处于CN与FA之间的高效路由路径上的HA的可能为低效的三角路由。
在MIPv4的第二可选工作模式(公知为CoCoA模式)中，离开其本地网络的MN不共享CoA，并且不使用FA。为MN分配唯一的CoA(公知为协同定位CoA(CoCoA))。在这种工作模式中，MN自己必须向其HA发送绑定更新以注册其新分配的CoCoA。此后，由CN发送并按MN的HAddr定址到MN的分组直接隧道传送到MN。与FA-CoA模式一样，作为CoCoA模式中的可选过程，MN也可以向CN发送绑定更新以注册其CoCoA。此后，分组可以由CN按MN的CoCoA直接发送到MN。
图2示出了MIPv6移动性管理。MIPv6较之MIPv4的两个显著区别如下。首先，由于在IPv6中地址空间大大增加，所以分配给FN中的MN的CoA从不被共享(即，它们对应于MIPv4中的可选CoCoA)。第二，结果，不需要在FN中配置FA。参照图2，根据MIPv6，当MN40从其HN 42移动到FN 44时，向其分配唯一的CoA，向其HN中的其HA 48发送绑定更新以注册该CoA。来自CN 46定址到HAddr的分组被HA 48拦截(情况1)，并通过隧道54传送到CoA。隧道传送可以使用IETF RFC 2473中所述的IPv6普通分组隧道传送机制来实现。然而，在MIPv6中，路由优化不是协议的可选部分而是基本部分，一般地，MN(不是像MIPv4中的HA)应该向CN发送绑定更新以使得其可以将分组直接定址到在其CoA的MN(情况2)。当MN接收到从CN经由MN的HA隧道传送的分组时，其可以将此作为CN没有MN绑定的指示，并且启动CN绑定更新。
由于在MIPv4和MIPv6中指定的绑定更新过程而存在许多问题。这些问题与对HA的绑定更新(让我们称它们为本地绑定更新(HBU))和对CN的绑定更新(让我们称它们为对端绑定更新(CBU))相关地出现。一个问题是FN中的资源利用。在MIPv4CoCoA模式和MIPv6中，MN执行使用FN的各种资源(包括宝贵的无线资源)的HBU和CBU过程。对于HBU，由于即使MN长时间段地不在使用中而在FN中漫游时也需要周期性地发送HBU的事实而使得问题恶化。在FA执行HBU的MIPv4FA-CoA模式中资源利用也可能是一个问题。
对于HBU和CBU过程的另一个问题是安全性。向MN的HA或CN发送错误绑定更新可能导致安全攻击，包括拒绝服务攻击、保密性攻击、中间人攻击、劫持和假冒攻击等(例如，参见MIPv6草稿规范第14章)。因此，在MIP规范(例如，参见MIPv6草稿规范第5章)中制定了复杂的安全过程。这些安全过程在HA、CN以及MN在处理需求角度是缓慢且昂贵的。这也对MN和CN的电池寿命造成不利影响。
另一个问题是HBU过程中的任何延迟都可能导致将分组错误导向旧的CoA、将分组缓存在HA、或更不幸地丢失这些分组。相似地，CBU过程中的任何延迟都可能导致将分组错误导向旧的CoA、经由HA三角路由、或者更不幸地丢失这些分组。这些影响导致HA性能降低、通过其来发送错误导向或未经路由优化的分组的路由器的不必要负载、以及可能中断MN与CN之间的通信会话。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种在外地分组数据网络中对于移动节点执行绑定过程的方法，该移动节点从本地分组数据网络漫游并具有本地分组数据协议地址，该方法包括以下步骤：
移动节点将其本地分组数据协议地址发送给负责向移动节点分配在外地网络中使用的分组数据协议地址的网络节点(分配节点)；
分配节点对移动节点分配分组数据协议地址或者参与对移动节点的分组数据协议地址分配；
分配节点接收接收节点的分组数据协议地址；以及
根据接收的本地分组数据协议地址、接收节点分组数据协议地址、以及分配的分组数据协议地址，分配节点向接收节点发送或使得另一网络节点向接收节点发送一消息，该消息表示分配的分组数据协议与该移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定。
根据本发明的第二方面，提供了一种外地分组数据网络的分配节点，其被配置成对于移动节点执行绑定过程，所述移动节点从本地分组数据网络漫游并具有本地分组数据协议地址，该分配节点包括：
用于从移动节点接收包含本地分组数据协议的消息的装置；
用于对移动节点分配分组数据协议地址或者参与对移动节点的分组数据协议地址分配的装置；
用于接收接收节点的分组数据协议地址的装置；
用于根据接收的本地分组数据协议地址、接收节点分组数据协议地址、以及分配的分组数据协议地址来构建绑定更新消息的装置，该消息表示分配的分组数据协议与该移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定；以及
用于向接收节点发送或使得另一网络节点向接收节点发送构建的消息的装置。
在所附的权利要求中阐述了本发明的其他方面。
通过使分配节点为移动节点执行绑定更新过程，本发明有利地使得绑定更新过程能够更快。此外，节省了外地网络中的资源(特别是无线电资源)并且简化了绑定更新安全过程。在详细的说明中将更详细地说明本发明的这些优点。
下面是仅仅作为示例的对本发明优选实施例的详细说明，其中：
附图说明
图1是示出MIPv4中提供的移动性管理的概念图；
图2是示出MIPv6中提供的移动性管理的概念图；
图3是示出通过外部分组交换网络云连接的GPRS网络和wLAN网络的网络架构图；
图4、5和6分别示出了根据本发明的第一、第二和第三实施例的被修改为包括绑定过程的地址分配过程。
具体实施方式
现在将参照GPRS网络中的离开本地的MN对本发明进行详细说明，但是可以理解，本发明适用于针对任何类型分组数据网络(无论固定或移动)中的离开本地的MN的分组数据协议地址报告过程。此外，我们假设该MN在作为其HN的wLAN中已经分配有HAddr并且具有HA，但是可以理解，本发明适用于HN是任何类型的分组数据网络(无论固定或移动)的情况。
图3示出了示例性网络架构，其中GPRS网络10与wLAN网络20(以及一个或更多个外部分组网络)通过分组网络云30连接在一起。GPRS网络10和wLAN网络20可以是同一管理域内或者不同管理域中的子网。
GPRS网络10经由一个或更多个网关GPRS支持节点(GGSN)(尽管此处仅仅示出一个GGSN 12)连接到外部分组网络云30，所述GGSN通过内部基于IP的分组交换主干网与一个或更多个业务GPRS支持节点(SGSN)(尽管此处仅仅示出了一个SGSN 14)进行通信。SGSN 14对附着到GPRS业务的各个移动站(MS)的位置进行跟踪并且执行安全功能和接入控制。SGSN 14本身连接到一个或更多个无线接入网(RAN)16(2G GSM网络中的基站子系统(BSS)或3G UMTS网络中的UMTS陆地无线接入网(UTRAN))。RAN控制与MS 18的空中通信。
为了简明，略去了GPRS网络10的其它主要组件，例如存储GSM和UMTS签约数据的归属位置寄存器(HLR)、以及处理电路交换业务并且还对各个移动站(MS)的位置进行跟踪的移动交换中心/拜访位置寄存器(MSC/VLR)。读者查阅称为3G TS 23.060v3.12.0(2002-06)并且可以从http：//www.3gpp.org/ftp/specs/2002-06/R1999/23_series/的3GPP网站获得的GPRS业务说明书(1999发行)技术规范，其提供了对2G(GPRS/GSM)和3G(GPRS/UMTS)移动分组网络的详细业务说明。GPRS网络的功能通常也是公知的，尽管下面将详细描述其它方面。
WLAN网络20经由接入控制器(AC)22连接到外部分组网络云30，该接入控制器22对与MS 26空中通信的一个或更多个接入点24进行控制。wLAN网络的功能通常是公知的，在此不进行进一步详细描述。
让我们假设MIPv4使能或者MIPv6使能的MN 40在wLAN 20中启动。其通常会经历认证并且被分配在成为其HN的wLAN 20中使用的HAddr(IPv4或IPv6)。可以通过常规的过程来执行认证和HAddr分配。MN 40还通过标准MIPv4或MIPv6HA发现机制在wLAN 20中选择路由器48以用作其HA，或通过静态配置向其分配HA 48。因此，MN40知道或者至少可以发现HA的IP地址(HA Addr)。MN 40可以按常规方式进入与各种CN(例如CN 46)的通信会话。CN 46可以在wLAN 20自身中、在GPRS网络10中、或者在任何互连的网络中。
现在让我们假设MN 40漫游到GPRS网络10。MN 40此时可以在与CN 46进行通信会话或者可以不在与CN 46进行通信会话。为了接入GPRS分组交换业务，MN 40首先执行与SGSN的GPRS附着过程(2G GSM GPRS附着或3G UMTS GPRS附着)。基于存储在MN的用户标识模块(SIM)或者用户业务标识模块(USIM)以及HLR中的用户信息，使用GSM或UMTS认证来执行强制认证过程(参见3G TS 23.060第6.8.1节)。如果成功，则GPRS附着过程使得MN 40可以用于通过SGSN进行寻呼并且通知呼入分组数据。
然而，为了实际发送和接收分组数据，必须为MN 40分配在GPRS网络10中使用的分组数据协议(PDP)地址(即，IPv4地址或IPv6地址)。此外，MN 40必须创建并激活至少一个用于该PDP地址的PDP上下文。在GPRS中，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。PDP上下文激活处理使得MS不仅为SGSN所知而且为相应的GGSN所知，并且可以开始与外部数据网络的交互工作。
常规地，对MN 40使用的PDP地址的分配是GGSN的责任并且发生在激活PDP上下文的过程中(参见3G TS 23.060第9.2条)。根据本发明，可以将常规的PDP上下文激活和地址分配过程修改或补充为包括HBU过程以将分配的PDP地址(即CoA或CoCoA)报告给wLAN 20中的HA 48。此外，如果MN 40在与CN 46进行通信会话，则可以将常规的PDP上下文激活和地址分配过程修改或补充为包括CBU过程以将分配的PDP地址报告给CN 46。因为本发明执行HBU和CBU过程的技术实现很大程度上相似，所以共同地描述它们。然而应该理解，本发明的实施例适用于在经修改或补充的PDP上下文激活和地址分配过程中执行1)HBU过程而没有CBU过程，2)CBU过程而没有HBU过程，以及3)组合的HBU和CBU过程。
此外，在本发明的以下实施例中描述的过程将根据使用MIPv6、MIPv4(CoCoA模式)还是MIPv4(FA CoA模式)，以及使用静态地址分配还是全状态或无状态地址自动配置(IPv6)，和使用动态还是静态地址分配(IPv4)而不同。此外，无论GPRS网络10和wLAN 20是同一管理域还是不同管理域的子网，某些实施例都同等地适用，而某些更可能仅仅适用于GPRS网络10和wLAN 20是同一管理域子网的情况。以下将相应地指出这些因素。
第一实施例
图4示出了根据本发明第一实施例的被修改为包括HBU和/或CBU过程的PDP上下文激活和地址分配过程。无论GPRS网络10和wLAN 20是相同管理域还是不同管理域的子网，该实施例都适用。然而，该实施例尤其适用于如下情况：
a)MN 40为MIPv6使能，使用IPv6全状态地址自动配置来分配PDP地址(即MIPv6 CoA)；或
b)MN 40为MIPv4使能，GPRS网络10在MIPv4CoCoA模式下运作，使用IPv4动态地址分配来分配PDP地址(即MIPv4CoCoA)。
在步骤60，MN 40向其SGSN 14发送激活PDP上下文请求消息。该激活PDP上下文请求消息将PDP地址字段留空以请求对PDP地址的动态分配，但是可以将PDP类型字段设置为IPv4或IPv6以指定所需地址的类型。PDP配置选项用于提供MN的HAddr和HA Addr(即HA 48的IP地址)和/或CN Addr(即CN 46的IP地址)。在步骤62，SGSN 14向GGSN12发送创建PDP上下文请求消息，包括激活PDP上下文请求消息的参数。在步骤64，GGSN 12从地址分配服务器(AAS)28动态地获得要分配给MN 40的PDP地址(即IPv4或IPv6地址)。AAS 28可以实现为动态主机配置协议(DHCP)服务器，GGSN 12用作DHCP中继客户端。另选地，AAS28可以实现为远程认证拨入用户业务(RADIUS)服务器或Diameter服务器。注意AAS 28可以在GPRS网络10的内部或在其外部。此外，如果在内部，则可以将AAS 28功能集成到与GGSN 12相同的物理节点。
在分配了PDP地址之后，GGSN 12具有为MN 40执行HBU和/或CBU过程所需要的所有信息。在步骤66，GGSN 12向SGSN 14发送创建PDP上下文响应消息，包括分配的PDP地址。然后，在步骤68，GGSN 12为MN 40向HA 48发送HBU请求消息和/或向CN 46发送CBU请求消息。这些消息在MIP规范中称为绑定更新(MIPv6)消息或注册请求(MIPv4)消息，并且在下面将对其进行更详细的描述。在步骤70，HA 48/CN 46向GGSN 12发送表示HBU/CBU成功的HBU响应/CBU响应消息(在MIP规范称为绑定确认(MIPv6)消息或注册回复(MIPv4)消息)。通过为MN 40执行HBU和/或CBU过程，GGSN 12有效地起到对MN 40的代理绑定代理的作用。在步骤72，SGSN 14向MN 40发送包括所分配PDP地址的激活PDP上下文接受消息，这完成了地址分配和PDP上下文激活过程。
除了以下的不同之外，GGSN 12向HA 48发送的MIPv6绑定更新的格式与MIPv6中(参见MIPv6的第6.1.7节和第11.7.1节)所指定的相同。IPv6源地址是GGSN 12的地址而不是MN 40的地址。此外，MN 40的HAddr必须包括在本地地址目的地选项IPv6扩展报头中(如在MIPv6第6.1.7节中所指定的)，新分配的CoA包括在地址移动性选项的替换转交(Alternate Care)中(参见MIPv6的第6.2.4节)。
相似地，除了以下的不同之外，GGSN 12向CN 46发送的MIPv6绑定更新的格式与MIPv6中(参见MIPv6的第6.1.7节和11.7.2节)所指定的相同。IPv6源地址是GGSN 12的地址而不是MN 40的地址。此外，MN 40的HAddr必须包括在本地地址目的地选项IPv6扩展报头中(如在MIPv6第6.3节中所指定的)，新分配的CoA包括在地址移动性选项的替换转交中(参见MIPv6的第6.2.4节)。
除了IPv4的源地址是GGSN 12的地址而不是MN 40的地址之外，GGSN12向HA 48发送的MIPv4的注册请求消息与MIPv4中(参见MIPv4的第3.3节)所指定的相同。除此之外，注册请求如在MIPv4规范中(参见第3.3节)描述的标准，尤其在移动IP字段(包含在用户数据报协议(UDP)分组的有效负载中)包含MN 40的HAddr、HA Addr和新分配的CoCoA。
在第一实施例的变型中，可以由GGSN 12指示AAS 28而不是GGSN 12自己来为MN 40执行HBU和/或CBU过程。所需要的信息(HAddr和HAAddr/CN Addr)可以在步骤64的PDP分配过程期间发送的消息中发送到AAS 28。注意，由于新分配了PDP地址，所以AAS 28具有新分配的PDP地址。因此步骤68和70包括AAS 28与HA 48/CN 46之间的交互。
第二实施例
图5示出了根据本发明第二实施例的被修改为包括HBU和/或CBU过程的PDP上下文激活和地址分配过程。无论GPRS网络10和wLAN 20是相同管理域还是不同管理域的子网该实施例都适用。然而，该实施例尤其适用于MN40为MIPv4使能并且GPRS网络10在MIPv4FA CoA模式下操作的情况。
回忆一下，对于MIPv4FA-CoA模式，一个或更多个MN共享FA提供的CoA。根据3G TS 23.060第5.7条，可以将FA功能集成到GGSN 12中。然而，一般地，假设GGSN 12和用作MN的FA的路由器50是GPRS网络10的分立节点，尽管本发明同样适用于FA 50与GGSN 12集成在一起的特殊情况。
在步骤110，MN 40向其SGSN 14发送激活PDP上下文请求消息。激活PDP上下文请求消息将PDP地址字段留空以请求对PDP地址的动态分配，但是可以将PDP类型字段设置为IPv4以指定所需要的地址类型。使用PDP配置选项来提供MN的HAddr和HA 48的HA Addr/CN 46的CN Addr。在步骤112，SGSN 14向GGSN 12发送创建PDP上下文请求消息，包括激活PDP上下文请求消息的参数。在步骤114，GGSN 12从FA 50获得要分配给MN 40的PDP地址(即CoA)。
在分配了PDP地址(CoA)之后，GGSN 12具有为MN 40执行HBU和/或CBU过程所需要的所有信息。在步骤116，GGSN 12向SGSN 14发送创建PDP上下文响应消息，包括分配的PDP地址。然后，在步骤118，如以上对于第一实施例所述的，GGSN 12为MN 40向HA 48发送HBU请求消息和/或向CN 46发送CBU请求消息。注意，在MIPv4FA-CoA模式中，如图5所示，HBU消息(称为本地注册信息)和CBU消息是通过FA中继的。在步骤120，HA 48/CN 46向GGSN 12发送表示HBU/CBU成功的HBU响应/CBU响应消息。在步骤70，SGSN 14向MN 40发送激活PDP上下文接受消息，包括分配的PDP地址，这完成了地址分配和PDP上下文激活过程。
GGSN 12发送给HA 48和/或CN 46的MIPv4绑定更新消息的格式与以上对于第一实施例所指定的相同。
在第二实施例的变型中，可以由GGSN 12指示FA 50而不是GGSN 12自己来为MN 40执行HBU和/或CBU过程。所需要的信息(HAddr和HAAddr/CN Addr)可以在步骤114的PDP分配过程期间发送的消息中发送到FA 50。注意，由于新分配了PDP地址，所以FA 50具有新分配的PDP地址。因此步骤118和120包括FA 50与HA 48/CN 46之间的交互。
在上述的第一和第二实施例中，通过使得GGSN 12、AAS 28或FA 50在GPRS PDP上下文激活和地址分配过程期间为MN 40执行HBU和/或CBU过程，而不是使MN 40执行单独的和后继的常规HBU和/或CBU过程，可以实现更快的HBU和CBU，并且节约GPRS网络10中的资源(尤其是无线电资源)。
第三实施例
图6示出了根据本发明第三实施例的被修改为包括HBU和/或CBU过程的PDP上下文激活和地址分配过程。无论GPRS网络10和wLAN 20是相同管理域还是不同管理域的子网，该实施例都适用。然而，该实施例尤其适用于MN 40为MIPv6使能并且使用IPv6无状态地址自动配置来分配PDP地址的情况(即MIPv6CoA)。
对于GPRS内的IPv6无状态地址自动配置，分配给MS的完整IPv6地址可以部分地由GGSN提供，部分地由MS自身提供，该MS监听路由器通告并且获得链路本地接口标识符。因此，GGSN不知道分配给MS的完整PDP地址。在该实施例中，以进一步的PDP修改过程来补充PDP上下文激活过程以提供GGSN执行HBU和/或CBU过程所需要的信息，包括HAddr、HA Addr/CN Addr和新分配的完整PDP地址(即IMPv6 CoA)。
步骤80到90遵从3G TS 23.060中第9.2.1.1条所述的GPRS内的标准IPv6无状态地址自动配置。在步骤80，MN 40向其SGSN 14发送激活PDP上下文请求消息。激活PDP上下文请求消息将PDP地址字段留空以请求对PDP地址的动态分配，但是可以将PDP类型字段设置为IPv6以指定所需要的地址类型。在步骤82，SGSN 14向GGSN 12发送创建PDP上下文请求消息，包括激活PDP上下文请求消息的参数。在步骤84，GGSN12向SGSN 14发送创建PDP上下文响应消息，包括由分配给PDP上下文的前缀和接口标识符组成的PDP地址。在步骤86，SGSN 14向MN 40发送激活PDP上下文接受消息，包括分配的PDP地址。MN 40可以可选地在步骤88向GGSN 12发送路由器请求消息以激活对路由器通告消息的发送(其在步骤90由GGSN 12发送到MN 40)。路由器通告消息包含分配给PDP上下文的前缀(与在步骤82和84所提供的相同)。然后，MN 40基于该前缀以及a)也在步骤82和84提供的接口标识符或者b)本地生成的接口标识符来构建其完整的IPv6地址。
然后，根据本发明，在步骤92，MN 40向其SGSN 14发送修改PDP上下文请求消息。可以将MN 40设置为每次其通过IPv6无状态地址自动配置构建新的IPv6地址时自动执行该步骤。该修改PDP上下文请求消息包括PDP配置选项字段，该字段具有HAddr和HA Addr/CN Addr以及新构建的PDP地址(即MIPv6CoA)。注意，因为现在没有定义该选项，所以这需要对当前GPRS标准规范进行改动以在MS启动的修改PDP上下文过程中包括可选的PDP配置选项字段，或者至少用户修改。用于MS启动的修改PDP上下文过程中的可选PDP配置选项字段的格式和过程可以像针对MS启动的激活PDP上下文过程中的可选PDP配置选项字段而指定的(如3G TS 23.060第9.2条和3G TS 23.060中总体上所述)一样。在步骤94，SGSN 14向GGSN 12发送更新PDP上下文请求消息，包括修改PDP上下文请求消息的PDP配置选项参数。现在，GGSN 12具有为MN 40执行HBU和/或CBU过程的所有必要消息。在步骤96，GGSN 12向SGSN 14发送更新PDP上下文响应消息。在步骤98，GGSN 12为MN 40向HA 48发送HBU请求消息和/或向CN 46发送CBU请求消息。在步骤100，HA 48/CN46向GGSN 12发送HBU响应消息/CBU响应消息，表示成功的HBU/CBU。在步骤102，SGSN 14向MN 40发送修改PDP上下文接受消息。
GGSN 12发送给HA 48和/或CN 46的MIPv6绑定更新消息的格式与以上对于第一实施例所指定的相同。
在第三实施例的变型中，可以对标准PDP上下文激活过程的步骤80和82进行修改，以使得在激活PDP上下文请求消息和创建PDP上下文消息的PDP配置选项字段中将HAddr和HA Addr/CN Addr提供给GGSN 12，而不是在如上所述提供完整PDP地址的步骤92和94的修改PDP上下文请求消息和更新PDP上下文请求消息中。第三实施例的其它变型也是可能的，其中以PDP上下文激活过程与一个或更多个补充的PDP上下文修改过程的多种组合来将GGSN 12执行HBU和/或CBU过程所需要的各项信息(HAddr、HA Addr/CN Addr和(完整)PDP地址)提供给GGSN 12。
通过使GGSN 12在GPRS PDP修改过程期间为MN 40执行HBU和/或CBU过程(其使用在MN 40、SGSN 14与GGSN 12之间已经建立的控制层面连接)，而不是常规的HBU/CBU过程(其需要建立和使用MN 40、SGSN 14与GGSN 12之间的用户层面IP连接)，在GPRS网络10中节约了资源，尤其是无线电资源。
应该理解，如第三实施例中所述的，使用GPRS PDP修改过程以提供GGSN 12来为MN 40执行HBU和/或CBU过程也可以应用与以下情况：
a)MN 40为MIPv6使能，并且使用IPv6全状态地址自动配置来分配PDP地址(即MIPv6CoA)；或者
b)MN 40为MIPV4使能，GPRS网络10在MIPv4CoCoA模式下运行，并且使用IPv4动态地址分配来分配PDP地址(即MIPv4CoCoA)；或者
c)MN 40为MIPv4使能，GPRS网络10在MIPv4FA CoA模式下运行。
然而，在这三种情况中，很可能上述的关于本发明第一和第二实施例的过程优于第三实施例的过程，因为前者的过程提供了如上所述的额外的优点。
根据上述的第一、第二和第三实施例的变型，MN 40在PDP上下文激活过程或PDP修改过程不向GGSN 12提供HA Addr以使得GGSN 12能够为其执行HBU过程。相反地，GGSN 12使用MIPv4或MIPv6(酌情)的HA发现机制以获得适当的HA的地址。这些变型可能更适用于GPRS网络10和wLAN 20是相同管理域或不同管理域的子网的情况。这是因为在单个管理域内使用MIPv4或MIPv6HA发现机制的开销与跨多个管理域(可能包括MN可以从其漫游的所有那些不同网络)使用这些机制的开销相比是较小的。
对于MIPv6，GGSN 12可以通过向wLAN 20中的MIPv6HA的任播(anycast)地址定期发送网际控制消息协议(ICMP)HA发现请求消息并且接收响应的ICMP HA发现回复消息来使用HA发现机制(如MIPv6第6.5节、6.6节和11.4.1节所述)。可以在GGSN 12中静态地配置wLAN 20中的HA的任播地址。ICMP HA发现回复消息向GGSN 12提供一个或更多个合适的HA的地址以在如上所述地执行代理HBU过程时使用。
在存在一个或更多个GGSN 12可能需要对其执行代理HBU过程的MIPv6HA的情况下，GGSN 12定期向HA的任播地址发送ICMP HA发现请求消息并接收响应的ICMP HA发现答复消息。因此，GGSN 12保持wLAN 20和其它子网或网络中的用作HA的路由器的列表，并且，对于任何给定的MN，GGSN 12能够根据该MN的HAddr选择合适的HA Addr以发送HBU请求消息。
对于MIPv4(作为对上述MIPv6过程的替换)，GGSN 12可以通过监听来自wLAN 20中的HA的ICMP路由器通告(如MIPv4第2.1节和2.1.1节所述)或者来自wLAN 20中的HA的IPv6邻域发现路由器通告(如MIPv6第7.1节、7.4节和10.5.1节所述)来使用MIPv4或MIPv6HA发现机制。这些路由器通告向GGSN 12提供一个或更多个合适的HA的地址以在如上所述地执行代理HBU过程时使用。
如上所述，在存在一个或更多个GGSN 12可能需要对其执行代理HBU过程的HA的情况下，GGSN 12对来自这些HA中的每一个的ICMP路由器通告(MIPv4)和IPv6邻居发现路由器通告(MIPv6)进行监听。因此，GGSN 12保持wLAN 20和其它子网或网络中的用作HA的路由器的列表，并且，对于任何给定的MN，GGSN 12能够根据该MN的HAddr选择合适的HA Addr以发送HBU请求消息。
根据上述的第一、第二和第三实施例的进一步变型，MN 40在PDP上下文激活过程或者PDP修改过程中不向GGSN 12提供HA Addr以使得GGSN 12能够为其执行HBU过程。相反地，在GGSN 12中静态地配置有一个或更多个HA Address的列表来为MN 40向其发送HBU请求消息。这些变型适用于分别与第一、第二和第三实施例相同的情况。
在存在一个或更多个GGSN 12需要对其执行代理HBU过程的HA的情况下，GGSN 12静态地配置有这些HA的列表。因此，对于任何给定的MN，GGSN 12能够根据该MN的HAddr选择合适的HA Addr以发送HBU请求消息。
在上述的第一、第二和第三实施例的进一步变型中，MN 40可以分配有在GPRS网络10中使用的静态CoA或CoCoA。因此，并非通过IPv6全状态或无状态地址自动配置或者通过IPv4动态地址分配(通过AAS 28或FA 50)而被分配PDP地址，MN 40已经分配有PDP地址，其在PDP激活过程或随后的PDP修改过程中将该PDP地址提供给GGSN 12。然后在上述的各个HBU/CBU过程中将其报告给HA 48或CN 46。
常规地，当接收到HBU请求消息时，HA执行安全性功能以检查其与MN的安全关联。这为了防止作为MIP中的主要安全威胁的欺骗性绑定更新。然而，在本发明中，因为HBU请求消息是由GGSN 12、FA 50或AAS 28而不是MN 40发送的，所以HA 48仅仅需要根据情况检查其与GGSN 12、FA 50或AAS 28的安全关联，因为GPRS网络10已在GPRS附着过程期间认证了MN 40。可以永久地或半永久地建立GGSN 12与HA 48之间的安全关联。例如，GGSN 12和HA 48可以如下地配置安全关联：a)如果GPRS网络10和wLAN 20在相同的管理域内则通过网络运营商，或b)如果GPRS网络10和wLAN 20在不同的管理域中则在网络运营商之间的漫游协议下。
应该注意，在以上实施例和变型例中所述的各种实体之间发送的某些消息发生的确切顺序可以变化而不会不利地影响本发明的过程。
如上所述，本发明适用于针对离开本地网络的MN的分组数据协议地址报告过程，所述本地网络可以是无论固定还是移动的任何类型的分组数据网络。此外，本发明适用于在外地网络中为MN提供服务的情况，所述外地网络可以是无论固定还是移动的任何类型的分组数据网络。虽然上述实施例示出了可以如何对GPRS PDP地址分配过程进行修改或补充，应该理解，对于其它类型的分组数据网络，可以根据本发明相似地修改相应的PDP地址分配过程。
此外，尽管以上关于MIP对实施例进行了描述，但是很明显，本发明总体上适用于向接收节点提供绑定更新，所述绑定更新表示分配给移动节点以在外地分组数据网络中使用的分组数据协议地址与移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定。
Claims (12)
1、一种在外地分组数据网络中对于移动节点执行绑定过程的方法，该移动节点从本地分组数据网络漫游并具有本地分组数据协议地址，该方法包括以下步骤：
移动节点将其本地分组数据协议地址发送给负责对移动节点分配在外地网络中使用的分组数据协议地址的网络节点，即分配节点；
分配节点对移动节点分配分组数据协议地址或者参与对移动节点的分组数据协议地址分配；
分配节点接收接收节点的分组数据协议地址；以及
根据接收的本地分组数据协议地址、接收节点分组数据协议地址、以及分配的分组数据协议地址，分配节点向接收节点发送或使得另一网络节点向接收节点发送一消息，该消息表示分配的分组数据协议与该移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，接收节点是移动节点在本地分组数据网络中的本地代理。
3、根据权利要求2所述的方法，其中，移动节点将本地代理的分组数据协议地址发送给分配节点。
4、根据权利要求2所述的方法，其中，分配节点通过本地代理发现消息收发来接收本地代理的分组数据协议地址。
5、根据权利要求1所述的方法，其中，接收节点是与移动节点通信的对端节点。
6、根据权利要求5所述的方法，其中，移动节点将对端节点的分组数据协议地址发送给分配节点。
7、根据上述的任一项权利要求所述的方法，其中，移动节点是移动网际协议(MIP)使能的移动节点，绑定过程是MIP绑定过程，所分配的分组数据协议地址是MIP转交地址(CoA)或者协同定位转交地址(CoCoA)。
8、根据上述的任一项权利要求所述的方法，其中，外地网络是通用分组无线业务(GPRS)网络，并且分配节点是GPRS网络的GPRS支持节点(GGSN)。
9、根据权利要求8所述的方法，其中，移动节点在分组数据协议(PDP)上下文激活过程中将其本地分组数据协议地址发送给GGSN。
10、根据权利要求8所述的方法，其中，移动节点在分组数据协议(PDP)上下文修改过程中将所分配的其分组数据协议地址发送给GGSN。
11、根据权利要求10所述的方法，其中，在分组数据协议(PDP)上下文修改过程中在分组数据协议(PDP)配置选项字段中发送所分配的分组数据协议地址。
12、一种外地分组数据网络的分配节点，其被设置为针对移动节点执行绑定过程，所述移动节点从本地分组数据网络漫游并具有本地分组数据协议地址，该分配节点包括：
用于从移动节点接收包含本地分组数据协议的消息的装置；
用于对移动节点分配分组数据协议地址或者参与对移动节点的分组数据协议地址分配的装置；
用于接收接收节点的分组数据协议地址的装置；
用于根据接收的本地分组数据协议地址、接收节点分组数据协议地址、以及分配的分组数据协议地址来构建一绑定更新消息的装置，该消息表示分配的分组数据协议与该移动节点的本地分组数据协议地址之间的绑定；以及
用于向接收节点发送或使得另一网络节点向接收节点发送所构建的消息的装置。
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| CX01 | Expiry of patent term |