CN1816171B - 移动节点、基站、路由器以及分组通信系统 - Google Patents

移动节点、基站、路由器以及分组通信系统 Download PDF

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Abstract

移动节点、基站、路由器以及分组通信系统。公开了一种包括符合边缘移动性方案的移动节点、链路以及基站的分组通信系统中的移动节点，该移动节点包括：路由信息报告单元，被构造用来报告路由信息，该路由信息包括该移动节点的网络层地址和数据链路层地址；路由信息登记单元，被构造用来从所述基站获得包括所述基站的数据链路层地址和所述基站的网络层地址的信息以及这些信息的条目有效期，并将所获得的网络层地址、数据链路层地址和条目有效期登记在路由控制表中；存储单元，被构造用来存储所述路由控制表；以及分组发送单元，被构造用来将寻址到任何网络层地址的分组的数据链路层目的地地址设定为登记在所述路由控制表中的所述数据链路层地址，并发送该分组。

Description

移动节点、基站、路由器以及分组通信系统
技术领域
本发明涉及符合边缘移动性的分组通信系统中的移动节点、基站和路由器，并且涉及该分组通信系统。
背景技术
在使用网际协议版本6(IPv6)的互联网(例如，参见非专利文献1)中，移动IPv6(例如，参见非专利文献2)作为下述的技术而存在，该技术使得即使一节点移动而使该节点所连接的链路连续变化，该节点也能够与作为通信伙伴的另一节点保持通信。
移动IPv6定义了在互联网中移动的移动节点(MN)，以及存在于互联网中的预定链路上并向该MN传送寻址到该MN的分组的本地代理(HA)。
MN使用根据HA所在的链路确定的本地地址(HoA)以及根据该MN当前所在的链路确定的转交地址(CoA)。每当该MN移动时，该MN都对CoA进行更新。然后，该MN使用绑定更新(BU)消息向HA报告表示HoA与CoA之间的对应关系的绑定信息。该HA将由通信伙伴发送的寻址到该MN的HoA的分组封装到寻址到由该绑定信息表示的CoA的分组中。在移动IP中，根据上述操作来保证MN与伙伴节点之间的通信。
边缘移动性(例如，参见非专利文献3)是与移动IPv6相似的用于在IP层提供移动性的另一种技术。与移动IPv6相比，边缘移动性的优点在于：可以减少无线区段(section)中的控制信号以及开销，并且可以隐藏节点的拓扑信息。另一方面，根据移动IPv6，可以通过参照CoA中的网络前缀来估计MN的拓扑信息和地理位置。
边缘移动性定义了作为MN的默认路由器的接入路由器(AR)，以及用于对与MN相对应的地址的映射进行管理的路由管理器(RM)。另外，边缘移动性还定义了两种地址作为用于将分组传送给MN的地址：IP主机地址(IPha)和IP路由地址(IPra)。
该IPha是由MN识别为其自身地址的地址。在与任意MN进行通信时，通信伙伴的IPha被指定为目的地地址，而该MN的IPha被指定为源地址。尽管IPha可以用于在MN-移动台(节点B)-AR的区段之间传送IP分组，但是该IPha不能用于在位于AR上级(ahead)的核心网络(CN)中传送分组。IPra是可以由MN用来在核心网络(CN)中传送IP分组的地址。
该AR获得位于该AR的下级(under)的MN的IPha和IPra，并从RM获得通信伙伴MN的IPha和IPra。该AR将从无线接入网(RAN)传送到CN的分组的IP报头中的IPha转换为Ipra，并将从CN传送到RAN的分组的IP报头中的IPra转换为IPha。
参照图1对分组传送的具体示例进行说明。
例如，MN_A向MN_B发送分组(1)。在这种情况下，目的地为MN_B的IP主机地址。该IP主机地址是MN保持的IP地址，并且如上所述，其不适用于在核心网络中进行路由。
所发送的分组被传送至AR。该AR从RM获得位于该AR下级的MN的IPha和IPra，以及传输目的地的IPha和IPra。RM保持有对于该网络中的所有MN的地址对应关系。另外，该AR将所发送的寻址到MN_B的分组的IP报头中的各个源和目的地地址从IP主机地址转换为IP路由地址(2)。如上所述，IP路由地址是与IP主机地址相对应的地址，并且可以用于在核心网络中进行路由。
寻址到MN_B的经地址转换的分组被传送到MN_B的上级AR。MN_B的上级AR将寻址到MN_B的分组的IP报头中的各个源和目的地地址从IP路由地址转换为IP主机地址，并传送该分组(3)。MN_B对寻址到该MN_B的所传送分组进行接收(4)。
在边缘移动性中，根据上述方法，由于MN只能确定目的地MN的IP地址，所以隐藏了拓扑信息。另外，通过执行地址转换，不会出现由于在移动IPv6中执行的报头封装而导致的报头开销。以下是与本申请有关的文献：
[非专利文献1]S.Deering and R.Hinden，“Internet Protocol，Version 6(IPv6)Specification”，Request For Comments 2460，December，1998；
[非专利文献2]D.Johnson，et al.，“Mobility Support inIPv6，”Request For Comments 3775，June，2004；
[非专利文献3]Okagawa et al.，“IP packet routing mechanismin IP2”，IEICE，IN-MoMuC study group，Nov.2002；
[非专利文献4]3GPP TS 23.003V6.2.0，“Numbering，addressingand identification(Release 6)”，March，2004；
[非专利文献5]R.Hinden，et al.，“IP Version 6 AddressingArchitecture”，Request For Comments 2373，July，1998。
然而，上述传统技术包括以下问题。
在边缘移动性中，由于通过地址转换而隐藏了拓扑信息，所以可以用于RAN中的分组传送的IP地址是IPha。IPha的网络前缀对于每一个移动节点MN都是相同的。因此，RAN整体变为很大的子网。因此，存在无法使用网络前缀来生成路由表和传送分组(它们是以IP来进行的)的问题。
为了解决这个问题，提出了以下方法，在该方法中，节点B在层2上执行帧交换，从而在层2中的RAN中进行路由。然而，在这种情况下，当移动节点MN发送分组时，以及当AR向移动节点MN传送分组时，必须使用邻居发现协议(NDP)作为层2地址解析(resolution)方法。存在NDP对带宽受限的无线链路中的通信量产生影响的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种移动节点、基站、路由器以及分组通信系统，其能够通过由符合边缘移动性的节点和链路构成的RAN中的IP来进行最优路由和转发。
通过分组通信系统中的移动节点来实现该目的，该分组通信系统包括符合边缘移动性方案的节点、链路和基站，该移动节点包括：
路由信息报告单元，被构造用来报告路由信息，该路由信息是到自身移动节点的路由的信息；
路由信息登记单元，被构造用来获得到基站和默认路由器中的至少一个的路由信息，并将该路由信息登记在路由控制表中；
存储单元，被构造用来存储该路由控制表；以及
分组发送单元，被构造用来根据存储在路由控制表中的路由信息来发送分组。
根据本发明，在向要连接的基站发出附属请求(belonging request)时，移动节点向该基站报告该移动节点的路由信息，然后，响应于此，该移动节点可以获得用于将分组传送至该基站的所需信息。
还通过分组通信系统中的用于提供无线接入的基站来实现该目的，该分组通信系统包括符合边缘移动性方案的节点和链路，该基站包括：
附属移动节点登记单元，被构造用来将移动节点的路由信息登记到路由控制表中，该移动节点与该基站建立了附属关系；
附属移动节点报告单元，被构造用来向相邻基站和上级路由器中的至少一个报告该移动节点的路由信息；
路由信息登记单元，被构造用来获得到附属于该相邻基站的移动节点的路由信息以及到上级路由器的路由信息中的至少一个；
存储单元，被构造用来存储该路由控制表；以及
分组传送单元，被构造用来根据该路由控制表来传送分组。
根据本发明，当从移动节点接收到附属请求时，基站可以对该移动节点的路由信息进行登记，以将所登记的路由信息报告给附近的移动台。因此，可以在最优路由上执行不同基站下的移动节点之间的通信。
还通过分组通信系统中的位于分别提供无线接入的多个基站的上级侧的路由器来实现该目的，该分组通信系统包括符合边缘移动性方案的节点和链路，该路由器包括：
移动节点路由信息登记单元，被构造用来获得到移动节点的路由信息，并将该路由信息登记到路由控制表中；以及
默认路由报告单元，被构造用来报告附属于不同路由器的移动节点的路由信息。
根据本发明，可以建立分组传送路由，以在不同的上级路由器下的移动节点之间进行通信。
还通过一种分组通信系统来实现该目的，该分组通信系统包括符合边缘移动性方案的移动节点、路由器和基站，
该移动节点包括：
路由信息报告单元，被构造用来报告路由信息，该路由信息是到自身移动节点的路由的信息；
路由信息登记单元，被构造用来获得到基站和默认路由器中的至少一个的路由信息，并将该路由信息登记在路由控制表中；
存储单元，被构造用来存储该路由控制表；以及
分组发送单元，被构造用来根据存储在路由控制表中的路由信息来发送分组，
该基站包括：
附属移动节点登记单元，被构造用来将移动节点的路由信息登记到路由控制表中，该移动节点与该基站建立了附属关系；
附属移动节点报告单元，被构造用来向相邻基站和上级路由器中的至少一个报告该移动节点的路由信息；
路由信息登记单元，被构造用来获得到附属于该相邻基站的移动节点的路由信息以及到该上级路由器的路由信息中的至少一个；
存储单元，被构造用来存储该路由控制表；以及
分组传送单元，被构造用来根据该路由控制表来传送分组，
该路由器包括：
移动节点路由信息登记单元，被构造用来获得到移动节点的路由信息，并将该路由信息登记到路由控制表中；以及
默认路由报告单元，被构造用来报告附属于不同路由器的移动节点的路由信息。
根据本发明，可以执行无线接入网络中的最优IP路由和转发。
附图说明
通过结合附图来阅读以下详细说明，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加明了，附图中：
图1是用于说明边缘移动性分组传送的图；
图2是表示本发明实施例的移动节点的框图；
图3是表示本发明实施例的基站的框图；
图4是表示本发明实施例的上级路由器的框图；
图5是用于说明本发明实施例的移动节点中的路由控制表生成处理的图；
图6A是表示本发明实施例的移动节点中的路由控制表生成处理的流程图；
图6B是表示本发明实施例的移动节点中的路由控制表生成处理的流程图；
图7是用于说明本发明实施例的基站中的路由控制表生成处理的图；
图8A是表示本发明实施例的基站中的路由控制表生成处理的流程图；
图8B是表示本发明实施例的基站中的路由控制表生成处理的流程图；
图8C是表示本发明实施例的基站中的路由控制表生成处理的流程图；
图8D是表示本发明实施例的基站中的路由控制表生成处理的流程图；
图9是用于说明本发明实施例的上级路由器中的路由控制表生成处理的图；
图10是表示本发明实施例的上级路由器中的路由控制表生成处理的流程图；
图11是表示本发明实施例的移动节点之间的通信的流程图；
图12是表示本发明实施例的移动节点之间的通信的流程图；
图13是表示本发明实施例的移动节点之间的通信的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图来说明本发明的实施例。在用于说明实施例的附图中，对具有相同功能的组件使用相同的标号。
本实施例的分组通信系统符合边缘移动性方案的设计概念。即，该分组通信系统保护终端的位置信息并有效利用无线资源，以通过无线接入网(RAN)中的IP来执行最优路由和转发。
该分组通信系统包括移动节点(MN)、基站(节点B)、层2交换机和位于基站上级侧的路由器(以下称为上级路由器)。当MN开始或执行切换时，在包括MN、节点B和上级路由器的RAN中对MN的路由进行更新，从而发送分组。
首先，描述本实施例的移动节点(MN)120。
如图2所示，移动节点(MN)120包括：发送器-接收器122，其包括天线；路由信息处理装置124，其与发送器-接收器122相连；以及存储装置132，其与发送器-接收器122以及路由信息处理装置124相连。
路由信息处理装置124包括路由信息报告单元126、路由信息登记单元128，以及分组发送单元130，它们都与发送器-接收器122以及存储装置132相连。
发送器-接收器122发送并接收分组。存储装置132存储路由控制表，即，MN高速缓存(Cache)。路由信息报告单元126向基站报告路由信息，该路由信息是到自身移动节点120的路由的信息。路由信息登记单元128从基站获得到该基站和默认路由器中的至少一个的路由信息，并将该路由信息登记到存储装置132内的路由控制表中。分组发送单元130根据所登记的路由信息来发送分组
接下来，描述本实施例的基站(节点B)140。
如图3所示，基站140包括：发送器-接收器142，其具有天线；传送处理装置144，其与发送器-接收器142相连；以及存储装置156，其与发送器-接收器142以及传送处理装置144相连。
传送处理装置144包括附属移动节点登记单元146、附属移动节点报告单元148、相邻基站附属移动节点登记单元150、上级路由器登记单元152，以及分组传送单元154，它们都与发送器-接收器142以及存储装置156相连。
发送器-接收器142发送和接收分组。存储装置156存储路由控制表，即，路由表和邻居高速缓存(Neighbor Cache)。附属移动节点登记单元146将与自身基站建立了附属关系的移动节点的路由信息登记到存储在存储装置156中的路由控制表中。附属移动节点报告单元148向相邻基站和上级路由器中的至少一个报告与自身基站具有附属关系的移动节点的路由信息。相邻基站附属移动节点登记单元150从另一基站的附属移动节点报告单元获得附属于相邻基站的移动节点的路由信息，并将该路由信息登记在路由控制表中。上级路由器登记单元152从上级路由器获得到该上级路由器的路由信息，并将该路由信息登记到路由控制表中。分组传送单元154根据所生成的路由控制表来传送分组。相邻基站附属移动节点登记单元150和上级路由器登记单元152可以形成路由信息登记单元。在这种情况下，该路由信息登记单元获得附属于相邻基站的移动节点的路由信息和到上级路由器的路由信息中的至少一个，并将该路由信息登记到路由控制表中。
下面描述本实施例的上级路由器。
如图4所示，上级路由器180包括：发送器-接收器182，其具有天线；传送处理装置184，其与发送器-接收器182相连；以及存储装置190，其与发送器-接收器182以及传送处理装置184相连。
传送处理装置184包括移动节点路由信息登记单元186和默认路由报告单元188，二者都与发送器-接收器182以及存储装置190相连。
发送器-接收器182发送并接收分组。存储装置190存储路由控制表，即，路由表和邻居高速缓存。移动节点路由信息登记单元186获得到移动节点的路由信息，并将该路由信息登记到存储装置190内的路由控制表中。默认路由报告单元188向基站报告到下述移动节点的路由信息，该移动节点附属于与自身路由器不同的路由器。
下面对用于生成移动节点120、基站140以及上级路由器180中的路由控制表的处理进行说明。
首先，参照图5、6A和6B来说明移动节点120中的路由控制表生成处理。
移动节点120在以下至少一种情况下与基站140交换路由信息：移动节点120启动时；以及执行基站之间的切换时。
更具体地，当移动节点120启动时，即，当打开电源时(1)，移动节点120例如向附属基站1401(节点B_1)发送RRC(无线资源控制)的联合请求消息，以进行附属请求(2)。在这种情况下，例如，通过接收相邻基站的通知信息，使用小区搜索的结果来选择要附属的基站140。
另外，作为小区搜索的结果，当移动节点120找到质量高于当前的附属基站1401(节点B_1)的基站时，移动节点120向具有较高质量的基站移动。例如，当基站1402的质量高于基站1401的质量时，移动节点120向基站1402(节点B_2)移动(6)，并且向基站1402(节点B_2)例如发送RRC的联合请求消息，以进行重新附属请求(7)。
更具体地，路由信息报告单元126定义了用于将MN的全局IP地址、MN的链路本地IP地址、MN的MAC地址以及这些信息的条目有效期(lifetime)写入到联合请求/重新联合请求消息中的字段。另外，路由信息报告单元126将与MN有关的这些路由信息发送给基站1401和基站1402中的至少一个。作为由路由信息报告单元126报告的数据链路层的地址，可以使用UE-ID(例如，参见非专利文献4)而不是MAC地址。
基站140将进行附属请求的移动节点120登记到保持在基站140的节点B高速缓存中的路由表和邻居高速缓存中(3)、(8)。
在执行了附属处理之后，基站1401(节点B_1)或者基站1402(节点B_2)发送RRC的联合响应/重新联合响应消息(4)、(9)。
移动节点120接收从基站1401(节点B_1)或者基站1402(节点B_2)发送来的联合响应/重新联合响应消息，并完成附属于节点B的处理(5)、(10)。
更具体地，路由信息登记单元128将写入在该联合响应/重新联合响应消息中的节点B的链路本地IP地址(网络层地址)、节点B的MAC地址(数据链路层地址)，以及这些信息的条目有效期登记到保持在移动节点120的MN高速缓存中的默认路由器列表、目的地高速缓存以及邻居高速缓存中。在这种情况下，例如，对前缀列表进行设置，使得所有目的地都处于非链接状态(Off Link)。因此，移动节点120在以下至少一种情况下使用层2的连接建立消息与基站140交换路由信息：当移动节点120启动时；以及当移动节点120执行切换时。
接下来，参照图6A和6B来说明移动节点120中的路由控制表生成处理。
首先，参照图6A来说明基站140中的处理。该处理涉及移动节点120中的路由控制表生成处理。
首先，在步骤S602，移动台120执行启动处理和切换处理中的至少一种。从移动台120向基站140发送联合请求/重新联合请求消息。
接下来，基站140的附属移动节点登记单元146在步骤S604将该移动节点120登记到由节点B高速缓存保持的路由表和邻居高速缓存中，并且在步骤S606中发送联合响应/重新联合响应消息。
接下来，参照图6B来说明移动节点120中的处理。
在步骤S608，移动节点120从基站140接收联合响应/重新联合响应消息。
接下来，在步骤S610，路由信息登记单元128将通过该联合响应/重新联合响应报告的链路本地IP地址、MAC地址以及这些信息的有效期登记在默认路由器列表、目的地高速缓存以及邻居高速缓存中。
接下来，对基站(节点B)140中的路由控制表生成处理进行说明。
基站(节点B)140对附属于自身基站的移动节点的路由信息进行登记，并与相邻节点B或上级路由器中的至少一个交换路由信息。
更具体地，如图7所示，附属移动节点登记单元146将写入在从移动节点120接收到的联合请求/重新联合请求中的预定字段内的移动节点120的全局IP地址、该移动节点的链路本地IP地址、该移动节点的MAC地址，以及这些信息的有效期登记到路由表和邻居高速缓存中。
更具体地，附属移动节点登记单元146将用于移动节点120的传送目的地IF(接口)设置为接收路由表中的消息的IF。例如，当从移动节点120(MN_1)接收到联合请求/重新联合请求消息时，将用于移动节点120(MN_1)的传送目的地IF设置为IF_X。在图7中，IF_X和IF_Y被分别登记为MN_2和MN_3的传送目的地IF。在这种情况下，IF_Y表示下一跳为到基站1402(节点B_2)。
另外，附属移动节点登记单元146将移动节点120的MAC地址登记到邻居高速缓存中。例如，当从移动节点120(MN_1)发送了联合请求/重新联合请求消息时，将移动节点120(MN_1)的MAC地址(MN_1_MACaddr)登记为移动节点120(MN_1)的IP地址(MN_1_IPaddr)，并设定为可到达(REACHABLE)。在图7中，在邻居高速缓存中，将MN_2的MAC地址(MN_2_MACaddr)和节点B_3的MAC地址(NODE B_3 MACaddr)分别登记为MN_2的IP地址(MN_2 IPaddr)和MN_3的IP地址(MN_3 IPaddr)，并且设定为可到达(REACHABLE)。
接下来，附属移动节点报告单元148使用路由更新消息，将到由附属移动节点登记单元146登记的移动节点(MN)的全局IP地址的路由信息报告给相邻基站1402、1403和1404，并报告给上级路由器180(3)。例如，附属移动节点报告单元148报告：寻址到移动节点120(MN_1)的分组的下一跳为基站1401(节点B_1)。路由更新消息定义了用于写入移动节点(MN)的全局IP地址的字段，该移动节点(MN)报告了路由信息和该路由信息的有效期。
由于附属移动节点报告单元148要向位于同一上级路由器下的每一个基站都发送路由更新消息，所以附属移动节点报告单元148使用所有节点多播地址(例如，参见非专利文献5)作为目的地地址来发送该路由更新消息。考虑到对通信量负荷的影响，附属移动节点报告单元148可以仅向上级路由器发送路由更新消息。
当其他基站140的相邻基站附属移动节点登记单元150接收到路由更新消息时，该其他基站140的相邻基站附属移动节点登记单元150将寻址到移动节点(MN)的全局IP地址的分组的下一跳的传送目的地设定为路由更新消息的源基站，并将传送目的地接口设定为接收到路由更新消息的接口，并将这些数据登记在路由表中。另外，相邻基站附属移动节点登记单元150将源基站1401(节点B_1)的MAC地址登记到邻居缓存中，作为数据链路层地址，该数据链路层地址用于将分组传送到被设定为下一跳的基站1401(节点B_1)的IP地址。
例如，当基站1402从基站1401(节点B_1)接收到路由更新消息时，基站1402将MN_1登记在路由表和邻居高速缓存中。在这种情况下，如果已经登记了MN_1，则对信息进行更新。结果，在基站1402的路由表中，将基站1401(节点B_1)设定为寻址到移动节点120(MN_1)的分组的下一跳的传送目的地，并将IF_W设定为传送目的地的接口。IF_W是基站1402中的接收路由更新消息的IF，并且IF_W表示下一跳为节点B_1。另外，在图7中，在基站1402的路由表中，将IF_X登记为寻址到MN_7的分组的下一跳的传送目的地，并将IF_X登记为寻址到MN_8的分组的下一跳的传送目的地。
在基站1402的邻居高速缓存中，将基站1401的MAC地址(NODEB_1_MACaddr)登记为移动节点(MN_1)的IP地址(MN_1 IPaddr)，并设定为可到达。另外，如图7所示，在基站1402的邻居高速缓存中，将MN_7的MAC地址(MN_7_MACaddr)登记为MN_7的IP地址(MN_7 IPaddr)，并将MN_8的MAC地址(MN_8_MACaddr)登记为MN_8的IP地址(MN_8IPaddr)，从而可以到达。
接下来，参照图8A来说明基站140中的路由控制表生成处理。
在步骤S802，基站140发送路由更新消息。
接下来，在步骤S804，接收到该路由更新消息的另一基站140的相邻基站附属移动节点登记单元150获得由该路由更新消息报告的移动节点的全局IP地址，并将寻址到该全局IP地址的分组的下一跳传送目的地设定为源基站(节点B)，将传送目的地IF设定为接收到该消息的IF，并将这些信息登记在路由表中。在该步骤中，源基站的MAC地址被登记在邻居高速缓存中。
接下来，参照图8B来说明基站140中的移动节点登记处理。
首先，在步骤S806，基站140从移动节点120接收联合请求/重新联合请求消息。
接下来，在步骤S808，附属移动节点登记单元146将移动节点120的全局IP地址(网络层地址)、移动节点120的链路本地IP地址、移动节点120的MAC地址(数据链路层地址)，以及这些地址的有效期登记在路由表和邻居高速缓存中。
接下来，在步骤S810，附属移动节点报告单元148向相邻基站和上级路由器中的至少一个发送路由更新消息，该路由更新消息表示：寻址到移动节点120的全局IP地址的分组的传送目的地为自身基站(节点B)。
下面参照图8C来说明从相邻基站接收路由更新消息的基站的操作。
在步骤S812，该基站从相邻基站接收路由更新消息。
接下来，在步骤S814，相邻基站附属移动节点登记单元150将路由更新消息的源基站登记到路由表中，作为寻址到所报告的移动节点的全局IP地址的分组的下一跳的传送目的地，另外，将源基站的MAC地址登记在邻居高速缓存中。
下面参照图8D来说明从上级路由器接收路由更新消息的基站的操作。
在步骤S816，该基站从上级路由器180接收路由更新消息。
接下来，在步骤S818，上级路由器登记单元152将该上级路由器登记到路由表中作为默认路由器，另外，将该上级路由器的MAC地址登记在邻居高速缓存中。
下面参照图9和10来说明上级路由器180中的路由控制表生成处理。
上级路由器180从基站140获得移动节点120的路由信息，并使用路由更新消息将默认路由报告给附属于自身上级路由器的基站。即，上级路由器180报告下述的信息，该信息表示：寻址到未登记在基站140中的目的地地址的分组应被传送至上级路由器180。默认路由是当分组的目的地IP地址没有登记在路由表中时，到作为传送目的地的下一跳节点的路由。路由更新消息周期性地执行这种报告。
更具体地，当移动节点路由信息登记单元186接收到路由更新消息时，移动节点路由信息登记单元186获得写入在该消息中的移动节点的全局IP地址(网络层地址)，将寻址到该全局IP地址的分组的下一跳的传送目的地设定为该路由更新消息的源基站，将传送目的地接口设定为接收到该路由更新消息的接口，并将这些信息登记在路由表中。
另外，移动节点路由信息登记单元186将基站的MAC地址登记到邻居高速缓存中，作为数据链路层地址，用于将分组传送至下一跳的基站的IP地址。
默认路由报告单元188使用路由更新消息向基站140报告默认路由。周期性地向基站140发送路由更新消息。因此，可以对默认路由的路由信息进行报告。默认路由报告单元188例如向所有节点多播地址发送该路由更新消息，以将该路由更新消息报告给存在于上级路由器180下的每一个基站。
当基站140的上级路由器登记单元152从上级路由器180接收到路由更新消息时，上级路由器登记单元152将该上级路由器登记在路由表中作为默认路由。另外，上级路由器登记单元152将上级路由器的MAC地址登记到邻居高速缓存中作为数据链路层地址，用于将分组传送到该上级路由器的IP地址。如果已经登记了数据，则上级路由器登记单元152对诸如有效期的参数进行更新。
即，当基站1401(节点B_1)的上级路由器登记单元152从上级路由器180接收到路由更新消息时，该上级路由器登记单元152将IF_Y设定为默认路由上的下一跳的传送目的地的接口，并对其进行登记。IF_Y是基站1401的IF，并且表示下一跳为上级路由器180(Router_1)。另外，基站1401(节点B_1)的上级路由器登记单元1 52将Router_1的MAC地址(Router_1_MACaddr)登记为Router_1的IP地址(Router_1_IPaddr)，并在邻居高速缓存中设定为可到达。
当基站1402(节点B_2)的上级路由器登记单元152从上级路由器180接收到路由更新信息时，该上级路由器登记单元152将IF_W设定为默认路由上的下一跳的传送目的地的接口，并对其进行登记。IF_W是基站1402的IF，并且表示下一跳为上级路由器180(Router_1)。另外，基站1402(节点B_2)的上级路由器登记单元152将Router_1的MAC地址(Router_1_MACaddr)登记为Router_1的IP地址(Router_1 IPaddr)，并在邻居高速缓存中设定为可到达。
下面参照图10来说明上级路由器180中的路由控制表生成处理。
在步骤S1002，上级路由器180从基站接收路由更新消息。
接下来，在步骤S1004，移动节点路由信息登记单元186将移动节点120的全局IP地址、链路本地IP地址、MAC地址以及这些信息的有效期登记在路由表和邻居高速缓存中。
下面对移动节点120中的分组发送和接收处理以及基站140和上级路由器180中的分组传送处理进行说明。在以下说明中，将对附属于同一基站140(节点B)的移动节点(MN)120之间的通信、附属于同一上级路由器180下的不同基站140(节点B)的移动节点(MN)之间的通信，以及附属于不同上级路由器180下的基站140(节点B)的移动节点(MN)之间的通信进行说明。
首先，参照图11来说明附属于同一基站140(节点B)的移动节点(MN)120之间的通信。下面，以附属于同一基站1401的移动节点1201和移动节点1202之间的通信为例进行说明。
发送侧移动节点1201(MN_1)的分组发送单元130与目的地IP地址无关地将层2帧(L2帧)的目的地地址设定为MN_1所附属的基站1401(节点B_1)的MAC地址(1)。例如，分组发送单元130与目的地IP地址无关地将基站1401(节点B_1)设定为L2帧的目的地地址，并发送该L2帧。
基站1401(节点B_1)的分组传送单元154在路由表和邻居高速缓存中搜索指向移动节点1202(MN_2)的IP地址(MN_2 IPaddr)的路由，并将L2帧的目的地地址设定为移动节点1202(MN_2)的MAC地址，并发送该L2帧(2)。结果，从MN_1发送的IP分组被附属于同一基站1401(节点B_1)的移动节点1202(MN_2)接收。
下面参照图12来说明附属于同一上级路由器180下的不同基站140(节点B)的移动节点(MN)之间的通信。下面，说明分别附属于上级路由器180的基站1401和基站1402的移动节点1201和移动节点1202之间的通信。
发送侧移动节点1201(MN_1)的分组发送单元130与目的地IP地址无关地将层2帧(L2帧)的目的地地址设定为MN_1所附属的基站的MAC地址(1)。例如，分组发送单元130与目的地IP地址无关地将L2帧的目的地地址设定为基站1401(节点B_1)的MAC地址，并发送该L2帧。
基站1401(节点B_1)的分组传送单元154在路由表和邻居高速缓存中搜索指向移动节点1202(MN_2)的IP地址(MN_2_IPaddr)的路由，并将L2帧的目的地地址设定为L2帧的基站1402(节点B_2)的MAC地址(NODE B_2_MACaddr)，并发送该L2帧(2)。结果，从基站1401(节点B_1)传送来的分组经由层2交换机160发送到基站1402(节点B_2)。
基站1402(节点B_2)的分组传送单元154在路由表和邻居高速缓存中搜索指向移动节点1202(MN_2)的IP地址(MN_2_IPaddr)的路由，并将L2帧的目的地地址设定为移动节点1202(MN_2)的MAC地址(MN_2_MACaddr)，并发送该L2帧(3)。结果，从移动节点1201(MN_1)发送的IP分组被附属于同一上级路由器下的不同基站的移动节点1202(MN_2)接收。
下面参照图13来说明附属于不同上级路由器180下的基站140(节点B)的移动节点120之间的通信。在该示例中，说明了分别附属于不同上级路由器1801和1802下的基站的移动节点1201和移动节点1207之间的通信。
发送侧移动节点1201(MN_1)的分组发送单元130与目的地IP地址无关地将层2帧(L2帧)的目的地地址设定为MN_1所附属的基站1401的MAC地址。例如，分组发送单元130与目的地IP地址无关地将L2帧的目的地地址设定为基站1401(节点B_1)的MAC地址，并发送该L2帧。
基站1401(节点B_1)的分组传送单元154参照分组的IP报头的目的地IP地址，并在路由表和邻居高速缓存中搜索该目的地IP地址的下一跳传送目的地以及该传送目的地的数据链路层地址。如果路由表中未登记该目标IP地址，则该目的地移动节点附属于不同上级路由器下的基站。因此，分组传送单元154经由默认路由向上级路由器发送分组。例如，由于路由表和邻居高速缓存中不存在到移动节点1207(MN_7)的IP地址(MN_7_IPaddr)的路由，所以基站1401(节点B_1)的分组传送单元154将下一跳设定为默认路由，并发送该分组(2)。结果，从基站1401(节点B_1)传送的分组经由层2交换机160发送至上级路由器1801。
接下来，上级路由器1801使用边缘移动性传送方法将分组传送至上级路由器1802(3)。上级路由器1802以上述方式将该分组传送至移动节点1207所附属的基站。接收到所传送的分组的基站将该分组传送至移动节点1207(MN_7)。结果，从移动节点1201(MN_1)发送的IP分组被移动节点1207(MN_7)接收。
因此，当在移动节点启动或者执行切换的情况下向待连接的基站发出附属请求时，移动节点向基站报告到自身移动节点的路由信息。响应于此，该移动节点可以获得将分组传送至该基站所需的信息。另外，该移动节点可以通过与通信伙伴的目的地无关地将分组的传送目的地设定为基站来发送分组。
该基站在从该移动节点接收到附属请求时对该移动台的路由信息进行登记，并将所登记的路由信息报告给相邻基站。因此，不同基站下的移动台可以使用最优路由彼此进行通信。
位于基站上级侧的路由器向上级路由器报告下述的信息，该信息用于为寻址到路由控制表中并不存在的移动节点的分组设定传送目的地。因此，可以建立分组传送路由，以在不同上级路由器下的移动节点之间进行通信。
如上所述，根据本实施例，可以实现与移动台的启动和切换相关联的路由控制方法和分组传送方法。因此，在采用移动边缘性作为核心网络的移动性控制方案时，可以使用最优路由来实现通常难以实现的无线接入网中的分组传送，并且可以通过与启动或切换相关联来执行高效的路由更新。
另外，根据本实施例，由于基站执行主机路由中的路由控制表生成和IP分组传送，所以可以在不使用NDP(邻居发现协议)的情况下对RAN(无线接入网)中的路由进行优化。因此，也可以在应用了边缘移动性的分组通信系统的RAN中使用最优路由来传送IP分组。另外，通过响应于移动节点的启动或切换而执行路由更新，与其中周期性地更新路由的情况(例如，路由控制方案)相比，可以有效地使用通信路由的带宽。
本发明的移动节点、基站、路由器以及分组通信系统可以应用于符合边缘移动性的分组通信系统。
本发明并不限于具体公开的实施例，而是在不脱离本发明范围的情况下可以进行多种变化和修改。
本发明包含与2005年2月1日在JPO提交的日本专利申请No.2005-025309相关的主题，此处通过引用并入其全部内容。

Claims (12)

1.一种包括符合边缘移动性方案的移动节点、链路以及基站的分组通信系统中的移动节点，该移动节点包括：
路由信息报告单元，被构造用来报告路由信息，该路由信息包括该移动节点的网络层地址和数据链路层地址；
路由信息登记单元，被构造用来从所述基站获得包括所述基站的数据链路层地址和所述基站的网络层地址的信息以及这些信息的条目有效期，并将所获得的网络层地址、数据链路层地址和条目有效期登记在路由控制表中；
存储单元，被构造用来存储所述路由控制表；以及
分组发送单元，被构造用来将寻址到任何网络层地址的分组的数据链路层目的地地址设定为登记在所述路由控制表中的所述数据链路层地址，并发送该分组。
2.根据权利要求1所述的移动节点，其中：
所述路由信息报告单元被构造用来在所述移动节点启动时以及执行切换时中的至少一种情况下报告所述路由信息；并且
所述路由信息登记单元被构造用来在所述移动节点启动时以及执行切换时中的至少一种情况下获得所述信息。
3.根据权利要求1所述的移动节点，其中：
所述路由信息报告单元被构造用来在所述移动节点启动时使用联合请求消息来报告所述路由信息；并且
所述路由信息登记单元被构造用来从响应于所述联合请求消息而发送到所述移动节点的联合响应消息中获得所述信息。
4.根据权利要求1所述的移动节点，其中：
所述路由信息报告单元被构造用来在所述移动节点执行切换时使用重新联合请求消息来报告所述路由信息；并且
所述路由信息登记单元被构造用来从响应于所述重新联合请求消息而发送到所述移动节点的重新联合响应信息中获得所述信息。
5.一种在分组通信系统中提供无线接入的基站，该分组通信系统包括符合边缘移动性方案的移动节点和链路，该基站包括：
附属移动节点登记单元，被构造用来将与所述基站建立了附属关系的移动节点的第一路由信息登记到路由控制表中，其中所述第一路由信息包括该移动节点的网络层地址和数据链路层地址；
附属移动节点报告单元，被构造用来向相邻基站和上级路由器中的至少一个报告所述移动节点的第二路由信息，其中所述第二路由信息表示用于发送寻址到所述移动节点的分组的下一跳是报告所述第二路由信息的所述基站；
路由信息登记单元，被构造用来获得到附属于所述相邻基站的移动节点的第二路由信息以及到所述上级路由器的默认路由信息中的至少一个，并将该路由信息登记到所述路由控制表中；
存储单元，被构造用来存储所述路由控制表；以及
分组传送单元，被构造用来根据所述路由控制表来传送分组。
6.根据权利要求5所述的基站，其中：
所述附属移动节点登记单元被构造用来在所述移动节点启动时将所述路由信息登记到所述路由控制表中；
所述附属移动节点报告单元被构造用来在所述移动节点启动时将所述路由信息报告给所述相邻基站和所述上级路由器中的至少一个；并且
所述路由信息登记单元被构造用来在所述相邻基站下的移动节点启动时从所述相邻基站获得到所述移动节点的第二路由信息，并将所获得的路由信息登记到所述路由控制表中。
7.根据权利要求6所述的基站，其中：
所述附属移动节点登记单元被构造用来将包含在从所述移动节点发送的联合请求消息中的所述移动节点的网络层地址和数据链路层地址登记到所述路由控制表中；
所述附属移动节点报告单元被构造用来在登记所述移动节点的第一路由信息时，使用路由更新消息将到所登记的移动节点的网络层地址的路由报告给所述相邻基站和所述上级路由器中的至少一个；并且
所述路由信息登记单元被构造用来将包含在从所述相邻基站发送的路由更新消息中的所述移动节点的网络层地址登记到所述路由控制表中。
8.根据权利要求5所述的基站，其中：
所述附属移动节点登记单元被构造用来在所述移动节点执行切换时将所述第一路由信息登记到所述路由控制表中；
所述附属移动节点报告单元被构造用来在所述移动节点执行切换时将所述第二路由信息报告给所述相邻基站和所述上级路由器中的至少一个；并且
所述路由信息登记单元被构造用来在所述相邻基站下的移动节点执行切换时从所述相邻基站获得到所述移动节点的第二路由信息，并将该路由信息登记到所述路由控制表中。
9.根据权利要求8所述的基站，其中：
所述附属移动节点登记单元被构造用来将包含在从所述移动节点发送的重新联合请求消息中的所述移动节点的网络层地址和数据链路层地址登记到所述路由控制表中；
所述附属移动节点报告单元被构造用来在登记所述移动节点的第一路由信息时，使用路由更新消息将所登记的移动节点的网络层地址的路由报告给所述相邻基站和所述上级路由器中的至少一个；并且
所述路由信息登记单元被构造用来将包含在从所述相邻基站发送的路由更新消息中的所述移动节点的网络层地址登记到所述路由控制表中。
10.一种分组通信系统中的位于多个基站的上级侧的路由器，每一个基站都提供无线接入，该分组通信系统包括符合边缘移动性方案的移动节点和链路，该路由器包括：
移动节点路由信息登记单元，被构造用来从基站获得到移动节点的路由信息，并将该路由信息登记到路由控制表中，其中所述路由信息表示用于发送寻址到所述移动节点的分组的下一跳是报告所述路由信息的所述基站；以及
默认路由报告单元，被构造用来向基站报告默认路由信息，其中所述默认路由信息包括所述路由器的网络层地址和数据链路层地址，并且其中所述默认路由是当分组的目的地IP地址没有登记在路由表中时，到作为传送目的地的下一跳节点的路由。
11.根据权利要求10所述的路由器，其中：
所述移动节点路由信息登记单元被构造用来将包含在从所述路由器下的基站发送的路由更新消息中的所述移动节点的网络层地址登记到所述路由控制表中；并且
所述默认路由报告单元被构造用来使用路由更新消息向所述路由器下的基站报告所述路由器的网络层地址和数据链路层地址，作为到未登记在由所述基站保持的路由控制表中的移动节点的路由。
12.一种分组通信系统，其包括符合边缘移动性方案的移动节点、路由器和基站，
所述移动节点包括：
路由信息报告单元，被构造用来报告路由信息，该路由信息包括该移动节点的网络层地址和数据链路层地址；
路由信息登记单元，被构造用来从所述基站获得包括所述基站的数据链路层地址和所述基站的网络层地址的信息以及这些信息的条目有效期，并将所获得的网络层地址、数据链路层地址和条目有效期登记在路由控制表中；
存储单元，被构造用来存储所述路由控制表；以及
分组发送单元，被构造用来将寻址到任何网络层地址的分组的数据链路层目的地地址设定为登记在所述路由控制表中的所述数据链路层地址，并发送该分组；
所述基站包括：
附属移动节点登记单元，被构造用来将与所述基站建立了附属关系的移动节点的第一路由信息登记到路由控制表中，其中所述第一路由信息包括该移动节点的网络层地址和数据链路层地址；
附属移动节点报告单元，被构造用来向相邻基站和上级路由器中的至少一个报告所述移动节点的第二路由信息，其中所述第二路由信息表示用于发送寻址到所述移动节点的分组的下一跳是报告所述第二路由信息的所述基站；
路由信息登记单元，被构造用来获得到附属于所述相邻基站的移动节点的第二路由信息以及到所述上级路由器的默认路由信息中的至少一个，并将该路由信息登记到所述路由控制表中；
存储单元，被构造用来存储所述路由控制表；以及
分组传送单元，被构造用来根据所述路由控制表来传送分组，
所述路由器包括：
移动节点路由信息登记单元，被构造用来从基站获得到移动节点的路由信息，并将该路由信息登记到路由控制表中，其中所述路由信息表示用于发送寻址到所述移动节点的分组的下一跳是报告所述路由信息的所述基站；以及
默认路由报告单元，被构造用来向基站报告默认路由信息，其中所述默认路由信息包括所述路由器的网络层地址和数据链路层地址，并且其中所述默认路由信息被所述基站用来发送寻址到没有特定路由信息的移动节点的分组。
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