CN1817007B - 用于在ip连接之间实现无缝切换的方法与设备 - Google Patents

用于在ip连接之间实现无缝切换的方法与设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种方法(900)与设备，其用于实现从第一网际协议(IP)连接(221)到第二IP连接(331)的切换。方法包括：使用第一IP连接以及第一站的第一IP地址，在第一站与网关之间传输分组数据通信，网关将分组数据通信中继到第二站；以第一站的第二IP地址建立第二IP连接，第一IP连接为第一站与网关之间的主要连接，而第二IP连接为第一站与网关之间的次要连接，确定第二IP连接应为第一站与网关之间的主要连接；以及通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知网关，第二IP地址是主要地址，将第二IP连接变为主要连接。

Description

用于在IP连接之间实现无缝切换的方法与设备
技术领域
一般地，本发明涉及通信系统，更具体地，涉及用于从一个IP连接向另一IP连接实现分组数据通信的无缝切换的方法与设备。
背景技术
通信系统已经并且继续快速演化，如在无线通信系统中相当明显的那样。系统已经并且正在部署，以允许支持分组数据的移动站访问分组数据网络，例如因特网或者互联网，例如利用IP地址与各种分组数据传输协议的网络，分组数据协议例如网际协议(IP)、传输控制协议(TCP)、通用数据报协议(UDP)以及更近的流控传输协议(STCP)。许多2G与3G蜂窝与类蜂窝系统，例如GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)2000、宽带CDMA、UMTS(通用移动电信服务)依赖于或支持这些分组数据协议。这些蜂窝系统典型地被安排和构造为向通信提供从一蜂窝固定点到另一同样的蜂窝固定点的切换，该切换对于系统的用户而言或多或少是透明的，即很少或没有指示。
其它通信系统正获得推广，且这些通信系统的特征在于向用户提供服务的无线的小型或局域系统，其常常是无线的，其典型地在适当的认证与鉴权流程成功之后。这些无线系统包括，比如说，基于IEEE802.11或围绕其设计的。这些系统大多被设计为低成本的，并在很大程度上打算消除连线与电缆。这样，这些系统在很大程度上不处理移动性问题，例如在通信中途将通信从一固定或接入点切换到另一点，更不用说接收或发起从和到蜂窝或类蜂窝系统的切换。一些802.11系统确实具有将被一固定点中止的通信在另一固定点恢复(pick up)的能力，只要这些固定点属于同一子网(在802.11系统中称为基本服务集，即BSS)即可，然而，这可能要用好几秒，而且不适于处理具有实时或时间关键的需求的移动用户。
显然地，存在对用于从一个IP连接向另一IP连接实现切换时间关键的通信的方法与设备的需要。优选地，这对于系统、网络运营商与用户而言将是透明的，并支持使用TCP/UDP分组数据的旧有设备与应用。
发明内容
为了克服以上现有技术中的一个或多个缺陷，根据本发明的第一方面，提供了一种用于实现从第一网际协议IP连接到第二IP连接的无缝切换的方法，所述方法包括：在第一站与网关之间传输分组数据通信，其使用所述第一IP连接以及所述第一站的第一IP地址，所述网关将所述分组数据通信中继到第二站；以所述第一站的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为所述第一站与所述网关之间的主要连接，而所述第二IP连接为所述第一站与所述网关之间的次要连接，所述第一与所述第二IP连接同时存在，所述主要连接和所述次要连接分别为主要流控传输协议SCTP连接和次要SCTP连接，所述建立第二IP连接的步骤进一步包括：搜索IP连接；联系IP接入点；以及，通过使用SCTP将所述第二IP地址通知给所述网关，来与所述网关建立连通；确定所述第二IP连接应为所述第一站与所述网关之间的所述主要连接；和通过使用SCTP消息通知所述网关，所述第二IP地址是主要地址，将所述第二IP连接变为所述主要连接，其中，所述分组数据通信立即切换到所述第二IP连接。
为了克服以上现有技术中的一个或多个缺陷，根据本发明的第二方面，提供了一种无线通信单元，其被安排和构造为实现从第一网际协议IP连接到第二IP连接的切换，所述无线通信单元包括：无线收发器与控制器，其被协作地安排，以便使用所述第一IP连接以及所述无线通信单元的第一IP地址来与网关传输分组数据通信，所述网关将所述分组数据通信中继到第二站；所述控制器进一步用于：以所述无线通信单元的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为所述无线通信单元与所述网关之间的主要连接，而所述第二IP连接为所述无线通信单元与所述网关之间的次要连接，所述第一与所述第二IP连接同时存在，所述主要连接和所述次要连接分别为主要流控传输协议SCTP连接和次要SCTP连接，所述建立第二IP连接的步骤进一步包括：搜索无线IP连接；联系无线IP接入点；以及，通过使用SCTP将所述第二IP地址通知给所述网关，来与所述网关建立连通；确定所述第二IP连接应为所述主要连接；和通过使用SCTP消息通知所述网关，所述第二IP地址是所述主要地址，将所述第二IP连接变为所述主要连接，其中，所述分组数据通信立即切换到所述第二IP连接。
为了克服以上现有技术中的一个或多个缺陷，根据本发明的第三方面，提供了一种由网关执行的方法，其中，所述网关被安排和配置为促进从第一网际协议IP连接到第二IP连接的无缝切换，所述方法包括：与第一站进行分组数据通信的传输，其使用所述第一IP连接以及所述第一站的第一IP地址，并用于将所述分组数据通信中继到第二站；以所述第一站的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为与所述第一站的主要连接，而所述第二IP连接为与所述第一站的次要连接，所述第一与所述第二IP连接同时存在，所述主要连接和所述次要连接分别为主要流控传输协议SCTP连接和次要SCTP连接，所述建立第二IP连接的步骤进一步包括：接收包括所述第一站的所述第二IP地址的SCTP消息；接收SCTP消息，其指示所述第二IP连接应为与所述第一站的所述主要连接；和通过使用所述第二IP地址作为所述分组数据通信的所述主要地址，将所述第二IP连接变为所述主要连接，其中，所述分组数据通信立即切换到所述第二IP连接。
附图说明
所附绘图用于进一步阐释各种实施例并解释各种原则与优点，其均遵照本发明，其中在各个分离的视图中相似的引用号表示相同或功能上相似的组件，且绘图与下面的详细描述集成到说明书中并形成说明书的一部分。
图1以简化和示例性的形式描述利用流控传输协议来支持站之间的多个连接的通信系统的系统级图表；
图2是描述通信在两IP连接之间切换的优选实施例的系统级图表，其遵照本发明；
图3到图5显示描述流控传输协议(SCTP)隧穿的各种图表，其遵照本发明；
图6与图7描述系统级图表的另一实施例，其显示通信使用SCTP隧穿在两IP连接之间切换，其遵照本发明；
图8描述适宜于用于图2、图6与图7的系统中的无线通信单元的优选实施例的功能框图，其遵照本发明；和
图9显示用于在两IP连接之间实现通信的切换的优选方法的流程图。
具体实施方式
在概括形式中，本公开涉及向无线通信单元提供服务的通信系统，或者更具体地，涉及操作其的用户。更具体地，公开并讨论了各种发明概念与原则，其实施于用于使用SCTP消息以支持时间关键或实时通信的方式从一个IP连接向另一IP连接实现分组数据通信的切换的方法与设备中。感兴趣的通信系统至少部分地是无线的，并且是被开发和部署的，例如802.11局域系统，以及这样的局域系统和2G+与3G蜂窝与类蜂窝系统，例如GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)2000、宽带CDMA、UMTS(通用无线电信服务)，其需要在局域系统之内和局域系统与其它系统(例如蜂窝系统)之间解决移动性问题。
如下面进一步讨论的那样，有利地，采用各种发明概念及其组合，以促使担当SCTP端点的网关，或者担当SCTP端点并与网关通信的站，建立其它可供选择的IP连接，可按需要使用该连接来在需要或合意时以对于用户与用户通信而言透明的方式实现切换，而无需任何系统组件或设备的进一步干预，从而缓解了与已知系统相关联的各种问题，只要利用这些原则或其等价物的话。通过使用网关，可将与网关上游的使用TCP或UDP分组数据的旧有站的通信切换到网关与下游站之间的不同的IP连接。
提供即时公开，以便以使能(enabling)的方式进一步解释制造和使用遵照本发明的各种实施例的最佳模式。进一步提供公开，以增强对发明原则与其优点的理解和认识，而非以任何方式限制本发明。本发明仅由权利要求，包括在本申请的未决期(pendency)期间进行的任何修正，以及所发布的这些权利要求的全部等价物，来定义。
本领域技术人员进一步理解，关系术语的使用，如果有的话，例如第一与第二、顶与底、等等，仅用于将一实体或动作从另一实体或动作区别开来，而不必要求或暗示这些实体或动作之间存在任何实际的这样的关系或顺序。许多发明功能与许多发明原则使用软件程序或指令与集成电路(IC)(例如专用IC)，或在其之内，来最佳地实现。在由这里公开的概念与原则引导时，预期本领域普通技术人员，尽管可能需要显著的努力与许多由，比如说，可用时间、当前技术、与经济考虑激发的设计选择，将容易地掌握如何生成这样的软件指令与程序与IC，而仅需最少的实验。因此，为简洁和最小化任何使遵照本发明的原则与概念变得晦涩的风险起见，将把这些软件与IC的进一步讨论，如果有的话，限制为关于优选实施例之内的原则与概念的最基本的。
参照图1，下面将讨论和描述利用流控传输协议来支持站(具体地，站A 103与站B 105)之间的多个IP连接的通信系统的简化的、示例性的系统级图表。在图1中，站A 103(描述为移动或便携式无线通信单元，例如蜂窝或用户手持设备或消息单元等等)与站B 105(显示为便携式笔记本电脑)通过第一网络107和第一IP连接109通信，其中站A具有第一IP地址IP A1 111，而站B具有第一IP地址IP B1113。站A与站B还通过第二网络116共享第二IP连接115，其中站A具有第二IP地址IP A2 117，而站B具有第二IP地址IP B2 119。显示了第三IP连接121，其中站A使用其第二IP地址IP A2117，而站B使用第三IP地址IP B3123。
使用称为流控传输协议(SCTP)的相对新的传输协议使得上面的多个连接安排成为可能，SCTP最近由因特网工程任务组(IETF)标准化。其操作于TCP与UDP的同一层，可被视为TCP的更具能力的版本。SCTP被设计为提供一种方法，使得端点或站上的应用能够管理与另一站的并发的可靠流，使得流将不会彼此堵塞。SCTP也可混合可靠流(reliable streams)与最大努力流(best effort streams)。还预期SCTP通过允许站向另一端点或站指定其具有超过一个IP目的地址来增大可获得性。另一端点将选择这些地址之一作为主要目的地址。当该地址失败时，SCTP层将自动地切换到另一可供选择的目的地址。切换无须来自使用SCTP层的应用的任何帮助。特别地，当其它可供选择的地址使用不同的网络时，系统可靠性大大增强。然而，SCTP的失败切换(fail-over switching)可能要用好几秒，因此对于诸如话音或视频等时间关键的通信而言是太慢了。本公开讨论和公开将解决该问题的各种概念与原则。
SCTP不允许诸如站A或B等端点改变其供应给另一端点的地址而不首先挂起并重新发起IP连接。也不能指定另一端点应使用哪一地址作为主要目的地址。正在扩展SCTP，以允许运营商改变站或端点之内的IP设备，而不必重新发起SCTP传输(参见draft-ietf-tsvwg-addip-sctp-03.txt)。该IETF草案定义SCTP扩展消息，端点可用该消息来通知另一端点：要删除目的地址，要添加目的地址，或者要将给定地址作为主要目的地址。可以以新颖的、有利的方式来使用这些SCTP扩展消息，以支持和实现IP连接之间的及时切换。Dorenbosch等的、题为“METHOD AND APPARATUS FOR EFFECTINGA HANDOFF BETWEEN TWO IP CONNECTIONS FOR TIMECRITICAL COMMUNICATIONS”的、具有相似的提交日期并转让给与这里相同的受让人的联合未决的(Co-pending)专利申请讨论了一种新颖的、创造性的技术，其用于使用SCTP在站之间实现切换。这里我们讨论和描述一种新颖的、创造性的技术的各种方面，该技术用于实现切换，甚至在站中的一个或多个正使用TCP/UDP方案时也是如此。
参照图2，下面将描述和讨论描述一种系统的优选实施例的系统级图表，该系统适宜于用于在两个IP连接之间进行第一站203(SCTP端点B)与网关205之间的通信的无缝切换。第一站203与网关之间的两个IP连接利用SCTP作为传输协议207。网关205通过经由，比如说，因特网211中继与第二站的通信，便利并提供第一站与第二站209之间的通信，该站正在(或者可以正在)在TCP或UDP 211上运行应用。这样，对于与第一站203的交换或通信而言，第二站209是TCP/UDP端点，而网关205既是对应的TCP/UDP端点213，又是SCTP端点215。图2描述为第一站使用第一IP地址IP A1217的第一IP连接219，其经由已知的蜂窝式“接入点”或网络，特殊地为无线接入网(RAN)与网关221，路由到蜂窝式核心(网)223，从而到网关205。在UMTS(系统)中以及在GPRS系统中，网关205可以是GGSN：网关GSN，其表示网关GPRS支持节点。在CDMA系统中，网关可以是分组数据网关。使用第二IP地址IP A2225的第二IP连接227经由基本服务集228路由，从而到无线IP接入点AP 229，穿过分发系统231与门户233，到网关205。
尽管图2显示一个IP连接经由蜂窝系统，而另一(IP连接)经由无线IP接入点，特殊地为IEEE 802.11接入点，重要的是注意到有线与无线网络或接入点的任何组合可有利地使用这里讨论和描述的发明原则与概念。例如，可使用遵照各种已知标准与技术及其演化(例如HiperLan、蓝牙、其它局域网技术、以及蜂窝或类蜂窝接入技术的各种变化形式)的各种接入点，并且可使用这里公开的概念来实现各个系统或网络之内或之间的切换。本公开的一个优选方面将聚焦于使用IEEE 802.11网络来这样做的必要。我们将短暂地离题，引入一些一般地应用于802.11网络的构造、定义、与术语。
使用802.11的无线IP正变得越来越普及。例如，许多大众咖啡店现在向其顾客提供802.11b连通。顾客可浏览互联网或其公司的内部网，在享受拿铁咖啡的同时阅读和回复电子邮件。无线IP也可提供实时服务，例如基于IP的话音和视频会议。802.11覆盖域称为基本服务集(BSS)，例如BSS 228。802.11标准支持移动站的ad-hoc网络的隔离的BSS，但典型的BSS包括接入点(AP)(例如接入点229)，其提供到其它无线与有线LAN(例如分发系统231)的桥接或接入，并从其通过门户213与网关205到因特网213。
每一BSS包括单个AP，并且站(例如第一站或站B 203)在任一时间仅能与一个AP联系。该联系规则使得以定义的方式将IP数据路由或分发到该站成为可能，这是因为知道哪一AP与该站相联系。站B对于该联系具有目的地址即IP地址IP A2225，关于该地址的消息被经由AP 209路由到该站203。
诸如站B 203等移动站可从一个BSS漫游到下一BSS，并连接到另一AP。802.11标准也定义了协同的BSS的扩展服务集(ESS)，以简化漫游。这样，比如说，可允许顾客从咖啡店漫游到邻近的书店，并继续浏览因特网，只要两个设施属于同一ESS。顾客的站首先中断连接或中止与咖啡店内的AP之间的联系，并在其后联系书店内的AP。这可以全部足够快地发生，使得浏览器操作仅有几秒的中断，但是对于实时或时间关键的应用(例如话音或基于IP的话音)而言还不够快，并且将不支持ESS之间的切换。注意，即使在ESS之间切换，上面的技术也工作。相反，如802.11的标准澄清的那样，如果不使用这里描述的原则与概念，ESS转变将导致服务中断。本段尽管与图2中描述的情形在很大程度上不相关，将帮助解释切换以及这样的系统中的需要，其中切换是在两个无线IP接入点之间进行的。
作为概述，图2中显示的从蜂窝系统到无线IP网络的切换包括通过使用SCTP将第一IP地址IP A1217通知给网关205，建立或发起第一IP连接。优选地这将由第一站203进行。其后，方法包括使用运行在SCTP上的应用在站B 203与网关之间通信，其使用第一IP连接219和站B的第一IP地址217，穿过蜂窝网络，其中网关进行SCTP到(或从)TCP/UDP的地址翻译与协议翻译，并中继与(到或从)第二站209的分组数据通信。在建立并使用第一IP连接之后，无缝切换的下一要求是以站B 203的第二IP地址225建立第二IP连接227，其中与网关的第一IP连接保持为主要连接，而第二IP连接为次要连接，两者同时存在。其后，确定第二IP连接应为主要连接；并通过使用SCTP消息通知网关，第二IP地址是主要地址，来将第二IP连接变为主要连接，其中分组数据通信立即切换到第二IP连接，完成无缝切换。
参照图2，移动或便携站(站B 203)将初始地不在802.11BSS或覆盖域之内，或者，如果在覆盖域之内的话，对与无线IP接入点229建立联系或IP连接不感兴趣。移动站已登记到蜂窝系统。移动站203必须获取至少一个IP地址(Y1)，其将站B的外部流量映射到网关205中，其显示为蜂窝系统的一部分。该地址可以以已知的方式(类似UMTS中的PDP上下文激活)获取。因此，移动站的在地址Y1上的所有流量将被路由到网关。网关将把流量在IP地址A1上转发到移动站。当与地址Y1通信时，端点X正使用TCP/UDP，并且不知道网关将改变传输层，使得将SCTP用于蜂窝系统上的通信。移动端点可以或可以不在蜂窝连接上使用额外的IP地址，并将它们作为其它可供选择的SCTP目的地址提供给另一端点网关205。然而，经由同一蜂窝式连接使用多个连接并不显著地增加可获得性。
移动站B也必须获得网关要使用的第一IP地址IP A1。地址IP A1可以全局地唯一。它甚至可以等于地址Y1，在此情形中，移动站仅需要获取一个地址。然而，优选地，移动站获取私有IP地址IP A1，其对于蜂窝系统而言是局部的。在该情形中，网关在地址Y1与A1之间提供网络地址翻译。网络地址翻译是已知的，并且远非不重要的，这是因为许多应用将原始IP地址嵌入到其与对方交换的数据中。在此情形中，地址翻译涉及替换特定应用的数据中的地址值。此类型的操作也是已知的。进行此类型的翻译的网关常常称为应用级网关(ALG)。作为可供选择的另一种替代方案，移动站从网关获得(私有)IP地址A1，而网关也分配外部地址Y1。甚至可以移动站将不知道外部地址。
移动站中的应用在蜂窝式连接上使用IP。移动站中的应用必须运行在SCTP上，使用地址A1。以熟悉的SCTP的方式，移动站将试图向另一端点(例如第二站209)通知与蜂窝式连接相关联的至少一个IP地址A1。网关将截取或接收所有SCTP消息，并将提供双重功能：当移动站试图通过提供其目的IP地址IP A1来与另一外部端点建立SCTP联系时，网关将使用地址Y1发起与另一端点的TCP连接。如果应用要求，网关可能需要与另一端点建立多个TCP连接。当另一外部端点使用地址Y1发起与移动站的TCP连接时，网关205使用地址A1与移动站建立新的SCTP联系，或向A1上的已有联系添加新的流。如果地址A1不同于地址Y1，网关将以已知的应用层网关的方式进行地址与端口翻译。外部端点将仅看见IP地址Y1。
网关将进一步执行SCTP(与移动(站))与TCP/UDP(与外部端点)之间的传输协议翻译。翻译是这样的，使得对于与移动站的可靠流，网关与外部端点(第二站)使用TCP，而对于与移动站的不可靠流，网关与外部端点使用UDP。当与移动站通信时，网关将使用地址A1作为主要SCTP地址。依据应用，应用层网关可将在来自移动站的不同的SCTP流上接收的数据发送给另一端点的不同的IP端口，并将从另一端点的不同的IP端口接收的数据联合为同一SCTP联系的分离的SCTP流。
另一端点站209将使用外部IP地址(Y1)作为移动站的TCP/UDP目的地址。事实上，由于网关中的翻译，外部端点将不知道移动站正使用SCTP。类似地，移动站不需要知晓网关处的传输协议翻译。就移动站而言，其与外部端点在SCTP上通信。实时应用优选地使用会话发起协议(SIP)来在SCTP上建立实时会话。SIP在SCTP上的使用在draft-ietf-sip-sctp-01.txt中讨论。很容易为SIP写一个应用层网关。然而，在SCTP上建立会话是不够的。为使本发明工作，会话承载商不得不也在SCTP上运行。SIP使用会话描述语言(SDL)来规定如何在端点之间发送实时数据。SIP依赖于会话描述协议(SDP)来提供媒体沟通功能。目前，SDP可规定话音或视频数据将使用基于UDP的RTP。可能需要一种SDL扩展，以允许这样的规范，即话音或视频在最大努力流上运行在SCTP上。这样的扩展是在本领域普通技术人员的能力集之内的。移动站或站在其蜂窝式连接上使用第一IP连接。站B上的同时支持蜂窝式与无线IP的应用将运行在SCTP上，并可被调节为当其确定站同时支持蜂窝式与无线IP时，或者如果其确定站同时支持蜂窝式与无线IP的话，运行在SCTP上。
参照图2，描述了以第一无线站B 203的第二IP地址IP A2 225建立第二IP连接227之后的结果或情形，其中在第一站与网关之间，第一IP连接保持为主要连接，而第二IP连接为次要连接，两连接同时存在。建立第二IP连接进一步包括搜索适宜的连接，联系IP接入点，并通过使用SCTP向网关通知第二IP地址225，与网关建立连通。搜索、联系、与建立的实现(undertake)独立于并透明于支持分组数据通信的应用。搜索适宜的无线IP连接进一步包括以下中的一个或多个：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，站B能够成功地认证接入点，或者到网关205的连通是可获得的。尽管我们这里的讨论与为802.11接入点的无线IP接入点相关联进行描述，预期其它局域接入技术也将从这里讨论的概念与原则中受益。使用SCTP将第二IP地址通知给站B，优选地，使用第二IP连接，从而初始化该连接。
更详细地，支持802.11的移动站，例如站B 203，将有规律地搜寻适宜的无线IP连接。当其找到适宜的连接时，其联系接入点，认证，并与有线网络建立连通。注意，图2中显示的BSS 228(连接到蜂窝式核心(网)的网关)很可能将与蜂窝式服务提供商(SP)相联系，且无线站B可能甚至能够使用SIM卡来认证。更一般地，当网关或应用层网关独立于蜂窝系统时，BSS可不与SP相联系。在蜂窝式SP与BSS的操作者之间可以有也可以没有漫游协议。有趣的是，本发明无需漫游协议即可工作。移动站可注册到BSS，从而能够独立地认证BSS，并获得到有线网络的接入。可做到这一点，而无需蜂窝式SP的任何知识。在过程中的任何事件中，无线站可获取新的IP地址(通过DHCP，比如说)。移动站也可能能够使用已有的IP地址。在任一情形中，移动站具有至少一个第二IP地址IP A2 225，其用在802.11IP连接227上。移动站(站B)其后使用SCTP扩展消息来指令另一SCTP端点(网关205)将第二IP地址作为站B的另一可供选择的目的地址添加。在此过程期间，移动站B上的应用继续在基于蜂窝的IP连接上使用第一IP地址，以与网关通信，而网关使用IP地址IP Y1将此通信中继到第二站609。尽管进行了所有这些，第二站209上的应用继续使用IP地址IP Y1，且应用数据继续流经蜂窝式系统。
注意，第二IP地址的获取不是由应用进行的。站B之内并运行在站B上的无线/移动性软件进行此任务。该无线/移动性软件也与SCTP层交互，以将第二IP地址IP A2225通知给网关。如果第二IP地址先前与蜂窝式连接相关联，移动站必须首先将第二IP地址从蜂窝式连接去关联。在该情形中，它必须首先通知网关删除第二地址。如果蜂窝式连接现在由于某种原因而失败，另一端点将自动地切换到第二IP连接，这里为802.11连接。移动站优选地应将其802.11连接保持在“活动”模式。甚至在此错误情形未实时处理的情形下，其已经提供了比现有技术的方法更可靠的连接。站B 203可使用第一或第二IP地址与连接来指令网关205添加第二IP地址225。优选地，其使用第二连接与地址，这是因为这将初始化第二连接，具体地，在AP 229、分发系统231以及站与网关之间的路径中的任何新的路由器、进一步的网关、或防火墙内建立适当的设置。
图2也将用于解释在从一IP连接到另一(IP连接)(这里为蜂窝式到无线IP系统)的无缝切换中的后继过程的结果。一旦在某点建立第二IP连接，无线站B确定第二IP连接应为主要连接。确定第二IP连接应为主要连接可包括以下中的一个或多个：确定来自第一IP连接的服务质量正在退化(这里为来自蜂窝式基站的信号正在减弱)，第二IP连接的价目合意，或者需要或想要可经由第二IP连接经由无线IP网络获得的服务(例如更高的带宽)。在任一情形(event)中，站B现在准备好切换到无线IP接入点229并使用802.11。站B将把与802.11AP 229的第二连接设为“活动”模式，如果该连接还不是“活动的”的话，并使用SCTP扩展消息通知网关，第二IP地址225现在是站B的主要SCTP目的地址。网关或运行于其上的SCTP应用现在将开始使用第二IP地址225作为站B的目的地址。注意，切换多少变得更加迅速，而且对于应用于第二站209而言完全透明。
很可能，802.11AP 229位于室内，而蜂窝的覆盖可能是最低限度的。在第二IP连接建立并变为主要连接之后，当站B观察到蜂窝式连接正在恶化时，或者完全出于其判断，其可通过使用SCTP消息通知网关删除第一IP地址，并中止任何使用第一IP连接的联系(这里为中止蜂窝式IP连接)，来断开第一IP连接。注意，应用将继续正常地操作，尽管是在第二IP连接上。站B可经由第一连接将新的主要地址(现在为IP A2)通知给网关，其后在该连接上等待确认。优选地，站B在将第二IP连接设为“活动”模式之后，经由第二IP连接将新的主要地址通知给网关。优选地，站B安排切换的时间，使得其在时间关键的通信中的空闲或安静时期(例如实时话音通话中的暂停或静音)期间开始。站B可选择延缓中止第一IP连接219，直到其不在蜂窝系统的覆盖域为止；这是因为具有超过一个连接增加了可靠性。站B在将第一IP连接从蜂窝系统解关联之后，也可将第一IP连接与802.11AP 229关联，并通知网关，其现在已变为另一可供选择的SCTP目的地址。
漫游回到蜂窝本质上是逆过程。应用运行在SCTP上，其使用第一IP地址上的802.11连接。网关使用第一IP地址(图2中的IP A2)作为主要目的地址。如果需要的话，站B建立与蜂窝系统的连接，其支持在第二IP地址(IP A1)上传输数据。第二IP地址可以是静态的，或者可动态地获取。与在UMTS系统中建立第二PDP上下文类似，可能需要特殊的供给，以获取适宜的服务质量。其后，移动站中的软件使用SCTP扩展消息来将第二IP地址的可获得性通知给网关中的SCTP层。站B中的软件其后使用SCTP消息来指令另一端点中的SCTP层使用第二IP地址作为主要目的地址。移动站现在可断开802.11IP连接。在做此之前，其应使用SCTP消息来指令网关205中的SCTP层删除第一IP地址。
上述流程也可用于任何两个无线IP接入点之间的实时切换，包括穿越802.11网络中的ESS。流程可用于在任何两种IP传输媒体之间切换，例如在有线LAN与无线IP LAN之间，或者在蜂窝式网络与有线LAN之间。公共元素是在移动站处在SCTP上运行应用的能力，通过在SCTP与TCP/UDP之间进行翻译的应用层网关路由流量的能力，让移动站建立在时间上重叠、分别使用不同的IP地址的两个IP连接的能力，以及让移动站使用SCTP来操纵在ALG处的主要目的地址的选择的能力。进行上面的流程将允许从无线IP连接或在其间漫游或无缝切换，其包括，比如说，802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、无线局域网(LAN)接入点、蜂窝站、码分多址站与通用移动电信服务站中的一个或多个。
另一新颖的概念，这里称为SCTP隧穿(tunneling)，可用在图2的系统、网关、第一站与方法的变形中。图3到图5显示描述流控传输协议(SCTP)隧穿的各种图表，下面的讨论与描述中将参照之。图3中显示SCTP隧穿的一般应用。在图3中，隧道311经由第三网络309连接两个应用端点，X与Y 303与307，以及两个网络305、315，第三网络309可以是WAN(广域网)、MAN(中域网)或LAN(局域网)。组成SCTP隧道的端点A与B的实体(网关307、313)包装和解开IP分组。它们知道彼此的IP地址，并使用其来建立SCTP联系或连接。作为联系的一部分，SCTP端点定义至少两个独立的流，其中之一被建立为可靠的，另一个保持为不可靠的。
图4中显示协议栈。包装分组的实体(网关307或313)检查原始分组是否为TCP或UDP。如果它是TCP，实体在可靠SCTP流中转发分组；如果它是UDP，其使用不可靠流。如果原始分组凑巧是SCTP分组，意味着发送端点正运行SCTP应用，实体可仅转发分组而不作修改，或作最小程度的网络地址翻译(NAT)。注意，另一SCTP端点或网关可进行应用层翻译等，如果其对应的应用端点未运行在SCTP上。如图4所示，协议栈403描述用于IP连接的应用，其运行在TCP或UDP上、其后在物理层上。这些对应于用于网关307(SCTP端点A)的协议站405的左边部分。协议站405的右边部分显示以SCTP头408、其后另一IP头来包装原始分组。这对应于用于网关313(SCTP端点B)的协议站407的左边部分。在解开分组后，如协议站407的右边部分所示，网关313将分组转发到应用端点317，该端点显示为协议站409的形式。注意，栈403与栈409层层相同。注意，如果隧道穿过不可信网络，原始应用、TCP/UDP、与IP层可使用Security Architecture forthe Internet Protocol(网际协议的安全架构)，IETF RFC 2401的组件，例如互操作性主机到主机管道、封装隧道、或虚拟私有网络(VPN)，来保护。本发明之内的安全性的实现在本领域普通技术人员的能力集之内。依据如本发明所描述的用于保护信息传输的方法，可在各协议站的各点插入额外的协议层，从而提供虚拟私有网络。
图5显示分组的示例，该分组正在SCTP上隧穿，其遵照图4的协议站与图3的网络。正常地，每一从端点X到Y 508的原始TCP或UDP分组，包括应用载荷503、TCP/UDP头505与IP头507，变为SCTP消息，并放置在单独的SCTP块509中。单个SCTP分组可传输多块。此SCTP特性可用于将多个分组包装到具有SCTP头511的单个SCTP隧道分组中。产生的SCTP分组具有添加的IP头514，其标识端点A与B 514。有可能将TCP与UDP分组包装到同一SCTP分组中。原始TCP或UDP分组的源与目的(这里为端点X与Y，303、317)处的应用不知晓隧穿，也不需要知道SCTP。这指向(point to)SCTP隧穿的独特优点，即可获得SCTP的优点，并将这些优点施行于旧有的(TCP/UDP)应用。SCTP隧穿的另一优点是其提供针对TCP SYN洪水(flooding)形式的拒绝服务攻击的保护。
SCTP隧道端点也可在应用端点的同一设备上。图6中给出其一个示例，其中SCTP隧道端点B 622在第一站604上，该站可以是有线或无线设备。在此配置中，图4中的标记为“Y”与“B”的协议栈可选地可以是单个栈，或者有效地折叠到单个栈中，该站类似栈407。图中的网关613可与最左边的主机的网络相关联，或者与最右边的主机的网络相关联，且网关与第一站604之间的连接可以是有线与无线连接的任何组合。
SCTP隧穿是违反直觉的，这是因为SCTP向分组添加大量的开销。SCTP隧穿在传输层进行。如可从图5看到的那样，这增加了开销。包装包括IP头513、12字节的SCTP公共传输层头511和16字节的SCTP块头509。在有线域中，这是可接受的。然而，当本发明用于在无线(网络)上传输实时话音时，该开销可变得显著。基于IP的话音典型地包括非常小的话音编码分组的规律流，每一分组前有IP头、UDP头与RTP(实时传输协议)头。本发明将添加IP头、SCTP头与块头。然而，已知用于IP头压缩的技术。例如，RFC 1332，如RFC 3241更新的那样，描述Van Jacobson TCP/IP头压缩。Van Jacobson TCP/IP头压缩将TCP/IP头的大小减小为三个字节。它使用这样的特性，即流中的大多数域是恒定的或以可预测的方式变化。如RFC 2509所规定的类似方案施行于RTP/UDP/IP头压缩。块/SCTP/IP的压缩正在讨论中(draft-schmidt-rohc-sctp-requirements-00.txt)。使用类似的技术，有可能有效率地压缩在SCTP上隧穿的话音流。SCTP隧穿的清晰优点是进行实时的无缝切换，从而在各种网络与服务提供商之间支持移动性的可能性，只要它们使用IP分组数据连接。
参照图6与图7，下面将讨论和描述在两IP连接之间提供通信的无缝切换的另一实施例的系统级图表。图6与图7描述使用SCTP隧穿来实现目标。基本地，图6显示设备或站602，其具有IP地址IP X1607，且为应用端点X 603。站602正与站604传输分组数据，站604作为IP地址IP Y1609上的另一应用端点Y 605。更具体地，站602正经由网络1611与网关613通信，且该网关正经由网络2615以及有线或无线连接617与站604以及应用端点605通信。网关613为具有IP地址IPA1621的SCTP端点A 620，其使用SCTP隧穿619来与位于站604内的具有IP地址IP B1623的另一SCTP端点B 622建立IP连接或SCTP联系。描述了SCTP端点A与B 620与622之间的经由有线或无线连接627的穿过网络3625的第二IP连接。这里，网关使用IP地址IP A2631来与使用IP地址633的端点B 622建立SCTP隧道629。
此系统适宜于实现从第一网际协议(IP)连接617到第二IP连接627的无缝切换，其中所述方法包括：使用第一IP连接与第一站的第一IP地址IP B1623，在第一站604与网关613之间传输分组数据通信，其中网关613中继与第二站602的分组数据通信；以第一站的第二IP地址IP B2 633建立第二IP连接629，在第一站与网关之间，第一IP连接为主要连接，而第二IP连接为次要连接，第一与第二IP连接同时存在；确定第二IP连接应为第一站与网关之间的主要连接；以及通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知网关，第二IP地址是主要地址，来将第二IP连接变为主要连接，其中分组数据通信立即切换到第二IP连接。
此系统适宜于进行上面参照图2讨论的所有功能或流程，以及提供切换，其中两个站均运行旧有的TCP/UDP应用。进行切换的过程与动因是类似的。由于第一IP连接使用由网关促进的SCTP隧穿来与第一站传输分组数据通信，当每一站运行基于传输通信协议(TCP)或通用数据报协议(UDP)的应用时，第一站可与第二站交互。类似地，第二IP连接使用由网关促进的SCTP隧穿。此系统的优点是网关无需网络地址翻译或应用层网关功能。对于优选实施例而言，SCTP端点B622位于站604上。该站必须获取至少一个IP地址(IP Y1 609)，该站用该地址来与外部设备(例如第二站602上的应用端点X 603)通信。该地址可以以已知方式(通过DHCP，通过UMTS蜂窝系统中的PDP上下文激活，或者通过静态分配，如在移动IP中那样)获得。必须这样选择地址，使得该移动站的地址Y1上的所有流量将被首先路由到特定网关613。该网关其后将把流量转发给该移动站。这种类型的安排是常见的；其用于将移动站的流量路由到UMTS系统的GGSN网关，或者路由到移动IP架构中的本地代理。移动端点B可以或可以不使用具有同样属性的额外的外部地址(Y2、Y3)。移动站或站604也必须获得至少一个可由网关使用的IP地址。这里，我们称其为IP地址B 1623。地址B1可以全局地唯一。它甚至可以等于地址Y1，在此情形中，移动站仅需要获取一个地址。然而，优选地，站604获取私有IP地址IPB1，其对于连接网关与站的网络而言是局部的。站也必须知道网关的地址(IP A1 621)。网关与站上的SCTP端点B 622建立SCTP联系，其使用地址A1与B作为主要地址。网关与站上的SCTP端点使用SCTP隧穿来在站(使用IP地址Y1)与外部设备(具有IP地址X1)之间传输数据报。
为准备转换(switchover)或切换到另一可供选择的连接，站604(下面称为移动站、设备等)必须进行以下的工作。移动站与网关建立新连接。新连接可以是有线或无线的。尽管建立新连接，原始连接必须保持工作。这个建立可涉及注册到蜂窝式网络，联系802.11接入点，或将电缆连接到LAN连接器。移动站必须获得至少一个可由网关在新连接上使用的IP地址(B2)。地址IP B2可以全局地唯一。然而，优选地，移动站获取私有IP地址B2，其对于连接网关与移动设备的网络而言是局部的。移动站也必须知道网关的IP地址，其可在新连接上达到。优选地其为不同的地址(A2)。移动站现在使用SCTP扩展来指令网关将第二IP地址(B2)作为另一可供选择的目的地址添加。在此过程期间，移动站上的应用继续使用原始网关地址(A1)作为主要SCTP地址，而网关继续使用原始移动站地址(B1)作为主要目的地址(图6中的黑体)。这样，隧穿在原始连接上继续。
注意，在这里与在图2的系统中一样，第二IP地址A2的获取不是由应用进行的。移动站内的无线/移动性软件进行此任务。该无线/移动性软件也与SCTP层交互，以将新地址通知给另一SCTP端点。如果第二IP地址A2先前与原始连接相关联，移动站必须将第二IP地址从该连接去关联。在该情形中，它必须首先通知另一SCTP端点删除地址A2。如果原始连接现在碰巧失败，另一SCTP端点将自动地切换到新连接。移动站优选地应将新连接保持在“活动”模式。甚至在此错误情形未实时处理的情形下，其已经提供了比现有系统更可靠的连接。移动SCTP端点可使用第一或第二IP地址(B1或B2)来指令另一SCTP端点(网关)添加第二IP地址。优选地，其使用第二地址B2，这是因为这将在SCTP端点之间的网络中建立适当的设置(其初始化新路由)。
移动站现在准备好进行切换。它可能想要切换，因为原始连接上的蜂窝式信号减弱，因为新连接更便宜，或者因为它被通知原始连接将断开。移动站将：把新连接设为“活动”模式，如果它还不是“活动的”的话，并使用SCTP扩展通知另一SCTP端点(网关)，第二IP地址B2必须被用作主要SCTP目的地址。结果，原始的主要地址(B1)变为次要地址。如果新连接在网关处使用新地址(A2)，移动站中的SCTP端点开始使用该新地址作为主要SCTP目的地址。SCTP隧道现在将运行在新连接上。注意，切换是快速的，并且对于应用是完全透明的。移动站(或网关)现在可以断开原始隧道与原始连接。移动站通知另一SCTP端点(网关)，其必须删除第一IP地址B1。移动站或基础架构中止原始连接。注意，应用将继续正常地操作。优选地，移动站选择切换的时间，使得其在实时话音通话中的静音时期期间开始。
移动站可推迟断开第一连接，直到其不再具有服务为止，这是因为具有超过一个连接增加了可靠性。注意，原始与新连接均可为有线或无线的。SCTP隧穿原则与概念的典型应用允许实时切换：从有线LAN到无线IP连接，从有线LAN到蜂窝式IP连接，从无线IP到有线LAN连接，从无线IP到蜂窝式IP连接，从一个接入点上的无线IP连接到另一接入点上的无线IP连接，从蜂窝式IP到有线LAN连接，以及从蜂窝式IP到无线IP连接。
参照图7，描述了另一可供选择的拓扑或网络架构，其使用SCTP隧穿来实现IP连接之间的无缝切换。当SCTP端点不是在移动站内，而是在网络架构内时，此架构施行。另一可供选择的架构的切换的步骤以与图6的拓扑中大致相同者执行。图7将站602显示为应用端点603，该应用端点具有IP地址607，与作为应用端点605的站604通信，该通信经由网络1611与SCTP端点A 720穿过网络2715，到SCTP端点B 722，其中SCTP端点A 720为具有IP地址IP A1 721的网关，其定位SCTP隧道711的一端，而SCTP端点B 722为具有IP地址IP B1723的网关，其操作以解开SCTP分组并将通信经由网络3转发到站604。第二IP连接是从使用IP地址IP A2 731的SCTP端点A 720，经由网络4725与SCTP隧道729，到具有地址IP B2733的新的SCTP端点B 732，并且其后经由网络5743到站604与应用端点Y 605。
此拓扑的一个障碍是新的SCTP端点B 732需要知道另一SCTP端点A 720。这可以以多种方式实现。移动站604在建立新连接之后，可将另一端点(A)确定为沿着新连接的实体，包括端点B 732。此解决方案的问题是它不能实现在旧有的移动站中，且移动站必须以某种方式获得关于原始SCTP隧道的信息。另一解决方案是基础架构调整SCTP端点的设置。移动站需要或值得隧穿的信息可保存在基础架构数据库(例如HLR)中。另一方法是使固定的SCTP端点(A)承担建立新的SCTP端点的责任。此变形具有第二困难，即仅在允许移动站在移动到新连接时保持其原始IP地址Y1的系统中有用。这些困难将此配置限制到特定应用领域。一个这样的领域是无线IP系统(802.11)中的扩展服务集。固定的SCTP端点A将驻留在到外部网络的接口(图2中的门户)上，而SCTP端点B 722与732将驻留在802.11无线IP系统的接入点中。
参照图8，下面将讨论和描述无线通信单元800的优选实施例的功能框图，该单元适宜于用作图2到图7的系统中的无线站(或第一站B)。无线通信单元800被安排和构造为为分组数据通信实现从第一网际协议(IP)连接到第二IP连接的切换，并且特别适宜于时间关键的通信的切换。无线通信单元包括传统的无线收发器803，其连接到已知天线801，还包括控制器805，其被协作地安排，以便为无线通信单元使用第一IP连接与第一IP地址来与网关传输分组数据通信，所述网关用于将通信中继到第二站。控制器进一步连接到传统的用户输入输出807，包括，比如说，显示器、键盘、或音频传感器，并可操作以用于：为无线通信单元以第二IP地址建立第二IP连接，其中第一IP连接为到网关的主要连接，而第二IP连接为到网关的次要连接，两者同时存在；确定第二IP连接应为主要连接；并通过使用流控传输协议(SCTP)消息通知网关，第二IP地址是主要地址，来将第二IP连接变为主要连接，其中分组数据通信立即切换到第二IP连接。
为做到这一点，无线收发器803将需要无线IP收发器808，并且在第一与第二IP连接由无线网络支持的示例性的情形中可能需要额外的蜂窝式或局域网收发器809。控制器805包括处理器811，优选地为微处理器或数字信号处理器，两者均为已知并普遍地可获得，该处理器连接到可选的端口813，其提供接口给一个或多个设备，例如便携式电脑、个人数字助理、网络接口卡、调制解调器、等等，其中的一个或多个可完全地集成到无线通信单元。例如，端口适宜于连接到外部设备，例如便携式电脑，而无线通信单元支持或担当SCTP端点，该SCTP端点支持基于到网关的IP连接的SCTP隧道。这样，端口可与外部设备交换传输通信协议(TCP)与通用数据报协议(UDP)通信之一，从而在当外部设备与第二站均运行基于TCP/UDP的应用时，在外部设备与第二站之间提供TCP/UDP通信。处理器互连到存储器815，其包括，如对于该特定单元适宜的那样，RAM、ROM、PROM、EEPROM或磁性存储器的某种组合，其用于存储软件程序或指令以及用于该程序与指令与该单元的数据与参数，当处理器执行其时，导致无线通信单元如所要求的那样操作，以支持各种已知功能以及如这里所公开的切换过程。这些软件指令或程序包括一个或多个应用817，例如电子邮件客户端、浏览器、或者基于IP的话音或视频，其支持与其它站或主机通信，并且除使用SCTP隧道时外，运行在SCTP传输层上，还包括移动管理程序819，其处理与漫游即从一接入点移至另一(接入点)，包括切换流程，相关联的各种责任，还包括SCTP隧穿程序824，其用于支持上面参照图6描述的隧穿活动。进一步包括基本的、已知的操作系统821，数据与参数信息823，以及本领域普通技术人员应该认识并熟悉的许多其它功能单元825。
注意，对于无线通信单元而言，为实现从(或到)经由蜂窝式基站的IP连接到(或从)经由局域无线IP网络(例如802.11网络)的IP连接的切换，将要求无线收发器803包括蜂窝式收发器以及在蜂窝系统上操作的能力。如果切换是从一无线IP网络到另一这样的网络，在许多情形中无线收发器可仅要求无线IP收发器808，这是因为大多数这样的网络建立的方式使得一个收发器能够维持多个IP连接。如上面所讨论的那样，无线通信单元将遵照SCTP协定进行操作，而与应用无关，以传输其自己的目的IP地址，并为该IP地址，从而为与其它端点或站的IP连接，建立适当的优先级，从而以基本实时的方式在IP连接之间实现通信的切换，如基于与先前讨论类似的动因与环境而判断为适宜的那样。
最后参照图9，将讨论和描述用于在两IP连接之间实现时间关键的通信的切换的优选方法的流程图。由于大多数概念与原则已在上面讨论，此讨论将为总结的性质，从而处于概述的级别。可有利地实践此方法，比如说，通过图8的无线通信单元在适宜的系统(例如图2、图6、或图7中显示的那些)中操作。图9描述用于实现从第一网际协议(IP)连接到第二IP连接的切换的方法900，图9开始于903，其中通过使用SCTP消息将第一站的第一目的IP地址通知给网关来建立第一IP连接。依据SCTP协定，这将是主要IP地址，从而是两SCTP端点之间的(主要)IP连接。其后，在905，方法描述用第一IP连接与第一站的第一IP地址经由有线或无线IP接入在网关与第一站之间通信，其中通信由网关中继给第二站。如果网关为应用级网关，将由运行在SCTP传输层上的应用支持第一站与网关之间的通信，并且在协议与网络地址翻译到TCP或UDP分组之后，将为第二站中继通信。作为可供选择的另一种替代方案，网关可以是SCTP隧道的一端，在此情形中，其将解开SCTP分组并将它们中继到第二站。
在907，方法显示以第一站的第二IP地址建立第二IP连接，其中第一IP连接是主要连接，而第二IP连接是次要连接，两者同时存在。第二IP连接可以是SCTP隧道，如上面说明的那样。更详细地，建立第二连接包括搜索适宜的连接909，联系第二接入点911(例如无线IP接入点)，以及通过使用SCTP消息将第二IP地址通知给网关(优选地使用第二IP连接)，与网关建立连通。注意，优选地，909、911、与913的实现(undertake)独立于并透明于支持通信的应用。搜索909适宜的无线IP连接可包括以下中的一个或多个：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，第一站能够成功地认证并接入接入点，到网关的连通是可获得的。联系无线IP接入点可包括联系802.11接入点、蓝牙接入点、HiperLAN接入点、局域网(LAN)接入点等等之一，其根据对每一这样的接入点的供给。
其后，915显示确定第二IP连接应为主要连接，其基于，比如说，以下中的一个或多个：确定第一IP连接的QOS(服务质量)正在退化(例如信号减弱)，第二IP连接的价目合意，或者想要并可经由第二IP连接获得服务(例如带宽或安全性等)。接着，917显示通过使用SCTP消息通知网关，第二IP地址是主要地址，将第二IP连接变为主要连接。这样做导致立即将时间关键的通信切换到第二IP连接。其后，919指示，作为可选过程，当第二IP连接变为主要连接时，通过，比如说，使用SCTP消息指令网关删除第一IP地址，来断开第一IP连接，终止经由第一IP接入点的任何会话。
上面讨论和描述的设备与方法，以及其发明原则与概念，意欲缓和由于现有技术的IP系统之内与之间缺少对移动性的考虑而导致的问题。使用这些原则，即使用SCTP命令与消息来在端点之间使用SCTP传输层建立与第一连接同时存在的次要IP连接，将允许通信设备按该通信设备的意愿实现时间关键的通信的切换，从而便利移动者的连通。例如，可使用这些原则与概念来实现完全不同的蜂窝式分组数据系统(例如UMTS与CDMA系统)之间的切换，这些系统否则不支持快速切换，如给定这里的教导后对于本领域普通技术人员而言将显而易见的那样。
本公开意欲解释如何制造和使用遵照本发明的各种实施例，而非限制其真正的、意欲的、而且公平的范围与实质。前面的描述不打算是穷举的，或将本发明限制为公开的确切形式。根据上面的教导，有可能进行修改与变形。所述一个或多个实施例被选中和描述，以提供对本发明的原则及其实际应用的最佳阐释，并允许本领域普通技术人员在各种实施例中以各种修改利用本发明，以适合于预期的特定用途。所有这样的修改与变形均处于由所附权利要求书确定的本发明的范围之内，其可在本专利申请及其所有等价物(当遵照公平、合法、公正地授予其的范围来解释时)的未决期(pendency)期间进行修正。

Claims (37)

1.一种用于实现从第一网际协议IP连接到第二IP连接的无缝切换的方法，所述方法包括：
在第一站与网关之间传输分组数据通信，其使用所述第一IP连接以及所述第一站的第一IP地址，所述网关将所述分组数据通信中继到第二站；
以所述第一站的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为所述第一站与所述网关之间的主要连接，而所述第二IP连接为所述第一站与所述网关之间的次要连接，所述第一与所述第二IP连接同时存在，所述主要连接和所述次要连接分别为主要流控传输协议SCTP连接和次要SCTP连接，所述建立第二IP连接的步骤进一步包括：搜索IP连接；联系IP接入点；以及，通过使用SCTP将所述第二IP地址通知给所述网关，来与所述网关建立连通；
确定所述第二IP连接应为所述第一站与所述网关之间的所述主要连接；和
通过使用SCTP消息通知所述网关，所述第二IP地址是主要地址，将所述第二IP连接变为所述主要连接，
其中，所述分组数据通信立即切换到所述第二IP连接。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括通过在开始所述通信之前，使用SCTP消息将所述第一IP地址通知给所述网关，来发起所述第一IP连接。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一站与所述网关之间的所述通信在所述第一IP连接与所述第二IP连接上使用SCTP，且所述网关使用传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一来将所述分组数据通信中继到所述第二站。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述搜索、所述联系、与所述建立的实现独立于支持所述通信的应用。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述的搜索IP连接进一步包括以下之一：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，所述第一站能够成功地认证所述接入点，到所述网关的连通是可获得的。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述的使用SCTP将所述第二IP地址通知给所述网关使用所述第二IP连接，从而初始化所述第二IP连接。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述的确定所述第二IP连接应为所述主要连接进一步包括以下之一：确定所述第一IP连接的服务质量正在退化，以及想要可经由所述第二IP连接获得的服务。
8.如权利要求1所述的方法，其进一步包括，当所述第二IP连接变为所述主要连接时，通过使用SCTP消息指令所述网关删除所述第一IP地址，并终止使用所述第一IP地址的任何联系，来断开所述第一IP连接。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述中继所述分组数据通信中的所述网关进一步在对应于所述第一站的外部IP地址与所述第一站的所述第一IP地址和所述第二IP地址之一之间进行翻译。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述网关进一步在与所述第一站的第一和第二IP连接之一上的SCTP与传输通信协议TCP和通用数据报协议UDP之一之间进行翻译，以将所述分组数据通信中继到所述第二站。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述第一IP连接使用由所述网关促进的SCTP隧穿来与所述第一站进行所述分组数据通信的所述传输，其中当每一站运行基于传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一的应用时，所述第一站可与所述第二站交互。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二IP连接使用由所述网关促进的SCTP隧穿。
13.如权利要求1所述的方法，其中第一与第二IP连接之一是无线IP连接。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述无线IP连接包括802.10接入点、蓝牙接入点、HiperLan接入点、无线局域网LAN接入点、蜂窝站、码分多址站与通用移动电信服务站之一。
15.一种无线通信单元，其被安排和构造为实现从第一网际协议IP连接到第二IP连接的切换，所述无线通信单元包括：
无线收发器与控制器，其被协作地安排，以便使用所述第一IP连接以及所述无线通信单元的第一IP地址来与网关传输分组数据通信，所述网关将所述分组数据通信中继到第二站；
所述控制器进一步用于：
以所述无线通信单元的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为所述无线通信单元与所述网关之间的主要连接，而所述第二IP连接为所述无线通信单元与所述网关之间的次要连接，所述第一与所述第二IP连接同时存在，所述主要连接和所述次要连接分别为主要流控传输协议SCTP连接和次要SCTP连接，所述建立第二IP连接的步骤进一步包括：搜索无线IP连接；联系无线IP接入点；以及，通过使用SCTP将所述第二IP地址通知给所述网关，来与所述网关建立连通；
确定所述第二IP连接应为所述主要连接；和
通过使用SCTP消息通知所述网关，所述第二IP地址是所述主要地址，将所述第二IP连接变为所述主要连接，
其中，所述分组数据通信立即切换到所述第二IP连接。
16.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述无线收发器与所述控制器通过在开始所述通信之前，使用SCTP消息将所述第一IP地址通知给所述网关，来发起所述第一IP连接。
17.如权利要求15所述的无线通信单元，其中与所述网关的所述通信在第一IP连接与第二IP连接上使用SCTP，而所述网关使用SCTP、传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一来将所述分组数据通信中继到所述第二站。
18.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述搜索、所述联系、与所述建立的实现独立于支持所述通信的应用。
19.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述的搜索无线IP连接进一步包括以下之一：确定可获得的连接包括接入点与适宜的服务，所述无线通信单元能够成功地认证所述接入点，到所述网关的连通是可获得的。
20.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述的使用SCTP将所述第二IP地址通知给所述网关使用所述第二IP连接，从而初始化所述第二IP连接。
21.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述的确定第二IP连接应为所述主要连接进一步包括以下之一：确定所述第一IP连接的服务质量正在退化，以及想要可通过第二IP连接获得的服务。
22.如权利要求15所述的无线通信单元，其进一步包括，当第二IP连接变为所述主要连接时，通过使用SCTP消息指令所述网关删除所述第一IP地址，并终止使用所述第一IP地址的任何联系，来断开第一IP连接。
23.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述中继所述分组数据通信中的所述网关进一步在对应于所述无线通信单元的外部IP地址与所述无线通信单元的所述第一IP地址和所述第二IP地址之一之间进行翻译。
24.如权利要求23所述的无线通信单元，其中所述网关进一步在与所述无线通信单元的所述第一和所述第二IP连接之一上的SCTP与传输通信协议TCP和通用数据报协议UDP之一之间进行翻译，以将所述分组数据通信中继到所述第二站。
25.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述第一IP连接使用由所述网关促进的SCTP隧穿来与所述无线通信单元进行所述分组数据通信的所述传输，其中当每一站运行基于传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一的应用时，所述无线通信单元与所述第二站交互。
26.如权利要求25所述的无线通信单元，其中所述第二IP连接使用由所述网关促进的SCTP隧穿。
27.如权利要求15所述的无线通信单元，其进一步包括端口，其用于连接到外部设备，其中所述第一IP连接使用由所述网关促进的SCTP隧穿来与所述无线通信单元进行所述分组数据通信的所述传输，所述端口用于与所述外部设备交换传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一，从而在每一站运行基于TCP/UDP的应用时，提供所述外部设备与所述第二站之间的TCP/UDP通信。
28.如权利要求15所述的无线通信单元，其中所述第一与所述第二IP连接分别是802.10接入点、蓝牙接入点、HiperLan接入点、无线局域网LAN接入点、蜂窝站、码分多址站与通用移动电信服务站之一。
29.一种由网关执行的方法，其中，所述网关被安排和配置为促进从第一网际协议IP连接到第二IP连接的无缝切换，所述方法包括：
与第一站进行分组数据通信的传输，其使用所述第一IP连接以及所述第一站的第一IP地址，并用于将所述分组数据通信中继到第二站；
以所述第一站的第二IP地址建立所述第二IP连接，所述第一IP连接为与所述第一站的主要连接，而所述第二IP连接为与所述第一站的次要连接，所述第一与所述第二IP连接同时存在，所述主要连接和所述次要连接分别为主要流控传输协议SCTP连接和次要SCTP连接，所述建立第二IP连接的步骤进一步包括：接收包括所述第一站的所述第二IP地址的SCTP消息；
接收SCTP消息，其指示所述第二IP连接应为与所述第一站的所述主要连接；和
通过使用所述第二IP地址作为所述分组数据通信的所述主要地址，将所述第二IP连接变为所述主要连接，
其中，所述分组数据通信立即切换到所述第二IP连接。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包括，通过在开始所述通信之前，接收指示所述第一IP地址对应于所述第一站的SCTP消息，来发起所述第一IP连接。
31.如权利要求29所述的方法，其中与所述第一站的所述通信在第一IP连接与第二IP连接上使用SCTP，且所述的将所述分组数据通信中继到第二站使用传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一。
32.如权利要求29所述的方法，其中所述的接收包括所述第二IP地址的所述SCTP消息使用所述第二IP连接，从而初始化所述第二IP连接。
33.如权利要求29所述的方法，进一步包括，当所述第二IP连接变为所述主要连接时，通过接收SCTP消息，其指示所述网关删除所述第一IP地址，并通过终止使用所述第一IP地址的任何联系，来断开所述第一IP连接。
34.如权利要求29所述的方法，其中所述分组数据通信的所述中继进一步包括在对应于所述第一站的外部IP地址与所述第一站的所述第一IP地址和所述第二IP地址之一之间进行翻译。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述翻译进一步包括当进行所述分组数据通信到所述第二站的所述中继时，在与所述第一站的第一和第二IP连接之一上的SCTP与传输通信协议TCP和通用数据报协议UDP之一之间进行翻译。
36.如权利要求29所述的方法，进一步使用SCTP隧穿来支持第一IP连接，以便与所述第一站进行所述分组数据通信的所述传输，其中当每一站运行基于传输通信协议TCP与通用数据报协议UDP之一的应用时，所述第一站可与所述第二站交互。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述网关使用SCTP隧穿来支持所述第二IP连接。
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