CN1998193B - 移动终端管理设备和归属代理切换方法 - Google Patents

移动终端管理设备和归属代理切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种归属代理动态地沟通它们的可利用性以便彼此用作替换归属代理的方法，以及一种已注册归属代理事先向移动节点报告归属代理将被切换的技术。通过本技术，归属代理(1000)拥有新的功能模块以检测被接纳漫游的移动节点以及向移动节点的指定归属代理通知它们的可利用性。当已注册归属代理决定切换移动节点时，根据跳数距离的度量标准选择最高值并将其分配一个可利用的替换归属代理。为了给出注册新选择的替换归属代理，将特定格式的移动选项发送给所述移动节点。

Description

移动终端管理设备和归属代理切换方法
技术领域
本发明涉及一种通信技术，当移动终端(移动节点)正在漫游时，这种技术允许移动终端保持与预先设定通信网络的连接。
背景技术
随着无线技术的出现和发展，越来越多的终端是可移动的，这意味着尽管传输会话正在进行，它们也可以在不同的时间点上在不同的域之间漫游并且将它们自己附加到分组交换数据通信网络的不同附接点上。通过以下的解决方案提供这种漫游能力，例如，在因特网协议版本4(IPv4)[后面的非专利文献2]中的移动IPv4[后面的非专利文献1]和在因特网协议版本6(IPv6)[后面的非专利文献4]中的移动IPv6[后面的非专利文献3]。
在移动IP中，每个移动节点有一个永久的归属域(home domain)。当所述的移动节点被连接到它的归属网络(home network)时，它被分配一个被称为归属地址(home-address)的永久全局地址。当所述的移动节点不在归属网络，即被连接到一些其他的外网络时，它通常被分配一个被称为转交地址的临时全局地址。移动性支持的思想就是，即使当所述的移动节点被连接到其它外网络时，也能够通过所述的归属地址找到它。在所述的非专利文献2或非专利文献3中，这个思想是通过在归属网络中引入一个被称为归属代理(home agent)的实体来实现的。
移动节点利用绑定(binding)更新消息向所述的归属代理注册它们的转交地址。所述的归属代理负责对被寻址到所述移动节点归属地址的消息进行解释，并且利用IP-in-IP隧道[后面的非专利文献5和6]将所述的分组转发到所述移动节点的转交地址。IP-in-IP隧道包括将一个原始IP分组封装到另一个IP分组中。所述的原始分组有时被称为内部分组，而封装所述内部分组的新分组被称为外部分组。
然而，所述的双向隧道的简单方法不能很好地迎合IPv4和IPv6的其它强大特点，例如多归属(multi-homing)。如果存在提供独立路由到全局网络的多个外部网络侧接口(也就是，外出接口)，则一个节点能够具有多归属。假如这些接口都属于相同的路由器，则仅仅所述的路由器具有多归属。另一方面，假如这些接口各属于不同的路由器，则这些路由器共同驻留的网络或站点也具有多归属。
多归属的优点目前还没有完全被开发出来。一个解决方案在传输层提供多归属支持[后面的专利文献1]。根据在专利文献1中所公开的技术，主机系统配置独立的前端处理器传输提供者，每个传输提供者拥有其自己的网络协议堆栈，并且每个传输提供者被连接到不同的TCP/IP网络或子网络或者被连接到相同网络的不同部分，它们轮流连接到更大网络并且能够为来自正在主机系统上运行的不同类型应用的各种请求提供全面多归属支持。然而，这个解决方案是在比移动IP更高的网络层上被实现的，并且当面对无线连接的散发性(sporadic)变化时，它的响应更差。涉及传输层变化中的网络开销和低效率也比在IP或网络层的变化高得多。
所提出的另一个解决方案规定了归属代理间的通信[后面的非专利文献7]。首先必须分别识别相应的归属代理并将其手工输入到归属代理的数据库中。当所述的移动节点移动时，所述的解决方案也要求将所有更新信息多点广播到所有可利用的归属代理。由于所包含的网络开销的低效率，可能限制了所述解决方案的可量测性。
一种不同的解决方案规定了多归属代理(proxy)装置[后面的专利文献2]。这种解决方案提出使用一个中心实体，它对控制用于传输分组流量到其它类型网络的媒介网关的其他实体进行协调。所述的主要焦点是通过中心实体管理的负载平衡。然而，对两个或多个管理实体之间的通信没有做出规定。
一个多归属站点或主机在物理上被连接到可位于相同或不同网络上的多条数据链路。这种情况如下：当一个公司(corporate)站点具有经过两个不同因特网服务提供商(ISP)连接到全局通信网络的链路时。一个通过无线LAN(局域网)(IEEE802.11)以及蜂窝网络(GPRS：通用分组无线服务)被连接的节点也展现出针对主机情况的多归属。多归属的一个优点是当网络站点或节点的上行链路中的一条链路中断或被拥塞时，它可以使用另外的路径通到全局网络。
服务等级协议(SLA)是提供商与客户之间为保证网络服务等级所签订的合同。当作为移动客户的归属代理时，一条特定的链路将经历网络流量的汹涌，所述的ISP可能无法满足SLA中所规定的条款。在网络速度降低的情况下，所述的移动客户可能继续利用所述的拥塞链路。如果发生链路中断或过度拥塞的情况，在客户端所述的移动客户则必须启动动态归属代理地址发现机制。
由于移动网络的使用越来越普遍，将一些移动路由器作为其移动网络内部节点的归属代理，这不算是一种不合理的假设。将飞机移动路由器作为乘客在长距离航空旅行期间的归属代理或者旅游班轮移动路由器充当乘客节点在长达一星期的旅途期间的归属代理都属于这种情况。典型地，移动网络具有到全局网络的无线连接。虽然无线技术近年来已经取得了极大的进步，但是与有线网络相比，无限网络的信道更不稳定并且噪声环境更恶劣。
然而，通过在移动路由器和归属代理之间所使用的双向隧道机制，连接节点只能选择归属代理的多个接口中的一个作为它们的缺省路由器。当这个接口失去与全局网络的连接时，它不再能够保持一条在归属代理和移动路由器之间的隧道。这样，所有利用所述移动路由器的节点也将失去它们与全局网络的连接，即使在相同归属代理路由器上存在与全局网络有活动链路的另一个接口。所述的移动路由器和移动网络节点可能最终认识到它们的缺省归属代理接口不再拥有一个到全局网络的路由，并选择另一个归属代理。
这种方案依赖于所述的移动路由器和移动网络节点执行它们自身的路由发现机制。所述的移动路由器最终不得不切换归属代理(例如，动态归属代理地址发现)，结果招致恢复上的滞后。在恢复上的显著滞后可能意味着所述的移动网络节点判定它们的当前缺省路由出现了故障。处理能力非常有限的移动网络节点(例如，嵌入式设备)使得它们的处理负担增加并且招致附加的延迟。另外，不同的移动路由器将宣告(advertise)不同的子网前缀，这样当移动节点最终切换它们的缺省路由器时，它们将不得不使用不同的转交地址。这需要将绑定更新信息发送给它们的归属代理，进一步增加了恢复的滞后。
[非专利文献1]Perkins，C.E.等人，“IP移动性支持”，IETF RFC 2002，1996年10月。
[非专利文献2]DARPA，“因特网协议”，IETF RFC 791，1981年9月。
[非专利文献3]Johnson，D.B.，Perkins，C.E.，和Arkko，J.，“在IPv6中的移动性支持”，因特网草案：draft-ietf-mobileip-ipv6-24.txt，工作在进行中，2003年6月。
[非专利文献4]Deering，S.，和Hinden，R.，“因特网协议版本6(IPv6)规范”，IETF RFC 2460，1998年12月。
[非专利文献5]Simpson，W.，“IP in IP隧道”，IETF RFC 1853，1995年10月。
[非专利文献6]Conta，A.，和Deering，S.，“在IPv6中的一般分组隧道”，IETF RFC 2473，1998年12月。
[非专利文献7]Ryuji Wakikawa，Vijay Devarapalli和Pascal Thubert，“归属代理间协议(HAHA)”，因特网草案：draft-wakikawa-mip6-nemo-haha-00.txt，2003年10月。
[专利文献1]美国专利No.6,119,170
[专利文献2]美国专利公布2002-118686
然而，根据在每个以上提及的文献中所描述的技术，移动节点/路由器的归属代理需要使绑定高速缓存信息同步(共享)，并且以每个被放置在不同链路上的多个归属代理的方式列出归属代理的信息。为了执行这种同步，归属代理之间交换信息，但是有这样一个问题：对于所有的归属代理来说，抢先拥有其它归属代理的信息是很困难的。而且还有这样一个问题：当所述的更新信息根据需要被发送给所有的归属代理以响应一些触发时，由于发送更新信息所导致的流量增加不可避免地引起拥塞的发生。而且还有其它的一些问题：难以根据网络状态来执行归属代理的切换，并且当所述的失败发生在网络一侧时，因为在失败发生之后所述的移动节点/路由器侧才执行所述的归属代理切换，所以对失败发生的响应将会变慢。
发明内容
本发明提供一种移动终端管理设备，能够用作对连接到通信网络的移动终端的位置信息进行管理的归属代理，所述移动终端管理设备包括：单个或多个网络接口，至少在其中一个网络接口上设置地址以规定所述移动终端的所述归属代理，所述的网络接口能够连接到所述通信网络；接口管理器，用于检测所述网络接口的状态，在所述网络接口上所述地址按照所述归属代理设置；系统管理器，用于开始这样的过程：当所述接口管理器所检测的状态与预定的条件相匹配时，设置与用作所述归属代理的所述网络接口不同的网络接口的地址或者连接到所述通信网络的不同通信装置的地址，作为所述移动终端的所述归属代理地址。
本发明还提供一种能够用作归属代理的移动终端管理设备，所述归属代理对连接到通信网络的移动终端的位置信息进行管理，所述移动终端管理设备包括：能够连接到所述通信网络的单个或多个网络接口；接口管理器，能够监视所述单个或多个网络接口并且检测能够被控制以便服从归属代理的移动终端的存在；系统管理器，如果所述接口管理器检测到所述能够被控制的移动终端，用于产生通知消息给所述移动终端的当前归属代理来通知所述移动终端能够被控制。
本发明还提供一种移动终端管理设备，能够用作对连接到通信网络的移动终端的位置信息进行管理的归属代理，所述移动终端管理设备包括：单个或多个网络接口，至少在其中一个网络接口上设置地址以规定所述移动终端的所述归属代理，所述的网络接口能够连接到所述通信网络；通知消息监视组件，当在其上设置地址作为所述归属代理的所述网络接口接收到来自所述移动终端的绑定更新消息时，用于监视来自能用作所述移动终端归属代理的通信装置的预定通知消息；系统管理器，当接收到来自所述通信装置的所述通知消息时，用于开始将所述通信装置设置为所述移动终端归属代理的过程。
本发明还提供一种归属代理切换方法，由能够连接到通信网络并且通过由归属代理管理其位置信息从而在漫游中通信的移动终端来执行，包括：进行指示，以便从充当所述归属代理的通信装置到与用作所述归属代理的网络接口不同的所述通信装置上的其它网络接口或不同通信装置来切换归属代理，并且接收包含所述切换后的归属代理的地址的通知消息的步骤；以及根据接收到的所述通知消息中包含的所述切换后的归属代理的地址，切换所述归属代理的步骤。
在本发明中，新的功能性能被增加到归属代理中，并且在较小的程度上，被增加到移动路由器或者移动节点中。所述的归属代理将经常监视它转发的数据分组。如果检测到一个去往另一个归属代理的分组，则记录有关源和目的的信息并且将消息数据分组发送到指定的归属代理以通知它当前归属代理的可利用性。当指定归属代理的出口链路中断或者拥塞程度超过预定的水平时，指定归属代理将发送一个消息数据分组给被选择作为归属代理的移动路由器或节点。所述的消息数据分组可以包含指定归属代理或者另一个归属代理的地址。所述的实际位置对所选择的移动路由器或节点是透明的。所述的移动路由器或节点一接收到所述的消息数据分组就开始终止所述的原始归属代理注册入口并向所述的新的归属代理注册。
根据本发明，可以更改移动节点的归属代理并且能够时刻保持所述移动节点和它的归属代理之间的连通性。此外，能够在网络一侧主动的情况下执行归属代理的切换，并且有可能根据网络状态，例如网络上发生故障，来迅速而恰当地执行所述的归属代理切换。此外，即使当归属代理或至归属代理的链路由于某种原因例如DoS(拒绝服务)攻击而失败时，在所述的失败归属代理的管理下通过将其归属代理更改为另一个节点能够保持到移动节点的连通性。
附图说明
图1是显示驻留在带有多个接口的归属代理内部的功能模块的框架图；
图2是一个消息的结构图，该消息被系统管理器使用以传递分组选择准择给接口管理器；
图3是一个消息的结构图，该消息被接口管理器使用以通知系统管理器检测移动节点；
图4是一个消息的结构图，该消息被接口管理器使用以通知系统管理器接口故障；
图5是一个消息的结构图，该消息被用于通知其它归属代理关于主归属代理(host home agent)的可利用性；
图6是一个消息的结构图，该消息被系统管理器使用以用可能的接口或替换的归属代理来更新路由管理器；
图7是一个消息的结构图，该消息被用作从系统管理器到路由管理器的查询；
图8是一个新的移动性选项的结构图；
图9是以伴有多接口多归属代理的归属网络(多归属的站点或多归属的主机)为特征的网络图；
图10是在图9所述情况中所执行操作的流程图；
图11是驻留在使用中心路由管理器的客户归属代理内部的功能模块框架图；以及
图12是以带有中心路由管理器的客户归属代理为特征的网络图。
具体实施方式
<第一实施例>
本发明涉及作为正在全局网络中漫游的移动路由器或移动节点的归属代理的节点。所述的归属代理本身可以是移动路由器。本发明要求所述的归属代理被动地监视去往全局网络的可替换的路由以及接收关于能够并且想要作为替换归属代理的其它节点的通知。当所述的情况需要它时，所述的归属代理可以将向它注册的移动路由器或移动节点主动地切换到另一个接口或一个替换的归属代理。
为了帮助理解所公开的发明，使用以下的定义。
“分组”是能够被传送到数据网络上的任何可能格式的数据的自包含单元。“分组”通常包括两部分：“首标”部分和“有效载荷”部分。所述的“有效载荷”部分包含准备被传送的数据，所述的“首标”部分包含帮助传送分组的信息。“首标”部分必须具有分别识别分组的发送者和接收者的源地址和目的地址。
“分组隧道”是指一个被封装进另一个分组的自包含分组。“分组隧道”的动作也被称为分组的“封装”。被封装的分组称为“被隧道化分组”或“内部分组”。封装“内部分组”的分组被称为“隧道化分组”或“外部分组”。这里，整个的“内部分组”构成“外部分组”的有效载荷部分。
“移动节点”是改变其到全局数据通信网络的连接点的网络元件。它可用于指最终用户终端，或者起到能够改变其到全局数据通信网络的连接点的网关、路由器或智能网络集线器作用的中间网络元件。作为最终用户终端的“移动节点”更专门地被称为“移动主机”；而作为起到网关、路由器或智能网络集线器作用的中间网络元件的“移动节点”更专门地被称为“移动路由器”。为了本发明的描述，术语“移动节点”和术语“注册节点”互换地使用。
“注册节点”是向另一个网络执行某种注册以通知另一个网络所述的注册节点的网络位置的网络元件。所述的网络元件关于其到全局数据通信网络的连接点来说可以是静止的或者移动的。为了本发明的描述，术语“注册节点”和术语“移动节点”互换地使用。
“归属代理”是驻留在移动节点的归属域上的网络实体，当移动节点离开时，它执行移动节点的转交地址的注册服务，并且将寻址地址为移动节点归属地址的分组转发到移动节点的转交地址。
“绑定更新”是从移动节点发送到它的归属代理或相应节点的消息，它把发送者的当前转交地址通知给接收者。这就在接收者处形成了移动节点的归属地址和转交地址之间的“绑定”。
“绑定刷新请求”是从归属代理或相应节点发送到移动节点的消息，它通知接收者发送绑定更新消息给发送者。
在下面的描述中，为了解释，特定的数字、时间、结构和其它参数用来提供对本发明的彻底了解。然而，对本领域的任何技术人员来说，本发明在没有这些特定细节的情况下可以被实践是显而易见的。
图1显示为了本发明的正确运行，归属代理(1000)内部所需要的功能部件。路由管理(1006)可以是分开的，这一点在第二实施例中作描述。上层协议(1001)是所有协议和驻留在其上的应用层的综合并且包括IP层。标准的IPv6协议，例如ICMPv6(因特网控制消息协议版本6)，可以通过分组流路径(1061)将消息分组直接发送到网络接口(1002)。
网络接口(1002)是多个可能的诸如以太网(商标)的接口卡或者诸如蓝牙(商标)卡的无线接口卡。网络接口(1002)包括操作硬件所需要的软件驱动程序和协议。分组流路径(1057)被IP层协议数据分组占领，IP层协议数据分组已经被低层协议(例如以太网或GPRS)处理并且正穿过接口管理器(1005)。信号流路径(1058)代表接口所使用的用来通知硬件故障或其它一些毛病的高层应用的通知信号。这个信号流路径(1058)可以采用电子信号的形式或相反的形式，并且用于通知接口管理器(1005)。
某些协议堆栈(例如所述的移动IP协议)可以利用双向隧道单元(1003)。双向隧道单元(1003)为输入和输出分组执行双向隧道。它对在来自上层协议(1001)的从分组流路径(1051)到分组流路径(1052)中的所有输出分组进行封装以便通过适当的网络接口(1002)被发送。它也对所接收的输入分组进行解封装并且通过分组流路径(1051)将它传递给上层协议(1001)。
接口管理器(1005)具有两个主要的功能。第一个功能是对网络接口(1002)所接收的分组进行扫描。系统管理器(1004)将发送一些选择准则用于接口管理器(1005)的核查。例如，所述的选择准则可包括网络前缀或者特定的归属代理地址。
图2中给出了所述分组的可能格式。当有效的条件出现时，系统管理器(1004)将这个分组发送给接口管理器(1005)。有效条件的实例可包括当主机单元首先启动时或者当管理员更改配置时。接口管理器(1005)一接收到所述的分组就根据“A”字段观察是否从选择准则的数据库中添加或删除所述的信息，并采取适当的行动。接口管理器(1005)现在将对穿过任何网络接口(1002)的每个分组进行检查。这些分组通过分组流路径(1057)被接收。所述检查的目的是判定这些分组是否是去往归属代理的移动IP分组，所述归属代理是由系统管理器(1004)给出的选择准择所指定的。一种可能的方法是通过把所述的目的地址字段与由系统管理器(1004)所给的选择准则前缀和地址进行比较。为了判定是否是移动IP分组，可以检查所述的IPv6扩展首标以寻找或者被称为移动首标(MH)的移动IP扩展首标。一个特别的例子是在所述有效载荷的proto字段内寻找IPPROTO_NONE的值以及在所述的MH类型字段内寻找“5”的值[参看所述的非专利文献3]。这表明所述的分组实际上是一个去往所选择归属代理的绑定更新消息。
现在发送一个分组以通知系统管理器所述事件。这个分组的一种可能的格式被显示在图3中。一旦截获了目的地址与在接口管理器(1005)的选择准则数据库中发现的任何选择准则相匹配的绑定更新消息，就发送这个分组。在以下对系统管理器(1004)的描述中给出所述接收方(系统管理器(1004))的动作。
所截获的分组然后通过分组流路径(1057)被释放给适当的网络接口(1002)以便根据正常的路由规则被转发。所有被接收的分组或者被允许通过分组流路径(1057)沿着它们的旅程前进，或者通过分组流路径(1055)传给双向隧道单元(1003)进行正常处理。
接口管理器(1005)的其它功能是通知系统管理器(1004)关于网络接口的任何问题或潜在问题。接口管理器(1005)将很可能被配置为对某种度量标准进行监视以便确定各种网络接口(1002)上的负载。这可以是利用率、带宽利用率或接口故障。一旦基于某可能的算法(例如在网卡上80％的利用率)已经达到了某门限值，分组就通过分组流路径(1056)被发送到系统管理器(1004)以通知它所述的问题。在图4中给出了所述分组的可能格式。在以下对系统管理器(1004)的描述中给出所述接收方(系统管理器(1004))的动作。
路由管理器(1006)存储信息并且应当包含通过分组流路径(1059)提取系统管理器(1004)请求的相关信息的工具和功能。所述的信息以表格的形式存储，其中详述了系统管理器(1004)通过分组流路径(1059)所给出的可利用的替换归属代理以及它们的相关信息。所述信息的例子包括指示的移动节点、替换归属代理的地址、替换归属代理接口的跳数距离、替换归属代理接口的性能值或其它度量值。
当与来自所述系统管理器(1004)的准则一起出现时，所述的信息提取功能或工具将包括向正在进行请求的系统管理器1004)提供相应入口。一个例子是系统管理器(1004)向某个移动节点的替换归属代理请求最高性能值或其它一些度量值。
系统管理器(1004)一旦通过分组流路径(1056)接收到来自接口管理器(1005)的被如图4所述的分组传送的有关移动节点检测的信息，它就应当通过分组流路径(1060)向所检测归属代理发送有关所检测移动节点的可利用性的信息。图5中给出了一个所发送数据分组的例子。
系统管理器(1004)用有关在其上系统管理器(1004)作为归属代理的接口的信息对路由管理器(1006)进行更新。图6中给出了所述更新消息的格式的一个例子。可在启动或配置更改的情况下执行这个更新。系统管理器(1004)应当接收来自其它归属代理的、通知其对于特定移动节点的可利用性的任何分组。在移动节点的归属地址已经利用其转交地址被决定之后，那个信息也利用如图6的消息格式被转递给路由管理器(1006)。
一旦检测到由来自接口管理器(1005)通过分组流路径(1056)的所述分组(在图4中描述)传递的接口故障或过载信息，系统管理器(1004)也应当开始更新，然后通过分组流路径(1059)查询路由管理器(1006)关于将要使用的替换路由或接口。对于表示故障的更新分组的一种可能格式是将如图6所示的分组的生命期字段(1503)的值设为零，因而使所述的入口到期(expire)。
图7中给出了所述的查询分组的例子。针对归属代理正在代理的每个移动节点发送查询分组。带有替换归属代理地址(也可以是当前归属代理上的另一个接口)的应答分组将通过分组流路径(1059)从路由管理器(1006)被发送到系统管理器(1004)。一种可能的消息格式类似于图7中给出的查询分组格式。然后系统管理器(1004)应该开始通知受影响的移动节点，通过经由分组流路径(1053)向它们发送分组来要求它们更改它们的归属代理。图8中给出了将发送的分组的一个例子。
以下描述了在本发明的解决方案中所使用的各种实例消息格式。
图2给出了系统管理器(1004)所使用的用于传递分组选择准则给接口管理器(1005)的消息格式。
类型(1101)是用于识别分组的任意编号。A(1102)是表示是否从选择准则列表中添加或者删除以下入口的标志。前缀长度(1103)用于确定用作选择准则的前缀/地址(1104)字段中的比特数。前缀/地址(1104)是用于选择的前缀或地址。
图3中给出了接口管理器(1005)使用的用以通知系统管理器(1004)检测移动节点的消息格式。
类型(1201)是用于识别分组的任意编号。归属代理地址(1202)显示了从所检查分组的目的地字段得到的指定归属代理地址。移动节点的转交地址(1203)是从所检查分组的源字段获得的移动节点的当前转交地址。
图4中给出了接口管理器(1005)所使用的用于通知系统管理器(1004)接口故障的消息格式。
类型(1301)是用于识别分组的任意编号。错误代码(1302)给出了所述接口正在经历的错误或故障的类型。不同的数字值可以分配给各种状况，例如各种拥塞程度以及硬件故障。接口地址(1303)是正在面临所给定问题的接口的地址。
图5中给出了用于通知其它归属代理关于主归属代理可利用性的消息格式。
类型(1401)是用于识别分组的任意编号。长度(1402)是分组的长度。跳跃限制计数(1403)是在IPv6首标中跳数字段的初始值。这个值被用作度量标准的一个实例，用于测定当前主归属代理距指定归属代理有多远。基本的假设是到漫游移动节点最近的归属代理也是距指定归属代理最远的归属代理。所述的跳数距离可以通过从这里给定的初始值中减去所接收的IPv6首标中的跳数字段值来获得。生命期(1404)是此信息为有效的时间。被检测的移动节点转交地址(1405)是主归属代理已经检测到的移动节点的转交地址。在IPv6首标的源字段中给出了想要并能够作为归属代理的接口地址。
图6中给出了系统管理器(1004)所使用的，用于更新路由管理器(1006)的可能接口或者替换归属代理的消息格式。
类型(1501)是被用于识别所述分组的任意编号。度量(1502)是在计算使用这个入口的意愿(desirability)中所使用的数值。它典型地被用于选择替换归属代理中的一个，其中所述的度量值可以是它们到移动节点距离的函数。生命期(1503)是这个入口的有效生命期，此后这个入口到期并被去除。本地(local)接口可以被记作具有最大可能值(设所有的比特为1)。如果一个输入分组将这个字段设为0，在路由管理器(1006)中的任何相应入口将到期并被去除。归属代理地址(1504)是本地接口或替换归属代理的地址。移动节点地址(1505)是去往替换归属代理的移动节点的地址。典型地，本地接口将拥有这个字段入口。
图7给出了用作系统管理器(1004)向路由管理器(1006)的查询的消息格式。相同的格式被用于从路由管理器(1006)到系统管理器(1004)的应答消息中。
类型(1601)是用于识别所述分组的任意编号。所述的请求分组和应答分组将有不同的值。魔法(magic)(1602)是随机选择的用于匹配请求和应答分组对的数字。所发送的请求具有一个随机产生的值，并且所述的应答分组应当携带了与所述的请求相同的值。归属代理/移动节点地址(1603)字段在请求消息中给出用于检查的移动节点地址，以及在应答消息中给出所选择的归属代理的地址。
要求所述的移动节点理解图8所示的新移动选项。
类型(1701)是用于识别所述选项的任意编号。长度(1702)是在排除类型和长度字段后以八位字节表示的所述选项的长度。替换归属代理地址(1703)是所述替换归属代理的128位地址。这可以是在相同归属代理或另一个不同归属代理上的替换接口。
收到这个新选项的移动节点必须首先检查所述源地址在它们的绑定更新列表中有相应的入口，否则应当忽略该选项。一旦验证了该选项，所述移动节点应当选择保持它的绑定高速缓存入口，然后它必须发送一个带有零生命期的绑定更新(BU)到包含这个选项的分组的源地址。然后一个新绑定更新应当被发送到在替换归属代理地址字段中给出的地址。
关于这个移动选项如何能够被传送的特定例子可以是通过使用从归属代理到移动节点的绑定刷新请求。任意地，这个选项可以作为一个新定义的IPv6扩展首标被传输。本选项最重要的功能是允许移动节点确定所述消息的来源是其被注册的归属代理以及将被使用的新归属代理地址。
在第一个实施例中，描述了归属代理被多归属化以及存在替换归属代理的情况。图9是所述网络的示意图。归属代理(1802)通过去往访问路由器(1805)的外出接口(1810)和通过访问路由器(1806)连接的外出接口(1811)被连接到全局网络(1807)。它被作为到已注册节点(1801)的归属代理。
存在替换的归属代理。归属代理(1803)驻留在全局网络(1807)和全局网络(1808)之间。类似地，归属代理(1804)驻留在全局网络(1808)和全局网络(1809)之间。
已注册节点(1801)代表利用所述移动IP协议堆栈的任何移动终端。已注册节点(1801)可以很容易地代表为与其它移动节点所共同构成的移动网络提供服务的移动路由器。已注册节点(1801)最初是在全局网络(1807)内漫游。归属代理(1802)的外出接口(1810)起到所述归属代理接口的作用。然而，当外出接口(1810)由于拥塞可能变慢(go down)时，接口管理器(1005)将通知系统管理器(1004)。然后系统管理器(1004)将与路由管理器(1006)协商以获得一个替换的路由。路由管理器(1006)将用其它外出接口(1811)的地址来响应，并且系统管理器(1004)将开始发送一个消息通知已注册节点(1801)将归属代理切换到外出接口(1811)。
假定已注册节点(1801)漫游到全局网络(1809)。已注册节点(1801)开始发送绑定更新(BU)消息给它的原始归属代理，即外出接口(1810)。当所述的绑定更新(BU)被发送到归属代理(1802)时，所述的分组穿越替换的归属代理(归属代理(1803)和归属代理(1804))。归属代理(1803)和归属代理(1804)两者都检测所述分组并且开始用它们各自所选择的接口地址来更新归属代理(1802)。如果外出接口(1811)处于拥塞状态，接口管理器(1005)将再一次通知系统管理器(1004)。当系统管理器(1004)查询路由管理器(1006)关于已注册节点(1801)的情况时，路由管理器(1006)将认识到对于已注册节点(1801)存在两个可利用的替换归属代理(归属代理(1803)和归属代理(1804))。当基于度量进行选择时，它将选择归属代理(1804)作为较好的归属代理，因为所述的跳跃距离远，因此有希望离已注册节点(1801)更近。
系统管理器(1004)将给已注册节点发送一个携带如图8中所述移动选项的消息。一旦接收到所述移动选项，已注册节点(1801)将首先验证所述消息。一个实例是检查IPv6分组的源字段包含其已注册归属代理(1802)的地址。如果是这样，它应当开始用所述消息内的所述接口地址将归属代理切换到所述归属代理(1804)。
在这种情况中将使用如图10中所描述的算法。在接口管理器(1005)检测到接口故障后，它将通知系统管理器(1004)向路由管理器(1006)依次更新和请求用于所述移动节点的替换路由(步骤1901)。路由管理器(1006)将首先检查是否有可用的本地接口(能够作为替换接口的本地接口)(步骤1902)。如果没有替换的本地路由(路径1954)，那么将对替换的归属代理进行检查(步骤1906)。
如果找到一个替换的接口(路径1951)，就发送一个携带所述替换接口地址的消息(图8)。如果所述原始外出接口出现故障，这可以要求通过所述双向隧道单元(1003)来设置新的隧道。现在所述归属代理将等待来自移动路由器的对于替换接口的绑定更新(BU)(步骤1903)。在超时后所述消息(图8)可以被重新发送任意次数。
假定在步骤1903中没有接收到绑定更新(BU)(在超时的情况下，或者在重试次数达到最大值的情况下)，所述归属代理可以开始重复寻找新的替换接口的程序(路径1952)。以前尝试的接口被从所述列表中去除(步骤1904)，这样这个移动路由器将不考虑它。
一旦在步骤1903中在所述替换接口上接收到一个绑定更新(BU)，所述旧的绑定高速缓存入口立刻到期，并且通过为所述移动节点增加一个将其绑定到所述新接口地址的新入口来使用所述替换接口(步骤1905)。
如果路由管理器(1006)在步骤1906中检查并且发现没有替换的归属代理(路径1955)，所述操作将在没有任何改变的情况下继续(步骤1907)。如果所述原始接口发生故障，所述归属代理现在将处于断开状态。
然而，一旦路由管理器(1006)在步骤1906中有关于替换归属代理的可利用性的信息(即，找到了可利用的替换归属代理)(路径1956)，就发送一个显示所述替换归属代理地址的消息(图8)(步骤1908)。如果所述原始外出接口发生故障，路由管理器(1006)将再一次针对替换路由进行协商。可能存在通过利用其它一些方法所检测的替换归属代理的一个入口路由(所述网络内侧的路由)。那么通过双向隧道单元(1003)设置新的隧道。所述归属代理(1000)现在将等待以确定是否接收到来自所述移动路由器的任何分组，而不是使所述绑定高速缓存入口到期的可能绑定更新(BU)，(步骤1909)。
假定在步骤1909中仍然收到分组(路径1957)，所述归属代理开始重复寻找新的可利用的替换归属代理的程序。所述以前尝试的归属代理从所述列表中被去除(步骤1911)，这样这个移动路由器将不考虑它。
如果没有从所述移动路由器接收到更多分组(路径1958)，则当所述绑定高速缓存入口的生命期的值达到零时，它被保持到自然地到期(步骤1910)。
<第二个实施例>
在第二个实施例中，描述了归属网络中存在一个中心路由管理器(2001)的情况。在仅需要一个中心路由管理器(2001)的情况中，归属代理(2000)所要求的功能组件更简单，如图11所示。除了缺少路由管理器(1006)模块以及相关联的分组流路径(1059)外，它的布局类似于图1所示的结构。可替代地，在每个主归属代理中的系统管理器(1004)通过分组流路径(1062)将所有的更新发送到中心路由管理器(2001)中的路由管理器。中心路由管理器(2001)将具有图1中所描述的功能组件。中心路由管理器(2001)的位置信息被固定地配置在每个客户归属代理中。
图12显示了客户归属代理(归属代理(2002)、归属代理(2003)、归属代理(2004))的一种可能部署，所有的客户归属代理都通过网络(2005)将它们的更新和请求发送到中心路由管理器(2001)。中心路由管理器(2001)将合并所有的更新信息并发送各自的应答消息。
对第一个实施例描述中的修改包括起归属代理接口作用的本地接口的更新。在所述中心路由管理器的情况中，中心路由管理器(2001)上的本地接口可以有也可以没有归属代理的功能。当客户归属代理的本地接口起到某移动节点的归属代理接口作用时，它们应当仅仅由路由管理器(1006)来更新。当所述客户归属代理正在更新中心归属代理(2001)以表示所给定的被检测移动节点转交地址(1405)字段给出了移动节点的归属地址而不是它的转交地址时，在图5的消息格式中所描述的类型(1401)字段也可以有不同的值。
现在将利用IPv6来传输在图6和图7中所描述的消息。可能的实现实例是将它们作为IPv6分组的载荷来传输。在第一个实施例中所描述的其它消息不需要更改。
拥有中心路由管理器(2001)的主要优点是对于其它归属代理的存储空间和处理能力的节省。这样，可以相对便宜的成本生产所述其它归属代理，其具有搜索和处理下载到中心路由管理器(2001)的各种入口所需要的数据存储和处理能力。所述中心化方法提供了在一个地方收集所有相关信息的额外好处，使得路由选择可以使用更高效有效的算法。
工业应用
本发明使移动节点的归属代理的更改成为可能，并且能够应用于移动终端的通信技术(特别是无线通信技术)领域。

Claims (12)

1.一种移动终端管理设备，能够用作对连接到通信网络的移动终端的位置信息进行管理的归属代理，所述移动终端管理设备包括：
单个或多个网络接口，至少在其中一个网络接口上设置地址以规定所述移动终端的所述归属代理，所述的网络接口能够连接到所述通信网络；
接口管理器，用于检测所述网络接口的状态，在所述网络接口上所述地址按照所述归属代理设置；
系统管理器，用于开始这样的过程：当所述接口管理器所检测的状态与预定的条件相匹配时，设置与用作所述归属代理的所述网络接口不同的网络接口的地址或者连接到所述通信网络的不同通信装置的地址，作为所述移动终端的所述归属代理地址。
2.根据权利要求1所述的移动终端管理设备，包括：信息存储组件，用于存储有关被所述系统管理器设置为所述移动终端的所述归属代理的所述不同通信装置的信息，或者有关所述不同通信装置的信息。
3.根据权利要求1所述的移动终端管理设备，其中，所述的接口管理器包括：
检测组件，用于检测每个网络接口利用等级的可变状态；以及
通知组件，如果被所述检测组件所检测的利用等级的所述可变状态达到了预定值，用于通知那个预定条件给所述系统管理器。
4.根据权利要求1所述的移动终端管理设备，其中，所述的接口管理器包括：
检测组件，用于检测在每个网络接口上硬件故障发生的状态；以及
通知组件，如果所述检测组件检测所述硬件故障发生，用于通知那个预定条件给所述系统管理器。
5.一种能够用作归属代理的移动终端管理设备，所述归属代理对连接到通信网络的移动终端的位置信息进行管理，所述移动终端管理设备包括：
能够连接到所述通信网络的单个或多个网络接口；
接口管理器，能够监视所述单个或多个网络接口并且检测能够被控制以便服从归属代理的移动终端的存在；
系统管理器，如果所述接口管理器检测到所述能够被控制的移动终端，用于产生通知消息给所述移动终端的当前归属代理来通知所述移动终端能够被控制。
6.根据权利要求5所述的移动终端管理设备，其中所述的接口管理器包括：
分组检查组件，用于检查经过所有所述网络接口的IPv6分组；
地址监视组件，用于参照预定选择准则监视是否存在被所述预定选择准则定义的地址作为所述IPv6目的地址字段中的地址；以及
首标检查组件，用于检查IPv6扩展首标以检查在有效载荷proto字段中IPPROTO_NONE的值以及在MH字段中5的值；
由此，能够检测来自所述移动终端的绑定更新消息以及能够获得所述移动终端的当前归属代理地址。
7.根据权利要求5所述的移动终端管理设备，其中，由所述系统管理器所产生的所述通知消息包括描述从所述归属代理到所述移动终端的当前归属代理的跳数的格式。
8.根据权利要求7所述的移动终端管理设备，其中所述的接口管理器包括：
分组检查组件，用于检查经过所有所述网络接口的IPv6分组；
地址监视组件，用于参照预定选择准则监视是否存在被所述预定选择准则定义的地址作为所述IPv6目的地址字段中的地址；以及
首标检查组件，用于检查IPv6扩展首标以检查在有效载荷proto字段中IPPROTO_NONE的值以及在MH字段中5的值；
由此，能够检测来自所述移动终端的绑定更新消息以及获得所述移动终端的当前归属代理地址。
9.一种移动终端管理设备，能够用作对连接到通信网络的移动终端的位置信息进行管理的归属代理，所述移动终端管理设备包括：
单个或多个网络接口，至少在其中一个网络接口上设置地址以规定所述移动终端的所述归属代理，所述的网络接口能够连接到所述通信网络；
通知消息监视组件，当在其上设置地址作为所述归属代理的所述网络接口接收到来自所述移动终端的绑定更新消息时，用于监视来自能用作所述移动终端归属代理的通信装置的预定通知消息；
系统管理器，当接收到来自所述通信装置的所述通知消息时，用于开始将所述通信装置设置为所述移动终端归属代理的过程。
10.根据权利要求9所述的移动终端管理设备，包括：路由管理器，如果从所述多个通信装置的每一个接收到所述通知消息，用于参考在所述通知消息中的跳数以及检测离所述移动终端最近的通信装置；当接收到来自所述通信装置的通知消息时，所述移动终端管理设备被如此安排以便开始将距所述路由管理器检测到的所述移动终端最近的所述通信装置设置为所述移动终端归属代理的过程。
11.根据权利要求10所述的移动终端管理设备，其被如此安排以便把距所述移动终端最近的所述通信装置的地址通过所述路由管理器通知给所述移动终端。
12.一种归属代理切换方法，由能够连接到通信网络并且通过由归属代理管理其位置信息从而在漫游中通信的移动终端来执行，包括：
进行指示，以便从充当所述归属代理的通信装置到与用作所述归属代理的网络接口不同的所述通信装置上的其它网络接口或不同通信装置来切换归属代理，并且接收包含所述切换后的归属代理的地址的通知消息的步骤；以及
根据接收到的所述通知消息中包含的所述切换后的归属代理的地址，切换所述归属代理的步骤。
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Address before: Osaka Japan

Patentee before: Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.