DE60106549T2

DE60106549T2 - Regionales Tunnelsteuerungverfahren in einem Mobilkommunikationssystem mit Mobile-IP

Info

Publication number: DE60106549T2
Application number: DE2001606549
Authority: DE
Inventors: Tae-Sung Sangju-shi Jung
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: AU764385B2; JP3770874B2; EP1209875B1; US20020143993A1; DE60106549D1; WO2002043281A1; CA2397966C; KR100401209B1; CN1395769A; KR20020039639A; EP1209875A2; CN1168233C; CA2397966A1; EP1209875A3; AU2314802A; JP2004515113A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein mobiles Kommunikationssystem, das ein Mobile IP verwendet, und insbesondere auf ein Regional-Tunnel-Management-Verfahren zum Senden von Daten von einem entsprechenden Knoten (CN) zu einem mobilen Knoten (MN).
Eine Mobile IP Technik ist eingeführt worden, um eine Mobilität für die Clients zu schaffen, die Zugang zu einem IP (Internet Protocol) Netzwerk besitzen. Da das IP Netzwerk eine festgelegte IP Adresse für einen spezifischen Bereich hat, müssen die Clients, die auf das IP Netzwerk zugreifen, in lästiger Weise einer neuen IP Adresse zugeordnet werden, während sie sich bewegen. Allerdings kann das Mobile IP Netzwerk Daten mit einem Surfer in dem IP Netzwerk unter Verwendung der existierenden, festgelegten Mobile IP Adresse ohne Ändern der Mobile IP Adresse austauschen, sogar während sich die Clients bewegen.
Bevor die Mobile IP Technik beschrieben wird, werden die Ausdrücke, die in der Mobile IP Technik verwendet werden, nachfolgend definiert.

– Ein mobiler Knoten (Mobile Node – MN) besitzt eine eindeutige IP Adresse, um Daten von Clients in dem IP Netzwerk aufzunehmen, und besitzt eine Mobilität.
– Ein Foreign Agent (FA), ein Knoten, der das IP Netzwerk bildet, ist drahtlos mit dem mobilen Knoten in einem spezifischen Bereich verbunden und besitzt eine eindeutige IP Adresse. Der Foreign Agent speichert Informationen an den mobilen Knoten.
– Ein Home Agent (HA) ist ein Knoten zum Verwalten von Lage- bzw. Orts-Informationen der mobilen Knoten. Unter dem Empfang von Daten, die zu dem mobilen Knoten von einem entsprechenden Knoten (CN) gesendet werden sollen, überträgt der Home Agent die empfangenen Daten zurück zu einem Gateway Foreign Agent (GFA), zu dem der mobile Knoten gehört, unter Verwendung der Lage-Informationen des mobilen Knotens, der durch ihn verwaltet wird.
– ein Gateway Foreign Agent (GFA), ein Knoten, der für ein Regional-Tunnel-Management unabdingbar ist, arbeitet als der Home Agent, unter Empfangen einer Lage-Registrierungs-Anforderung von dem mobilen Knoten in einem vorab eingestellten Bereich, z. B. einem Besuchs-Netzwerk.
– ein entsprechender Knoten (Correspondent Node – CN) ist ein Host in dem IP Netzwerk, der erfordert, mit dem mobilen Knoten zu kommunizieren.
– Regional-Tunnel-Management bezieht sich auf ein Verfahren zum Senden einer Lage- bzw. Orts-Registrierungs-Nachricht nur bis zu dem Gateway Foreign Agent, zu dem der mobile Knoten gehört, nicht bis zu dem Home Agent, wenn sich der mobile Knoten von einem Bereich, verwaltet durch den Gateway Foreign Agent, bewegt, den Foreign Agent ändernd zu dem, zu dem der mobile Knoten gehört.

Ein Regional-Tunnel-Management-Verfahren in einem Kommunikationssystem, das das übliche Mobile IP verwendet, wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
1 stellt einen Lage- bzw. Orts-Registrierungs-Vorgang in einem Kommunikationssystem unter Verwendung des üblichen Mobile IP dar. Wie 1 zeigt, sendet, falls der mobile Knoten 10 in einen Bereich eines Foreign Agent 20 eintritt, der Foreign Agent 20 spezifische Informationen zu dem mobilen Knoten 10 über einen Sendekanal. Unter Empfang der Informationen, gesendet durch den Foreign Agent 20, bestimmt der mobile Knoten 10, zu welchem Foreign Agent er gehört, durch Analysieren der empfangenen Informationen. Falls der mobile Knoten 10 einen Bereich des Foreign Agent zu dem er gehört, erkennt, d.h. erkennt, dass er in einem Bereich des Foreign Agent 20 ist, sendet der mobile Knoten 10 eine Registration Request Nachricht zu dem Foreign Agent 20 in einem Schritt 101. Die Registration Request Nachricht umfasst Authentifizierungs-Informationen des mobilen Knotens 10. Unter Empfang der Registration Request Nachricht speichert der Foreign Agent 20 Informationen über den mobilen Knoten 10, umfasst in der empfangenen Registration Request Nachricht, und sendet dann eine Registration Request Nachricht zum Anfordern einer Lage-Registrierung des mobilen Knotens 10 zu einem Home Agent 30, zu dem er gehört, und zwar in dem Schritt 103. Hierbei umfasst die Registration Request Nachricht, gesendet durch den Foreign Agent 20, eine IP Adresse des Foreign Agent 20, zu dem der mobile Knoten 10 gehört. Der Home Agent 30 führt einen Authentifizierungs-Vorgang unter Verwendung der Informationen über den mobilen Knoten 10, umfasst in der Registration Request Nachricht, durch, und erfasst Lage-Informationen, d.h. eine Adresse des Foreign Agent 20, zu dem der mobile Knoten 10 gehört, von der Registration Request Nachricht, und speichert dann die erfassten Lage-Informationen. Falls der Authentifizierungs-Vorgang für den mobilen Knoten 10 normal durchgeführt worden ist, dann sendet der Home Agent 30 eine Registrierungs-Antwort-Nachricht zu dem Foreign Agent 20 in dem Schritt 107. Unter Empfang der Registrierungs-Antwort-Nachricht sendet der Foreign Agent 20 die Registrierungs-Antwort-Nachricht zu dem mobilen Knoten 10 in dem Schritt 105. Wenn die Stelle des mobilen Knotens 10 in dem Home Agent 30 über diesen Vorgang registriert ist, kann der mobile Knoten 10 Daten mit einem Host des IP Netzwerks austauschen, d.h. dem entsprechenden Knoten, und zwar über den Home Agent 30. Allgemein empfängt, für einen Daten-Empfang von dem entsprechenden Knoten, der mobile Knoten 10 Daten von dem entsprechenden Knoten über den Home Agent 30 und den Foreign Agent 20. Allerdings kann, für eine Datenübertragung zu dem entsprechenden Knoten, der mobile Knoten 10 Daten zu dem entsprechenden Knoten entweder über den Foreign Agent 20 oder den Home Agent 30, oder über den Foreign Agent 20 und einen Rooter, der einem Peer-Knoten in dem IP Netzwerk entspricht, senden. Zusätzlich kann, wenn der entsprechende Knoten mit einem anderen Foreign Agent verbunden ist, der mobile Knoten 10 direkt Daten mit dem Foreign Agent 20 und einem Foreign Agent, zu dem der entsprechende Knoten verbunden ist, austauschen.
Dabei muss, wenn sich der mobile Knoten 10 zu einem Bereich eines anderen Foreign Agent bewegt, er Nachrichten mit dem Home Agent 30 austauschen, um seine Lage-Informationen in dem Home Agent 30 zu jedem Zeitpunkt, zu dem er sich bewegt, zu registrieren. Falls allerdings der mobile Knoten 10 weit weg von dem Home Agent 30 angeordnet ist, z. B., falls der mobile Knoten 10 in Südkorea vorhanden ist und der Home Agent 30 in den Vereinigten Staaten vorhanden ist, tritt eine Propagationsverzögerung während eines Austauschs der Registrierungs-Nachrichten dazwischen auf. Um dieses Problem zu lösen, verwendet die Technik der Mobile IP ein Regional-Tunnel-Management-Verfahren. Das Regional-Tunnel-Management-Verfahren führt einen Vorgang zum Registrieren der Stelle des sich bewegenden mobilen Knotens durch, indem der Gateway Foreign Agent, zusätzlich zu dem Foreign Agent, vorgesehen wird. Dieses Verfahren stellt einen Bereich ein, der eine spezifische Größe hat, als ein Besuchs-Netzwerk, und dann wird, falls sich der mobile Knoten innerhalb des Besuchs-Netzwerks bewegt, die Stelle des mobilen Knotens nicht in dem Home Agent registriert, sondern in dem Gateway Foreign Agent. Zum Beispiel ist es, wenn dort 5 Foreign Agent in dem Besuchs-Netzwerk existieren, unbedeutend, zu welchem Foreign Agent sich der mobile Knoten bewegt, wobei die Stelle des mobilen Knotens nicht neu in dem Home Agent registriert wird, sondern nur in dem Gateway Foreign Agent registriert wird. Das Regional-Tunnel-Management-Verfahren wird im Detail unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2 stellt ein Anfangs-Lage-Registrierungs-Verfahren, basierend auf dem Regional-Tunnel-Management, in einem mobilen Kommunikationssystem unter Verwendung des üblichen Mobile IP dar. Wie 2 zeigt, sendet, falls ein mobiler Knoten 10 in einen Bereich eines Foreign Agent 20 eintritt, der mobile Knoten 10 eine Registration Request Nachricht zu dem Foreign Agent 20, nach Empfangen von Informationen, gesendet durch den Foreign Agent 20, im Schritt 201. Unter Empfang der Registration Request Nachricht von dem mobilen Knoten 10 sendet der Foreign Agent 20 die Registration Request Nachricht zu einem Gateway Foreign Agent 40 im Schritt 203. Der Gateway Foreign Agent 40 speichert eine Adresse des Foreign Agent 20 und Informationen über den mobilen Knoten 10 und sendet dann die Registration Request Nachricht zu einem Home Agent 30 zusammen mit seiner Adresse im Schritt 205. Der Home Agent 30 speichert dann Lage-Informationen des mobilen Knotens 10, umfasst in der empfangenen Registration Request Nachricht. Die Lage-Informationen des mobilen Knotens 10, gespeichert in dem Home Agent 30, werden eine Adresse des Gateway Foreign Agent 40, zu dem der mobile Knoten 10 gehört. Nach Abschluss der Lage-Registrierung sendet der Home Agent 30 eine Registrierungs-Antwort-Nachricht zu dem Gateway Foreign Agent 40 im Schritt 207, und der Gateway Foreign Agent 40 sendet die Registrierungs-Antwort-Nachricht zu dem Foreign Agent 20 in Schritt 209. Der Foreign Agent 20 sendet dann die Registrierungs-Antwort-Nachricht zu dem mobilen Knoten im Schritt 211.
Nun wird, unter Bezugnahme auf die 3 und 4, eine Beschreibung über eine Betriebsweise vorgenommen, die dann durchgeführt wird, wenn sich der mobile Knoten 10 von dem ursprünglichen Foreign Agent zu dem er gehört hat, zu einem anderen Foreign Agent bewegt, und zwar nach der Lage-Registrierung basierend auf dem Regional-Tunnel-Management, wie dies in 2 beschrieben ist.
3 stellt einen Zustand dar, bei dem sich ein mobiler Knoten von einem momentanen Foreign Agent zu einem anderen Foreign Agent in einem Kommunikationssystem unter Verwendung des üblichen Mobile IP bewegt. 4 stellt einen Lage-Registrierungs-Vorgang, basierend auf dem Regional-Tunnel-Management in dem Kommunikationssystem, das das übliche Mobile IP verwendet, dar.
Wie die 3 und 4 zeigen, sendet, wenn sich ein mobiler Knoten 10 zu einem zweiten Foreign Agent 25, der einen Bereich 305 nach Registrierung seiner Stelle in einem Home Agent 30 besitzt, über einen ersten Foreign Agent 20, der einen Bereich 303 besitzt, und einen Gateway Foreign Agent 40 in dem Anfangs-Lage-Registrierungs-Vorgang der 2 bewegt hat, dann die mobile Station 10 eine Registration Request Nachricht zu dem zweiten Foreign Agent 25 im Schritt 401. Unter Empfang der Registration Request Nachricht speichert der zweite Foreign Agent 25 Informationen über den mobilen Knoten 10 und sendet dann die Registration Request Nachricht zu dem Gateway Foreign Agent 40, zusammen mit seiner Adresse und den Informationen über den mobilen Knoten 10, und zwar im Schritt 403. Der Gateway Foreign Agent 40 hat Adressen von jedem Foreign Agent in seinem Bereich gespeichert, d.h. Adressen über den ersten Foreign Agent 20 und den zweiten Foreign Agent 25, und Informationen über jeden mobilen Knoten, verbunden mit den Foreign Agent. Deshalb bestimmt, unter Empfang der Registration Request Nachricht von dem zweiten Foreign Agent 25, der Gateway Foreign Agent 40, ob dort ein Foreign Agent vorhanden ist, der Informationen über den mobilen Knoten 10 besitzt, umfasst in der empfangenen Registration Request Nachricht. Als Folge einer Bestimmung kann, falls dort ein Foreign Agent vorhanden ist, der die Informationen über den mobilen Knoten 10 besitzt, der Gateway Foreign Agent 40 erkennen, dass sich der mobile Knoten 10 von einem anderen Foreign Agent in seinem Bereich, d.h. von dem ersten Foreign Agent 20, bewegt hat. Deshalb sendet der Gateway Foreign Agent 40 eine Registrierungs-Antwort-Nachricht zum Anfordern der Stelle bzw. Orts des mobilen Knotens 10 direkt zu dem zweiten Foreign Agent 25 im Schritt 405, anstelle davon, die Registration Request Nachricht zu dem Home Agent 30 zu senden. Der zweite Foreign Agent 25 sendet dann die Registrierungs-Antwort-Nachricht zu dem mobilen Knoten 10 im Schritt 407.
Dabei arbeitet, während einer Daten-Übertragung zu einem entsprechenden Knoten, der mobile Knoten 10 so, wie dies in dem herkömmlichen Verfahren beschrieben ist. Allerdings sendet, während einer Daten-Übertragung zu dem mobilen Knoten 10, der entsprechende Knoten Daten zu dem Home Agent 30 und der Home Agent 30 sendet dann die Daten zu dem Gateway Foreign Agent 40 zurück. Der Gateway Foreign Agent 40 sendet dann die Daten zu einem Foreign Agent zurück, wo der mobile Knoten 10 liegt, und dann sendet der Foreign Agent die Daten zu dem mobilen Knoten 10 zurück. Deshalb besitzt, in dem Regional-Tunnel-Management, die Datenübertragung von dem entsprechenden Knoten zu dem mobilen Knoten 10 einen komplizierten Daten-Übertragungs-Vorgang, verglichen mit dem Fall, wenn das Mobile IP verwendet wird.
Derzeit werden viele Bemühungen in Bezug auf eine Entwicklung des mobilen Kommunikationssystems zum Kommerzialisieren des IMT-2000 Systems unternommen. Das IMT-2000 System ist in ein American Synchronous System und ein European Asynchronous System klassifiziert. Die Mobile IP Technik ist für das IMT-2000 System unumgänglich. Allerdings kann eine Anwendung des herkömmlichen Regional-Tunnel-Management-Verfahrens, verwendet in dem Mobile IP, bei dem European Asynchronous Communication System eine Verschwendung von Ressourcen aufgrund der Charakteristik des Foreign Agent verursachen, d.h. da der Foreign Agent seine Informationen sendet.
Weiterhin ist es in der Umgebung des European Asynchronous Communication System nicht bevorzugt, einen Gateway Foreign Agent in einem spezifischen Netzwerk vorzusehen. Dies kommt daher, dass das European Asynchronous Communication System ein verbindungs-orientiertes Schema verwendet. Demzufolge kann in einem European Asynchronous Communication System ein Gateway GPRS- (General Packet Radio Service) Support-Knoten (GGSN), der den Gateway Foreign Agent bedient, unter einem starken Stau leiden.
Internet Draft: Mobile IP Regional Registration; E. Gustafsson, A. Jonsson, C. Perkins, 13. Juli 2000, draft-ietf-mobileip-reg-tunnel-03.txt ist auf die Mobile IP Regional Registration gerichtet. Wenn der Home Agent einmal die GFA-Adresse als die Care-Off-Adresse des mobilen Knotens registriert hat, kann der mobile Knoten eine regionale Registrierung durchführen. Wenn regionale Registrierungen durchgeführt werden, kann der mobile Knoten entweder eine Foreign Agent-Care-Off-Adresse oder eine dazu zugeordnete Adresse mit dem GFA oder einem anderen RFA registrieren. Wenn sich der mobile Knoten von einem Foreign Agent zu einem anderen Foreign Agent innerhalb derselben besuchten Domain bewegt, wird er ein Agent Advertisement von dem neuen Foreign Agent empfangen. Wenn das Agent Advertisement anzeigt, dass die besuchte Domain regionale Registrierungen unterstützt und dass entweder die angezeigte GFA-Adresse dieselbe wie diejenige ist, die der mobile Knoten als seine Care-Off-Adresse während seiner letzten Home-Registrierung registriert hat, oder der Bereichsteil des neu angezeigten FA-NAI den FA-NAI, angezeigt durch den vorherigen Foreign Agent des mobilen Knotens, anpasst, dann kann der mobile Knoten eine regionale Registrierung mit seinem Foreign Agent und GFA durchführen. Der mobile Knoten gibt eine Regional-Registration Request Nachricht zu dem neuen Foreign Agent ab. Die Regional-Registrierungs-Anforderung wird zu der GFA adressiert. Die Care-Off-Adresse sollte zu der Adresse des lokalen Foreign Agent geschickt werden, oder ist auch Null, falls der lokale Foreign Agent nicht seine eigene Care-Off-Adresse anzeigt. Für jede anhängige oder momentane Registrierung hält der Foreign Agent einen Besucher-Listen-Eintritt aufrecht. Falls eine umgekehrte Tunnelung verwendet wird, muss die Besucher-Liste die Adresse der GFA enthalten. Dies ist erforderlich, damit der Foreign Agent Datagramme, geschickt durch den mobilen Knoten zu der GFA, tunnelt. Die GFA entkapselt dann die Datagramme, verkapselt sie erneut und schickt sie dann zu dem Home Agent.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regional-Tunnel-Management-Verfahren zum Minimieren von Nachrichtenübertragungen von einem entsprechenden Knoten zu einem mobilen Knoten in einem mobilen Kommunikationssystem zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 stellt einen Lage-Registrierungs-Vorgang in einem Kommunikationssystem unter Verwendung der üblichen Mobile IP dar;
2 stellt einen Anfangs-Lage-Registrierungs-Vorgang basierend auf dem Regional-Tunnel-Managment in dem mobilen Kommunikationssystem unter Verwendung des üblichen Mobile IP dar;
3 stellt einen Zustand, bei dem sich ein mobiler Knoten von einem momentanen Foreign Agent zu einem anderen Foreign Agent in dem Kommunikationssystem bewegt, unter Verwendung des üblichen Mobile IP dar;
4 stellt einen Lage-Registrierungs-Vorgang basierend auf dem Regional-Tunnel-Management in dem Kommunikationssystem unter Verwendung des übliche Mobile IP dar;
5 stellt einen Anfangs-Lage-Registrierungs-Vorgang basierend auf dem Regional-Tunnel-Management in einem European Asynchronous Communication System unter Verwendung des Mobile IP gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
6 stellt einen Lage-Registrierungs-Vorgang basierend auf dem Regional-Tunnel-Management in dem Kommunikationssystem unter Verwendung des Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
7 stellt einen Zustand dar, bei dem sich ein mobiler Knoten von einem momentanen GGSN, zu dem er gehört, zu einem anderen GGSN in dem Kommunikationssystem unter Verwendung des Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewegt;
8 stellt einen Regional-Tunnel-Managment-Vorgang eines mobilen Knotens in einem Kommunikationssystem unter Verwendung der Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
9 stellt einen Regional-Tunnel-Managment-Vorgang eines GGSN in dem Kommunikationssystem unter Verwendung der Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
10 stellt einen Regional-Tunnel-Managment-Vorgang eines Home Agent in dem Kommunikationssystem unter Verwendung der Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden ausreichend bekannte Funktionen und Aufbauten nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung unnötig im Detail verschleiern würden.
Der Ausdruck "Gateway GPRS (General Packet Radio Service) Support Node (GGSN)", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Knoten, der ein UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) Netzwerk bildet, und der GGSN unterstützt eine Funktion eines Foreign Agent (FA) und eine Funktion eines Gateway Foreign Agent (GFA) selektiv oder insgesamt. Das bedeutet, dass der GGSN mit seinen mobilen Knoten verbunden ist und als eine Schnittstelle zwischen den mobilen Knoten und einem externen Netzwerk dient.
5 stellt einen Anfangs-Lage-Registrierungs-Vorgang basierend auf dem Regional-Tunnel-Management in einem European Asynchronous Communication System unter Verwendung der Mobile IP gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie 5 zeigt, wird, falls ein mobiler Knoten (MN) 50 in einen Bereich eines GGSN 60 in einem UMTS Netzwerk eintritt, ein GTP (GPRS Tunneling Protocol) Tunnel zu dem GGSN 60 erzeugt, um Lage-Informationen des mobilen Knotens 50 in einem Home Agent (HA) 70 zu registrieren.
Der GTP Tunnel wird in dem folgenden Verfahren gebildet. Der mobile Knoten 50 tauscht drahtlos Daten mit einer Funk-Netzwerk-Steuereinheit (Radio Network Controller – RNC, nicht dargestellt) aus, wobei einer der Knoten das UMTS Netzwerk bildet. Wenn die RNC erkennt, dass der mobile Knoten 50 wünscht, Daten zu einem externen Netzwerk zu übertragen, berichtet die RNC über diesen Zustand zu einem Service-GPRS Support Knoten (SGSN, nicht dargestellt), einer der Knoten, der das UMTS Netzwerk bildet. Der SGSN sendet die empfangenen Informationen zu dem GGSN 60. Der GGSN 60 erzeugt auch einen Tunnel, um die Daten zu übertragen, und berichtet hierüber zu der RNC.
Schließlich erzeugt die RNC einen Tunnel, um Daten zu senden, und informiert dann den mobilen Knoten 50, dass ein Datenaustausch verfügbar ist. Nachdem der GTP Tunnel in diesem Vorgang gebildet ist, sendet der GGSN 60 eine Agent Advertisement Nachricht zu dem mobilen Knoten 50 im Schritt 501. Die Agent Advertisement Nachricht umfasst eine IP Adresse des GGSN 60 und ein I Flag (Zeichen), das eine Funktion des GGSN 60 anzeigt. Das I Flag wird zurückgesetzt, wenn der GGSN 50 Funktionen sowohl des Foreign Agent als auch des Gateway Foreign Agent umfasst (unterstützt), und führt selektiv die Funktionen des Foreign Agent und des Gateway Foreign Agent durch (oder dient selektiv dazu). Falls der GGSN 60 als der Gateway Foreign Agent arbeiten kann, kann der GGSN 60 den HA (Home Agent) 70 erfassen. So registriert der GGSN 60 die Bewegungsinformation des MN zu dem HA (Home Agent) 70. Falls das I Flag nicht eingestellt ist, führt der GGSN 60 nur die Funktion des Foreign Agent durch. Der GGSN 60 sendet die Agent Advertisement Nachricht zu dem mobilen Knoten 50 unter Verwendung einer Sende-Nachricht, und die Agent Advertisement Nachricht wird über den erzeugten GTP Tunnel übertragen. Zusätzlich wird das I Flag durch einen Service-Provider eingestellt. Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf einen Fall beschrieben werden, bei dem der GGSN 60 die Funktionen sowohl des Foreign Agent als aus des Gateway Foreign Agent durchführt.
Unter Empfang der Agent Advertisement Nachricht von dem GGSN 60 speichert der mobile Knoten 50 eine Adresse des GGSN 60 und eine Adresse des Home Agent 70 und sendet dann eine Registration Request Nachricht zu dem GGSN 60 in dem Schritt 503. Hierbei umfasst die Registration Request Nachricht eine Adresse des mobilen Knotens 50 und eine Adresse des GGSN 60. Der GGSN 60 sendet die Registration Request Nachricht zu dem Home Agent 70 als Antwort auf eine Registrierungs-Anforderung von dem mobilen Knoten 50 und zwar im Schritt 505. Der Home Agent 70 speichert Lage-Informationen des mobilen Knotens 50 durch Empfangen der Registration Request Nachricht von dem GGSN 60. Die Lage-Informationen werden die Adresse des GGSN 60, zu dem der mobile Knoten 50 gehört. Als Antwort auf die Registration Request Nachricht von dem GGSN 60 sendet der Home Agent 70 eine Registration Reply Nachricht zu dem GGSN 60 im Schritt 507, und unter Empfang der Registration Reply Nachricht von dem Home Agent 70 sendet der GGSN 60 die Registration Reply Nachricht zu dem mobilen Knoten 50 im Schritt 509.
Der Anfangs-Lage-Registrierungs-Vorgang für den mobilen Knoten 50 ist unter Bezugnahme auf 5 beschrieben worden. Als Nächstes wird ein Lage-Registrierungs-Vorgang basierend auf dem Regional-Tunnel-Management unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
6 stellt einen Lage-Registrierungs-Vorgang, basierend auf dem Regional-Tunnel-Management in dem Kommunikationssystem unter Verwendung der Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt einen Zustand dar, bei dem sich ein mobiler Knoten von einem momentanen GGSN, zu dem er gehört, zu einem anderen GGSN in dem Kommunikationssystem, unter Verwendung der Mobile IP, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bewegt.
Falls sich der mobile Knoten 50 von einem Bereich eines momentanen GGSN 65 zu einem Bereich eines neuen GGSN 60 im Schritt 709 der 7 bewegt, nach Durchführen des Anfangs-Lage-Registrierungs-Vorgangs der 5, dann wird der Lage-Registrierungs-Vorgang so durchgeführt werden, wie dies in 6 dargestellt ist. Der Lage-Registrierungs-Vorgang wird im Detail nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Falls sich der mobile Knoten 50 von dem Bereich des GGSN 65, der als ein Foreign Agent dient, zu dem Bereich des GGSN 60 bewegt, wird ein GTP Tunnel zwischen dem GGSN 60 und dem mobilen Knoten 50 gebildet, und der mobile Knoten 50 empfängt eine Agent Advertisement Nachricht von dem GGSN 60, der als ein neuer Foreign Agent dient, und zwar im Schritt 600, wie dies in dem Schritt 501 der 5 beschrieben ist. Unter Empfangen der Agent Advertisement Nachricht sendet der mobile Knoten 50 eine Registration Request Nachricht zu dem GGSN 60 im Schritt 601, ohne eine Gateway Foreign-Adresse des GGSN 60, umfasst in der empfangenen Agent Advertisement Nachricht, zu speichern. Hierbei ist der Grund, warum der mobile Knoten 50 nicht die Gateway Foreign-Adresse des GGSN 60 speichert, derjenige, dass diese Adresse identisch zu der Adresse des GGSN ist, der als der Gateway Foreign Agent dient, die von dem zuvor verbundenen GGSN 65 empfangen wurde und dann in dem mobilen Knoten 50 gespeichert wurde. Die Registration Request Nachricht, gesendet in dem Schritt 601, umfasst eine Adresse des GGSN, der als Gateway Foreign Agent dient. Als Antwort auf eine Registrierungs-Anforderung von dem mobilen Knoten 50 hin, sendet der GGSN 60 die Registration Request Nachricht zu dem GGSN 65, der als der Gateway Foreign Agent dient, zusammen mit seiner eindeutigen Adresse, und zwar im Schritt 603. Der GGSN 65 speichert Informationen über den mobilen Knoten 50 und die Adresse des GGSN 60, der als der Foreign Agent dient, und sendet dann eine Registration Reply Nachricht zu dem GGSN 60 im Schritt 605. Der GGSN 60 sendet dann die Registration Reply Nachricht zu dem mobilen Knoten 50 in dem Schritt 607. Nach Senden der Registration Reply Nachricht zu dem GGSN 60 als Antwort auf die Registrierungs-Anforderung von dem GGSN 60 hin, sendet der GGSN 65 eine Location Information Nachricht mit Adresseninformationen des GGSN 60, der als der Foreign Agent dient, zu dem Home Agent 70 hin, und zwar im Schritt 609. Wenn dort Daten vorhanden sind, die von dem entsprechenden Knoten zu dem mobilen Knoten 50 übertragen werden sollen, kann der Home Agent 70 direkt die Daten zu dem GGSN 60, ohne durch den GGSN 65 hindurchzuführen, der als der Gateway Foreign Agent dient, senden, da der Home Agent 70 die Adresse des GGSN 60 besitzt, der als der Foreign Agent dient.
Dargestellt in Tabelle 1 ist ein Format der Location Information Nachricht, gesendet von dem GGSN 65 aus, der als der Gateway Foreign Agent dient, zu dem Home Agent 70 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Tabelle 1
Die Location Information Nachricht der Tabelle 1 umfasst eine Adresse des Gateway Foreign Agent, zu dem der mobile Knoten gehört, und eine Adresse des Foreign Agent, zu dem der mobile Knoten gehört. Z.B. wird eine Adresse des GGSN 60, der als der Foreign Agent für den mobilen Knoten 50 dient, eine Adresse des Foreign Agent, zu dem der mobile Knoten 50 gehört, während eine Adresse des GGSN 65, der als der Gateway Foreign Agent für den mobilen Knoten 50 dient, eine Adresse des Gateway Foreign Agent wird, zu dem der mobile Knoten 50 gehört.
Als Nächstes wird eine Betriebsweise des mobilen Knotens 50, durchgeführt, basierend auf dem Regional-Tunnel-Management-Verfahren, unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben.
8 stellt einen Regional-Tunnel-Management-Betrieb eines mobilen Knotens in dem Kommunikationssystem unter Verwendung des Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie 8 zeigt, bestimmt ein mobiler Knoten im Schritt 801, ob eine Agent Advertisement Nachricht empfangen ist. Unter Empfang der Agent Advertisement Nachricht bestimmt der mobile Knoten im Schritt 803, ob eine Adresse eines GGSN, der als ein Gateway Foreign Agent dient, darin registriert ist. Falls eine Adresse des GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, registriert ist, sendet der mobile Knoten eine Registration Request Nachricht zu dem GGSN, der die Agent Advertisement Nachricht gesendet hat, zusammen mit der registrierten Adresse des GGSN, und zwar im Schritt 811.
Allerdings erfasst, falls im Schritt 803 bestimmt ist, dass eine Adresse des GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, nicht in dem mobilen Knoten registriert ist, dann der mobile Knoten eine Adresse des GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, von der empfangenen Agent Advertisement Nachricht und speichert die erfasste Adresse, und zwar im Schritt 805. Danach sendet, im Schritt 807, der mobile Knoten die Registration Request Nachricht zu dem GGSN. Im Schritt 809 bestimmt der mobile Knoten, ob eine Registration Reply Nachricht auf die Registration Request Nachricht hin empfangen ist, und unter Empfangen der Registration Reply Nachricht, beendet der mobile Knoten den Lage-Registrierungs-Vorgang.
Der Regional-Tunnel-Management-Betrieb des mobilen Knotens ist unter Bezugnahme auf 8 beschrieben worden. Als Nächstes wird ein Regional-Tunnel-Management-Betrieb des GGSN unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
9 stellt einen Regional-Tunnel-Management-Betrieb eines GGSN in dem Kommunikationssystem unter Verwendung der Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie 9 zeigt, sendet, falls ein GTP Tunnel zu einem mobilen Knoten gebildet ist, ein GGSN, der als ein Foreign Agent und/oder als ein Gateway Foreign Agent dient, eine Agent Advertisement Nachricht zu dem mobilen Knoten im Schritt 901. Nach Senden der Agent Advertisement Nachricht bestimmt der GGSN im Schritt 903, ob eine Registration Request Nachricht von einem mobilen Knoten, der in diesem Bereich existiert, empfangen ist. Unter Empfangen der Registration Request Nachricht von einem mobilen Knoten in diesem Bereich, bestimmt der GGSN im Schritt 905, ob die empfangene Registration Request Nachricht eine Registration Request ist, die von dem mobilen Knoten empfangen ist, oder eine Registration Request Nachricht ist, die von einem anderen GGSN empfangen ist, z. B. von einem zweiten GGSN. Als Folge der Bestimmung beendet, falls die empfangene Registration Request Nachricht nicht eine Registration Request Nachricht, empfangen von dem mobilen Knoten ist, der GGSN den momentanen Vorgang (nicht dargestellt). Falls allerdings die empfangene Registration Request Nachricht eine Registration Request Nachricht, empfangen von dem mobilen Knoten, ist, bestimmt der GGSN, ob eine Quellen-Adresse des mobilen Knotens, enthalten in der Registration Request Nachricht, darin registriert ist. Als Folge der Bestimmung schreitet, falls die Quellen-Adresse des mobilen Knotens registriert ist, der GGSN zu Schritt 923 fort. Ansonsten schreitet, falls die Quellen-Adresse des mobilen Knotens nicht registriert ist, der GGSN zu Schritt 907 fort.
Am Schritt 907 beginnt der GGSN eine Funktion des Foreign Agent durchzuführen. Im Schritt 909 erfasst der GGSN eine Adresse des mobilen Knotens, der die Registration Request Nachricht gesendet hat, und speichert die erfasste Adresse. Der GGSN bestimmt im Schritt 911, ob die Registration Request Nachricht eine Adresse des zweiten GGSN umfasst. Als Ergebnis der Bestimmung sendet, falls die Registration Request Nachricht eine Adresse des zweiten GGSN umfasst, der GGSN die Registration Request Nachricht zu der Adresse der zweiten GGSN im Schritt 913. Falls allerdings die Registration Request Nachricht nicht eine Adresse des zweiten GGSN umfasst, sendet der GGSN die Registration Request Nachricht zu einem Home Agent im Schritt 915. Nach entweder Schritt 913 oder Schritt 915 bestimmt der GGSN im Schritt 917, ob eine Registration Reply Nachricht von dem Element (der zweite GGSN oder der Home Agent) empfangen ist, zu dem die Registration Request Nachricht im Schritt 913 oder 915 gesendet worden ist. Unter Empfangen der Registration Reply Nachricht speichert der GGSN Identifizierungs-Informationen für den mobilen Knoten im Schritt 919 und sendet die empfangene Registration Reply Nachricht zu dem mobilen Knoten im Schritt 921. Nach Senden der Registration Reply Nachricht zu dem mobilen Knoten beendet der GGSN der Vorgang.
Allerdings analysiert, falls die Quellen-Adresse des mobilen Knotens in dem GGSN in dem Schritt 905 registriert ist, der GGSN ein I Flag im Schritt 923, um zu bestimmen, ob eine Gateway Foreign Agent Funktion eingestellt ist. Als Folge der Analyse schreitet, falls die Gateway Foreign Agent Funktion nicht eingestellt ist, der GGSN zu dem Schritt 911 fort. Ansonsten beginnt, falls die Gateway Foreign Agent Funktion eingestellt ist, der GGSN damit, die Gateway Foreign Agent Funktion im Schritt 925 durchzuführen. Danach bestimmt der GGSN im Schritt 927, ob Authorisierungs-Informationen für den mobilen Knoten, der die Registration Request Nachricht gesendet hat, vorhanden sind. Falls dort die Authorisierungs-Informationen für den mobilen Knoten vorhanden sind, schreitet der GGSN zu Schritt 929 fort. Ansonsten schreitet, falls dort keine Authorisierungs-Informationen für den mobilen Knoten vorhanden sind, der GGSN zu Schritt 911 fort. Im Schritt 929 führt der GGSN einen Authorisierungs-Betrieb an dem mobilen Knoten durch. Im Schritt 931 sendet der GGSN eine Registration Reply Nachricht, auf die Registration Request Nachricht antwortend, zu dem mobilen Knoten. Hierbei sendet der GGSN nicht die Registration Request Nachricht zu dem Home Agent. Im Schritt 933 bestimmt, falls die Registration Request Nachricht eine Adresse des zweiten GGSN besitzt, der GGSN Informationen über den zweiten GGSN zu dem Home Agent und beendet dann den Vorgang. Dies dient dazu, den Home Agent über eine Adresse, d.h. Lage-Informationen eines GGSN, zu dem der mobile Knoten momentan verbunden ist, zu informieren. Der Home Agent kann einen GGSN erkennen, mit dem der mobile Knoten momentan direkt verbunden ist, basierend auf den Orts- bzw. Lageinformationen, gesendet durch den GGSN im Schritt 933. Deshalb ist es, wenn dort Daten vorhanden sind, die von dem entsprechenden Knoten zu dem mobilen Knoten nach dem vorstehenden Vorgang gesendet werden sollen, möglich, direkt die Daten zu dem mobilen Knoten über den zweiten GGSN zu senden, anstelle davon, die Daten über den GGSN zu senden.
Der Regional-Tunnel-Management-Betrieb der GGSN ist unter Bezugnahme auf 9 beschrieben worden. Als Nächstes wird ein Regional-Tunnel-Management-Betrieb des Home Agent unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
10 stellt einen Regional-Tunnel-Management-Betrieb eines Home Agent in dem Kommunikationssystem dar, das die Mobile IP gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Wie 10 zeigt, bestimmt, unter Empfangen einer Nachricht, ein Home Agent im Schritt 1001, ob die empfangene Nachricht eine Registration Request Nachricht, empfangen von einem GGSN, als ein Foreign Agent dienend, ist. Als Folge der Bestimmung schreitet, falls die empfangene Nachricht eine Registration Request Nachricht, empfangen von dem GGSN, als der Foreign Agent dienend, ist, der Home Agent zu Schritt 1005 fort. Ansonsten bestimmt, falls die empfangene Nachricht nicht eine Registration Request ist, der Home Agent im Schritt 1003, ob die empfangene Nachricht eine Location Information Nachricht, empfangen von einem GGSN, der als ein Gateway Foreign Agent dient, ist. Falls die empfangene Nachricht die Location Information Nachricht ist, schreitet der Home Agent zu Schritt 1007 fort.
Im Schritt 1005 speichert der Home Agent eine Adresse des GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, der dem GGSN entspricht, der als der Foreign Agent dient, umfasst in der empfangenen Registration Request Nachricht. Im Schritt 1007 speichert der Home Agent eine Adresse des GGSN, als der Foreign Agent dienend, die dem GGSN entspricht, der als der Gateway Foreign Agent dient, der die empfangene Location Information Nachricht gesendet hat. Nach Registrieren der Stelle bzw. des Orts des mobilen Knotens in den Schritten 1001 bis 1007 sendet der Home Agent eine Registration Reply Nachricht zu dem GGSN im Schritt 1009, und bestimmt dann im Schritt 1011, ob Daten an dem in der Lage registrierten mobilen Knoten von dem entsprechenden Knoten empfangen sind. Als Ergebnis der Bestimmung bestimmt, falls Daten an dem mobilen Knoten empfangen sind, der Home Agent im Schritt 1013, ob eine Bestimmungs-Adresse der Daten, empfangen von dem entsprechenden Knoten, identisch zu einer Adresse des GGSN ist, der als der Gateway Foreign Agent dient. Falls die Bestimmungs-Adresse der Daten identisch zu einer Adresse des GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, ist, sendet der Home Agent die Daten, empfangen von dem entsprechenden Knoten, zu dem GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, und zwar im Schritt 1015 und beendet dann den Vorgang. Falls allerdings die Bestimmungs-Adresse der Daten nicht identisch zu einer Adresse des GGSN, der als der Gateway Foreign Agent dient, ist, sendet der Home Agent die Daten, empfangen von dem entsprechenden Knoten, zu dem GGSN, der als der Foreign Agent dient, und zwar im Schritt 1017, und beendet dann den Vorgang.
Wie vorstehend beschrieben ist, sendet, beim Senden von Daten, empfangen von dem entsprechenden Knoten zu dem mobilen Knoten, die vorliegende Erfindung direkt die Daten zu dem GGSN, der als der Foreign Agent dient, zu dem der mobile Knoten verbunden ist, ohne durch den GGSN hindurchzuführen, der als der Gateway Foreign Agent dient, was demzufolge den Vorgang der Nachrichtenübertragung vereinfacht. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung den Stau beziehungsweise Andrang durch Verringern der häufigen Lage-Registrierungs-Vorgänge zu dem Home Agent beseitigen, was dann auftritt, wenn sich der mobile Knoten von dem GGSN, der als der Foreign Agent dient, zu einem anderen GGSN während der Lage-Registrierung bewegt. Weiterhin verwendet der GGSN, der als der Foreign Agent dient, ein Agent Advertisement Nachrichten-Sendeverfahren im Gegensatz zu dem Sendeverfahren unter Anzeigen seines Bereichs, was demzufolge zu einer effizienten Benutzung der Ressourcen beiträgt.

Claims

Regional-Tunnel-Management-Verfahren in einem Kommunikationssystem vom GPRS-Typ, unter Verwendung eines Mobile IP, wobei das Kommunikationssystem vom GPRS-Typ einen mobilen Knoten (50), einen ersten GGSN (60), der als ein Foreign Agent dient, zum Speichern von Lage-Informationen des mobilen Knotens (50), einen zweiten GGSN (65) zum Speichern von Lage-Informationen, die von dem ersten GGSN (60) kommen, und einen Home Agent (70), verbunden mit dem zweiten GGSN (65), um eine Datenkommunikation mit einem entsprechenden Knoten durchzuführen, umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Senden (601) einer Lage-Registrierungs-Anforderung von dem mobilen Knoten zu dem ersten GGSN, unter Empfangen (600) einer Agent Advertisement Nachricht mit einer Adresse des zweiten GGSN (65), wobei die Agent Advertising Nachricht anzeigt, dass der erste GGSN (60) die Foreign Agent Funktion unterstützt, wobei die Agent Advertisement Nachricht durch den ersten GGSN (60) übertragen wird; Senden (603) der Lage-Registrierungs-Anforderung von dem ersten GGSN (60) zu dem zweiten GGSN (65); und Registrieren, durch den zweiten GGSN (65), einer Adresse des ersten GGSN (60), zu dem der mobile Knoten gehört, und dann Senden zu dem Home Agent einer Lage-Informations-Nachricht, die eine Adresse des ersten GGSN (60) anzeigt, zu dem der mobile Knoten gehört; gekennzeichnet durch: Bestimmen durch den Home Agent (70), ob eine Bestimmungs-Adresse von Daten identisch zu der Adresse des zweiten GGSN (65) ist, unter Empfangen von Daten, bestimmt für den mobilen Knoten (50) von dem entsprechenden Knoten; Senden der Daten zu dem zweiten GGSN (65), falls die Bestimmungs-Adresse der Daten identisch zu der Adresse des zweiten GGSN (65) ist, und Senden der Daten zu dem ersten GGSN (60) von dem Home Agent (70), falls die Bestimmungs-Adresse der Daten nicht identisch zu der Adresse des zweiten GGSN (65) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lage-Registrierungs-Anforderung, gesendet (601) durch den mobilen Knoten, die Adresse des ersten GGSN (60) umfasst, zu dem der mobile Knoten (50) gehört.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Agent Advertisement Nachricht (600) über einen Tunnel zwischen dem mobilen Knoten und dem ersten GGSN (60) gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lage-Informations-Nachricht die Adresse des ersten GGSN (60) und die Adresse des zweiten GGSN (65) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt, unter Empfangen von Daten, bestimmt für den mobilen Knoten, für den entsprechenden Knoten nach Empfangen der Lage-Informations-Nachricht, Senden der empfangenen Daten von dem Home Agent zu dem zweiten GGSN (65), zu dem der mobile Knoten momentan verbunden ist, aufweist.