DE60125426T2

DE60125426T2 - Senden einer "binding update"-nachricht, die eine "care of address" aufweist, um datenpakete über eine unidirektionale schnittstelle zu einem mobilen knoten zu übertragen

Info

Publication number: DE60125426T2
Application number: DE60125426T
Authority: DE
Inventors: Timo Koskiahde; Mika LEPISTÖ
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: EP1451979B1; AU2002216062A1; DE60125426D1; WO2003047183A1; EP1451979A1; US7269166B2; US20040246939A1; ATE349120T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Zustellen von Datenpaketen von einem Netzwerkknoten eines Paketdatennetzwerks, beispielsweise eines IP-Netzwerks, an einen mobilen Knoten, zum Beispiel eine mobile Endgerätvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mobilitätsunterstützung für Internetvorrichtungen ist ziemlich wichtig, da mobiles Rechnen (Mobile Computing) sich immer weiter verbreitet. Es wird erwartet, dass die Anzahl mobiler Rechner dramatisch ansteigt. Des Weiteren gibt es bereits erste Produkte mobiler Telefone, die IP-(Internet Protocol)-Dienste basierend auf WAP (Wireless Application Protocol) oder GPRS (General Packet Radio Services) ermöglichen, und ihre Anzahl wird rapide steigen. Mobile Vorrichtungen der dritten Generation werden statt leitungsvermittelter Vorrichtungen paketvermittelte Vorrichtungen sein. Daher werden zukünftig IP-Dienste auf mobilen Vorrichtungen der dritten Generation ein wesentlicher Bestandteil sein.
Heutzutage muss verschiedenen Problemen begegnet werden, die Roaming mit mobilen Internetvorrichtungen erschweren. Die Probleme fangen an, wenn man seine mobile Vorrichtung vom Internet trennt, um diese mit etwas anderem zu verbinden. Normalerweise wäre man nicht in der Lage, die Kommunikation fortzusetzen, bis das System mit einer neuen IP-Adresse, der richtigen Netzmaske und einem neuen vorgegebenen Router konfiguriert ist.
Dieses Problem basiert auf den Routingmechanismen, die im Internet verwendet werden. IP-Adressen definieren eine Art topologische Beziehung zwischen den verbundenen Rechnern. Die heutigen Versionen der Internetprotokolle gehen implizit davon aus, dass ein Knoten immer den gleichen Anschlusspunkt zum Internet hat. Zusätzlich identifiziert die IP-Adresse des Knotens die Verbindung, auf der sich der Knoten befindet. Wenn ein Knoten sich bewegt, ohne seine IP-Adresse zu ändern, gibt es in seiner Netzadresse keine Information über den neuen Anschlusspunkt zum Internet.
Um mobile Vorrichtungen, die dynamisch ihre Zugriffspunkte zum Internet ändernd, zu unterstützen, standardisiert die Internet Engineering Task Force (IETF) zur Zeit ein mobile Internetvorrichtungen unterstützendes Protokoll, das Mobiles IP (mobile IP) genannt wird. Es gibt zwei Varianten von mobilem IP, nämlich mobiles IPv4, das auf IPv4 (Internet Protocol Version 4) basiert, und mobiles IPv6, das auf IPv6 (Internet Protocol Version 6) basiert. Das Letztere ist in David W. Johnson und Charles Perkins, „Mobility Support in IPv6", Internet Draft, 2000 beschrieben. Weitere Informationen über IPv6 sind aus der IETF-Spezifikation RFC 2460, 1998 erhältlich.
Mobiles IPv6 erlaubt einem IPv6-Host, sein Heimatunternetz zu verlassen, während alle seine vorliegenden Verbindungen transparent aufrechterhalten bleiben und er für das übrige Internet erreichbar bleibt. Beim mobilen IPv6 wird dies durch Identifizieren eines jeden Knotens mittels seiner statischen Heimatadresse durchgeführt, unabhängig von seinem aktuellen Anschlusspunkt an das Internet. Während ein mobiler Knoten von Zuhause (Home) weg ist, sendet er über seine Heimatverbindung Informationen über seinen aktuellen Standort an einen Heimatagenten. Der Heimatagent fängt an den mobilen Knoten adressierte Pakete ab und tunnelt diese an den aktuellen Standort des mobilen Knotens. Dieser Mechanismus ist für alle Schichten oberhalb des IP, zum Beispiel für TCP (Transmit Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) und natürlich für alle Anwendungen, vollständig transparent. Daher beziehen sich Domainnamenserver-(DNS)-Einträge für einen mobilen Knoten auf seine Heimatadresse und ändern sich nicht, wenn der mobile Knoten seinen Internetzugriffspunkt ändert. Tatsächlich beeinflusst mobiles IPv6 das Weiterleiten bzw. Routing von Paketen, ist aber vom Routingprotokoll selbst unabhängig.
Die durch mobiles IPv6 zur Verfügung gestellte Lösung besteht aus dem Erstellen einer sogenannten Care-Off-Adresse, wann immer ein Knoten seinen Anschlusspunkt an das Web ändert. Die Care-Off-Adresse ist eine IP-Adresse, die mit einem mobilen Knoten während des Besuchs einer fremden Verbindung ver knüpft wird. Das Unternetzpräfix dieser IP-Adresse ist ein fremdes Unternetzpräfix. Unter den mehreren Care-Off-Adressen, die ein mobiler Knoten zu einem Zeitpunkt haben kann (zum Beispiel mit verschiedenen Unternetzpräfixen), wird diejenige, die beim Heimatagenten des mobilen Knotens registriert ist, als seine „primäre" Care-Off-Adresse bezeichnet. Eine Care-Off-Adresse kann aus dem Empfang von Routerbekanntmachungen in einer sogenannten „zustandslosen Adress-Auto-Konfiguration" („stateless address auto-configuration") abgeleitet werden, wie in S. Thomson und T. Narten, „IPv6 Stateless Address Auto-Configuration", IETF specification RFC 2462, 1998 beschrieben, oder durch einen DHCP-(Dynamic Host Configuration Protocol)-Server in einer sogenannten „zustandsbehafteten Adress-Auto-Konfiguration" (stateful address autoconfiguration") zugewiesen werden. Mobile Knoten werden immer durch ihre (statische) Heimatadresse identifiziert, ungeachtet deren aktuellen Anschlusspunkts zum Internet. Jeder mobile Knoten hat eine zusätzliche (temporäre) Adresse, die seinen aktuellen Standort identifiziert, während er von der Heimat abwesend ist. Somit werden grundlegende Nachrichten, die an der ursprünglichen Heimatadresse ankommen, umgeleitet oder an die Care-Off-Adresse getunnelt.
Mobiles IPv6 erfordert den Austausch zusätzlicher Informationen. Allen neuen, im mobilen IPv6 verwendeten Nachrichten werden als IPv6-Ziel-Optionen definiert. Diese Optionen werden in IPv6 verwendet, um zusätzliche Information zu befördern, die nur durch einen Zielknoten eines Pakets geprüft werden muss. Insbesondere wird eine Bindungsaktualisierungsoption durch einen mobilen Knoten verwendet, um seinen Heimatagenten oder irgend einen anderen korrespondierenden Knoten über seine aktuelle Care-Off-Adresse zu informieren. Eine Bindungsbestätigungsoption wird verwendet, um den Erhalt einer Bindungsaktualisierung zu bestätigen, wenn eine Bestätigung angefordert war. Des Weiteren wird eine Bindungsanforderungsoption von jedem Knoten verwendet, um einen mobilen Knoten aufzufordern, eine Bindungsaktualisierung mit der aktuellen Care-Off-Adresse zu senden. Schließlich wird eine Heimatadressoption in einem durch einen mobilen Knoten gesendeten Paket verwendet, um den Empfänger dieses Pakets über die Heimatadresse des mobilen Knotens zu informieren. Wenn ein Paket mit der Heimatadressoption authentifiziert ist, so muss dann die Heimatadressoption ebenfalls durch diese Authentifikation gedeckt sein.
Aufgrund der asymmetrischen Art der Kommunikationen in den IP-Netzen stellt das Verwenden von unidirektionalen Verbindungen einen Weg bereit, um Netzleistung und -Kapazität zu verbessern. Unidirektionale Verbindungen können verwendet werden, um Abwärtsverbindungsdaten zuzustellen, das Problem ist aber, dass diese Option nicht nativ in IP-Netzen unterstützt wird.
WO 01/76286 zeigt ein Verfahren zum Auswählen einer Schnittstelle zum Zustellen von Datenpaketen von einem Netzknoten eines Datennetzes an einen mobilen Knoten über eine von verschiedenen uni- und bidirektionalen Schnittstellen. Der mobile Knoten erfasst alle verfügbaren bidirektionalen Träger und alle verfügbaren unidirektionalen Schnittstellen zum mobilen Knoten. Die erfassten Träger und Schnittstellen werden einer Verkehrsregelungssteuerung (traffic policy controller, TCP) berichtet, und eine die IP-Adresse der TCP als die Care-Off-Adresse anzeigende Bindungsaktualisierungsnachricht wird an den Heimatagenten (HA) des mobilen Knotens übertragen. Zum Zustellen von Datenpaketen über eine der Schnittstellen an den mobilen Knoten wählt die TCP ihre Care-Off-Adresse basierend auf dem garantierten Dienst und einer Liste verfügbarer Care-Off-Adressen (Available Care-of-Address List, ACAL) aus, die durch Kombinieren der Teilnehmerpräferenzen, der Betreiberverkehrsregelungen und der von den berichteten Kanälenl/Schnittstellen verfügbaren Kanälen/Schnittstellen bestimmt wurde, und tunnelt Pakete, die über den HA empfangen wurden, von dem korrespondierenden Knoten (Correspondent Node, CN) an die ausgewählte Care-Off-Adresse. Wenn der mobile Knoten das erste Nutzerpaket empfängt, überträgt er an den CN eine Bindungsaktualisierung, die die Care-Off-Adresse der ausgewählten Schnittstelle anzeigt, um den HA und die TPC zu umgehen und die nächsten Datenpakete direkt an die Schnittstelle zum Zustellen weiterzuleiten.
US-A1-2002/0007414 zeigt ein Verfahren zum Auswählen einer unidirektionalen Schnittstelle zum Zustellen von Abwärtsverbindungsdaten, wobei die mobile Station immer, wenn der Bereich eines Rundrufnetzes betreten wird, dieses Netz statt des bidirektionalen Netzes zum Zustellen von Datenpaketen an die mobile Station verwendet. Durch Empfangen einer Rundrufagentenbekanntmachungsnachricht ist die mobile Station in der Lage, die Existenz des Rundrufnetzes zu erfassen, und kann eine DHCP-Anfrage über das bidirektionale Netz an eine Paketweiterleitungsvorrichtung übertragen, die über das bidirektionale Netz mit der erworbenen, dem Endgerät des Rundrufnetzes zugeordneten IP-Adresse antwortet.
Dokument EP-A2-1 193 951, das keinen vorveröffentlichten Stand der Technik darstellt, offenbart ein Verfahren zum Auswählen des bedienenden Netzelements in einem Telekommunikationsnetz. Mobile Agenten oder Router übertragen Attributinformation über einen oder mehrere Netzelemente in Bekanntmachungsnachrichten an zumindest einen mobilen Knoten. Diese Information wird im mobilen Knoten zum Auswählen des bedienenden Netzelements verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Zustellen von Datenpaketen an einen mobilen Knoten durch Verwendung unidirektionaler Verbindungen bereitzustellen, anhand derer die Ressourcennutzung und/oder die Leistung der Kommunikation erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht. Des Weiteren wird die obige Aufgabe durch ein System gemäß Anspruch 21 erreicht. Zusätzlich wird die obige Aufgabe durch einen mobilen Knoten dem Anspruch 17 erreicht.
Entsprechend können unidirektionale Kanäle verwendet werden, um die Leistung von Punkt-zu-Punkt-Verbindungs-Kommunikationen zu erhöhen, solchen wie Zustellen von Abwärtsverbindungsdaten in IP-Netzen. Dadurch kann die Leistung von Kommunikationen und die Ressourcennutzung durch Verwendung einer unidirektionalen Verbindung mit hoher Bandbreite beträchtlich erhöht werden, um die Abwärtsverbindungsdaten zuzustellen.
Eine andere Care-Off-Adresse, die dem mobilen Knoten während Besuchens einer Fremdverbindung zugeordnet ist, kann registriert werden, wobei die andere Care-Off-Adresse eine Adresse einer bidirektionalen Schnittstelle zum mobilen Knoten ist. Vorzugsweise wird die andere Care-Off-Adresse als eine primäre Care-Off-Adresse konfiguriert, die beim Heimatagenten des mobilen Knotens registriert ist. Somit kann das bereits im mobilen IPv6-Protokoll unterstützte Multihoming zum Ausführen des vorliegenden dualen Care-Off-Adress-Schemas verwendet werden.
Der Erfassungsschritt kann auf einer Routerbekanntmachung basieren, die eine vorherbestimmte Information enthalten kann, um über die Unidirektionalität der Verbindung zu informieren.
Eine Nachricht, die anzeigt, dass der mobile Knoten unerreichbar ist, kann gesendet werden, wenn Probleme während des Zustellungsschritts auftreten, wobei die Bindung durch die Care-Off-Adresse als Antwort auf die Nachricht gelöscht werden kann, und die Datenpakete über den Heimatagenten des mobilen Knotens zugestellt werden können. Dadurch kann die bidirektionale Verbindung über die andere Care-Off-Adresse verwendet werden, wenn irgendwelche Probleme in dem unidirektionalen Kanal vorhanden sind.
Des Weiteren kann eine neue Bindungsaktualisierungsanfrage übertragen werden, um die andere Care-Off-Adresse zu ändern. Der mobile Knoten kann somit die in der Verbindung verwendete Care-Off-Adresse ändern, wann immer dieser durch Senden einer neuen Bindungsaktualisierungsanfrage mit der Heimatadresse oder einer anderen Care-Off-Adresse so entscheidet.
Eine Zugriffsliste, die zugelassene Nutzer der unidirektionalen Schnittstelle anzeigt, kann im Paketdatennetz, zum Beispiel an einem unidirektionalen Zugriffsrouter, geführt werden. Dann kann eine authentisierte Bindungsaktualisierungsprozedur verwendet werden, um einen Kommunikationskanal zwischen dem mobilen Knoten und dem unidirektionalen, die unidirektionale Schnittstelle bereitstellenden Zugriffsrouter zu öffnen. Dadurch kann der mobile Knoten sich selbst durch Senden einer Bindungsaktualisierung an den unidirektionalen Zugriffs router autorisieren, dessen Adresse aus den Routerbekanntmachungen geklärt werden kann.
Vorzugsweise kann eine Information über Netzparameter der unidirektionalen Schnittstelle aus einer niedrigeren Protokollschicht erhalten werden. Die Information kann eine Information über freie Bandbreite, Kosten und/oder Zuverlässigkeit der Verbindung über die unidirektionale Schnittstelle umfassen.
Des Weiteren kann aus den durch den mobilen Knoten empfangenen Paketen eine Information über eine Bindungslöschung im Netzknoten erhalten werden.
Eine vorherbestimmte Information kann einer Routerbekanntmachung hinzugefügt werden, um den mobilen Knoten über die Unidirektionalität und/oder bestimmte Parameter der unidirektionalen Schnittstelle zu informieren. In diesem Fall kann der bestimmte Parameter eine Überlastungssituation umfassen, wobei ein Überlastungsflag zu der Routerbekanntmachung hinzugefügt werden kann. Dieser Überlastungsflag kann gesetzt werden, wenn die freie Bandbreite unter einen vorherbestimmten Schwellenwert gefallen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail basierend auf bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 eine Netzarchitektur zeigt, in der die vorliegende Erfindung angewandt werden kann;
2 ein Signalisierungsdiagramm zeigt, das das Zustellen von Abwärtsverbindungsdaten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 einen mobilen Knoten zeigt, der als ein Multihome-Knoten mit zwei Netzschnittstellen konfiguriert ist; und
4A u. 4B Datenflüsse zeigen, die eine primäre Paketstrecke zwischen einem mobilen Knoten und einem korrespondierenden Knoten verwenden, beziehungsweise eine primäre Paketstrecke mit einer sekundären Care-Off-Adresse verwenden.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel wird jetzt basierend auf einer Architektur, wie in 1 gezeigt, mit mobilem IPv6 beschrieben.
Gemäß 1 enthält die Architektur mit mobilem IPv6 drei spezifische Netzelemente, einen mobilen Knoten 10, der seinen Anschlusspunkt von einer Verbindung zur anderen ändern kann, wobei er dennoch über seine Heimatadresse erreichbar bleibt, einen Heimatagenten 30, der ein Router auf der Heimatverbindung des mobilen Knotens ist, mit dem der mobile Knoten 10 seine aktuelle Care-Off-Adresse registriert hat, und einen korrespondierenden Knoten 20, der ein Netzknoten ist, mit dem der mobile Knoten 10 kommuniziert. Der korrespondierende Knoten 20 kann entweder ein mobiler Knoten oder ein stationärer Knoten sein. Während der mobile Knoten 10 weg von seinem Heimatstandort ist, fängt der Heimatagent 30 Pakete, die für die Heimatadresse des mobilen Knotens bestimmt sind, auf der Heimatverbindung ab, kapselt diese und tunnelt diese an die registrierte Care-Off-Adresse des mobilen Knotens. Unter den mehreren Care-Off-Adressen, die der mobile Knoten 10 zu einem Zeitpunkt haben kann (zum Beispiel mit unterschiedlichen Unternetzpräfixen), wird die eine bei dem Heimatagenten 30 des mobilen Knotens registrierte seine „primäre" Care-Off-Adresse genannt. Die Heimatverbindung entspricht der Verbindung, auf der der Heimatunternetzpräfix des mobilen Knotens definiert ist. Standard-IP-Routingmechanismen werden Pakete, die für die Heimatadresse des mobilen Knotens bestimmt sind, an seine Heimatverbindung zustellen. Eine Fremdverbindung ist jede von der Heimatverbindung des mobilen Knotens verschiedene Verbindung. Der Heimatunternetzpräfix entspricht dem IP-Unternetzpräfix, der der Heimatadresse des mobilen Knotens entspricht.
Der mobile Knoten 10, der Heimatagent 30 und der korrespondierende Knoten 20 sind mit einem Paketdatennetz, zum Beispiel einem IP-Netz 40, wie zum Beispiel dem Internet, verbunden. Eine Bewegung des mobilen Knotens 10 entspricht jeder Änderung im Anschlusspunkt des mobilen Knotens an das IP-Netz 40, sodass dieser nicht mehr länger mit der gleichen Verbindung wie vorher ver bunden ist. Wenn der mobile Knoten 10 nicht aktuell an seine Heimatverbindung angeschlossen ist, gilt der mobile Knoten 10 als „weg von Zuhause (Home)".
Wenn der mobile Knoten 10 sich von seinem Heimatnetz fortbewegt, sendet dieser eine Bindungsaktualisierung (Binding Update, BU) an seinen Heimatagenten 30. Die BU wird verwendet, um die Identität (Heimatadresse) des mobilen Knotens mit seinem aktuellen Standort (Care-Off-Adresse) zu verknüpfen, d. h. um eine Care-Off-Adresse beim Heimatagenten 30 zu konfigurieren. Nach dem Empfangen der BU sendet der Heimatagent 30 eine Bindungsbestätigung (Binding Acknowledgement, BA) an den mobilen Knoten (10). Dann wird eine Bindung für den mobilen Knoten 10 im Heimatagenten 30 erstellt. Wenn der Heimatagent 30 mit dem mobilen Knoten 30 kommunizieren will, sendet dieser ein IP-Paket mit der Care-Off-Adresse als Zieladresse und platziert die Heimatadresse, d. h. die Adresse, zu der die Verbindung initiiert ist, am Routingheader. Nach dem Empfangen des Pakets verschiebt der mobile Knoten 10 die Heimatadresse vom Routingheader zur IP-Paketzieladresse. Wenn der korrespondierende Knoten 20 ein IP-Paket an den mobilen Knoten 10 sendet, fängt der Heimatagent 30 das Paket ab und tunnelt (IP-Tunnel) dieses dann an den mobilen Knoten 10. Nach dem Empfangen des getunnelten Pakets sendet der mobile Knoten 10 eine BU an den korrespondierenden Knoten 20, und danach werden die IP-Pakete direkt vom korrespondierenden Knoten 20 an den mobilen Knoten 10 weitergeleitet, wie oben mit dem Heimatagenten 30.
Im mobile IPv6-Protokoll wird ein Multihome-Knoten als ein Host mit verschiedenen physischen und/oder logischen Schnittstellen zum IP-Netz betrachtet, von denen er jeweils eine oder mehrere zum Kommunizieren verwenden kann. Verwendete Schnittstellen können zum Beispiel entsprechend der freien Bandbreite, Zuverlässigkeit und/oder Kosten gewählt werden. Multihoming wird durch Unterstützen von mehreren Care-Off-Adressen ausgeführt, wobei eine der Care-Off-Adressen als eine primäre Care-Off-Adresse ausgewählt sein sollte, die der Heimatadresse des Heimatagenten 30 zugewiesen ist.
Unidirektionale Kanäle, zum Beispiel unidirektionale Rundrufkanäle, können verwendet werden, um die Leistung einer Punkt-zu-Punkt-Verbindungskommunikation zu erhöhen, solche wie die Zustellung von Abwärts verbindungsdaten. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der mobile Knoten 10 ausgestaltet, eine operative unidirektionale Schnittstelle zu erfassen, um eine neue Care-Off-Adresse für diese unidirektionale Schnittstelle zu konfigurieren, zum Beispiel durch Senden einer BU an den Heimatagenten 30 und/oder den korrespondierenden Knoten 20. Die neue Care-Off-Adresse kann nun zur Kommunikation verwendet werden, aber natürlich nur in die Abwärtsverbindungsrichtung, d. h. der mobile Knoten 10 kann nur Pakete mit der neuen Care-Off-Adresse der unidirektionalen Schnittstelle empfangen.
In einem Fall, in dem der mobile Knoten sowohl uni- als auch bidirektionale Schnittstellen hat, kann eine Signalisierungsprozedur, wie in 2 gezeigt, verwendet werden, um eine erhöhte Leistung für das Zustellen von Abwärtsverbindungsdaten bereitzustellen. Gemäß 2 sendet der mobile Knoten 10 seine Heimatregistrierung dem Heimatagenten 30 mit seiner primären Care-Off-Adresse CoA1, die die Care-Off-Adresse einer bidirektionalen, in 3 gezeigten Schnittstelle IF1 ist. Gemäß 3 kann der mobile Knoten 10 auch Daten vom IP-Netz 40 über eine unidirektionale Schnittstelle IF2 empfangen.
4A zeigt die Anfangssituation, in der ein mobiler Knoten 10 bei seinem Heimatagenten 30 mit seiner primären Care-Off-Adresse CoA1 registriert ist. An den mobilen Knoten 10 durch den korrespondierenden Knoten 20 gesendete Pakete werden durch den Heimatagenten 30 an den mobilen Knoten 10 über die bidirektionale Schnittstelle IF1 getunnelt, wie durch den Pfeil in 4A angedeutet.
Wenn der mobile Knoten 10 die operative unidirektionale Schnittstelle IF2 erfasst, kann er eine zweite Care-Off-Adresse CoA2 für diese Schnittstelle konfigurieren. Das Erfassen kann auf einer Routerbekanntmachung (Router Advertisment, RA) basieren, die von einem unidirektionalen Zugriffsrouter (Unidirectional Access Router, UAR) 50 über die unidirektionale Schnittstelle IF2 (vgl. gestrichelter Pfeil in 2) empfangen wird. Es wird vorausgesetzt, dass das Erfassen zum Ergebnis geführt hat, dass die empfangene Routerbekanntmachung eine operative unidirektionale Schnittstelle kennzeichnet. Daher kann der mobile Knoten 10 nun Datenpakete mit einer neuen Care-Off-Adresse CoA2 der unidirektionalen Schnittstelle IF2 empfangen. Im Falle einer nachfolgenden Abwärtsverbindungszustellung von Paketdaten werden anfänglich durch den korrespondierenden Knoten 20 an den mobilen Knoten 10 gesendete Pakete durch den Heimatagenten 30 an den mobilen Knoten 10 über die bidirektionale Schnittstelle IF1 getunnelt, wie in 2 durch die mit Doppellinien gezeichneten Pfeile kenntlich gemacht. Wenn der mobile Knoten 10 getunnelte Pakete empfängt, kann dieser eine BU mit seiner primären Care-Off-Adresse CoA1 an den korrespondierenden Knoten 20 senden, und danach werden die Pakete direkt vom korrespondierenden Knoten 20 an den mobilen Knoten 10 über die bidirektionale Schnittstelle IF1 weitergeleitet. Wenn der mobile Knoten 10 jedoch die neue Care-Off-Adresse CoA2 durch Senden einer BU mit seiner sekundären Care-Off-Adresse CoA2 der unidirektionalen Schnittstelle an den korrespondierenden Knoten 20 konfiguriert, werden vom korrespondierenden Knoten 20 kommende Pakete direkt an den mobilen Knoten 10 über die unidirektionale Schnittstelle IF2 weitergeleitet, wie durch die strichpunktierten Pfeile in 2 kenntlich angedeutet, während die Pakete, die vom mobilen Knoten 10 an den korrespondierenden Knoten 20 gehen, durch die bidirektionale Schnittstelle IF1 weitergeleitet werden.
4B zeigt die obige Situation, in der der mobile Knoten 10 als ein Multihome-Knoten konfiguriert ist, der Aufwärtsverbindungsdaten über die bidirektionale Schnittstelle IF1 sendet und der Abwärtsverbindungsdaten über die unidirektionale Schnittstelle IF2 basierend auf seiner sekundären Care-Off-Adresse CoA2 empfängt. Somit kann eine verbesserte Leistung der Abwärtsverbindungsdatenzustellung erreicht werden.
Wenn Probleme in dem unidirektionalen Kanal auftreten, kann das IP-Netz 40 eine „Ziel unerreichbar"-Nachricht an den korrespondierenden Knoten 20 senden, und die entsprechende Bindung des mobilen Knotens 10 wird gelöscht. Dann sendet der korrespondierende Knoten 20 Pakete über den Heimatagenten 30 unter Verwendung der primären Care-Off-Adresse CoA1. In diesem Fall empfängt der mobile Knoten 10 erneut Pakete, die durch das bidirektionale Kanal getunnelt sind, und kann eine neue BU mit einer seiner Care-Off-Adressen an den korrespondierenden Knoten 20 senden. Der mobile Knoten 10 kann auch die in der Verbindung verwendete Care-Off-Adresse ändern, wann immer er dieses so durch Senden einer neuen BU mit einer anderen Care-Off-Adresse entscheidet.
Außerdem kann der mobile Knoten 10 selbst Störungen ermitteln, zum Beispiel einen Ausfall der unidirektionalen Verbindung, und kann auf eine geeignete Weise arbeiten, zum Beispiel wie oben erläutert.
Soweit es das obige bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft, muss angemerkt werden, dass das Erfassen der unidirektionalen Schnittstelle IF2 und das Konfigurieren der entsprechenden sekundären Care-Off-Adresse CoA2 auch durchgeführt werden kann, wenn der mobile Knoten 10 sich in seiner Heimatverbindung befindet. In diesem Fall wird die auf die unidirektionale Schnittstelle IF2 bezogene Care-Off-Adresse CoA2 an dem korrespondierenden Knoten 20 ohne Verwenden der primären Care-Off-Adresse CoA1 konfiguriert. Somit wird in diesem Fall die anfängliche Bindungsaktualisierungssignalisierung in 2 nicht benötigt, und die Abwärtsverbindungsdaten werden nicht über den Heimatagenten 30 übertragen.
Das Verwenden der unidirektionalen Schnittstelle IF2 kann durch den UAR 50 beschränkt werden. Um dieses zu erreichen, kann der UAR 50 eine Zugriffsliste an dem Rand des unidirektionalen Netzes führen. Da der UAR 50 bereits durch seine Routerbekanntmachungen bekannt ist, kann der mobile Knoten 10 sich selbst durch Senden einer BU an den UAR 50 autorisieren. Wenn der mobile Knoten 10 eine akzeptierte Bindungsbestätigung (BA) vom UAR 50 über die unidirektionale Schnittstelle IF2 empfängt, kann die unidirektionale Verbindung als funktionell betrachtet und zur Versendung autorisiert werden. Diese autorisierte BU kann auch verwendet werden, um einen Kommunikationskanal von dem UAR 50 zum mobilen Knoten 10 zu öffnen, d. h. um die AAA-(Authorization, Authentication and Accounting)-Aufgaben des unidirektionalen Netzes einfacher zu handhaben.
Die Heimatregistrierung durch den mobilen Knoten 10 muss immer mit der primären Care-Off-Adresse CoA1 der bidirektionalen Schnittstelle oder des bidirektionalen Netzes durchgeführt werden. Der Grund dafür ist das Sicherstellen der Erreichbarkeit des mobilen Knotens 10 und die Tatsache, dass es normaler Weise nicht viel Verkehr zwischen dem Heimatagenten 30 und dem mobilen Knoten 10 gibt. Nur die ersten Pakete werden durch den Heimatagenten 30 in jeder Verbindung mit dem korrespondierenden Knoten 20 getunnelt, und jeder weitere Verkehr zwischen dem Heimatagenten 30 und dem mobilen Knoten 10 wird als ziemlich bedeutungslos betrachtet.
Der Auswahlalgorithmus der Care-Off-Adresse kann Ausführung spezifisch sein. Zum Beispiel kann er Information über die freie Bandbreite, die Kosten und/oder die Zuverlässigkeit der Verbindung von den unteren Protokollschichten ableiten. In der IP-Schicht kann der Algorithmus die Information über die Bindungslöschung im korrespondierenden Knoten 20 verwenden, bevor die Lebensdauer abgelaufen ist, die aus den empfangenen, getunnelten Paketen geschlussfolgert werden kann, bevor die Lebensdauer des Eintrags in der Bindungsaktualisierungsliste abgelaufen ist. Das IP-Netz 40 kann eine Überlastungsinformation verwenden, zum Beispiel ein bestimmtes Überlastungsflag C als ein neues Flag in der Bekanntmachung, um mobile Knoten über eine Überlastung in dem unidirektionalen Netz zu informieren. Dieses Überlastungsflag C kann zum Beispiel gesetzt werden, wenn die freie Bandbreite unterhalb eines vorherbestimmten Schwellwerts liegt, zum Beispiel 64 kb. Zusätzlich kann Information über die Funktionalität des IP-Netzes 40 und jede andere anwendbare Information in den Routerbekanntmachungen verwendet werden.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das bestimmte bevorzugte, oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern in jedem Paketdatennetz verwendet werden kann, das bidirektionale und unidirektionale Schnittstellen oder Netze hat. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel kann somit innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Zustellen von Datenpaketen von einem Netzwerkknoten (20) eines Paketdatennetzwerks (40) an einen mobilen Knoten (10), wobei das Verfahren den Schritt umfasst des a) Erfassens einer unidirektionalen Schnittstelle (IF2) zu dem mobilen Knoten (10), gekennzeichnet durch die Schritte: b) Entscheiden durch den mobilen Knoten (10), ob die unidirektionale Schnittstelle (IF2) zum Zustellen der Datenpakete an den mobilen Knoten (10) zu verwenden ist oder nicht; und c) wenn in Schritt b) entschieden wurde, dass die unidirektionale Schnittstelle (IF2) zu verwenden ist: c1) Übertragen an den Netzwerkknoten (20) einer Bindungsaktualisierung (Binding Update), die eine Care-Off-Adresse (CoA2) anzeigt, wobei die Care-Off-Adresse eine Adresse der erfassten unidirektionalen Schnittstelle (IF2) ist; und c2) Liefern der Datenpakete über die unidirektionale Schnittstelle (IF2) als Antwort auf die Bindungsaktualisierung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine andere Care-Off-Adresse (CoA1), die dem mobilen Knoten (10) zugeordnet ist, während des Besuchens eines fremden Links, vor dem Erfassungsschritt konfiguriert worden ist, wobei die andere Care-Off-Adresse (CoA1) eine Adresse einer bidirektionalen Schnittstelle (IF1) zu dem mobilen Knoten (10) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die andere Care-Off-Adresse (CoA1) als eine primäre Care-Off-Adresse konfiguriert ist, die mit dem Heimatagenten (30) des mobilen Knotens (10) registriert ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Erfassungsschritt auf einer Routerbekanntmachung basiert.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Konfigurierungsschritt unter Verwendung eines mobilen IP-Protokolls durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend die Schritte des Sendens einer Nachricht, die anzeigt, dass der mobile Knoten (10) unerreichbar ist, wenn Probleme während des Zustellungsschritts auftreten, löschen der Bindung durch die Care-Off-Adresse (CoA2) als Antwort auf die Nachricht und Zustellen der Datenpakete über den Heimatagenten (30) des mobilen Knotens (10).
Verfahren gemäß der Ansprüche 2 oder 3, weiter umfassend den Schritt des Übertragens einer neuen Bindungsaktualisierung, um die andere Care-Off-Adresse (CoA1) zu ändern.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend den Schritt des Verwaltens einer Zugriffsliste an dem Paketdatennetzwerk (40) wobei die Zugriffsliste zugelassene Anwender der unidirektionalen Schnittstelle (IF2) anzeigt.
Verfahren gemäß Anspruch 8, weiter umfassend den Schritt des Verwendens einer authentisierten Bindungsaktualisierungsprozedur, um einen Kommunikationskanal zwischen dem mobilen Knoten (10) und einem unidirektionalen Zugriffsrouter (50) zu öffnen, der die unidirektionale Schnittstelle (IF2) bereitstellt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt des Erhaltens von einer niedrigeren Protokollschicht einer Information über Netzwerkparameter der unidirektionalen Schnittstelle (IF2).
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Informationen umfassen Informationen über freie Bandbreite, Kosten und/oder Zuverlässigkeit der Verbindung via die unidirektionale Schnittstelle (IF2).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt des Erhaltens aus einem Datenpaket, das durch den mobilen Knoten (10) empfangen wurde, einer Information über eine Bindungslöschung in dem Netzwerkknoten (20).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt des Hinzufügens einer vorherbestimmten Information zu einer Routerbekanntmachung, um den mobilen Knoten (10) über Unidirektionalität und/oder bestimmte Parameter der unidirektionalen Schnittstelle (IF2) zu informieren.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die bestimmten Parameter umfassen eine Überlastungsinformation, die eine Überlastungssituation anzeigt.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei ein Überlastungsflag zu der Routerbekanntmachung hinzugefügt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, weiter umfassend den Schritt des Setzens des Überlastungsflags, wenn die freie Bandbreite unter einem vorherbestimmten Schwellenwert gefallen ist.
Mobiler Knoten zum Empfangen von Datenpaketen aus einem Datenpaketnetzwerk (40), wobei der mobile Knoten (10) eingerichtet ist, eine unidirektionale Schnittstelle (IF2) zu dem mobilen Knoten (10) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Knoten (10) weiter eingerichtet ist, zu entscheiden, ob die unidirektionale Schnittstelle (IF2) verwendet werden soll, um die Datenpakete an den mobilen Knoten (10) zuzustellen oder nicht; und, wenn er entschieden hat, dass die unidirektionale Schnittstelle (IF2) verwendet werden soll, an das Datenpaketnetzwerk (40) eine Bindungsaktualisierung (Binding Update) zu übertragen, die eine Care-Off-Adresse (CoA2) anzeigt, wobei die Care-Off-Adresse eine Adresse der erfassten unidirektionalen Schnittstelle (IF2) ist.
Mobiler Knoten gemäß Anspruch 17, wobei der mobile Knoten (10) eingerichtet ist, die Konfiguration und Übertragung unter Verwendung einer mobilen IP-Protokollsignalisierung durchzuführen.
Mobiler Knoten gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei der mobile Knoten (10) eine andere Care-Off-Adresse (CoA1) konfiguriert hat, die dem mobilen Knoten (10) zugeordnet ist, während er einen fremden Link besucht, wobei die andere Care-Off-Adresse (CoA1) eine Adresse einer bidirektionalen Schnittstelle (IF1) zu dem mobilen Knoten (10) ist.
Mobiler Knoten gemäß Anspruch 19, wobei der mobile Knoten (10) eingerichtet ist, eine neue Bindungsaktualisierung zu übertragen, um die andere Care-Off-Adresse zu ändern.
System zum Zustellen von Datenpaketen von einem Netzwerkknoten (20) eines Paketdatennetzwerks (40) an einem mobilen Knoten (10), wobei das System umfasst: a) einen mobilen Knoten (10) gemäß Anspruch 17; und b) den Netzwerkknoten (20), der eingerichtet ist, um die Datenpakete über die unidirektionale Schnittstelle (IF2) als Antwort auf die Bindungsaktualisierung (Binding Update) zuzustellen.
System gemäß Anspruch 21, wobei das Paketdatennetzwerk ein IP-Netzwerk (40) ist.