DE602004008692T2 - Drahtloses lokales Netzwerksystem mit der Möglichkeit zur Unterstützung von mobilen Hosts und ein entsprechendes Betriebsverfahren - Google Patents

Drahtloses lokales Netzwerksystem mit der Möglichkeit zur Unterstützung von mobilen Hosts und ein entsprechendes Betriebsverfahren Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Feld der Erfindung
  • Ein System und Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein kabelloses Local Area Network-System (Nahbereich-Netzwerksystem), und im Speziellen auf ein kabelloses Local Area Network-System und auf ein Betriebsverfahren hierfür, bei welchem das System Zugangspunkte (access points, APs) aufweist, welche geeignet sind, um die Mobilität eines Hostcomputers zu unterstützen.
  • 2. Beschreibung des technischen Feldes
  • Mit dem schnellen Verbreiten von kabelloser Kommunikation und dem Wachstum des Internet ist die Nachfrage nach Internetdiensten in kabellosen Umgebungen stark angestiegen, und demgemäß wollen Benutzer das Internet mittels kabelloser Kommunikationsdienste benutzen, durch welche die Mobilität garantiert werden kann. Kabellose Kommunikationstechnologien, wie beispielsweise kabelloses LAN, mobiles IP, MANET, usf. haben aktuelle aktive Forschung und Entwicklung gefödert.
  • Unter den Kommunikationsnetzwerken hat das kabellose Local Area Network (WLAN) den Vorteil des Unterstützens von Diensten eines gewissen Standards, hat aber einen Nachteil darin, dass die Benutzung auf eine bestimmte Reichweite begrenzt ist.
  • Ein allgemeiner kabelloser IPv6-Hostcomputer ohne einen mobilen IPv6-Stapel (stack) hat das Problem einer schlechten Kontinuität der Dienste, welche auftritt, wenn der Host zu einem Zugangspunkt (AP) für einen anderen Router bewegt.
  • 1 ist eine Darstellung, welche schematisch ein herkömmliches allgemeines kabelloses Local Area Netzwerksystem veranschaulicht.
  • Ein kabelloses Local Area Network 100, welches ein Netzwerk in einem Unternehmen oder ein Netzwerk in einem Campus sein kann, hat einen Gateway 10, welcher mit dem Internet 200 verbunden ist, welches ein externes Netzwerk ist, wobei der Gateway 10 beispielsweise über mehrere Zugangsrouter (access routers, ARs) 20 und 30, welche hiermit verbunden sind, verfügt, und ein Zugangsrouter AR1 20 verfügt über mehrere Zugangspunkte (APs) 21, 22, ..., und 31, welche mit diesem verbunden sind, wobei jeder dieser mit mobilen Hosts (MH) innerhalb einer bestimmten Reichweite in Verbindung steht. Hier sind den mobilen Hosts unter dem Zugangsrouter AR1 20 IP-Adressen zugewiesen, welche auf Präfixinformationen (Präfix: A) der Zugangsrouter AR1 basieren.
  • Jedoch hat solch ein herkömmliches kabelloses Local Area Network die folgenden Beschränkungen der Mobilitätsunterstützung für die mobilen Hosts.
  • Zum Beispiel, wenn ein mobiler Host (MH), welcher mit einem AP AP1_1 21 assoziiert ist und mit dem ersten Zugangsrouter AR1 20 verbunden ist, sich in einen Bereich bewegt der von einem anderen Zugangspunkt AP1_2 22 behandelt wird, welcher mit dem ersten Zugangsrouter AR1 20 verbunden ist, wird der mobile Host (MH) von dem Zugangspunkt AP1_2 22 versorgt. Das heißt, dass die Zugangspunkte AP1_1 21 und AP12 22, welche mit dem ersten Zugangsrouter AR1 20 verbunden sind, miteinander durch das Inter Access Point-Protokoll (IAPP) kommunizieren können. Demnach kann, wenn der mobile Host (MH), welcher mit dem Internet 200 unter Benutzung des Zugangspunktes AP1_1 21 kommuniziert, sich in ein Gebiet bewegt, welches durch den Zugangspunkt AP1_2 22 abgedeckt ist, der mobile Host kontinuierlich mit Diensten durch das IAPP versorgt werden.
  • Jedoch, wenn sich der mobile Host (MH) in ein Gebiet eines Zugangspunktes AP2 31, welcher mit einem zweiten Zugangsrouter AR2 30 verbunden ist, bewegt, wird dem mobilen Host (MH) eine neue Internetprotokoll (IP)-Adresse durch den Zugangspunkt AP2 zugewiesen und, basiert zu dieser Zeit die Präfixinformation der IP-Adresse auf der Präfixinformation (Präfix: B) des zweiten Zugangsrouters AR2 30.
  • Demnach wird der mobile Host (MH) als ein neues Netzwerk erkannt und dieser wird einem neuen Assoziierungsprozess unterworfen, so dass dieser nicht kontinuierlich Dienste empfangen kann.
  • US 2002/126642 A1 bezieht sich auf ein Kommunikationsverarbeitungs-System und -Verfahren und ein Kommunikationsendgerät. In einem Kommunikationssystem für einen mobilen Knoten gemäß IPv6 ist ein virtueller Netzwerkpräfix konfiguriert als ein Präfix, welcher spezifisch für einen mobilen Knoten in einer Domäne ist, welche eine Vielzahl von Unternetzwerken aufweist. In der Domäne wird ein Paket an dem mobilen Knoten gesendet, durch hostbasiertes Routing über eine IPv6-Adresse, welche aus dem virtuellen Netzwerkpräfix und einer Schnittstellen-ID gebildet wird. Das Kommunikationsverfahren mit dem mobilen Knoten, welcher kein virtuelles Netzwerkpräfix identifizieren kann, wird unter Benutzung eines physikalischen Netzwerkpräfix gemäß IPv6 durchgeführt.
  • Demnach können Knoten in der Domäne koexistieren, welche entweder einen virtuellen Netzwerkpräfix identifizieren können oder auch nicht. Ein Netzwerkpräfix ist jedem Unternetzwerk zugewiesen. Der Knoten benutzt den Netzwerkpräfix, um eine Adresse gemäß einer zustandslosen Autokonfiguration zu konfigurieren. Ein Heimagent inkorporiert (kapselt) einen IPv6-Header, in welchem die IPv6-Adresse, welche auf dem virtuellen Netzwerkpräfix basiert, zugewiesen wird, an die Zieladresse, in ein Datenpaket, welche an die Heimadresse des mobilen Knotens gerichtet ist, welche von dem Endgerät empfangen wurden, und sendet (transferiert) das resultierende Paket an den mobilen Knoten über das Internet. Ein mobiler Knoten erzeugt eine Adresse gemäß zustandsloser Autokonfiguration, in welcher der virtuelle Netzwerkpräfix platziert wird in den oberen 65 Bits und die Schnittstellen-ID wird in den unteren 64 Bits platziert. Die IPv6-Verbindungslokaladresse ist spezifiziert als ein standardmäßiger Router des Mobilknotens.
  • S. Thomson et al: "Ipv6 Stateless Address Autokonfiguration" IETF – RFC 2462, Dezember 1998, Seiten 1 bis 25, bezieht sich auf die zustandslose IPv6-Adressenautokonfiguration. Die zustandslose Autokonfiguration benötigt keine manuelle Konfiguration der Hosts. Der zustandslose Mechanismus erlaubt es einem Host, seine Heimadresse unter Benutzung einer Kombination von lokal verfügbaren Informationen und Informationen, welche durch Router bekannt gegeben werden, zu generieren. In der zustandsbehafteten Autokonfiguration erhält der Host eine Schnittstellenadresse und/oder Konfigurationsinformation und Parameter von einem Servercomputer. Das zustandsbehaftete Protokoll ermöglicht es einem Host Adressen, andere Konfigurationsinformationen oder beides von einem Server zu erhalten. Die zustandslose und zustandsbehaftete Autokonfiguration sind zueinander komplementär. Die zustandsbehaftete Autokonfiguration für IPv6 ist die Aufgabe von zukünftiger Arbeit.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kabelloses Local Area Netzwerksystem und ein Betriebsverfahren zur Verfügung zu stellen, in welchem das System Zugangspunkte aufweist, welche geeignet sind, die Mobilität von mobilen Hostrechnern verbessert zu unterstützen.
  • Diese Aufgabe ist gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den anhängigen Ansprüchen definiert.
  • Illustrative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können, aber müssen nicht, die obigen und/oder andere Probleme lösen. Es ist ein beispielhafter Aspekt der vorlie genden Erfindung, ein kabelloses Local Area Netzwerksystem und ein Betriebsverfahren hierfür zur Verfügung zu stellen, in welchem das System Zugangspunkte (APs) aufweist, welche geeignet sind, die Mobilität der mobilen Hostrechner zu unterstützen.
  • Um den obigen Aspekt zu erreichen, beinhaltet ein kabelloses Local Area Netzwerksystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Gateway (Netzübergangsrechner), welcher Funktionen eines Heimagenten (Home Agent; HA) in einer mobilen kabellosen Kommunikationsumgebung ausführt und sendet Präfixinformationen; und Zugangspunkte, von denen jeder in der Lage ist, eine Internetprotokoll (IP)-Adresse einem mobilen Host innerhalb dessen Bereiches unter Benutzung der Präfixinformation des Gateway zuzuweisen, wobei jeder Zugangspunkt eine Bindungsaktualisierungsliste (Bindingupdate-Liste) entsprechend dem mobilen Host erzeugt und an den Gateway sendet.
  • Wenn ein Paket von einem korrespondierenden Knoten an den mobilen Host gesendet wird, kapselt der Gateway einen Kopfzeilenanteil (Headeranteil) des Paketes mit einer Quelladresse und einer Zieladresse, und die Zugangspunkte entkapseln jeweils das gekapselte Paket, welches von dem Gateway gesendet wurde.
  • Wenn ein Paket von dem mobilen Host zu einem korrespondierenden Knoten gesendet wurde, kapseln die Zugangspunkte jeweils einen Headerteil des Paketes mit einer Zieladresse und einer Herkunftsadresse und senden das gekapselte Paket.
  • Bevorzugterweise, aber nicht notwendigerweise, verwaltet der Gateway mindestens ein oder mehrere Zugangsrouter, die Zugangsrouter ihrerseits verwalten ein oder mehrere Zugangspunkte, und die Zugangspunkte verwalten jeweils ein oder mehrere mobile Hosts, und IP-Adressen für die mobilen Hosts haben hierbei die gleiche Präfixinformation. Des Weiteren dient eine IP-Adresse für jeden Zugangspunkt als eine Care-of-Adresse (CoA) für jeden verwalteten mobilen Host.
  • Die Zugangspunkte beinhalten jeweils eine IP-Adressenerzeugungsbaugruppe zum Erzeugen der IP-Adresse für einen mobilen Host in dem Verwaltungsbereich durch das Kombinieren der Präfixinformation und eine MAC-Adresse des mobilen Host; einen Bindungsspeicher (Binding Cache) zum Speichern von Informationen über die zugewiesene IP-Adresse und den zugeordneten mobilen Host; und eine Bindungsaktualisierungs (Bindingupdate, BU)-Übertragungsbaugruppe für das Senden der erzeugten Bindungupdateliste für den mobilen Host an den Gateway.
  • Des Weiteren haben die Zugangspunkte jeweils eine Entkapselungsbaugruppe für das Entkapseln einer Herkunftsadresse und einer Zieladresse, welche mit einem Kopfzeilenteil eines Paketes gekapselt sind, welches von einem korrespondierenden Knoten gesendet wurde und eine Kapselungsbaugruppe zum Kapseln eines Kopfzeilenteiles eines Paketes, welches an einen korrespondierenden Knoten gesendet werden soll, mit einer Herkunftsadresse (Quelladresse; Source Address) und einer Zieladresse.
  • Ein Betriebsverfahren für ein kabelloses Local Area Networksystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte des Sendens von Präfixinformationen gemäß einer Anfrage eines mobilen Host, wobei ein Gateway Funktionen eines Heimagenten in einer mobilen kabellosen Kommunikationsumgebung durchführt; des Zuweisens einer Internetprotokoll (IP)-Adresse an den mobilen Host unter Benutzung der Präfixinformation und Assoziieren des mobilen Host; und des Erzeugens einer Bindingupdateliste für den assoziierten Host und Senden der Bindingupdateliste an den Gateway.
  • Das Betriebsverfahren beinhaltet des Weiteren, wenn ein Paket von einem korrespondierenden Knoten an den mobilen Host gesendet wird, die Schritte des Kapselns eines Kopfzeilenteiles des Paketes von dem Gateway mit einer Herkunftsadresse und einer Zieladresse und Senden des gekapselten Paketes; und des Entkapselns eines Kopfzeilenteiles von dem gekapselten Paket, welches von dem Gateway gesendet wurde.
  • Des Weiteren beinhaltet das Betriebsverfahren des Weiteren, wenn ein Paket von dem mobilen Host zu einem korrespondierenden Knoten gesendet wurde, die Schritte des Kapselns eines Kopfzeilenteiles eines Paketes mit einer Herkunftsadresse und einer Zieladresse und des Sendens des gekapselten Paketes.
  • Bevorzugterweise, aber nicht notwendigerweise, verwaltet der Gateway ein oder mehrere Zugangsrouter, die Zugangsrouter verwalten jeweils ein oder mehrere Zugangspunkte, die Zugangspunkte verwalten jeweils ein oder mehrere mobile Knoten und IP-Adressen für die mobilen Knoten haben die gleiche Präfixinformation. Des Weiteren dient eine IP-Adresse für jeden Zugangspunkt als eine Care-of-Adresse (CoA) für jeden verwalteten mobilen Host.
  • Der Schritt der Assoziierung des mobilen Host beinhaltet die Schritte des Erzeugens der IP-Adresse für einen mobilen Host in den Verwaltungsbereich durch das Kombinieren der Präfixinformation und einer MAC-Adresse des mobilen Host; des Speicherns von Information der zugewiesenen IP-Adresse und des mobilen Host, und des Erzeugens einer Bindingupdateliste des zugewiesenen mobilen Host; und des Sendens der erzeugten Bindingupdateliste für den mobilen Host an den Gateway.
  • Demnach können mobile Hosts in einem kabellosen Local Area Netzwerk mit Mobilität unterstützt werden, und die Mobilität kann für alle mobilen Hosts mit oder ohne einem mobilen IPv6-Stack (Stapelspeicher) unterstützt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Detail in Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente beziehen, und wobei:
  • 1 eine schematische Darstellung für das Erklären eines herkömmlichen kabellosen Local Area Netzwerksystems ist;
  • 2 eine schematische Darstellung für das Erklären eines kabellosen Local Area Networksystemes ist, welches in der Lage ist, Mobilität für mobile Hosts gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu unterstützen;
  • 3 ein detailliertes Blockdiagramm für das Veranschaulichen eines Zugangspunktes (AP) 300 der 2 ist;
  • 4 eine Darstellung für das Veranschaulichen eines Formates einer IP-Adresse ist, welche mobile Hosts durch den Zugangspunkt (AP) der 2 zugewiesen wurde;
  • 5 eine Darstellung ist für das Veranschaulichen von Betriebsflüsse für einen Prozess für das Erzeugen von mobilen Host-IP-Adressen der 4;
  • 6 eine Darstellung ist für das Veranschaulichen von Betriebsflüssen für einen Prozess für das Zuweisen mobiler Hosts gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist eine Darstellung zum Veranschaulichen von Betriebsflüssen für einen ersten Paketübertragungsprozess (ein korrespondierender Knoten → ein mobiler Host) gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8A und 8B sind Darstellungen für das Veranschaulichen eines gekapselten Datenpaketformates und eines Formates für ein Bindingupdate, welches zu einem Gateway gesendet wurde gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 eine Darstellung ist für das Veranschaulichen für Betriebsflüssen für einen zweiten Paketübertragungsprozess (korrespondierender Knoten → mobiler Host) gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine Darstellung ist für das Veranschaulichen eines Formates eines an einen mobilen Host übertragenen Paketes in dem zweiten Paketübertragungsprozess der 9; und
  • 11 ist eine Darstellung für das Veranschaulichen von Betriebsflüssen für einen Wiederzuweisungsprozess in einem Fall, dass ein mobiler Host (MH), welcher mit einem Zugangspunkt (AP) verbunden ist, sich in dem Bereich eines anderen Zugangspunktes AP2 bewegt gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der illustrativen Ausführungsformen
  • Hiernach wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • 2 ist eine schematische Darstellung für das Erklären eines kabellosen Local Area Netzwerksystemes gemäß einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein kabelloses Local Area Networksystem verfügt über einen Gateway GW/HA für das Durchführen von Kommunikationsverbindungen mit einem externen Netzwerk, mehrere Zugangsrouter AR1 und AR2, welche mit dem Gateway GW/HA verbunden sind, mehrere Zugangspunkte AP1 und AP2, welche durch die Zugangsrouter AR1 und AR2 jeweils gesteuert werden und mobile Hosts (MH), welche von den Zugangspunkten AP1 und AP2 jeweils versorgt werden.
  • Der Gateway GW/HA ist mit einem externen Netzwerk verbunden, und dient als ein Gateway für das Kommunizieren von Paketen von oder zu dem externen Netzwerk und die Gatewayfunktion führt eine mobile IPv6-basierte Heimagentenfunktion aus.
  • Die Heimagentenfunktion, welche mobile IPv6-basierte Mobilität unterstützt, gibt es beispielsweise eine Funktion für das Kapseln von Paketen in einer Heimverbindung, welche gerichtet an eine IP-Adresse eine mobilen Hosts (MH) ist, während der mobile Host (MH) von seinem Heim(netz) entfernt ist und für das Tunneln zu einer Care-of-Adresse (CoA), welche mit dem mobilen Host (MH) verbunden ist. Des Weiteren gibt es Funktionen für das Verwalten einer Liste von Bindungsaktualisierungen (Bindingupdates; BU), welche die IP-Adressen der mobilen Host mit den Care-of-Adressen verbindet, usf.
  • Eine oder mehrere Zugangsrouter AR1 sind mit dem Gateway GW/HA verbunden, und jeder Zugangsrouter AR1 verbindet Netzwerkschichten miteinander durch eine Vorrichtung, welche getrennte Netzwerke unter Benutzung des gleichen Übertragungsprotokolles verbindet.
  • Die Funktion des Zugangsrouters AR1, zusätzlich zu der Funktion, die eine Bridge (Netzwerkbrücke) hat, entscheidet ein mobiler Knoten, d. h. ein mobiler Host (MH) in einem anderen Netzwerk oder in einem Selbst-Netzwerk (Self Network), abhängig von einer Pfadzuweisungstabelle und wählt dementsprechend den effizientesten Pfad aus zahlreichen Pfaden aus und sendet Pakete durch den ausgewählten Pfad.
  • Der Zugangspunkt AP1 ist mit dem Zugangsrouter AR1 verbunden, und einer oder mehrere Zugangspunkte AP1 sind mit einem Zugangsrouter AR1 verbunden. Hier verarbeitet der Zugangspunkt AP1 eine Netzwerkschicht, um die Mobilität des mobilen Host (MH) zu unterstützen, wenn diesem eine IP-Adresse von dem Zugangsrouter AR1 zugewiesen ist. Die zugewiesene IP-Adresse des Zugangspunktes AP1 dient als eine CoA für alle mobilen Hosts (MH), welche mit dem Zugangspunkt (AP) verbunden sind.
  • Der Zugangspunkt (AP) für das Unterstützen der Mobilität eines mobilen Host gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf das Blockdiagramm des Zugangspunktes (AP) 300, welches in 3 gezeigt ist im Detail beschrieben.
  • Der Zugangspunkt (AP) 300 hat eine Netzwerk-Eingabe/-Ausgabe-Baugruppe 303, eine MAC-Speicherbaugruppe 307, eine IP-Adresserzeugungsbaugruppe 310, einen Bindungsspeicher 330, eine Kapselungsbaugruppe 350, eine Entkapselungsbaugruppe 370 und eine Bindingupdate (BU)-Übertragungsbaugruppe 390.
  • Die Netzwerkeingabe/-ausgabebaugruppe 303 ist mit Geräten in einem Netzwerk in einer kabellosen Weise verbunden und gibt Daten ein und aus, welche durch ein Netzwerkprotokoll übertragen wurden.
  • Die MAC-Speicherbaugruppe 307 speichert Software zum Durchführen von diversen Funktionen des Zugangspunktes (AP) 300 und speichert des Weiteren Media Access Control (MAC)-Adressen, welche Adressen für die Standarddatenschichten sind, welche notwendig für alle Ports oder Geräte, welche mit einem LAN verbunden sind, sind.
  • Die IP-Adresserzeugungsbaugruppe 310 erzeugt eine IP-Adresse für einen mobilen Host (MH), welcher mit dem Zugangspunkt (AP) verbunden werden soll. Die IP-Adresse des mobilen Host (MH) hat ein Format, welches in 4 gezeigt ist. Die mobilen Hosts (MHs) in allen Netzwerken, welche von dem Gateway GW/HA gesteuert sind, haben alle den gleichen Präfix zusätzlich zu einer mobilen Host-ID, welches eine MAC-Adresse ist.
  • 5 ist eine Darstellung für das Erklären eines Prozesses zum Erzeugen einer IP-Adresse.
  • Zuerst sendet der Zugangspunkt (AP) eine mobile Hostpräfixanforderungsnachricht an den Gateway GW/HA (5-1). Der Gateway, welcher die Präfixanforderungsnachricht empfangen hat, antwortet mit einer Präfixankündigungsnachricht (5-2).
  • Die Routerankündigungsnachricht des Zugangsrouters (AR), welche auf der Präfixankündigungsnachricht des Gateway GW/HA basiert, wird zu dem Zugangspunkt (AP) gesendet. Demnach erkennt der Zugangspunkt (AP) einen Präfix des Gateway GW/HA, übersetzt die Präfixinformation des Gateway GW/HA in einen Präfix des mobilen Host (MH) und sendet den übersetzten Präfix zu dem mobilen Host (MH) (5-3). Hier ist die Ankündigungsnachricht eine Nachricht, worin der Gateway GW/HA, Zugangsrouter (AR) oder eine ähnliche Einrichtung, benachbarte Geräte über deren Existenz auf eine kabellose Weise benachrichtigen.
  • Demnach, selbst wenn der mobile Host (MH) sich in dem Bereich eines jeden Zugangspunktes (AP) bewegt, hat der mobile Host (MH) den gleichen Präfix, welcher der Präfix des Gateway GW/HA ist. Deshalb dient die IP-Adresse des Zugangspunktes (AP) als eine Care-of-Adresse (CoA) für alle mobile Hosts (MHs), welche mit dem Zugangspunkt (AP) verbunden sind.
  • Der Bindungs(cache)speicher 330 verwaltet Informationen über mobile Hosts (MHs), welche in einem Bereich eines Zugangspunktes (AP) existieren, um zu ermöglichen, dass die mobilen Hosts und Gateway GW/HA miteinander kommunizieren. Des Weite ren, in dem Fall, dass ein neuer mobiler Host mit dem Verbindungspunkt assoziiert wird, erzeugt der Bindungscachespeicher 330 eine Bindingupdateliste.
  • Die Kapselungsbaugruppe 350 kapselt einen Paketheader (Paketkopfzeilen) mit einer Herkunftsadresse und einer Zieladresse, um ein Paket direkt durch Tunneln von einem Zugangspunkt (AP) zu einem externen korrespondierenden Knoten (CN) zu senden, in dem Fall, dass ein mobiler Host (MH) das Paket zu dem korrespondierenden Knoten (CN) sendet. Hier ist die Herkunftsadresse die IP-Adresse des Zugangspunktes (AP) und die Zieladresse ist die IP-Adresse des korrespondierenden Knotens (CN).
  • Die Entkapselungsbaugruppe 370 entkapselt die Herkunftsadresse und die Zieladresse von dem Kopfzeilenteil des gekapselten Paketes, um das Paket an einen Zugangspunkt (AP) weiterzuleiten, in welchem der mobile Host (MH) von dem Gateway GW/HA existiert.
  • Die Bindingupdate (BU, Bindungsaktualisierung)-Übertragungsbaugruppe 390 sendet eine Bindingupdateliste an das Gateway GW/HA. Hierfür gibt es zwei beispielhafte Fälle, wie im Folgenden beschrieben.
  • Im ersten Fall werden die mobilen Hosts, welche in dem Bereich eines Zugangspunktes (AP) existieren, einem Gateway GW/HA zugeordnet. Im zweiten Fall wird ein optimierter Pfad durch das Assoziieren einer Bindingupdateliste von dem Zugangspunkt (AP) zu einem korrespondierenden Knoten (CN) fertig gestellt.
  • Danach wird ein Zugangspunktbetriebsprozess gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
    • (1) Ein Prozess für das Verknüpfen eines mobilen Host (MH) mit einem Zugangspunkt (AP), wenn ein mobiler Host (MH) sich in einen Bereich eines Zugangspunktes (AP) bewegt (6-1), wird in Bezug auf 6 beschrieben.
  • Der mobile Host (MH) sendet eine Verknüpfungsanforderungsnachricht an den Zugangspunkt (AP) (6-2), und der Zugangspunkt (AP) sendet eine Antwortnachricht auf die Verknüpfungsanforderung (6-3) an den mobilen Host (MH).
  • Zu dieser Zeit wird eine MAC-Adresse mac1 des mobilen Host (MH) zu dem Zugangspunkt (AP) gesendet, und der Zugangspunkt (AP) benutzt die MAC-Adresse mac1 und produziert dann eine einzigartige IP-Adresse MN.mac1 des mobilen Host (MH).
  • Das heißt, die IP-Adressenerzeugungsbaugruppe 310, wie in 4 gezeigt, kombiniert ein Präfix MN::, welches von dem Gateway GW/HA zugewiesen ist und die MAC-Adresse mac1 des mobilen Host (MH) und erzeugt eine einzigartige IP-Adresse MN.mac1 des mobilen Host (MH).
  • Der Bindungsspeicher 330 benutzt die erzeugte IP-Adresse MN.mac1 des mobilen Host (MH) als eine Heimadresse HoA (home address) und die IP-Adresse des Zugangspunkts (AP) als eine Care-of-Adresse (CoA), und erzeugt eine Binding-Update-Liste. Danach sendet die BU-Übertragungsbaugruppe 330 die erzeugte Bindingupdateliste für den mobilen Host (MH) (6-4) an den Gateway GW/HA.
  • Zu dieser Zeit erzeugt der Gateway GW/HA einen Bindungscacheeintrag (BCE) entsprechend der Heimadresse HoA des mobilen Host (MH), wie bei „Mobile IPv6" üblich.
    • (2) Ein Zugangspunktbetriebsvorgang, wenn ein Paket von einem korrespondierenden Knoten (CN) an einen mobilen Host (MH) gesendet wird, wird jetzt beschrieben.
  • Zuerst wird der Fall, dass es keinen Eintrag für einen mobilen Host (MH) in dem Bindungscache eines korrespondierenden Knotens (CN) gibt, in Bezug auf 7 beschrieben.
  • Da der korrespondierende Knoten (CN) keinen Eintrag für den mobilen Host (MH) hat, benutzt der korrespondierende Knoten (CN) eine IP-Adresse CN.mac4 des korrespondieren Knotens (CN) als eine Quelladresse und eine IP-Adresse MN.mac1 des mobilen Host (MH) als eine Zieladresse und sendet ein Paket an den Gateway GW/HA (7-1). Der Gateway GW/HA, welcher das Paket empfangen hat, erhält ein CoA, welches ein HoA als eine IP-Adresse des mobilen Host (MH) hat, in Bezug auf einen Bindungsspeicher, welcher der Gateway GW/HA selber hat. Hier ist die CoA eine IP-Adresse AP.mac2 des Zugangspunktes (AP), in welchem der mobile Host (MH) existiert. Der Gateway GW/HA kapselt den Paketkopfzeilenteil unter Benutzung der erhaltenen CoA (eine IP-Adresse des AP) und einer IP-Adresse HA.mac3 des Gateway GW/HA. 8 ist eine Darstellung zum Veranschaulichen eines gekapselten Datenpaketformates. Wie in 8 gezeigt, sendet der Gateway GW/HA das gekapselte Paket an den Zugangspunkt (AP) unter Benutzung der IP-Adresse HA.mac3 des Gateway GW/HA als eine Quelladresse und der IP-Adresse AP.mac2 des Zugangspunktes (AP) als eine Zieladresse (7-2).
  • Das gekapselte Paket wird an den Zugangspunkt (AP) gesendet, welcher das Ziel ist, und die Entkapselungsbaugruppe 370 des Zugangspunktes (AP) entkapselt die Kopfzeilenteile der gekapselten Pakete und sendet das entkapselte Paket an den mobilen Host (MH) (7-3). Zu dieser Zeit sendet die BU-Übertragungsbaugruppe 390 des Zugangspunktes (AP) ein Bindingupdate an einen korrespondierenden Knoten (CN), welches die IP-Adresse MN.mac1 des mobilen Host (MH) als ein HoA und die IP-Adresse AP.mac2 des Zugangspunktes (AP) als ein CoA hat. 8A zeigt ein Bindingupdateformat, welches gesendet wird. Dadurch erkennt der korrespondierende Knoten (CN), dass der aktuelle mobile Host (MH) in einem Bereich des Zugangspunktes (AP) existiert.
  • Als nächstes wird eine Beschreibung in Bezug auf 9 gemacht für den Fall, in dem es einen Eintrag für einen mobilen Host in dem Bindingcache des korrespondierenden Knotens (CN) gibt.
  • Der korrespondierende Knoten (CN) sendet an den Gateway GW/HA ein Paket, welches eine IP-Adresse CN.mac4 des korrespondierenden Knotens (CN) als eine Quelladresse, ein CoA (eine IP-Adresse eines AP) als eine Zieladresse und eine IP-Adresse MN.mac1 eines mobilen Host als ein HoA in dem Kopfzeilenteil hat, basierend auf der Bindungsinformation in dem Bindingcache (9-1). Das Paket erreicht den Zugangspunkt (AP) ohne jeglichen zusätzlichen Prozess (9-2) und der Zugangspunkt (AP) übersetzt die Zieladresse (die CoA-Adresse) des Kopfzeilenanteils in die HoA, die IP-Adresse MN.mac1 des mobilen Host und sendet das Paket an den mobilen Host (MH) (9-3).
  • Demnach empfängt der mobile Host (MH) das Paket, welches die IP-Adresse des korrespondierenden Knotens (CN) als eine Quelladresse und die IP-Adresse von sich selbst als eine Zieladresse hat. Zu dieser Zeit zeigt 10 ein Nachrichtenpaketformat, welches gesendet wird.
    • (3) Ein Zugangspunkt (AP)-Betriebsprozess wird im Folgenden beschrieben für den Fall, dass ein Paket von einem mobilen Host (MH) an einen korrespondierenden Knoten (CN) gesendet wird.
  • Wenn ein Paket von einem Zugangspunkt (AP) zu einem korrespondierenden Knoten (CN) gesendet wird, sucht der Zugangspunkt (AP), ob eine IP-Adresse des korrespondierenden Knotens (CN) als eine Zieladresse in einem HoA-Eintrag der Bindingupdateliste in dem Bindingcache 330 existiert, und, wenn vorhanden, entscheidet dass der korrespondierende Knoten (CN) in dem Basic Service Set (BSS) seiner selbst ist. In diesem Fall kapselt der Zugangspunkt (AP) den Kopfzeilenteil des Paketes mit einer MAC-Adresse des korrespondierenden Knotens (CN), und sendet das gekapselte Paket.
  • In der Zwischenzeit, wenn die IP-Adresse des korrespondierenden Knotens (CN) als eine Zieladresse nicht in der Binding-Update-Liste in dem Bindungsspeicher (Bindingcache) 330 existiert, kapselt die Kapselungsbaugruppe 350 den Kopfzeilenteil des Paketes mit einer Quelladresse und einer Zieladresse. Das heißt, der Zugangspunkt (AP) sendet das Paket, welches eine IP-Adresse AP.mac2 des Zugangspunktes (AP) als eine Quelladresse und eine IP-Adresse CN.mac4 des korrespondierenden Knotens (CN) als eine Zieladresse hat, durch Tunneln an den korrespondierenden Knoten (CN).
    • (4) Ein Betriebsprozess für einen anderen Zugangspunkt (AP2) wird im Folgenden beschrieben, wenn ein mobiler Host (MH), welcher mit einem Zugangspunkt (AP) verknüpft ist, sich in einen Bereich des anderen Zugangspunktes (AP2) begibt (11-1) in Bezug auf 11.
  • Der mobile Host (MH), welcher sich in einem Bereich des anderen Zugangspunktes (AP2) bewegt hat, führt eine Wiederverknüpfung mit dem neuen Zugangspunkt (AP2) durch. Der Vorgang der Wiederverknüpfung ist der gleiche wie der zuvor beschriebene Verknüpfungsprozess zwischen einem mobilen Host (MH) und einem Zugangspunkt (AP).
  • Das heißt, dass der mobile Host (MH) eine Wiederverknüpfung mit dem neuen Zugangspunkt (AP2) anfordert (11-2), und der neue Zugangspunkt (AP2) sendet eine Antwort auf die Wiederverknüpfungsanfrage (11-3) für die Wiederverknüpfung an den mobilen Host (MH). Zu dieser Zeit erzeugt die IP-Adressenerzeugungsbaugrppe 310 des neuen Zugangspunktes (AP2) eine IP-Adresse des mobilen Host (MH), und der Bindingcache 330 erzeugt eine Bindingupdateliste. Die BU-Übertragungsbaugruppe 390 sendet die Bindingupdateliste an den Gateway GW/HA (11-4).
  • Zu dieser Zeit aktualisiert der Gateway GW/HA eine Eintrag, welcher der HoA in dem Bindingcache des Gateway GW/HA entspricht, basierend auf der Bindingupdateliste, welche von dem neuen Zugangspunkt (AP2) gesendet wurde.
  • Durch die obigen Prozeduren werden Daten zwischen den korrespondierenden Knoten (CN) und dem mobilen Host (MH), welcher mit dem neuen Zugangspunkt (AP2) verknüpft ist, verarbeitet mit einer CoA als IP-Adresse des neuen Zugangspunktes (AP2).
  • Die Kommunikationsvorgänge für den Datenprozess sind die gleichen wie diejenigen, welche basierend auf dem Zugangspunkt (AP) beschrieben wurden, so dass die ausführliche Beschreibung der Kommunikationsvorgänge ausgelassen wird.
  • Der Gateway GW für ein kabelloses Network gemäß der vorliegenden Erfindung hat „mobile IPv6"-basierte Heimagentenfunktionen, und der Zugangspunkt (AP) kann einen Teil der mobilen IPv6-basierten Heimagentenfunktionen durchführen. Demnach wird ein Präfix des Gateway als ein Präfix der IP-Adresse des mobilen Host zugewiesen, so dass der mobile Host den gleichen Präfix zu jeder Zeit hat, unabhängig von den Bewegungen des mobilen Host. Demnach wird die IP-Adresse des Zugangspunktes in einen Bereich, in welchem sich der mobile Zugang bewegt zur CoA des mobilen Host, so dass die Beweglichkeit des mobilen Host unterstützt werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Mobilität des mobilen Host in einem kabellosen Local Area Netzwerk unterstützt.
  • Zusätzlich kann die Mobilität für alle mobilen Hosts mit oder ohne einen mobilen IPv6-Stack unterstützt werden.
  • Demnach kann die Mobilität von mobilen Hosts unterstützt werden in einer Umgebung, in welcher das kabellose Local Area Netzwerksystem und das mobile IPv6 zusammen existieren.
  • Die Erfindung wurde gezeigt und beschrieben in Bezug auf zahlreiche illustrative Ausführungsformen von dieser und es ist dem Fachmann klar, dass zahlreiche Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie dieser durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (16)

  1. Ein kabelloses Local-Area-Network-System beinhaltend: ein Gateway, welches eingerichtet ist, um Funktionen eines Heimagenten in einer mobilen kabellosen Kommunikationsumgebung auszuführen und welches eingerichtet ist, um Präfix-Information zu senden, eine Care-of-Adresse zu erhalten, den Kopfzeilenteil eines Paket unter Benutzung der erhaltenen Care-of-Adresse und einer IP-Adresse des Gateway zu kapseln, und das gekapselte Paket an einen Zugangspunkt zu senden; einen korrespondierenden Knoten, welcher eingerichtet ist, ein Paket an den Gateway zu senden; und ein oder mehrere Zugangspunkte, wobei jeder Zugangspunkt eingerichtet ist, eine Internetprotokoll-, IP, Adresse einem mobilen Host in einem Verwaltungsbereich zuzuweisen unter Benutzung der Präfixinformation des Gateway, Kopfzeilenteile von dem gekapselten Paket zu entkapseln und das entkapselte Paket an den mobilen Host zu senden, wobei jeder Zugangspunkt eingerichtet ist, um eine Binding-Update-Liste entsprechend dem mobilen Host zu erzeugen und an den Gateway zu senden und ein Binding-Update, welches die IP-Adresse des mobilen Host als eine Home-of-Adresse und die IP-Adresse des Zugangspunktes als eine Care-of-Adresse aufweist, an den korrespondierenden Knoten zu senden.
  2. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei wenn ein Paket von einem korrespondierenden Knoten an den mobilen Host gesendet wird, kapselt das Gateway einen Kopfzeilenteil des Paketes mit einer Quelladresse und einer Zieladresse, und ein Zugangspunkt entsprechend der Zieladresse entkapselt das gekapselte Paket, welches von dem Gateway gesendet wurde.
  3. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei wenn ein Paket von dem mobilen Host an einen korrespondierenden Knoten gesendet wird, kapselt der Zugangspunkt, welcher den Verwaltungsbereich des mobilen Hosts definiert, einen Kopfzeilenteil des Paketes mit einer Quelladresse und einer Zieladresse und sendet das gekapselte Paket.
  4. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Gateway ein oder mehrere Zugangsrouter verwaltet, jeder Zugangsrouter einen oder mehrere Zugangspunkte verwaltet, und jeder Zugangspunkt einen oder mehrere mobile Hosts verwaltet.
  5. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die IP-Adressen der mobilen Hosts die gleiche Präfixinformation haben.
  6. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die IP-Adresse eines Zugangspunktes als eine Care-of-Adresse, CoA, für jeden mobilen Host innerhalb des Verwaltungsbereiches des Zugangspunktes dient.
  7. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei jeder Zugangspunkt beinhaltet: eine IP-Adressenerzeugungsbaugruppe (310), welche eingerichtet ist, um die IP-Adresse für den mobilen Host in dem Verwaltungsbereich des Zugangspunktes durch das Kombinieren der Präfixinformation und einer MAC-Adresse des mobilen Hosts zu erzeugen; einen Binding-Cache-Speicher (330), welcher eingerichtet ist, um Informationen über die erzeugte IP-Adresse und einen entsprechenden mobilen Host zu speichern; und eine Binding-Update, BU, -Übertragungsbaugruppe (390), welche eingerichtet ist, um die erzeugte Binding-Update-Liste für den mobilen Host an das Gateway zu senden.
  8. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei jeder Zugangspunkt des Weiteren eine Entkapselungsbaugruppe zum Entkapseln einer Quelladresse und einer Zieladresse, welche mit einem Kopfzeilenteil des Paketes, welches von einem korrespondierenden Knoten gesendet wurde, gekapselt wurden, beinhaltet.
  9. Das kabellose Local-Area-Netzwerksystem wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei jeder Zugangspunkt des Weiteren beinhaltet eine Kapselungsbaugruppe (350) zum Kapseln eines Kopfzeilenteiles eines Paketes, welches an einen korrespondierenden Knoten mit einer Quelladresse und einer Zieladresse gesendet werden soll.
  10. Ein Betriebsverfahren für ein kabelloses Local-Area-Network-System, beinhaltend: Senden von Präfixinformationen eines Gateway gemäß einer Anfrage eines mobilen Hosts, wobei das Gateway Funktionen eines Heimagenten in einer mobilen kabellosen Kommunikationsumgebung ausführt; und Zuweisen einer Internetprotokoll-, IP, -Adresse an den mobilen Host durch Benutzen der Präfixinformationen; Verknüpfen des mobilen Hosts mit einem Zugangspunkt, welcher einen Verwaltungsbereich hat, in welchem sich der mobile Host befindet; Erzeugen einer Binding-Update-Liste für den verknüpften mobilen Host; und Senden der Binding-Update-Liste an das Gateway, Senden eines Paketes von einem korrespondierenden Knoten an das Gateway; Erhalten einer Care-of-Adresse für das Gateway; Kapseln, durch das Gateway, des Kopfzeilenteiles des Paketes durch Benutzen der erhaltenen Care-of-Adresse und einer IP-Adresse des Gateway; Senden des gekapselten Paketes von dem Gateway an einen Zugangspunkt; Entkapseln, durch einen der Zugangspunkte, von Kopfzeilenteilen von dem gekapselten Paket; Senden des entkapselten Paketes von dem Zugangspunkt an den mobilen Host; und Senden von dem Zugangspunkt an den korrespondierenden Knoten eines Binding-Update, welches die IP-Adresse des mobilen Hosts als eine Home-of-Adresse und die IP-Adresse des Zugangspunktes als eine Care-of-Adresse hat.
  11. Das Verfahren wie in Anspruch 10 beansprucht, des Weiteren beinhaltend, wenn ein Paket von einem korrespondierenden Knoten an den mobilen Host gesendet wird, Kapseln eines Kopfzeilenteiles des Paketes bei dem Gateway mit einer Quelladresse und einer Zieladresse und Senden des gekapselten Paketes; und Entkapseln eines Kopfzeilenteiles von dem gekapselten Paket, welches von dem Gateway gesendet wurde.
  12. Das Betriebsverfahren wie in Anspruch 10 beansprucht, des Weiteren beinhaltend, wenn ein Paket von dem mobilen Host an einen korrespondierenden Knoten gesendet wird, Kapseln eines Kopfzeilenteiles des Paketes bei dem Zugangspunkt mit einer Quelladresse und einer Zieladresse, und Senden des gekapselten Paketes.
  13. Das Verfahren wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei das Gateway einen oder mehrere Zugangsrouter verwaltet, jeder Zugangsrouter einen oder mehrere Zugangspunkte verwaltet, und jeder Zugangspunkt einen oder mehrere mobile Hosts verwaltet.
  14. Das Verfahren wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei die IP-Adressen für die mobilen Hosts die gleiche Präfixinformation haben.
  15. Das Betriebsverfahren wie in Anspruch 13 beansprucht, wobei eine IP-Adresse für jeden Zugangspunkt als eine Care-of-Adresse, CoA, für jeden mobilen Host innerhalb des Verwaltungsbereiches des Zugangspunktes dient.
  16. Das Betriebsverfahren wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei der Verknüpfungsvorgang des mobilen Hosts beinhaltet: Erzeugen einer IP-Adresse für den mobilen Host in dem Verwaltungsbereich des Zugangspunktes durch Kombinieren der Präfixinformation des Gateways und einer MAC-Adresse des mobilen Hosts; Speichern der Information über die erzeugte IP-Adresse und des korrespondierenden mobilen Hosts; Erzeugen einer Binding-Update-Liste des verknüpften mobilen Hosts; und Senden der erzeugten Binding-Update-Liste für den mobilen Host an das Gateway.
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