DE602004010782T2 - Telekommunikationssystem - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Telekommunikationssystem, spezieller ein Telekommunikationssystem, welches ein bewegliches Netzwerk beinhaltet.
  • Es ist bekannt, dass tragbare Kommunikationsendgeräte an verschiedenen Punkten an ein Netzwerk angeschlossen werden. So kann beispielsweise ein Benutzer einen tragbaren Computer an einem Anschlusspunkt anschließen, an einen anderen geografischen Standort wechseln, an dem ein anderer Anschlusspunkt bereitgestellt wird, und den Computer an diesem neuen Anschlusspunkt mit dem Netzwerk verbinden. Überall, wo Benutzer gemeinsam reisen, beispielsweise mit ein und demselben Verkehrsmittel wie etwa einem Zug oder einem Flugzeug, kann es vorteilhaft sein, wenn die Kommunikationseinrichtung jedes Benutzers mit einem lokalen Netzwerk, beispielsweise einem Ortsnetzwerk (Local Area Network, LAN) innerhalb des Verkehrsmittels verbunden werden kann. Neben der Möglichkeit, untereinander zu kommunizieren, können die Benutzer ganz normal gängige Dienste aus dem lokalen Netzwerk empfangen. Ferner können die Kommunikationsendgeräte, wenn der Anschluss an das Haupt-Netzwerk über eine Funkverbindung erfolgt und das lokale (bewegliche) Netzwerk einen Sender/Empfänger beinhaltet, einen von dem lokalen Netzwerk bereitgestellten Sender/Empfänger vorteilhaft nutzen.
  • Damit die Kommunikationsendgeräte an verschiedenen Anschlusspunkten im Haupt-Netzwerk erreicht werden können, kann in dem Haupt-Netzwerk eine Verzeichniseinrichtung (Directory-Facility) wie beispielsweise ein „Home-Agent" (Heimagent) bereitgestellt werden. Die Verzeichniseinrichtung für jedes Kommunikationsendgerät speichert in der Regel Informationen, die dafür genutzt werden können, Daten an den aktuellen Anschlusspunkt des Kommunikationsendgeräts weiterzuleiten. Die Verzeichniseinrichtung kann die Adresse enthalten, die dem aktuellen Anschlusspunkt entspricht, oder die Verzeichniseinrichtung kann eine andere Adresse enthalten, die einen Ort angibt, an dem weitere Routing-Informationen zu finden sind. Wenn der Anschlusspunkt eines Kommunikationsendgeräts wechselt, sendet das Kommunikationsendgerät normalerweise eine Nachricht an die zugehörige Verzeichniseinrichtung, sodass die in der Verzeichniseinrichtung gespeicherten Routing-Informationen aktualisiert werden können, um den Wechsel des Kommunikationsgeräts an einen anderen Anschlusspunkt widerzuspiegeln.
  • In einem der Mehrzahl von bekannten Protokollen für die Kommunikation zwischen Knoten wird, wenn ein Kommunikationsendgerät oder „mobiler Knoten" über einen anderen Knoten, beispielsweise eine Basisstation, angeschlossen wird, dem Kommunikationsendgerät eine temporäre Adresse zugewiesen, die die topologische Position der Basisstation angibt. Das Kommunikationsendgerät besitzt außerdem im Normalfall eine permanente Adresse, die beibehalten wird, auch wenn das Kommunikationsendgerät von einem Anschlusspunkt zu einem anderen wechselt.
  • Es ist bekannt, dass ein bewegliches Netzwerk eine verschachtelte Struktur aufweist oder dass das bewegliche Netzwerk ein oder mehrere Subnetzwerk(e) beinhaltet. Das bewegliche Netzwerk weist üblicherweise einen Haupt-Router auf, der mit dem bzw. mit jedem Subnetzwerk verbunden ist. Ein Subnetzwerk beinhaltet in der Regel einen Sub-Router, um Nachrichten an die und von den daran angeschlossenen Endgeräte(n) weiterzuleiten, wobei der Sub-Router eines Subnetzwerks mit dem Haupt-Router des beweglichen Netzwerks verbunden ist. Wenn es sich beispielsweise bei dem beweglichen Netzwerk um ein LAN in einem Verkehrsmittel wie etwa einem Zug handelt, kann ein Subnetzwerk ein persönliches Netzwerk (Personal Area Network, PAN) sein, das heißt, eine Mehrzahl von persönlichen oder portablen Kommunikationsendgeräten, die eine Person mit sich führen kann, wenn sie im Zug von einem Waggon in einen anderen wechselt. Das persönliche Netzwerk umfasst in der Regel einen Router, der ebenfalls von der Person mitführbar (oder beweglich) ist, um eine Verbindung mit einem oder möglicherweise auch mehreren Anschlusspunkt(en) im Zug herzustellen.
  • Üblicherweise besitzt jedes Endgerät oder jeder adressierbare Router in dem beweglichen Netzwerk einen entsprechenden Directory-Agenten (Verzeichnisagenten), um Daten an das betreffende Endgerät weiterleiten zu können. Im Fall eines verschachtelten Netzwerks ist bekannt, dass Daten getunnelt werden: (i) von dem Directory-Agenten eines Endgeräts in dem Subnetzwerk und zu dem Directory-Agenten eines Sub-Routers des Subnetzwerks; und (ii) von dem Directory-Agenten des Sub-Routers und anschließend an den Directory-Agenten für den Haupt-Router, bevor sie an den Anschlusspunkt (die Basisstation) des beweglichen Netzwerks weitergeleitet werden. Allerdings können die so erforderlichen beiden Tunnelungsebenen eine unerwünschte Menge an Overhead-Daten und/oder Verarbeitungserfordernissen mit sich bringen. Darüber hinaus wird dieses Problem für bewegliche Netzwerke mit einer großen Anzahl von Subnetzwerken noch verschärft, da für jede Verschachtelungsebene in dem beweglichen Netzwerk eine weitere Ebene der Tunnelung erforderlich ist.
  • NG & Tanaka: „Securing Nested Tunnels Optimization with access router Option", IETF, 2002, offenbart eine Lösung für das Problem der verschachtelten Tunnelung in beweglichen Netzwerken. Ein mobiler Router informiert den Home-Agenten HA über die globale Adresse des Zugangs-Routers, an den er angeschlossen ist. Der Home-Agent HA kann daraufhin die Kette der Zugangs-Router rekonstruieren, an die der Sender angeschlossen ist. Eine Aktualisierungsnachricht von einem mobilen Router an einen Directory-Agenten im Netzwerk wird durch den Empfang und die Analyse einer Binding-Acknowledgement-Nachricht (Empfangsbestätigung) ausgelöst.
  • Thubert & Molteni: „Ipv6 reverse routing header and its application to mobile networks", IETF, 2003, löst dasselbe Problem, wie die verschachtelte Tunnelung in beweglichen Netzwerken vermieden werden kann, durch die Verwendung eines Reverse-Routing (Rückwärts-Routing)-Headers. Die mobilen Router auf dem Pfad fügen, zusätzlich zur Tunnelung der Datenpakete an ihren Home-Agenten HA, einen Reverse-Routing-Header ein.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Telekommunikationssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: ein bewegliches Netzwerk, welches eine Mehrzahl von Knoten einer oberen Ebene; ein Router-Mittel der oberen Ebene zum selektiven Weiterleiten von Daten an einen oder mehrere der Knoten der oberen Ebene; eine Mehrzahl von Knoten einer unteren Ebene; sowie ein Router-Mittel der unteren Ebene zum selektiven Weiterleiten von Daten an einen oder mehrere der Knoten der unteren Ebene beinhaltet, wobei die Router-Mittel der oberen und der unteren Ebene derart angeschlossen werden können, dass, wenn sie angeschlossen sind, das Router-Mittel der oberen Ebene Daten an das Router-Mittel der unteren Ebene weiterleiten kann, wobei das Haupt-Netzwerk mindestens einen Netzwerkknoten und eine Mehrzahl von in einem Abstand angeordneten Anschlusspunkten aufweist, an die das bewegliche Netzwerk vorübergehend angeschlossen werden kann, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene für das Senden von Routing-Nachrichten an den Netzwerkknoten konfiguriert ist, wobei jede Routing-Nachricht Informationen zur Weglenkung enthält, die die Weiterleitung von Daten von dem Netzwerkknoten an den aktuellen Anschlusspunkt des beweglichen Netzwerks ermöglichen, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene dafür konfiguriert ist, (i) ein erstes Anschlussereignis zu erkennen, das durch den Anschluss des Router-Mittels der unteren Ebene verursacht wird, und als Reaktion auf das Erkennen des Anschlussereignisses eine erste Routing-Nachricht an den Netzwerkknoten zu senden, wobei das erste Anschlussereignis die Übertragung einer Aktualisierungsnachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene an den Directory-Agenten ist, wobei die Aktualisierungsnachricht aktualisierte Routing-Informationen enthält, die es dem Directory-Agenten erlauben, den Anschluss des Router-Mittels der unteren Ebene zu berücksichtigen, und (ii) ein zweites Anschlussereignis zu erkennen, das durch den Anschluss des beweglichen Netzwerks an einen neuen Anschlusspunkt verursacht wird, und als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Anschlussereignisses eine zweite Routing-Nachricht an den Netzwerkknoten zu senden.
  • Da eine Routing-Nachricht als Reaktion auf das Anschließen des Router-Mittels der unteren Ebene an das Netzwerk gesendet werden kann, wird das Weiterleiten von Daten von dem Netzwerkknoten an das bewegliche Netzwerk vereinfacht. Weil es darüber hinaus das Router-Mittel der oberen Ebene ist, das dafür konfiguriert ist, eine weitere Routing-Nachricht zu senden, wenn das bewegliche Netzwerk an einen neuen Anschlusspunkt wechselt, müssen das Router-Mittel der unteren Ebene und die Knoten der unteren Ebene, die damit verbunden sind, von dem Wechsel nichts bemerken, sodass die Verarbeitungskapazitäten für andere kommunikationsbezogene Aufgaben freigegeben werden.
  • Die Knoten der oberen und der unteren Ebene können ein persönliches Kommunikationsendgerät oder ein Terminal wie etwa ein Personal-Computer sein. Alternativ können einige der Knoten jeweils ein Router sein, mit dem ein weiteres Netzwerk verbunden ist. Die Anschlusspunkte des Haupt-Netzwerks können statisch sein, alternativ können die Anschlusspunkte jedoch ebenfalls beweglich sein. Beispielsweise kann sich ein oder können sich mehrere Anschlusspunkt(e) auf einem Satelliten in der Erdumlaufbahn befinden. Alternativ können die Anschlusspunkte in einem beweglichen oder sich bewegenden Verkehrsmittel angeordnet sein.
  • Der Netzwerkknoten kann ein rufender Knoten sein, von dem eine Nachricht ausgeht, vorzugsweise ist der Netzwerkknoten jedoch ein Directory-Agent, wobei der Begriff „Directory-Agent" hier zur Bezeichnung von Computer-Software und/oder -Hardware zum Speichern von Routing-Informationen verwendet wird, wobei diese Routing-Informationen dazu benutzt werden können, die Weiterleitung von Daten an einen dem Directory-Agenten zugeordneten Knoten zu ermöglichen, wobei die weitergeleiteten Daten von einem anderen Knoten stammen als demjenigen des Directory-Agenten.
  • Ein Directory-Agent speichert normalerweise eine Zuordnung zwischen der permanenten Adresse und der temporären Adresse eines Kommunikationsendgeräts, das dem betreffenden Directory-Agenten zugeordnet ist, sodass der Directory-Agent Daten abfangen und sie an das Kommunikationsendgerät weiterleiten kann. Damit der Directory-Agent die Daten einfacher abfangen kann, kann der Directory-Agent eine Netzwerkadresse besitzen (das heißt, eine topologisch statische Adresse), welche zu demselben Subnetzwerk gehört wie die permanente Adresse des Kommunikationsendgeräts. Mindestens einige der Knoten in dem beweglichen Netzwerk sind vorzugsweise adressierbar und besitzen eine Kennung, die ihnen zugeordnet ist, vorzugsweise in der Form einer permanenten Adresse, welche von einem Knoten beibehalten wird, wenn der Knoten von einem Anschlusspunkt zu einem anderen wechselt (eine solche Adresse ist auch als eine Heimatadresse oder Home-Adresse bekannt). Die adressierbaren Knoten haben vorzugsweise auch eine temporäre Adresse (auch bekannt als „Nachsendeadresse" oder Care-Of-Adresse). Der Directory-Agent, der einem Knoten zugeordnet ist, speichert üblicherweise die Zuordnung zwischen der permanenten Adresse und der temporären Adresse des Kommunikationsendgeräts, sodass der Directory-Agent Daten abfangen und die abgefangenen Daten an das Kommunikationsendgerät weiterleiten kann. Damit der Directory-Agent die Daten problemlos abfangen kann, kann der Directory-Agent eine Netzwerkadresse besitzen, das heißt, eine topologisch statische Adresse, welche zu demselben Subnetzwerk gehört wie die permanente Adresse des Kommunikationsendgeräts.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Routing-Nachricht, die von dem beweglichen Netzwerk übertragen wird, an den Directory-Agenten des Router-Mittels der unteren Ebene gesendet. Dies erlaubt es dem Directory-Agenten für das Router-Mittel der unteren Ebene, Nachrichten auf direkterem Wege an das bewegliche Netzwerk weiterzuleiten, was für den Directory-Agenten für das Router-Mittel der unteren Ebene die Notwendigkeit verringert, Datenpakete zunächst an einen Directory-Agenten zu tunneln, der dem Router-Mittel der oberen Ebene zugeordnet ist.
  • Das erste Anschlussereignis ist vorzugsweise die Übertragung einer Aktualisierungsnachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene an seinen Directory-Agenten, da günstigerweise viele vorhandene Knoten dafür konfiguriert sind, eine Aktualisierungsnachricht zu übertragen, wenn sie an ein Netzwerk angeschlossen werden. Eine derartige Nachricht wird vorzugsweise über das Router-Mittel der oberen Ebene weitergeleitet, sodass das Router-Mittel der oberen Ebene günstigerweise erkennen kann, dass eine solche Nachricht gesendet wurde. Das Anschlussereignis kann aber auch einfach eine Nachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene sein, die angibt, dass es angeschlossen ist.
  • Eine Aktualisierungsnachricht kann eine Binding-Update-Nachricht sein, die eine Zuordnung zwischen der aktuellen temporären Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene und der permanenten Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene enthält.
  • Wenn vorhandene Protokolle eingesetzt werden, kann die temporäre Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene topologisch mit derjenigen des Directory-Agenten für das Router-Mittel der oberen Ebene verwandt sein: Beispielsweise können die beiden Adressen ein gemeinsames Präfix haben. Da jedoch der Directory-Agent für das Router-Mittel der unteren Ebene eine Routing-Nachricht empfangen kann, welche vorzugsweise den aktuellen Anschlusspunkt des Router-Mittels der unteren Ebene angibt, können die Nachteile vorhandener Protokolle verringert werden. Insbesondere wird die Notwendigkeit verringert, eine Nachricht über den Directory-Agenten für das Router-Mittel der oberen Ebene zu leiten.
  • Das zweite Anschlussereignis ist vorzugsweise der Empfang einer neuen temporären Adresse durch das Router-Mittel der oberen Ebene, da dies normalerweise erfolgt, wenn das bewegliche Netzwerk mit einem neuen Anschlusspunkt verbunden wird, etwa einer neuen Basisstation. Allerdings kann ein neuer Anschlusspunkt auch auf andere Weise erkannt werden: Beispielsweise kann das Router-Mittel der oberen Ebene den eigenen Anschlusspunkt abfragen.
  • Das Router-Mittel der unteren Ebene kann direkt mit dem Router-Mittel der oberen Ebene verbunden sein, oder die Router können alternativ indirekt über ein Router-Mittel der Zwischenebene verbunden sein, das zwischen dem Router-Mittel der oberen und dem der unteren Ebene angeordnet ist. Nachrichten von dem Router-Mittel der unteren Ebene an das Haupt-Netzwerk können anschließend sowohl über das Router-Mittel der Zwischenebene als auch über das Router-Mittel der oberen Ebene weitergeleitet werden, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene eine Verbindung beispielsweise mit der Basisstation herstellt.
  • Das Router-Mittel der oberen Ebene ist vorzugsweise dafür konfiguriert, die Zieladresse von Aktualisierungsnachrichten, die es passieren, zu speichern. Dies erlaubt es dem Router-Mittel der oberen Ebene, eine „Liste der Update-Kandidaten" zu erstellen, deren Mitglieder aktualisiert werden müssen, wenn das bewegliche Netzwerk den Anschlusspunkt wechselt. Die Liste der Update-Kandidaten beinhaltet vorzugsweise die jeweiligen Netzwerkadressen jedes Directory-Agenten für die Router des beweglichen Netzwerks (das heißt das Router-Mittel der unteren Ebene und das Router-Mittel der Zwischenebene, sofern das Router-Mittel der Zwischenebene vorhanden ist), da deren Adressen günstigerweise aus den Aktualisierungsnachrichten bezogen werden können, die das Router-Mittel der oberen Ebene passieren. Die Liste der Update-Kandidaten kann jedoch auch andere Knoten enthalten, beispielsweise etwa Directory-Agenten für Knoten der unteren Ebene oder Directory-Agenten für Knoten der Zwischenebene.
  • Das Router-Mittel der Zwischenebene kann ebenfalls eine „Liste der Update-Kandidaten" speichern, das heißt, die Adressen der Directory-Agenten der Knoten, die mit dem Router-Mittel der Zwischenebene verbunden sind, sodass Nachrichten von diesen Directory-Agenten einfacher an das bewegliche Netzwerk weitergeleitet werden können, da die Notwendigkeit verringert wird, den Directory-Agenten für das Router-Mittel der oberen Ebene zu passieren. Das Haupt-Netzwerk weist vorzugsweise eine vorab festgelegte topologische Struktur auf. Im Normalfall wird das Netzwerk von einer Mehrzahl von Knoten und einer Mehrzahl von Verbindungen, die die Knoten untereinander verbinden, gebildet, wobei jeder Knoten im Haupt-Netzwerk eine entsprechende Netzwerkadresse besitzt, damit Daten an ihn weitergeleitet werden können. Jeder Knoten kann ein Router oder eine andere Datenverarbeitungseinrichtung sein und muss nicht an dem Schnittpunkt der Netzwerkpfade angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Knoten von einer Terminal-Einrichtung, etwa einem Computer-Terminal, oder anderen Kommunikationseinrichtungen gebildet werden. Vorzugsweise wird jeder Directory-Agent in einem oder mehreren Knoten implementiert, wobei die Knoten und/oder Agenten jeweils eine Netzwerkadresse besitzen, die die jeweilige topologische Position jedes jeweiligen Knotens und/oder Agenten angibt. Die Funktionalität eines gegebenen Agenten kann auf zwei oder mehr Knoten verteilt sein, wobei diese Knoten nicht am selben Standort angeordnet sein müssen. Das Haupt-Netzwerk kann zwei oder mehr Subnetzwerke enthalten, wobei die Subnetzwerke beispielsweise von verschiedenen Administratoren verwaltet werden können und unter Umständen Knoten beinhalten, deren Adressen ein gemeinsames Präfix haben. Die Directory-Agenten können in demselben Subnetzwerk enthalten sein, oder die Directory-Agenten können auf die Subnetzwerke verteilt sein.
  • Jedes Router-Mittel kann in Form eines Routers lokalisiert werden, die Funktionalität des Router-Mittels kann verteilt sein. Beispielsweise kann die Routing-Funktion eines Router-Mittels an einem Knoten realisiert sein, während die Funktionalität (beispielsweise das Prozessormittel und der Speicher) zum Erzeugen von Routing-Nachrichten an einem anderen Knoten untergebracht sein kann.
  • Damit Daten effizient über das Haupt-Netzwerk weitergeleitet werden können, werden die Adressen der Knoten im Haupt-Netzwerk vorzugsweise in einer hierarchischen Struktur zueinander angeordnet, wobei jede Adresse einen geordneten Satz von Komponenten enthält, jedem Knoten eine Hierarchieebene zugeordnet ist, jede Komponente einer Adresse einer Hierarchieebene entspricht, wobei ein Knoten einer hohen Ebene auf einer Hierarchieebene mit einer Mehrzahl von Knoten einer niedrigen Ebene verbunden ist, die sich auf einer niedrigeren Hierarchieebene befinden, wobei die Adressen der jeweiligen Knoten der niedrigeren Ebene so gestaltet sind, dass der Wert der Komponente, die der Ebene des Knotens der hohen Ebene entspricht, für jeden Knoten der niedrigen Ebene gleich ist. In einem derartigen System haben die jeweiligen Adressen des Knotens der hohen Ebene und der Knoten der unteren Ebenen, die mit ihm verbunden sind, dasselbe Präfix und sind die einleitenden Komponenten bei allen Adressen identisch. Um zwischen verschiedenen Knoten unterscheiden zu können, enthält die Adresse jedes Knotens vorzugsweise unterschiedliche Endkomponenten; das heißt, die Suffixe sind bei jeder Adresse anders. Beispiele solcher Systeme beinhalten Systeme, die gemäß dem Internet-Protokoll arbeiten, etwa IPv6 oder IPv4. In einem derartigen System werden Daten vorzugsweise in Form von Datenpaketen transportiert, wobei jedes Datenpaket einen Nutzlastteil (Payload) und einen Adressteil umfasst, in dem die Zieladresse des Datenpakets gespeichert ist.
  • Weitere Aspekte der Erfindung werden in den beigefügten Patentansprüchen beschrieben. Nachstehend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei:
  • 1 ein Telekommunikationssystem nach dem bisherigen Stand der Technik darstellt;
  • 2 ein Telekommunikationssystem nach dem bisherigen Stand der Technik gemäß der Erfindung darstellt;
  • 3 eine erste Abfolge von Nachrichten zwischen den Knoten des Telekommunikationssystems von 2 zeigt;
  • 4 eine weitere Abfolge von Nachrichten zwischen den Knoten des Telekommunikationssystems von 2 zeigt;
  • 5 detaillierter einen mobilen Router aus 2 darstellt; und
  • 6 einen Home-Agenten von 2 darstellt.
  • In Bezug auf die in der nachstehenden Beschreibung verwendeten Abkürzungen liefern die folgenden Definitionen jeweils ein Beispiel der Begriffe, auf die sich die Abkürzungen beziehen: MR: Mobile Router, mobiler Router, ein Gateway-Gerät des sich bewegenden Netzwerks, das das sich bewegende Netzwerk physisch mit dem Rest der Welt, das heißt externen Netzwerken wie dem Internet, verbindet. PN: Portable Node, portabler Knoten (oder synonym ein persönlicher Knoten), ein Knoten, der über den mobilen Router mit dem Internet verbunden ist – mit einem MR können zahlreiche PN verbunden sein. CN: Correspondent Node, korrespondierender Knoten, ein Knoten im Internet, der mit dem PN kommuniziert. CoA: Care-of-Adresse, „Nachsendeadresse", eine Adresse, die von einem besuchten Netzwerk einem neu beitretenden Knoten zugewiesen wird. MIP: Mobile IP, mobiles Internet-Protokoll. Dies ist ein Verfahren, mit dem sichergestellt wird, dass persönliche Knoten PN erreichbar bleiben, indem ihnen erlaubt wird, mit ihrer wohlbekannten (das heißt, beim DNS registrierten) Home-Adresse eine CoA zu verknüpfen. Das Basis-MIP geht davon aus, dass das Netzwerk ortsfest ist und sich nur das Endgerät bewegt. GN: Ground Network, Grundnetzwerk – das Netzwerk, an das der MR direkt physisch angeschlossen ist (ein Beispiel ist ein „Haupt-Netzwerk"). VN: Vehicular Network, Fahrzeugnetzwerk, eine spezielle Ausführung eines sich bewegenden Netzwerks wie etwa ein Netzwerk in einem Zug oder Flugzeug, das den Passagieren Dienste bereitstellt. HA: Home-Agent, Heimagent. Dieser Begriff stammt aus dem auf dem mobilen IP basierenden Mobilitätsmanagement und beschreibt eine Routing-Komponente, die Nachrichten an den aktuellen Standort eines persönlichen Knotens umleitet.
  • Stand der Technik: 1 zeigt ein Netzwerksystem 10 nach dem bisherigen Stand der Technik, in dem ein mobiles (das heißt bewegliches) Netzwerk 12 mit einem ortsfesten (Haupt-)Netzwerk 14 kommunizieren kann, wobei das ortsfeste Netzwerk einen Mehrzahl von Knoten 13 beinhaltet, die allgemein statisch sind. Das mobile Netzwerk 12 beinhaltet eine Mehrzahl von beweglichen oder anderweitig mobilen Knoten 16, wobei diese mobilen Knoten eine Mehrzahl von persönlichen Knoten PN und mindestens einen mobilen Router 20, mit dem die persönlichen Knoten über eine jeweilige Verbindung 22 verbunden sind, umfassen. Ein persönlicher Knoten kann beispielsweise ein Mobiltelefon oder eine Computereinrichtung wie etwa ein „Laptop"-Computer oder eine andere portable Kommunikationseinrichtung sein, und jede jeweilige Verbindung 22 zu dem mobilen Router kann entweder eine drahtgebundene oder eine drahtlose Verbindung sein. Wenn sich das mobile Netzwerk 12 bewegt, bewegen sich die persönlichen Knoten 16 zusammen mit dem mobilen Router 20, sodass die persönlichen Knoten ihre jeweiligen Verbindungen 22 zu dem mobilen Router 20 beibehalten. Der mobile Router 20 kann beispielsweise in einem Zug- oder sonstigen Fahrzeugsystem enthalten sein, und die persönlichen Knoten können jeweils persönliche Kommunikationseinrichtungen sein, die von den Zugpassagieren mitgeführt werden. Ein solches mobiles Netzwerk 12 ist auch unter der Bezeichnung „Vehicular Network", Fahrzeugnetzwerk, bekannt. Naturgemäß bewegen sich allgemein, wenn sich der Zug von der Stelle bewegt, die persönlichen Knoten gemeinsam mit dem mobilen Router 20, obwohl auch eine relative Bewegung der Knoten zueinander erfolgen kann, wenn sich Passagiere innerhalb des Zuges bewegen. Die Zusammensetzung des mobilen Netzwerks 12 ist allgemein vorübergehender Natur, da manche persönlichen Knoten ihre Verbindung 22 zu dem mobilen Router 20 beenden und das Netzwerk verlassen (beispielsweise wenn ein Passagier den Zug verlässt), während andere Knoten dem Netzwerk neu beitreten und eine neue Verbindung 22 aufbauen (beispielsweise wenn ein Passagier zusteigt). Mit anderen Worten lässt sich ein mobiles Netzwerk auch als „Netzwerk in Bewegung", engl. „Network In Motion", oder NEMO bezeichnen, das heißt, als eine Ansammlung von portablen Knoten (PN), die sich gemeinsam fortbewegen und von denen (mindestens) einer (der mobile Router, MR) eine Backhaul-Verbindung besitzt und somit für die PN eine Verbindung zum übrigen Netzwerk bereitstellt. Das Grundprinzip hinter dem Konzept des sich bewegenden Netzwerks ist in 1 veranschaulicht. Eine Gruppe sich bewegender Knoten, die sich gemeinsam mit derselben Geschwindigkeit über Grund in derselben Richtung bewegen, kann ein sich bewegendes Netzwerk bilden. Es ist mindestens ein Gateway-Router vorhanden, der hier als mobiler Router bezeichnet wird (ein weiteres Beispiel für einen mobilen Knoten) und der für die enthaltenen Client-Knoten (portable Knoten oder synonym persönliche Knoten) den Zugang zu externen Netzwerken bereitstellt. Ein korrespondierender Knoten (Corresponding Node, CN) wie beispielsweise ein statischer Knoten C1 wird über ein Transportnetzwerk (Teil des „Haupt"-Netzwerks) im Backbone erreicht.
  • Der mobile Router 20 besitzt eine drahtlose Sender/Empfänger-Stufe 26, um über eine drahtlose Funkverbindung 28 mit einer Basisstation 30 des ortsfesten Netzwerks 14 zu kommunizieren (in dem Beispiel von 1 befindet sich das mobile Netzwerk 12 in Reichweite der Basisstation BS-A). Wenn sich das mobile Netzwerk 12 von einem Punkt innerhalb der Reichweite einer ersten Basisstation BS-A zu einem Punkt innerhalb der Reichweite einer zweiten Basisstation BS-B bewegt, kommt es zu einem Verbindungsübergabe (Handover)-Prozess, bei dem die Funkverbindung 28 zu der Basisstation BS-A abgebaut und einen neue Funkverbindung zur BS-B aufgebaut wird, sodass das mobile Netzwerk an die BS-B „angeschlossen" wird. Damit ein rufender Knoten C1 mit einem der persönlichen Knoten, etwa PN1, kommunizieren kann, müssen die zwischen dem rufenden Knoten C1 und dem persönlichen Knoten PN1 auszutauschenden Daten über das ortsfeste Netzwerk 14 weitergeleitet werden, speziell über die richtige Basisstation, wobei die richtige Basisstation 30 von der jeweiligen Position des mobilen Netzwerks abhängt, während sich das mobile Netzwerk in Bewegung befindet. Es existieren verschiedene Systeme/Protokolle zum Weiterleiten von Daten über die richtige Basisstation. In dem IPv6-System (Internet-Protokoll Version 6) wird jedem Knoten 13 (einschließlich der Basisstationen 30) durch eine Zuordnungseinheit 32 eine permanente IP-Adresse zugewiesen. Jede Adresse umfasst eine Mehrzahl von Komponenten, im Fall von IPv6 sechzehn, wobei jede Komponente einer anderen Hierarchieebene angehört. Adressen können in der Form a.b.c.d ... dargestellt werden, wobei jeder Buchstabe einer Komponente entspricht und höhere Buchstaben des Alphabets jeweils Komponenten einer niedrigeren Ebene entsprechen. Die Topologie des ortsfesten Netzwerks 14 ist derart angeordnet, dass die Adressen der Knoten der unteren Ebene, von denen jeder mit einem gemeinsamen Knoten der nächsthöheren Ebene verbunden ist, eine gemeinsame Komponente aufweisen (in der Regel das Präfix). Dabei entspricht die Ebene der gemeinsamen Komponente der Ebene des gemeinsamen Knotens. Dies ermöglicht es, Datenpakete zwischen Knoten in dem ortsfesten Netzwerk einzig auf der Basis der IP-Adresse des Zielknotens, die in dem Datenpaket enthalten ist, weiterzuleiten.
  • Dem mobilen Router 20 und den persönlichen Knoten 16 ist jeweils eine permanente Adresse zugewiesen (durch die Adresszuordnungseinheit 32). Da jedoch diese Knoten im Netzwerksystem 10 keine feste topologische Position haben, geben die IP-Adressen dieser Knoten normalerweise nicht deren Position in Bezug auf andere Knoten des ortsfesten Netzwerks an, daher reicht in der Regel die IP-Adresse eines persönlichen Knotens allein nicht aus, damit ein an ihn adressiertes Datenpaket an die Position des betreffenden Knotens zugestellt werden kann.
  • Es wird der allgemeine Fall betrachtet, dass ein mobiler Knoten (einschließlich ein mobiler Router) direkt mit einer Basisstation verbunden ist: Damit ein mobiler Knoten in dem Netzwerksystem „gefunden" werden kann und demzufolge Datenpakete an einen mobilen Knoten weitergeleitet werden können, weist eine Basisstation 30 üblicherweise einem Knoten, der direkt mit ihr verbunden ist, eine temporäre Adresse zu. In IPv6 ist eine solche Adresse normalerweise eine so genannte „Co-located Care of Address", die einem mobilen Knoten aus einer Menge von Reserve-v6-Adressen zugewiesen wird, die der betreffenden Basisstation zuvor durch die Adresszuordnungseinheit 32 zugeteilt wurden. Die Care-Of-Adressen CoA, die von der Basisstation zugewiesen werden, haben unterschiedliche Suffixe, besitzen aber auch eine Komponente (das Präfix), die auch in der permanenten Adresse der Basisstation selbst enthalten ist, wobei die Position dieser Komponente in der Adresse der hierarchischen Position der Basisstation entspricht, sodass Datenpakete, deren Ziel eine der zugewiesenen Care-of-Adressen ist, an die ausgebende Basisstation weitergeleitet werden können. Auf diese Weise sind die zugeordnete Care-of-Adresse und die Adresse der Basisstation topologisch miteinander verwandt. Damit die Basisstation Datenpakete an den entsprechenden mobilen Knoten weiterleiten kann, pflegt die Basisstation eine Tabelle, in der die Care-of-Adresse (oder das Suffix) jedes mobilen Knotens dem Funkkanal zugeordnet ist, für dessen Empfang der mobile Router 20 konfiguriert ist. Jede Basisstation BS-A, BS-B ist normalerweise über jeweilige Zugangs-Router AR-A, AR-B an das ortsfeste Netzwerk angeschlossen, wobei die Zugangs-Router Care-of-Adressen speichern und zuordnen können und die Basisstationen lediglich dazu dienen, Nachrichten von den Zugangs-Routern zu übertragen.
  • Jeder mobile Knoten besitzt einen ihm zugeordneten Home-Agent (HA)-Knoten im (ortsfesten) Haupt-Netzwerk, wobei ein Home-Agent topologisch derart angeordnet ist, dass er Datenpakete abfangen kann, die an die permanente Adresse des mobilen Knotens gesendet werden, dem er zugeordnet ist (der Einfachheit halber wird angenommen, dass einem Home-Agent-Knoten nur ein mobiler Knoten zugeordnet ist). In dem vereinfachten Fall, dass ein mobiler Knoten direkt mit der Basisstation verbunden ist (beispielsweise ohne einen dazwischen geschalteten Router), speichert der Home-Agent in einer Korrespondenztabelle eine Zuordnung zwischen der permanenten Adresse seines mobilen Knotens und der Care-of-Adresse, die dem mobilen Knoten von der Basisstation aktuell zugewiesen worden ist. (Auf diese Weise speichert jeder Home-Agent eine Zuordnung zwischen einer Kennung des mit dem Home-Agenten verknüpften mobilen Knotens einerseits und einer temporären Adresse für andere Routing-Informationen zur Weiterleitung von Daten an den zugeordneten mobilen Knoten andererseits: In dem Fall, dass ein Home-Agent für eine Mehrzahl von mobilen Knoten agiert, speichert der Home-Agent eine solche Zuordnung für jeden mobilen Knoten). Wenn der Home-Agent Datenpakete für seinen mobilen Knoten abfängt, ist der Home-Agent dafür konfiguriert, jedes von ihm abgefangene Datenpaket in ein Datenpaket zu verkapseln, dessen Zieladresse die Care-of-Adresse seines mobilen Knotens PN ist, wodurch ein „Tunnel" zwischen dem Home-Agenten und dem mobilen Knoten eingerichtet wird. Anschließend überträgt der Home-Agent das verkapselte Datenpaket an den mobilen Knoten. Da die Care-of-Adresse die topologische Position der Basisstation angibt, mit der der mobile Knoten verbunden ist, kann das verkapselte Datenpaket ganz normal an die Basisstation weitergeleitet werden.
  • Mit Bezug auf das mobile Netzwerk 12 im Speziellen besitzt der mobile Router MR einen Home-Agenten MR_HA, welcher eine Zuordnung zwischen der aktuellen Care-of-Adresse des mobilen Routers und der permanenten Adresse des Routers speichert, wobei die permanente Adresse topologisch mit der (permanenten) Adresse des Home-Agenten des mobilen Routers MR_HA verwandt ist. Wenn der MR den Anschlusspunkt wechselt, sendet er eine Binding-Update-Nachricht an seinen Home-Agenten, wobei die Binding-Update-Nachricht Informationen enthält, die dem Home-Agenten die Aktualisierung der Zuordnung zwischen der permanenten Adresse des MR und der Care-of-Adresse des MR ermöglichen, sodass die Zuordnung oder synonym die Bindung (Binding) die neue Care-of-Adresse widerspiegelt.
  • Es wird erneut Bezug genommen auf die in 1 dargestellte Situation, wo die mobilen Knoten des mobilen Netzwerks mit einem mobilen Router verbunden sind; hier ist die Adresszuordnung wie folgt: (a) Der mit der ersten Basisstation BS-A verbundene mobile Router MR erhält die CoA von der Basisstation, wobei die CoA topologisch mit der Position der Basisstation BS-A zusammenhängt; und b) jeder persönliche Knoten PN1–PN3 erhält die jeweilige CoA von dem MR, wobei diese Adressen ein gemeinsames Präfix haben und dadurch topologisch mit dem Home-Agenten des mobilen Routers HA_MR zusammenhängen (natürlich können die Adressen aber auch einen anderen topologischen Bezug haben). Jeder persönliche Knoten informiert dann seinen jeweiligen Home-Agenten über seine CoA. Ein Datenpaket von einem rufenden Knoten (etwa C1), das an den persönlichen Knoten PN1 adressiert ist, wird von dem HA1 (dem Home-Agenten für PN1) abgefangen. Der HA1 verkapselt das empfangene Datenpaket in ein neues Datenpaket, das als Zieladresse die CoA enthält, die dem PN1 von dem MR zugewiesen wurde. Da diese Adresse sich topologisch auf die permanente Adresse des MR bezieht, wird das Datenpaket von dem Home-Agenten für den MR, MR_HA, abgefangen. Der Home-Agent des mobilen Routers MR_HA behandelt das Datenpaket als ein an den MR adressiertes Datenpaket (da die CoA von PN1 topologisch in Bezug zu der permanenten Adresse des MR steht). So verkapselt der MR_HA das Datenpaket in ein Datenpaket, das an die aktuelle CoA für den MR adressiert ist, und leitet dieses (zweifach) verkapselte Datenpaket an die Basisstation BS-A weiter, da die CoA des MR topologisch in Bezug zu der Adresse der BS-A steht. Die BS-A leitet das Datenpaket dann an den MR weiter. Wenn das zweifach verkapselte Datenpaket den MR erreicht, hebt der MR die von dem MR_HA vorgenommene Verkapselung auf und leitet das so entstandene Datenpaket an den PN1 weiter, da dieses Datenpaket die CoA trägt, die dem PN1 von dem MR zugewiesen wurde. Auf diese Weise wird ein erster Tunnel zwischen dem HA1 und dem MR-HA hergestellt (durch eine erste Ebene der Verkapselung) und wird ein zweiter Tunnel zwischen dem MR_HA und dem MR hergestellt (durch eine zweite Ebene der Verkapselung). Wenn der Anschlusspunkt wechselt, beispielsweise von der BS-A zur BS-B, empfängt der MR eine neue CoA von der BS-B, wobei die neue CoA von dem MR als Binding-Update-Nachricht an seinen Home-Agenten übertragen wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens nach dem bisherigen Stand der Technik ist, dass die persönlichen Knoten den Wechsel des Anschlusspunkts nicht bemerken müssen, da der zweite Tunnel an dem mobilen Router MR2 endet.
  • 2 zeigt ein System gemäß der Erfindung, wird jedoch nun als Bezugspunkt für die Beschreibung eines weiteren Systems nach dem bisherigen Stand der Technik verwendet, wobei gleiche Komponenten in dem herkömmlichen System und in der Erfindung mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. Dargestellt ist ein mobiles Netzwerk 12, welches aus einer Mehrzahl von verschachtelten Subnetzwerken 12a, 12b, 12c gebildet wird, von denen jedem ein jeweiliger mobiler Router MR1, MR2, MR3 zugeordnet ist (wobei MR1 die Funktion eines Gateway-Routers übernimmt, wie der mobile Router 20 von 1). Es ist bekannt, dass ein mobiles Netzwerk in hierarchischer Weise verschachtelt ist, sodass die Knoten in dem Subnetzwerk der unteren Ebene 12c mit einem Knoten in dem Subnetzwerk der mittleren Ebene 12b verbunden sind, während die Knoten des Subnetzwerks der mittleren Ebene mit einem Knoten in der obersten Netzwerkebene verbunden sind. In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Knoten PN im Subnetzwerk der unteren Ebene (dargestellt ist nur ein einziger, die anderen sind mit ON bezeichnet) mit dem MR3 verbunden; der MR3 und die anderen persönlichen Knoten (ON) des Subnetzwerks der mittleren Ebene sind mit dem MR2 verbunden; und der MR2 sowie die anderen persönlichen Knoten (ON) des obersten Subnetzwerks sind mit dem MR1 verbunden, wobei der mobile Router MR1 mit einer Basisstation verbunden ist. Jeder mobile Router hat einen Home-Agenten im Haupt-Netzwerk 14, wobei die mobilen Router MR1, MR2 und MR3 die Home-Agenten MR1_HA, MR2_HA bzw. MR3_HA haben. Jeder Home-Agent kann in einem jeweiligen Heimatnetzwerk 14a–d enthalten sein wie in 2 dargestellt, wobei die Heimatnetzwerke in dem Haupt-Netzwerk 14 liegen. Das Heimatnetzwerk eines Home-Agenten beinhaltet Knoten, deren Adressen dasselbe Präfix haben wie der Home-Agent, sodass die Knoten einschließlich des Home-Agenten topologisch verwandte Adressen haben. Jedes der Subnetzwerke in dem sich bewegenden Netzwerk 12 enthält in der Regel eine Mehrzahl von persönlichen Knoten, denen jeweils ein Home-Agent im Haupt-Netzwerk zugeordnet ist: In 2 ist jedoch nur ein einzelner persönlicher Knoten PN dargestellt, der einen Home-Agenten PN_HA im Haupt-Netzwerk hat.
  • Das System der Adresszuweisung ist ähnlich demjenigen, das mit Bezug auf 1 beschrieben wurde, indem jedem persönlichen Knoten PN und Router von einem Knoten, an den er angeschlossen ist (üblicherweise der verbindende Knoten in der nächsthöheren Hierarchieebene), eine temporäre oder Care-of-Adresse (CoA) zugewiesen wird und er die ihm zugewiesene Care-of-Adresse an seinen Home-Agenten weiterleitet. (Obwohl in 2 jedem Home-Agenten nur ein einzelner mobiler Knoten zugeordnet ist, können sich auch zwei oder mehr Knoten denselben Home-Agenten teilen). Jeder MR informiert seinen HA über seine CoA. Da jede zugewiesene Adresse zu dem Subnetzwerk des Knotens gehört, von dem sie zugewiesen wird, hat die zugewiesene Adresse dasselbe Präfix wie der Home-Agent des zuweisenden Knotens: das heißt, die Adresse des Home-Agenten und die zugeordnete CoA sind topologisch verwandt. Dies erleichtert es, Datenpakete von dem Haupt-Netzwerk, in dem sich ein rufender Knoten CN befindet, an den persönlichen Knoten PN weiterzuleiten. Auf diese Weise wird ein Datenpaket von einem rufenden Knoten CN, welches an die Home-Adresse HoA eines PN adressiert ist, zunächst an den PN_HA und danach über den MR3_HA, danach den MR2_HA und den MR1_HA geleitet, bevor es an die BS-A geht, um über das mobile Netzwerk 12 übertragen zu werden. Dies ergibt drei Ebenen der Verkapselung.
  • In mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Adresszuweisung wie beim bisherigen Stand der Technik ausgeführt: das heißt, der PN erhält eine CoA von dem MR3, der MR3 erhält eine CoA von dem MR2, der MR2 erhält eine CoA von dem MR1 (die Verschachtelung könnte mehr als drei Ebenen umfassen). Der MR1 erhält eine CoA (MR1.CoA), die von dem GN zugeordnet wird, wobei hier das Haupt-Netzwerk 14 als das „Grundnetzwerk" bezeichnet wird, also das Netzwerk, über das der MR1 die Verbindung zum restlichen Netzwerk herstellt, beispielsweise GPRS. Speziell wird dem MR1 eine Adresse von dem Zugangs-Router zugewiesen, der die Basisstation BS-A bedient, mit der das mobile Netzwerk 12 vorübergehend über eine Funkverbindung verbunden ist. (In der hier verwendeten Adressnotation ist eine Adresse angegeben durch einen ersten Term, der den Knoten bezeichnet, zu dem die Adresse gehört, und einen zweiten Term, der durch einen Punkt von dem ersten Term getrennt ist und der die Kategorie bezeichnet, in die die Adresse fällt: zum Beispiel eine permanente oder „Home"-Adresse HoA oder eine Care-of-Adresse CoA).
  • Jedoch werden, statt dass jeder Knoten einfach seinen Home-Agenten über seine aktuelle CoA informiert, die folgenden Schritte ausgeführt wie in 3 dargestellt, die den Nachrichtenfluss zwischen den Knoten zeigt. Nachrichten sind durch Pfeile gekennzeichnet, die in chronologischer Reihenfolge angeordnet sind, sodass spätere Nachrichten durch Pfeile dargestellt sind, die in der Abbildung weiter unten zu sehen sind. Es wird angenommen, dass der MR1 und der MR2 bereits verbunden sind und dass der MR3 gerade erst die Verbindung zum MR2 hergestellt hat (das heißt, dass das Subnetzwerk der unteren Ebene 12c gerade erst dem Subnetzwerk der mittleren Ebene 12b beigetreten ist), sodass der MR3 von dem MR2 eine CoA (IP-Adresse) anfordert und erhält. Anschließend sendet der MR3 eine Binding-Update (BU)-Nachricht an seinen Home-Agenten MR3_HA, die seinen Home-Agenten über seine (neue) CoA informiert, wobei die Binding-Update-Nachricht eine Zuordnung zwischen der (permanenten) Home-Adresse für den MR3, also MR3.HoA, einerseits und der Care-of-Adresse für den MR3, also MR3.CoA, andererseits enthält.
  • Die Binding-Update-Nachricht vom MR3 wird so weitergeleitet, dass sie den MR2 passiert. In der Erfindung ist der MR2 dafür konfiguriert, das Vorhandensein einer Binding-Update (BU)-Nachricht zu erkennen, die ihn passiert. Beispielsweise kann eine solche Nachricht erkannt werden, weil sie an eine bekannte Portnummer (in IPv4) gesendet wird oder weil eine bekannte Nebenstellennummer (in IPv6) verwendet wird. Sobald er eine BU-Nachricht erkennt, reagiert der MR2, indem er eine weitere BU-Nachricht erzeugt, die eine Zuordnung zwischen der Care-of-Adresse für den MR3 und für den MR2 enthält, das heißt, eine Zuordnung zwischen der MR3.CoA und der MR2.CoA. Diese weitere BU-Nachricht ist ebenfalls an den MR3_HA adressiert und wird von dem MR2 an den MR1 weitergeleitet zur Weiterübertragung an den MR3_HA. Ferner, als Reaktion auf das Erkennen der BU-Nachricht vom MR3, behält (das heißt kopiert in seinen Speicher) der MR2 die Adresse des MR3_HA zusammen mit einer Anweisung wie beispielsweise: Als Reaktion darauf, dass der MR2 eine neue CoA (MR2.CoA) empfängt, überträgt der MR2 eine neue BU-Nachricht an den MR3_HA, welche die MR3.CoA der neuen MR2.CoA zuordnet. Die gespeicherte MR3_HA-Adresse kann auch dazu benutzt werden, künftige weitere Mobilitäts-Aktualisierungen an den MR3_HA zu senden.
  • Die BU-Nachricht vom MR3 wird außerdem über den MR1 weitergeleitet, da der MR1 der Router der obersten Ebene bzw. der Gateway-Router für die Weiterleitung von Nachrichten zu und von den anderen Knoten in dem mobilen Netzwerk 12 ist. Der MR1 ist dafür konfiguriert, als Reaktion auf das Erkennen einer BU-Nachricht vom MR3: (1) noch eine weitere BU-Nachricht zu erzeugen, die eine Zuordnung zwischen den Care-of-Adressen von MR1 und MR2 enthält, also zwischen der MR2.CoA und der MR1.CoA; (2) die neue BU-Nachricht an den MR3_HA zu senden; und (3) die Adresse des MR3_HA zusammen mit einer Anweisung zu speichern, dass der MR1 weitere Mobilitäts-Aktualisierungen an den MR3_HA senden wird, beispielsweise wenn der MR1 eine neue CoA-Adresse (MR1.CoA) erhält, wenn das mobile Netzwerk 12 von einem Anschlusspunkt an der BS-A zu einem neuen Anschlusspunkt an der BS-B wechselt.
  • Der Home-Agent MR3_HA ist dafür konfiguriert, aus den empfangenen jeweiligen BU-Nachrichten von MR1, MR2 und MR3 einen Binding-Cache am MR3_HA zu erzeugen, welcher die folgenden Adressen enthält: MR3.HoA; MR3.CoA; MR2.CoA und MR1.CoA, zusammen mit einer Angabe zur Reihenfolge der einzelnen Adressen in Bezug auf mindestens eine der anderen. Beispielsweise speichert der Binding-Cache die Adressen in der oben angegebenen Reihenfolge. Speziell speichert der Binding- Cache jeweilige Zuordnungen zwischen: MR3.HoA und MR3.CoA; MR3.CoA und MR2.CoA; MR2.CoA und MR1.CoA. Auf diese Weise wird, wenn eine Sitzung zwischen einem rufenden Knoten CN und einem persönlichen Knoten PN hergestellt werden soll, ein Datenpaket vom CN an den PN an die permanente Adresse des PN, also PN.HoA, adressiert; das Datenpaket wird von dem PN_HA (dem Home-Agenten für den PN) abgefangen. Da der PN_HA die CoA empfangen hat, die von dem MR3 als CoA für den PN zugeordnet wurde, verkapselt der PN_HA das Datenpaket als ein Datenpaket, welches an die von dem MR3 zugeordnete CoA adressiert ist, sodass das Datenpaket von dem MR3_HA abgefangen wird. Wenn eine Routenoptimierung aktiv ist, ist der CN über die CoA für den PN informiert worden und wird das Datenpaket für den CN direkt an den MR3_HA weitergeleitet.
  • Bei Empfang eines Datenpakets mit der MR3.CoA-Adresse verkapselt der MR3_HA das Datenpaket in ein neues Datenpaket, das einen Routing-Header besitzt. Der Routing-Header wird aus dem Binding-Cache am MR3_HA bezogen, wobei der Routing-Header Folgendes beinhaltet: die CoA für jeden der mobilen Router MR1, MR2, MR3 des verschachtelten mobilen Netzwerks; und eine Angabe zu der Reihenfolge, in der jede CoA besucht werden sollte. Auf diese Weise bestimmt der Routing-Header einen Pfad, den das verkapselte Datenpaket durch das verschachtelte Netzwerk nehmen soll, wobei die erste Adresse auf diesem Pfad die CoA für den Router der obersten Ebene, MR1, ist, die dazu verwendet wird, das verkapselte Datenpaket durch das Haupt-Netzwerk und über den korrekten Anschlusspunkt des MR1 zu leiten, das heißt, über die Basisstation BS-A, zur Weiterübertragung über die Funkverbindung an den MR1. Dies ist möglich, weil die CoA des MR1 dessen topologische Position angibt, da die MR1.CoA durch die BS-A zugewiesen wurde. Da die erste Adresse (MR1.CoA) im Routing-Header die topologisch korrekte Adresse für das mobile Netzwerk (an der BS-A) darstellt, können Datenpakete an die BS-A weitergeleitet werden, ohne zunächst den MR2_HA und den MR1_HA passieren zu müssen. Es ist jedoch einzusehen, dass die MR1.CoA nicht notwendigerweise die „erste" Adresse in dem Routing-Header sein muss, vorausgesetzt, dass in dem Header eine andere Anzeige enthalten ist, etwa ein Flag, um anzuzeigen, dass die MR1.CoA die topologische Adresse für den Anschlusspunkt des mobilen Netzwerks ist.
  • Somit enthält der Routing-Header eine Reihe von Zwischenadressen, über die das Datenpaket in dem sich bewegenden Netzwerk auf dem Weg zu dem mobilen Router des Zielknotens, in dem vorliegenden Beispiel MR3, weitergeleitet werden muss. Die benötigten Adressen sind diejenigen der Routing-Knoten in dem mobilen Netzwerk, darunter auch der Routing-Knoten, der eine (temporäre) Verbindung zum Haupt-Netzwerk herstellt, wobei die Adresse dieses Knotens die topologische Position des sich bewegenden oder mobilen Netzwerks repräsentiert. Um eine effiziente Weglenkung zu ermöglichen, enthält der Header außerdem Abfolgeinformationen, die die Reihenfolge angeben, in der die gespeicherten Adressen besucht werden sollten: In dem vorliegenden Beispiel ist dies lediglich die Verschachtelungsebene oder die hierarchische Position jedes mobilen Routers oder sonstigen Routing-Knotens in dem mobilem Netzwerk. In dem oben angeführten Beispiel enthält der Binding-Cache am MR3_HA eine Mehrzahl von Feldern, wobei die Binding-Update-Nachrichten von verschiedenen mobilen Routern in dem mobilen Netzwerk für die Aktualisierung der verschiedenen Felder des Binding-Cache zuständig sind. So ist jedes Feld einem mobilen Router zugeordnet, wobei der Home-Agent für MR3 derart konfiguriert ist, das er das Feld, das einem mobilen Router zugeordnet ist, aktualisiert, sobald der Home-Agent eine Binding-Update (BU)-Nachricht von diesem Router erhält.
  • Das erste Feld im Binding-Cache ist eine Zuordnung zwischen der Home-Adresse HoA für den Home-Agenten des Hosts (das heißt den Home-Agenten des „Host"-Routers, mit dem der empfangende persönliche Knoten PN verbunden ist) und der Care-of-Adresse CoA für diesen Home-Agenten des Hosts; das nächste Feld ist eine Zuordnung zwischen der CoA für den Host-Router und der CoA für den Router der nächsthöheren Ebene der verschachtelten Struktur; und das letzte Feld ist eine Zuordnung zwischen der CoA für den Router der höchsten Ebene (wobei diese CoA topologisch mit der Adresse der Basisstation verwandt ist) und der CoA des Routers der Ebene unterhalb der höchsten Ebene. Allgemeiner sind, wenn die verschachtelte Struktur N Ebenen hat, die Zuordnungen wie folgt: MRN.HoA zu MRN.CoA; MRN.CoA zu MR(N-1).CoA; MR(N-1).CoA zu MR(N-2).CoA; MR(N-2).CoA zu MR(N-3).CoA, ..., MR2.CoA zu MR1.CoA.
  • Tabelle 1 veranschaulicht die Bindungs- oder Zuordnungsinformationen in jedem Feld (linke Spalte) und den mobilen Router, der für die Aktualisierung jedes Feldes zuständig ist (rechte Spalte).
    MR3.HoA => MR3.COA MR3
    MR3.COA => MR2.CoA MR2
    MR2.COA => MR1.CoA MR1
    Tabelle 1
  • Der mobile Router ist derart konfiguriert, dass er, wenn ein mobiler Router seinen Anschlusspunkt wechselt und aus diesem Grunde eine neue CoA erhält, an den MR3_HA (und andere Knoten im Haupt-Netzwerk, die in der Liste der Update-Kandidaten des mobilen Routers enthalten sind) eine Aktualisierungsnachricht sendet, die den MR3_HA (und jegliche andere Knoten in seiner Liste der Update-Kandidaten) über seine neue CoA informiert.
  • Diese Information wird in Form einer Binding-Update-Nachricht gesendet, die eine Zuordnung zwischen der neuen CoA des mobilen Routers und der CoA enthält, die er dem mobilen Router der nächstniedrigeren Ebene (einwärts) in der verschachtelten Struktur zugewiesen hat. Wenn der MR1 also den Standort wechselt, das heißt, wenn er mit einer anderen Basisstation verbunden wird, sendet der MR1 eine Binding-Update-Nachricht an den MR3_HA, welche eine Zuordnung zwischen der MR2.CoA (die unverändert geblieben ist) und der MR1.new-CoA (der neuen CoA für den MR1) enthält. (Es gibt verschiedene Optionen hinsichtlich des genauen Zeitpunkts, zu dem die „Liste der zu aktualisierenden Knoten" geändert wird, beispielsweise könnte die Änderung auf die BU-Nachricht hin oder auf die BU-Acknowledgement-Nachricht BU-ack [also die Nachricht vom MR3-HA an den MR3, die die BU quittiert] hin erfolgen.) Tabelle 2 zeigt, dass der Binding-Cache am MR3_HA aktualisiert wird, sobald der MR1 eine neue CoA erhält.
    MR3.HoA => MR3.CoA MR3
    MR3.CoA => MR2.COA MR2
    MR2.CoA => MR1.new-CoA MR1
    Tabelle 2
  • Die Registrierungsschritte, die vorstehend beschrieben werden, können wie oben ausgeführt werden, wenn der MR2 dem verschachtelten Netzwerk beitritt, sodass Datenpakete an persönliche Knoten, welche direkt mit dem MR2 verbunden sind, effizient (beispielsweise vom MR2_HA) an die Basisstation weitergeleitet werden können, an die das verschachtelte Netzwerk angeschlossen ist (über den MR1). So sendet, wenn der MR2 eine CoA vom MR1 erhält, der MR2 eine Binding-Update-Nachricht an den MR2_HA und wird die Binding-Update-Nachricht BU2 von dem MR1 erkannt. Der MR1 kann dafür konfiguriert sein, als Reaktion auf das Erkennen der BU2-Nachricht eine weitere BU2-Nachricht zu erzeugen, die an den MR2_HA adressiert ist, wobei diese weitere BU2-Nachricht eine Zuordnung zwischen der MR2.CoA und der MR1.CoA enthält. Der MR2_HA bildet daraufhin einen Binding-Cache, welcher zwei Felder enthält: ein erstes Feld für die Zuordnung zwischen der MR2.HoA und der MR2.CoA, das durch den MR2 aktualisiert werden kann; und ein zweites Feld für die Zuordnung zwischen der MR2.CoA und der MR1.CoA, das durch den MR1 aktualisiert werden kann. Der MR1 speichert dann die Adresse für den MR2_HA mit einer Anweisung, den MR2_HA mit einer neuen BU-Nachricht zu aktualisieren, sobald der MR1 eine neue CoA erhält, das heißt, der MR2_HA wird in die Liste der Update-Kandidaten des MR1 aufgenommen. In dem allgemeineren Fall, dass das bewegliche oder sich bewegende Netzwerk N Verschachtelungsebenen aufweist, enthält der Binding-Cache für den Home-Agenten auf der N-ten Ebene N Felder, wobei N eine ganze Zahl ist.
  • Genauer sendet der MR2, wenn er den Standort wechselt und eine neue CoA erhält (MR2.new-CoA), eine BU-Nachricht an den MR3_HA wie in Tabelle 3 dargestellt. Es ist in diesem Fall jedoch einzusehen, dass zwar das Feld, das dem MR2 entspricht, aktualisiert worden ist, dass aber das Feld, das dem MR1 entspricht, weiterhin die bisherige CoA für den MR2 enthält. Dieses Problem lässt sich auf eine von zwei Arten lösen. Vorzugsweise kann die BU-Nachricht von dem MR2 durch den MR1 als eine Anweisung für den MR1 interpretiert werden, eine BU-Nachricht an den MR3_HA zu senden. Das bedeutet, dass der MR1 vorzugsweise derart konfiguriert ist, dass bei Erkennen einer BU-Nachricht von dem MR2, die den MR1 passiert, der MR1 veranlasst wird, seinerseits eine BU-Nachricht mit der neuen CoA für den MR2 zu senden. Alternativ kann der MR2 eine Nachricht an den „neuen MR1" (der über die „new MR1".HoA oder gleichbedeutend die MR2.new-CoA zu erreichen ist) senden, die den MR1 auffordert, eine BU-Nachricht an den MR3_HA zu senden.
  • In jedem Fall können die Informationen zu dem bisherigen MR1, mit dem der MR2 zuvor verbunden war, entweder abgelaufen oder explizit entfernt worden sein. Eine andere Möglichkeit ist, dass: der old-MR1 wie gehabt eine BU-Nachricht sendet, wenn er eine Aktualisierung von dem MR2 erhält – diese kann abgelaufen/zu einem späteren Zeitpunkt aus mehreren Gründen gelöscht worden sein, beispielsweise: [1] der old-MR1 würde schließlich eine große Menge sinnloser Informationen im Speicher behalten; [2] die Adressen werden schließlich neu zugeordnet, und es könnte zu einem Fehlerfall kommen, wenn der MR1 eine BU-Nachricht für die alte Konfiguration sendet anstatt für die neue.
    MR3.HoA => MR3.CoA MR3
    MR3.CoA => MR2.new-CoA MR2
    MR2.COA => MR1.CoA MR1
    Tabelle 3
  • Als eine Abwandlung der in 3 dargestellten Registrierungsschritte fügen die mobilen Router oberhalb des MR3 (also MR2 und MR1) Informationen in die ursprünglich von dem MR3 erzeugte BU-Nachricht ein. Die folgenden Schritte können ausgeführt werden: Der MR3 sendet eine Binding-Update (BU)-Nachricht an den MR3_HA, die die Zuordnung zwischen der MR3.HoA und der MR3.CoA enthält; sobald die BU-Nachricht den MR2 passiert, reagiert der MR2 mit dem Einfügen einer Adresszuordnung zwischen der MR3.CoA und der MR2.CoA in die Registrierungsnachricht, und speichert ab, dass er künftige Mobilitäts-Aktualisierungen an den MR3_HA senden muss (das heißt, wenn der MR2 eine neue MR2.CoA erhält); und sobald die BU-Nachricht den MR1 passiert, reagiert der MR1 mit dem Einfügen einer Adresszuordnung zwischen der MR2.CoA und der MR1.CoA in die Registrierungsnachricht, und speichert ab, dass er künftige Mobilitäts-Aktualisierungen an den MR3_HA senden muss (beispielsweise, wenn der MR1 eine neue MR1.CoA erhält). Der Vorteil bei diesem Lösungsansatz besteht in der reduzierten Signalisierung, die für die Aktualisierung der verschachtelten Bindungen erforderlich ist, da eine gemeinsame Nachricht gebildet wird, während die Nachricht die verschiedenen Ebenen des mobilen Netzwerks durchläuft. Allerdings ist zwischen den beteiligten mobilen Routern eine starke Sicherheitsbeziehung erforderlich, was im Allgemeinen nicht möglich ist. Als ein zusätzlicher Schritt im Signalisierungsprozess kann ein zwischengeschalteter MR in dem (möglicherweise verschachtelten) Netzwerk Informationen über den MR3_HA (Adresse und möglicherweise Sicherheitsinformationen) anfordern, bevor eine Adresszuordnung in die Registrierungsnachricht eingefügt wird, die an den MR3_HA gerichtet ist.
  • Als weitere Abwandlung der oben beschriebenen Registrierungsschritte kann der MR2 seine an den MR3_HA gerichtete BU-Nachricht über den MR3 senden, um die Nutzung bestehender Sicherheitsbeziehungen für die Kommunikation zu oder von dem MR3_HA zu erleichtern. Die hauptsächlichen Schritte der Signalisierung mit Bezug auf 4 sind:
    • 1. Der MR3 sendet eine Binding-Update (BU)-Nachricht an den MR3_HA, die die Zuordnung zwischen der MR3.HoA und der MR3.CoA enthält.
    • 2. Wenn die BU-Nachricht den MR2 passiert, reagiert der MR2 dadurch, dass er (1) eine BU-Nachricht erzeugt, die die Zuordnung zwischen der MR3.CoA und der MR2.CoA enthält; (2) diese BU-Nachricht an den MR3 zurücksendet; (3) abspeichert, dass er künftige Mobilitäts-Aktualisierungen an den MR3_HA senden muss (das heißt, wenn der MR2 eine neue MR2.CoA erhält).
    • 3. Wenn diese BU-Rückmeldung von dem MR2 bei dem MR3 eingeht, erkennt dieser, dass er für die Weiterleitung der Binding-Update-Nachricht an den MR_HA zuständig ist.
    • 4. Wenn die BU-Nachricht den MR1 passiert, reagiert der MR1 dadurch, dass er (1) eine BU-Nachricht erzeugt, die die Zuordnung zwischen der MR2.CoA und der MR1.CoA enthält; (2) diese BU-Nachricht an den MR3 zurücksendet; (3) abspeichert, dass er künftige Mobilitäts-Aktualisierungen an den MR3_HA senden muss (das heißt, wenn der MR1 eine neue MR1.CoA erhält).
    • 5. Wenn diese BU-Rückmeldung von dem MR1 bei dem MR3 eingeht, erkennt dieser, dass er für die Weiterleitung der Binding-Update-Nachricht an den MR_HA zuständig ist.
  • Der Vorteil dieses Lösungsansatzes liegt in der Durchsetzung von Sicherheitsprinzipien, das heißt, nur der MR3 registriert Binding-Update-Nachrichten mit dem MR3_HA, wohingegen sonstige Bindungsinformationen an den MR3 weitergeleitet werden. Als Nachteil werden hierfür mehr Signalisierungsnachrichten benötigt. Dies sollte jedoch kein großes Problem darstellen, da die verschachtelten NEMOs („Network in Motion", „Netzwerke in Bewegung") üblicherweise in relativer Nähe zueinander angeordnet sind.
  • Mit Blick auf die Übertragung von Daten von dem mobilen Netzwerk an das Haupt-Netzwerk muss ein persönlicher Knoten PN nicht notwendigerweise eine umgekehrte Tunnelungsprozedur verwenden und kann einfach Datenpakete mit der topologisch korrekten Adresse des Knotens im Haupt-Netzwerk, für den das Datenpaket vorgesehen ist, adressieren. Es ist außerdem zu beachten, dass der Binding-Cache an einem rufenden Knoten und/oder dem Directory-Agenten für einen der persönlichen Knoten gebildet werden kann. Die Cache-Informationen könnten durch den MR3_HA weitergeleitet oder von dem mobilen Netzwerk gesendet werden.
  • Bezogen auf die Zuverlässigkeit wäre eine Option, wie die Zuverlässigkeit verbessert werden kann, dass alle Nachrichten so lange erneut übertragen werden, bis sie als erfolgreich empfangen quittiert werden. Eine weitere Option ist, dass die BU-Nachricht von dem MR3 auf ihrem Weg über die anderen MRs deren BU-Nachrichten „sammelt", was bedeutet, dass die von dem MR3_HA empfangene Nachricht drei BU-Nachrichten beinhaltet. Dies ist wahrscheinlich die bevorzugte Option, da sie sicherstellt, dass alle BU-Nachrichten den MR3_HA erreichen (oder dass ihn alle nicht erreichen, das heißt, Fate-Sharing = alle erleiden dasselbe Schicksal), und in dem oben beschriebenen Fall helfen kann, in dem ein dazwischen geschalteter MR den Standort wechselt (siehe Diskussion um einen sich bewegenden MR2). Außerdem gibt sie die Sicherheit, dass der MR1 und der MR2 tatsächlich in dem Pfad vorhanden sind.
  • Ein mobiler Router wie der MR1 ist detaillierter in 5 dargestellt, wobei der Router eine Überwachungsstufe 201 zum Überwachen der Nachrichten, die den Router passieren, besitzt, um das Vorhandensein einer BU-Nachricht erkennen zu können. Ein Speicher 202 wird bereitgestellt, um Anweisungen in Reaktion auf das Erkennen einer BU-Nachricht zu speichern und um Adressinformationen zu speichern. Eine Prozessoreinrichtung, die mindestens einen Prozessor 203 umfasst, wird bereitgestellt, um den mobilen Router zu betreiben, zum Beispiel um Daten beispielsweise auf der Überwachungsstufe und/oder im Speicher 202 zu bearbeiten, und um die weiter oben beschriebenen Registrierungsschritte auszuführen. Eine Routing-Stufe 206 wird bereitgestellt, um selektiv Nachrichten an andere Knoten weiterzuleiten, etwa Router oder persönliche Knoten, die mit dem MR1 verbunden sind, beispielsweise MR2 und ON-Knoten. Eine obere Anschlussstufe 208, hier ein drahtloser Sender/Empfänger, wird bereitgestellt für den Anschluss (das heißt, die Möglichkeit zum Senden und/oder Empfangen von Nachrichten) an einen Knoten einer höheren Ebene, beispielsweise etwa eine Basisstation oder einen Router einer höheren Ebene. Damit Knoten einer niedrigeren Ebene einschließlich Router daran angeschlossen werden können, besitzt der Router eine untere Anschlussstufe 209, die beispielsweise mittels eines gängigen Senders/Empfängers oder eines drahtgebundenen Verbindungsmittels hergestellt werden kann. Die Anschlussstufen sind vorzugsweise derart konfiguriert, dass sie einen temporären Anschluss erlauben bzw. erleichtern.
  • Ein Home-Agent HA ist in 6 dargestellt, wobei der Home-Agent einen Speicher 301 in Form einer Routing-Tabelle besitzt, um Routing-Informationen zu speichern, beispielsweise einen Binding-Cache. Eine Eingangsstufe 302 wird bereitgestellt, um Nachrichten zu empfangen (beispielsweise von einem rufenden Knoten CN), wobei die Nachrichten normalerweise die Form von Datenpaketen haben, die jeweils einen Kopfteil (Header) umfassen, der Adressinformationen enthält. Eine Ausgangsstufe 303 wird bereitgestellt, um die empfangenen Nachrichten mit aktualisierten Adressinformationen weiterzuleiten, die aus dem Binding-Cache abgerufen wurden. Eine Prozessoreinrichtung mit mindestens einem Prozessor 304 wird bereitgestellt, um Daten zu verarbeiten, wie es zur Durchführung der Operationen des Home-Agenten erforderlich ist.
  • Aus den vorstehenden Ausführungsformen wird ersichtlich, dass ein Binding-Cache für Mobilität im Allgemeinen in einem Mobilitäts-Agenten untergebracht sein und die Zuordnungen der Home-Adressen zu den CoA-Adressen für mobile Knoten speichern kann, insbesondere wenn die Knoten sich in einem sich bewegenden Netzwerk befinden. Die Ausführungsformen zeigen, wie der Binding-Cache für die in einem sich bewegenden Netzwerk enthaltenen PN an einem Home-Agenten auf der obersten oder einer oberen Hierarchieebene der verschachtelten Struktur eingerichtet wird (beispielsweise am MR3_HA). Günstigerweise können verschiedene Knoten zuständig sein für das Aktualisieren verschiedener Teile des Binding-Cache – somit ist jeder mobile Router für denjenigen Teil zuständig, der mit seiner CoA zusammenhängt. Das bedeutet, dass, wenn ein mobiler Router den Standort wechselt, eine spezifische Signalisierungsnachricht gesendet werden kann, um den Binding-Cache entsprechend zu aktualisieren. Darüber hinaus ist eine direkte Weiterleitung von Datenpaketen in beide Richtungen mit einer verringerten Notwendigkeit der Verkapselung bei mindestens einer Ausführungsform möglich und werden Signalisierungspakete verwendet, um den Verarbeitungs-Overhead zu begrenzen, da die Erfindung die Notwendigkeit zum Rückwärts-Routing von Datenpaketen verringert hat.

Claims (30)

  1. Telekommunikationssystem, das Folgendes umfasst: ein Haupt-Netzwerk (14); ein bewegliches Netzwerk (12), welches Folgendes beinhaltet: eine Mehrzahl von Knoten einer oberen Ebene (ON); ein Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) zum selektiven Weiterleiten von Daten an einen oder mehrere Knoten der oberen Ebene (ON); eine Mehrzahl von Knoten einer unteren Ebene (PN); sowie ein Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) zum selektiven Weiterleiten von Daten an einen oder mehrere der Knoten der unteren Ebene (PN), wobei die Router-Mittel der oberen und der unteren Ebene (MR1, MR3) derart angeschlossen werden können, dass, wenn sie angeschlossen sind, das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) Daten an das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) weiterleiten kann, wobei das Haupt-Netzwerk (14) mindestens einen Netzwerkknoten (MR3_HA), welcher ein Directory-Agent ist, wobei der Directory-Agent Routing-Informationen zum Weiterleiten von empfangenen Daten an das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) speichert, und eine Mehrzahl von in einem Abstand zueinander angeordneten Anschlusspunkten (BS-A, BS-B) aufweist, an die das bewegliche Netzwerk (12) vorübergehend angeschlossen werden kann, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) für das Senden von Routing-Nachrichten an den Netzwerkknoten (MR3_HA) konfiguriert ist, wobei jede Routing-Nachricht Informationen zur Weglenkung enthält, die die Weiterleitung von Daten von dem Netzwerkknoten (MR3_HA) an den aktuellen Anschlusspunkt (BS-A, BS-B) des beweglichen Netzwerks (12) ermöglichen, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) dafür konfiguriert ist, (i) ein erstes Anschlussereignis zu erkennen, das durch den Anschluss des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) verursacht wird, und als Reaktion auf das Erkennen des Anschlussereignisses eine erste Routing-Nachricht an den Netzwerkknoten (MR3_HA) zu senden, wobei das erste Anschlussereignis die Übertragung einer Aktualisierungsnachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) an den Directory-Agenten (MR3_HA) ist, wobei die Aktualisierungsnachricht aktualisierte Routing-Informationen enthält, die es dem Directory-Agenten (MR3_HA) erlauben, den Anschluss des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) zu berücksichtigen, und (ii) ein zweites Anschlussereignis zu erkennen, das durch den Anschluss des beweglichen Netzwerks (12) an einen neuen Anschlusspunkt (BS-A, BS-B) verursacht wird, und als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Anschlussereignisses eine zweite Routing-Nachricht an den Netzwerkknoten (MR3_HA) zu senden.
  2. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei jedem der Knoten der unteren Ebene (PN) jeweils ein Directory-Agent (PN_HA) zugeordnet ist, um Daten an ihn weiterzuleiten, und wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) dafür konfiguriert ist, (i) die Netzwerkadresse jedes Directory-Agenten (PN_HA) zu speichern und (ii) die zweite Routing-Nachricht an jede gespeicherte Netzwerkadresse zu senden.
  3. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) einen Directory-Agenten (MR1_HA) besitzt und das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) eine temporäre Adresse besitzt, die die topologische Position des Directory-Agenten (MR1_HA) für das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) angibt, und wobei das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) dafür konfiguriert ist, bei Anschluss an das bewegliche Netzwerk (12) eine Aktualisierungsnachricht zu senden, wobei die Aktualisierungsnachricht die temporäre Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) enthält.
  4. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die temporäre Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) einen gleichen Präfix-Teil hat wie die Netzwerkadresse des Directory-Agenten (MR1_HA) für das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1).
  5. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Anschlussereignis der Empfang einer neuen temporären Adresse durch das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) ist.
  6. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) mit dem Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) über eine drahtlose Verbindung verbunden ist.
  7. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das bewegliche Netzwerk (12) ein Router-Mittel einer Zwischenebene (MR2) enthält, das zwischen dem Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) und dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) angeordnet ist, sodass Aktualisierungsnachrichten von dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) über das Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) geleitet werden.
  8. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 7, wobei das Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) derart konfiguriert ist, dass das Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) als Reaktion auf das Erkennen einer Aktualisierungsnachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) eine zusätzliche Routing-Nachricht sendet, die Routing-Informationen zum Weiterleiten von Daten an das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) enthält.
  9. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei mit dem Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) eine Mehrzahl von Knoten der Zwischenebene (ON) verbunden ist, wobei das Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) dafür ausgelegt ist, selektiv Daten an einen oder mehrere der Knoten der Zwischenebene (ON) weiterzuleiten.
  10. Telekommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei jedem der Router-Mittel der unteren Ebene (MR3), Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) und Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) eine jeweilige Adresse zugewiesen ist, und wobei die Adressen von dem Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) an das Haupt-Netzwerk (14) übertragen werden, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) Abfolgeinformationen überträgt, die eine Reihenfolge für jede Adresse bezogen auf mindestens eine andere Adresse angeben.
  11. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 10, wobei die Adressen an den Directory-Agenten (MR3_HA) für das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) übertragen werden und wobei der Directory-Agent (MR3_HA) die Adresse als Binding-Cache speichert.
  12. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 11, wobei der Binding-Cache eine Mehrzahl von Feldern beinhaltet, von denen jedes durch eines der Router-Mittel der oberen, der unteren oder der Zwischenebene (MR1, MR2, MR3) aktualisiert werden kann.
  13. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 12, wobei jedes Feld ein Paar Adressen enthält, wobei ein erstes Feld die Adressen der Router-Mittel der oberen und der Zwischenebene (MR1, MR2) enthält; ein zweites Feld die Adressen der Router-Mittel der Zwischen- und der unteren Ebene (MR2, MR3) enthält und ein drittes Feld die temporäre Adresse und die permanente Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) enthält.
  14. Telekommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) dafür konfiguriert ist, bei Anschluss an das bewegliche Netzwerk eine Aktualisierungsnachricht zu senden, wobei die Aktualisierungsnachricht über jedes der Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) und Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) geleitet wird und wobei: (i) das Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) dafür konfiguriert ist, auf das Erkennen der Aktualisierungsnachricht hin seine eigene temporäre Adresse in die Aktualisierungsnachricht zu schreiben und die einmal ergänzte Aktualisierungsnachricht an das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) weiterzuleiten; und (ii) das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) dafür konfiguriert ist, auf das Erkennen der einmal ergänzten Aktualisierungsnachricht hin seine eigene temporäre Adresse in die einmal ergänzte Aktualisierungsnachricht zu schreiben und die zweimal ergänzte Aktualisierungsnachricht an den Directory-Agenten (MR3_HA) für das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) weiterzuleiten.
  15. Telekommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) dafür konfiguriert ist, bei Anschluss an das bewegliche Netzwerk (12) eine Aktualisierungsnachricht zu senden, wobei die Aktualisierungsnachricht über jedes der Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) und Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) geleitet wird und wobei: (i) das Router-Mittel der Zwischenebene (MR2) dafür konfiguriert ist, auf das Erkennen der Aktualisierungsnachricht hin eine weitere Aktualisierungsnachricht zu erzeugen, wobei die weitere Aktualisierungsnachricht eine Zuordnung zwischen ihrer eigenen temporären Adresse und der temporären Adresse des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) enthält; und (ii) das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) dafür konfiguriert ist, auf das Erkennen der Aktualisierungsnachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) hin noch eine weitere Aktualisierungsnachricht zu erzeugen, wobei die noch weitere Aktualisierungsnachricht eine Zuordnung zwischen der temporären Adresse des Router-Mittels der oberen Ebene (MR1) und der temporären Adresse des Router-Mittels der Zwischenebene (MR2) enthält.
  16. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die weitere Aktualisierungsnachricht und die noch weitere Aktualisierungsnachricht jeweils an den Directory-Agenten (MR3_HA) des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) adressiert sind.
  17. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die weitere Aktualisierungsnachricht und die noch weitere Aktualisierungsnachricht jeweils an das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) zurück übertragen werden, wobei das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) dafür konfiguriert ist, die weitere und die noch weitere Aktualisierungsnachricht erneut an seinen Directory-Agenten (MR3_HA) zu senden.
  18. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einige der Knoten (PN, ON) portable Kommunikationsendgeräte sind.
  19. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einige der Knoten (PN, ON) mit dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) bzw. dem Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) über jeweilige drahtlose Verbindungen verbunden sind.
  20. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Routing-Nachricht die topologische Position des aktuellen Anschlusspunkts (BS-A, BS-B) angibt, an dem das bewegliche Netzwerk (12) angeschlossen ist.
  21. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anschlusspunkte (BS-A, BS-B) von jeweiligen drahtlosen Kommunikationsmitteln bereitgestellt werden und das mobile Netzwerk (12) weitere drahtlose Kommunikationsmittel umfasst, sodass eine drahtlose Verbindung zwischen einem Anschlusspunkt (BS-A, BS-B) und dem mobilen Netzwerk (12) für die Kommunikation zwischen diesen hergestellt werden kann.
  22. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anschlusspunkte (BS-A, BS-B) ortsfest sind.
  23. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 22, wobei die Anschlusspunkte (BS-A, BS-B) an jeweiligen Grund-Basisstationen bereitgestellt werden.
  24. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Directory-Agent (MR3_HA) an einem oder mehreren Grund-Knoten bereitgestellt wird.
  25. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Haupt-Netzwerk (14) eine vorab festgelegte topologische Struktur aufweist.
  26. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mobile Netzwerk (12) Unterstützungsmittel beinhaltet, um portable Geräte zu unterstützen, wobei das Unterstützungsmittel für jedes der portablen Geräte dasselbe ist, sodass eine Bewegung des Unterstützungsmittels eine gemeinsame Bewegung der portablen Geräte bewirkt.
  27. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 25, wobei das mobile Netzwerk Verkehrsmittel umfasst.
  28. Telekommunikationssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein erstes Router-Mittel (MR1) als Reaktion auf das Erkennen einer Binding-Update-Nachricht oder einer anderen Aktualisierungsnachricht von einem zweiten Knoten (PN) oder einem zweiten, ihm untergeordneten Router-Mittel (MR2) die Zieladresse, an die die Aktualisierungsnachricht gerichtet ist, in seinen Speicher kopiert oder auf andere Weise speichert, zusammen mit einer Anweisung wie beispielsweise: Als Reaktion darauf, dass das erste Router-Mittel (MR1) eine neue Care-of-Adresse oder eine sonstige Anzeige erhält, dass sich der Anschlusspunkt (BS-A, BS-B) des ersten Router-Mittels geändert hat, überträgt das erste Router-Mittel (MR1) eine weitere Aktualisierungsnachricht an die Zieladresse.
  29. Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 28, wobei die weitere Aktualisierungsnachricht die neue Care-of-Adresse des ersten Router-Mittels enthält.
  30. Bewegliches Netzwerk (12) für die Kommunikation mit einem Haupt-Netzwerk (14), wobei das Haupt-Netzwerk (14) mindestens einen Netzwerkknoten (MR1_HA) beinhaltet, welcher ein Directory-Agent ist, wobei der Directory-Agent Routing-Informationen zum Weiterleiten von empfangenen Daten an ein Router-Mittel einer unteren Ebene (MR3) des beweglichen Netzwerks (12) speichert, sowie eine Mehrzahl von in einem Abstand zueinander angeordneten Anschlusspunkten (BS-A, BS-B), an die das bewegliche Netzwerk (12) vorübergehend angeschlossen werden kann, wobei das bewegliche Netzwerk (12) Folgendes beinhaltet: eine Mehrzahl von Knoten einer oberen Ebene (ON); ein Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) zum selektiven Weiterleiten von Daten an einen oder mehrere der Knoten der oberen Ebene (ON); eine Mehrzahl von Knoten einer unteren Ebene (PN); sowie ein Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) zum selektiven Weiterleiten von Daten an einen oder mehrere der Knoten der unteren Ebene (PN), wobei die Router-Mittel der oberen und der unteren Ebene (MR1, MR3) derart angeschlossen werden können, dass, wenn sie angeschlossen sind, das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) Daten an das Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) weiterleiten kann, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) für das Senden von Routing-Nachrichten an den Netzwerkknoten (MR3_HA) konfiguriert ist, wobei jede Routing-Nachricht Informationen zur Weglenkung enthält, die die Weiterleitung von Daten von dem Netzwerkknoten (MR3_HA) an den aktuellen Anschlusspunkt des beweglichen Netzwerks (12) ermöglichen, wobei das Router-Mittel der oberen Ebene (MR1) dafür konfiguriert ist, (i) ein erstes Anschlussereignis zu erkennen, das durch den Anschluss des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) verursacht wird, und als Reaktion auf das Erkennen des Anschlussereignisses eine erste Routing-Nachricht an den Netzwerkknoten (MR3_HA) zu senden, wobei das erste Anschlussereignis die Übertragung einer Aktualisierungsnachricht von dem Router-Mittel der unteren Ebene (MR3) an den Directory-Agenten (MR3_HA) ist, wobei die Aktualisierungsnachricht aktualisierte Routing-Informationen enthält, die es dem Directory-Agenten (MR3_HA) erlauben, den Anschluss des Router-Mittels der unteren Ebene (MR3) zu berücksichtigen, und (ii) ein zweites Anschlussereignis zu erkennen, das durch den Anschluss des beweglichen Netzwerks (12) an einen neuen Anschlusspunkt (BS-A, BS-B) verursacht wird, und als Reaktion auf das Erkennen des zweiten Anschlussereignisses eine zweite Routing-Nachricht an den Netzwerkknoten (MR3_HA) zu senden.
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