DE60214301T2

DE60214301T2 - Verfahren zum Bilden eines lokalen Mobilitätsbereichs und eines lokalen Mobilitätsagenten und Vorrichtung dafür

Info

Publication number: DE60214301T2
Application number: DE60214301T
Authority: DE
Inventors: Jin-hyeock Seongnam-city Choi; Hyo-sun Dongdaemun-gu. Hwang; 422-1603 Cheongmyeong M. Kunyoung Woo-shik Suwon-city Kang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-07-27
Also published as: KR100754383B1; EP1280318A2; EP1280318A3; KR20030010850A; US7603477B2; CN1400786A; US20030035390A1; EP1280318B1; DE60214301D1; CN100397841C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines lokalen Mobilitätsbereichs (LMD, local mobility domain) und eines lokalen Mobilitätsagenten (LMA, local mobility agent), und insbesondere ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines LMA auf Grundlage von Mobile IP und eine Vorrichtung hierfür.
Mit Ausweitung des Internets und stärkerem Interesse der Benutzer an mobilem Internetzugang, gehen in der Welt die IP-Adressen für Netzwerkgeräte aus. Da die Nachteile des vorhandenen IPv4 immer offensichtlicher werden, wurde ein neues Protokoll definiert, das als IPv6 bekannt ist.
Mobile Terminals mit einem Zugang zum Internet unter dem IPv6 enthalten feste Hausadressen und Hausagenten. Wenn das mobile Terminal sich zu einem anderen Netzwerk als dem Hausnetzwerk bewegt, empfängt das mobile Terminal eine Care-of-Adresse (zu-Händen-Adresse), die einen neuen Standort des mobilen Terminals darstellt.
Mit Bezug zu den 1 und 2 berichtet ein mobiler Knoten (MN, Mobile Node) eine Care-of-Adresse (COA) an einen Home-Agenten (HA). Im Falle, dass den MN ansteuernde Daten an das Hausnetzwerk des MN eingegeben werden, empfängt der HA die Daten, um sie zur COA des MN zu übertragen. In 1 bezeichnen die Abkürzungen AR, CN, MN, BU und COA einen Zugriffsrouter (Access Router), einen entsprechenden Knoten (Corresponding Node), einen mobilen Knoten (Mobile Node), ein Bindungsupdate (Binding Update) bzw. eine Care-of-Adresse.
Im Falle, dass das Hausnetzwerk von einem vorliegenden Netzwerk weit entfernt ist, ist es zweckmäßig, jede Bewegung des MN zum HA zu re gistrieren. In diesem Fall wird das Netzwerk in LMDs aufgeteilt, wobei jeder Bereich einen LMA enthält, so dass er als lokaler HA funktioniert. Der MN in einem bestimmten LMD empfängt eine regionale Care-of-Adresse (RCOA) und eine lokale Care-of-Adresse (LCOA). In diesem Fall stellt die RCOA den Standort des LMA im LMD dar und die LCOA stellt den gegenwärtigen Standort des MN dar.
Mit Bezug zu den 3 bis 6 registriert MN einen gegenwärtigen Standort und den Standort eines LMA an einen LMA bzw. einen HA. Wenn den MN ansteuernde Daten an einem Hausnetzwerk eingegeben werden, sendet HA die Daten zum gegenwärtigen LMA des MN und der LMA überträgt die Daten an den MN wie es in 4 gezeigt ist. Wenn der MN sich im LMD bewegt, registriert MN den gegenwärtigen Standort zum LMA wie es in 5 gezeigt ist. Die an den MN übertragenen Daten werden durch den HA, den LMA und einen neuen Zugangsrouter (AR) übertragen, wie es in 6 gezeigt ist. In diesem Fall bezeichnen die Abkürzungen RCOA und LCOA eine regionale Care-of-Adresse und eine lokale Care-of-Adresse, während die anderen Abkürzungen gleich wie in den 1 und 2 sind.
Die herkömmliche Technologie erfordert, das ein Netzwerkmanager die LMD und LMA bilden sollte. Außerdem ist es schwierig, den LMD gemäß den Veränderungen des Netzwerks zu korrigieren, und der LMA kann der Versagenspunkt für das gesamte Netzwerk werden.
Die IETF Mobile IP Arbeitsgruppe, Internetentwurf „Hierarchical MIPv6 mobility management <draft-sol:man-mobileip-hmvvp6-0.6txt>", (2000) beschreibt Mobilitätsmanagement. Eine Erweiterung von MIPv6 sieht einen "Mobilitätsankerpunkt" (MAP, Mobility Anchor Point) vor, der als COA oder RCOA verwendet werden kann. Der MAP kann auf jeder Ebene sein, darunter dem Zugriffsrouter. Die Ermittlung wird durch An kündigen der relevanten MAPs auf den entsprechenden Zugriffsroutern durchgeführt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Netzwerk nach Anspruch 6 zur Verfügung gestellt.
Die vorliegende Erfindung stellt auf diese Weise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden eines lokalen Mobilitätsbereichs (LMD) und eines lokalen Mobilitätsagenten (LMA) nach einer Bewegung eines mobilen Knotens (MN) zur Verfügung.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich durch ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 ein Verfahren zum Registrieren eines mobilen Terminals unter Verwendung von IPv6 darstellt;
2 ein Verfahren zum Übertragen von Daten beim Benutzen eines mobilen Terminals darstellt;
3 ein Verfahren zum Registrieren eines lokalisierten Mobilitätsmanagements darstellt;
4 ein Verfahren zum Übertragen von Daten des lokalisierten Mobilitätsmanagements darstellt;
5 ein Verfahren zum Registrieren des lokalisierten Mobilitätsmanagements bei Bewegung darstellt;
6 ein Verfahren zum Übertragen von Daten des lokalisierten Mobilitätsmanagements bei Bewegung darstellt;
7 einen lokalen Mobilitätsbereich (LMD) gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines lokalen Mobilitätsagenten (LMA) gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn ein mobiler Knoten (MN) erstmalig auf ein Netzwerk zugreift;
9 ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn der MN sich in einem LMD bewegt;
10 ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, wenn der MN sich aus einem LMD bewegt;
11 ein Fließbild zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 eine Vorrichtung zum Einrichten eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
13 ein Verfahren zum erneuten Einrichten eines LMA aufgrund eines Timeout des lokalen Mobilitätsmanagements gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Wie oben beschrieben bezeichnen die Abkürzungen AR, CN, MN, BU, COA, RCOA, LCOA und LMD einen Zugriffsrouter, einen entsprechenden Knoten, einen mobilen Knoten, ein Bindungsupdate, eine Care-of-Adresse, eine regionale Care-of-Adresse, eine lokale Care-of-Adresse und einen lokalen Mobilitätsbereich.
7 stellt einen LMD gemäß der vorliegenden Erfindung dar, der durch einen Zentralrouter und Router in einem kurzen Abstand gebildet ist. Der Abstand zwischen den Routern wird durch Hop-Count gemessen.
In diesem Fall ist ein Hop ein Pfad zum Übertragen eines Datenpakets von einem Router zu einem anderen Router in einem Paketaustauschnetzwerk. Der Hop-Count zum Übertragen eines Pakets zu einer Zielposition ist in einem Paketheader gespeichert, in einem Netzwerk wie dem Internet unter Verwendung des Transport Communikation Protocol/Internet Protocol (TCP/IP).
Ein LMD ist in der vorliegenden Beschreibung als LMD(CR, N) dargestellt, worin CR für einen Zentralrouter steht und N für eine natürliche Zahl. Dementsprechend steht LMD(CR, N) für eine Zusammenstellung von Routern, die im Hop-Count einer natürlichen Zahl N von einem Zentralrouter vorhanden sind. Wie zum Beispiel in 7 gezeigt ist, umgibt ein LMD(AR1, 2), der als Kreis dargestellt ist, einen AR1.
Die CRs von jedem LMD werden die LMAs der LMDs. Zum Beispiel wird der AR1 im LMD(AR1, 2) der LMA wiein 7 gezeigt.
Ein Netzwerkmanager stellt die natürliche Zahl N auf, um den Umfang des LMD zu bestimmen. Der Netzwerkmanager kann die natürliche Zahl N gemäß dem Zustand des Netzwerks verändern, um den Umfang des LMD zu verändern. Wenn die natürliche Zahl N bestimmt ist, ist der LMD durch den CR festgelegt.
Jeder AR erstellt LMD-Listeen, die die Router in einem durch die natürliche Zahl N definierten Abstand von jedem AR spezifizieren. Die LMD-Liste ist die Liste der Router im LMD eines AR und jeder Router besitzt eine andere LMD-Liste.
8 stellt ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung dar, wenn der MN erstmalig auf ein Netzwerk zugreift. Wenn der MN in ein neues Netzwerk eingeführt wird, wird der AR, auf den der MN einen ersten Zugriff hatte ein erster LMA des MN. Dann wird ein LMD entsprechend dem ersten LMA erstellt. Der MN registriert eine RCOA und eine LCOA bei einem Home-Agenten (HA) bzw. dem LMA. Dann werden an den MN gerichtete Daten durch den HA und den LMA übertragen.
9 stellt ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung dar, wenn der MN sich in einem LMD bewegt. Wenn der MN sich zum anderen AR bewegt, prüft der MN das Vorhandensein des anstehenden LMA in der LMD-Liste des neuen AR. Das Vorhandensein des LMA in der LMD-Liste des neuen AR bedeutet, dass der MN sich in den LMD bewegt hat, deshalb registriert der MN einen LCOA für den anstehenden LMA.
10 stellt ein Verfahren zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung dar, wenn der MN sich aus dem LMD bewegt. Wenn der MN sich zu einem neuen AR bewegt, prüft der MN das Vorhandensein des anstehenden LMA in der LMD-Liste des neuen AR. Das Fehlen des LMA in der LMD-Liste des neuen AR bedeutet, dass der MN sich außerhalb des LMD bewegt hat. Folglich wird der neue AR ein neuer LMA und der MN registriert eine neue RCOA und LCOA beim HA und dem neuen LMA, wie im Falle, wo der MN den ersten Zugriff auf das Netzwerk hatte.
11 ist ein Fließbild zur Erläuterung eines Verfahrens zum Ausbilden eines LMD und eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Hop-Count für LMDs wird durch einen bestimmten Wert N in Schritt 1101 erstellt. Die Listen jedes AR, die den Hop-Count von weniger als dem Wert N von jedem AR aufweisen, werden in Schritt 1102 erzeugt und gespeichert, um LMDs entsprechend der Listen einzurichten. Wenn der MN in Schritt 1103 auf einen bestimmten LMD zugegriffen hat, wird der AR, auf den der MN erstmalig Zugriff hatte, als LMA eingerichtet, um in Schritt 1104 eine RCOA und eine LCOA bei einem HA und dem LMA zu registrieren. Dann wird in Schritt 1105 die Bewegung des MN bestimmt. Im Falle, dass der MN sich bewegt hat, wird das Vorhandensein des vorhandenen LMA in einem neuen AR in Schritt 1106 geprüft. Im Falle, dass der LMA im neuen AR vorhanden ist, registriert der MN eine neue LCOA beim anstehenden LMA in Schritt 1108. Im Falle, dass der LMA im neuen AR fehlt, stellt in Schritt 1107 der MN den neuen AR als neuen LMA auf und registriert neue RCOA und LCOA beim HA und dem neuen LMA. Dann wird Schritt 1105 wiederholt. Im Falle, dass der MN sich nicht bewegt hat, wird Schritt 1105 wiederholt.
12 stellt eine Vorrichtung zum Einrichten eines LMA gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Vorrichtung beinhaltet einen Router 1201 mit einer Hop-Count-Einrichteinheit 12011, einer LMD-Listenerstellungseinheit 12012 und einer Adressenmanagementeinheit 12013 und einen MN 1202 mit einer LMA-Steuereinheit 12021, einer Adressenregistereinheit 12022 und einer LMA-Servicezeiteinstelleinheit 12023.
Die Hop-Count-Einrichteinheit 12011 empfängt und speichert Veränderungen, die den Umfang eines LMD bestimmen, von einem Netzwerkmanager. Die LMD-Listenerstellungseinheit 12012 sucht ARs in einem Bereich, der durch einen Hop-Count der Hop-Count-Einrichteinheit 12011 definiert ist, so dass die Liste der ARs gebildet und gespeichert wird. Die Adressenmanagementeinheit 12013 empfängt und speichert eine RCOA und eine LCOA vom MN 1202, so dass die RCOA an einen HA übertragen wird.
Wenn der MN 1202 erstmalig in ein Netzwerk eingeführt wird, richtet die LMA-Steuereinheit 12021 den AR als LMA ein, auf den der MN 1202 einen ersten Zugriff hat. Nachdem der MN 1202 sich bewegt hat, bestimmt die LMA-Steuereinheit 12021 das Vorhandensein des vorhandenen LMA in der LMD-Liste eines neuen AR. Im Falle, dass der LMA in der LMD-Liste des neuen AR vorhanden ist, behält die LMA-Steuereinheit 12021 den vorhandenen LMA als den neuen LMA. Im anderen Fall richtet die LMA-Steuereinheit 12021 den neuen AR als den neuen LMA ein.
Dann empfängt die Adressenregistereinheit 12022 neue RCOA und LCOA zum Übertragen und Registrieren des LMA und des HA. Wenn der MN 1202 sich im LMD bewegt hat, überträgt und registriert die Adressenregistereinheit 12022 die LCOA zum LMA, während die RCOA und LCOA gespeichert werden.
Im Falle, dass eine bestimmte Bindungslebensdauer vergangen ist und eine Anzahl von Bindungsupdatemeldungen (BUM) einen bestimmten Wert übersteigt, richtet die LAM-Servicezeiteinstelleinheit 12023 den anstehenden AR als neuen LMA ein. 13 stellt eine Funktionsweise der LAM-Servicezeiteinstelleinheit 12023 gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
13 stellt ein Fließbild zur Erläuterung eines Verfahrens zum erneuten Einrichten eines LMA aufgrund eines Timeout des lokalen Mobilitätsmanagements gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Servicezeit begrenzt werden, wenn der MN einen Service unter Verwendung des LMA empfängt. In diesem Fall ist die Servicezeit begrenzt, um die Frequenz unnötiger Benutzung des LMA zu reduzieren, indem eine Registerzeit des LMA begrenzt wird. Die Servicezeit wird geprüft durch Zählen eines Zeitbegrenzungsfelds eines Bindungsupdate und einer Anzahl von BUMs, die zum LMA übertragen sind. Nach Übertragen einer bestimmten Anzahl von BUMs wird der anstehende AR ein neuer LMA und der MN registriert eine neue Adresse beim HA.
Eine Bindungslebensdauer wird in Schritt 1301 geprüft, um zu bestimmen, ob die Bindungslebensdauer einen bestimmten Wert überschritten hat. Im Falle, dass die Bindungslebensdauer abgelaufen ist, wird in Schritt 1302 die Anzahl von BUMs bestimmt, ob sie über einem bestimmten Bindungsgrenzwert liegen. Wenn die Anzahl von BUMs über dem bestimmten Bindungsgrenzwert liegt, registriert der MN einen neuen CR und registriert eine anstehende Adresse bei einem HA, während die Anzahl der BUMs als Null initialisiert wird. Im Falle, dass in Schritt 1301 die Bindungslebensdauer gleich oder kleiner dem bestimmten Wert ist, werden die oben genannten Verfahrensweisen nicht ausgeführt. Im Falle, dass die Anzahl der BUMs gleich oder kleiner als der bestimmte Bindungsgrenzwert ist, überträgt der MN die BUM in Schritt 1304.
Die oben beschriebene Erfindung kann in einem Programm organisiert sein, das auf Medien aufgezeichnet ist, so dass es auf einem üblichen digitalen Computer ausgeführt werden kann. Beispiele der Medien beinhalten Magnetaufzeichnungsmedien, d. h. ROM, Floppy Disk und Festplatte, optische Aufzeichnungsmedien, d. h. CD-ROM und DVD und Trägerwellen, d. h. Übertragung durch das Internet.
Als Folge davon erfordert die vorliegende Erfindung keine Einrichtung von LMD und LMA in einem lokalisierten Mobilitätsmanagement von Hand und verändert aktiv den LMD entsprechend von Veränderungen im Netzwerk, so dass Bequemlichkeit und Effizienz im Netzwerkmanagement erhöht werden. Außerdem wird der AR als LMA verwendet, um Belastung des Netzwerks zu verteilen.
Um Belastung des LMA bedingt durch den MN zu verhindern, der einen äußeren AR als LMA über eine lange Zeitspanne verwendet, während er sich nicht viel bewegt, ist im MN eine Zeitbegrenzung zum Empfang von Service eingestellt. Dies ist im MN realisiert, ohne dass das Protokoll beeinflusst wird, so dass die Gesamtleistung des Netzwerks sowie die Leistung des AR verbessert wird.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Systems mit einer Mehrzahl von Zugangsroutern, die zur Kommunikation mit einem mobilen Knoten in der Lage sind, wobei jeder Router eine Liste von Routern besitzt, die einen lokalen Mobilitätsbereich von Routern in einem bestimmten Hop-Count des Routers bilden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Zugriff auf einen Router (AR1) mit einem mobilen Knoten; Einrichten des Routers (AR1) als lokalen Mobilitätsagenten des mobilen Knotens; Registrieren des Routers (AR1) als lokale Care-of-Adresse und regionale Care-of-Adresse für einen Home-Agenten und den lokalen Mobilitätsagenten; Zugriff auf einen anderen Router (AR2) mit dem mobilen Knoten; Bestimmen des Vorhandenseins des lokalen Mobilitätsagenten in der Liste von Routern, die einen lokalen Mobilitätsbereich im neuen Router bilden; wenn der lokale Mobilitätsagent in der Liste vorhanden ist, Registrieren des anderen Routers (AR2) als neue lokale Care-of-Adresse im lokalen Mobilitätsagenten; und gekennzeichnet durch Einrichten des anderen Routers (AR2) als den neuen Mobilitätsagenten des mobilen Knotens und Registrieren des anderen Routers (AR2) als regionale Care-of-Adresse für den Home-Agenten, wenn der lokale Mobilitätsagent in der Liste nicht vorhanden ist.
Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 1, ferner mit dem Vorgang: Einrichten des vorhandenen Routers als neuen Mobilitätsagenten zum Registrieren einer neuen Care-of-Adresse und regionalen Care-of-Adresse für den Home-Agenten und auch den neuen lokalen Mobilitätsagenten, wenn der mobile Knoten eine bestimmte Bindungsdauer übersteigt und die Anzahl der Bindungsupdatemeldungen einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend die Schritte: (a) Einrichten eines vorbestimmten Hop-Count-Werts, der die maximale Anzahl von Hops von einem Zentralrouter (CR, central router) angibt; (b) Erzeugen einer Liste von Routern in einem Bereich, der durch den eingerichteten Hop-Count-Wert definiert ist, der einen vorbestimmten Router umgibt; und (c) Einrichten der in der Liste enthaltenen Router als LMD, der den vorbestimmten Router als den CR aufweist.
Computerprogramm zum Speichern von Routern in einem Netzwerk, wobei das Computerprogramm ein Programm aufweist, das das Netzwerk veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zu implementieren, wenn es in dem Router läuft.
Computerprogramm nach Anspruch 4 gespeichert auf einem Aufzeichnungsmedium.
Netzwerk umfassend: mindestens zwei Router, wobei jeder Router umfasst: eine Hop-Count-Einrichtungseinheit zum Empfangen und Speichern eines Hop-Count; eine Listenerzeugungseinheit für einen lokalen Mobilitätsbereich (LMD) zum Einrichten von Routern in einem Bereich, der einen Hop-Count von weniger als einem vorbestimmten Wert von einem Router aufweist, als LMD zum Erzeugen und Speichern einer Liste der Router in dem LMD; und eine Adressenmanagementeinheit zum Empfangen und Speichern einer regionalen Care-of-Adresse (RCOA) und einer lokalen Care-of-Adresse (LCOA) von einem mobilen Knoten (MN) im Fall, dass der Router als lokaler Mobilitätsagent (LMA) eingerichtet ist; worin die Router so angeordnet sind, dass sie mit einem mobilen Knoten kooperieren, so dass sie die Schritte zum Zugriff auf einen Router (AR1) mit einem mobilen Knoten ausführen; den Router (AR1) als lokalen Mobilitätsagenten des mobilen Knotens einrichten; und den Router (AR1) als lokale Care-of-Adresse und regionale Care-of-Adresse eines Home-Agenten und des lokalen Mobilitätsagenten registrieren; ferner umfassend einen mobilen Knoten (MN); der mobile Knoten (MN) wird angeordnet, wenn auf einen anderen Router (AR2) zugegriffen wird; das Vorhandensein des lokalen Mobilitätsagenten in der Liste von Routern, die einen lokalen Mobilitätsbereich im neuen Router bilden, wird bestimmt; wenn der lokale Mobilitätsagent in der Liste vorhanden ist, wird der andere Router (AR2) als neue Care-of-Adresse im lokalen Mobilitätsagenten registriert; und gekennzeichnet durch: wenn der lokale Mobilitätsagent nicht in der Liste enthalten ist, wird der andere Router (AR2) als der neue lokale Mobilitätsagent des mobilen Knotens eingerichtet und der andere Router (AR2) als regionale Care-of-Adresse des Home-Agenten registriert.
Netzwerk nach Anspruch 6, worin der mobile Knoten beinhaltet: eine LMA-Steuereinheit zum Entscheiden, ob der vorhandene Router (AR1), zu dem der MN Zugriff hat, als der LMA eingerichtet wird und zum Empfangen und Speichern einer Liste der AR, die als LMA eingerichtet sind; eine Adressenregistereinheit zum Registrieren der RCOA und der LCOA für einen HA und auch den LMA; und eine LMA-Betriebsdauereinstelleinheit zum Einrichten des vorhandenen AR, zu dem der MN Zugriff hat, als neuen LMA, wenn eine Bindungsdauer vergangen ist und eine Anzahl von binären Updatemeldungen (BUMs) einen vorbestimmten Wert übersteigt; worin der mobile Knoten angeordnet ist zum Zugreifen auf einen anderen Router (AR2).