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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
für Tunneldienste
expliziter Multicast-Verfahren in einem mobilen IP-Netzwerk und
insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung für Tunneldienste
expliziter Multicast-Verfahren in einem mobilen IP-Netzwerk zum
effizienten Übersenden
eines Multicast-Pakets an eine Vielzahl mobiler Knoten.
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Hintergrundtechnik
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Allgemein
wird ein mobiles IP dazu verwendet, ein Datenpaket mit einer ständigen Adresse
in einem Heimatnetzwerk zu empfangen, während der Internet-Knoten, der mit einem
Netzwerk (Heimatnetzwerk) auf einer regulären Basis verbunden ist, mit
einem weiteren Netzwerk (Fremdnetzwerk) vorübergehend verbunden ist. Deswegen
wird der Internet-Knoten, der mit dem Fremdnetzwerk verbindet, als
mobiler Knoten bezeichnet.
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Eine
Mehrzahl von mobilen Knoten sind auf zwei Arten im mobilen IP-Netzwerk
mit Internet-Multicast-Service vorgesehen. Gemäß dem ersten Verfahren wird
der mobile Knoten mit dem Multicast-Service versehen, indem er sich über einen
Multicast-Router in einem Fremdnetzwerk, das der mobile Knoten besucht, einer
Multicast-Gruppe anschließt.
Gemäß dem zweiten
Verfahren erlangt der mobile Knoten den Multicast-Service, indem
er sich einer Multicast-Gruppe über
einen Heimatagenten anschließt.
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Bei
einem Vergleich hat das erste Verfahren den Vorteil, dass der mobile
Knoten das Multicast-Paket über
einen verhältnismäßig optimierten
Pfad empfangen kann, wenn der mobile Knoten das Multicast-Paket von
außen
empfängt;
dabei ist es jedoch erforderlich, dass das Fremdnetzwerk, das der
mobile Knoten besucht, einen Router für den Multicast-Service verwendet.
Das erste Verfahren steht jedoch nicht zur Verfügung, wenn der mobile Knoten
eingerichtet wird, son dern nur wenn der Multicast-Service aus Sicherheitsgründen bei einer
Verbindung des mobilen Knotens mit einem Fremdnetzwerk vorgesehen
ist.
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Wie
oben erwähnt,
wird der Multicast-Service üblicherweise
im mobilen IP-Netzwerk
durch einen Heimatagenten eingerichtet, um die bei einem Multicast-Service über einen
Pfad im Fremdnetzwerk entstehenden Probleme zu umgehen.
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Das
Tunneldienstverfahren des mobilen IP-Netzwerks nach dem Stand der
Technik wird unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 stellt
den Aufbau einer Vorrichtung für
einen Tunneldienst nach dem Stand der Technik schematisch dar, und 2A bis 2G stellen
die Struktur eines nach dem Stand der Technik für den Tunneldienst verwendeten
Multicast-Pakets dar.
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In 1 sind
die ersten bis vierten mobilen Knoten 110-1, 110-2, 110-3, 110-4,
die ein Multicast-Paket von einem Korrespondenzknoten 100 empfangen,
mit einem Fremdnetzwerk verbunden, nachdem sie sich von einem Heimatnetzwerk
entfernen. Deswegen wird den ersten bis vierten mobilen Knoten 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 eine
COA (Care-Of-Adresse) zugeordnet. Außerdem wird dem ersten und
zweiten mobilen Knoten 110-1, 110-2 eine CL-COA
(Co-Located Care-Of-Adresse)
von einem nicht gezeigten DHCP-Server (Dynamic Host Configuration
Protocol Server) im Fremdnetzwerk zugeordnet. Dem dritten und vierten
mobilen Knoten 110-3, 110-4 werden eine Fremdagenten
Care-Of-Adresse (Fremdagenten COA) zugeordnet, wozu die Pfadinformation
eines Fremdagenten 130 im Fremdnetzwerk verwendet wird.
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Der
Korrespondenzknoten 100 erzeugt das erste Multicast-Datenpaket
wie in 2A gezeigt und übermittelt
es an den Heimatagenten 120, um einen vorbestimmten Dienst
oder eine vorbestimmte Information für die ersten bis vierten mobilen
Knoten 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 zu
liefern. Wie aus 2A hervorgeht, enthält das erste
Multicast-Paket ein Senderadressenfeld 200, das die Adresse
des Korrespondenzknoten 100 speichert, ein Zieladressenfeld 202 und
ein Nutzfeld 204 zum Speichern von Daten. Außerdem ist
im Zieladressenfeld 202 die vordefinierte Adresse eines
Gruppen-Multicast zum Durchführen
des Multi cast-Verfahrens durch die Gruppe gespeichert, zu der die
ersten bis vierten mobilen Knoten 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 gehören.
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Die
Adresse des Gruppen-Multicast ist von '224.0.0.0' bis '239.255.255.255' festgelegt und wird der Multicast-Gruppe
gegeben. Der Heimatagent 120 erkennt den Übertragungspfad
des ersten Multicast-Pakets, indem er ein Teilnahmesignal identifiziert,
das von den ersten bis vierten mobilen Knoten 110-1, 110-2, 110-3, 110-4 eingegeben
wird, um das Multicast-Paket vom Korrespondenzknoten 100 zu
empfangen. Dementsprechend verläuft
der erkannte Übertragungspfad
des ersten Multicast-Paket vom ersten mobilen Knoten 110-1 über den
zweiten mobilen Knoten 110-2 zum Fremdagenten 130.
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Der
Heimatagent 120 erzeugt einen Tunnelkopf, bei dem eine
Senderadresse die Adresse des Heimatagenten und eine Zieladresse
die CL-COA des ersten mobilen Knotens 110-1 ist, kapselt
das erste Multicast-Paket ein und erzeugt das zweite Multicast-Paket,
um es an den ersten mobilen Knoten 110-1 zu übermitteln.
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Wie
in 2B gezeigt, enthält das zweite Multicast-Paket
den Tunnelkopf 214 mit einem Heimatagenten-Adressenfeld 210,
die CL-COA 212 des ersten mobilen Knotens und das erste
Multicast-Paketfeld 216.
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Der
Heimatagent 120 erzeugt ebenfalls einen Tunnelkopf, dessen
Senderadresse die Heimatagentenadresse ist und die CL-COA des zweiten
mobilen Knotens 110-2 die Zieladresse, kapselt das erste
Multicast-Paket ein und erzeugt das dritte Multicast-Paket, um es
an den zweiten mobilen Knoten 110-2 zu übermitteln.
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Wie
in 2C gezeigt, enthält das dritte Multicast-Paket
den Tunnelkopf 224 mit einem Heimatagenten-Adressenfeld 220,
die CL-COA 222 des zweiten mobilen Knotens und das erste
Multicast-Paketfeld 226.
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Der
Heimatagent 120 übermittelt
die erzeugten zweiten und dritten Multicast-Pakete an die ersten und zweiten mobilen
Knoten 110-1, 110-2 durch Unicast-Tunnelverfahren an
die CL-COA von erstem und zweitem mobilen Knoten.
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Zu
diesem Zeitpunkt entfernen die ersten und zweiten mobilen Knoten 110-1, 110-2 den
Tunnelkopf von den zweiten und dritten Multicast-Paketen, die vom
Heimatagenten 120 übermittelt
wurden, und überprüfen das
erste Multicast-Paket,
das vom Korrespondenz-Knoten übermittelt
wurde.
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Der
Heimatagent 120 erzeugt auch den ersten Tunnelkopf, dessen
Senderadresse die Heimatagentenadresse und dessen Zieladresse die
Heimatnetzwerkadresse des zweiten mobilen Knotens 110-2 ist,
und kapselt das erste Multicast-Paket
ein. Außerdem
erzeugt der Heimatagent 120 den zweiten Tunnelkopf, dessen
Senderadresse die Heimatagentenadresse und dessen Zieladresse die
CL-COA des dritten mobilen Knotens ist, und kapselt des eingekapselte
erste Multicast-Paket wiederum ein, indem er den zweiten Tunnelkopf an
das erste Multicast-Paket anfügt,
um das vierte Multicast-Paket zu erzeugen.
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Wie
in 2D gezeigt, enthält das vierte Multicast-Paket
den zweiten Tunnelkopf 232 mit dem Heimatagenten-Adressenfeld 230 und
das Heimatnetzwerk-Adressenfeld
des dritten mobilen Knotens 231, den ersten Tunnelkopf 235 mit
dem Heimatagenten-Adressenfeld 233 und dem CL-COA-Feld
des dritten mobilen Knotens sowie das erste Multicast-Paketfeld 236.
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Der
Heimatagent 120 erzeugt ebenfalls den ersten Tunnelkopf,
dessen Senderadresse die Heimatagentenadresse und dessen Zieladresse
die Heimatnetzwerkadresse des vierten mobilen Knotens ist, und kapselt
das erste Multicast-Paket
ein.
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Und
der Heimatagent 120 erzeugt den zweiten Tunnelkopf, dessen
Senderadresse die Heimatagentenadresse und dessen Zieladresse die
CL-COA des vierten mobilen Knotens ist, und kapselt das eingekapselte
erste Multicast-Paket wieder ein, indem er den zweiten Tunnelkopf
an das erste Multicast-Paket anfügt, um
das fünfte
Multicast-Paket zu erzeugen.
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Wie
in 2E gezeigt, enthält das fünfte Multicast-Paket den zweiten
Tunnelkopf 242 mit dem Heimatagenten-Adressenfeld 240 und
dem Heimatnetzwerk-Adressenfeld
des vierten mobilen Knotens 241, den ersten Tunnelkopf 245 mit
dem Heimatagenten-Adressenfeld 243 und dem CL-COA-Feld
des dritten mobilen Knotens 244 und das erste Multicast-Paketfeld 246.
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Der
Heimatagent 120 übermittelt
im Unicast-Tunnelverfahren die erzeugten vierten und fünften Multicast-Pakete
an den Fremdagenten 130 gemäß der COA des Fremdagenten.
Der Fremdagent 130 übermittelt die
sechsten und siebten Multicast-Pakete an die dritten und vierten
mobilen Knoten 110-3, 110-4, die den zweiten Tunnelkopf 232, 242 von
den im Tunnelverfahren empfangenen vierten und fünften Multicast-Paketen entfernen.
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Wie
in 2F gezeigt, enthält das sechste Multicast-Paket
den ersten Tunnelkopf 254, der das Heimatagenten-Adressenfeld 250 und
das Heimatnetzwerk-Adressenfeld
des dritten mobilen Knotens 252 und das erste Multicast-Paketfeld 256 enthält.
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Wie
in 2G gezeigt, enthält das siebte Multicast-Paket
den ersten Tunnelkopf 264 mit dem Heimatagenten-Adressenfeld 260 und
dem Heimatnetzwerk-Adressenfeld
des vierten mobilen Knotens 262 sowie das erste Multicast-Paketfeld 266.
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Die
dritten und vierten mobilen Knoten 110-3, 110-4 entfernen
die ersten Tunnelköpfe 254, 264 vom sechsten
und siebten Multicast-Paket, das vom Fremdagenten 130 übermittelt
wurde, um das erste Multicast-Paket zu identifizieren, das vom Korrespondenzknoten 100 übermittelt
wurde. Der Fremdagent 130 hat keine Informationen über die
COA des dritten und vierten mobilen Knotens 110-3 bzw. 110-4.
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Der
Heimatagent 120 führt
darum ein verschachteltes Tunnelverfahren durch (Ausführung des
Tunnelverfahrens gemäß jedem
Kopf, indem die ersten und die zweiten Tunnelköpfe an das erste Multicast-Paket angefügt werden,
um das erste Multicast-Paket einzukapseln), um das erste vom Korrespondenzknoten 100 übermittelte
Multicast-Paket an den dritten und den vierten mobilen Knoten 110-3 bzw. 110-4 zu übermitteln.
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Xylomenos
G. et al: „IP
multicasting for wireless mobile hosts", Military Communications Conference, 1996,
MILCOM '96, Conference
Proceedings, IEEE McLean, VA, USA, 21. bis 24. Okt. 1996, New York,
NY, USA, IEEE, US, Band 3, 21. Oktober 1996 (1996-10-21), Seiten
933-937, XP010204037 ISBN: 0-7803-3682-8 beschreibt IP-Multicast-Verfahren
für drahtlose
mobile Hosts, und die unabhängigen
Ansprüche
gehen von diesem Dokument aus.
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Johnson
D B ED – Institute
of Electrical and Electronics Engineers: „Scalable and Robust Internetwork Routing
for Mobile Hosts",
Protokoll der International Conference on Distributed Computing
Systems. Poznan, Polen, 21. bis 24. Juni, 1994, Los Alamitos, IEEE
Comprising.Soc.Press, US, Band CONF. 14, 21. Juni 1994 (1994-06-21),
Seiten 2-11, XP000489063 ISBN: 0-8186-5842-8, beschreibt skalierbares
und robustes Internetwork-Routen für mobile Hosts.
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Wie
oben beschrieben wurde, führt
die Vorrichtung für
das Multicast-Tunnelverfahren
nach dem Stand der Technik ein Unicast-Tunnelverfahren durch, indem
die Multicast-Pakete mit der Anzahl der mobilen Knoten dupliziert
werden, die Multicast-Pakete mit der COA des mobilen Knotens eingekapselt
werden und das Multicast-Paket an den mobilen Knoten übermittelt
wird. Das heißt,
der Heimatagent 120 dupliziert die n Multicast-Pakete,
um die Multicast-Pakete
an die n mobilen Knoten zu übermitteln,
und führt
das Unicast-Tunnelverfahren
durch, damit das n duplizierte Paket an jeden mobilen Knoten übermittelt
wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist, wenn der Pfad in der Nähe des Heimatagenten 120 ist,
der Pfad etwa n-Mal blockiert, wie beispielsweise, wenn das Multicast-Paket übermittelt
wird. Das wird als Multicast-Erdrutsch bezeichnet. Je größer das
Ausmaß ist,
mit dem die mobilen Knoten mit Multicast-Service innerhalb desselben Fremdnetzwerks
vom selben Heimatagenten 120 versorgt werden, desto wahrscheinlicher
ist das Auftreten des Multicast-Erdrutsches.
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Aus
dem Grunde verliert das Multicast-Verfahren seinen ursprünglichen
Effekt des Minimierens von Bandbreitenanforderungen für den Übertragungspfad
während
der Übertragung
derselben Meldung, da dieselben Pakete (dieselbe Nutzdatenmenge) über denselben
Pfad, d.h. denselben Heimatagenten 120, zur selben Zeit übertragen
werden.
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Um
dieses Problem zu lösen,
sind Versuche durchgeführt
worden, um einen dezentralisierten Ausbau zu definieren, ein Datensignal
für den
Heimatagenten und den Fremdagenten, um Informationen über mobile Knoten
auszutauschen. Bei der Einführung
ergaben sich jedoch Schwierigkeiten, weil viele unabhängige Netzwerk-Nutzer
unterschiedliche Arbeitsweisen haben.
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Beschreibung
der Erfindung
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Mit
der vorliegenden Erfindung sollen die dem Stand der Technik anhaftenden
Probleme gelöst
werden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines Verfahrens und einer Vorrichtung für einen expliziten Multicast-Tunneldienst in einem
mobilen IP-Netzwerk, um ein Multicast-Tunnelverfahren durch ein
explizites Multicast-Paket mit explizitem Multicast-Tunnelkopf durchzuführen, der
die Care-Of-Adressenliste mehrere mobiler IP enthält.
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Eine
zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines
Verfahrens und einer Vorrichtung für einen expliziten Tunneldienst
in einem mobilen IP-Netzwerk,
um ein Multicast-Tunnelverfahren mit einem expliziten Multicast-Paket
durchzuführen,
das die expliziten ersten und zweiten Multicast-Tunnelköpfe aufweist,
die die Liste der Heimatnetzwerkadressen und Care-Of-Adressen mehrerer
mobiler IP enthalten.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für einen
Multicast-Tunneldienst geschaffen, wie es in Anspruch 1 beansprucht
wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für einen
Multicast-Tunneldienst geschaffen, wie es in Anspruch 3 beansprucht
wird.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
für einen
Multicast-Tunneldienst geschaffen, wie sie in Anspruch 6 beansprucht
wird.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
für einen
Multicast-Tunneldienst geschaffen, wie sie in Anspruch 7 beansprucht
wird.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für einen
Multicast-Tunneldienst geschaffen, wie sie in Anspruch 8 beansprucht
wird.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
für einen
Multicast-Tunneldienst geschaffen, wie sie in Anspruch 9 beansprucht
wird.
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In
einer Ausführungsform
umfasst ein Verfahren den Schritt, dass mobile Knoten CL-COA verwenden und
dass die Schritte enthalten sind, das Multicast-Paket vom Korrespondenzknoten
zu empfangen; den mobilen Knoten der Mehrzahl von mobilen Knoten
zu erkennen, der auf dem Tunnelpfad des empfangenen Multicast-Pakets
liegt; den expliziten Multicast-Tunnelkopf zu generieren, dessen
Zieladresse die CL-COA des mobilen Knotens ist, der auf dem Tunnelpfad
liegt; das empfangene Multicast-Paket durch den generierten expliziten
Multicast-Tunnelkopf
einzukapseln und das eingekapselte Multicast-Paket an den mobilen
Knoten im Tunnel zu übermitteln.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird ein Verfahren für
Multicast-Tunneldienstverfahren
geschaffen, um ein von einem Korrespondenzknoten übermitteltes
Multicast-Paket an mehrere mobile Knoten in einem mobilen IP-Netzwerk zu übermitteln.
Das Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens des Multicast-Pakets
vom Korrespondenzknoten, des Erkennens des mobilen Knotens aus der
Mehrzahl von mobilen Knoten, der auf dem Tunnelpfad des empfangenen
Multicast-Pakets liegt, des Erzeugens des ersten expliziten Multicast-Tunnelkopfes,
dessen Zieladresse die Heimatnetzwerkadresse des mobilen Knotens
ist, der auf dem Tunnelpfad liegt, des Einkapselns des empfangenen
Multicast-Pakets durch den ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf,
des Erzeugens des zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopfes, dessen
Zieladresse die COA des Fremdagenten des auf dem Tunnelpfad liegenden
mobilen Knotens ist, des Einkapselns des empfangenen Multicast-Pakets
durch den zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf und des Übermittelns
des erneut eingekapselten Multicast-Pakets an den Tunnelpfad.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
die schematische Darstellung der Konfiguration einer Vorrichtung
für einen
Tunneldienst nach dem Stand der Technik.
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2A bis 2G stellen
die Struktur eines Multicast-Pakets dar, das für den Tunneldienst nach dem Stand
der Technik verwendet wird.
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3 ist
die schematische Darstellung der Konfiguration einer Vorrichtung
für expliziten
Multicast-Tunneldienst in einem mobilen IP-Netzwerk nach der vorliegenden
Erfindung.
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4A bis 4G stellen
die Struktur eines Multicast-Pakets dar, das für expliziten Multicast-Tunneldienst
in einem mobilen IP-Netzwerk nach der vorliegenden Erfindung verwendet
wird.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf bei der Durchführung der ersten Ausführungsform
eines expliziten Multicast-Tunneldienstes in einem mobilen IP-Netzwerk
nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf bei der Durchführung der ersten Ausführungsform
eines expliziten Multicast-Tunneldienstes in einem mobilen IP-Netzwerk
nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Liste der Bezugszeichen
in den Zeichnungen
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- 300
- Korrespondenzknoten
- 310-1,
310-2, 310-3 und 310-4
- erster
bis vierter mobiler Knoten
- 320
- Heimatagent
- 330
- Via-Router
- 340
- Fremdagent
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Beste Verfahren
zur Durchführung
der Erfindung
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen
eines Verfahrens und einer Vorrichtung für expliziten Multicast-Tunneldienst
in einem mobilen IP-Netzwerk gemäß der vorliegenden
Erfindung detaillierter und unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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3 stellt
schematisch eine Konfiguration einer Vorrichtung für expliziten
Multicast-Tunneldienst in einem mobilen IP-Netzwerk nach der vorliegenden
Erfindung dar, und die 4A bis 4G stellen
die Struktur eines Multicast-Pakets dar, das für expliziten Multicast-Tunneldienst
in einem mobilen IP-Netzwerk nach der vorliegenden Erfindung verwendet
wird. Nach 3 enthält eine Vorrichtung für expliziten
Multicast-Tunneldienst in einem mobilen IP-Netzwerk die ersten bis
vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4, die
ein Multicast-Paket
vom Korrespondenzknoten 300 empfangen, der mit dem Heimatnetzwerk
verbunden ist, und der Heimatagent 320 übermittelt das vom Korrespondenzknoten 300 übermittelte
Multicast-Paket an den ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 über den
Via-Router 330 und den Fremdagenten 320.
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Zu
diesem Zeitpunkt besuchen der erste bis vierte mobile Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 das Fremdnetzwerk,
nachdem sie das Heimatnetzwerk verlassen haben, während die
CL-COA (Co-Located Care-Of-Adresse) dem ersten und zweiten mobilen
Knoten 310-1 bzw. 310-2 vom nicht gezeigten DHCP-Server (Dynamic
Host Configuration Protocol Server) im Fremdnetzwerk zugeordnet
wird. Die COA des Fremdagenten wird ebenfalls dem dritten und dem
vierten mobilen Knoten 310-3 bzw. 310-4 zugeordnet,
indem die Pfadinformation eines Fremdagenten 340 im Fremdnetzwerk
verwendet wird. Außerdem
sind die COA und die COA des Fremdagenten die Endadressen eines
Tunnels, der den ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 gegenüberliegt,
wenn sich die ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 innerhalb
des Fremdnetzwerkes befinden.
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Die
ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 benachrichtigen
die ihnen zugeordnete COA, wenn sie mit dem Fremdnetzwerk des Heimatagenten 320 Verbindung
haben, um am Multicast-Service teilzunehmen. Die ersten bis vierten
mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 übermitteln auch
ein Multicast-Service-Teilnahmesignal, um ein Multicast-Paket vom
Korrespondenzknoten 300 an den Korrespondenzknoten 300 über den
Heimatagenten 320 zu empfangen.
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Der
Heimatagent 320 kapselt das vom Korrespondenzknoten 300 übermittelte
Multicast-Paket ein, indem er einen Tunnelkopf mit der COA-Liste
der ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 anfügt, um das
Multicast-Tunnelverfahren
durchzuführen.
Der Via-Router 330 übermittelt
das vom Heimatagenten 320 übermittelte eingekapselte Multicast-Paket
im Multicast-Tunnelverfahren
des Heimatagenten 320 an den ersten und den zweiten mobilen
Knoten 310-1 bzw. 310-2, während der Fremdagent 340 das
vom Heimatagenten 320 übermittelte
eingekapselte Multicast-Paket an den dritten und den vierten mobilen
Knoten 310-3 bzw. 310-4 übermittelt.
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Im
Folgenden wird der Vorgang des expliziten Multicast-Tunneldienstes
in einem mobilen IP-Netzwerk nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Korrespondenzknoten 300 erzeugt das erste Multicast-Paket
für die Übermittlung
an die ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 und übermittelt es
an den Heimatagenten 320. Wie in 4A dargestellt,
enthält
das erste Multicast-Paket ein Senderadressenfeld 400, das
die Adresse des Korrespondenzknotens 300 speichert, ein
Zieladressenfeld 402, das eine Gruppen-Multicast-Adresse speichert,
und einen Nutzbereich 404 zum Speichern von Daten. Dementsprechend
ist die Adresse des Gruppen-Multicast im Bereich von '224.0.0.0' bis '239.255.255.255' festgelegt und an
die Multicast-Gruppe vergeben.
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Der
Heimatagent 320 erkennt den Übertragungspfad, d.h. den Via-Router 330 und
den Fremdagenten 340 des empfangenen Multicast-Pakets an
einem Teilnahmesignal, das von den ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3, 310-4 eingegeben
wird. Danach erzeugt der Heimatagent 320 ein Multicast-Paket zur Übertragung
an einen anerkannten Übertragungspfad,
d.h. den Via-Router 330 und den Fremdagenten 340.
Anders ausgedrückt,
der Heimatagent 320 erzeugt den expliziten Multicast-Tunnelkopf,
dessen Senderadresse die Heimatagentenadresse und dessen Zieladresse
die CL-COA des ersten mobilen Knotens 310-1 und des zweiten
mobilen Knotens 310-2 ist, kapselt das erste Multicast-Paket
durch einen generierten expliziten Multicast-Tunnelkopf ein und
erzeugt das zweite Multicast-Paket.
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Wie
in 4B gezeigt, enthält das zweite Multicast-Paket
einen Tunnelkopf 414 mit einem Heimatagenten-Adressenfeld 410,
einem Link-Local-Multicast-Adressenfeld 411,
dem CL-COA-Feld 412 des ersten mobilen Knotens und dem
CL-COA-Adressenfeld 413 des zweiten mobilen Knotens sowie
dem ersten Multicast-Paketfeld 415, in dem das erste Multicast-Paket
gespeichert ist. Außerdem
ist die im Link-Local-Multicast-Adressenfeld 411 gespeicherte
Link-Local-Multicast-Adresse
von '244.0.0.0' bis '239.255.255.255' festgelegt (Multicast-Gruppenadresse, um
Multicasts zu unterscheiden) und wird an Multicast-Gruppen vergeben.
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Der
Heimatagent 320 übermittelt
das erzeugte zweite Multicast-Paket im Multicast-Tunnelverfahren
an den Via-Router 330, während der Via-Router 330 den
nächsten Übertragungspfad
erkennt, d.h. den ersten und den zweiten mobilen Knoten 310-1, 310-2,
indem er die erste und die zweite CL-COA der mobilen Knoten identifiziert,
die im Zieladressenfeld des zweiten empfangenen Multicast-Pakets gespeichert
sind. Dann erzeugt der Via-Router 330 das dritte und vierte
Multicast-Paket zur Übertragung
an den Übertragungspfad,
der durch das explizite Multicast-Routing erkannt wurde, d.h. den
ersten und den zweiten mobilen Knoten 310-1, 310-2.
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Wie
in 4C gezeigt, enthält das dritte Multicast-Paket,
das an den ersten mobilen Knoten 310-1 durch explizites
Multicast-Routing zu übertragen
ist, das Heimatagenten-Adressenfeld 420, in dem die Adresse
des Heimatagenten gespeichert ist, ein Link-Local-Multicast-Adressenfeld 422,
das CL-COA-Feld 424 des ersten mobilen Knotens, in dem
die CL-COA des ersten mobilen Knotens 310-1 gespeichert
ist, das CL-COA-Adressenfeld 426 des zweiten mobilen Knotens,
in dem '0' gespeichert ist,
sowie das erste Multicast-Paketfeld 428. Im Link-Local-Multicast-Adressenfeld 422 ist
die Link-Local-Multicast-Adresse gespeichert und im ersten Multicast-Paketfeld 428 das
erste Multicast-Paket.
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Wie
in 4D gezeigt, enthält das vierte Multicast-Paket,
das durch explizites Multicasting-Routing an den zweiten mobilen
Knoten 310-2 zu übermitteln
ist, ein Heimatagenten-Adressenfeld 430, das die Adresse des
Heimatagenten speichert, ein Link-Local-Multicast-Adressenfeld 432,
das '0' speichernde CL-COA-Feld 434 des
ersten mobilen Knotens, das die CL-COA des zweiten mobilen Knotens 310-2 speichernde CL-COA-Feld 436 des
zweiten mobilen Knotens und das erste Multicast-Paketfeld 438.
Das Link-Local-Multicast-Adressenfeld 432 speichert die
Link-Local-Multicast-Adresse und das erste Multicast-Paketfeld 438 speichert
das erste Multicast-Paket.
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Der
Via-Router 330 erzeugt das dritte und das vierte Multicast-Paket
für den
ersten und den zweiten mobilen Knoten 310-1, 310-2 per
explizitem Multicast-Routing.
Der erste und der zweite mobile Knoten 310-1, 310-2 identifizieren
das vom Korrespondenzknoten 300 übermittelte erste Multicast-Paket,
indem jeder explizite Multicast-Tunnelkopf vom dritten und vierten
vom Via-Router 330 übermittelten
Multicast-Paket entfernt wird.
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Der
Heimatagent 320 erzeugt den ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf,
dessen Senderadresse die Adresse des Heimatagenten ist und dessen
Zieladresse die Heimatnetzwerkadresse des dritten mobilen Knotens 310-3 und
des vierten mobilen Knotens 310-4 ist, und kapselt das
erste Multicast-Paket mit dem erzeugten expliziten Multicast-Tunnelkopf
ein. Dann erzeugt der Heimatagent 320 den expliziten Multicast-Tunnelkopf,
dessen Senderadresse die Adresse des Heimatagenten und dessen Zieladresse
die COA des drittem mobilen Knotens 310-3 und des vierten
mobilen Knotens 310-4 ist, kapselt das erste Multicast-Paket durch Erzeugen
des zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopfes ein und erzeugt das
fünfte
Multicast-Paket.
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Wie
in 4E gezeigt, enthält das vierte Multicast-Paket
den ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf 440, den zweiten
expliziten Multicast-Tunnelkopf 441 und das erste Multicast-Paketfeld 442.
Außerdem
enthält der
erste explizite Multicast-Tunnelkopf 440 ein
Heimatagenten-Adressenfeld 443, ein Link-Local-Multicast-Adressenfeld 444,
das Heimatnetzwerk-Adressenfeld 445 des dritten mobilen
Knotens und das Heimatnetzwerk-Adressenfeld 446 des vierten
mobilen Knotens. Der zweite explizite Multicast-Tunnelkopf 441 enthält weiter
ein Heimatagenten-Adressenfeld 447, ein Link-Local-Multicast-Adressenfeld 448,
das COA-Feld 449 des
Fremdagenten des dritten mobilen Knotens und das COA-Feld 450 des
Fremdagenten des vierten mobilen Knotens.
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Der
Heimatagent 320 kapselt das erste Multicast-Paket mit dem
ersten und dem zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf 440 bzw. 441 ein,
wenn der Heimatagent 320 das Multicast-Paket über den
Fremdagenten 340 an den dritten und den vierten mobilen
Knoten 310-3 und 310-4 übermittelt, weil der Fremdagent 340 nicht
die Information besitzt, welche COA dem dritten und dem vierten
mobilen Knoten 310-3 und 310-4 zugeordnet ist.
Der Heimatagent 320 übermittelt
das vierte erzeugte Multicast-Paket im Multicast-Tunnelverfahren an
den Fremdagenten 340, und der Fremdagent 340 entfernt
den zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf 441 von
dem empfangenen fünften
Multicast-Paket. Dann dupliziert der Fremdagent 340 das
fünfte
Multicast-Paket, das vom zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf 441 entfernt
wurde, und erzeugt das sechste und das siebte Multicast-Paket, die
an den dritten mobilen Knoten 310-3 und den vierten mobilen
Knoten 310-4 zu übermitteln
sind.
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Zusätzlich enthält, wie
aus 4F hervorgeht, das sechste, an den dritten mobilen
Knoten 310-3 zu übermittelnde
Multicast-Paket den ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf 464 mit
einem Heimatagenten-Adressenfeld 460, das die Adresse des
Heimatagenten speichert, mit einem Link-Local-Multicast-Adressenfeld 461,
mit dem Heimatnetzwerk-Adressenfeld 462 des dritten mobilen
Knotens, in dem die Heimatnetzwerkadresse des dritten mobilen Knotens
gespeichert ist, und mit dem Heimatnetzwerk-Adressenfeld 463 des vierten
mobilen Knotens, in dem '0' gespeichert ist,
und das erste Multicast-Paketfeld 465. Im Link-Local-Multicast-Adressenfeld 461 ist
die Link-Local-Multicast-Adresse gespeichert und im ersten Multicast-Paketfeld 465 ist
das erste Multicast-Paket gespeichert.
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Weiter,
wie in 4G gezeigt, enthält das siebte
an den vierten mobilen Knoten 310-4 zu übermittelnde Multicast-Paket
den zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf 474 mit
einem Heimatagenten-Adressenfeld 470, in dem die Adresse
des Heimatagenten gespeichert ist, mit einem Link-Local-Multicast-Adressenfeld 471, mit
dem '0' speichernden Heimatnetzwerk-Adressenfeld 472 des
dritten mobilen Knotens, mit dem Heimatnetzwerk-Adressenfeld 473 des
vierten mobilen Knotens, in dem die Heimatnetzwerkadresse des vierten
mobilen Knotens gespeichert ist, und das erste Multicast-Paketfeld 475.
Das Link-Local-Multicast-Adressenfeld 471 speichert
die Link-Local-Multicast-Adresse und das erste Multicast-Paketfeld 475 speichert
das erste Multicast-Paket.
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Der
dritte und der vierte mobile Knoten 310-3 und 310-4 identifizieren
das erste vom Korrespondenzknoten 300 übermittelte Multicast-Paket,
indem jeder explizite Multicast-Tunnelkopf 464, 474 vom
sechsten und siebten Multicast-Paket, die vom Fremdagenten 340 übermittelt
wurden, entfernt wird.
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Ein
Verfahren zum expliziten Multicast-Tunneldienst in einem mobilen
Netzwerk nach der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm, das
den Ablauf bei der Durchführung
der ersten Ausführungsform
zum expliziten Multicast-Tunneldienst in einem mobilen IP-Netzwerk
nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Der
Heimatagent 320 empfängt
das an den ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 von
dem mit dem Heimatnetzwerk verbundenen Korrespondenzknoten 300 übermittelte
Multicast-Paket (S500). Das empfangene Multicast-Paket an sich enthält die Multicast-Adresse
einer Gruppe, zu der die ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4,
die Multicast-Service
anfordern, gehören.
Dann erkennt der Heimatagent 320 den Übertra gungspfad des empfangenen
Multicast-Pakets, die ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 (Tunnelpfad)
(S502).
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Der
Heimatagent 320 empfängt
ein Teilnahmesignal im voraus, um Multicast-Pakete von den ersten bis vierten mobilen
Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 zu
empfangen, und erkennt den Übertragungspfad des
Tunnelverfahrens durch das empfangene Teilnahmesignal. Der Heimatagent 320 des
ersten und des zweiten mobilen Knotens 310-1 bzw. 310-2 fügt die CL-COA
der ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 ein
(S504). Dann erzeugt der Heimatagent 320 einen expliziten
Multicast-Tunnelkopf, dessen Zieladresse die CL-COA der erkannten
ersten und zweiten mobilen Knoten 310-1, 310-2 ist
(S506), und kapselt das Multicast-Paket mit dem erzeugten expliziten
Multicast-Tunnelkopf
ein (S508). Weiter enthält
das eingekapselte Multicast-Paket den expliziten Multicast-Tunnelkopf
mit einem Senderadressenfeld, in dem die Adresse des Heimatagenten
gespeichert ist, einem Link-Local-Multicast-Adressenfeld und einem Zieladressenfeld
mit gespeicherter CL-COA vom ersten und zweiten mobilen Knoten und
ein Multicast-Paketfeld.
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Der
Heimatagent 320 führt
das explizite Multicast-Tunnelverfahren aus, indem er das eingekapselte Multicast-Paket
an den ersten und den zweiten mobilen Knoten 310-1, 310-2 übermittelt
(S510). Im Schritt S510 kann ein Multicast-Routing mit einer Mehrzahl
von Via-Routern das eingekapselte Multicast-Paket an den ersten
und der zweiten mobilen Knoten 310-1, 310-2 übermitteln.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf bei der Durchführung der ersten Ausführungsform
eines expliziten Multicast-Tunneldienstes in einem mobilen IP-Netzwerk gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Der Heimatagent 320 empfängt das
an die ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 zu übermittelnde
Multicast-Paket vom Korrespondenzknoten 300, der mit dem
Heimatnetzwerk verbunden ist (S600). Dann erkennt der Heimatagent 320 den Übermittlungspfad
des empfangenen Multicast-Pakets, d.h. die ersten bis vierten mobilen
Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 (Tunnelpfad)
(S602).
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Der
Heimatagent 320 erkennt den mobilen Knoten, der die COA
des Fremdagenten des erkannten Tunnelpfades hat, die ersten bis
vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 (S604).
Das heißt,
der Heimatagent 320 erkennt den dritten und den vierten
mobilen Knoten 310-3 und 310-4, die mit dem Fremdagenten 340 verbunden
sind und denen die COA für
den Fremdagenten der ersten bis vierten mobilen Knoten 310-1, 310-2, 310-3 und 310-4 zugeordnet
ist.
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Der
Heimatagent 320 erzeugt den ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf,
dessen Zieladresse die Heimatnetzwerkadresse des dritten und des
vierten mobilen Knotens 310-3 und 310-4 ist, die
im Schritt S604 erkannt wurde, um das Multicast-Paket des dritten und vierten mobilen
Knotens 310-3 und 310-4 zu übermitteln (S606). Dann kapselt
der Heimatagent 320 das vom Korrespondenzknoten 300 übermittelte
Multicast-Paket durch den erzeugten ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf (S608)
ein.
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Der
Heimatagent 320 erkennt die COA des Fremdagenten des dritten
und des vierten mobilen Knotens 310-3 und 310-4 entsprechend
der im ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf gespeicherten Heimatnetzwerkadresse
(S610). Dann erzeugt der Heimatagent 320 den zweiten expliziten
Multicast-Tunnelkopf, dessen Zieladresse die COA des Fremdagenten
der erkannten dritten und vierten mobilen Knoten 310-3 und 310-4 ist (S612).
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Der
Heimatagent 320 kapselt das vom zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf
im Schritt S612 eingekapselte Multicast-Paket erneut ein (S614).
Dann übermittelt
der Heimatagent 320 das erneut eingekapselte Multicast-Paket
an den Fremdagenten 340 und verbindet sich mit dem dritten
und dem vierten mobilen Knoten 310-3 und 310-4 durch
explizites Multicast-Tunnelverfahren (S616). Weiter entfernt der
Fremdagent 340 den zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf
vom doppelt eingekapselten Multicast-Paket, das vom Heimatagenten 320 übermittelt
wurde, und übermittelt
es an den dritten und den vierten mobilen Knoten 310-3 und 310-4.
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Der
dritte und der vierte mobile Knoten 310-3 und 310-4 entfernen
den ersten expliziten Multicast-Tunnelkopf von dem vom Fremdagenten 340 übermittelten Multicast-Paket,
um das Multicast-Paket, das vom Korrespondenzknoten 300 übermittelt
wurde, zu erkennen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
Vorrichtung und das Verfahren für
den expliziten Multicast-Tunneldienst nach der vorliegenden Erfindung
führt ein
Tunnelverfahren durch, indem ein expliziter Multicast-Tunnelkopf
erzeugt wird, dessen Zieladresse die CL-COA ist, und indem das Originalpaket
unter Verwendung des erzeugten expliziten Multicast-Tunnelkopfes eingekapselt
wird, wenn die CL-COA dem mobilen Knoten zugeordnet ist.
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Eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum expliziten Multicast-Tunneldienst
nach der vorliegenden Erfindung erzeugen ebenfalls ein erstes explizites
Multicast, dessen Zieladresse die Heimatnetzwerkadresse eines mobilen
Knotens ist, dem die COA eines Fremdagenten zugeordnet ist, und
kapseln das Originalpaket durch den ersten expliziten Multicast
ein. Dann erzeugt die Vorrichtung den zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf,
dem die COA des Fremdagenten des mobilen Knotens zugeordnet ist,
und führt
das Tunnelverfahren durch, indem das eingekapselte Multicast-Paket
durch den zweiten expliziten Multicast-Tunnelkopf eingekapselt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann demzufolge die Übermittlungseffizienz
verbessert werden, da die Durchführung
des Multicast-Verfahrens die Bandbreite reduzieren und die Übermittlungszeit
für die Übermittlung
des Pakets verringern kann, wenn das Multicast-Paket an eine Mehrzahl
von mobilen Knoten im Tunnelverfahren übermittelt wird.
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Obgleich
die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform verhältnismäßig detailliert
beschrieben wurde, erkennen Fachleute auf diesem Gebiet, dass die
vorliegende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in verschiedenen
Konstruktionseinzelheiten, bei der Kombination und der Anordnung
von Teilen verändert
werden kann, ohne den Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen beansprucht
wird, zu verlassen.