DE60305809T2

DE60305809T2 - Verfahren für optimales Routing von Paketen im mobilen IPv6 Protokoll mit Unterstützung von lokalem Mobilitätsmanagement

Info

Publication number: DE60305809T2
Application number: DE2003605809
Authority: DE
Inventors: Youn-Hee Guri-city Han
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2023-08-12
Also published as: EP1389887B1; CN100372293C; DE60305809D1; CN1484407A; KR100474451B1; US20040136348A1; KR20040016264A; JP2004080791A; EP1389887A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Paketroutingverfahren und insbesondere ein optimiertes Paketroutingverfahren in einem ein lokales Mobilitätsmanagement (localized mobility management) unterstützenden Mobil-IPv6 (mobile internet protocol version 6, Mobilinternetprotokoll in der Version 6), das eine kurze Handoverzeit beziehungsweise Weiterreichzeit (handoff time) sowie niedrige Kosten für die Verbindungsaktualisierung (binding update BU) und das Tunneln (tunneling) bietet. Die vorliegende Erfindung beruht auf der durch Bezugnahme mitaufgenommenen koreanischen Patentanmeldung 2002-48534.
Durch die in jüngster Zeit entstandenen Verbesserungen der Leistung bei Mobilendgeräten, so beispielsweise bei tragbaren Computern oder PDAs (personal digital assistant PDA, persönlicher digitaler Assistent) und die Entwicklungen drahtloser Datenauastauschtechnologien hofft die Mehrheit der Internetnutzer darauf, qualitativ hochwertige Internetdienste auch in drahtlosen Umgebungen nutzen zu können.
Sind bestimmte Kennungen (identifiers), so gennannte „IP-Adressen", sämtlich durch Mobilendgeräte belegt, so können Probleme bei Nutzern, die ihre unabhängig in einer Linkhierarchie bedienten Dienste überlasten, wie auch Probleme beim globalen Funkzellenwechsel (roaming) auf natürliche Weise gelöst werden. Daher arbeitet die Mobil-IP-Arbeitsgruppe der IETF (Internet Engineering Task Force IETF, Arbeitsgemeinschaft der Internetingenieure) an der Standardisierung geeigneter Protokolle für die Entwicklung von Mobilinternetprotokollen sowie an Verbesserungen hieran. Zudem planen andere Standardisierungsorganisationen die Einführung von Mobilinternetprotokollen für zellenbasierte Systeme, so beispielsweise UMTS, CDMA2000, GPRS und dergleichen mehr.
Mit der Zunahme der Zahl der Nutzer des drahtlosen Internets genügt das Adresssystem der bestehenden Version 4 (IPv4) des Internetprotokolls zwischenzeitlich nicht mehr der zunehmenden Menge von IP-Adressen. Aus diesem Grund wird die Bereitstellung von Mobilität durch die Verwendung der Version 6 des Internetprotokolls (IPv6) als Internetprotokoll der nächsten Generation derzeit intensiv erforscht.
Die Mobil-IPv6-Technologie (nachstehend als MIPv6 abgekürzt) der IETF ist als Standardverfahren zur Unterstützung der Mobilität mit dem Zeitpunkt des Überganges vom Internetprotokoll IPv4 zum Internetprotokoll IPv6 in Zukunft anerkannt.
Das MIPv6 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1A und 1B beschrieben.
1A ist eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden zum Senden einer Verbindungsaktualisierung (binding update BU) an einen Heimstandortagenten (home agent) HA und einen Korrespondentenknoten (correspondent node) CN, wenn sich ein Mobilknoten (mobile node) MN im MIPv6 bewegt, wohingegen 1B eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden für einen Mobilknoten MN zum Empfangen eines Paketes von einem Korrespondentenknoten CN im MIPv6 ist.
Zunächst werden nachstehend Definitionen für Bestandteile und Begriffe beim MIPv6 angegeben.
Ein Mobilknoten (mobile node MN) ist ein Knoten, der seine Netzwerkanschlussposition ändert.
Ein Korrespondentenknoten (correspondent node CN) ist ein weiterer Knoten, der mit einem Mobilknoten (MN) in Verbindung steht.
Ein Heimstandortnetzwerk (home network) bezeichnet ein Netzwerk, das vor der Bewegung eines Mobilknotens (MN) mit einer Heimstandortadresse (home address) HoA verbunden ist.
Eine Heimstandortadresse (home address) HoA ist eine Adresse, die über ein Heimstandortpräfix (home prefix) konfiguriert ist, bevor sich ein Mobilknoten (MN) in ein anderes Teilnetz (subnet) bewegt.
Ein Heimstandortagent (home agent) HA ist von den Routern in einem Heimstandortnetzwerk derjenige Router, der über Informationen betreffend Mobilknotenregistrierungen (MN registrations) verfügt sowie dem Übertragen eines Paketes an eine aktuelle Position eines Mobilknotens (MN) dient, wenn der Mobilknoten (MN) sein Heimstandortnetzwerk verlässt.
Eine Betreuungsadresse (Care-of-Adresse CoA) ist eine temporäre beziehungsweise vorübergehende Adresse, die über ein Netzwerkpräfix, worin sich ein Mobilknoten (MN) gegenwärtig befindet, als Adresse konfiguriert ist, die nach Art einer Adressenautokonfigurierung beim IPv6 ermittelt wird, wenn sich der Mobilknoten (MN) in ein externes Netzwerk bewegt.
Eine Verbindung (binding) wird verwendet, um eine vorübergehend konfigurierte Betreuungsadresse (CoA) auf eine Heimstandortadresse (HoA) einer Originaladresse als Information für eine Registrierung bezüglich einer Heimstandortadresse (HoA) zu beziehen, wenn sich ein Mobilknoten (MN) in ein externes Netzwerk bewegt.
Beim MIPv6 sendet, wenn sich ein Mobilknoten (MN) von einem Teilnetz 1 gemäß Markierung mit einer gepunkteten Linie in 1A in ein Teilnetz 2 gemäß Markierung mit einer durchgezogenen Linie in 1A bewegt, der Mobilknoten (MN) eine Verbindungsaktualisierung (binding update BU), wodurch ein Heimstandortagent (HA) über dessen Position informiert wird.
Wird die Verbindung aktualisiert, so registriert der Mobilknoten (MN) die Präfixinformation des Teilnetzes 2, in dem er sich befindet, sowie eine vorübergehende Adresse CoA2, die über eine IP-Adresse konfiguriert ist.
Danach wird, wie in 1B gezeigt ist, nur ein Paket, das zuerst übertragen wird, über den Heimstandortagenten (HA) von einem Korrespondentenknoten (CN) (Pfad [1] in 1B) übertragen, wohingegen die meisten Pakete direkt über einen optimierten Pfad von dem Korrespondentenknoten (CN) an den Mobilknoten (MN) (Pfad [2] von 1B) übertragen werden.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, managt das MIPv6 effizient die Makromobilität der Mobilknoten (MNs), liefert jedoch kein effektives Management der Mikromobilität hiervon. Als Verfahren zur Überwindung derartiger Nachteile sowie zur Ergänzung und Verbesserung des MIPv6 wurde seitens der IETF das lokale Mobilitätsmanagement beim IPv6 (nachstehend mit LMMv6 bezeichnet) vorgeschlagen. Das lokale Mobilitätsmanagement ist ein Mobilitätsmanagementverfahren, bei dem Routinginformation in Verbindung mit einem Korrespondentenknoten (CN) und einem Heimstandortagenten (HA) keine Änderung erfährt, wenn sich ein Mobilknoten (MN) in ein anderes Netzwerk innerhalb eines lokal beschränkten Raumes bewegt.
2A ist eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden zum Senden einer Verbindungsaktualisierung (binding update) an einen Heimstandortagenten (home agent) HA und einen Korrespondentenknoten, wenn sich ein Mobilknoten (MN) im LMMv6 bewegt, wohingegen 2B eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden für einen Mobilknoten (MN) zum Empfangen von Paketen von dem Korrespondentenknoten (CN) im LMMv6 ist.
Zunächst sind Definitionen der Bestandteile und Begriffe beim LMMv6 angegeben.
Ein lokaler Mobilitätsagent (localized mobility agent) LMA wird wie ein Heimstandortagent in einem Netzwerk genutzt, in das sich ein Mobilknoten (MN) bewegt, und stellt darüber hinaus einen Agenten zur Durchführung des lokalen Mobilitätsmanagements eines Mobilknotens (MN) dar.
Eine lokale Mobilitätsdomäne (localized mobility domain) ist eine Gruppe aus mehreren Netzwerken, in der ein lokales Mobilitätsmanagement erfolgt, wobei ein oder mehrere lokale Mobilitätsagenten (localized mobility agents LMAs) in einer entsprechenden Domäne vorhanden sein müssen, und die Mobilität. eines Mobilknotens (MN) gegenüber fremden Heimstandortagenten (HAs) und Korrespondentenknoten (CNs) verborgen bleiben muss.
Eine regionale Betreuungsadresse (regional care-of address RCoA) ist eine temporäre beziehungsweise vorübergehende Adresse, die von einem Mobilknoten (MN) konfiguriert wird, der ein Präfix eines Netzwerkes empfängt, in dem sich ein lokaler Mobilitätsagent (LMA) befindet, sobald der Mobilitätsknoten (MN) in dem Netzwerk eintrifft, in das sich der Mobilknoten (MN) bewegt. Eine regionale Betreuungsadresse empfängt der Mobilknoten (MN), wenn er in eine entsprechende Domäne eintritt. Diese ändert sich während der Bewegung innerhalb der Domäne nicht. Die regionale Betreuungsadresse RCoA ist in der Verbindungsinformationen enthalten, die an fremde Heimstandortagenten (HAs) und Korrespondentenknoten (CNs) zu senden ist.
Eine online vorhandene lokale Betreuungsadresse (on-line local care-of address LCoA) ist dasselbe wie eine Betreuungsadresse gemäß Beschreibung beim MIPv6 und wird als LCoA bezeichnet, um sie von der RCoA zu unterscheiden.
Wie in 2A gezeigt ist, wird beim LMMv6 ein Mobilknoten (MN) nicht gezwungen, eine Verbindungsaktualisierung, die einen Heimstandortagenten (HA) über dessen Posi tion informiert, zu senden, wenn sich der Mobilknoten (MN) an eine neue Position in derselben Domäne (a → b → c) bewegt. Der Mobilknoten (MN) aktualisiert einfach die Verbindung lediglich bezüglich des lokalen Mobilitätsagenten (LMA).
Daher weist das LMMv6 den Vorteil auf, die Kosten für die Verbindungsaktualisierung und die Verzögerungszeit beim Weiterreichen im Vergleich zum MIPv6 zu verringern.
Nur ein Paket, das zuerst von einem Korrespondentenknoten (CN) übertragen wird, wird durch den lokalen Mobilitätsagenten (LMA) über einen Heimstandortagenten (HA) (Pfad [1] von 2B) geroutet, wobei die Verbindungsaktualisierung einschließlich eines Mobilknotens (MN) direkt an einen Korrespondentenknoten (CN) übertragen wird. Anschließend werden die meisten Pakete über den lokalen Mobilitätsagenten (LMA) von dem Korrespondentenknoten (CN) (Pfad [2] von 2B) übertragen.
Beim LMMv6 werden sämtliche Pakete, die von einem Korrespondentenknoten (CN) gesendet werden, an einen Mobilknoten (MN) durch Tunneln über den lokalen Mobilitätsagenten (LMA) übertragen. Daher sind die Übertragungen von Datenpaketen stärker verzögert als beim MIPv6, und der lokale Mobilitätsagent (LMA) ist überlastet.
Entsprechend weisen sowohl MIPv6 wie auch LMMv6 Vorteile und Nachteile auf, sodass Bedarf an einem neuen Verfahren zum optimierten Routing von Paketen besteht, mit dem derartige Nachteile überwunden werden können.
In dem Beitrag „Route Optimization by the Use of Two Care-Of Addresses in Hierarchical Mobile IPv6", veröffentlicht bei IEICE Trans. Commun., Band E84-B, Nr. 4, April 2001, schlagen Youn-Hee Han et al. eine Routenoptimierung durch die Verwendung zweier Betreuungsadressen (CoAs) vor. Bewegt sich ein Mobilknoten (MN) in eine neue Domäne hinein, so erhält er zwei CoAs, nämlich die Domänen-CoA und die MN-CoA. In diesem Fall registriert der Mobilknoten die Verbindung zwischen seiner Heimstandortadresse und den beiden CoAs zu dem Heimstandortagenten und externen Korrespondentenknoten (CN). Bewegt sich der MN innerhalb einer Domäne, so muss er nur die CoA ändern. Die Domänen-CoA bleibt die gleiche. In diesem Fall registriert der MN die Verbindung zwischen seiner Heimstandortadresse und der CoA mit dem aktuellen Domänenagenten und internen CNs. Diese Verbindungsregistrierungen werden von demjenigen Mobilknoten vorgenommen, der ein Paket mit einer Verbindungsaktualisierungsoption (BU-Option) sendet. Alle MNs von IPv6 enthalten Cashe-Einträge für Verbindun gen anderer MNs, die beim Empfangen der BUs aktualisiert werden. Darüber hinaus hält jeder Mobilknoten eine BU-Liste vor, die Informationen für jede Verbindungsaktualisierung (BU) aufzeichnet. Es ist anzunehmen, dass der Mobilknoten regelmäßig BUs zum Aktualisieren der cachegespeicherten Verbindung an den CN sendet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für das Mobil-IPv6 ein kostengünstigeres optimiertes Paketroutingverfahren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen festgelegt.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein optimiertes Paketroutingverfahren beim Mobil-IPv6 vorgesehen, das ein lokales Mobilitätsmanagement unterstützt, und eine kurze Weiterreichzeit (handoff time) sowie niedrige Kosten für die Verbindungsaktualisierung und das Tunneln bietet.
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein optimiertes Paketroutingverfahren beim Mobil-IPv6 bereitgestellt, das ein lokales Mobilitätsmanagement unterstützt, wobei das Routing von Paketen zwischen einem Mobilknoten und einem Korrespondentenknoten erfolgt, an den der Mobilknoten die Pakete in einem Netzwerksystem, das die Mobilknoten enthält, überträgt, wobei ein lokaler Mobilitätsagent ein lokales Mobilitätsmanagement des Mobilknotens vornimmt, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: (A) Senden einer Verbindungsaktualisierung mit LCoA an den Korrespondentenknoten durch den Mobilknoten, wenn der Korrespondentenknoten eine Mehrzahl von Paketen an den Mobilknoten sendet; (B) Entscheiden, ob ein Weiterreichen vorgenommen wird, wenn sich der Mobilknoten bewegt; (C) an den Korrespondentenknoten erfolgendes Übertragen einer Verbindungsaktualisierung mit RCoA einer beliebigen Adresse gemäß Konfigurierung durch Empfangen eines Präfixes eines Netzwerkes, in dem ein lokaler Mobilitätsagent (LMA) in einem Bereich vorhanden ist, in dem sich der Mobilknoten bewegt, für den Fall, dass entschieden wird, dass das Weiterreichen vorgenommen wird; und (D) Senden der Pakete an den lokalen Mobilitätsagenten über die RCoA durch den Korrespondentenknoten.
Vorzugsweise empfängt darüber hinaus der Mobilknoten die Pakete direkt von dem Korrespondentenknoten während der Datenaustauschvorgänge mit dem Korrespondentenknoten, wenn sich der Mobilknoten nicht bewegt, und der Mobilknoten empfängt die Pakete über den lokalen Mobilitätsagenten, wenn der Mobilknoten das Weiterreichen vornimmt.
Vorzugsweise sendet in einem Zustand, in dem der Mobilknoten mit dem Korrespondentenknoten in Verbindung steht, der Mobilknoten an den Korrespondentenknoten eine Verbindungsaktualisierung mit LCoA einer Adresse gemäß Konfigurierung durch ein Präfix eines Netzwerkes, in dem sich der Mobilknoten befindet.
Vorzugsweise zeichnet der Mobilknoten Information betreffend einen eine Verbindungsaktualisierung vornehmenden Heimstandortagenten und den Korrespondentenknoten auf, um eine Verbindungsaktualisierungsliste mit hinzugefügten O-Flags (Optimierungsflags) zu erstellen, und entscheidet und sendet entweder die LCoA oder die RCoA nach dem Übertragen einer Verbindungsaktualisierung an den Korrespondentenknoten auf Basis der Optimierungsflags.
Vorzugsweise entscheidet, wenn der Mobilknoten ein erstes Paket von dem Korrespondentenknoten empfängt, der Mobilknoten, ob die übertragenen Pakete von dem lokalen Mobilitätsagenten getunnelt werden, und managt eine Empfangsrate der getunnelten Pakete.
Vorzugsweise prüft der Mobilknoten einen Schicht-2-Verbindungszustand (layer 2 connection state) und erfasst die Zeit, zu der das Weiterreichen stattfindet.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die vorstehende Aufgabe und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus einer Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung, die sich wie folgt zusammensetzt.
1A ist eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden für einen Mobilknoten, der eine Verbindungsaktualisierung an einen Heimstandortagenten und einen Korrespondentenknoten sendet, wenn sich der Mobilknoten im MIPv6 bewegt.
1B ist eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden für einen Mobilknoten, der Pakete von einem Korrespondentenknoten im MIPv6 empfängt.
2A ist eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden für einen Mobilknoten, der eine Verbindungsaktualisierung an einen Heimstandortagenten und einen Korrespondentenknoten sendet, wenn sich der Mobilknoten im LMMv6 bewegt.
2B ist eine Ansicht zur Darstellung von Pfaden für einen Mobilknoten, der Pakete von einem Korrespondentenknoten im LMMv6 empfängt.
3 ist eine Ansicht zur Darstellung einer einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechenden Verbindungsaktualisierungsliste, die für einen Mobillknoten zur Verfügung gestellt wird.
4 ist eine Ansicht zur Darstellung der Bewegung eines Mobilknotens.
5 ist ein Graph zur Darstellung eines Signal-Rausch-Verhältnisses im Zustand gemäß 4.
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechenden Operationsprozesses, wenn ein Mobilknoten ein erstes Paket von einem Korrespondentenknoten empfängt, und wenn der Mobilknoten ein Weiterreichen vornimmt.
7 ist eine Ansicht zur Darstellung eines Operationsprozesses für eine Verbindungsaktualisierung, wenn sich ein Mobilknoten innerhalb derselben Domäne bewegt.
8 ist eine Ansicht zur Darstellung von Paketflüssen, nachdem eine Verbindungsaktualisierung gemäß 7 ausgeführt wurde, und sich ein Mobilknoten an eine andere Stelle innerhalb derselben Domäne bewegt hat.
9 ist eine Ansicht zur Darstellung eines Operationsprozesses für eine Verbindungsaktualisierung, wenn sich ein Mobilknoten in verschiedenen Domänen bewegt.
10 ist eine Ansicht zur Darstellung von Paketflüssen, nachdem eine Verbindungsaktualisierung gemäß 9 ausgeführt wurde, und sich ein Mobilknoten an eine Stelle in einer neuen Domäne bewegt hat.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
3 ist eine Ansicht zur Darstellung einer einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechenden Verbindungsaktualisierungsliste, die für einen Mobilknoten (MN) bereitgestellt wird.
Ein Mobilknoten (MN) ist mit Managementfunktionen, mit Tunnelpaketempfangsratenmanagementfunktionen, mit L2-Trigger-Unterstützungen und mit L2-Zustandsverfolgungsfunktionen, die für in einer Verbindungsaktualisierungsliste vorhandene Korrespondentenknoten (CNs) hinzugefügt werden, versehen.
Die Verbindungsaktualisierungsliste dient dazu, effektive Zeiten und dergleichen für Verbindungsaktualisierungen bezüglich der Heimstandortagenten (HAs) und Korrespondentenknoten (CNs) aufzuzeichnen, nachdem ein Mobilknoten (MN) die Verbindungsaktualisierungen an die Heimstandortagenten (HAs) und die Korrespondentenknoten (CNs) beim bestehenden MIPv6 oder LMMv6 gesendet hat.
Darüber hinaus fügt der Mobilknoten (MN) ein zusätzliches O-Flag (Optimierungsflag) für einzelne Einträge der Liste hinzu, setzt bezüglich des O-Flags eine 0, wenn ein entsprechender Korrespondentenknoten (CN) die RCoA empfängt, und setzt bezüglich des O-Flags eine 1, wenn selbiger die LCoA empfängt.
Darüber hinaus nimmt ein Mobilknoten (MN) die L2-Trigger-Unterstützung vor und setzt die L2-Zustandsverfolgungstechnologie ein.
Die L2-Trigger-Unterstützung ist eine Technologie, die die dritte Schicht im Voraus erfasst und informiert, dass ein Weiterreichen in der zweiten Schicht des Netzwerkprotokollstapels eines Mobilknotens (MN) selbst stattfinden wird. Bei der drahtlosen LAN-Technologie aus dem Stand der Technik misst eine Drahtlos-LAN-Karte in einem Mobil knoten (MN) fortwährend ein Signal-Rausch-Verhältnis (signal-to-noise-ratio SNR), um die Güte des aktuellen drahtlosen Signals zu prüfen.
4 zeigt, dass sich ein Mobilknoten (MN) aus einem Bereich AP1 in einen Bereich AP2 bewegt, wohingegen 5 ein Graph zur Darstellung von SNR-Schwankungen in der Situation von 4 ist.
Wie in 5 gezeigt ist, werden, wenn sich ein Mobilknoten (MN) näher an den Bereich AP2 heranbewegt, die SNR-Werte gemäß Messung von AP1 kleiner und die SNR-Werte gemäß Messung von AP2 größer. Nunmehr sollte der Mobilknoten (MN) einen der nachfolgenden Parameter und zwei Arten von Funktionen aufweisen: ein Weiterreichentscheidungsintervall (handoff decision interval), enthaltend einen SNR1-Wert gemäß Messung durch den gegenwärtig verbundenen AP1, einen SNR2-Wert gemäß Messung von einem beliebigen AP von den APs in anderen benachbarten Bereichen, und Weiterreichentscheidungsintervallwerte (HANDOFF_DECISION_INTERVAL), die Schwellenwerte darstellen, die vorab bestimmt werden, wenn die nachfolgende Formel 1 erfüllt ist, wird eine Verbindungsaktualisierung mit RCoA an die bezüglich des O-Flags in den verschiedenen Einträgen der Verbindungsaktualisierungsliste auf eine 1 gesetzten Korrespondentenknoten (CN) gesendet. SNR1-SNR2 < HANDOFF_DECISION_INTERVAL [Formel 1]
Mit einem SNR1-Wert gemäß Messung von dem aktuell angeschlossenen. AP1 und einem SNR2-Wert gemäß Messung von einem beliebigen AP von den APs der benachbarten weiteren Bereiche und Weiterreichentscheidungsintervallwerten (HANDOFF_DECISION_INTERVAL), die vorab bestimmte Schwellenwerte darstellen, wird, wenn Formel 2 erfüllt ist, der Zustand als S (stable, stabil) erkannt und andernfalls als U (unstable, instabil). |SNR1–SNR2| > HANDOFF_DECISION_INTERVAL [Formel 2]
Darüber hinaus umfasst ein Mobilknoten (MN) einen bestimmten Parameter TUNNELING_PACKET_COUNT für das Managen der Tunnelpaketempfangsrate.
Der Mobilknoten (MN) entscheidet, ob von einem beliebigen Korrespondentenknoten (CN) übertragene Pakete von dem lokalen Mobilitätsagenten (LMA) getunnelt werden, und entscheidet anschließend, ob mehr derartige Pakete, als der Wert TUNNELING_PACKET_COUNT angibt, pro Sekunde eintreffen.
Treffen die Pakete ein, wenn ein von der L2-Zustandsverfolgungstechnologie des Mobilknotens selbst erfasster L2-Zustand gleich [S] ist, so sendet der Mobilknoten (MN) an einen Korrespondentenknoten (CN) eine Verbindungsaktualisierung, in der die LCoA enthalten ist, und der Mobilknoten (MN) setzt eine 1 bezüglich des O-Flags eines Eintrages entsprechend dem Korrespondentenknoten (CN) in einer Verbindungsaktualisierungsliste des Mobilknotens (MN).
Es folgt eine Beschreibung des Betriebs eines Mobilknotens entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Betrieb des Mobilknotens kann folgendermaßen unterteilt werden.
Fall 1: Ein Mobilknoten (MN) steht nicht mit einem Korrespondentenknoten (CN) in Verbindung; Fall 2: ein Mobilknoten (MN) empfängt das erste Paket von dem Korrespondentenknoten (CN); Fall 3: ein Mobilknoten (MN) nimmt ein Weiterreichen in derselben Domäne vor; Fall 4: ein Mobilknoten (MN) nimmt ein Weiterreichen (handoff) zwischen verschiedenen Domänen vor.
Steht, wie bei Fall 1, ein Mobilknoten (MN) nicht mit einem Korrespondentenknoten (CN) in Verbindung, so ist der Korrespondentenknoten (CN) im Allgemeinen nicht in der Verbindungsaktualisierungsliste des Mobilknotens (MN) registriert, und die Verbindungsaktualisierung wird auf dieselbe Weise wie beim LMMv6 vorgenommen.
Darüber hinaus können bei Fall 2, wenn der Mobilknoten (MN) das erste Paket von einem Korrespondentenknoten (CN) empfängt, die nachfolgenden beiden Fallarten auftreten.
Der erste Fall ist derjenige Fall, in dem der Mobilknoten (MN) Pakete über einen Heimstandortagenten (HA) und einen lokalen Mobilitätsagenten (LMA) von einem Korrespondentenknoten (CN) empfängt, wodurch eine Datenaustauschsitzung begonnen wird.
Der zweite Fall ist derjenige Fall, in dem sich der Mobilknoten (MN) in einen neuen Bereich bewegt, um so ein Weiterreichen in Gänze zu beenden, wobei der Mobilknoten (MN) die Pakete in dem neu erreichten Bereich erstmalig empfängt.
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Operationsprozesses, wenn ein Mobilknoten (MN) ein erstes Paket von einem Korrespondentenknoten (CN) empfängt, und wenn der Mobilknoten (MN) entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Weiterreichen vornimmt.
Wie in 6 gezeigt ist, entscheidet, wenn der Mobilknoten (MN) das erste Paket von einem Korrespondentenknoten (CN) empfängt, der Mobilknoten (MN), ob die Pakete mittels einer Tunnelung von dem lokalen Mobilitätsagenten (LMA) übertragen werden, und zählt die über die Tunnelung übertragenen Pakete (S602).
Sodann prüft der Mobilknoten (MN) den L2-Zustand (S604). Ist der L2-Zustand stabil (S606), so prüft der Mobilknoten (MN), ob die Anzahl der gezählten Tunnelpakete größer als eine vorbestimmte Anzahl pro Sekunde ist (S608). Ist die Anzahl der gezählten Tunnelpakete nicht größer als die vorbestimmte Anzahl pro Sekunde, so kehrt der Mobilknoten (MN) wieder in seinen Anfangszustand zurück.
Ist die Anzahl der gezählten Pakete größer als die vorbestimmte Anzahl pro Sekunde, so überträgt der Mobilknoten (MN) an einen Korrespondentenknoten (CN) eine Verbindungsaktualisierung mit LCoA (S610).
Anschließend überträgt der Korrespondentenknoten (CN) Pakete direkt an den Mobilknoten (MN) ohne die Notwendigkeit des Tunnels unter Verwendung der übertragenen LCoA.
Für den Fall, dass der Mobilknoten (MN) ein Weiterreichen (S614) vornimmt, nimmt der Mobilknoten (MN) zwischenzeitlich die L2-Trigger-Unterstützungen und die L2-Zustandsverfolgung vor und überträgt eine Verbindungsaktualisierung mit RCoA an alle Korrespondentenknoten (CN), deren O-Flag gleich 1 gesetzt ist (S616).
Darüber hinaus setzt der Mobilknoten (MN) die O-Flags in der Verbindungsaktualisierungsliste auf 0 (S618).
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 der Betriebsablauf beschrieben, wenn ein Mobilknoten (MN) ein Weiterreichen innerhalb derselben Domäne vornimmt.
7 zeigt den Betriebsablauf bei der Verbindungsaktualisierung, wenn sich ein Mobilknoten (MN) innerhalb derselben Domäne bewegt.
Ein Mobilknoten (MN) nimmt ein Weiterreichen vor, wenn sich der Mobilknoten (MN) aus einem beliebigen Bereich in einen anderen Bereich der Domäne bewegt.
Der Mobilknoten (MN) prüft das Auftreten eines Weiterreichens durch Vornahme der L2-Trigger-Unterstützungen und der L2-Zustandsverfolgungen (S702). Der Mobilknoten (MN) überträgt eine Verbindungsrate mit RCoA gemäß Ermittlung in der Domäne; in der der Mobilknoten (MN) aktuell befindlich ist, an alle Korrespondentenknoten (CNs), deren O-Flags gleich 1 sind, siehe vorliegende Erfindung, das heißt, an alle Korrespondentenknoten (CNs), die Pakete über die LCoA übertragen (S704). Darüber hinaus setzt der Mobilknoten (MN) die auf 1 gesetzten O-Flags auf 0 (S706).
8 zeigt den Paketfluss nach erfolgter Vornahme der Verbindungsaktualisierung gemäß 7, wenn sich der Mobilknoten (MN) in einen einen Bereich derselben Domäne bewegt.
Nachdem ein Verbindungsaktualisierungsvorgang vorgenommen worden ist, empfängt, wenn sich ein Mobilknoten (MN) in einen anderen Bereich bewegt und an einen neuen L2 anschließt, der Mobilknoten (MN) Präfixinformation von einem neuen Router (AR2) des Bereiches (S802) und konfiguriert eine neue Adresse für sich (S804).
Darüber hinaus überträgt der Mobilknoten (MN) eine Verbindungsaktualisierung an den lokalen Mobilitätsagenten (LMA), der die entsprechende Domäne managt (S806).
Zwischenzeitlich überträgt ein Korrespondentenknoten (CN) direkt Pakete über die existierende RCoA, wobei jedoch nachdem eine Verbindungsaktualisierung mit LCoA gemäß Übertragung durch die L2-Trigger-Unterstützungen des Mobilknotens (MN) empfangen worden ist, der Korrespondentenknoten (CN) Pakete an den lokalen Mobilitätsagenten (LMA) unter Verwendung der RCoA (S808) sendet.
Der lokale Mobilitätsagent (LMA), der eine Verbindungsaktualisierung von dem Mobilknoten (MN) empfangen hat, tunnelt die Pakete in den erreichten Bereich mit der neuen LCoA (S810).
Empfängt der lokale Mobilitätsagent (LMA) – was aus Gründen der einfacheren Darstellung nicht gezeigt ist – keine Verbindungsaktualisierung, die ein Mobilknoten (MN) nach der vollständigen Beendigung des Weiterreichens sendet, so tunnelt der Mobilitätsagent (LMA) Pakete an den vorherigen Ort.
Nachstehend werden anhand 9 und 10 Betriebsschritte beschrieben, wenn der Mobilknoten (MN) ein Weiterreichen zwischen verschiedenen Domänen vornimmt.
9 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Verbindungsaktualisierungsvorgänge, wenn sich ein Mobilknoten (MN) in eine andere Domäne bewegt.
Ein Mobilknoten (MN) nimmt ein Weiterreichen zwischen verschiedenen Domänen vor, wenn sich der Mobilknoten (MN) von einer Domäne, in der er sich aktuell befindet, in eine andere Domäne bewegt.
Der Mobilknoten (MN) nimmt L2-Trigger-Unterstützungen und L2-Zustandsverfolgungen vor, um das Auftreten eines Weiterreichens zu prüfen (S902). Der Mobilknoten (MN) sendet eine Verbindungsaktualisierung mit RCoA gemäß Ermittlung von einer Domäne, in der sich der Mobilknoten (MN) aktuell befindet, an alle Korrespondentenknoten (CNs), deren O-Flags auf 1 gesetzt sind, siehe vorliegende Findung, das heißt, an die Korrespondentenknoten (CNs), die Pakete über die LCoA übertragen (S904). Darüber hinaus setzt der Mobilknoten (MN) die O-Flags auf 0 (S906).
10 zeigt einen Paketfluss, nachdem der Mobilknoten (MN) einen Verbindungsaktualisierungsvorgang gemäß 9 vorgenommen hat und der Mobilknoten (MN) sich in einen Bereich einer neuen Domäne bewegt.
Bewegt sich ein Mobilknoten (MN) in einen Bereich einer neuen Domäne mit einer neuen L2, so empfängt der Mobilknoten (MN) eine Präfixinformation von einem neuen Router AR3 des Bereiches, und der lokale Mobilitätsagent (LMA2) (S1002) konfiguriert die neuen LCoA- und RCoA-Adressen für sich (S1004).
Darüber hinaus sendet der Mobilknoten (MN) eine Verbindungsaktualisierung mit RCoA an den Heimstandortagenten (HA) und die Korrespondentenknoten (CNs) in der Verbindungsaktualisierungsliste und sendet eine Verbindungsaktualisierung mit LCoA an den lokalen Mobilitätsagenten (LMA2), der die neue Domäne managt (S1006).
Ein Korrespondentenknoten (CN) überträgt Pakete an den lokalen Mobilitätsagenten (LMA2) mit der RCoA nach dem Empfang der Verbindungsaktualisierung mit der RCoA gemäß Übertragung durch die L2-Trigger-Unterstützungen des Mobilknotens (MN), anstatt dass er Pakete direkt über die bestehende LCoA übertragen würde (S1008).
Empfängt der Korrespondentenknoten (CN), was nicht gezeigt ist, keine Verbindungsaktualisierung, die nach der vollständigen Beendigung des Weiterreichens mit dem Mobilknoten (MN) gesendet worden ist, so sendet der Korrespondentenknoten (CN) die Pakete an den vorherigen LMA.
Darüber hinaus tunnelt der lokale Mobilitätsagent (LMA2), der die Pakete empfangen hat, die Pakete in den neuen Bewegungsbereich mit der neuen LCoA (S1010)
Wie vorstehend ausgeführt wurde, ermöglicht das der vorliegenden Erfindung entsprechende ein lokales Mobilitätsmanagement unterstützende optimierte Paketroutingverfahren beim Mobil-IPv6 die nachfolgenden Effekte.
Erstens sind die Datenpaketübertragungen mit Blick auf den Kostenaspekt beim MIPv6 sehr nahe an den minimalen Datenpaketübertragungskosten. Zweitens ist die Weiterreichverzögerung mit Blick auf den Zeitaspekt beim LMMv6 sehr nahe an einer vergleichsweise kleinen Weiterreichverzögerungszeit.
Drittens können Überlastungen vermieden werden, die bei den lokalen Mobilitätsagenten (LMAs) auftreten, was einen wichtigen Aspekt eines lokalen Mobilitätsmanagementprotokolls darstellt.
Obwohl die vorliegende Erfindung in vorliegender Form beschrieben worden ist, erschließt sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet unmittelbar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass verschiedenartige Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung gemäß Definition durch die nachfolgenden Ansprüche vorgenommen werden können.

Claims

Verfahren zum optimierten Paket-Routing bei mobilem IPv6, das lokales Mobility Management unterstützt, wobei Routing von Paketen zwischen einem Mobile Node und einem Correspondent Node in einem Netzwerksystem, das die Nodes und einen lokalen Mobility Agent zum Durchführen von lokalen Mobility Management einschließt, durchgeführt wird, und es die folgenden Schritte umfasst: (A) Senden eines Binding-Update einschließlich einer lokalen Care-of-Adresse (LcoA) einer Adresse, die über einen Präfix eines Netzwerkes konfiguriert wird, indem sich der Mobile Node befindet, zu dem Correspondent Node durch den Mobile Node, wenn der Correspondent Node Pakete zu dem Mobile Node sendet; (B) Entscheiden, ob ein Handover stattfindet, während sich der Mobile Node bewegt, oder nicht; (C) Übertragen eines Binding-Update, das eine regionale Care-of-Adresse (RcoA) einer beliebigen Adresse enthält, die konfiguriert wird, indem ein Präfix eines Netzwerkes empfangen wird, in dem sich ein lokaler Mobility Agent, der in einem Bereich vorhanden ist, in dem sich der Mobile Node bewegt, sich befindet, zu dem Correspondent Node, wenn entschieden wird, dass der Handover durchgeführt wird; und (D) Senden von Paketen zu dem lokalen Mobility Agent über die regionale Care-of-Adresse durch den Correspondent Node, wobei der Mobile Node Informationen über Binding-Updates in Bezug auf einen Home Agent und den Correspondent Node aufzeichnet, indem er eine Binding-Update-Liste erzeugt und optimierte Flags zu dieser hinzufügt und auf Basis der optimierten Flags entscheidet, die lokale Care-of-Adresse oder die regionale Care-of-Adresse nach dem Übertragen eines Binding-Updates zu dem Correspondent Node zu senden.
Verfahren zum optimierten Routing von Paketen nach Anspruch 1, wobei der Mobile Node die optimierten Flags auf eine 0 setzt, wenn der Correspondent Node die regionale Care-of-Adresse empfängt, die optimierten Flags auf eine 1 setzt wenn der Correspondent Node die lokale Care-of-Adresse empfängt, und, wenn entschieden wird, dass der Mobile Node den Handover durchführt, der Mobile Node ein Binding-Update, das die regionale Care-of-Adresse enthält, zu allen Correspondent Nodes sendet, die bezüglich der optimierten Flags auf eine 1 gesetzt sind.
Verfahren zum optimierten Routing von Paketen nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mobile Node bei Verbindungen mit dem Correspondent Node die Pakete direkt von dem Correspondent Node empfängt, wenn sich der Mobile Node nicht bewegt, und der Mobile Node die Pakete über den lokalen Mobility Agent empfängt, wenn der Mobile Node den Handover durchführt.
Verfahren zum optimierten Routing von Paketen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn der Mobile Node ein erstes Paket von dem Correspondent Node empfängt, der Mobile Node entscheidet, ob die übertragenen Pakete von dem lokalen Mobility Agent getunnelt werden, und eine Empfangsrate der getunnelten Pakete verwaltet.
Verfahren zum optimierten Routing von Paketen nach einem Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mobile Node einen Layer-2-Verbindungszustand prüft und die Zeit erfasst, zu der der Handover stattfindet.
Verfahren zum optimierten Routing von Paketen nach Anspruch 5, wobei der Mobile Node ein Signal-Rausch-Verhältnis misst, und wenn sich der Mobile Node von einem ersten Zugriffspunktbereich zu einem zweiten Zugriffspunktbereich bewegt, der Mobile Node eine Differenz zwischen einem ersten Signal-Rausch-Verhältnis, das von dem ersten Zugriffspunkt gemessen wird, und einem zweiten Signal-Rausch-Verhältnis, das von dem zweiten Zugriffspunkt gemessen wird, ermittelt, und wenn die Differenz geringer ist als ein vorgegebener Wert, der Mobile Node das Stattfinden eines Handovers im Voraus erfasst und einen L2-Trigger durchführt, der eine Layer 3 über ein Protokoll des Stattfindens des Handovers informiert.
Verfahren zum optimierten Routing von Paketen nach Anspruch 6, wobei, wenn entschieden wird, dass der Handover in dem Mobile Node stattfindet, auf Basis von L2-Trigger-Unterstützungen und L2-Zustands-Verfolgungstechnologien des Mobile Node, ein Binding-Update, das die regionale Care-of-Adresse enthält, zu allen Correspondent Nodes gesendet wird, die bezüglich der optimierten Flags auf eine 1 gesetzt sind.