DE69928695T2

DE69928695T2 - L2tp, das an mobiler einrichtung endet und mobile ip daten benutzt

Info

Publication number: DE69928695T2
Application number: DE69928695T
Authority: DE
Inventors: David Comstock
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: EP1142264B1; CA2356862A1; US6452920B1; AU2133700A; EP1142264A1; AR025285A1; ES2249932T3; WO2000041375A1; ATE311712T1; CN1126347C; CN1342361A; DE69928695D1; JP2002534910A

Description

FACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Datenkommunikationen zwischen einem Hauptrechner bzw. Host-Rechner und einem mobilen Knoten, und im einzelnen Datenkommunikationen zwischen dem Hauptrechner und dem mobilen Knoten, die Internet-Netzwerke durchqueren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Internetprotokoll (IP), jenes Protokoll, welches die Netzwerke des heutigen Internets verbindet, führt oder leitet Information oder Datenpakete gemäß IP-Adressen zu ihren Zielen. IP-Adressen sind genauso einem festen Netzwerkstandort zugeordnet, wie eine Telefonnummer eines fest verdrahteten Telefongerätes zu einer physikalischen Buchse in einer Wand zugeordnet ist. Wenn von daher ein Nutzer eines Computers, der unter Verwendung des Internetprotokolls IP auf das Internet zugegriffen hat, den Zugriffspunkt des Computers auf das Internet ändert, werden seine Rechneraktivitäten hinsichtlich des Internets unterbrochen. Dies liegt daran, weil jedem neuen Zugriffspunkt auf das Internet eine neue Netzwerknummer, und von daher eine neue IP-Adresse zugeordnet ist. Um Internet-Rechneraktivitäten fortzusetzen, muss der Nutzer in typischer Weise seinen Computer veranlassen, unter Verwendung der neuen IP-Adresse eine neue Internetverbindung herzustellen.
Äußerst tragbare drahtlose Rechnereinrichtungen, die eine IP-Konnektivität anbieten, sind in zunehmendem Maße verbreitet. Solche Einrichtungen umfassen beispielsweise digitale Zellulartelefone, Personal Digital Assistant- Rechner (PDAs), elektronische Pocket-Organizer und sogar Laptop-Rechner, die mit Schnittstellenmechanismen, wie etwa einem drahtlosen Modem oder einem Modem zusammen mit einem zellularen Telefon, ausgerüstet sind. Aus verschiedenen Gründen kann ein sich in Bewegung befindlicher Nutzer den Zugriffspunkt seiner Rechnereinrichtung auf das Internet ändern müssen. Beispielsweise mag sich die Einrichtung des Nutzers aus dem Bereich eines drahtlosen Kommunikationsknotens bewegen, über welchen der Zugriffspunkt aufrecht erhalten wurde, und die Verbindung zwischen der Rechnereinrichtung und dem Internet kann ausfallen, oder es mögen zellulare Fernverbindungstelefone und/oder Erreichbarkeitsgebühren, die in Zusammenhang mit dem Aufrechterhalten der Verbindung stehen, unerschwinglich teuer werden. Demgemäß ist in zunehmendem Maße das Konzept der mobilen Vernetzung interessant. Bei der mobilen Vernetzung werden Rechneraktivitäten nicht unterbrochen, wenn der Nutzer den Zugriffspunkt seiner Rechnereinrichtung auf das Internet ändert. Vielmehr tritt die erforderliche Wiederverbindung automatisch und nicht interaktiv auf, so dass sie für den Nutzer transparent sein kann.
Mobile IP (RFC 2002) ist eine von einer Arbeitsgruppe innerhalb der Internet Engineering Task Force (IETF) vorgestellte Spezifikation, die ausgelegt war, das Problem hinsichtlich der Bereitstellung einer transparenten Mobilität zu lösen. Die Grundsätze von Mobile IP sind beispielsweise in Mobile Networking Through Mobile IP, von Charles E. Perkins, Copyright 1997, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird. Zusätzliche Fachbegriffe und Grundsätze in bezug auf die Vernetzung, einschließlich dem Point-to-Point-Protokoll (PPP; Leistungsprotokoll für serielle Leitungen) und dem Schicht-2-Tunneling-Protokoll (L2TP), sind verschiedenartig in der Druckschrift Mobile Networking Terminology, von Charles E. Perkins, Copyright 1997, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., in der Druckschrift Nomadicity: How Mobility Will Affect the Protocol Stack, von Charles E. Perkins, Copyright 1997 Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., und in der Druckschrift Virtual Private Networking: An Overview, Copyright 1998, Microsoft Corporation, beschrieben und definiert, worauf hiermit Bezug genommen wird.
Mobile IP gestattet es einem Mobilen Knoten (wie etwa einer drahtlosen Rechnereinrichtung eines Nutzers), Datenpakete zu empfangen, und zwar indem zwei IP-Adressen verwendet werden: eine feste „Heimat"-Adresse und eine „Care-of"-Adresse (jene IP-Adresse, die temporär von einem mobilen Knoten benutzt wird, wenn er ein fremdes Netz besucht).
Die Heimat-Adresse bestimmt für den mobilen Knoten ein Heimat-Netzwerk, zu welchem Daten für den mobilen Knoten gesendet werden können. Das Heimat-Netzwerk kann beispielsweise ein Betreiber-Netzwerk (wie etwa ein Internet Service Provider oder ISP) oder ein Corporate Network (d.h. ein von Unternehmen und Behörden mit Knoten, Routern und Multiplexern aufgebautes eigenes Kommunikationsnetz) sein.
Die Care-of-Adresse bestimmt ein verschiedenes oder „fremdes" Netzwerk, zu welchem der mobile Knoten angeschlossen ist, und zu welchem Datenpakete, die von dem Heimat-Netzwerk für den mobilen Knoten empfangen werden, zur Übergabe an den mobilen Knoten weitergeleitet werden können.
Mobile IP setzt die Existenz eines Netzwerkknotens innerhalb des Heimat-Netzwerkes, der als „Heimat-Agent" bekannt ist, und ebenso einen Netzwerkknoten innerhalb des fremden Netzwerkes voraus, der als „Fremd-Agent" bekannt ist. Der Heimat-Agent ist ein Router in dem Heimat-Netzwerk, der die Funktionalität des Mobile IP-Heimat- Agenten ausführt. Der Fremd-Agent ist ein Router in dem Fremd-Netzwerk, der die Funktionalität des Mobile IP-Fremd-Agenten ausführt.
Immer dann, wenn sich der mobile Knoten bewegt, d.h. seinen Zugriffspunkt von einem Fremd-Netzwerk zu einem anderen Fremd-Netzwerk ändert, „registriert" er mit seinem Heimat-Agenten seine neue Care-of-Adresse. Der Heimat-Agent bringt die Heimat-Adresse des mobilen Knotens in Verbindung mit der gegenwärtigen Care-of-Adresse, und diese Information bildet zusammen mit der Standzeit der Registrierung (beispielsweise eine Zeitperiode, während welcher die Zuordnung als gültig betrachtet wird) eine „Bindung" für den mobilen Knoten. Wenn von daher der mobile Knoten Netzwerke wechselt, registriert er dies mit dem Heimat-Agenten, und der Heimat-Agent aktualisiert die Bindung, um die neue Care-of-Adresse zu reflektieren.
Im Betrieb empfängt der Heimat-Agent alle Pakete, die an die Heimat-Adresse adressiert und für den mobilen Knoten beabsichtigt sind, wann immer der mobile Knoten nicht direkt an seinem Heimat-Netzwerk angeschlossen ist (und von daher an dem Fremd-Netzwerk angeschlossen ist). Diese Pakete können als „Terminating"-Pakete bezeichnet werden. Der Heimat-Agent „untertunnelt" die Terminating-Pakete, die von dem Fremd-Agenten entgegengenommen wurden, wobei diese letztendlich zu dem mobilen Knoten übermittelt werden.
Im allgemeinen ist die Untertunnelung, bzw. Tunneling, ein Verfahren der Verwendung einer Internet-Infrastruktur, um Daten von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk über ein Zwischen-Netzwerk zu überführen. Das Zwischen-Netzwerk kann von einem Typ sein, der verschieden von dem Typ des ersten und des zweiten Netzwerkes ist. Die Daten, die überführt werden müssen (oder „Payload-Information"), können die Übertragungsrahmen (oder Pakete) von einem anderen Protokoll sein. Anstatt dass ein Übertragungsrahmen so verwendet wird, wie er von dem Ursprungsknoten erzeugt wird, schließt das Tunneling-Protokoll den Übertragungsrahmen in einen zusätzlichen Dateikopf (Header) ein. Der zusätzliche Dateikopf stellt die Leitweg-Lenkungsinformation bzw. Routing-Information bereit, so dass die gekapselte Nutzlast bzw. Payload-Information das Zwischen-Netzwerk durchlaufen kann. Die gekapselte Payload-Information wird dann zwischen Tunnel-Endpunkten über das Zwischen-Netzwerk oder über das Internet-Netzwerk geführt bzw. leitweggelenkt. Der Weg, über welchen die gekapselten Pakete durch das Internet-Netzwerk oder durch das Zwischen-Netzwerk laufen, wird „Tunnel" genannt. Sobald die gekapselte Payload-Information ihr Ziel an dem Internet-Netzwerk erreicht hat, wird die Payload-Information entkapselt und zu ihrem Endziel in dem zweiten Netzwerk weitergeleitet. Das Tunneling weist den gesamten Prozess der Kapselung, der Überführung und der Entkapselung auf.
Um Terminating-Pakete zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk in Mobile IP zu tunneln, modifiziert der Heimat-Agent jedes Terminating-Paket, so dass die Care-of-Adresse für das Terminating-Paket als Ziel-IP-Adresse erscheint. Diese Modifikation kann als Pakettransformation oder im einzelnen als eine „Umlenkung" verstanden werden. In Mobile IP lenkt der Heimat-Agent jedes Terminating-Paket von dem Heimat-Netzwerk zu der Care-of-Adresse um, indem ein neuer IP-Dateikopf aufgebaut wird, der die Care-of-Adresse des mobilen Knotens als Ziel-IP-Adresse enthält. Dieser neue Dateikopf blendet dann das ursprüngliche Termination-Paket, einschließlich dem ursprünglichen IP-Dateikopf aus oder verkapselt das ursprüngliche Termination-Paket, so dass die Heimat-Adresse des mobilen Knotens in dem ursprünglichen IP-Dateikopf so lange keinen Einfluss auf die Leitweglenkung des gekapselten Pakets haben wird, bis es die Care-of-Adresse erreicht.
Wenn das gekapselte Terminating-Paket, welches von dem Heimat-Agenten versendet wird, bei der Care-of-Adresse empfangen wird, beispielsweise bei dem Fremd-Netzwerk, mit welchem der mobile Knoten verbunden ist, entblößt der Fremd-Agent bei dem Fremd-Netzwerk den Dateikopf, der die Care-of-Adresse enthält, wodurch das Terminating-Paket entkapselt wird, und leitet das Terminating-Paket, welches die Heimat-Adresse in seinem Dateikopf trägt, zu dem mobilen Knoten weiter. Die Heimat-Adresse stellt sicher, dass das Terminating-Paket von dem Transportprotokoll TCP (Transmission Control Protocol) oder irgendeinem Protokoll höherer Ebene richtig verarbeitet wird, welches es von der IP-Verarbeitungsschicht (d.h. der Schicht 3) logisch empfängt. Der Vorgabe-Kapselungsmechanismus, der von allen Mobilitätsagenten unterstützt werden muss, welche Mobile IP verwenden, ist IP-in-IP (IP-within-IP), wie es zuvor beschrieben wurde, was ein Schicht-3-Tunnel ist.
Wie zuvor beschrieben, läuft in Mobile IP ein Datenpaket, das für den mobilen Knoten beabsichtigt ist, zu dem Heimat-Agenten und dann zu dem Fremd-Agenten über einen Tunnel, bevor es den mobilen Knoten erreicht. Jedoch kann der mobile Knoten zu den entsprechenden Knoten direkt ohne Tunnelung Pakete senden. Diese Asymmetrie wird mit dem Fachbegriff „Dreiecks-Leitweglenkung" erfasst, wobei ein einzelner Ast des Dreieckes von dem mobilen Knoten zu dem entsprechenden Knoten läuft, und wobei der Heimat-Agent die dritte Spitze bildet, die den Weg steuert, der von Daten genommen wird, die von dem entsprechenden Knoten zu dem mobilen Knoten fließen.
Zusammengefasst stellt Mobile IP ein Verfahren für die Schicht-3-Tunnelung von einem Hauptrechner zu einem mobilen Knoten bereit. Mobile IP setzt die Dreiecks-Leitweglenkung ein, so dass alle Pakete, die bei einem mobilen Knoten enden, zunächst zu einem Heimat-Agenten geführt werden, der eine Datenbank für eine Bindung zwischen der IP-Adresse des mobilen Knotens und der Adresse eines Fremd-Agenten aufweist, an welchem der mobile Knoten angeschlossen ist. Wenn der mobile Knoten Netzwerke ändert, wird diese Bindung auf eine neue Fremd-Hauptrechner-Adresse aktualisiert. Um ein Terminating-Paket zu dem mobilen Knoten zu führen (leitweglenken), tunnelt der Heimat-Agent das Paket zu dem Fremd-Agenten, indem Schicht-3-Tunneling verwendet wird. Der Fremd-Hauptrechner übergibt dann das Paket dem mobilen Knotenpunkt. Das Konzept von Mobile IP ist beispielsweise ebenso in der Druckschrift „Mobile IP: Harbinger of Untethered Computing", von Kessler G.C. 1998, XP002106956, beschrieben.
Schicht-2-Tunneling (was verschiedenartig beispielsweise in der Druckschrift Virtual Private Networking: An Overview, Cisco Systems, Inc., 1998: „L2TP Questions and Answers", XP002106954; und in der anhängigen Patentanmeldung Nr. 09/187,339 mit dem Titel Layer 2 Tunneling for Data Communications In Wireless Networks beschrieben wird) gestattet es einem ferngelegenen oder mobilen Knoten, sich in ein Netzwerk eines Heimat-Internet Service Providers (ISP) oder in ein Corporate-Netzwerk einzuwählen, indem ein Anruf zu einem lokalen Internet Service Provider (ISP) durchgeführt wird. Der lokale Internet Service Provider (ISP) leitet dann den Anruf zu dem Heimat-Internet Service Provider (Heimat-ISP) weiter, indem PPP-Daten-Übertragungsrahmen über ein IP-Netzwerk, wie etwa über das Internet, getunnelt werden. Dieses beseitigt den Bedarf hinsichtlich Verbindungs- bzw. Fernanrufen zu dem Heimat-Internet Service Provider und beseitigt den Bedarf hinsichtlich bestimmter Standleitungen, da der Transport über das IP-Netzwerk sicher ist. Selbstverständlich gestattet L2TP ebenso, dass das Heimat-Netzwerk den mobilen Knoten anruft, wenn die Aufenthaltsorte des mobilen Knotens bekannt sind.
Schicht-2-Tunneling weist den Vorteil auf, dass es beispielsweise dem Heimat-Netzwerk gestattet ist, dem mobilen Knoten eine IP-Adresse zuzuordnen, da die Identifikation des mobilen Knotens mit einer Schicht-2-Adresse, wie etwa einer Telefonnummer, durchgeführt wird. Dieses gestattet es, dass private Netzwerke für die Zeitdauer einer Sitzung private Adressen zu dem mobilen Knoten zuordnen. Private Adressen werden verwendet, um öffentliche IP-Adressen einzusparen, die begrenzt sind und eine globale Eindeutigkeit erfordern. Indem private Adressen verwendet werden, ist es ebenso dem Heimat-Netzwerk gestattet, die interne Struktur seines Netzwerkes vor der Außenwelt zu verbergen, und zwar indem öffentliche Adressen in private Adressen übersetzt werden, bevor die Pakete an den mobilen Knoten innerhalb des privaten Netzwerkes zugestellt werden.
Allerdings kann für einen mobilen Knoten Terminating-Verkehr oder können Terminating-Pakete nicht zugestellt werden, indem Schicht-2-Tunneling verwendet wird, solange die Standort-Information für den mobilen Knoten nicht verfügbar ist. Ein normaler Anruf eines Mobiltelefons zu einem mobilen Knoten kann verwendet werden, um mobilen Terminating-Verkehr zuzustellen, allerdings kann dies zu unerwünschten Verbindungs- und Erreichbarkeitsgebühren führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demnach behandelt die vorliegende Erfindung ein Problem hinsichtlich der Bereitstellung verbesserter Wege und Einrichtungen zum Bearbeiten der Leitweglenkung von Terminating-Paketen für einen mobilen Knoten.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das zuvor genannte Problem mit einem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird das zuvor genannte Problem mit einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 6 und einer entsprechenden Vorrichtung gemäß Patentanspruch 8 gelöst.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein Heimat-Netzwerk des mobilen Knotens optional eine private IP-Adresse an den mobilen Knoten vergeben kann, beispielsweise kann das Heimat-Netzwerk die Terminating-Pakete anstatt mit einer Heimat-Adresse mit der vergebenen privaten IP-Adresse umbezeichnen.
Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der mobile Knoten, falls gewünscht, Pakete in umgekehrter Richtung zu dem Heimat-Netzwerk senden kann, d.h., indem die „Dreiecks-Leitweglenkung" von Mobile IP vermieden wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann anhand der nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Gleiche Bauteile in den Zeichnungen wurden mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Datenflusses in Übereinstimmung mit Mobile IP.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Datenflusses in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung kann Mobile IP-Bindungsinformation verwendet werden, um Pakete, die bei einem mobilen Knoten enden, unter Verwendung von Schicht-2-Tunneling zuzustellen. Wenn Terminating-Pakete, die für einen mobilen Knoten bestimmt sind, von einem Heimat-Netzwerk für den mobilen Knoten empfangen werden, wird die Mobile IP-Bindung verwendet, um eine Weiterleitungsadresse oder eine „Care-of-Adresse" zu erzielen, die ein Fremd-Netzwerk identifiziert, zu welchem der mobile Knoten angeschlossen ist. Ein Schicht-2-Tunnel in Übereinstimmung mit L2TP wird zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk erzeugt, und ein abgehender L2TP-Anruf wird von dem Heimat-Netzwerk durchgeführt. Ein Anruf wird dann von dem Fremd-Netzwerk zu dem mobilen Knoten durchgeführt, und eine PPP-Sitzung kann zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem mobilen Knoten über den Schicht-2-Tunnel zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk eingerichtet werden. Sobald der Anruf eingerichtet ist, kann das Heimat-Netzwerk dem mobilen Knoten optional eine private IP-Adresse zuordnen, und die Heimat-IP-Adressen an den Terminating-Paketen, die von dem Heimat-Netzwerk empfangen werden und die für den mobilen Knoten beabsichtigt sind, in die privaten IP-Adresse übersetzen. Beispielsweise kann das Heimat-Netzwerk die Heimat-IP-Adresse von dem Zielfeld der IP-Dateiköpfe der Terminating-Pakete entfernen und sie durch die private IP-Adresse ersetzen.
Die Mobile IP-Bindungsinformation wird lediglich verwendet, um den mobilen Knoten zu lokalisieren, indem eine IP-Adresse bereitgestellt wird, die das Fremd-Netzwerk identifiziert, zu welchem der mobilen Knoten verbunden ist. Es wird kein Schicht-3-Tunneling durchgeführt. In Mobile IP verweist die in der Bindung enthaltene Standort-Information auf den letzten Standort, wo der mobile Knoten registriert war. Wenn sich demgemäss der mobile Knoten bewegt, beispielsweise zu einem neuen Zugriffspunkt auf ein Netzwerk wechselt, und zwar ohne eine erneute Registrierung, dann wird die Standort-Information ungültig.
1 zeigt den Datenfluss in Übereinstimmung mit Mobile IP. Ein Korrespondenzknoten sendet über eine Verbindung 102 ein Zielpaket 103 zu der Heimat-Adresse für den mobilen Knoten 112. Die Verbindung 102 stellt ein IP-Netzwerk, wie etwa das Internet dar, über welches Pakete zwischen dem Korrespondenzknoten 100 und dem Heimat-Netzwerk leitweggelenkt bzw. geführt werden. Netzwerk-Leitweglenkungs-Tabellen werden gemäß Mobile IP das Paket 103 zu dem Heimat-Agenten 104 in dem Heimat-Netzwerk 105 führen bzw. leitweglenken. Das Paket 103 weist eine Payload-Information sowie einen IP-Dateikopf auf, der eine IP-Quell-Adresse X, welche den Korrespondenzknoten 100 bezeichnet, und eine IP-Heimat-Adresse aufweist, die den mobilen Knoten 112 bezeichnet. Der Heimat-Agent 104 fängt jene Pakete ab, die die Heimat-Adresse des mobilen Knotenpunktes enthalten. Der Dateikopf kann ebenso ein Protokoll anzeigen. Der Heimat-Agent 104 kapselt das Zielpaket 103 ein, um das Paket 107 zu erzeugen, und zwar indem ein IP-Dateikopf hinzugefügt wird, welcher die IP-Adresse des Heimat-Agenten 104 als IP-Quell-Adresse und die Care-of-Adresse als Ziel-IP-Adresse enthält. Der Heimat-Agent 104 sendet dann das Paket 107 über eine Verbindung 106 zu dem Fremd-Agenten 108. Die Verbindung 106 stellt ein IP-Netzwerk dar, welches zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk geschaltet ist, und durch welches das Paket 103 als gekapseltes Paket 107 tunnelt. Der Fremd-Agent 106 empfängt das Paket 107 und entkapselt das Paket 103 von dem Paket 107, indem der IP-Dateikopf, der von dem Heimat-Agenten 104 hinzugefügt wurde, entfernt wird, wodurch das Paket 103 wiedergewonnen wird. Der Fremd-Agent 108 leitet dann das Paket 103 über eine Verbindung 110 zu dem mobilen Knoten weiter. Der mobile Knoten 112 kann ein Paket 115 über eine separate Verbindung 114 direkt zu dem Korrespondenzknoten 100 über das Fremd-Netzwerk senden. Die Verbindung 114 kann beispielsweise ein IP-Netzwerk, wie etwa das Internet, aufweisen.
2 zeigt den Datenfluss in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung. Der Korrespondenzknoten 100 sendet ein Paket 203 über die Verbindung 102 zu dem mobilen Knoten 112, indem die Heimat-Adresse des mobilen Knotens 112 verwendet wird. Das Paket 203 zeigt die verwendeten Schichten. Da das Paket 203 eine Ziel-IP-Adresse (die Heimat-Adresse des mobilen Knotens 112) enthält, die das Heimat-Netzwerk 105 bezeichnet, wird das Paket 203 zu dem Heimat-Netzwerk weitergeleitet. Bei dem Heimat-Netzwerk wird die Mobile IP-Bindungsinformation, die von dem Heimat-Agenten 104 erhalten wird, verwendet, um die Care-of-Adresse für den mobilen Knoten 112 zu bestimmen, und das Paket 203 wird verkapselt, um das Paket 207 für eine Übertragung zu dem mobilen Knoten 112 in Übereinstimmung mit L2TP zu erzeugen. Wie auch bei dem Paket 203, zeigt das Paket 207 die verwendeten Schichten. Die Verkapselung wird durchgeführt, indem eine PPP-Schicht hinzugefügt wird, und indem dann L2TP-, UDP- und IP-Schichten in Übereinstimmung mit dem L2TP-Protokoll hinzugefügt werden. Die zuletzt hinzugefügte IP-Schicht weist einen Dateikopf auf, der die IP-Adresse des Heimat-Agenten 104 als Quell-IP-Adresse und die IP-Care-of-Adresse, die in der Mobile IP-Bindung für den mobilen Knoten 112 als Ziel-IP-Adresse enthalten ist, anzeigt.
Wenn die Schichten hinzugefügt sind, wird ein Schicht-2-Tunnel zwischen einem L2TP-Netzwerk-Server (LNS) in dem Heimat-Netzwerk und einem L2TP-Zugriffskonzentrator (LAC) (Netzkomponente, auf die sich mehrere funktechnische Basisstationen abstützen) in dem Fremd-Netzwerk erzeugt, und ein abgehender L2TP-Anruf wird von dem Heimat-Netzwerk zu dem Fremd-Netzwerk durchgeführt. In Erwiderung auf den L2TP-Anruf wird ein Anruf von dem Fremd-Netzwerk zu dem mobilen Knoten durchgeführt, und eine PPP-Sitzung kann zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem mobilen Knoten über den Schicht-2-Tunnel zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk eingerichtet werden.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass, nachdem der Schicht-2-Tunnel eingerichtet und der Anruf von dem Fremd-Netzwerk 109 zu dem mobilen Knoten 112 durchgeführt worden ist, eine PPP-Sitzung zwischen dem Heimat-Netzwerk 105 und dem mobilen Knoten 112 durch den Schicht-2-Tunnel zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk 109 eingerichtet werden kann. Danach können über die PPP-Sitzung und über den Schicht-2-Tunnel Terminating-Pakete zu dem mobilen Knoten 12 geführt bzw. leitweggelenkt werden.
Der Netzwerk-Server LNS 220 kann das Paket 207 zu der Netzkomponente LAC 222 über die Verbindung 106 senden, d.h. über das IP-Netzwerk, das zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem Fremd-Netzwerk geschaltet ist, und durch welches das Paket 203 als Paket 207 tunnelt. In Übereinstimmung mit dem PPP-Protokoll entkapselt dieses es, indem die IP- und UDP-Schicht abgestreift werden, wie es mit dem Paket 209 gezeigt wird, wenn die Netzkomponente LAC 222 das Paket 207 empfängt. Die Netzkomponente LAC 222 leitet dann das Paket 209 über die Verbindung 110 zu dem mobilen Knoten 112 weiter, die mit dem Anruf eingerichtet wurde. Von daher sieht die Netzkomponente LAC 222 niemals bei der Payload-Information den IP-Dateikopf in der IP-Schicht, da sie lediglich den IP-Dateikopf über die Schicht 2 (PPP)-Verbindung zu dem mobilen Knoten 112 überführt. Demgemäss kann das Heimat-Netzwerk, falls gewünscht, eine private IP-Adresse an den mobilen Knoten 112 vergeben.
Der mobile Knoten 112 kann ebenso Pakete zurück zu dem Korrespondenzknoten 100 senden, indem das gleiche zuvor beschriebene System allerdings umgekehrt verwendet wird, da L2TP-Tunnel bidirektional sind. Alternativ hierzu kann der mobile Knoten 112 über das Fremd-Netzwerk 109 Pakete direkt zu dem Korrespondenzknoten 100 senden. Beispielsweise kann eine separate PPP-Sitzung zwischen dem Fremd-Netzwerk und dem mobilen Knoten 112 mit dem Ziel der Übertragung von Datenpaketen von dem mobilen Knoten 112 zu dem Korrespondenzknoten 100 eingerichtet werden, indem die Datenpakete über die separate PPP-Sitzung von dem mobilen Knoten 112 zu dem Fremd-Netzwerk 109 überführt werden, und indem dann die Datenpakete von dem Fremd-Netzwerk 109 zu einer Verbindung 214 geführt bzw. leitweggelenkt werden, die beispielsweise ein IP-Netzwerk, wie etwa das Internet, darstellt.
Zum Zwecke der Erfindung wird das Zwischen-Netzwerk, welches der Schicht-2-Tunnel durchläuft, grundsätzlich ein IP-Netzwerk sein. Oder anders ausgedrückt, zumindest die Schicht, welche unmittelbar an den Schicht-2-Tunnel angrenzt oder den Schicht-2-Tunnel umrundet, wird IP sein, da das Zwischen-Netzwerk durch ein anderes Medium getunnelt werden kann, und rekursiv (Tunnel innerhalb Tunnel), falls erwünscht oder notwendig. Dieser gleiche Grundsatz von Tunneln kann ebenso beispielsweise bei der Verbindung 102 angewandt werden.
Ein Fachmann wird einsehen, dass die vorliegende Erfindung in anderen speziellen Formen ausgeführt werden kann, ohne von den wesentlichen Merkmalen hiervon abzuweichen, und dass die Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt ist. Die gegenwärtig offenbarten Ausführungsformen werden von daher in aller Hinsicht als beispielhaft und nicht einschränkend betrachtet. Der Umfang der Erfindung wird eher durch die beigefügten Patentansprüche als die vorangehende Beschreibung angezeigt, und alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs sowie Äquivalente hiervon werden als hierin umfasst betrachtet.

Claims

Verfahren zum Abwickeln einer Leitweglenkung eines Terminating-Pakets (203) für einen mobilen Knoten (112), wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Einrichten von Mobile IP-Bindungsinformation für den mobilen Knoten in einem Heimat-Netzwerk (105); – Empfangen des Terminating-Pakets (203) innerhalb des Heimat-Netzwerkes (105) von einem Korrespondenzknoten (100) zum Leitweglenken bzw. Führen des Pakets zu dem mobilen Knoten, wobei eine Ziel-Adresse des Terminating-Pakets (203) eine Heimat-Adresse für den mobilen Knoten (112) ist; – Bestimmen einer Care-of-Adresse, die einem Fremd-Netzwerk (109) zugeordnet ist, und zwar indem die Heimat-Adresse und die Mobile IP-Bindungsinformation für den mobilen Knoten (203) verwendet wird; – Einrichten eines Tunnels von dem Heimat-Netzwerk zu einem Fremd-Netzwerk, indem ein Tunneling-Protokoll verwendet wird; – Verkapseln des Terminating-Pakets (203), wobei die Ziel-Adresse des gekapselten Pakets die ermittelte Care-of-Adresse ist; und – Senden des gekapselten Pakets (207) zu dem mobilen Knoten (112) über den eingerichteten Tunnel, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Verfahrensschritt des Verkapselns des Terminating-Paketes (203) die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Hinzufügen einer Punkt-zu-Punkt-Protokollschicht; – Hinzufügen einer Schicht-2-Tunneling-Protokollschicht; – Hinzufügen einer UDP-Schicht; und – Hinzufügen einer IP-Schicht, wobei die hinzugefügte IP-Schicht einen Dateikopf mit der Care-of-Adresse als Ziel-Adresse aufweist; der Verfahrensschritt des Einrichtens des Tunnels den Verfahrensschritt des Einrichtens eines L2TP-Tunnels zwischen dem Heimat-Netzwerk (105) und dem Fremd-Netzwerk (109) aufweist; das Verfahren den Verfahrensschritt des Durchführens eines abgehenden L2TP-Anrufes von dem Heimat-Netzwerk (105) zu dem Fremd-Netzwerk (109) aufweist; das Verfahren in Erwiderung auf den L2TP-Anruf den Verfahrensschritt des Durchführens eines Anrufes von dem Fremd-Netzwerk (109) zu dem mobilen Knoten (112) zum Einrichten einer Punkt-zu-Punkt-Protokollsitzung zwischen dem Heimat-Netzwerk (105) und dem mobilen Knoten (112) durch den L2TP-Tunnel aufweist; und der Verfahrensschritt des Versendens des gekapselten Pakets (207) den Verfahrensschritt des Versendens des gekapselten Pakets (207) über die Punkt-zu-Punkt-Protokollsitzung und über den L2TP-Tunnel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Empfang des gekapselten Pakets (207) bei dem Fremd-Netzwerk; – Entkapseln des empfangenen Pakets; und – Weiterleiten des entkapselten Pakets zu dem mobilen Knoten (112).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Verfahrensschritt des Entkapselns des empfangenen Pakets den Verfahrensschritt des Abstreifens der hinzugefügten IP-Schicht und der hinzugefügten UDP-Schicht von dem empfangenen Paket aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Verfahren ferner die folgenden Verfahrensschritte aufweist: – Vergeben einer privaten IP-Adresse an den mobilen Knoten (112) in dem Heimat-Netzwerk (105); und – Umbezeichnen des Terminating-Pakets mit der vergebenen privaten IP-Adresse anstelle der Heimat-Adresse.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren ferner den Verfahrensschritt des Versendens eines Pakets von dem mobilen Knoten (112) zu dem Heimat-Netzwerk über die Punkt-zu-Punkt-Protokollsitzung und über den L2TP-Tunnel aufweist.
Vorrichtung zum Abwickeln der Leitweglenkung eines Terminating-Pakets für einen mobilen Knoten (112) in einem Heimat-Netzwerk (105) des mobilen Knotens, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: – eine Einrichtung (104) zum Empfangen eines Terminating-Pakets (203), um es zu dem mobilen Knoten (112) leitwegzulenken bzw. zu führen, wobei eine Ziel-Adresse des Terminating-Pakets (203) eine Heimat-Adresse für den mobilen Knoten ist; – eine Einrichtung (104) zum Einrichten von Mobile IP-Bindungsinformation für den mobilen Knoten (112); – eine Einrichtung zum Einrichten eines Tunnels zu einem Fremd-Netzwerk (109), indem ein Tunneling-Protokoll verwendet wird; – eine Einrichtung zum Ermitteln einer Care-of-Adresse, die dem Fremd-Netzwerk zugeordnet ist, indem die Heimat-Adresse und die Mobile IP-Bindungsinformation für den mobilen Knoten (112) verwendet werden; – eine Einrichtung zum Verkapseln des Terminating-Pakets (203), wobei die Ziel-Adresse des gekapselten Pakets die ermittelte Care-of-Adresse ist; und – eine Einrichtung zum Versenden des gekapselten Pakets (207) über den eingerichteten Tunnel zu dem mobilen Knoten, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einrichtung zum Verkapseln des Terminating-Pakets (203) ausgelegt ist, eine Punkt-zu-Punkt-Protokollschicht, eine Schicht-2-Tunneling-Protokollschicht, eine UDP-Schicht und eine IP-Schicht hinzuzufügen, wobei die hinzugefügte IP-Schicht einen Dateikopf mit der ermittelten Care-of-Adresse als Ziel-Adresse aufweist; die Einrichtung zum Einrichten des Tunnels ausgelegt ist, einen L2TP-Tunnel zu dem Fremd-Netzwerk (109) einzurichten; die Vorrichtung eine Einrichtung zum Initiieren eines Einrichtens einer Punkt-zu-Punkt-Protokollsitzung zwischen dem Heimat-Netzwerk und dem mobilen Knoten durch den L2TP-Tunnel aufweist, indem ein abgehender L2TP-Anruf zu dem Fremd-Netzwerk (109) durchgeführt wird; und die Einrichtung zum Versenden des gekapselten Pakets ausgelegt ist, das gekapselte Paket (207) über die Punkt-zu-Punkt-Sitzung und über den L2TP-Tunnel zu versenden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vorrichtung ferner folgendes aufweist: – eine Einrichtung zum Vergeben einer privaten IP-Adresse zu dem mobilen Knoten (112); und – eine Einrichtung zum Umbezeichnen des Terminating-Paketes (203) mit der vergebenen privaten IP-Adresse anstelle der Heimat-Adresse.
Vorrichtung zum Abwickeln einer Leitweglenkung eines Terminating-Pakets für einen mobilen Knoten in einem Fremd-Netzwerk (109), welches von dem mobilen Knoten (112) besucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung folgendes aufweist: – eine Einrichtung zum Empfangen eines L2TP-Anrufs von einem Heimat-Netzwerk (105), das dem mobilen Knoten (112) zugeordnet ist; – eine Einrichtung zum Durchführen eines Anrufes zu dem mobilen Knoten (112) zum Einrichten einer Punkt-zu-Punkt-Protokoll-Sitzung zwischen dem Heimat-Netzwerk (105) und dem mobilen Knoten (112) in Erwiderung auf den Empfang des L2TP-Anrufes von dem Heimat-Netzwerk (105); – eine Einrichtung zum Empfangen eines gekapselten Pakets (207) von dem Heimat-Netzwerk (105) über die Punkt-zu-Punkt-Sitzung und über den L2TP-Tunnel, wobei das gekapselte Paket (207) eine hinzugefügte Punkt-zu-Punkt-Protokollschicht, eine hinzugefügte Schicht-2-Tunneling-Protokollschicht, eine hinzugefügte UDP-Schicht und eine hinzugefügte IP-Schicht aufweist, wobei die hinzugefügte IP-Schicht einen Dateikopf mit einer Care-of-Adresse aufweist, die dem mobilen Knoten als Ziel-Adresse zugeordnet ist; – eine Einrichtung zum Entkapseln des empfangenen Pakets (207); und – eine Einrichtung zum Weiterleiten des entkapselten Pakets zu dem mobilen Knoten (112).
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Entkapseln derart ausgelegt ist, um die hinzugefügte IP-Schicht und die hinzugefügte UDP-Schicht von dem empfangenen Paket (207) abzustreifen.