FI106825B - IP-liikkuvuusmekanismi pakettiradioverkkoa varten - Google Patents

Description

106825 IP-liikkuvuusmekanismi pakettiradioverkkoa varten Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on mekanismi IP-liikkuvuuden (IP mobility, IP = Internet Protocol) tuottamiseksi Internet-protokollaa varten pakettiradiover-5 kossa, kuten GPRS tai UMTS. IP mobility on Internet Engineering Task Forcen (IETF) standardin RFC2002 aiheena. Tämä RFC-standardi sisältyy tähän hakemukseen viittauksena. Lyhyesti IP-liikkuvuus on mekanismi tietoliikenneominaisuuksien tarjoamiseksi matkaviestimen käyttäjälle IP-osoitetta käyttäen. Se sallii liikkuvien solmujen vaihtaa liityntäpistettään Internetissä vaihtamatta 10 IP-osoitettaan. Se siis helpottaa liikkuvan solmun ja vastinsolmun (correspondent node) liikennöintiä liikkuvan solmun kotiosoitteen kanssa. Kuvio 1 IP-liikkuvuusmekanismin käsitettä pakettiradioverkossa.

Tämän hakemuksen puitteissa ’’verkkopääsypalvelin” (Network Access Server, NAS) on laite, joka tarjoaa käyttäjille tilapäisen tarveperusteisen 15 (on-demand) verkkopääsyn. Tällainen pääsy on luonteeltaan pisteestä pisteeseen käyttäen puhelin-, ISDN- tai solukkoyhteyksiä jne. ’’Liikkuva solmu” (Mobile Node, MN) viittaa isäntään (host), joka haluaa käyttää kotiverkon osoitetta ollessaan fyysisesti kytkeytyneenä pisteestä pisteeseen -linkillä (puhelinjohdolla, ISDNillä jne.) verkkopääsypalvelimeen, joka ei sijaitse koti-20 verkossa. ’’Vastinsolmu” on vertaissolmu, jonka kanssa liikkuva solmu liikennöi. ’’Matkaviestin” (mobile station, MS) on liikkuva solmu, jolla on radioraja-. . pinta verkkoon. ’’Tunneli” on polku, jota datagrammi seuraa ollessaan kapse- loituna. Mallin mukaan kapseloitu datagrammi reititetään tunnetulle dekapse-*· *: lointiagentille, joka purkaa datagrammin kapseloinnin ja toimittaa sen sitten oi- 25 kein lopulliseen kohteeseensa. Kukin kotiagenttiin kytkeytyvä liikkuva solmu • · ·*.*·:* kytkeytyy uniikin tunnelin kautta, jonka identifioi tunnelitunniste, joka on uniikki : V: tietylle vierasagentti/kotiagentti -parille.

Matkaviestin voi olla salkkutietokone, joka on kytketty pakettiradio-verkkoa tukevaan solukkopuhelimeen. Vaihtoehtoisesti matkaviestin voi olla .'·*·. 30 pienen tietokoneen ja pakettiradiopuhelimen integroitu yhdistelmä, samannä- köinen kuin Nokia Communicator 9000 -sarja. Matkaviestimen muihin suori-m"y tusmuotoihin kuuluvat erilaiset hakulaitteet, kaukosäädin-, valvonta- ja/tai tie- donkeruulaitteet jne.

Radiopääsyverkko (Radio Access Network) RAN voi olla osa .·!·. 35 GPRS-järjestelmää tai kolmannen sukupolven (3G) järjestelmää, kuten UMTS.

* · · RAN käsittää ilmarajapinnan Um, joka on pullonkaula suorituskyvyn kannalta.

• t I * · 2 106825 SGSN ja GGSN ovat GPRS:n termejä vastaavasti pääsy- ja yhdyskäytä-väsolmulle. Kolmannen sukupolven (3G) järjestelmissä SGSN-solmuja kutsutaan joskus 3G-SGSN -solmuiksi. Tilaajatietoja tallennetaan pysyvästi kotirekisteriin (Home Location Register) HLR.

5 "Kotiverkko” on sen verkon osoiteavaruus, johon käyttäjä loogisesti kuuluu. Kun työasema on fyysisesti kytketty lähiverkkoon (LAN), LAN:in osoiteavaruus on kotiverkko. "Kotiosoite” on liikkuvalle solmulle pitkähköksi ajaksi osoitettu osoite. Se voi pysyä muuttumattomana riippumatta siitä, missä liikkuva solmu liittyy Internetiin. Vaihtoehtoisesti se voidaan osoittaa osoitevaras-10 tosta. "Kotiagentti” (home agent) on liikkuvan solmun kotiverkossa oleva reiti-tysentiteetti, joka tunneloi paketteja toimitettaviksi liikkuvalle solmulle tämän ollessa poissa kotoa ja ylläpitää liikkuvan solmun vallitsevaa sijaintitietoa. Liikkuvan solmun ollessa poissa kotoa kotiagentti tunneloi datagrammeja tälle toimitettaviksi ja purkaa tältä tulleiden datagrammien tunneloinnin.

15 "Vierasagentti” (Foreign Agent) viittaa liikkuvan solmun vieraassa verkossa olevaan re it ity se n t iteetti i n, joka tarjoaa reitityspalveluja liikkuvalle solmulle tämän ollessa kirjautuneena, ja siten sallii liikkuvan solmun hyödyntää kotiverkon osoitettaan. Vierasagentti purkaa tunneloinnin ja toimittaa liikkuvalle solmulle sen kotiagentin tunneloimia paketteja. Liikkuvan solmun lähettämille 20 datagrammeille vierasagentti voi toimia kirjautuneiden liikkuvien solmujen ole-tusreitittimenä.

RFC2002 määrittelee care-of -osoitteen Care-of-Address (COA) liikkuvaan solmuun suuntautuvan tunnelin päätepisteeksi, datagrammeille jot- i *. ka välitetään poissa kotoa olevalle liikkuvalle solmulle. Protokolla voi käyttää 25 kahta erilaista care-of -osoitetta: "vierasagentin care-of -osoite” on sen vie- • · ’;··[ rasagentin osoite, johon liikkuva solmu on kirjautunut, ja ’’yhteissijoitettu care- • * · '· *: of -osoite (co-located COA)” on ulkoa saatu paikallisosoite, jonka liikkuva sol- mu on assosioinut johonkin omaan verkkorajapintaansa. Tämän hakemuksen • · · : puitteissa care-of -osoite (COA) on sen vierasagentin osoite, johon liikkuva 30 solmu on kirjautunut. Liikkuvalla solmulla voi olla useita COA:ta samanaikai-sesti. Ensisijainen COA on osoite, jonka liikkuva solmu lähettää kotiagentilleen ··· ·**·. kirjatuessaan. COA-listaa päivitetään liikkuvan solmun vastaanottaessa il-

t · I

moituksia. Jos ilmoitus raukeaa, sen merkintä tai merkinnät tulisi poistaa lis-‘ taita. Yksi vierasagentti voi tuottaa useamman kuin yhden COA:n ilmoituksis- 35 saan. ’’Liikkuvuussidonta” (Mobility Binding) on kotiosoitteen assosiaatio vie-rasagentin IP-osoitteen ja tunnelitunnisteen kanssa. Liikkuva solmu rekisteröi 106825 3 COA:nsa kotiagenttiinsa lähettämällä rekisteröintipyynnön (registration request). Kotiagentti vastaa rekisteröintivasteella (registration reply) ja ylläpitää sidonnan liikkuvalle solmulle.

IP-liikkuvuuden perusversioissa kaikki liikkuvalle solmulle kohdiste-5 tut datagrammit reititetään sen kotiverkon ja kotiagentin kautta. Tätä prosessia kutsutaan kolmioreititykseksi. Se voi lisätä verkon ja kotiagentin kuormitusta ja voi olla suorituskyvyn pullonkaula. Ns. Mobile IP:n optimireitityksen protokol-lalaajennukset pyrkivät eliminoimaan kolmioreititykseen liittyviä ongelmia. Reitityksen optimoinnissa vastinsolmut ja edelliset vierasagentit voivat säilyttää 10 ajan tasalla olevan sidonnan liikkuvaa solmua varten sidontavälimuisteissaan (cache). Sen johdosta vastinsolmut voivat tunneloida liikkuvalle solmulle kohdistettuja datagrammeja suoraan liikkuvan solmun COA:han ja edelliset vierasagentit voivat välittää liikkuvalle solmulle kohdistettuja datagrammeja tämän nykyiseen COA:han. Sidonta voidaan säilyttää sidonnanpäivityksen vastaan-15 oton jälkeen. Solmun tulisi pyydettäessä kuitata vastaanotto lähettämällä sidonnan kuittaus. Nämä sanomat on autentikoitava. Ne kuljetetaan yleensä User Datagram Protocol (UDP) -protokollalla.

Datapakettien reititys liikkuvalle solmulle on ongelma pakettiradio-verkossa kuten GPRS. Näin siksi, että liikkuvan solmun dataverkko-osoittella 20 on tyypillisesti staattinen reititysmekanismi, kun taas liikkuva solmu voi vaeltaa yhdestä osaverkosta toiseen. Eräs lähestymistapa datapakettien reitittämiseen on Mobile IP:n käsite. Mobile IP mahdollistaa IP-datagrammien reitittämisen liikkuville työasemille (mobile hosts) aliverkon liitäntäpisteestä riippumatta.

Standardi Mobile IP:n käsite ei tarkasti sovi GPRS-ympäristöön, 25 koska IP:n lisäksi on tuettava muitakin verkkoprotokollia. Edelleen, liikkuvuu- • · *;·*! den hallinta GPRS-verkossa perustuu erilaisiin mekanismeihin kuin Mobile IP, • ♦ · *; “ joka on määritelty vain Internet-protokollalle. GPRS-infrastruktuuri käsittää tu- v.: kisolmuja, kuten GPRS-yhdyskäytäväsolmu (gateway support node, GGSN) ja • · > : palveleva GPRS-tukisolmu (serving GPRS support node, SGSN). GGSN- 30 solmujen pääasialliseen toiminnallisuuteen kuuluu vuorovaikutus ulkoisen da-taverkon kanssa. GGSN päivittää sijaintihakemistoa käyttämällä SGSN-**'*; solmujen tuottamaa reititysinformaatiota matkaviestimen polusta ja reitittää ul koisen dataverkon protokollapaketin kapseloituna GPRS-runkoverkon kautta matkaviestintä kulloinkin palvelevalle SGSN-solmulle. Se myös dekapseloi ja 35 välittää ulkoisen dataverkon paketteja sopivalle dataverkolle ja käsittelee data-liikenteen laskutusta.

• « 4 106825 SGSN:n päätoimintoja on havaita palvelualueellaan olevia uusia GPRS-matkaviestimiä, käsitellä uusien matkaviestinten rekisteröintiprosessi yhdessä GPRS-rekisterien kanssa, lähettää datapaketteja GPRS-matkaviestimelle ja vastaanottaa niitä siltä sekä pitää kirja matkaviestinten si-5 jainnista palvelualueellaan. Tilaajainformaatio tallennetaan GPRS-rekisteriin, jossa matkaviestimen identiteetin (kuten MS-ISDN tai IMSI) ja PSPDN-osoitteen välinen kartoitus on tallennettu. Kotirekisteri (HLR) toimii tietokantana, josta SGSN-solmu voi kysyä, onko sen alueella oleva uusi matkaviestin oikeutettu liittymään GPRS-verkkoon.

10 GPRS-yhdyskäytäväsolmut GGSN kytkevät operaattorin GPRS- verkon ulkoisiin järjestelmiin, kuten muiden operaattorien GPRS-järjestelmiin, dataverkkoihin 11, kuten IP-verkkoon (Internetiin) tai X.25 -verkkoon ja palvelukeskuksiin. Kiinteitä isäntiä 14 voidaan kytkeä dataverkkoon 11 esim. lähiverkon LAN ja reitittimen 15 avulla. Reunayhdyskäytävä (border gateway, BG) 15 tarjoaa pääsyn operaattorien väliseen GPRS-runkoverkkoon 12. GGSN voidaan kytkeä myös suoraan yksityiseen yritysverkkoon tai isäntään. GGSN sisältää GPRS-tilaajien PDP-osoitteita ja reititysinformaatiota eli SGSN-osoitteita. Reititysinformaatiota käytetään tunneloimaan protokolladatayksi-köitä (protocol data units, PDU) dataverkosta 11 matkaviestimen nykyiseen 20 kytkentäpisteeseen eli palvelevaan SGSN.ään. SGSN.n ja GGSN.n toiminnallisuudet voidaan kytkeä samaan fyysiseen solmuun.

GSM-verkon kotirekisteri (home location register) HLR sisältää GPRS-tilaajatietoja ja reititysinformaatiota, ja se kartoittaa tilaajan IMSI:n yh- • < < tY. teen tai useampaan PDP-tyypin ja PDP-osoitteen pariin. Kotirekisteri myös 25 kartoittaa kunkin PDP-tyypin ja PDP-osoitteen parin GGSN-solmuun. SGSN:llä • · V*! on Gr-rajapinta kotirekisteriin (suora signalointikytkentä tai sisäisen runkover- • · ·

*; " kon 13 kautta), vaeltavan matkaviestimen kotirekisteri ja sen palveleva SGSN

voivat olla eri matkaviestinverkoissa.

• ·· : Operaattorin sisäinen runkoverkko 13, joka kytkee yhteen operaat- 30 torin SGSN- ja GGSN-laitteistot, voidaan toteuttaa esim. paikallisen verkon, kuten IP-verkon avulla. Tulisi huomata, että operaattorin GPRS-vekko voidaan ·’“· toteuttaa myös ilman operaattorin sisäistä runkoverkkoa, esim. tuottamalla kaikki ominaisuudet yhdessä tietokoneessa.

‘ Nykymuotoinen GPRS-verkko kykenee tukemaan IP-liikkuvuutta, « 1 i t i ‘ ' 35 jos matkaviestin toteuttaa Mobile IP -protokollan ja jos sillä on jonkin yhtiön tai :Y: Internet-palveluntarjoajan (Internet service provider, ISP) osoittama yksityinen • · • · • · · • ·« * · 5 106825 IP-osoite. Kun GGSN-solmu osoittaa matkaviestimelle tilapäisen IP-osoitteen, matkaviestin voi käyttää tätä tilapäistä osoitetta COA:naan ja rekisteröidä osoitteen kotiagenttiinsa, ja se hyötyy siten Mobile IP -palveluista. Tämä pätee silloinkin, kun matkaviestin käyttää ennalta määrättyä GGSN IP -osoitetta, jota 5 myös voidaan pitää COA.na.

Ainoa yksikkö, joka voi estää matkaviestintä käyttämästä GGSN:n osoittamaa IP-osoitetta COArnaan on vierasagentti, jonka agentinilmoitussa-nomia vastaanotetaan matkaviestimessä ja jotka vaativat matkaviestimen rekisteröitymään tähän nimenomaiseen vierasagenttiin.

10 Ongelmana tunnetuissa IP-liikkuvuusmekanismeissa on huono in tegrointi pakettiradioverkkojen kanssa. Toisin sanoen tunnetut IP-liikkuvuusmekanismit on ainakin ensisijaisesti suunniteltu langoitettuihin pää-syjärjestelmiin. Tällä on puolestaan se sivuvaikutus, että kukin datagrammi prosessoidaan usean erilaisen protokollakerroksen kautta, mistä aiheutuu suu-15 ri prosessoinnin lisäkuormitus. Lisäksi kunkin datagrammin varustaminen usealla protokollaotsakkeella tuhlaa verkon kapasiteettia.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on parantaa IP-liikkuvuusmekanismien ja pakettiradioverkkojen välistä integrointia. Toisin sanoen keksinnön tulisi rat-20 kaista tai ainakin minimoida tunnettuihin IP-liikkuvuusmekanismeihin liittyvät ongelmat. Tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, joille on tun-. . nusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön 4 4 ';' ·' edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

4 ( • ' Keksintö perustuu näkemykseen, että kotiagentti HA asennetaan 25 pakettiradioverkon reunalle. Tällainen sijainti sallii kotiagentin päättää, reitit- • ♦ \*·: tääkö se liikkuvalle tilaajalle osoitetut datagrammit käyttämällä GPRS:ää/ iV: GTP:tä vai lnternetiä/IP:tä. Edullisesti kotiagentti integroidaan tai keskitetään pakettiradioverkon yhdyskäytäväsolmuun. GPRS-verkossa sopivia yhdyskäy-täväsolmuja ovat GGSN-solmut (SGSN). Kullakin yhteydellä on kaksi PDP-;···. 30 kontekstia GGSNissä. Yksi konteksti vastaa tilaajan koti-GGSN:ään tallen- .···. nettua kiinteätä IP-osoitetta ja toinen vastaa vierailtuun GGSN.ään tallennet tua dynaamista osoitetta. Liikkuvuudenhallinnan (mobility management, MM) käsittein keksintö sallii käyttää kahta samanaikaisesti esiintyvää MM-';: kontekstia, GPRS-MM -kontekstia ja Mobile-IP -kontekstia. Kotiagentin integ- 35 rointi tilaajan koti-GGSN -solmuun päättää, mitä MM-kontekstia tulisi käyttää . ·. ‘: datagrammin reitittämiseen.

6 106825

Keksinnön toisena etuna on, että Mobile IP -tuesta tulee verkon operaattorin tarjoama palvelu. Operaattori voi siis laskuttaa käyttäjiä tästä palvelusta.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan datapakettien (eli 5 datagrammien) reitittämiseen käytettävää protokollapinoa integroidussa yh-dyskäytäväsolmussa/kotiagentissa virtaviivaistetaan reitittämällä datapaketit suoraan käyttämällä verkkokerroksen (eli 3. kerroksen) protokollia. Tämä suoritusmuoto parantaa läpäisykykyä ja/tai alentaa lisäkuormitusta pienemmän protokollapinon vuoksi integroidussa yhdyskäytäväsolmussa/kotiagentissa IP-10 datagrammeja reititettäessä.

Keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaan vierasagentit FA integroidaan SGSN-solmuihin. Tällainen vierasagenttien sijoitus maksimoi keksinnön edut, sillä se maksimoi sen verkon ulottuvuuden, joka voidaan kantoaaltotaajuustaa pienemmällä protokollapinolla. (Nykyinen IP-tunneli 15 päättyy SGSN:ään. Jos IP-tunnelia jatketaan radiopääsyverkkoon RAN, niin edullisesti vierasagentit tulisi myös siirtää radiopääsyverkkoon. Tässä tapauksessa mahdollinen verkkoelementti olisi BRC/RNC.)

Vaihtoehtoisesti vierasagentit voidaan asentaa GGSN:ään, mutta silloin vaaditaan GTP-tunneli IP-pakettien reitittämiseksi GGSN:n ja SGSN:n 20 välillä. Vielä erään vaihtoehdon mukaan vierasagentit voidaan jättää kokonaan pois, mikäli käytetään IPv6:tta ja osoitteen autokonfiguroinniksi kutsuttua tekniikkaa.

Kuvioiden lyhyt selostus « t <

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen 25 yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: • ♦

Kuvio 1 esittää IP-liikkuvuusmekanismia, johon kuuluu tunnettu ko-v.*; tiagentti HA, sekä datagrammien reititystä HA:ssa; ja :T: Kuvio 2 esittää IP-liikkuvuusmekanismia, johon kuuluu keksinnön mukainen kotiagentti HA, sekä datagrammien reititystä HA:ssa.

··· • « 30 Keksinnön yksityiskohtainen selostus • ·

Kuvio 1 lohkokaavio, joka esittää IP-liikkuvuusmekanismia, johon ':kuuluu sisäiseen runkoverkkoon 13 sijoitettu kotiagentti HA (tämä sijoitus esi-: : tetään vain esimerkkinä). Kuvion 1 vasemmassa alanurkassa oleva viitenume- Λ ro 18 osoittaa tällaisessa tunnetussa kotiagentissa olevaa protokollapinoa.

; \ 35 Kaksipäinen nuoli havainnollistaa IP-datagrammien reitittämistä GGSNissä.

* « 4 4 I · « ( 7 106825

Vastaavasti viitenumero 19 osoittaa datagrammia, johon kuuluu hyötykuorma-osa (payload) PL ja joukko otsakkeita (header) H, yksi otsake kullekin datag-rammin reitittämiseen tarvittavalle protokollalle. On ilmeistä, että kunkin datag-rammin reitittäminen usean protokollakerroksen kautta aiheuttaa suuren pro-5 sessointikuormituksen. Lisäksi kunkin datagrammin varustaminen usealla protokollaotsakkeella tuhlaa verkon kapasiteettia.

Kuvio 2 esittää IP-liikkuvuusmekanismia, johon kuuluu keksinnön mukainen kotiagentti HA, jolloin kotiagentti HA on integroitu GGSN-solmuun, jota yleisesti kutsutaan yhdyskäytäväsolmuksi. Viitenumero 20 osoittaa proto-10 kollapinoon keksinnön mukaisessa kotiagentissa. Vastaavasti viitenumero 21 osoittaa keksinnön mukaista datagrammia. Datagrammi käsittää hyötykuor-maosan PL ja yhden otsakkeen H kullekin datagrammin reitittämiseen tarvittavalle protokollalle. On ilmeistä, että keksintö säästää prosessointikuormitusta ja kasvattaa läpäisykykyä vähentämällä datagrammeissa vaadittavien otsak-15 keiden määrää.

Jos käytetään IPv4:ää, kotiagentti pyydystää matkaviestimelle MS osoitetut datagrammit, kapseloi ne ja lähettää ne matkaviestimen COA:han. COA:n voi tuottaa vierasagentti FA, tai matkaviestin voi hankkia sen itse käyttämällä tekniikkaa kuten DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

20 Tunnetuissa IP-liikkuvuusmekanismeissa vierasagentit FA sijoite taan tyypillisesti ohjelmistorutiineina liikkuviin solmuihin MN. Kuvio 1 esittää suoritusmuodon, jossa vierasagentteja on sijoitettu kuhunkin SGSN-solmuun.

·,·. (Tällainen vierasagentin sijoitus on lähteen 1 aiheena.) Kullakin vierasagentilla

on IP-osoite Internetissä ja operaattorin omassa yksityisessä GPRS/3G 25 -verkossa. Kullekin SGSN/FA:lle vastaavassa yhdyskäytäväsolmussa GGSN

• · on pysyvä pakettidatakonteksti tunneloinnin mahdollistamiseksi FA:han päin. *· *: Jotakin matkaviestimen ja SGSN:n välistä linkkiprotokollaa (esim. Layer 3 Mo- bility Management, L3-MM) modifioidaan tukemaan IP-liikkuvuutta.

♦ ·· • · « ♦ · · Lähteessä 1 näytetyn vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaan vie-30 rasagentti FA integroidaan yhdyskäytäväsolmuun GGSN. Tässä tapauksessa • · IV. matkaviestin käyttää COA:naan FA:n osoitetta yhdyskäytäväsolmussa. Liikku- vuussidonnan muodostamiseksi matkaviestimen on lähetettävä lisäinformaa-tiota SGSN:lle. Tämän lisäinformaation vuoksi valittu yhdyskäytäväsolmu tie-·:·! tää, että vastaanotettu IP-osoite on pätevä, vaikka se ei kuulukaan tälle ni- 35 menomaiselle yhdyskäytäväsolmulle. Yhdyskäytäväsolmu havaitsee rekiste- : *. röintisanomia matkaviestimeltä ja lähettää ne tämän FA-yksikölle käsittelyä « * 8 106825 varten. Tämä voidaan toteuttaa helposti, mikäli yhdyskäytäväsolmun reititinyk-sikkö lähettää FA:lle kaikki paketit, joiden elinaikakenttä on nolla. Tämän piirteen etuna on, että yhdyskäytäväsolmun ei tarvitse tutkia tulevia paketteja yksityiskohtaisesti, mikä vaatisi huomattavaa prosessointitehoa. Lisäksi yhdys-5 käytäväsolmu GGSN/PDAN voi hyväksyä minkä tahansa IP-osoitteen matkaviestimeltä ja käyttää FA:n osoitetta matkaviestimen COA:na.

Vielä erään vaihtoehdon mukaan vierasagentit voidaan jättää kokonaan pois, mikäli käytetään IPv6:tta ja osoitteen autokonfiguroinniksi kutsuttua tekniikkaa. IPv6:n liikkuvuustuki yhdistää Mobile IP:n ja reitityksen optimoinnin 10 käsitteet. Aina liikkuvan solmun vaihtaessa liittymispistettään yhdestä IP-aliverkosta toiseen se tarvitsee COA:n nykyisestä aliverkostaan. Liikkuva solmu voi konfiguroida COA:n tilallisen (stateful) tai tilattoman (stateless) auto-konfiguroinnin avulla. (Tilallinen autokonfigurointi luottaa osoitteenkonfiguroin-tipalvelimeen; tilattomassa autokonfiguroinnissa liikkuva solmu poimii osoit-15 teen ja yrittää selvittää, onko tämä osoite jo käytössä.)

Liikkuva solmu voi lähettää sidonnanpäivityssanomia eli ’’optioita” vastinsolmuilleen antaakseen näiden dynaamisesti oppia ja tallentaa välimuistiinsa liikkuvan solmun sidonta. Sidontaa käyttämällä vastinsolmut voivat lähettää pakettinsa suoraan liikkuvan solmun COArhan. (Optio” on IPv6:n yhte-20 ydessä käytettävä termi tietyille valinnaisille otsakkeille, jotka sijoitetaan IPv6-otsakkeen jälkeen. Samoin IPv6:n yhteydessä sana ’’paketti” on yleensä varattu datagrammeille.) Sidonnanpäivitys/kuittausoptiot kuljetetaan IPv6-v. kohdeoptioina (destination options), ja ne voidaan sisällyttää mihin tahansa _’. IPv6-pakettiin. Kohdeoptiot tutkitaan vain paketin kohdesolmussa, jolloin välillä 25 olevien reitittimien kuormaa ei kasvateta.

• ·

Kun paketti lähetetään, vastinsolmu etsii sidontavälimuististaan • · · *· " merkintää paketin kohdeosoitteelle. Jos merkintä löytyy, vastinsolmu reitittää paketin suoraan liikkuvan solmun CO A: hän. IPv6-reititysotsaketta käytetään • ·· : IPv6-kapseloinnin sijaan. Reititysotsake sisältää liikkuvan solmun kotiosoittee- 30 seen. Ellei merkintää löydy, vastinsolmu lähettää paketin normaalisti liikkuvan :***: solmun kotiverkkoon, missä kotiagentti pyydystää paketin ja tunneloi sen liik- ··· •***; kuvan solmun COA:han käyttäen IPv6-kapselointia.

Selostus esittää vain keksinnön edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ·:! ei kuitenkaan rajoitu näihin esimerkkeihin ja käytettyihin termeihin, vaan se Λ 35 voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

106825 g Lähde: 1. Suomalainen patenttihakemus FI982027, jolla on sama nimitys ja jättöpäivä kuin tällä hakemuksella.

• « • · · • · # · · • · · • · • · • · · • · # • · • · o • · 1 • · · • · · • · • · • · · » t » « · • «

Claims (13)

1. Menetelmä Internet-protokolla- eli IP-tyyppisen liikkuvuuspalvelun tuottamiseksi matkaviestimelle (MS) pakettiradioverkossa, johon kuuluu ainakin yksi verkkoelementti (GGSN, SGSN), siten että ainakin yksi verkko- 5 elementti on (GGSN) pakettiradioverkon reunalla liittymiseksi ulkoisiin verkkoihin (11), missä mainittu pakettiradioverkon reunalla oleva elementti tukee ainakin IP-tyyppistä protokollaa, menetelmän ollessa tunnettu siitä, että: - mainittuun pakettiradioverkon reunalla olevaan verkkoelementtiin 10 (GGSN) integroidaan kotiagentti (HA) datapakettien reitittämiseksi matkaviestimelle ja siltä; - täydennetään mainittua IP-tyyppistä protokollaa laajennuksella mainitun matkaviestimen liikkuvuudenhallintaa varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että mainittu pakettiradioverkon reunalla oleva verkkoelementti on yhdyskäy- täväsolmu (GGSN).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu yhdyskäytäväsolmu käsittää protokollapinon (18, 20) ainakin kerroksen 1 (L1) protokollan, kerroksen 2 (L2) protokollan ja verkkokerroksen 3 20 (L3) protokollan tukemiseksi, että mainittu IP-tyyppinen protokolla sijaitsee mainitulla verkkokerroksella (L3) ja että mainittu laajennus liikkuvuuden hallintaa varten on olennaisesti Mobile IP -protokolla.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu : siitä, että IP-datapaketit reititetään integroituun kotiagenttiin/yhdyskäytäväsol- .···] 25 muun (GGSN+HA) ja siltä käyttäen vain verkkokerroksen (L3) protokollaa sekä • · kerrosten 2 ja 1 protokollia.

: / 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, t u n - • · · nettu siitä, että pakettiradioverkko käsittää vierasagentin (FA) ja sinänsä v ; tunnetun palvelevan tukisolmun (SGSN) matkaviestimen liikkuvuudenhallinnan 30 tukemiseksi; ja että vierasagentti (FA) integroidaan ainakin yhteen tukisolmuun O (SGSN, GGSN).

·*’*: 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, « « « että vierasagentti (FA) integroidaan ainakin yhteen palvelevaan tukisolmuun ! (SGSN). 1111« „ 106825

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vierasagentti (FA) integroidaan ainakin yhteen yhdyskäytäväsolmuun (GGSN).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että vierasagentti (FA) sijoitetaan radiopääsyverkkoon (RAN).

9. Pakettiradioverkko liikkuvuuspalvelun tuottamiseksi matkaviestimelle (MS), johon pakettiradioverkkoon kuuluu ainakin yksi tukisolmu (GGSN, SGSN), siten että ainakin yksi tukisolmu on yhdyskäytäväsolmu (GGSN) liittymiseksi ulkoisiin verkkoihin (11), missä mainittu yhdyskäytäväsolmu tukee ai- 10 nakin IP-tyyppistä protokollaa, pakettiradioverkon ollessa tunnettu siitä, että siihen kuuluu integroitu verkkoelementti (GGSN+HA), joka käsittää yhdyskäytäväsolmun (GGSN) ja kotiagentin (HA) toiminnallisuudet datapakettien reitittämiseksi matkaviestimelle ja siltä; 15 missä mainittuun IP-tyyppiseen protokollaan kuuluu tai liittyy laajen nus mainitun matkaviestimen liikkuvuudenhallintaan varten.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen pakettiradioverkko, tunnettu siitä, että pakettiradioverkko käsittää vierasagentin (FA) ja sinänsä tunnetun palvelevan tukisolmun (SGSN) matkaviestimen liikkuvuudenhailinnan 20 tukemiseksi; ja että vierasagentti (FA) on integroitu ainakin yhteen tukisolmuun (SGSN, GGSN).

10 106825

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pakettiradioverkko, tunnettu siitä, että vierasagentti (FA) on integroitu ainakin yhteen palvelevaan Y\ tukisolmuun (SGSN). Ύ: 25

12. Yhdyskäytäväsolmu (GGSN+HA) pakettiradioverkkoa varten, järjestettynä tuottamaan liikkuvuuspalvelua matkaviestimelle (MS), missä yh- ·’.*·: dyskäytäväsolmu (GGSN+HA): • · •V.: - on sovitettu yhteistoimimaan ainakin yhden palvelevan tukisolmun (SGSN) kanssa, datapakettien reitittämiseksi matkaviestimelle (MS) ja siltä; 30. tukee ainakin IP-tyyppistä protokollaa; ’.*··. - yhdyskäytäväsolmun ollessa tunnettu siitä, että se käsittää .···. yhdyskäytäväsolmun (GGSN) ja kotiagentin (HA) toiminnallisuudet datapaket- ''' tien reitittämiseksi matkaviestimelle ja siltä; missä mainittuun IP-tyyppiseen protokollaan kuuluu tai liittyy laajen- ';: 35 nus mainitun matkaviestimen liikkuvuudenhallintaan varten. « · • « · I I I • · a a « • * · < · 12 106825

13. Yhdyskäytäväsolmun (GGSN) käyttö kotiagenttina (HA) tuottamaan liikkuvuuspalvelua matkaviestimelle (MS) pakettiradioverkossa, missä yhdyskäytäväsolmu tukee ainakin IP-tyyppistä protokollaa ja mainittuun IP-tyyppiseen protokollaan kuuluu tai liittyy laajennus mainitun matkaviestimen 5 liikkuvuudenhallintaan varten. < · • · · « • « « « « • · · • · « · · • · • · • · · • « • · · ♦ · · • 1 • · • · · • · · • · ··· • · · • · · • · · • · • · ··· • · · « · «Il < · « I · · • « 13 106825