TWI255115B - System, method and device to allow connection of mobile nodes from IPv6 nodes over IPv4 domains - Google Patents

Description

1255115 玖、發明說明 二 (發明說明應敛明:發明象技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 【發明所屬之技彳标領域】 發明背景 網路協㈣於通信裝置設定特定格式與信號程序。其 5例包括網際網路協定，並且經常同時使用傳輸控制協定、 超文件傳輸協定等。設置作為協定新的版本，在協定新的 版本與先前版本之間可能會有相容性問題。 【先前才支4 标]J · 例如，大部份網際網路領域與地點目前使用網際網路 1〇協定版本4(IPV4)。^，某些地點與領域正在轉換至網際 、罔路協疋版本6(IPv6)，其有時亦稱為下一世代網際網路協 定（IPng)。IPV6與IPv4並不相容。IPv6之使用提供不同的 . 疋址結構，其允許使用更多位址，而IPv4可能“用完，，可供 . 使用之位址。此新的定址結構具有更多可供使用的位址， 15位址結構之改變造成IPv6與IPv4之間的不相容性。 此種型式之不相容對於行動型使用者有大的影響。使 用協定較新版本但亦能用兩種版本之行動型使用者可能t · 進入區域，其中僅有可供使用的連接是屬於較舊的版本。 沒限制了使用者能在新的版本中與網路通信。例如，具有 2〇行動裝置能使用1Pv6之使用者可能會進入只能使用IPv4之 區域，且可能失去在IPv6中通信之能力。 本發明之實施例將藉由閱讀以下說明並參考所附圖式 而獲得最佳之瞭解。 【發明内容3 ;/; f .*· ' ϊ < 1255115 玖、發明ife明 本發明是有關於-種方法，用於在當下一世代行動節 點移動進入前-世代領域中時，允許此下—世代行動節點 繼績使用下一世代行動服務，且跨前一世代網路與下一世 代網路通信。此行動節點發現前一世代行動代理器’從行 5動代理器獲得用於行動節點之前一世代轉交位址，登吃於 前一世代基地代理器，且選擇性地獲得前—世代基地值址 ，產生世代間擬似介面，且使用它在行動節點㈣下—世 代基地代理器之間，傳送所有信號與資料封包。 圖式簡單說明 10 —第1圖顯示使用新協定版本之行動節點進入使用舊協 疋版本領域之實施例； 第2圖顯示本發明方法實施例之流程圖’其允許下一 世代節點跨先前世代網路而通信； 15 顯示退化之世代間位置之實施例； ^回、、丁在仃動即點與其基地代理器之間封包傳輸 之圖式；以及 弟5圖顯示可乂你 ^作用為订動節點之行動裝置之實施例。 I：實施方式】 較佳實施例之詳細說明 目前的_網路協定’例如網際網路協定版本4與版 r根：其網路位址將資料封包傳送至目的地。通常， 此專位址是與同宁 … 、 、、”路位置有關。在行動網路中，此行 動式裝置可以改辯卩/4 4 Μ 改父附者於網路之點或位址，而同時盥且他 的網路節點通传。伯Β — ° ;一疋，母次此裝置移至不同的附著點時 20 1255115 玖、發明說明 ’必須獲付新的網路位址以及對新位址之切換應用通信會 議，而使得真正的行動網路不切實際。 為了桌助瞭解本务明’使用來自網際網路（hternet)協 定（IP或IPv4)網路之數個說明與例子。在此說明期間，將 5使用網際網路協定以幫助瞭解本發明之實施例。然而，對 方、本％明貝Μ例之應用並無限制。可以將它們應用至造成 不相谷的IPv6以及其他的網路升級。 在例子的討論中，可能會提到網際網路工程特殊任務 、、扁、、且（Task Force)(IETF)之論文。個人或組可以將草案呈送 10給IETF之各種工作小組，此等草案可供大眾使用但為在進 行中未兀成的工作。它們稱為網際網路草案。如果將此等 草案當作標準’則將它們公告成為具有辨識號碼之“請求評 論’’（Requests For C〇mments)(RFCs)。例如在322〇“對lpv4之 IP行動支援，，、RFC 2794、以及RFC 3〇24中所討論行動式 B網際網路協定第4版（行動Ip)。其他相關的文件包括網際網 路草案“IPV6中之行動支援，，與“建構在行動式IPv4上之IPV6，， ，其討論行動式網際網路協定版本6(行動式lpv6)。 在行動式網際網路協定（IP)中，使用基地位址（h〇me address)與轉父位址（care_〇f-address)之組合，以克服對於 2〇行動裝置目的地之固定位址之須求。基地位址是分配給行 動節點之IP位址。不論此節點裝附於網際網路之何處此位 址保持不變。當行動節點是在“基地”，則它是裝附於在其 基地網路之連結。而此基地網路是一種網路其網路名稱之 前綴字首（Pref】x)與此行動節點基地位址之前綴字首匹配。 1255115 玖、發明說明 此在行動節點基地網路上裝設之路由器’其當離開基地時 穿過封包用於傳送至行動節點而稱為基地代理器（ha)。 轉交（care-〇f)位址（coA)是朝向行動節點之隨道终極點 ，用於在當它離·地時，將封包傳送給行動節點。此轉 5交位址通常為兩種不同型式之―：異類代理器⑽）之轉交 位址是異類代理器之位址，以它而登記此行動節點，丘同 設置式轉交位址是由外部獲得之本地位址，以它此行動節 點與其本身網路介面之一連接。異類代理器⑽）是在此行 10 即點^在“訪問，，之網路上或具有與行動節點基地位址不 同網路两綴字首之任何網路上之路由器或其他網路裝置。 !異：代理器提供通路服務給所登記之行動節點。對於從 订動即點所傳送之資料’此 行動式節點之缺設⑽ult)路由器。了作為用於所登記 15 春在情況中，行動式節點在其本身網路中移動。 地網路中’它不須要例如轉交位址之行動式服務 要包括輕〜 動出其本身基地網路，它將須 要匕括“位址（C()A)之行動式服務。， 它從本地代判接 π力即點當

°。逍告頰不此代理哭I 點基地網路以外之網路上時，-疋在仃動卽 網路之外。代理器通告是路由哭=即點確定它是在基地 疋俗由态通告之一種纟# 際網路通信結構中使用以通知 /、在網 使用。 貝科傳輸叙置此路由器可供 當收到代理器通告其顯示 订動郎點將獲得轉交位玷 此行動節點離開基地 此 此轉交位址由來自行動代 理器 20 玖、發明說明 7路由器通告獲得’其通常為提供行動式服務之異類代理 盗。此轉交位址(C〇A)亦可藉由其他方式，例如：動能主 體結構協定（DHCP·· dynamic h〇st C吻urati〇n pr_啊 人工操作結構而獲得。一旦此行動節點獲得轉交位址’它 向其基地代理器登記此轉交位址，因此通知此基地代理器 i專达此位址。—旦登記了此基地位址，此基地代理器將攔 截达往行動節點著地位址之封包，且典型地藉由㈣包穿 隨至轉交位址而將此等封包送至行動節點之轉交位址之位 址。 牙隨中除了例如Ip頭部欄位之任何現有頭部棚位 =卜，此基地代理器在此封包前插入新的穿隧頭部欄位。 此新的穿頭部欄位使用行動節點之轉交位址作為目的地位 址在某些協定中，例如jp φ少τη 中之-ΙΡ，將整個原來IP頭部 *保留作為穿隧封包負載資料之-部份。 然而’以上之討論假設此行動節點，所有的中間代理 代協定不㈣之下-世2 本。當導入此與先前世 世代協疋，則此等過程失效而不能再 適用。使用下一世代協定 —^ 卜 “之仃動卽點如果它移動至須要跨 先所世賴路通信m則它無法通信。 在第1圖中顯示此種情形之例子。行動節點1 .、代(G)網路】4之外。其⑽網路位置14稱為 世代間位置，是在轉換期一 '、 門# w 1 λ目 、/ i式NG網路。此世代 有多個崎網路，—是其中兩個 16是用於行動節㈣與】2之基地次網路。此在 —一玖、發明I如月 IPv4/IPv6例子中之世代間位置稱為“6至4，，位置。

此基本網路14作為世代間位置之規定意味著，此Ν(} 位置使用世代間位址運作此NG協定，並且至少包括一世 代間主機（未圖示）與一世代間路由器，例如邊界路由器 5 。此世代間位址是一種位址，其使用具有世代間前綴字首 (prefix)之NG協定建構。此邊界路由器或世代間路由器是 一種NG路由器其支援世代間擬似（pseud〇)介面。此世代間 擬似介面是一點，在此點將NG封包封、pG封包中、或從 將NG封包從PG封包解除包封，其邏輯上典型地等同於Ng 10 "面，其具有是為PG網路之連接層。除了世代間位址之外 ，此NG位置可以同時運作其他址型式，例如本地Ng 前綴字首。 在特定的例子中，此世代間路由器2〇可稱為“6至4，，路 由器，並且基地網路14將是6至4位置。此兩個子網路。與 15 16將是兩個IPv6子網路，且基地代理器將是巧以路由器。 網路30將是；[Pv4網路，而異類代理器22將是行動巧“代理

器，以及此兩個行動節點將是IPv6行動節點而能夠操作 IPv4 〇 可以使用世代間位置之能力，其具有相關之世代間設 2〇備，而允許^^0行動節點即使它移動進入其唯一的連接是 經由PG網路之區域時仍可繼續通信。在第2圖中以流程圖 的形式顯示此方法之實施例，其允許下一世代節點跨前一 世代網路而通信。 當行動節點谓測到它已移動進八PG區域中時，它在4〇 10 1255115 玖、發明說明 之P G協疋下τ先貫施以上所討論之行動代理器發現過程。 從它所發現之行動代理器，例如是第I圖之異類代理器22 ，此行動節點在41獲得其pG CgA。此pG c〇A允許行動節 點本身與其PG基地代理器（其為邊界路由器）之間通信。 在42行動節點現在可將其阳c〇A登記於pG基地代理 器。如果它最初不具有扣基地位址’它亦必須從具有在η 登記=邊界路由器獲得…基地位址。如同稱後將更清楚明 第圖之迻界路由益20是作為用於行動節點之PG基地 代理為，且能夠將PG基地位址分派給行動節點。 10 15 行動節點然後在43建構世代間位址。此為行動節點之 NG CoA使用PG基地位址之世代間前綴字首。在料，行動 節點根據PG基地位址產生世代間擬似介面。重要的是，行 動節點將其本身建構成為退化之世代間位置。此位置“退 化”因為它是由行動節點本身構成’其作為世代間主機與 世代間路由器。這將參考第3圖更詳細討論。 如果它尚未更新或其登記時間已結束，則此節點以其 NG基地代理器更新其由它由pG基地位址所導出之世代間 位址。當此節點從一 PG領域移至另一領域時，除非先前的 ⑽接合已經結束’則它並無必要實施ng接合更新。如接 合是行動節點之NG基地位址、NG coA以及接合更新時間 或是行動代理器可使用此接合多久。—旦此節點# = 如中登記/更新’則可以將NG封包傳送進入與移出行動節 點。如果節點移動回而進入NG領域中，不論是否是其基 地網路’此節點依據如協定作接合更新，所除外的是= 20 翻 y :.:. 玖、發明說明 .： 不應從其PG基地位址所導出之世代間c〇A發出任何接合t 新以建立傳送。 如同方；第J圖中可看出，行動節點1〇與12現在作用為 孤立之世代間位置。它們使用其PG基地位址以及PG c〇A 5發出與接收包封於PG頭部攔位中之NG封包。此阳網路“ 看到，，此從邊界路由器20發出且被接收之封包。實際上， 此等封包疋經由邊界路由器從ng基地代理器18發出與接 收。然而，PG包封允許傳送NG封包而沒有通信之損失。 _ 使用ip環境之例子，此過程將是用於行動節點1〇與12 1〇而從由邊界路由器2〇所管理之位址集合，以獲得或預先設 。十IPv4位址，並且然後使用它們作為其⑶“基地位址。此 仃動節點然後使用其IPv4基地位址建構6至4位址，並且產 - 生相對應之“6至4”擬似介面，一旦建立6至4擬似介面，此 - 行動節點然後以其NG基地代理器實施行動IPv6。在此之 後’行動節點10與12開始與其NG基地代理器交換巧“資 料交過量。 也°午必須對邊界路由器作一些修正以允許此過程發生 。例如，此世代間路由器管理PG位址之集合，而由於位址 空乏它們整體不能作為通路，並且其路由器必須作為此位 址集合之行動PG基地代理器。此外，在pG領域中之行動 即點不應使用其PG位址以啟始應用通信會議。此等修正允 許在NG行動節點與其NG基地代理器之間跨PG網路作封包 傳送。 朝行動節點傳送之封包稱為順向，以及從行動節點所 12 !255115 玖、發明說明 傳送之封包稱為逆向。第4圖中顯示封包傳輸實施例之圖 式。 此NG基地代理器彳艮據下一世代協定（NG)接收資料封 包。匕根據具有行動節點世代間C ο Α之下一世代行動（行動 5 NG)協定將此資料封包予以包封（encapSUiates)。然後將此 資料封包經由NG位置之内部路線機構傳送至邊界路由器 。此邊界路由器然後根據世代間協定（IG)與前一世代（PG) 订動協定（行動PG)將此封包予以包封。然後，如果使用異 類代理器CoA，則將此封包跨pG網路傳送至異類代理器； 1〇或如果使用共同設置之C〇A，則直接傳送至行動節點。 如果使用異類代理器C 〇 A，則此異類代理器然後將最 外之PG包封去除包封’且將此卿包封之封包傳送至行 動節點。此行動節點將另外兩層包封去除包封，以獲得原 15 20

“ :G封包。如果使用共同設置之CoA，則行動節點將所 有三層包封去除包封以獲制來的NG封包（paeket)。這是 稱為順向且在圖中顯示為在方向線之上。

· ^利即點如果並未使 =器一 NG逆向隧道、世代間協事)、 理丁動W向隨道將_封包予以包封；或如果使用異 _、以上述前兩個將如封包予以包封。如果未使 則，行動。節：將此封包直接送至邊界路由器 用於:=將封包送至—其然後㈣包 pG逆向。’」、行動節點可以省略此' 、由包封去除包封，： ]3 1255115 玖、發明說明 如果未應用行動PG逆向隧道則只將一層包封去除包封，且 將此封包傳送至NG基地代理器。此基地代理器將此行動 NG包封去除以獲得原來的ng資料封包。 必須不考慮用於行動NG之通路最適化。例如，行動 5 IPV6提供通路最適化。然而，當此等節點是在IPV4領域中 時’則不考慮通路最適化，_ΙΡν4基地位址通常為私人 的，且由IPv4基地位址將ΙΡν6封包予以包封，典型地無法 跨越通過此整體IPv4而至行動節點。 以此方式，下一世代網路位置之行動節點可以跨具有 10其他NG節點（不論是否為行動）之前一世代網路而通信。這 允許將封包-次-位置地逐漸傳送過較新的呢網路，而 無須在各處設置較新的協定，且無須對所設置之行動PG内 部結構作任何改變。 15 2〇

在記載於網際網路草案“建構在行動巧^上之ιρν6” ，使用㈣領域中之習知技術方法中說明行動ιρν4之延 ’其可被使用從行動IPv4基地代理器協商獲得㈣位址 這將行動IPv4之行動代理器轉變成用 —。，“’這財各行動“ IPV6^之1 一 兀珂綴字首與行動IPv4基地代理器介面之前64_位元前〗 字首相同。這對於具有多個次網路之IPv6位置並不適用 本發明之實施例是關於—種裝置，其可以作用為行_ 節點’或可以由電腦可讀取碼之物件實施。第5圖顯示； 以作用為行動節點之行動裝置之實施例。就外部…穿 置50可以具有使时介面52例如顯示器、以及㈣按μ 14 欢T發明I兌明 如數字小鍵盤或鍵盤54。此裝置亦可具有允許連接至網路 之無線連接例如天線、電纜、或其他型式之連接器^。此 行動裝置可以為：蜂巢電話，可攜式電腦例如掌上型電腦 筆。己型黾fe或膝上型電腦，或例如網路裝置。 5 就内部而言，此裝置可以具有記憶體62以儲存前—世 代與下-世代基地位址。如同先前討論，此裝置可能已經 具有預先設定之PG基地位址。以替代方式，當經由通信璋 64獲传刖一世代基地位址時，&記憶體將它儲#。此記憶 體可以為任何型式之儲存體，例如在許多其他選擇中之·· 1。動態隨機存取記憶體(DRAM)、靜態副、以及設置在處 理器60上之儲存暫存器。 處理器60用於獲得前一世代之轉交位址。根據本發 =貫施例，處理器可以從行動代理器首«得前-世代 15 20

交位址。此處理器，然後使用來自記憶體之前—世代基本 址以建構世代間位址。此處理器然後制世代間位址建 Γ代間擬似介面，且使用此擬似界面建立與NG行動代

’亦可以軟❹在物件上電腦可讀取碼之形式; 此处理益升級，以執行此等作業。 本含電腦可讀取碼’當它執行時造成電， 、硬碟機或在其上可物件可以為軟磁片， 選擇中之桌上型，構之―’例如：包括在許多其他 置、蜂巢靖“型電猫、筆記型電腦、網路裝 15 Ϊ255115 玖、發明說明 因此，雖然截至目前為止所說明的是用於行動節點之 特殊實施例、以及使用前一世代網路以連接下一世代行動 節點之方法，此等特殊說明之用意並非作為對本發㈣圍 之限制，而其僅受限於在以下申請專利範圍中所設定者。 5 【圖^4簡明】 A第1圖顯示使用新協定版本之行動節點進入使用舊協 定版本領域之實施例；

第2圖顯示本發明方法實施例之流程圖，其允許下— 世代節點跨先前世代網路而通信； 第3圖顯示退化之世代間位置之實施例； 系4圖顯示在行動節點與其基地代理器之間封包傳輪 之圖式；以及 I： 10 14· 15 第5圖顯示可以作用為行動節點之行動裝置_式之主要元件代表符號表】 之實施例。 12···行動節點 50…裝置 下一世代網路 16、18···下一世代次 52···使用者介面 54…鍵盤 網路 2〇邊界路由器 22 ·異類代理器 30···網路 4〇、44···步驟 56…連接器 60…處理器 62…記憶體 64…通信埠

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Claims (1)

1255115 拾、申請專利範圍 第92108531號申請案申請專利範圍修正本 94.1 2.23. 1· 一種允許下—世代行動節點跨前-世代網路通訊之方 法，其包含有下列步驟·· 發現前一世代行動代理器； 5 獲得用於行動節點之前一世代轉交位址； 從分配給行動節點之前_世代基地位址建構世代 間位址，其中該世代間位址被建構於一個唯下—代網 路中；以及 10 從該唯下一世代網路建立一個世代間擬似介面。 人如申請專利範圍第1項 . 員之方法’其中更包括決定此行動 卽點是否具有前一世代基地位址。 動 3. 如申請專利範圍第2項之 弁甲更包括獲得前一番 代基地位址。 j世 15 4. 如申請專利範圍第丨項 點與…世代…法’其中更包括··在行動節 只知轉交位址之登記。 。之間 5·如申請專利範圍第丨項 即 法，其中更包括··在行動 …、占與其下一世代基地網路 動 理器之 20 間實施連接賤。 代基地代 如申请專利範圍第4項之 地位置上之邊界路由器之間登記其中在行動節點與在基 7·如申請專利範圍第】 點 與下-世代—器其中更包括在行動節 8 ^ ]建立逆向隧道。 w申4專利範圍第6項 法，其中對於在下—世代行 17 mm s 拾、申請專利範圍 動協定中之一個逆向隧 J丨硬逼不考慮路徑最適化。 9·如申請專利範圍第丨項之古土 甘山1 、 方法，其中如一世代轉交位址 更包括異類代理器轉交位址。 10·如申請專利範圍第1項 、 方法，其中如一世代轉交位址 更包括共同設置之轉交位址。 U·如申請專利範圍第丨項 、方法，其中下一世代是網際網 路協定第六版，前—I上 世代疋網際網路協定第四版，以 及世代間是6至4。 一種電腦可讀取程式民 10 15

'馬之物品，其中該等程式碼在受 執行時會造成該電腦進行下列動作： 發現前一世代行動代理器； k知用；Μ亍動節點之前一世代轉交位址； 仗为配給行動節點之前一世代基地位址建構世代 止八中亥世代間位址被建構於一個唯下一代網 路中；以及 攸忒唯下一世代網路建立一個世代間擬似介面。

13·如申請專利範圍第12項之物品，其中此物品包括其他 矜式碼’當執行時造成此電腦決定此行動節點是否具 有前一世代基地位址。 20丨4.如中請專利範圍第13項之物品，其中此物品包括其他 柽式碼，*執行時造成此電腦獲得前一世代基地位址 如申請專利範圍第12項之物品，#中此物品包括其他 α八碼，g執行時造成此電腦在行動節點與其基地網 .18

路中之基地代理器 D之間戶'知轉交位址登記。 16.如申請專利範圍第12項 、 物口口，其中此物品包括其他 程式碼，當執行時诰忐 _ 黾腦在行動節點盘下一世代 基地代理器之間建立逆向隧道。 ' Π.-種用以經由前—世代漫遊網路來與下—世代基地網 路通訊之行動裝置，其包括·· 通式埠，供允許此行動裝置與網路通訊； 10

-記憶體，用以儲存前一世代基地位址；以及 一處理器，用以進行下列動作： 取决方、4 一世代基地位址，獲得前一世代轉交位 址； 從該前一世代位址建構一世代間位址； 產生一世代間擬似介面；以及 透過該擬似介面從一個唯下一世代基地網路與一 行動代理器建立通訊。

8 ·如申6青專利範圍第17項之裝置，其中此記憶體更儲存 預先设定之前一世代基地位址。 19·如申請專利範圍第17項之裝置，其中此記憶體在它經由 通訊埠獲得前一世代基地位址後，更將它儲存。 2Q·如申請專利範圍第17項之裝置，其中此處理器獲得前— 世代轉交位址更進一步從行動代理器獲得前一世代轉交 位址。 2].如申請專利範圍第Π項之裝置，其中此裝置包括由以 下構成組之一：蜂巢電話、掌上型電腦、筆記型電腦 ]9 -94. 1255115 着] :fJ範匱 拾 、以及網路裝置。 22. -種用於允許網際網路協定第六版（ιρν6)行動節點跨網 際網路協定第四版（IPv4)網路通訊之方法，其包含有下 列步驟： 發現IPv4行動代理器； 獲得用於行動節點之IPv4轉交位址； 從分配給行動節點之IPv4基地位址建構6至4位址 ;以及 10 15 20 建立一個6至4擬似介面以允許與一個唯下一世 基地網路通訊。 23. 如申請專利範圍第22項之方法，更包括衫此行動 點疋否具有IPv4基地位址。 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中更包括獲得ιρ 基地位址。 25. 如申請專利範圍第如之方法，其中更包括在行動 點與在其IPv6基地網路中㈣基地代理器之間實施 合更新。 26·如申請專利範圍第 固乐一貝之方法，其中更包括在行動ί 點與IPv6基地代理器之間建立逆向隧道。 π如申請專利範圍第22項之方法，其中對於—逆向隨; 不考慮IPv6之路徑最適化。 2 8. —種用於與下—齋冲斤 世代仃動即點通訊之通訊系統，其^ 括： 代

以提供前一世代 入行動iP點通訊之行動代理器 20 1255115 拾、申請專利範圍 轉父位址給行動節點；以及 節點之前一世代基地 仃動代理為通訊之—個唯下一世代網路中的 世代間網路裝置，而以用於行動 位址提供給行動代理器。 5 29.如申請專利範圍第28項之通訊系統，更包括與世代間 網路裝置通訊之下一世代基地代理器，以提供下一世 代基地位址給行動節點。

21 ΓΠ551Ι5 二r .·] 卜彳…，‘.一.一j 陸、(一）、本案指定代表圖爲：第3圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 10、12···行動節點 14···下一世代網路 16、18···下一世代次網路 20···邊界路由器 22…異類代理器 30···網路 柒、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化 戶^ 磨