WO2007143919A1

WO2007143919A1 - Système de gestion ip mobile architectural à hôtes multiples et son procédé

Info

Publication number: WO2007143919A1
Application number: PCT/CN2007/001773
Authority: WO
Inventors: Ruobin Zheng
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2007-12-21
Also published as: CN100488121C; CN101047560A

Description

一种多主机架构下的移动 IP管理系统及方法技术领域

本发明涉及移动 IP技术，具体的讲，涉及一种多主机架构下的移动 IP管理系统及方法。背景技术

图 1为现有的多主机（Multiple Hosts)架构。如图 1所示的构架中，包括主机、网关（G-MS/G-RS/RG/CNG)、接入服务网（ASN)及连接服务网（CSN)。其中 ASN为用户提供无线接入， CSN为用户提供 IP连接。网络接入提供商（NAP) 是一种运营实体，为一个或多个网络业务提供商（NSP)提供无线接入设备，一个 NAP可以拥有一个或多个 ASN。 NSP也是一种运营实体，为用户提供 IP连接和 WiMAX等业务， NSP的设备位于 CSN内。在图 1中，对于 WiMAX网络，网关为 G-MS/G-RS; 对于有线网络（如 DSL网络），网关为驻地网关 RG、路由网关 RG或用户网络网关 CNG。 RG/G-RS/G-MS/CNG提供多主机支持，可以下挂一个或多个主机（Host )。其中， RG/G-RS/G-MS/CNG和主机之间采用 802.3,802.16e或 802.11 传送技术； RG/G-RS/G-MS/CNG和 ASN之间采用 802.16e无线传送技术或 DSL有线传送技术。

IETF (因特网工程部）的移动 IP (MIP)和网络移动（NEMO)标准包括 2 种方式，其主要区别是采用的 C0A (转交地址）不同：

1)外地代理转交地址 FAC0A ( Foreign Agent Care-of-Address ) 是外地代理（FA)的 IP地址，有一个端口连接移动节点 MN/移动路由器 MR所在的外地链路。

2) 共存转交地址 CC0A (Co-located Care-of-Address ) 是暂时分配给移动节点 /移动路由器的本地 IP地址，其网络前缀必须与移动节点 /移动路由器当前所连的外地链路的网络前缀相同。当外地链路上没有外地代理时，移动节点 /移动路由器可以采用这种转交地址。方式 2 ) 涉及三个功能实体家乡代理 HA、移动节点 MN/移动路由器 MR所在的移动网络，和对等通信节点 CN;方式 1 )多一个功能实体：外地代理 FA。 MIPv4 ( RFC3344 )标准 /NEM0v4标准草稿既可采用方式 1 )，也可采用方式 2 )； ΜΙΡνό 标准 ( RFC 3775 ) /ΝΕΜΟνό ( RFC3963 )标准仅釆用方式 2 ) 。

目前，虽然给出了多主机的架构，但 DSL论坛或 WiMAX论坛都尚未给出多主机架构下的移动 IP管理方案。发明内容

本发明实施例提供一种多主机架构下的移动 IP管理系统及方法，其能够实现 DSL网络或 WiMAX网络的移动 IP管理。

为了实现上述目的，本发明实施例的技术方案在于：

本发明实施例提供一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点 MH, 及对等通信节点，还包括：

移动路由器 MR，用于连接用户驻地网络和接入服务网络，并提供网络移动客户数据面功能，以支持网络移动隧道；

网络移动客户或代理网络移动客户，用于支持或代理移动节点和移动路由器网 ^^行网络移动客户的控制面功能；

移动节点和移动路由器的家乡代理，对等通信节点发出的 IP包到达该家乡代理后经过移动 IP P遂道到达移动路由器，并经移动路由器链路发送至移动节点。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点，和对等通信节点，还包括：

移动路由器，用于连接用户驻地网络和接入服务网络，并提供网络移动客户数据面功能，以支持网络移动隧道；

网络移动客户或代理网络移动客户，用于支持或代理移动节点和移动路由器的网络执行网络移动客户的控制面功能；

移动节点和移动路由器的家乡代理；以及移动节点和移动路由器的外地代理；

所述家乡代理与移动路由器之间的移动 IP隧道构建于所述家乡代理与外地代理之间的移动 IP隧道之上。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点、对等通信节点及移动路由器，还包括：

移动节点的外地代理，设置于所述移动路由器中，与所述的移动节点属于同一 IP连接；

移动节点的代理移动 IP客户，设置于接入业务网络，用于代理移动节点的移动 IP客户功能；

移动节点的家乡代理，设置于连接业务网；

移动路由器的移动 DP客户，设置于所述移动路由器中，用于支持所述移动路由器执行移动 IP客户功能；

所述移动路由器的家乡代理，设置于连接业务网；

所述移动节点的家乡代理及外地代理间的移动 IP隧道构建于所述移动路由器的家乡代理及其转交地址间的移动 IP隧道之上。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点、对等通信节点以及移动路由器，还包括：

移动路由器的外地代理，设置于接入业务网络，与移动节点的外地代理属于同一 IP连接；

移动节点的代理移动 IP客户，设置于接入业务网络，用于代理移动节点执行移动 IP客户功能；

移动路由器的移动 Π>客户或移动路由器的代理移动 IP客户，设置于所述移动路由器或接入业务网络，用于支持或代理移动路由器执行移动 IP客户功能；

移动节点的家乡代理，设置于移动节点的连接服务网；以及所述移动路由器的家乡代理，设置于移动路由器的连接服务网；所述移动节点的家乡代理与其外地代理间的移动 IP隧道构建于所述移动路由器的家乡代理与其外地代理的移动 IP隧道之上。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其包括：通过移动路由器执行移动网络客户的数据面功能，并支持网络移动隧道; 利用一网络移动客户或代理网络移动客户执行网络移动客户的控制面功能，以进行移动性管理；

设置移动节点和移动路由器的家乡代理于连接业务网络，对等通信节点发出的 IP包到达移动节点与移动路由器的家乡代理后经过一层移动 IP隧道到达移动路由器，并经移动路由器链路发送至移动节点。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其包括：通过移动路由器执行移动网络客户的数据面功能，并支持网络移动隧道；利用一网络移动客户或代理网络移动客户执行网络移动客户的控制面功能，进行移动性管理；

设置一外地代理，以作为移动节点和移动路由器的外地代理；设置一家乡代理，以作为移动节点和移动路由器的家乡代理；所述家乡代理和移动路由器之间的移动 IP隧道构建于家乡代理和外地代理间的移动 IP隧道之上。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其包括：分别设置移动节点的外地代理及移动路由器的外地代理，并且所述移动节点的外地代理设置于所述移动路由器；

设置第一代理移动 IP客户，以代理移动节点执行移动 IP客户功能；设置移动路由器的移动 IP客户或第二代理移动 IP客户，以支持或代理移动路由器执行移动 π>客户功能；

分别设置移动节点的家乡代理及移动路由器的家乡代理；移动节点的家乡代理与其外地代理之间的移动 IP隧道构建于移动路由器的家乡代理与该移动路由器的外地代理之间的移动 IP的隧道上。

本发明实施例还提供一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其包括：在移动路由器设置移动节点的外地代理以及移动路由器的移动 IP客户，该移动 IP客户用于在移动路由器执行移动 IP客户功能；

设置移动节点的代理移动 IP客户，以代理移动节点执行移动 IP客户功能；分别设置移动节点的家乡代理及移动路由器的家乡代理；移动节点的家乡代理与该移动节点的外地代理之间的移动 IP隧道构建于移动路由器的家乡代理与该移动路由器之间的移动 IP的隧道上。

由上述本发明实施例的具体实施方案可以看出，其提供了 DSL论坛或 WiMAX论坛多主机架构下的移动管理方案，并提供了 MR和 MH的 NSP合并或分离的两种场景，在所述 NSP合并场景下支持 FAC0A和 CC0A两种模式，在所述 NSP分离场景下，支持双 FAC0A及 FAC0A-CC0A组合模式。其还可以支持 NEM0v4 及 NEM0v6，并且可以使 MH及 MR仅需支持简单 IP, 而无需支持移动 IP, 使其功能更简单。另外，还可以通过设置代理 NEM0v4于网络側，使注册和去注册操作无需浪费空口资源。附图说明

图 1为现有技术中多主机架构的示意图；

图 2为本发明实施例的在 MR和 MH的 NSP合并场景下 FAC0A模式的 NEMO 功能框图；

图 3为本发明实施例中 MR和 MH的 NSP合并场景下 FAC0A模式的 WiMAX 网络及有线接入网的 NEM0v4的协议栈；

图 4为本发明实施例的在 MR和 MH的 NSP合并场景下 CC0A模式的 NEMO 功能框图；

图 5为本发明实施例中 MR和 MH的 NSP合并场景下 CC0A模式的 WiMAX网络及有线接入网的 NEM0v4的协议栈；

图 6为本发明实施例 3的 MR和 MH的 NSP分离场景双 FAC0A模式下基于 MIPv4的 NEM0v4功能才匡图；

图 7为本发明实施例的双 FACoA模式下 WiMAX网络及有线接入网络的 PMIP NEM0v4协议栈；

图 8为本发明实施例 3的 MR和 MH的 NSP分离场景 FAC0A- CC0A组合模式下基于 MIPv4的 NEM0v4功能框图；

图 9为本发明实施例的 FAC0A-CC0A组合模式下 WiMAX网络及有线接入网络的 PMIP NEM0v4的处理协议栈。具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

本发明实施例支持移动路由器 MR和移动主机 MH (或称移动节点）的 NSP 合并或分离两种场景。 MR的 IP地址的网络前缀与 MH的 IP地址的网络前缀相同时，适用于 MR和 MH的 NSP合并的场景，在转交地址的网络前缀与 MH的 IP 地址的网络前缀不相同时，则适用于 MR和 MH的 NSP分离的场景。

首先说明 MR和 MH的 NSP合并的场景，在该场景下，本发明实施例支持两种模式： FAC0A模式和 CC0A模式。

实施例 1

本实施例对应 NSP合并场景下的 FAC0A模式。图 2为 NSP合并场景下 FAC0A 模式的基于代理移动 IP ( PMIP ) 的 NEMO的移动 IP管理系统的功能体框图。如图 2所示，对于移动 IPv4 , 在 NAP可选地设置代理 NEMO客户（Proxy NEMO Cl ient) , 用于代理 MR和 MH网络执行 NEM0v4客户控制面的功能（如基于网络前缀的注册功能、移动检测功能），而 MR只需支持 NEM0v4客户数据面功能（如隧道功能），转交地址（CoA )更新所带来的移动对 MR来说是透明的；若 NAP 不支持代理 NEMO客户（NEMO Cl ient ), 则 MR需支持 NEM0v4客户控制面和数据面功能。本发明实施例中的 "NEMO客户"是指 NEMO标准中在控制面发起移动网络注册、在数据面为网络移动隧道端点的功能实体。

在 NAP设置 FA，用于作为 MH和 MR的外地代理。在 NSP合并场景中， FA仅在 FAC0A模式下存在，在 CC0A模式下不存在；在 NSP设置 HA，用于作为 MH和 MR的家乡代理， CoA更新所带来的移动对 MH来说是透明的；在 WiMAX中， MH为网关主机（G-Hos t ) ， MR为 G-MS/G-RS; 在有线接入网络中， MH为主机（Hos t ) ， MR为驻地网关 RG、路由网关 RG或用户网络网关 CNG。

MR可以支持路由功能；或者， MR支持 IP桥（IP Br idging)功能，即 MR 能感知 IP (IP awarenes s) , 但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送 (如采用会话 /连接〃遂道（Se s s i on/Connec t i on/Tunne 1 )和业务（Service)绑定的方式等）。

在 NAP设置认证者（Authent icator)，用于为代理 NEMO客户和 FA提供所需的 NEMO密钥，为 MR和 /或 MH提供认证服务。在认证者不支持代理 NEMO v4客户的情况下，认证者通过 MR的认证过程为 NEM0v4客户提供 NEMO密钥。

在 NSP设置 AAA服务器，用于为家乡代理 HA提供所需的 NEMO密钥 , NEMO 所需的相关信息在认证过程，通过 AAA信息交互检索得到。

若代理 NEMO客户存在，必须和认证者（Authent icator)放置在一起，即代理 NEMO客户与认证者设置于同一物理实体。若代理 NEMO客户不存在，：认证者和 FA需有连接关系。

MR和 FA属于同一个 IP Link (连接）。

FAC0A模式 NEM0v4的处理：

FAC0A模式 NEM0v4处理协议栈如图 3所示， HA和 MR间的 MIP隧道（图中的 MIP1 )必须构建于 HA和 MR的 CoA (即 FA )间的 MIP隧道（图中的 MIP2 ) 之上。对于 WiMAX网络， G-MS/G-RS和 BS间 802. 16采用 IP汇聚子层（ IP CS )。

BS/AN支持 IP桥（IP Br idging)功能，即 BS/AN能感知 IP (IP awareness)，但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。 FA也可以和 BS/AN合并。控制面处理：

代理 NEM0客户 /NEM0客户扮演 MIPv4客户（参见 RFC3344)和移动路由器

(参见 RFC3775)双重角色；代理 NEM0客户 /NEM0客户扮演 MIPv4客户的控制面，维护 MR移动网络前缀的移动绑定（如注册、去注册）、错误处理和 /或移动检测；代理 NEMO客户 /NEMO客户扮演 MR的控制面，同 HA—起维护分配给 MR的移动网络前缀（Mobi le Network Prefix )转发信息。数据面处理：

在 IP包由对等通信节点（CN )发送至移动节点 MH (CN -〉 MH)时，包括如下步骤：

1 ) 由 CN发出的 IP包（SA=C ， DA=MH的 HoA )被送到了 HA;

该 IP包的 SA (源 IP地址）为 C （CN的 IP地址），该 IP包的 DA (目的 IP地址）为 MH的家乡地址（HoA)。

2 ) HA进行第一层 MIP1隧道（SA= MH的 HA@, DA=MR的 HoA )封装；此时 IP包的源 IP地址为移动节点的家乡代理主机，目标 IP地址为移动路由器的家乡地址，即 MR。

3 ) HA再进一步通过第二层 MIP2隧道（SA= MR的 HA@， DA=MR的 CoA )封装，将 IP包送往 MR的 CoA。

4 ) 当经过两层 MIP隧道的 IP包到达 MR的 FA时，第二层 MIP2隧道封装被剥去，得到一个要送往 MR的经过第一层 MIP1隧道封装的 IP包， MR的 FA将该 IP 包送给 MR。

5 ) 当 MR收到这个单层封装的 IP包，将余下的第一层 MIP1隧道封装剥去，于是得到要送往 MH的 IP包， MR将该 IP包经 MR的链路送给 MH。

移动节点发送数据包至对等通信节点，即 MH -> CN时，有三种情况：一种是没有反向隧道的情况，由 MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA, DA=CN@ ) 直接被送到 CN;

一种是有单重反向隧道的情况，包括如下步骤：

1 ) MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA, DA=CN@ )被送往 CN;

2 ) IP包首先为 MR截获，通 i±MIPl隧道（SA=MR的 HoA， DA=HA@ )将包送往 HA; 3 ) 当经过 MIPl隧道的 IP包到达 HA时， MIPl隧道封装被剥去，于是得到要送往 CN的 IP包， MH的 HA将该 IP包送给 CN。

另一种是有双重反向隧道的情况（如图 3 ) , 包括如下步骤：

1 ) 由 MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA， DA=CN@ )被送往 CN;

2 ) IP包首先为 MR截获，通过第一层 MIPl隧道（SA=MR的 HoA， DA=HA@ ) 将 IP包送往 HA;

3 ) 经过第一层 MIPl隧道封装的 IP包会被 MR的 FA截获，并进一步通过第二层 MIP2隧道（SA=MR的 CoA， DA=HA@ )将包送往 HA;

4 ) 当经过两层 MIP隧道的 IP包到达 HA时，第二层 MIP2隧道封装和第一层 MIP1隧道封装依次被剥去，于是得到要送往 CN的 IP包， MH的 HA将该 IP包送给 CN。

通过本实施例，实现了多主机架构下的移动 IP管理。本实施例支持 NEM0v4。在 NSP合并场景下，通过设置代理 NEM0v4客户，以代替主机执行移动管理，因此可使用仅支持简单 IP ( Simple IP )的移动节点，使移动节点无需实现移动 IP, 并且本发明可将代理 NEMO客户设置于网络侧，从而使注册和去注册过程无需浪费空口资源。

实施例 1

本实施例对应 NSP合并场景下的 CC0A模式。图 4为本发明实施例的 NSP 合并场景下 CC0A模式的基于 PMIP的 NEMO的移动 IP管理系统的功能体框图。如图 4所示，对于 Ipv4, 该移动 IP管理系统包括：移动节点（MH )、 NAP实体以及 NSP实体。

其中，在 NAP可选地设置代理 NEMO客户（Proxy NEMO Cl ient ), 用于代理 MR和 MH网络以执行 NEM0v4客户控制面的功能（如基于网络前缀的注册功能、移动检测功能），而此时 MR只需支持 NEM0v4客户数据面功能（如隧道功能），因此 CoA更新所带来的移动对 MR来说是透明的；若 MP不支持代理 NEMO 客户功能，则 MR需支持 NEM0v4客户控制面和数据面功能。

对于 IPv6，移动路由器 MR需要支持 NEM0v6功能，包含数据面和控制面。另外， MR可以支持路由功能；或者， MR支持 IP Bridging (IP桥)功能，即 MR能感知 IP (IP awareness) , 但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。

在 NSP设置家乡代理 HA，用于作为 MH和 MR的家乡代理， Co A更新所带来的移动对 MH来说是透明的；在 WiMAX中， MH为网关主机（ G-Hos t )， MR为 G-MS/G-RS, 在有线接入网络中， MH为主机（Hos t ), MR为驻地网关 RG、路由网关 RG或用户网络网关 CNG。

在 NAP设置认证者（Authent icator) , 用于为代理 NEMO客户提供所需的 NEMO密钥，为 MR和 /或 MH提供认证服务；若代理 NEMO客户存在，则代理 NEMO 客户需与该认证者可位于同一物理实体。

在 NSP设置认证、授权、计费服务器（AAA Server ) ,用于为家乡代理（HA ) 提供所需的 NEMO密钥， NEMO所需的相关信息在认证过程，通过 AAA信息交互检索得到。

在 MR和 MH间为移动用户的驻地网络（Mobi le CPN ), 因而 MR也可以不属于 NAP，而属于驻地网络。

CC0A模式下 NEM0v4或 NEM0v6的处理：

CC0A模式 NEM0v4处理协议栈或 NEM0v6协议栈如图 5所示， HA和 MR间只需一层 MIP隧道。对于 WiMAX网络， G- MS/G-RS和 BS间 802. 16采用 IP汇聚子层（IP CS )。 BS/AN 支持 IP桥（IP Br idging)功能，即能感知 IP (IP awareness) , 但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。 FA也可以和 BS/AN合并。

控制面处理：

对于 IPv4，代理 NEM0客户 /NEM0客户扮演 MIPv4客户（参见 RFC3344)和移动路由器（参见 RFC 3775)双重角色。代理 NEM0客户 /NEM0客户扮演 MIPv4客户的控制面，维护 MR移动网络前缀的移动绑定（如注册、去注册）、错误处理和 /或移动检测；代理 NEM0v4 客户 /NEMO客户扮演 MR的控制面，同 HA— 起维护分配给 MR的移动网络前缀（Mobi le Network Pref ix )转发信息。而对于 IPv6, NEMO客户扮演 MIPv6客户（参见 RFC3344)和移动路由器（参见 RFC3963)双重角色； NEMO客户扮演 MIPv6客户的控制面，维护 MR HoA的移动绑定（如注册、去注册）、错误处理和 /或移动检测； NEMO客户扮演 MR的控制面，同 HA—起维护分配给 MR的移动网络前缀（Mobi le Network Pref ix ) 转发信息。

数据面处理：

在 IP包由对等通信节点（ CN )发送至移动节点 MH，即 CN -〉 MH时：

1 ) 由 CN发出的 IP包（ SA=CN@， DA=MH的 HoA )被送到了 HA;

该 IP包的 SA (源 IP地址）为 CN@ ( CN的 IP地址），该 IP包的 DA (目的 IP地址）为 MH的家乡地址（HoA)。

2 ) HA进行 MIP隧道（ SA=MH的 HA@， DA=MR的 HoA )封装；将 IP包送往 MR的家乡地址，即 MR。

3 ) 当经过 MIP隧道的 IP包到达 MR时， MIP隧道封装被剥去，于是得到要送往 MH的 IP包， MR将该 IP包经 MR的链路送给 MH。

移动节点发送 IP包至对等通信节点，即 MH -> CN时，有两种情况：一种是没有反向隧道的情况，由 MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA， DA=CN@ ) 直接被送到 CN;

另一种是有反向隧道的情况，包括如下步驟：

1 )将 MH发出的 IP包（ SA= MH的 HoA, DA=CN@ )送往 CN;

2 ) IP包首先为 MR截获，通过 MIP隧道（ SA-MR的 HoA, DA=HA@ )将 IP 包送往 HA;

3 ) 当经过 MIP隧道的 IP包到达 HA时， MIP隧道封装被剥去，于是得到要送往 CN的 IP包， HA将该 IP包送给 CN。

本实施例通用可以达到实施例 1的效果，并且 MR和 MH的 NSP合并的场景 CC0A模式下还可以支持 NEM0v6。

如果 MH的转交地址与 MR的网络前缀不相同，则应采用 MR与 MH的 NSP 分离的场景。在 MR与 MH的 NSP分离的场景下，支持双 FAC0A模式和 FAC0A-CC0A 组合模式。下面针对 MR和 MH的 NSP分离的场景进行说明。

实施例 3

本实施例对应 MR及 MH的 NSP分离场景。图 6为本发明实施例的分离场景双 FAC0A模式下的 IP移动管理系统的功能框图。如图 6所示，在 MR设置 FA1，用于作为 MH的外地代理；在 NAP设置 PMIP Cl ient 1 (PMIP客户 1) ，用于代理 MH执行移动 IPv4客户功能（如注册功能），而 MH只需支持简单（Simple ) IPv4功能，无需支持移动 IPv4客户功能（如注册功能）；在 NSP_MH设置 HA1 , 用于作为 MH的家乡代理；在 WiMAX中， MH为 G- Host, 在有线接入网络中， MH 为 Host; 由于由 PMIP执行移动 IP客户功能，因此 CoA更新所带来的移动对 MH 来说是透明的。在 NAP设置 Authenticator 1 (认证者 1)，用于为 PMIP Cl ient 1和 FA1提供所需的 PMIPv4密钥，为 MH提供认证服务；在 NSP_MH设置 AAA服务器，用于为 HA1提供所需的 PMIPv4密钥， MH的 MIP注册所需的相关信息在认证过程，通过 AAA信息交互检索得到。

在 NAP设置 FA2，用于作为 MR的外地代理；在 MP设置 PMIP Cl ient

2 (PMIP客户 2) ，用于代理 MR执行移动 IPv4客户功能（如注册功能），而 MR 只需支持简单（Simple ) IPv4功能，无需支持移动 IPv4客户功能（如注册功能）；在 NSPMR设置 HA2,用于作为 MR的家乡代理；在 WiMAX中， MR为 G-MS/G-RS, 在有线接入网络中， MR为 AN, CoA更新所带来的移动对 MR来说是透明的。在 MP设置 Authent icator 2 (认证者 2) ,用于为 PMIP CI ient 2和 FA2提供所需的 PMIPv4密钥，为 MR提供认证服务；在 NSP«R设置 AAA Server, 用于为 HA2 提供所需的 PMIPv4密钥， MR的 MIP注册所需的相关信息在认证过程，通过 AAA信息交互检索得到。

本实施例中， PMIP客户 2 须和认证者 2放置在一起，二者设置于同一物理实体。所述认证者 1和认证者 2可以设置在一起，也可以不设置在一起。所述 NSP_MH及 NSPMR的 AAA服务器可以为不同的 AAA服务器，也可以为同一个 AAA服务器。 MH和 FA1属于同一个 IP连接（Link) , FA1和 FA2属于同一个 IP 连接。

MR可以支持路由功能；或者， MR支持 IP桥（IP Bridging)功能，即 MR 能感知 IP (IP awareness)，但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。

双 FAC0A模式 PMIP NEM0v4处理：

双 FAC0A模式 PMIP NEM0v 处理协议栈如图 7所示， MH的 HA (即 HA1 ) 和 MH的 CoA (即 FA1 )间的 MIP隧道（图中的 MIP1 )必须构建于 MR的 HA (即 HA2 )和 MR的 CoA (即 FA2 ) 间的 MIP隧道（图中的 MIP2 )之上。对于 WiMAX 网络， G-MS/G- RS和 BS间 802. 16采用 IP CS子层。 BS/AN支持 IP Br idging (IP 桥）功能，即能感知 IP (IP awareness) , 但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。 FA2也可以和 BS/AN合并。控制面处理：

PMIP Cl ientl维护 MH HoA的移动绑定（如注册、去注册）、错误处理和 / 或移动检测； PMIP Cl ient2维护 MR HoA的移动绑定（如注册、去注册）、错误处理和 /或移动检测。数据面处理：

CN -〉 MH时，包括如下步驟：

1 ) 由 CN发出的 IP包（ SA=CN@, DA=MH的 HoA )被送到了 MH的 HA (即 HA1 )； 2 ) MH的 HA通过 MIP1隧道（ SA=MH的 HA@， DA=MH的 CoA )将 IP包送往 MH的 CoA (即 FA1 ) ；

3 ) IP包经过第一层 MIP1隧道到达 MR的 HA (即 HA2 ) ，因为 MR的 HA会广播对 MR的 HoA的可达性；

4 ) MR的 HA截获 IP包，并进一步通过第二层 MIP2隧道（SA=MR的 ΗΑδ)， DA=MR的 CoA )将 IP包送往 MR的 CoA;

5 ) 当经过两层 MIP隧道的 IP包到达 MR的 FA (即 FA2 )时，第二层 MIP2隧道封装被剥去，得到一个要送往 MR的经过第一层 MIP1隧道封装的 IP包， MR的 FA将该 IP包送给 MR;

6 ) 当 MH的 FA (即 FA1 )收到这个单层封装的 IP包，将余下的第一层 MIP1 隧道封装剥去，于是得到要送往 MH的 IP包， MH的 FA将该 IP包经 MR的链路送给 MH。

MH -> CN时，有两种情况：

一种是没有反向隧道的情况，由 MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA, DA=CN@ ) 直接被送到 CN;

另一种是有反向隧道的情况，包括：

1 ) 由 MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA, DA=CN@ )被送往 CN;

2 ) IP包首先为 MH的 FA (即 FA1 )截获，通过第一层 MIP1隧道（ SA=MH的

CoA, DA-MH的 HA@ )将 IP包送往 MH的 HA (即 HAl ) ；

3 ) 经过第一层 MIP1隧道封装的 IP包会被 MR的 FA (即 FA2 )截获，并进一步通过第二层 MIP2隧道（ SA=MR的 CoA, DA=MR的 HA@ )将包送往 MR的 HA (即 HA2 )；

4 ) 当经过两层 MIP隧道的 IP包到达 MR的 HA (即 HA2 )时，第二层 MIP2隧道封装被剥去，得到一个要送往 MH的 HA的经过第一层 MIP1隧道封装的 IP包， MH的 HA将该 IP包送给 MH的 HA;

5 ) 当 MH的 HA (即 HA1 )收到这个单层封装的 IP包，将余下的第一层 MIP1隧道封装剥去，于是得到要送往 CN的 IP包， MH的 HA将该 IP包送给 CN。实施例 4

下面对于 FAC0A-CC0A组合模式下的 IP管理方法及系统进行说明。图 8 为本发明的分离场景 FAC0A-CC0A组合模式下的 IP移动管理系统的功能框图。

在 MR设置 FA1,用于作为 MH的外地代理；在 NAP设置 PMIP Cl ient 1 (PMIP 客户 1) , 用于代理 MH执行移动 IPv4客户功能 (如注册功能），而 MH只需支持简单 IPv4功能，无需支持移动 IPv4客户功能 (如注册功能）；在 NSP_MH设置 HA1 , 用于作为 MH的家乡代理；在 WiMAX中， MH为 G- Hos t , 在有线接入网络中， MH 为 Hos t , CoA 更新所带来的移动对 MH 来说是透明的。在 NAP设置 Authent icator 1 (认证者 1)，用于为 PMIP Cl ient 1和 FA1提供所需的 PMIPv4 密钥，为 MH提供认证服务；在 NSP_MH设置 AAA Server, 用于为 HA1提供所需的 PMIPv4密钥， MH的 MIP注册所需的相关信息在认证过程，通过 AAA信息交互检索得到。

在 MR设簟 MIP Cl ient 2 (MIP客户 2) ，用于 MR执行移动 IPv4客户功能

(如注册功能）；在 NSPMR设置 HA2，用于作为 MR的家乡代理；在 WiMAX中， MR 为 G- MS/G- RS, 在有线接入网络中， MR为 RG， CoA更新所带来的移动对 MR来说是透明的。在 MP设置 Authent icator 2 (认证者 2) ,用于为 MR提供认证服务；在 NSP„R设置 AAA Server, 用于为 HA2提供所需的 PMIPv4密钥， MR的 MIP 注册所需的相关信息在认证过程，通过 AAA信息交互检索得到。所述认证者 1 和认证者 2可以设置在一起，也可以不设置在一起。所述 NSPMH及 NSPMR的 AAA 服务器可以为不同的 AAA服务器，也可以为同一个 AAA服务器。

MH和 FA1属于同一个 IP Link (连接）。

MR可以支持路由功能；或者， MR支持 IP Bridging (IP桥)功能，即 MR 能感知 IP (IP awareness)，但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。

图 9为 FAC0A和 CC0A组合模式下的 PMIP NEM0v4协议栈。 MH的 HA (即 HA1 )和 MH的 CoA (即 FA1 ) 间的 MIP隧道（图中的 MIP1 )必须构建于 MR的 HA (即 HA2 )和 MR的 CoA (即 MR ) 间的 MIP隧道（图中的 MIP2 )之上。对于 WiMAX 网络， G-MS/G-RS和 BS 间 802. 16采用 IP CS子层。 BS/AN支持 IP Bridging (IP桥）功能，即能感知 IP (IP awareness)，但不用支持路由， MR通过二层协议而不用三层路由进行数据传送。 FA也可以和 BS/AN合并。控制面处理：

PMIP Cl ientl维护 MH HoA的移动绑定（如注册、去注册）、错误处理和 / 或移动检测。

数据面处理： CN->MH:

1-4 ) 同双 FACOA模式；

5 ) 当经过两层 MIP隧道的 IP包到达 MR的 CoA (即 MR )时，第二层 MIP2隧道封装和第一层 MIP1隧道封装依次被剥去，于是得到要送往 MH的 IP包， MH的 FA 将该 IP包经 MR的链路送给 MH。

MH -> CN有两种情况：

一种是没有反向隧道的情况，由 MH发出的 IP包（SA= MH的 HoA， DA=CN@ ) 直接被送到 CN;

另一种是有反向隧道的情况，

1 ) 同双 FAC0A模式；

2 ) IP包首先为 MH的 FA (即 FA1 )截获，进行第一层 MIP1隧道（ SA=MH的 CoA, DA=MH的 HA@ )封装；

3 ) MR再进一步通过第二层 MIP2隧道（ SA=MR的 CoA, DA=MR的 HA@ )封装，将 IP包送往 MR的 HA (即 HA2 )；

4-5 ) 同双 FAC0A模式。

根据如上两实施， MR和 MH的 NSP分离场景下的移动 IP管理方案，可以支持双 FAC0A以及 FACOA- CC0A组合模式两种模式，根据所述移动 IP管理方案，可使 MH及 MR仅需支持简单 IP, 而无需支持移动 IP客户功能，因此功能筒单。并且通过将代理移动 IP客户设置于网络侧，同样可以使注册和去注册操作在网络侧进行，无需浪费空口资源。

在上述各实施例中， MR和 MH间为移动用户驻地网络（Mobi le CPN )， MR 可以属于 NAP, 也可以属于驻地网络。

以上具体实施例仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求

1、一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点 MH, 及对等通信节点，其特征在于还包括：

移动路由器 MR，用于连接用户驻地网络和接入服务网络，并提供网络移动客户的数据面功能，以支持网络移动隧道；

网络移动客户或代理网络移动客户，用于支持或代理移动节点移动路由器执行网络移动客户的控制面功能；

移动节点和移动路由器的家乡代理，对等通信节点发出的 IP包到达该家乡代理后经过移动 IP隧道到达移动路由器，并经移动路由器链路发送至移动节点。

2、根据权利要求 1所述的系统，其特征在于还包括：

认证者，用于为所述代理网络移动客户提供网络移动 NEMO 密钥，为 MR和 /或 MH提供认证服务；

认证授权计费服务器，用于为所述家乡代理提供网络移动 NEMO密钥。

3、根据权利要求 2所述的系统，其特征在于：

所述网络移动客户位于移动路由器内；或者

所述代理网络移动客户与所述认证者设置于同一物理实体。

4、根据权利要求 1或 2所述的系统，其特征在于：

对于移动 IP版本 4, 所述网络移动客户或代理网络移动客户执行移动 IP 版本 4的控制面，以及执行所述移动路由器的控制面；或者，

对于移动 IP版本 6,所述网络移动客户执行移动 IP版本 6客户的控制面，以及移动路由器的控制面。

5、根据权利要求 4所述的系统，其特征在于：

移动 IP版本 4客户或移动 IP版本 6客户的控制面功能包括：维护移动路由器移动网络前缀的移动绑定、错误处理和 /或移动检测；

所述移动路由器的控制面功能包括：同所述家乡代理一起维护分配给该移动路由器的移动网络前缀转发信息。

6、一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点，和对等通信节点，其特征在于还包括：

网络移动客户或代理网络移动客户，用于支持或代理移动节点和移动路由器执行网络移动客户的控制面功能；

移动节点和移动路由器的家乡代理；以及

移动节点和移动路由器的外地代理；

所述家乡代理与移动路由器之间的移动 IP隧道构建于所述家乡代理与外地代理之间的移动 EP隧道之上。

7、根据权利要求 6所述的系统，其特征在于还包括：

认证者，用于为代理网络移动客户和 /或外地代理，提供网络移动密钥；为 MR和 /或 MH，提供认证服务；

认证授权计费服务器，用于为所述家乡代理提供网络移动密钥。

8、根据权利要求 6或 7所述的系统，其特征在于：

所述网络移动客户或代理网络移动客户执行移动 IP版本 4的控制面以及所述移动路由器的控制面。

9、根据权利要求 8所述的系统，其特征在于：

移动 IP版本 4客户的控制面功能包括：维护移动路由器移动网络前缀的移动绑定、错误处理和 /或移动检测；

所述移动路由器的控制面功能包括：同家乡代理一起维护分配给该移动路由器的移动网络前缀转发信息。

10、一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点、对等通信节点及移动路由器，其特征在于还包括：

移动节点的外地代理，设置于所述移动路由器中，与所述的移动节点属于同一 IP连接；移动节点的代理移动 IP客户，设置于接入业务网络，用于代理移动节点的移动 IP客户功能；

移动节点的家乡代理，设置于连接业务网；

移动路由器的移动 IP客户，设置于所述移动路由器中，用于支持所述移动路由器执行移动 IP客户功能；

所述移动路由器的家乡代理，设置于连接业务网；

11、根据权利要求 10所述的系统，其特征在于还包括：

第一认证者，用于为所述移动节点的代理移动 IP客户及移动节点的外地代理提供移动 IP密钥，为 MH提供认证服务；

第二认证者，用于为移动路由器提供认证服务，为 MR提供认证服务；第一认证授权计费 AAA服务器，用于为移动节点的家乡代理提供移动 IP 密钥；以及

第二认证授权计费 AAA服务器，用于为移动路由器的家乡代理提供移动 IP密钥。

12、一种多主机架构下的移动 IP管理系统，包括至少一个移动节点、对等通信节点以及移动路由器，其特征在于还包括：

移动节点的代理移动 IP客户，没置于接入业务网络，用于代理移动节点执行移动 IP客户功能；

移动路由器的移动 IP客户或移动路由器的代理移动 IP客户，设置于所述移动路由器或接入业务网络，用于支持或代理移动路由器执行移动 IP客户功移动节点的家乡代理，设置于移动节点的连接服务网；以及

所述移动路由器的家乡代理，设置于移动路由器的连接服务网；所述移动节点的家乡代理与其外地代理间的移动 IP隧道构建于所述移动路由器的家乡代理与其外地代理的移动 IP隧道之上。

13、根据权利要求 12所述的系统，其特征在于还包括：

第一认证者，用于为所述的移动节点的代理移动 IP客户及移动节点的外地代理提供移动 IP密钥，为 MH提供认证服务；

第二认证者，用于为所述的移动路由器的代理移动 IP客户及移动路由器的外地代理提供移动 IP密钥，为 MR提供认证服务；

第一 AAA服务器，用于为移动节点的家乡代理提供移动 IP密钥；以及第二 AAA服务器，用于为移动路由器的家乡代理提供移动 IP密钥。

14、一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其特征在于：

通过移动路由器执行移动网络客户的数据面功能，并支持网络移动隧道；能；

15、根据权利要求 14所述的方法，其特征在于还包括：

设置认证者于接入业务网络，以为所述的代理网络移动客户提供网络移动密钥，为 MR和 /或 MH提供认证服务；

设置认证授权计费服务器于连接业务网络，用于为所述家乡代理提供网络移动密钥。

16、根据权利要求 14所述的方法，其特征在于：

所述网络移动版本 4客户或代理网络移动版本

的控制面；以及执行所述移动路由器的控制面；或者，

对于移动 IP版本 6，所述网络移动客户执行移动 IP版本 6的控制面，以及执行所述移动路由器的控制面。

17、根据权利要求 14所述的方法，其特征在于：

对等通信节点发送 IP包至移动节点时，包括如下步骤：

由对等通信节点发出的 IP包被发送至家乡代理；

所述家乡代理进行移动 IP隧道封装;将 IP包送往移动路由器的家乡地址；当经过移动 IP隧道的 IP包到达移动路由器时，移动 IP隧道封装被剥去，得到要送往移动移动节点的 IP包，移动路由器将该 IP包经其链路送给移动节点。

18、根据权利要求 14所述的方法，其特征在于：

移动节点发送 IP包至对等通信节点时，由移动节点发出的 IP包直接被送到对等通信节点；或者通过如下步骤：

由移动节点发出的 Π>包被送往对等通信节点；

IP包首先由移动路由器截获，通过 MIP隧道将 IP包送往家乡代理；在经过 P隧道的 IP包到达家乡代理时， MP隧道封装被剥去，于是得到要送往对等通信节点的 IP包，由所述家乡代理将该 IP包送给对等通信节点。

19、一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其特征在于：

通过移动路由器执行移动网络客户的数据面功能，并支持网络移动隧道；利用网络移动客户或代理网络移动客户执行网络移动客户的控制面功能；

20、根据权利要求 19所述的方法，其特征在于还包括：

设置认证者于接入业务网络，用于为代理网络移动客户和 /或外地代理提供所需的网络移动密钥，为 MR和 /或 MH提供认证服务；

21、根据权利要求 19所述的方法，其特征在于：的控制面；以及执行所述移动路由器的控制面。

22、根据权利要求 19所述的方法，其特征在于，在对等通信节点发送 IP 包至移动节点时，包括：

由对等通信节点发出的 IP包被发送至家乡代理；

家乡代理在家乡代理与移动路由器家乡地址之间进行第一层移动 IP隧道的封装；

家乡代理进行第二层移动 IP隧道的封装，将 IP包送往移动路由器的转交地址；

当经过两层移动 IP隧道的 IP包到达移动路由器的外部代理时，第二层移动 IP隧道封装被剥去，得到一个要送往移动路由器的经过第一层移动 IP隧道封装的 IP包，移动路由器的外地代理将该 IP包送给移动路由器；

当移动路由器收到这个单层封装的 IP包，将余下的第一层移动 IP隧道封装剥去，得到要送往移动节点的 IP包，移动路由器将该 IP包经移动路由器的链路送给移动节点。

23、根据权利要求 19所述的方法，其特征在于：

移动节点发送 IP包至对等通信节点时，由移动节点发出的 IP包直接被送到对等通信节点；或者，使用单重反向隧道，包括如下步骤：

将由移动节点发出的 IP包送往对等通信节点；

IP包首先由移动路由器截获，通过第一层移动 IP隧道将 IP包送往家乡代理；

当经过第一层移动 IP隧道的 IP包到达家乡代理时，第一层移动 IP隧道封装被剥去，得到要送往对等通信节点的 IP包，移动节点的家乡代理将该 IP 包送给对等通信节点；或者，使用双重反向隧道，包括如下步骤：

由移动节点发出的 IP包被送往对等通信节点；

IP包首先为移动路由器截获，通过第一层移动 IP隧道将 IP包送往家乡代理；

经过第一层移动 IP隧道封装的 IP包会被移动路由器的外地代理截获，并进一步通过第二层移动 IP隧道将 IP包送往家乡代理；

当经过两层移动 IP隧道的 IP包到达家乡代理时，第二层移动 IP隧道封装和第一层移动 IP P遂道封装依次被剥去，得到要送往对等通信节点的 IP包，移动节点的家乡代理将该 IP包送给对等通信节点。

24、一种多主机架构下的移动 IP管理方法，其特征在于：

分别设置移动节点的外地代理及移动路由器的外地代理，并且所述移动节点的外地代理设置于所述移动路由器；

设置第一代理移动 IP客户，以代理移动节点执行移动 IP客户功能；设置移动路由器的移动 IP客户或第二代理移动 IP客户，以支持或代理移动路由器执行移动 IP客户功能；

25、根据权利要求 24所述的方法，其特征在于：

设置第一认证者，用于为所述移动节点的代理移动 IP客户及移动节点的外地代理提供网络移动客户密钥，为 MH提供认证服务；

设置第二认证者，用于为移动路由器的代理移动 IP客户及移动路由器的外地代理提供网络移动客户密钥，为 MH提供认证服务；

设置第一 AAA服务器，用于为移动节点的家乡代理提供移动 IP密钥；以及

设置第二 AAA服务器，用于为移动路由器的家乡代理提供移动 IP密钥。

26、根据权利要求 24所述的方法，其特征在于：

所述移动节点与该移动节点的外地代理属于同一个 IP连接；所述移动节点的外地代理与移动路由器的外地代理属于同一个 IP连接。

27、根据权利要求 24所述的方法，其特征在于：所述移动节点的代理移动 IP客户用于维护移动节点家乡地址的移动绑定错误处理和 /或移动检测；移动路由器的家乡地址的移动绑定、错误处理和 /或移动检测。

28、根据权利要求 27所述的方法，其特征在于，在对等通信节点发送 IP 包至主机时，包括如下步骤：

将对等通信节点发出的 IP包发送至移动节点的家乡代理；

移动节点的家乡代理通过第一层移动 IP隧道将 IP包送往移动节点的转交地址；

IP包经过第一层移动 IP隧道到达移动路由器的家乡代理；

移动路由器的家乡代理截获 IP包，并通过第二层移动 IP隧道将 IP包送往移动路由器的转交地址；

当经过两层移动 IP隧道的 IP包到达移动路由器的外地代理时，剥去第二层移动 IP隧道封装，得到要送往移动路由器的经过第一层移动 IP隧道封装的 IP 包，移动路由器的外地代理将该 IP包送给移动路由器；

当移动节点的外地代理收到这个单层封装的 IP包，将余下的第一层移动 IP隧道封装剥去，得到要送往移动节点的 IP包，移动节点的外地代理将该 IP 包经移动路由器的链路送给移动节点。

29、根据权利要求 27所述的方法，其特征在于：

当主机发送 IP包至对等通信节点时，由主机发出的 IP包直接被送到对等通信节点；或者通过如下步骤：

将移动节点发出的 IP包送往对等通信节点；

IP包首先为移动节点的外地代理截获，通过第一层移动 IP隧道将 IP包送往移动节点的家乡代理；

经过第一层移动 IP隧道封装的 IP包会被移动路由器的外地代理截获，并通过第二层移动 IP隧道将 IP包送往移动路由器的家乡代理；

当经过两层移动 IP隧道的 IP包到达移动路由器的家乡代理时，将第二层移动 IP隧道封装剥去，得到要送往移动节点的家乡代理的经过第一层移动 IP隧道封装的 IP包，移动节点的家乡代理将该 IP包送给移动节点的家乡代理；

当移动节点的家乡代理收到这个单层封装的 IP包，将余下的第一层移动 IP隧道封装剥去，得到要送往对等通信节点的 IP包，移动节点的家乡代理将该 IP包送给对等通信节点。

30、——种多主机架构下的移动 IP管理方法，其特征在于：

在移动路由器设置移动节点的外地代理以及移动路由器的移动 IP客户，该移动 IP客户用于在移动路由器执行移动 IP客户功能；

31、根据权利要求 30所述的方法，其特征在于：

所述移动节点的代理移动 IP客户维护该移动节点的移动绑定、错误处理和 /或移动检测。

32、根据权利要求 30所述的方法，其特征在于：

设置第一认证者，用于为所述移动节点的代理移动 IP客户及移动节点的外地代理提供网络移动客户密钥，为 MH提供认证服务；以及设置第二认证者，用于为移动路由器提供认证服务；

设置第一 AAA服务器，用于为移动节点的家乡代理提供移动 IP密钥；以及设置第二 AAA服务器，用于为移动路由器的家乡代理提供移动 IP密钥。

33、根据权利要求 30所述的方法，其特征在于：

在对等通信节点发送 IP包至主机时，包括如下步骤：

将对等通信节点发出的 IP包发送至移动节点的家乡代理；

IP包经过第一层移动 IP隧道到达移动路由器的家乡代理；移动路由器的家乡代理截获 IP包，并通过第二层移动 IP隧道将 IP包送往移动路由器的转交地址；

当经过两层移动 IP隧道的 IP包到达移动路由器的转交地址时，第二层移动 IP隧道封装和第一层移动 IP隧道封装依次被剥去，得到要送往移动节点的 IP包，移动节点的外地代理将该 IP包经移动路由器的链路送给移动节点。

34、根据权利要求 30所述的方法，其特征在于：

主机发送 IP包至对等通信节点时，由主机发出的 IP包直接被送到对等通信节点；或者通过如下步骤：

将移动节点发出的 IP包送往对等通信节点；

IP包首先由移动节点的外地代理截获，进行第一层移动 IP隧道封装；移动路由器再通过第二层移动 IP隧道封装，将 IP包送往移动路由器的家乡代理；