專利名稱：處理移動(dòng)ip和靜態(tài)mpls(多協(xié)議標(biāo)記轉(zhuǎn)換)的歸屬代理優(yōu)化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到將IP數(shù)據(jù)報(bào)通過路徑從發(fā)送器經(jīng)無線電接入網(wǎng)絡(luò)傳送至移動(dòng)主機(jī)的方法及優(yōu)化的歸屬代理。
移動(dòng)IP協(xié)議是處理傳送IP相關(guān)服務(wù)的用戶移動(dòng)性問題的概念。作為前提條件，接入網(wǎng)絡(luò)以及核心網(wǎng)絡(luò)使用IP作為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，另外它們還能夠運(yùn)行移動(dòng)IP協(xié)議。移動(dòng)IPV4的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括建立正向傳送IP隧道的歸屬代理和外部代理，但移動(dòng)主機(jī)部移出了本地網(wǎng)絡(luò)附在不同的接入點(diǎn)上向網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求服務(wù)。如果外部代理附加在本地網(wǎng)絡(luò)之外的接入點(diǎn)上，它就代表移動(dòng)主機(jī)的缺省路由器。在通信節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送至目前在不同地址登記的移動(dòng)主機(jī)時(shí)，歸屬代理則為該主機(jī)截接所有的數(shù)據(jù)包并將它們轉(zhuǎn)送至新地址。歸屬代理的綁定高速緩沖存儲(chǔ)器含有對(duì)當(dāng)前附在不同接入點(diǎn)上所有移動(dòng)主機(jī)的轉(zhuǎn)送信息。轉(zhuǎn)交地址規(guī)定了在不同地址登記后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上臨時(shí)得到的主機(jī)地址。
如果傳輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)設(shè)置了使各不同接入點(diǎn)相互連接的另外的隧道機(jī)構(gòu)，那么在歸屬代理與外部代理之間使用IP隧道就變得效率很低。稱為標(biāo)記轉(zhuǎn)換方法的MPLS通過在基于無連接IP的網(wǎng)絡(luò)中引入虛擬電路轉(zhuǎn)換服務(wù)而為IP話務(wù)工程提供了支持。MPLS的其他好處包括建立了虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，提供了在路徑(隧道)兩個(gè)端點(diǎn)之間有專用保留帶寬的話務(wù)中繼線。當(dāng)標(biāo)記轉(zhuǎn)換運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)包的正向傳送以固定的標(biāo)記為基礎(chǔ)而不是以IP網(wǎng)絡(luò)地址或路由選擇表中的預(yù)置情況為基礎(chǔ)。用標(biāo)記進(jìn)入路由器附加上標(biāo)記，前者也是MPLS路徑的進(jìn)入路由器。標(biāo)記進(jìn)入路由器代表MPLS隧道的端點(diǎn)。路徑設(shè)置要求信令協(xié)議要與路徑屬性如用于請(qǐng)求路徑帶寬的標(biāo)記等相一致。例子有CR-LDP，RSVP-TE或增強(qiáng)型BGP。
如果存在已經(jīng)為MPLS而設(shè)計(jì)的對(duì)策在網(wǎng)絡(luò)中提供基于移動(dòng)IP的服務(wù)，那么網(wǎng)絡(luò)操作員必須要處理會(huì)聚性問題。在上述狀況下移動(dòng)IP和MPLS的功能性部件可以駐留在同一節(jié)點(diǎn)。例如，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)包括歸屬代理和標(biāo)記邊緣路由器的功能性。同理也適用于移動(dòng)外部代理。對(duì)設(shè)備制造廠家而言以與MPLS互相配合實(shí)現(xiàn)移動(dòng)本地/外部代理優(yōu)化來為網(wǎng)絡(luò)部件提供綜合的解決方案是一個(gè)挑戰(zhàn)。這就是說可以使用現(xiàn)有的MPLS隧道用于移動(dòng)IP中的轉(zhuǎn)送用途而不是并行地建立一個(gè)單獨(dú)的IP隧道。這就允許網(wǎng)絡(luò)操作員能夠易于使移動(dòng)性服務(wù)適合于MPLS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而不需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)資源管理。也不需要同時(shí)地管理MPLS和IP隧道。
移動(dòng)IP和MPLS是新興的技術(shù)。雖然這兩個(gè)概念的定義相當(dāng)穩(wěn)定，但迄今尚無廣泛的應(yīng)用。一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法是彼此獨(dú)立地采用這兩種技術(shù)而忽略會(huì)聚的可能性。因而將不使用MPLS路徑把轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)包傳送至移動(dòng)外部代理。代之以是同時(shí)存在用于話務(wù)工程用的MPLS隧道和用于移動(dòng)IP支持的IP隧道。但是這種異機(jī)種網(wǎng)絡(luò)由于同時(shí)采用了不同的技術(shù)而會(huì)加大隧道管理工作并代表了相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)工程的負(fù)擔(dān)。
一個(gè)不同的辦法是在MPLS與移動(dòng)IP之間的松散耦合。歸屬代理和標(biāo)記邊緣路由器將駐留在同一節(jié)點(diǎn)而這兩個(gè)部件之間沒有直接的相互作用。同理也適用于外部代理，后者同樣包括標(biāo)記邊緣路由器功能部件。指定給附加在外部接入點(diǎn)上的移動(dòng)主機(jī)的數(shù)據(jù)包必須通過也用于松散耦合的IP隧道和MPLS隧道來傳送。此實(shí)例中的歸屬代理必須首先用附加IP標(biāo)題來封裝原IP數(shù)據(jù)包，然后再用標(biāo)記轉(zhuǎn)換進(jìn)入路由器將標(biāo)記附在這個(gè)數(shù)據(jù)包上。作好一個(gè)好處，純MPLS網(wǎng)絡(luò)可足以把數(shù)據(jù)包傳送至外部代理用于松散耦合辦法。不過，由于需要附加的IP隧道，標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑的優(yōu)點(diǎn)并未完全利用。
本發(fā)明的目的是有效地傳送移動(dòng)IP通信量。如在各權(quán)利要求中所陳述的那樣通過本發(fā)明達(dá)到了這個(gè)目的。
這里說明的本發(fā)明在介紹IP移動(dòng)性服務(wù)的同時(shí)提供了現(xiàn)有靜態(tài)MPLS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化利用。此處的靜態(tài)表示，根據(jù)像話務(wù)工程等機(jī)構(gòu)事先已經(jīng)配置了標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑?；旧?，焦點(diǎn)是在單管理域，在此域中網(wǎng)絡(luò)操作員控制與移動(dòng)性問題有關(guān)的所有節(jié)點(diǎn)。但是所說的機(jī)構(gòu)并不限于單網(wǎng)域。利用所引入的概念，能夠充分獲益于現(xiàn)有的MPLS網(wǎng)絡(luò)用于移動(dòng)IP傳送。假定通過話務(wù)工程已經(jīng)建立了標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑網(wǎng)，其可以用來在當(dāng)前管理域中的任何一對(duì)移動(dòng)歸屬代理和外部代理之間轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)包。對(duì)于移動(dòng)IP來說，不必建立或修改附加的標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑。在歸屬代理和外部代理之間也不需要IP隧道。用于會(huì)聚的解決辦法通過有效地溶入標(biāo)記邊緣路由器的功能性而提出了移動(dòng)本地/外部代理的優(yōu)化。在MPLS與移動(dòng)IP之間獲得了緊密耦合。對(duì)現(xiàn)有的協(xié)議如移動(dòng)IP或標(biāo)記分配協(xié)議無需作出改變。有效地利用預(yù)先建立的標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑在移動(dòng)代理之間傳輸轉(zhuǎn)送的數(shù)據(jù)包需要有移動(dòng)話務(wù)工程。在這種情況下必須了解移動(dòng)用戶的行為特點(diǎn)，即離開本地網(wǎng)絡(luò)的頻次，在外部接入點(diǎn)所請(qǐng)求的服務(wù)等。
所說明的MPLS與移動(dòng)IP之間用于會(huì)聚的機(jī)構(gòu)可以擴(kuò)展到不同的管理域。宏觀移動(dòng)性說明的情況是，移動(dòng)用戶可以附在由地域上截然不同的區(qū)域中不同管理權(quán)限所控制的接入點(diǎn)上。如果在相鄰網(wǎng)域之間建立了服務(wù)級(jí)協(xié)議，就可以在分離域之間進(jìn)行移動(dòng)IP傳送并擁有MPLS路徑。
本發(fā)明的有利特點(diǎn)是-修改的歸屬代理，其包括標(biāo)記邊緣路由器的權(quán)能。數(shù)據(jù)包傳送至所訪問網(wǎng)絡(luò)中之任意移動(dòng)主機(jī)只通過使移動(dòng)歸屬代理與外部代理相互連接的標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑來進(jìn)行。因而對(duì)歸屬代理中新的移動(dòng)聯(lián)結(jié)來說無需建立或修改標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑。
-在歸屬代理中移動(dòng)性傳送的擴(kuò)展算法如果移動(dòng)聯(lián)結(jié)的高速緩沖存儲(chǔ)器包含與輸入數(shù)據(jù)包目的地址相應(yīng)的條目，歸屬代理就會(huì)試圖將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址變換到可能訪問的子網(wǎng)絡(luò)表的子網(wǎng)絡(luò)地址。在已經(jīng)標(biāo)識(shí)出所訪問的正確的子網(wǎng)絡(luò)之后，歸屬代理則負(fù)責(zé)確定用于數(shù)據(jù)包傳送的正確的標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑。每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)都與一個(gè)標(biāo)記和在歸屬代理使用的正確的進(jìn)入接口相關(guān)聯(lián)。
-多用途標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑的利用這些路徑并非專門用于移動(dòng)IP，因此也可以傳送用于任何其他用途的數(shù)據(jù)包。
-操作員網(wǎng)域中可能訪問的子網(wǎng)絡(luò)表。此表由網(wǎng)域中各歸屬代理保持并利用網(wǎng)絡(luò)管理原則進(jìn)行配置。要求此表能夠把移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址變換到所訪問的子網(wǎng)絡(luò)。
-集合的FTN表(將等價(jià)級(jí)傳送至下一個(gè)躍距標(biāo)記傳送條目)通常對(duì)MPLS標(biāo)記轉(zhuǎn)換來說，進(jìn)入路由器保持此表以確定必須的標(biāo)記以及對(duì)特定目的地址所用的接口。歸屬代理保持的該表格，其對(duì)每個(gè)可能訪問的子網(wǎng)絡(luò)有一單一條目，而不是對(duì)每個(gè)移動(dòng)性聯(lián)結(jié)有一個(gè)單獨(dú)的條目。因而附在同一訪問網(wǎng)絡(luò)上的所有移動(dòng)主機(jī)就相應(yīng)于FTN表中的同一條目，這就引入了組合MPLS/移動(dòng)性方法的可量測(cè)性。
-具有預(yù)置靜態(tài)管理標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)移動(dòng)性的轉(zhuǎn)接來說不必建立或修改路徑。因此，網(wǎng)絡(luò)中的信令負(fù)荷降低且轉(zhuǎn)接延遲與標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑的設(shè)置時(shí)間無關(guān)。這些路徑應(yīng)當(dāng)提供出足夠的帶寬能力使得幾乎在任何時(shí)候能夠進(jìn)行移動(dòng)用戶的成功轉(zhuǎn)接。因此話務(wù)工程成為了具有靜態(tài)管理標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑的移動(dòng)IP的主要問題。
-外部代理，其內(nèi)共同設(shè)置有移動(dòng)IP和MPLS的功能性實(shí)體，但它們并不相關(guān)聯(lián)。因而標(biāo)記進(jìn)入路由器部件在同一主機(jī)上并行運(yùn)行。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)從

圖1中說明的本發(fā)明實(shí)例可顯而易見。
圖1表示出IP網(wǎng)絡(luò)的方框圖。
三個(gè)移動(dòng)站MS1，2，3使用某種無線鏈接層技術(shù)連接至基于IP的無線電接入網(wǎng)絡(luò)4。通信基站BS5，6，7終接在無線接口。如對(duì)本發(fā)明已經(jīng)說明的那樣，無線電接入網(wǎng)絡(luò)提供移動(dòng)性支持并利用標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑LSP37，62進(jìn)行內(nèi)部傳送。通過把管理域分開的邊界路由器BR8，9實(shí)現(xiàn)與傳送網(wǎng)絡(luò)14的連接。在該實(shí)例中，所有三個(gè)移動(dòng)站1，2，3都處在同一本地網(wǎng)絡(luò)4中-它們利用同一邊緣路由器進(jìn)行接入。此邊緣路由器同時(shí)還包括歸屬代理(15)的功能性部件。MS2和MS3通常移動(dòng)到不同的接入點(diǎn)(BS6，7)并分別通過外部代理FA11和FA12附接在網(wǎng)絡(luò)上。圖解說明了在歸屬代理HA15與外部代理FA11，12之間用于標(biāo)記轉(zhuǎn)換的兩個(gè)LSP37，62。通常處在本地網(wǎng)絡(luò)4之外任意接入點(diǎn)的通信節(jié)點(diǎn)CN13應(yīng)當(dāng)把數(shù)據(jù)發(fā)送到所有三個(gè)移動(dòng)站1，2，3。對(duì)指定給MS1的數(shù)據(jù)包來說，在綁定高速緩沖存儲(chǔ)器(在15中)中沒有條目，因而將數(shù)據(jù)包直接傳送至MS1。CN13將數(shù)據(jù)發(fā)送至MS2。歸屬代理HA15包括用于MS2的一個(gè)聯(lián)結(jié)，其轉(zhuǎn)交地址為137.21.16.5。根據(jù)設(shè)置的子系統(tǒng)表，歸屬代理知道了通過子網(wǎng)絡(luò)137.21.16.0通?？傻竭_(dá)MS2。最后，該子網(wǎng)絡(luò)在FTN表中的通信條目指示出歸屬代理15需要在其接口ethO上編上“標(biāo)記37”將數(shù)據(jù)包傳送至正確的標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑37。因?yàn)長(zhǎng)SP是單向的，故它們必須從HA開始在FA終止。本說明包括MS3的又一實(shí)例，MS3附在一不同的接入點(diǎn)BS7，這里使用另一標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑(LSP62)將數(shù)據(jù)包傳送(經(jīng)FA12，BS7至MS3)至正確的目的地。
權(quán)利要求
1.將IP數(shù)據(jù)包通過路徑從發(fā)送器(CN13)經(jīng)無線電接入網(wǎng)絡(luò)(BS6，HA15，F(xiàn)A11)傳送至移動(dòng)主機(jī)(MS2)的方法，其中，在歸屬代理(HA15)接收到確定用于移動(dòng)主機(jī)(MS2)含目的地址(MS2-地址137.21.16.5)的輸入數(shù)據(jù)包時(shí)，歸屬代理(HA15)則檢驗(yàn)在數(shù)據(jù)包的目的地址(MS2-地址137.21.16.5)與外部代理(FA11)的子網(wǎng)絡(luò)地址(FA11-地址137.21.16.0)之間是否匹配，后者列在存儲(chǔ)在歸屬代理(HA)的子網(wǎng)絡(luò)地址(137.21.16.0；137.22.25.0)表中，其中，如果在目的地址(MS2-地址137.21.16.5)與外部代理的子網(wǎng)絡(luò)地址(FA11-地址137.21.16.0)之間匹配，歸屬代理則檢驗(yàn)從歸屬代理(HA15)到該外部代理是否在預(yù)置路徑，其中，如果存在到該外部代理的預(yù)置標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑(37)，歸屬代理(HA15)則把數(shù)據(jù)包沿這個(gè)預(yù)置標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑(37)發(fā)送至該外部代理(FA11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中歸屬代理(HA15)通過其正向傳送接口(eth0)的一個(gè)端口將數(shù)據(jù)包沿預(yù)置標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑(37)發(fā)送至外部代理(FA11)，該端口用于具有此路徑號(hào)碼(37)的路徑。
3.根據(jù)上述任意權(quán)利要求之一的方法，其中只有在歸屬代理(HA15)的綁定高速緩沖存儲(chǔ)器中存在相應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)包目的地址(MS2-地址137.21.16.5)的條目(MS2-地址137.21.16.5)時(shí)，歸屬代理(HA15)才檢驗(yàn)在數(shù)據(jù)包的目的地址(MS2-地址137.21.16.5)與外部代理(FA11)的子網(wǎng)絡(luò)地址(FA11-地址137.21.16.0)之間是否匹配。
4.根據(jù)上述任意權(quán)利要求之一的方法，其中進(jìn)行移動(dòng)主機(jī)(MS1)從一個(gè)外部代理到另一外部代理的轉(zhuǎn)接不用建立或修改該移動(dòng)主機(jī)的外部代理與歸屬代理之間的路徑。
5.根據(jù)上述任意權(quán)利要求之一的方法，其中路徑(37)為預(yù)置的靜態(tài)管理多用途標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑。
6.根據(jù)上述任意權(quán)利要求之一的方法，其中移動(dòng)IP和多用途標(biāo)記轉(zhuǎn)換MPLS的功能性實(shí)體共同位于外部代理(FA11)之中但并不相關(guān)聯(lián)。
7.根據(jù)上述任意權(quán)利要求之一的方法，其中外部代理(FA11)和歸屬代理(HA15)是IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。
8.歸屬代理(HA15)，在該歸屬代理中實(shí)施根據(jù)上述任意權(quán)利要求的方法。
9.歸屬代理(HA15)，最好根據(jù)權(quán)利要求8，-有存儲(chǔ)器，其包含有外部代理的子網(wǎng)絡(luò)地址(137.21.16.0；137.22.25.0)表，-有比較裝置，其將確定為移動(dòng)主機(jī)(MS2)的輸入數(shù)據(jù)包的目的地址與為確定該數(shù)據(jù)包所要發(fā)送到的外部代理(FA11)的外部代理(FA11，F(xiàn)A12)存儲(chǔ)子網(wǎng)絡(luò)地址(137.21.16.0；137.22.25.0)進(jìn)行比較；-有確定路徑(37)的裝置，其通過將所確定的外部代理(FA11)地址(137.21.16.0)與外部代理(FA11，F(xiàn)A12)存儲(chǔ)地址(137.21.16.0；137.22.25.0)進(jìn)行比較來確定將數(shù)據(jù)包傳送至外部代理(FA11)的路徑(37)，在外部代理(FA11，F(xiàn)A12)與歸屬代理(HA15)之間存在路徑(37，62)；-有接口(eth0)，其用于將數(shù)據(jù)包沿所確定的預(yù)置路徑(37)傳送至所確定的外部代理(FA11)。
全文摘要
對(duì)優(yōu)化IP路由選擇，本發(fā)明公開了將IP數(shù)據(jù)包通過路徑從發(fā)送器(CN)經(jīng)無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN，HA，F(xiàn)A11)傳送至移動(dòng)主機(jī)(MS2)的歸屬代理及方法，其中，在歸屬代理接收到確定用于移動(dòng)主機(jī)(MS2)含目的地址(MS2－地址137.21.16.5)的輸入數(shù)據(jù)包時(shí)，歸屬代理主體(HA)則檢驗(yàn)在數(shù)據(jù)包的目的地址(MS2－地址137.21.16.5)與外部代理(FA11)的子網(wǎng)絡(luò)地址(FA11－地址137.21.16.0)之間是否匹配，后者列在存儲(chǔ)在歸屬代理(HA)的子網(wǎng)絡(luò)地址(137.21.16.0；137.22.25.0)表中，其中，如果在目的地址(MS2－地址137.21.16.5)與外部代理的子網(wǎng)絡(luò)地址(FA11－地址137.21.16.0)之間匹配，歸屬代理則檢驗(yàn)從歸屬代理(HA)到該外部代理是否存在預(yù)置路徑，其中，如果存在到該外部代理的預(yù)置標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑(37)，歸屬代理(HA)則把數(shù)據(jù)包沿這個(gè)預(yù)置標(biāo)記轉(zhuǎn)換路徑(37)發(fā)送至該外部代理(FA11)。
文檔編號(hào)H04L29/12GK1640058SQ02829333
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者J·埃斯?fàn)? M·勞滕伯格 申請(qǐng)人:西門子公司