專利名稱：一種基于AAA服務器的代理移動IPv6的域內(nèi)切換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，具體涉及一種基于AAA服務器的代理移動IPv6的域內(nèi)切換方法。
背景技術：
當今世界，在飛速發(fā)展的IT產(chǎn)業(yè)中，最引人注目的當屬移動通信和互聯(lián)網(wǎng)。移動通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術相融合的結(jié)晶一移動IP(Mobile IP, MIP)技術，更是容納了全球通信領域的業(yè)務。MIP的一個顯著特點是移動節(jié)點(MN)的移動對于網(wǎng)絡層上所承載的應用具有透明性，簡單地說，就是MN在不同的網(wǎng)絡之間移動，傳輸層及傳輸層以上的應用都不必改變通信的源地址和目的地址，從而保持通信的連續(xù)性。MIP技術的應用有著廣闊前景， 它的開發(fā)已成為業(yè)內(nèi)研究的熱點。隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展和網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，IPv4地址耗盡問題突出，IPv6的試驗和部署開始成為業(yè)界的熱點，伴隨著IPv6的廣泛部署，移動IPv6 (Mobile IPv6, MIPv6)作為 IPv6的一個殺手級應用，有望得到規(guī)模應用。MIPv6技術使得IPv6移動節(jié)點可以使用“家鄉(xiāng)地址”在網(wǎng)絡中移動，從而保持了上層會話的連續(xù)性，但同時也為網(wǎng)絡和終端帶來了額外的信令開銷、復雜的協(xié)議棧以及更大的網(wǎng)絡時延等問題。目前，IETF的多個工作組正進行 MIPv6的擴展研究，其中包括代理移動IPv6 (Proxy Mobile IPv6，PMIPv6)的研究，其研究成果見諸已公布的RFC5213。PMIPv6在MIPv6的基礎上引入了本地移動錨點(LMA)和移動接入網(wǎng)關(MAG)兩個新的功能實體。LMA具有類似MIPv6中家鄉(xiāng)代理(HA)的功能，是麗家鄉(xiāng)網(wǎng)絡前綴(MN-HNP) 的拓撲錨點，負責維持移動節(jié)點的可達狀態(tài)。MAG是代替MN執(zhí)行移動管理功能的實體，負責檢測MN的接入、離開、初始化以及更新LMA上關于MN的綁定緩存條目。PMIPv6的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。麗接入PMIPv6域時會被分配一個唯一的麗-HNP，麗根據(jù)所獲得的麗-HNP配置自己的家鄉(xiāng)地址。麗接入PMIPv6域的流程如圖2所示。首先，麗向其所連接的MAG發(fā)送路由請求(RS)消息。MAG接收到麗發(fā)出的RS消息后，會向AAA服務器發(fā)送認證請求消息， 該消息包括MN的標識符(MN-Identifier)。AAA服務器根據(jù)MN的MN-Identifier進行必要的認證并向MAG回復認證確認消息，該消息包括LMA的地址。MAG接受到AAA服務器的認證確認消息后，會給MN分配一個代理轉(zhuǎn)交地址(ftOxy-CoA)并向LMA發(fā)送代理綁定更新 (PBU)消息，該消息包含ftOxy-CoA。LMA接收到MAG發(fā)送的PBU消息后，會給麗分配一個 MN-HNP并建立MN-HNP與Proxy-CoA的綁定，然后向MAG回復代理綁定確認(PBA)消息，該消息包含分配給麗的MN-HNP。MAG收到LMA發(fā)送的PBA消息后，會通過路由公告(RA)消息把LMA分配給麗的MN-HNP告知麗。麗根據(jù)MN-HNP配置自己的家鄉(xiāng)地址，并在PMIPv6 域內(nèi)移動時保持這個家鄉(xiāng)地址不變。當MN在PMIPv6域內(nèi)從一個接入網(wǎng)關(Previous-MGA，P-MAG)移動到另一個接入網(wǎng)關(Next-MAG，N-MAG)時，P-MAG向LMA發(fā)送代理綁定解除(DeReg PBU)消息，該消息包括MN的MN-HNP。LMA接收到DeReg PBU消息后會向P-MAG回復PBA并暫時保留MN的MN-HNP 與ftOxy-CoA的綁定，等待N-MAG更新該綁定。如果等待時間過長，LMA將會刪除該綁定。 當N-MAG檢測到MN接入時會給MN分配一個新的Proxy-CoA并向LMA發(fā)送PBU，該消息包括麗-HNP和新分配的Proxy-CoA。LMA收到PBU后會更新麗-HNP與Proxy-CoA之間的綁定。 麗從P-MAG切換至N-MAG的流程如圖3所示。ΡΜΙΡνθ通過擴展MIPv6協(xié)議中麗和HA之間的信令消息來支持麗的移動性且無需麗參與。網(wǎng)絡中代理移動管理功能的MAG執(zhí)行與LMA之間的信令交互并代替MN進行移動管理，MN將不再參與和LMA的信令交互。相對于ΜΙΡν6，ΡΜΙΡνθ可以有效的減少信令開銷和切換時延，減輕移動終端協(xié)議棧的復雜度，提高服務質(zhì)量。然而，在PMIPv6域中如何更好的減少包丟失，保證服務質(zhì)量依舊是一個重要的研究課題。在ΡΜΙΡν6中，當MN從P-MAG切換到N-MAG時，MN已經(jīng)離開P-MAG，但LMA中MN-HNP 與ftOxy-CoA之間的綁定并沒有解除，這時，通信節(jié)點(CN)發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包會繼續(xù)發(fā)往 P-MAG,這部分數(shù)據(jù)包將會丟失。當LMA接收到P-MAG發(fā)送的DeReg gPBU消息后，LMA會把 CN發(fā)往麗的數(shù)據(jù)包存放在LMA的緩存中。當麗重新從N-MAG接入網(wǎng)絡后，LMA再把緩存中數(shù)據(jù)包發(fā)往麗。由于LMA要為PMIPv6域內(nèi)的所有正在進行切換的麗設置緩存，因此，當有眾多的MN同時進行切換，LMA緩存的負荷將會不堪重負。根據(jù)上述情況，本文提出一種基于AAA服務器的代理移動IPv6的域內(nèi)切換方法， 該方法可以消除切換過程中數(shù)據(jù)包的丟失和LMA緩存負荷過重的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于AAA服務器的PMIPve的域內(nèi)切換方法。該方法可以有效地減少切換過程中數(shù)據(jù)包的丟失，同時可以減少LMA的緩存負擔，有利于促進PMIPv6 在對傳輸質(zhì)量敏感的業(yè)務中的應用。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的1、擴展原有AAA服務器中配置文件的選項以支持該方法的實施ΡΜΙΡνθ中規(guī)定的麗的配置文件存儲在AAA服務器中，麗的配置文件的必選字段為MN-Identifier和LMA的地址(LMAA)。本方法將對PMIPv6規(guī)定的MN的配置文件的必選字段進行擴展，以支持本方法的實現(xiàn)。擴展后的MN的配置文件的必選字段為MN-Identifier、LMAA和ftx)xy-CoA。在 MN未接入MAG之前，Proxy-CoA的初始值為O。當麗接入P-MAG時，麗會向P-MAG發(fā)送RS消息。在收到RS消息后，P-MAG會給麗分配一個ftOxy-CoA，并向AAA服務器發(fā)送認證請求消息，消息包含MN-Identifier和 Proxy-CoA0在收到認證消息后，AAA服務器會把Proxy-CoA填入MN配置文件的ftOxy-CoA 必選字段，并向P-MAG回復認證確認消息，該消息包括MN-Identifier和LMAA。P-MAG從認證確認消息中獲得LMAA，進行后續(xù)注冊過程。當麗切換到N-MAG時，麗會向N-MAG發(fā)送RS消息。在收到RS消息后，N-MAG會給 MN分配一個新的ftOxy-CoA，并向AAA服務器發(fā)送認證請求消息，消息包含MN-Identifier 和新的I^roxy-CoA。在收到認證請求消息后，AAA服務器會用新的Proxy-CoA刷新MN配置文件中Proxy-CoA必選字段，并向N-MAG回復認證確認消息，該消息包括MN-Identifier，LMAA 禾口舊的 Proxy-CoA02、MN注冊時的相關操作麗注冊流程示意圖如圖4所示。(1)麗向MAG發(fā)送RS消息。(2)在收到RS消息后，MAG會給麗分配一個Proxy-CoA并向AAA服務器發(fā)送認證請求消息，該消息不但包含MN的MN-Identif ier，還包含MAG分配給MN的ftx)xy-CoA。(3)在收到認證請求消息后，AAA服務器會把Proxy-CoA填入麗的配置文件中 Proxy-CoA必選字段并向MAG回復認證確認消息，該消息包括LMA的地址LMAA。(4)在收到認證確認消息后，MAG會向LMA發(fā)送PBU消息，消息包括ftx)Xy-C0A。(5)在收到PBU消息后，LMA會給MN分配一個MN-HNP并建立MN-HNP與Proxy-CoA 的綁定。然后，LMA向MAG回復PBA消息。(6)在收到PBA消息后，MAG通過RA消息把MN-HNP發(fā)送至麗。(7)在收到RA消息后，麗會根據(jù)收到的MN-HNP配置其家鄉(xiāng)地址，并在PMIPv6域內(nèi)移動時保持其家鄉(xiāng)地址不變。3、麗切換時的相關操作麗切換流程示意圖如圖5所示。(1)當 MN 離開 P-MAG 時，P-MAG 向 LMA 發(fā)送 DeReg PBU 消息。(2)當LMA接收到DeReg PBU消息后，LMA將向P-MAG回復PBA消息，但LMA并不馬上解除麗的MN-HNP與Proxy-CoA的綁定。LMA將等待一段指定的時間以便N-MAG更新該綁定。這時，CN發(fā)往MN的數(shù)據(jù)報文將繼續(xù)發(fā)送到P-MAG，由P-MAG緩存這些數(shù)據(jù)報文。 如果指定時間超時，LMA將刪除MN-HNP與ftOxy-CoA的綁定。(3)當麗切換到N-MAG時，MN會向N-MAG發(fā)送RS消息。 (4)當N-MAG收到RS消息后，N-MAG會為麗分配一個新的I^roxy-CoA，并向AAA服務器發(fā)送認證請求消息，該消息包含新的ftx)Xy-C0A。(5)當AAA服務器收到認證請求消息后，AAA服務器會向N-MAG回復認證確認消息，該消息包括LMAA和MN配置文件中所記錄的舊的ftOxy-CoA，然后，AAA服務器會把新的 Proxy-CoA填入MN配置文件中Proxy-CoA必選字段，代替舊的ftOxy-CoA。(6)當N-MAG收到認證確認消息后，N-MAG根據(jù)從認證確認消息中獲取的LMAA向 LMA發(fā)送PBU消息，該消息包括新的ftOxy-CoA，以便LMA更新MN-HNP與Peoxy-CoA的綁定。(7)當LMA收到PBU消息后，LMA會更新MN-HNP與I^roxy-CoA的綁定，用新的 Proxy-CoA代替舊的ftx)xy-CoA。然后，LMA會向N-MAG回復PBA消息。從此，發(fā)往麗的數(shù)據(jù)報文不再發(fā)往P-MAG，而是發(fā)往N-MAG。(8)當N-MAG收到PBA消息后，N-MAG會向麗回復RA消息，然后，N-MAG根據(jù)從認證確認消息中獲取的舊的ftOxy-CoA，向P-MAG發(fā)送PBU消息，該消息包括新的ftOxy-CoA， 以便P-MAG把自己緩存的CN發(fā)給麗的數(shù)據(jù)報文傳送到N-MAG。(9)當P-MAG收到PBU消息后，P-MAG會向N-MAG回復PBA消息，然后，P-MAG會把緩存在其上的數(shù)據(jù)報文發(fā)往MN。本發(fā)明的特點是通過擴展原有AAA服務器中配置文件選項來支持PMIPv6域內(nèi)切換，本發(fā)明有二個優(yōu)點首先，本發(fā)明消除了域內(nèi)切換過程中數(shù)據(jù)報文丟失的現(xiàn)象，其次，本發(fā)明把數(shù)據(jù)緩存從LMA轉(zhuǎn)移到MAG，這是一種分布式的處理方式，免除了 LMA緩存的負擔， 使得LMA有更多的資源處理其他問題，有利于促進PMIPv6在對傳輸質(zhì)量敏感的業(yè)務中的應用。


圖1為PMIPv6的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意2為MN接入PMIPv6域的流程3為MN從P-MAG切換至N-MAG的流程4為改進后麗接入PMIPv6域的流程5為改進后麗從P-MAG切換至N-MAG的流程6為實施實例的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式本發(fā)明的目的是提供一種基于AAA的代理移動IPv6域內(nèi)切換方法。通過該方法可以有效地減少切換過程中數(shù)據(jù)包丟失，同時可以減少LMA的緩存負擔，有利于促進PMIPv6 在對傳輸質(zhì)量敏感的業(yè)務中的應用。其基本思想是通過擴展AAA服務器中MN的配置文件的選項，使得在麗從P-MAG切換到N-MAG時，N-MAG可以從配置文件中獲得P-MAG的地址， N-MAG和P-MAG之間建立隧道，從而將緩存在P-MAG上的包接收過來并轉(zhuǎn)發(fā)給麗。為了減少LMA的緩存負擔，該方法也對RFC5213的切換過程進行了改進，P-MAG檢測到麗將離開向 LMA發(fā)送DeReg PBU消息，告之MN離開。LMA接收到DeReg PBU消息后獲知MN將從P-MAG 離開，LMA回復PBA給P-MAG，但LMA并不馬上解除MN和P-MAG地址的綁定，LMA將等待一段指定的時間來允許N-MAG更新該綁定緩存條目，如果指定時間超時，LMA將刪除該綁定緩存條目，則從CN發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包將繼續(xù)發(fā)送到P-MAG。下面我們分別以MN在P-MAG處注冊和MN從P-MAG切換至N-MAG為實例，并結(jié)合附圖6詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。1、如圖6所示，LMA的地址為aecO00 1 1/64，P-MAG的地址為 becO:0:0:1: 1/64,N-MAG 的地址為 becO:0:0:1: 2/64。MN 向 P-MAG 發(fā)送 RS 消息。P-MAG 接收到RS后向AAA發(fā)送認證請求消息，該消息中包含MN-Identifier和ftOxy-CoA。2,AAA接收到認證請求消息，若麗已授權(quán)，則AAA向P-MAG回復認證確認消息，該消息中包括MN-Identifier和LMAA。同時，配置文件中的Proxy-CoA地址選項刷新為P-MAG 的地址，即 P-Proxy-CoA。3、P-MAG 向 LMA 發(fā)送 PBU 消息，以建立 LMA 上 MN-HNP 禾口 MN 當前 Proxy-CoA 之間的綁定，消息源地址為bec0:0:0:l: :1/64,目的地址為aecOOO 1 1/64。LMA根據(jù)接收的PBU消息建立相應的綁定緩存條目后，再向P-MAG回復PBA消息，消息源地址為 aecO:0:0:1: 1/64，目的地址為becO:0:0:1: 1/64，同時建立到P-MAG的雙向隧道的端節(jié)點。P-MAG將在收到LMA發(fā)送來的PBA后建立到LMA的雙向隧道的端節(jié)點，此時，P-MAG和 LMA之間即建立了一條用于傳輸數(shù)據(jù)包的雙向隧道。P-MAG將PBA中包含的MN-HNP等信息通過RA消息發(fā)送至麗。麗根據(jù)收到的MN-HNP等信息配置家鄉(xiāng)地址，并在該PMIPv6域內(nèi)移動時保持其家鄉(xiāng)地址不變。
4、P-MAG檢測到麗將離開向LMA發(fā)送DeReg PBU消息，消息源地址為 becO:0:0:1: 1/64，目的地址為 aecO:0:0:1: 1/64，告之 MN 離開。LMA 接收到 DeReg PBU 消息后獲知MN將從P-MAG離開，LMA回復PBA給P-MAG，消息源地址為aecO:0:0:1: 1/64， 目的地址為becO:0:0:1: 1/64，但LMA并不馬上解除MN和P-MAG地址的綁定，則從CN發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包將繼續(xù)發(fā)送到P-MAG，LMA將等待一段指定的時間來允許N-MAG更新該綁定緩存條目，如果指定時間超時，LMA將刪除該綁定緩存條目。5、MN離開P-MAG，切換到N-MAG。MN向N-MAG發(fā)送RS消息。N-MAG接收到RS后向AAA服務器發(fā)送認證請求消息，該消息中包含MN-Identifier和N-Proxy-CoA。AAA接收到認證請求消息，若麗已授權(quán)，則AAA服務器向N-MAG回復認證確認消息，該消息中包括MN-Identifier、LMAA, P-Proxy-CoA0同時，配置文件中的Proxy-CoA地址選項刷新為 N-Proxy-CoAο 6,N-MAG收到認證確認消息，獲知了 LMAA和P-Proxy-CoA。N-MAG向LMA發(fā)送PBU 消息，以更新LMA上MN-HNP和N-Proxy-CoA之間的綁定，消息源地址為becO:0:0:1: 2/64， 目的地址為aeC0:0:0:1 1/64。LMA根據(jù)接收的PBU消息更新相應的綁定緩存條目后，再向N-MAG回復PBA消息，消息源地址為aecO:0:0:1: 1/64，目的地址為becO:0:0:1: 2/64， 同時建立到N-MAG的雙向隧道的端節(jié)點。此時，由CN發(fā)往麗的數(shù)據(jù)包不再發(fā)往P-MAG，而是發(fā)往N-MAG。N-MAG將在收到LMA發(fā)送來的PBA后建立到LMA的雙向隧道的端節(jié)點，此時，N-MAG和LMA之間即建立了一條用于傳輸數(shù)據(jù)包的雙向隧道。N-MAG將PBA中包含的 MN-HNP等信息通過RA消息發(fā)送至麗。麗根據(jù)收到的MN-HNP等信息配置家鄉(xiāng)地址.
7、N-MAG將緩存在其上的數(shù)據(jù)包通過鏈路層發(fā)往麗，由于N-MAG已經(jīng)獲知P-MAG 的地址，N-MAG向P-MAG發(fā)送建立隧道請求，同時建立到P-MAG的雙向隧道的端節(jié)點。P-MAG 收到請求后建立到N-MAG的雙向隧道的端節(jié)點，并將緩存在其上的數(shù)據(jù)包發(fā)往N-MAG。 N-MAG再將數(shù)據(jù)包發(fā)往MN。
權(quán)利要求
1.一種基于AAA服務器的代理移動IPv6的域內(nèi)切換方法，其特征在于A、擴展存放在AAA服務器中的移動節(jié)點配置文件的必選字段，以支持本發(fā)明提出的方法的實施；B、擴展接入網(wǎng)關的功能，使其具備數(shù)據(jù)緩存的功能，而本地移動錨將不再具備數(shù)據(jù)緩存的功能；C、擴展接入網(wǎng)關的功能，使得下一個接入網(wǎng)關具有從前一個接入網(wǎng)關收取緩存數(shù)據(jù)的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AAA服務器的代理移動IPv6域內(nèi)切換方法，其特征在于所述步驟A具體包括Al、擴展移動節(jié)點的配置文件，增加Proxy-CoA必選字段，用于存放移動節(jié)點的當前接入網(wǎng)關的Proxy-CoA ；A2、Proxy-CoA必選字段的初始值設置為O ；A3、移動節(jié)點發(fā)往AAA服務器的認證請求消息中包括當前接入網(wǎng)關的ftOxy-CoA ；A4、AAA服務器收到接入網(wǎng)關發(fā)送的認證請求消息后，會把存放在Proxy-CoA必選字段中舊Proxy-CoA通過認證確認消息發(fā)給接入網(wǎng)關，然后，用認證請求消息中新I^roxy-CoA刷新Proxy-CoA必選字段中的舊ftOxy-CoA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AAA服務器的代理移動IPv6域內(nèi)切換方法，其特征在于所述步驟B具體包括Bi、當接入網(wǎng)關發(fā)現(xiàn)移動節(jié)點離開接入網(wǎng)關后，接入網(wǎng)關向本地移動錨發(fā)送DeReg PBU 消息，本地移動錨收到DeReg PBU消息后會繼續(xù)向接入網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)通信節(jié)點發(fā)往移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報文直至本地移動錨收到下一個接入網(wǎng)關發(fā)送的PBU消息為止；B2、接入網(wǎng)關具有數(shù)據(jù)緩存的功能，接入網(wǎng)關發(fā)現(xiàn)移動節(jié)點離開接入網(wǎng)關后會繼續(xù)接受并緩存LMA發(fā)來的通信節(jié)點發(fā)往移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報文直至接入網(wǎng)關收到下一個接入網(wǎng)關發(fā)送的PBU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于AAA服務器的代理移動IPv6的域內(nèi)切換方法，其特征在于所述步驟C具體包括Cl、當接入網(wǎng)關收到移動節(jié)點發(fā)送的路由廣播消息后，會給移動節(jié)點分配一個 I^oxy-CoA，并向AAA服務器發(fā)送認證請求消息，該消息包括接入網(wǎng)關分配的ftOxy-CoA ；C2、當接入網(wǎng)關收到AAA服務器回復的認證確認消息后，從該消息獲知前一個接入網(wǎng)關的ftOxy-CoA，接入網(wǎng)關首先向本地移動錨發(fā)送PBU消息，更新本地移動錨中MN-HNP與 Proxy-CoA的綁定，然后，向前一個接入網(wǎng)關發(fā)送PBU消息，要求前一個接入網(wǎng)關發(fā)送緩存的數(shù)據(jù)報文。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于AAA服務器的代理移動IPv6域內(nèi)切換方法。具體而言，本發(fā)明要解決的問題是在代理移動IPv6域中，當移動節(jié)點從舊接入網(wǎng)關切換到新接入網(wǎng)關時，如何有效地減少數(shù)據(jù)報文的丟失，同時減輕本地移動錨的緩存負擔。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，擴展AAA服務器中移動節(jié)點的配置文件，添加代理轉(zhuǎn)交地址必選字段，存放當前接入網(wǎng)關的地址；當移動節(jié)點離開舊接入網(wǎng)關但未接入新接入網(wǎng)關之前，本地移動錨依舊將發(fā)往移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報文發(fā)往舊接入網(wǎng)關，即在切換過程中舊接入網(wǎng)關代替本地移動錨緩存發(fā)往移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報文；新接入網(wǎng)關從擴展后的AAA服務器的移動節(jié)點的配置文件中獲取舊接入網(wǎng)關的地址，從而收取緩存在舊接入網(wǎng)關上的數(shù)據(jù)報文并將這些數(shù)據(jù)報文發(fā)送到移動節(jié)點。
文檔編號H04W36/12GK102547890SQ20121000900
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者張荀, 張飛, 梁艷盈, 梁雨淇, 王可, 王波濤, 王琳, 胡海峰, 馬爭鳴 申請人:中山大學