專利名稱：一種支持IPv4的分層移動(dòng)IPv6的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及ー種在分層移動(dòng)IPv6中實(shí)現(xiàn)IPv4支持的方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信是互聯(lián)網(wǎng)承載的最為重要的應(yīng)用，隨著IP業(yè)務(wù)的迅猛增長和無線通信設(shè)備的迅速普及，網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)終端的移動(dòng)性要求顯得愈發(fā)急切。而采用傳統(tǒng)IP技術(shù)的終端在移動(dòng)到另外一個(gè)網(wǎng)段或子網(wǎng)時(shí)候，由于不同的網(wǎng)段對(duì)應(yīng)于不同的IP地址，用戶不能使用原有IP地址進(jìn)行通信，必須修 改主機(jī)IP地址為所在子網(wǎng)的IP地址，而且由于各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，用戶一般不能繼續(xù)訪問原有網(wǎng)絡(luò)的資源，其它用戶也無法通過該用戶原有的IP地址訪問該用戶，原有通信無法保持連續(xù)性。為了解決上述移動(dòng)通信的問題，人們引入了移動(dòng)IP技術(shù)。移動(dòng)IP由IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)提出的ー種在網(wǎng)絡(luò)層解決主機(jī)移動(dòng)性的方案，即移動(dòng)用戶在跨網(wǎng)絡(luò)隨意移動(dòng)和漫游中，使用基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不用修改計(jì)算機(jī)原來的IP地址，同時(shí)，繼續(xù)享有原網(wǎng)絡(luò)中一切權(quán)限。簡(jiǎn)單的說，移動(dòng)IP就是在網(wǎng)絡(luò)層提供ー種使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以以ー個(gè)永久的IP地址連接到任何鏈路上的路由機(jī)制，目的是將數(shù)據(jù)包路由到那些可能一直在快速地改變位置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全方位的移動(dòng)或者漫游。移動(dòng)IP技術(shù)的ー個(gè)顯著特點(diǎn)是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層上所承載的應(yīng)用具有透明性。簡(jiǎn)單地說，就是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在不同的網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)層以上的應(yīng)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。隨著IP網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已開始由IPv4向IPv6過渡，IPv6作為IPv4的替代版本，能夠提供巨大的地址空間，并具有更高的安全性和服務(wù)質(zhì)量等許多IPv4所不具備的新特性，受到了越來越多的重視。在頒布了 IPv4網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)IP(以下簡(jiǎn)稱“移動(dòng)IPv4”)的技術(shù)方案RFC3344后，IETF也頒布在IPv6網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)IP(以下簡(jiǎn)稱“移動(dòng)IPv6”)的技術(shù)方案RFC6275。在移動(dòng)IPv4中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“匪”)直接向通信節(jié)點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“CN”)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，而CN則要通過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理(以下簡(jiǎn)稱“HA”)向MN發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。因此，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址(以下簡(jiǎn)稱“CoA”)發(fā)生變化吋，MN要向HA發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求消息，通知HA更改家鄉(xiāng)地址(以下簡(jiǎn)稱“HoA”)與CoA的綁定。在移動(dòng)IPv6中，為避免出現(xiàn)類似移動(dòng)IPv4中的三角路由問題而提出了路由優(yōu)化方案，其要求CN維持HoA與CoA的綁定，這樣麗與CN可以直接通信。因此，當(dāng)CoA發(fā)生變化吋，麗除了需要向HA發(fā)送綁定更新(以下簡(jiǎn)稱“BU”)消息外，還需要向CN發(fā)送BU消息，以此來通知它們更改HoA與CoA的綁定。此外，在向CN發(fā)送BU消息之前，麗與CN之間需要進(jìn)行返回路由可達(dá)協(xié)議(RRP)的認(rèn)證。可以看出，上述移動(dòng)IP的技術(shù)方案很好的解決了 MN的移動(dòng)性問題，但其欠缺了對(duì)MN實(shí)際移動(dòng)范圍的考慮，即缺乏對(duì)宏移動(dòng)和微移動(dòng)的細(xì)分。按照上述移動(dòng)IP技術(shù)方案，MN每進(jìn)入一個(gè)新的子網(wǎng)時(shí)都需要向HA進(jìn)行注冊(cè)更新，當(dāng)存在大量的且頻繁地在不同接入小區(qū)之間移動(dòng)的MN時(shí)，核心網(wǎng)內(nèi)會(huì)存在大量的注冊(cè)更新消息，如此巨大的信令開銷必然加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)、增大丟包及時(shí)延，且這種問題在移動(dòng)IPv6中顯得更為嚴(yán)重。
0007]為解決上述問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)宏移動(dòng)和微移動(dòng)的區(qū)別處理，IETF又頒布了分層移動(dòng)IPv6的技術(shù)方案。如附圖I所示，分層移動(dòng)IPv6將整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)分成若干個(gè)管理域，并為每一個(gè)管理域配置一個(gè)被稱作移動(dòng)錨點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱“MAP”)的路由器。它的作用類似于外地的HA，它截獲并發(fā)向該域中已向它注冊(cè)過的IP地址的數(shù)據(jù)分組。一個(gè)管理域中可以有多個(gè)MAP。位于管理域中的MN同時(shí)擁有兩個(gè)CoA :區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(以下簡(jiǎn)稱“RCoA”)和鏈路轉(zhuǎn)交地址(以下簡(jiǎn)稱“LCoA”)，該管理域外的節(jié)點(diǎn)(如HA、CN)只知道RCoA。RCoA由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接口標(biāo)識(shí)符和路由器通告報(bào)文中MAP選項(xiàng)內(nèi)的子網(wǎng)前綴形成；而^^通過接入路由器(以下簡(jiǎn)稱“AR”)配置，其形成方式和移動(dòng)IPv6中的CoA相同。分層移動(dòng)IPv6將MN的移動(dòng)分為宏移動(dòng)和微移動(dòng)，所謂的宏移動(dòng)是指MN變換MAP域而需要改變RCoA的移動(dòng)，而微移動(dòng)是指在一個(gè)MAP域內(nèi)的移動(dòng)，不用改變RCoA，只需改變LCoA即可。麗從一個(gè)AR移動(dòng)到另一個(gè)AR時(shí)，它會(huì)收到所接入AR的路由通告消息，該消息里的MAP選項(xiàng)中包含了多組MAP信息，主要有MAP的全球單播地址、優(yōu)先級(jí)以及它們離MN的距離，MN可以從這些信息中判定是否已經(jīng)發(fā)生宏移動(dòng)。如果發(fā)生的是宏移動(dòng)，則需要改變麗的RCoA和LCoA，并需要向MAP發(fā)送本地綁定更新(以下簡(jiǎn)稱“LBU”)消息，以及向HA和CN發(fā)送BU消息；如果發(fā)生的是微移動(dòng)，則只需要改變麗的LCoA，然后僅需要向MAP發(fā)送LBU消息。分層移動(dòng)IPv6通過配置分層的CoA來實(shí)現(xiàn)了對(duì)宏移動(dòng)和微移動(dòng)的區(qū)別處理，發(fā)生宏移動(dòng)時(shí)仍按照移動(dòng)IPv6的技術(shù)方案進(jìn)行更新，而發(fā)生微移動(dòng)時(shí)，由于對(duì)MAP域外的節(jié)點(diǎn)隱藏了 LCoA，無論麗在MAP域內(nèi)如何移動(dòng)都無需向HA和CN進(jìn)行更新，這樣大大減少了信令開銷，減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，也減少了丟包及時(shí)延。但同時(shí)我們也看到，該技術(shù)方案僅在IPv6協(xié)議上實(shí)現(xiàn)，而IPv4向IPv6的過渡是一個(gè)長期過程，在這個(gè)過渡時(shí)期，兩種協(xié)議都可能出現(xiàn)在同一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)IPv4和IPv6兼有的混合網(wǎng)絡(luò)，因此，僅支持IPv6的分層移動(dòng)IPv6技術(shù)的應(yīng)用必然受到極大限制，如何使其支持IPv4顯得極為必要。根據(jù)分層移動(dòng)IPv6的思想，本發(fā)明提出一種在分層移動(dòng)IPv6中支持IPv4，從而實(shí)現(xiàn)與IPv4節(jié)點(diǎn)通信的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于分層移動(dòng)IPv6所提供技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種在分層移動(dòng)IPv6中支持IPv4，從而實(shí)現(xiàn)與IPv4節(jié)點(diǎn)通信的解決方法。通過該方法，分層移動(dòng)IPv6的應(yīng)用不會(huì)被限制在純IPv6上，其可以支持與IPv4節(jié)點(diǎn)的互通，其應(yīng)用范圍將得以拓寬，其減少信令開銷、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)、減少丟包和時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)也將得以更廣泛的發(fā)揮。另外，本發(fā)明所提供的方法完全兼容移動(dòng)IPv4技術(shù)和分層移動(dòng)IPv6技術(shù)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的I、CN為IPv4網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，僅支持IPv4協(xié)議(對(duì)于CN為IPv6網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的情形可以完全采用分層移動(dòng)IPv6技術(shù)，而CN為雙棧網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)時(shí)既可以采用分層移動(dòng)IPv6技術(shù)，也可以采用本發(fā)明的方法)。2、MAP和AR均保持與分層移動(dòng)IPv6相同，MN能夠通過AR配置IPv6的LCoA (以下簡(jiǎn)稱“LCoAv6”)，也能夠從MAP處獲得IPv6的RCoA (以下簡(jiǎn)稱“RCoAv6”)。3、擴(kuò)展家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)為雙棧網(wǎng)絡(luò)，使HA支持雙棧，既支持IPv4協(xié)議，也支持IPv6協(xié)議。相對(duì)于分層移動(dòng)IPv6中的HA，其還具有如下功能(I)HA為雙棧節(jié)點(diǎn)，其可以分配給麗兩種類型的HoAJP IPv4的HoA(以下簡(jiǎn)稱“HoAv4”)和 IPv6 的 HoA(以下簡(jiǎn)稱“HoAv6”)；(2)HA為雙棧節(jié)點(diǎn)，其具有兩種網(wǎng)絡(luò)類型的地址(以下簡(jiǎn)稱“HAA”)，即IPv4的地址(以下簡(jiǎn)稱“HAAv4”)和IPv6的地址(以下簡(jiǎn)稱“HAAv6”)；(3) HA為雙棧節(jié)點(diǎn)，其綁定緩存中除了維持HoAv6 ^ RCoAv6的綁定外，還需維持綁定HoAv4 RCoAv6 ；(4)對(duì)于收到的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，若該報(bào)文是通過隧道發(fā)送過來的，則HA直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)；否則，HA以目的地址作為索引查詢綁定，獲得MN當(dāng)前的RCoA后再將其隧道發(fā)往MAP04、擴(kuò)展MN為雙棧節(jié)點(diǎn)，既支持IPv4協(xié)議，也支持IPv6協(xié)議。相對(duì)于分層移動(dòng)IPv6中的MN，其還具有如下功能(I)MN為雙棧節(jié)點(diǎn)，其可以從HA處獲得兩種類型的HoA，即HoAv4和HoAv6 ；⑵麗為雙棧節(jié)點(diǎn)，其可以向CN發(fā)送IPv4的數(shù)據(jù)報(bào)文，該報(bào)文的源地址為HoAv4 ；(3)MN向CN發(fā)送IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，先將該報(bào)文進(jìn)行隧道封裝，隧道包頭的源地址為RCoAv6，目的地址為HAAv6，然后再將該封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行再次封裝后隧道發(fā)送至MAP ；MN收到MAP通過隧道發(fā)送過來的封裝數(shù)據(jù)包后進(jìn)行兩次解封裝操作，去掉外面兩層隧道包頭即獲得CN發(fā)送過來的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文。5、擴(kuò)展麗向HA發(fā)送的BU消息和HA向麗回復(fù)的綁定確認(rèn)(以下簡(jiǎn)稱“BA” )消息，增加IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)以攜帶麗的HoAv4。BU消息中擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)如附圖2所示，其中，“類型”是消息類型TAB ;“長度”是Sbit無符號(hào)整數(shù)，以字節(jié)為單位表示本選項(xiàng)的長度(不包括類型和長度域)，其值為6 前綴長度”是6bit無符號(hào)整數(shù)，表示選項(xiàng)中MN的HoAv4所對(duì)應(yīng)IPv4家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)前綴；“保留”是暫未使用的IObit區(qū)域；“HoAv4”是4字節(jié)區(qū)域包含麗的HoAv4。BA消息中擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)如附圖3所示，其中，“類型”是消息類型TAB ;“長度”是Sbit無符號(hào)整數(shù)，以字節(jié)為單位表示本選項(xiàng)的長度(不包括類型和長度域)，其值為6 狀態(tài)”是Sbit無符號(hào)整數(shù)，表示MN的HoAv4綁定是否成功，0到127的值均表示成功，大于127的值表示失?。弧扒熬Y長度”是6bit無符號(hào)整數(shù)，表示選項(xiàng)中麗的HoAv4所對(duì)應(yīng)IPv4家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)前綴；“保留”是暫未使用的2bit區(qū)域；“HoAv4”是4字節(jié)區(qū)域包含MN的HoAv4。下面結(jié)合附圖4、附圖5和附圖6分通信及更新兩部分詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)I、通信
(I)MN向CN發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文如圖4所示，麗向CN發(fā)送的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，其源地址為HoAv4，目的地址為CN的IPv4地址(以下簡(jiǎn)稱“CNAv4”)。MN先將該IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行隧道封裝，隧道包頭的源地址為RCoAv6，目的地址為HAAv6，然后MN再將該封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行再次封裝后隧道發(fā)送至MAP,再次封裝后數(shù)據(jù)包的外層隧道包頭的源地址為LCoAv6，目的地址為MAP的IPv6地址(以下簡(jiǎn)稱“MAPAv6”)。
MAP收到該數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行解封裝操作去掉外層隧道包頭后獲得封裝的數(shù)據(jù)包，然后其直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。由于該封裝數(shù)據(jù)包的目的地址為HAAv6，其將通過隧道被發(fā)送至HA。HA收到該數(shù)據(jù)包后，解封裝去掉外層隧道包頭，獲取原始IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文后直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，該數(shù)據(jù)報(bào)文將被路由至CN。(2) CN向MN發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文如圖4所示，CN向MN發(fā)送的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，其源地址為CNAv4，目的地址為HoAv4。該報(bào)文路由至家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)后將被HA截獲。HA截獲該數(shù)據(jù)報(bào)文后，以目的地址HoAv4為索引查詢綁定HoAv4 ^ RCoAv6，獲得MN當(dāng)前的RCoAv6后，再將該數(shù)據(jù)報(bào)文封裝后隧道發(fā)往MAP。封裝后數(shù)據(jù)包的隧道包頭的源地址為HAAv6，目的地址為RCoAv6。MAP收到該數(shù)據(jù)包后，以目的地址RCoAv6為索引查詢綁定RCoAv6 O LCoAv6，獲得MN當(dāng)前的LCoAv6后，再將該封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行再次封裝后隧道發(fā)送至MN。再次封裝后數(shù)據(jù)包的外層隧道包頭的源地址為MAPAv6,目的地址為LCoAv6。MN收到該數(shù)據(jù)包后進(jìn)行兩次解封裝操作，去掉外面兩層隧道包頭即獲得原始數(shù)據(jù)報(bào)文。2、更新匪從ー個(gè)AR移動(dòng)到另ー個(gè)AR吋，按照分層移動(dòng)IPv6的機(jī)制，其通過AR發(fā)送的路由通告消息中所包含的MAP選項(xiàng)來判定是否已經(jīng)發(fā)生宏移動(dòng)。如果發(fā)生宏移動(dòng)，則需要根據(jù)收到的路由通告消息來配置新的RCoAv6和新的LCoAv6 ;如果發(fā)生微移動(dòng)，則保持以前的RCoAv6不變，僅需要根據(jù)收到的路由通告消息配置新的LCoAv6即可。以下根據(jù)兩種不同的情況進(jìn)行討論。(I)MN發(fā)生宏移動(dòng)如圖5所示，MN發(fā)生宏移動(dòng)后，其根據(jù)所收到的路由通告消息配置新的RCoAv6和新的LCoAv6。之后，MN向新的MAP發(fā)送LBU消息進(jìn)行注冊(cè)，該LBU消息的源地址為新獲得的LCoAv6，目的地址為新MAP的地址MAPAv6，消息的家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含新獲得的RCoAv6。此過程與分層移動(dòng)IPv6技術(shù)完全相同。新的MAP收到該LBU消息后接受注冊(cè)，則從源地址中獲取LCoAv6，從家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中獲取RCoAv6，然后在綁定緩存中創(chuàng)建RCoAv6 LCoAv6的綁定。成功后，MAP再向麗回復(fù)BA消息，并創(chuàng)建與麗的雙向隧道。該BA消息的源地址為MAPAv6，目的地址為LCoAv6，消息中仍帶有家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)。此過程也與分層移動(dòng)IPv6完全相同。麗收到該BA消息后，再向HA發(fā)送本發(fā)明所擴(kuò)展的BU消息。該BU消息的源地址為新獲得的RCoAv6，目的地址為HAAv6，消息中除帶有原來的家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)外，還帶有新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)，兩個(gè)家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中分別相應(yīng)包含HoAv6和HoAv4。該BU消息被MN封裝后隧道發(fā)送至新的MAP，封裝后BU消息的隧道包頭的源地址為MN當(dāng)前新的LCoAv6，目的地址為新MAP的地址MAPAv6。新的MAP收到該封裝包后進(jìn)行解封裝操作，去掉外層隧道包頭后直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，該BU消息將被路由至HA。HA收到該BU消息后接受更新，則從兩個(gè)家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中分別獲取HoAv6和HoAv4，從源地址中獲取MN當(dāng)前新的RCoAv6，然后以HoAv6和HoAv4為索引在綁定緩存中查詢綁定HoAv6 G RCoAv6和綁定HoAv4 RCoAv6，再將這兩個(gè)綁定中的RCoAv6修改為新的RCoAv6。成功后，HA再向麗回復(fù)本發(fā)明所擴(kuò)展的BA消息，并創(chuàng)建與MAP的雙向隧道。該BA消息的源地址為HAAv6，目的地址為RCoAv6，消息中除帶有原來的家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)夕卜，還帶有新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)。該BA消息路由至新的MAP域后被截獲，新的MAP以目的地址RCoAv6為索引查詢綁定RCoAv6 ^ LCoAv6，獲得麗當(dāng)前的LCoAv6后，再將該BA消息封裝后隧道發(fā)送至麗。封裝后BA消息的隧道包頭的源地址為新MAP的地址MAPAv6，目的地址為LCoAv6。
MN收到該封裝包后解封裝去掉外層隧道包頭，從而獲得HA回復(fù)的BA消息，此時(shí)整個(gè)更新過程完成，MN可以繼續(xù)正常的通信。(2) MN發(fā)生微移動(dòng)如圖6所示，麗發(fā)生微移動(dòng)后，其所接入的MAP保持不變，以前獲得的RCoAv6也不發(fā)生改變，其僅需根據(jù)所收到的路由通告消息配置新的LCoAv6。之后，麗向MAP發(fā)送LBU消息進(jìn)行更新，該LBU消息的源地址為新獲得的LCoAv6，目的地址為所接入MAP的地址MAPAv6,消息的家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含RCoAv6。此過程與分層移動(dòng)IPv6技術(shù)完全相同。MAP收到該LBU消息后接受更新，則從源地址中獲取MN當(dāng)前新的LCoAv6，從家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中獲取RCoAv6，然后以RCoAv6為索引在綁定緩存中查詢綁定RCoAv6 e LCoAv6，再將這個(gè)綁定中的LCoAv6修改為新的LCoAv6。成功后，MAP再向MN回復(fù)BA消息，并創(chuàng)建與麗的雙向隧道。該BA消息的源地址為MAPAv6，目的地址為麗當(dāng)前新的LCoAv6，消息中仍帶有家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)。此過程也與分層移動(dòng)IPv6完全相同。麗收到該BA消息，此時(shí)整個(gè)更新過程完成，麗可以繼續(xù)正常的通信。


圖I為分層移動(dòng)IPv6的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽?為BU消息中擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)的示意3為BA消息中擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)的示意4為麗與CN的通信示意5為MN發(fā)生宏移動(dòng)時(shí)的更新示意6為MN發(fā)生微移動(dòng)時(shí)的更新示意7為本發(fā)明的具體實(shí)施實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及相關(guān)信令消息的擴(kuò)展，提供了一種在分層移動(dòng)IPv6中支持IPv4，從而實(shí)現(xiàn)與IPv4節(jié)點(diǎn)通信的解決方法。通過該方法，當(dāng)前IPv4向IPv6過渡時(shí)期中分層移動(dòng)IPv6技術(shù)的應(yīng)用受限問題將得到有效解決，分層移動(dòng)IPv6的應(yīng)用將不會(huì)被限制在純IPv6上，其可以支持與IPv4節(jié)點(diǎn)的互通，其應(yīng)用范圍將得以拓寬，其減少信令開銷、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)、減少丟包和時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)也將得以更廣泛的發(fā)揮。另外，本發(fā)明所提供的方法完全兼容移動(dòng)IPv4技術(shù)和分層移動(dòng)IPv6技術(shù)。如附圖7所示，我們以麗發(fā)生宏移動(dòng)，從ARl移動(dòng)到AR4接入為實(shí)例，并結(jié)合附圖4及附圖5詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
I、MN判定自己發(fā)生宏移動(dòng)并獲得新的RCoAv6和新的LCoAv6。當(dāng)匪從ARl移動(dòng)到AR4接入?yún)?，按照分層移?dòng)IPv6的機(jī)制，其通過AR4發(fā)送的路由通告消息中所包含的MAP選項(xiàng)來判定自己已經(jīng)離開MAPI的管理域，并進(jìn)入了一個(gè)新的MAP域，即MAP2所管理的域。在判定已發(fā)生宏移動(dòng)之后，MN再根據(jù)AR4發(fā)送的路由通告消息自動(dòng)配置新的RCoAv6和新的LCoAv6。2、MN通過向MAP2發(fā)送LBU消息來注冊(cè)當(dāng)前新的RCoAv6和新的LCoAv6。麗配置好新的RCoAv6和新的LCoAv6后，通過向MAP2發(fā)送LBU消息來注冊(cè)上述新地址，該LBU消息的源地址為麗新獲得的LCoAv6，目的地址為MAP2的地址MAPAv6，消息的家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含新獲得的RCoAv6。3、MAP2收到匪發(fā)送的LBU消息后進(jìn)行注冊(cè)，完畢后向麗回復(fù)BA消息。MAP2收到該LBU消息后接受注冊(cè)，從源地址中獲取LCoAv6，從家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中獲取RCoAv6，然后在綁定緩存中創(chuàng)建RCoAv6 ^ LCoAv6的綁定。成功后，MAP2再向MN回復(fù)BA消息，并創(chuàng)建與匪的雙向隧道。該BA消息的源地址為MAPAv6，目的地址為LCoAv6，消息中仍帶有家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)。4、麗收到MAP2回復(fù)的BA消息后，通過向HA發(fā)送擴(kuò)展的BU消息來更新當(dāng)前新的RCoAv6ο麗收到該BA消息后，再向HA發(fā)送更新消息來更新當(dāng)前新的RCoAv6，該消息為本發(fā)明所擴(kuò)展的BU消息，消息的源地址為新獲得的RCoAv6，目的地址為HAAv6，家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含HoAv6，新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含HoAv4。該BU消息被MN封裝后隧道發(fā)送至MAP2，封裝后BU消息的隧道包頭的源地址為MN新獲得的LCoAv6，目的地址為MAP2的地址 MAPAv6。MAP2收到該封裝的BU消息后解封裝去掉外層隧道包頭，該BU消息將被路由至HA。5、HA收到麗發(fā)送的擴(kuò)展的BU消息后進(jìn)行更新，完畢后向麗回復(fù)擴(kuò)展的BA消息。HA收到該BU消息后接受更新，從兩個(gè)家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中分別獲取HoAv6和HoAv4，從源地址中獲取MN當(dāng)前新的RCoAv6，然后以HoAv6和HoAv4為索引在綁定緩存中查詢綁定HoAv6 O RCoAv6和綁定HoAv4 RCoAv6，再將這兩個(gè)綁定中的RCoAv6修改為新的RCoAv6。成功后，HA向匪回復(fù)確認(rèn)消息，即本發(fā)明所擴(kuò)展的BA消息，消息的源地址為HAAv6,目的地址為RCoAv6，消息中同樣帶有原來的家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)和新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)。同時(shí)，HA還將創(chuàng)建與MAP2的雙向隧道。該BA消息被路由至MAP2域后將被MAP2截獲。MAP2截獲該BA消息后，以目的地址RCoAv6為索引查詢綁定RCoAv6 O LCoAv6，獲得MN當(dāng)前的LCoAv6后，再將該BA消息封裝后隧道發(fā)送至匪。封裝后BA消息的隧道包頭的源地址為MAP2的地址MAPAv6，目的地址為LCoAv6。6、麗收到HA回復(fù)的擴(kuò)展的BA消息后，整個(gè)更新完成，麗可以繼續(xù)正常的通信。從MN發(fā)往CN的數(shù)據(jù)報(bào)文經(jīng)過兩次隧道封裝被發(fā)送至HA后再被路由到CN。MN收到該封裝的BA消息后解封裝去掉外層隧道包頭，從而獲得HA所回復(fù)的擴(kuò)展的BA消息，此時(shí)整個(gè)更新過程完成，MN可以繼續(xù)正常的通信。
麗向CN發(fā)送的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，其源地址為HoAv4，目的地址為CNAv4。麗先將該IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行隧道封裝，隧道包頭的源地址為RCoAv6，目的地址為HAAv6，然后MN再將該封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行再次封裝后隧道發(fā)送至MAP2，再次封裝后數(shù)據(jù)包的外層隧道包頭的源地址為LCoAv6，目的地址為MAP2的地址MAPAv6。MAP2收到該數(shù)據(jù)包后，進(jìn)行解封裝操作去掉外層隧道包頭后獲得封裝的數(shù)據(jù)包，然后其直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。由于該封裝數(shù)據(jù)包的目的地址為HAAv6，其將通過隧道被發(fā)送至HA。HA收到該數(shù)據(jù)包后，解封裝去掉外層隧道包頭，獲取原始IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文后直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，該數(shù)據(jù)報(bào)文將被路由至CN。7、從CN發(fā)往麗的數(shù)據(jù)報(bào)文被路由至HA后經(jīng)過兩次隧道被 發(fā)送到匪。CN向麗發(fā)送的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，其源地址為CNAv4，目的地址為HoAv4。該報(bào)文路由至家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)后將被HA截獲。HA截獲該數(shù)據(jù)報(bào)文后，以目的地址HoAv4為索引查詢綁定HoAv4 O RCoAv6，獲得MN當(dāng)前的RCoAv6后，再將該數(shù)據(jù)報(bào)文封裝后隧道發(fā)往MAP2。封裝后數(shù)據(jù)包的隧道包頭的源地址為HAAv6,目的地址為RCoAv6。MAP2收到該數(shù)據(jù)包后，以目的地址RCoAv6為索引查詢綁定RCoAv6 LCoAv6，獲得MN當(dāng)前的LCoAv6后，再將該封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行再次封裝后隧道發(fā)送至MN。再次封裝后數(shù)據(jù)包的外層隧道包頭的源地址為MAP2的地址MAPAv6,目的地址為LCoAv6。MN收到該數(shù)據(jù)包后進(jìn)行兩次解封裝操作，去掉外面兩層隧道包頭即獲得CN發(fā)送的原始數(shù)據(jù)報(bào)文。通過上述具體實(shí)施實(shí)例可以看出，本發(fā)明在充分利用現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過擴(kuò)展移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的功能使其支持雙棧，能夠支持移動(dòng)IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文和移動(dòng)IPv6、分層移動(dòng)IPv6的相關(guān)信令消息；擴(kuò)展移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)為雙棧網(wǎng)絡(luò)，使家鄉(xiāng)代理支持雙棧，井能夠維持兩種家鄉(xiāng)地址與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定；擴(kuò)展綁定更新消息和綁定確認(rèn)消息，使其支持?jǐn)y帯IPv4家鄉(xiāng)地址。從而保證了分層移動(dòng)IPv6的應(yīng)用不會(huì)被限制在純IPv6上，實(shí)現(xiàn)了分層移動(dòng)IPv6的IPv4支持，不但解決了當(dāng)前IPv4向IPv6過渡時(shí)期分層移動(dòng)IPv6技術(shù)的應(yīng)用受限問題，拓寬了其應(yīng)用范圍，而且還使得其減少信令開銷、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)、減少丟包和時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)也得到更廣泛的發(fā)揮。另外，本發(fā)明所提供的方法完全兼容移動(dòng)IPv4技術(shù)和分層移動(dòng)IPv6技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種在分層移動(dòng)IPv6中實(shí)現(xiàn)IPv4支持的方法，其特征在于 A、為支持分層移動(dòng)IPv6中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與IPv4的節(jié)點(diǎn)通信，擴(kuò)展移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的功能使其支持雙棧，能夠生成IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文與IPv4的節(jié)點(diǎn)通信，能夠生成IPv6消息向移動(dòng)錨點(diǎn)或家鄉(xiāng)代理更新； B、為支持分層移動(dòng)IPv6中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與IPv4的節(jié)點(diǎn)通信，擴(kuò)展移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)為雙棧網(wǎng)絡(luò)，使家鄉(xiāng)代理支持雙棧，除維持移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv6家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定夕卜，還需維持移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv4家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定，能夠處理收到的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，能夠根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的更新消息更新綁定內(nèi)容，并向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)回復(fù)確認(rèn)消息告知其更新結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟A具體包括 Al、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)支持雙棧，其發(fā)生宏移動(dòng)獲得新的鏈路轉(zhuǎn)交地址和新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址后，先按照分層移動(dòng)IPv6技術(shù)向當(dāng)前新接入的移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息來注冊(cè)其當(dāng)前新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址和新的鏈路轉(zhuǎn)交地址；當(dāng)收到當(dāng)前新接入的移動(dòng)錨點(diǎn)回復(fù)的綁定確認(rèn)消息后，如注冊(cè)成功其再生成IPv6更新消息向家鄉(xiāng)代理更新其當(dāng)前新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址； A2、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)支持雙棧，其發(fā)生微移動(dòng)只獲得新的鏈路轉(zhuǎn)交地址后，按照分層移動(dòng)IPv6技術(shù)向當(dāng)前接入的移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息來更新其當(dāng)前新的鏈路轉(zhuǎn)交地址； A3、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)支持雙棧，與IPv4的節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，其發(fā)送IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文，源地址為IPv4家鄉(xiāng)地址，目的地址為通信節(jié)點(diǎn)地址；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)先將該報(bào)文進(jìn)行隧道封裝，隧道包頭的源地址為區(qū)域轉(zhuǎn)交地址，目的地址為家鄉(xiāng)代理的IPv6地址；然后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)再將該封裝的數(shù)據(jù)包進(jìn)行再次封裝后隧道發(fā)送至移動(dòng)錨點(diǎn)，再次封裝后數(shù)據(jù)包的外層隧道包頭的源地址為鏈路轉(zhuǎn)交地址，目的地址為移動(dòng)錨點(diǎn)地址； A4、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)支持雙棧，與IPv4的節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，其收到移動(dòng)錨點(diǎn)通過隧道發(fā)送過來的封裝數(shù)據(jù)包后進(jìn)行兩次解封裝操作，去掉外面兩層隧道包頭即獲得原始IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟Al具體包括 All、當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)收到當(dāng)前新接入的移動(dòng)錨點(diǎn)回復(fù)的綁定確認(rèn)消息后，如注冊(cè)成功其再向家鄉(xiāng)代理發(fā)送IPv6更新消息包括如下操作 A111、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向家鄉(xiāng)代理發(fā)送的IPv6更新消息為擴(kuò)展的綁定更新消息，即在原來綁定更新消息中增加新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)，消息的源地址為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前新獲得的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址，目的地址為家鄉(xiāng)代理的IPv6地址； A112、新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv4家鄉(xiāng)地址； A113、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將該擴(kuò)展的綁定更新消息封裝后隧道發(fā)送至移動(dòng)錨點(diǎn)，隧道包頭的源地址為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前新獲得的鏈路轉(zhuǎn)交地址，目的地址為移動(dòng)錨點(diǎn)地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟B具體包括 BI、家鄉(xiāng)代理支持雙棧，除維持移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv6家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定外，還需維持移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv4家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定；收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的擴(kuò)展的綁定更新消息后接受更新，其需要更新自己綁定緩存中的綁定條目，完畢后再向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)回復(fù)確認(rèn)消息告知其更新結(jié)果，并同時(shí)建立與移動(dòng)錨點(diǎn)的雙向隧道； B2、家鄉(xiāng)代理支持雙棧，其收到移動(dòng)錨點(diǎn)通過隧道發(fā)送過來的封裝數(shù)據(jù)包后，解封裝去掉外層隧道包頭，獲取原始IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文后直接進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)B3、家鄉(xiāng)代理支持雙棧，其收到發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文后，以目的地址(即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv4家鄉(xiāng)地址)為索引查詢移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv4家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定，獲得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址后，再將該IPv4數(shù)據(jù)報(bào)文封裝后隧道發(fā)往移動(dòng)錨點(diǎn)，隧道包頭的源地址為家鄉(xiāng)代理的IPv6地址，目的地址為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟BI具體包括 BH、家鄉(xiāng)代理收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的擴(kuò)展的綁定更新消息后接受更新，其更新自己綁定緩存中的綁定條目包括如下操作 Bill、對(duì)于該擴(kuò)展的綁定更新消息，家鄉(xiāng)代理從源地址中獲取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前新獲得的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址，從家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中獲取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv6家鄉(xiāng)地址，從新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中獲取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv4家鄉(xiāng)地址； B112、家鄉(xiāng)代理以IPv6家鄉(xiāng)地址為索引查詢移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv6家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定，然后將這個(gè)綁定條目中的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址修改為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前新獲得的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址； B113、家鄉(xiāng)代理以IPv4家鄉(xiāng)地址為索引查詢移動(dòng)節(jié)點(diǎn)IPv4家鄉(xiāng)地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定，然后將這個(gè)綁定條目中的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址修改為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前新獲得的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址； B12、當(dāng)家鄉(xiāng)代理更新完畢自己的綁定條目后，其向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)回復(fù)確認(rèn)消息包括如下操作 B121、家鄉(xiāng)代理向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)回復(fù)的確認(rèn)消息為擴(kuò)展的綁定確認(rèn)消息，即在原來綁定確認(rèn)消息中増加新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)，消息的源地址為家鄉(xiāng)代理的IPv6地址，目的地址為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址； B122、新擴(kuò)展的IPv4家鄉(xiāng)地址選項(xiàng)中包含移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IPv4家鄉(xiāng)地址及該地址的綁定結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在分層移動(dòng)IPv6中支持IPv4，從而實(shí)現(xiàn)與IPv4節(jié)點(diǎn)通信的方法，其基本思想是通過在分層移動(dòng)IPv6中設(shè)置雙棧的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)而使家鄉(xiāng)代理支持雙棧、擴(kuò)展移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的雙棧功能、擴(kuò)展相關(guān)的更新信令消息、以及應(yīng)用反向隧道的通信方式，從而實(shí)現(xiàn)了分層移動(dòng)IPv6中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與IPv4通信節(jié)點(diǎn)的互通。本發(fā)明保證了分層移動(dòng)IPv6的應(yīng)用不會(huì)被限制在純IPv6上，實(shí)現(xiàn)了分層移動(dòng)IPv6對(duì)IPv4的支持，不但解決了當(dāng)前IPv4向IPv6過渡時(shí)期分層移動(dòng)IPv6技術(shù)的應(yīng)用受限問題，而且還使得其減少信令開銷、減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)、減少丟包和時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)也得到更廣泛的發(fā)揮。另外，本發(fā)明所提供的方法完全兼容移動(dòng)IPv4技術(shù)和分層移動(dòng)IPv6技術(shù)。
文檔編號(hào)H04W28/06GK102625279SQ20121007293
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16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(zhēng)鳴 申請(qǐng)人:中山大學(xué)