異構網絡環境中的移動節點的鄰居發現方法和設備的製作方法
2023-06-08 15:40:01 1
專利名稱：異構網絡環境中的移動節點的鄰居發現方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在異構網絡環境中的鄰居發現機制，特別涉及一種能夠 在異構網絡環境中執行網絡透明的鄰居發現過程的鄰居發現方法和設備。
背景技術：
隨著技術的發展與各種網際網路服務的出現，網際網路協議(IP)網絡與網絡用 戶的數量增長很快。網絡和訪問網絡的裝置的數量的增加引起了很多問題，
例如IP位址的枯竭(即32位IP版本4 (IPv4)地址)、網絡複雜性的提高、月l 務延遲、安全級別下降以及與新技術的兼容性不足。提出了 IP版本6 (IPv6) 來解決傳統的IPv4的不足。
IPv6是128位選址系統，解決IPv4的地址枯竭問題。除了有更大地址空 間的優點之外，IPv6還有如鄰居發現(ND)、路由發現(RD)、無國界地址自動 配置、動態主機配置協議版本6(DHCPv6)、最大傳輸單元(MTU)發現等。這 裡，通過執行ND協議以恢復鄰居節點(主機或路由器)，執行RD協議以發現 主機連接的本地鏈路上的路由器。無國界地址自動配置允許節點用全球唯一 的IPv6地址自行配置，DHCPv6用來給節點全國界分配IP位址和其他網絡信 息。MTU發現用來確定兩個節點之間的網絡路徑上的最大傳輸單元，以避免 IP分片。
同時，為了使移動節點可以在保持一定的服務質量(QoS)的同時在異構網 絡中漫遊，需要智能切換技術。獨立媒體切換(MIH)是由電氣電子工程師協會 (IEEE) 802.21開發的標準，以實現IP會話的切換，並且MIH支持IPv6。
然而，在當前的IEEE 802.21規範中規定的作為IPv6重要特徵的ND功 能不足以在所有類型的異構網絡中執行。這是因為不同技術的網絡也以不同 的方式執行鄰居發現。例如，IEEE 802.3與802.11網絡基於路由協議執行介 質訪問控制(MAC),而IEEE 802.16網絡使用帶有連接標識符(CID)而非MAC 地址的隧道技術。因此，需要研發一種使MIH能夠以對於網絡接口透明的方 式操作的鄰居發現技術。
發明內容
本發明一方面在於解決上述問題和/或缺點，並至少提供下面描述的優 點。因此，本發明一方面在於提供能夠在異構網絡環境中執行網絡透明鄰居 發現的IPv6鄰居發現方法和設備。
根據本發明的 一方面，提供了 一種用於多模式移動節點的鄰居發現方法。 此方法包括響應於一企測到發送鄰居請求消息的請求，確定與移動節點通信的 網絡類型，如果確定網絡類型是自處理網絡，則從資料庫中得到關於該網絡 的信息，參照所述關於該網絡的信息確定包含在鄰居請求消息中的暫時地址 是否已經被另一節點使用，當暫時地址已經被使用時，產生鄰居廣告消息。
根據本發明的另 一方面，提供了 一種用於多模式移動節點的鄰居發現設 備。此設備包括上層單元，用於產生請求關於鄰居節點的信息的鄰居請求消 息，和鄰居發現單元，用於根據網絡類型處理鄰居請求消息。
通過下面結合附圖公開本發明示例性實施例進行的詳細描述，本發明的 其他方面、優點和突出特點對於本領域的技術人員將變得清楚。
以下，通過結合附圖進行描述，本發明特定示例性實施例的上述和其它
方面、特徵和優點將會變得更加清楚，其中
圖1是示出應用根據本發明示例性實施例的MIH的異構網絡環境的示意
圖2是示出根據本發明示例性實施例的移動節點的結構的方框圖； 圖3是示出圖2中移動節點的鄰居發現機制的方框圖；和 圖4是示出根據本發明示例性實施例的鄰居發現方法的流程圖。 在整個附圖中，相同的標號將理解為表示相同的部分、組件和結構。
具體實施例方式
提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的 本發明的示例性實施例。描述包括各種特定細節以幫助理解，但是這些僅被 認為是示例性的。因此，本領域的普通技術人員將認識到，在不脫離本發明 的精神和範圍的情況下可對這裡描述的實施例進行各種改變和修改。此外，
為了清楚和簡明將省略已知功能和構造的描述。
圖1是示出應用根據本發明示例性實施例的MIH的異構網絡環境的示意圖。
雖然採用基於IEEE 802.11標準的無線區域網(WLAN)和基於IEEE 802.16標準的無線城域網(WMAN)描述了異構網絡環境，但是本發明同樣適 用於任意兩種高級異構網絡環境，例如，蜂窩網、WLAN和WMAN、寬帶 無線接入(WBA)網絡等中的至少兩種。
參照圖1所示，移動節點(MN) IOO通過WLAN中的接入點(AP) 110以 及隨後的用於接收包數據服務的IP接入網中的接入路由(AR) 120連接到公共 IP網(即網際網路)。AR 120負責將包路由到MN IOO和路由來自MN 100的包 並作為外地代理(FA)。 AP IIO對地理覆蓋區域提供無線接入服務並作為無線 網絡和有線網絡之間的橋梁。這裡，術語路由指參照數據包頭中包含的地址 信息選擇將包傳遞到它們的目的地的路徑的處理。
在此示例性實施例中，MN 100是支持基於IEEE 802.16的WMAN和基 於IEEE 802.11的WLAN的雙帶雙模(DBDM)移動終端。因此，MN 100設置 有雙帶數據機(MODEM)。
DBDM移動終端可以支持至少兩種不同的無線網絡，用至少兩個調製解 調器來實現。
為了配合WMAN， MN 100接入無線接入站(RAS) 180。 RAS 180對MN IOO執行認證和安全功能。RAS 180連接接入控制路由器(ACR) 170,其屬於 IP接入網並管理IP i 各由、IP多播、記帳和移動性。
公共IP網包括本地代理(HA) 130,認證、授權和記帳(AAA)伺服器140 和MIH伺服器150。在此示例性實施例中，HA 130是位於MN 100的本地網 絡中的網絡設備。HA 130是MN 100的本地網絡中的路由器，用來維持關於 MN 100當前位置的信息，執行包封裝，和使用隧道技術將包發送到位於外地 網的MN 100。 AAA伺服器140負責對MN 100認證和授權並執行計費記帳 功能。MIH伺服器150管理支持在基於不同技術的網絡間切換的網絡資源。 在此示例性實施例中，MIH伺服器響應於MN 100發送的網絡信息請求使用 MIH服務對MN 100提供關於鄰居網絡的信息。
在此示例性實施例中，MN 100、 AP 110和RAS 180實現支持MIH功能 和服務。也就是說，所有網絡和MN 100支持MIH，以便於技術間切換。雖
然提到AP 110和RAS 180支持MIH,但其他網絡實體也可以實現支持MIH功能。
以下，參考圖2對支持MIH的移動節點的結構進行描述。 圖2是示出根據本發明示例性實施例的移動節點的結構的方框圖。在此 示例性實施例中，MN設置有多個網絡接口。
如圖2所示，MN 200包括接口單元210、 MIH功能單元220、 MIH應 用單元230和網絡管理單元240。接口單元210包括具有大量基於不同技術 的網絡的物理層屬性和MAC層屬性的接口實體。特別是，接口單元210可 以包括允許與IEEE 802.2或802.3網絡進行通信的802.2和802.3接口實體， 允許與IEEE 802.11 WLAN進行通信的802.11實體接口 ，允許與IEEE 802.16 WMAN進行通信的802.16實體4妻口 ，允許與基於3GPP的網絡進行通信的第 3代合作夥伴計劃(3GPP)實體接口 ，允許與基於3GPP2的網絡進行通信的第 3代合作夥伴計劃2(3GPP2)實體接口。接口單元210還可包括其他通信標 準接口實體。接口實體通過各自的服務接入點(SAP)與MIH功能單元220通 信。
MIH功能單元220作為各接口實體和MIH應用單元230之間的接口。 MIH功能單元220包括用於管理MN 200和其他附著點之間交換的事件信息 的事件服務實體222，用於管理命令的命令服務實體224，用於管理網絡信 息的信息服務實體226,用於執行鄰居發現的鄰居發現實體228。
事件服務實體222將指示MN的狀態改變或當前附著點的事件信息發送 給另一MN或附著點，並提供從另一MN或附著點^t妾收到的事件服務。附著 點是執行MIH的特定網絡的節點。附著點可以是WLAN中的AP 、 Wi.Bro網 絡中的RAS、寬帶碼分多址(WCDMA)網絡中的Node-B、 CDMA網絡中的基 礎收發站(BTS)等的任意 一種。
命令服務實體224與附著點中的對等實體交換命令信息，並基於該命令 信息控制MN或附著點。信息服務實體226請求關於鄰居網絡信息的信息， 並從其他MN和/或附著點接收鄰居網絡信息。鄰居發現實體228執行鄰居發 現處理。以下，將參考圖3對鄰居發現處理進行更詳細的描述。
MIH應用單元230執行MIH功能單元220提供的服務。MIH功能單元 220通過MIH_SAP與MIH應用單元230交換信息。網絡管理單元240收集 網絡信息和狀態信息並存儲收集的信息。網絡信息和狀態通過MIH_NMS—SAP被傳遞給MIH功能單元220。
如上所述，本發明示例性實施例的鄰居發現方法和設備目的是清除在各 種異構網絡環境中應用MIH的障礙，具體地是由於IEEE 802.16網絡的基於 CID的路由機制。本發明示例性實施例的鄰居發現方法和設備，通過使用IPv6 功能產生IP位址來執行異構網絡環境中的MIH。將參考圖3和4對本發明示 例性實施例中鄰居發現方法和設備進行更詳細的描述。
圖3是示出圖2中的移動節點的鄰居發現機制的方框圖。鄰居發現機制 發現在MN的鄰近的節點。MN可以將其鄰近的接入可用節點與接入不可用 節點區分。鄰居發現機制允許MN獲得相關鄰居節點的連結層地址，並檢測 連結層地址的變化，因此無效的緩存值就被去除。術語"節點"，用於表示主 機、路由、移動節點、基站(例如RAS)和路由器(例如ACR)。接下來，術語
"主機"可與移動節點(MN)交替使用，術語"路由器"可與基站交替使用。 同樣，術語"基站設備"用於指示基站和控制器的組合。
圖3中，為了說明簡便，只把802.11和802.16接口實體作為接口單元 210的內部部件的例子進行描述。802.11接口實體可以使用IPv6協議正常執 行鄰居發現。然而，當802.16接口實體使用IPv6協議執行鄰居發現時可能引 起網絡開銷問題。MIH功能單元220設置有包括網絡發現適配器(ND Adapter) 310的鄰居發現實體228，用於處理與IEEE 802.11網絡通信的WiFi適配器 320，用於處理IEEE 802.16網絡通信的WiMax適配器330，用於存儲網絡信 息的網絡資料庫(DB) 340。
圖4是示出根據本發明示例性實施例的鄰居發現方法的流程圖。
參照圖3和4, MN 200的控制單元(沒有示出)在步驟410確定MIH應用 單元230(即支持IPv6協議堆棧的上層應用)是否將鄰居請求(NS)消息輸出到 MIH功能單元220的鄰居發現實體228。控制單元控制MN 200的一般操作， 更具體地說控制本示例性實施例的鄰居發現。NS消息被MN 200發送，以發 現連結節點的連結層地址。IPv6節點響應於收到NS消息發送鄰居廣告(NA) 消息。這些消息被IPv6無國界地址自動配置所交換。1Pv6對國界Z無國界地 址自動配置機制都進行了定義。
在國界地址自動配置機制中，地址管理伺服器對移動節點分配地址。在 無國界地址自動配置機制中，MN基於從鄰居節點收集的網絡信息配製其自 身的地址。因此，當MN 200使用無國界地址自動配置機制來配製其自身的
接口時，MN200必須通過重複地址檢測(DAD)過程校驗暫時地址還沒有被鏈 路上的另 一節點使用。在DAD過程期間，NS和NA消息在MN 200和網絡
之間交換。
如果NS消息被檢測到，則ND適配器310在步驟420在控制器控制下 確定連結網絡節點的網絡類型，並在步驟430確定網絡是否是IEEE 802.16 網絡。如果網絡是IEEE 802.16網絡，則控制單元在步驟440將NS消息發送 到WiMax適配器330，否則，控制單元在步驟480將NS消息發送到WiFi 適配器320。由於IEEE 802.16網絡採用與在其他類型網絡中採用的鄰居發現 機制不同的唯一鄰居發現機制操作，因此，本示例性實施例的鄰居發現方法 處理IEEE 802.16網絡與其他類型的網絡不同。接收到NS消息後，WiMax 適配器330在步驟450使用存儲在網絡DB 340中的網絡信息執行地址解析 過程。這裡，WiMax適配器330確定NS消息中包含的暫時地址是否沒有被 另 一節點使用，而無需向IEEE 802.16網絡發送NS消息。網絡DB 340存儲 與IEEE 802.16網絡相關的節點的MAC地址與IP位址。可以使用地址解析 協議執行地址解析。
在地址解析過程後，WiMax適配器330在步驟455確定暫時地址是否被 鏈路上的另一節點使用。如果臨時地址被另一節點使用，貝'j WiMax適配器 330在步驟460產生NA消息，否則在步驟475中丟棄該NS消息。在WiMax 適配器在步驟460產生NA消息後，NA消息在步驟470通過ND適配器310 被發送到MIH應用單元230(即上層應用)以指示出臨時地址已經一皮《連路上的 另一節點使用。
如果在步驟430網絡不是IEEE 802.16網絡，則控制單元在步驟480將 NS消息發送到WiFi適配器320， WiFi適配器320是能夠按照IPv6規範的 規定正常處理NS消息的實體，。在接收到NS消息後，WiFi適配器320在步 驟490按照IPv6規範的規定正常處理NS消息。也就是說，WiFi適配器320 將NS消息轉發到接口單元210的802.11接口實體，從而NS消息被多播到 第三層包括相同的網絡前綴的地址的節點。多播NS消息後，控制單元在步 驟495確定是否接收到響應NS消息的NA消息。如果接收到NA消息，則控 制單元將NA消息發送到MIH應用單元230,否則，結束過程。
用這種方式，本發明的鄰居發現方法與設備不管網絡類型在各種異構網 絡環境中允許IPv6鄰居發現機制正常操作，從而MIH可應用於基於IPv6的網糹備之間。
雖然已經參照其特定示例性實施例具體描述和顯示了本發明，但是本領 域的普通技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定及其等同物限定的本 發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
如上所述，本發明的鄰居發現方法與設備可以實現在各種類型的基於IP
的網絡中IPv6鄰居發現機制正常操作，而不用修改IPv6協議棧，特別在第 二層，使得MIH的適用性擴大。同樣，本發明的鄰居發現方法與設備允許 MIH在各種異構網絡環境中操作而不會損害常規IPv6應用服務。更具體的， 在移動WiMax網絡中，鄰居發現方法與設備可以通過去除與鄰居發現相關的 消息交換的需要，從而減少移動節點與基站之間的網絡通信量，因此減少了 無線4妻入網與核心網的網糹各開銷。
權利要求
1.一種用於多模式移動節點的鄰居發現方法，所述方法包括響應於檢測到發送鄰居請求消息的請求，確定與移動節點通信的網絡類型；如果確定網絡類型是自處理網絡，則從資料庫中得到關於該網絡的信息；參照所述關於該網絡的信息確定包含在鄰居請求消息中的暫時地址是否已經被另一節點使用；當暫時地址已經被使用時，產生鄰居廣告消息。
2、 如權利要求1所述的方法，其中，自處理網絡包括無線網際網路協議 (IP)網絡。
3、 如權利要求2所述的方法，其中，無線IP網絡包括無線城域網 (WMAN)。
4、 如權利要求1所述的方法，其中，所述關於網絡的信息包括網絡中 移動節點的介質訪問控制(MAC)地址和IP位址。
5、 如權利要求1所述的方法，還包括如果確定網絡類型不是自處理 網絡，則按照IP版本6(IPv6)規範中的規定處理鄰居請求消息。
6、 如權利要求l所述的方法，其中，如果不是自處理網絡，則網絡包 括區域網(LAN)、無線區域網(WLAN)和蜂窩網中的任意一種。
7、 如權利要求1所述的方法，還包括當暫時地址還沒有被使用時， 丟棄鄰居i青求消息。
8、 一種用於多模式移動節點的鄰居發現設備，該設備包括 上層單元，用於產生請求關於鄰居節點的信息的鄰居請求消息；和 鄰居發現單元，用於根據網絡類型處理鄰居請求消息。
9、 如權利要求8所述的設備，其中，鄰居發現單元包括 網絡信息檢測器，用於得到包括與移動節點通信的網絡的網絡類型的網絡信息；無線網絡處理器，如果網絡類型相應於自處理網絡，則參照網絡信息確 定包含在鄰居請求消息中的暫時地址是否已經被參考網絡信息的另 一節點使 用，並響應於鄰居請求消息產生鄰居廣告；與網絡信息存儲器，用於存儲網絡信息。
10、 如權利要求9所述的設備，其中，自處理網絡包括無線網際網路協議(IP)網。
11 、 如權利要求10所述的設備，其中，無線IP網包括無線城域網 (WMAN)。
12、 如權利要求9所述的設備，其中，網絡信息包括網絡中移動節點 的介質訪問控制(MAC)地址與IP位址。
13、 如權利要求9所述的設備，其中，鄰居發現單元還包括網絡處 理器，如果網絡類型不相應於自處理網絡，則按照IP版本6(IPv6)規範中 的規定處理鄰居請求消息。
14、 如權利要求9所述的設備，其中，如果不是自處理網絡，則網絡 包括區域網(LAN)、無線區域網(WLAN)和蜂窩網中的任意一種。
15、 如權利要求9所述的設備，其中，如,無線網絡處理器確定暫時 地址還沒有被另一節點使用，則丟放棄鄰居請求消息。
16、 如權利要求8所述的設備，其中，鄰居發現單元包括獨立媒體切 換功能模塊。
全文摘要
提供一種異構網絡環境中的移動節點的鄰居發現方法和設備。一種用於多模式移動節點的鄰居發現方法包括響應於檢測到發送鄰居請求消息的請求，確定與移動節點通信的網絡類型，如果確定網絡類型是自處理網絡，則從資料庫中得到關於該網絡的信息，參照所述關於該網絡的信息確定包含在鄰居請求消息中的暫時地址是否已經被另一節點使用，當暫時地址已經被使用時，產生鄰居廣告消息。
文檔編號H04L29/06GK101374089SQ20081013131
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月1日 優先權日2007年8月22日
發明者金鐘烈 申請人:三星電子株式會社