在歸屬代理對基於nai的移動節點進行歸屬地址管理的方法和裝置的製作方法
2023-07-06 23:10:56 1
專利名稱：在歸屬代理對基於nai的移動節點進行歸屬地址管理的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動IP(Moblie IP)網絡技術。更具體講，本發明涉及對歸屬地址的管理。
背景技術：
移動IP是一種在保持網際網路和/或WAN的連通性同時，允許膝上型計算機和其他移動計算機單元(「移動節點」)在不同的子網絡之間漫遊的協議。沒有移動IP或相似的協議，則移動節點就不能在從由一個子網絡服務的一個位置漫遊到由不同的子網絡服務的另一個位置的同時保持連接。這是由於每個IP位址具有一個指定了節點駐留其上的特定子網絡的欄位。如果用戶希望使計算機正常地依附於一個節點並且進行漫遊，以使其經過不同的子網絡，則正在漫遊的計算機不能使用其基於歸屬的IP位址。因此，一個跨國旅行的商人不能攜帶他的或她的計算機在保持與網際網路連通的同時在地理上跨越不同的網絡區段或無線節點。在可攜式計算設備的時代，這是不可接受的。
針對這個問題，已經開發和實現了移動IP協議。在RFC3344，「IPMobility Support for IPv4」of the Network Working Group，C.Perkins，Ed.，January 2002中描述了移動IP的實現。在「Mobile IP，The Internet Unplugged」by J.Solomon，Prentice Hall，1998中也對移動IP進行了描述。
在圖1中示出了移動IP的過程和環境。移動IP環境100包括網際網路(或WAN)105，通過歸屬代理115或外地代理120的介入，移動節點110可以經過網際網路(或WAN)105進行通信。典型的情況是，歸屬代理115和外地代理120是執行由軟體、硬體和/或固件實現的適當的移動IP功能的路由器或其他網絡連接設備。注意，整體的網絡拓撲是任意的，並且要素如歸屬代理115不需要直接與網際網路105連接。例如，可以通過另一個路由器R2 125與歸屬代理115連接。反過來，路由器R2 125可以利用網際網路105連接一個或多個其他路由器R3 130。
當移動節點110被接入其歸屬網絡區段135時，它通過其指定的歸屬代理115與網際網路105連接。當移動節點110漫遊時，它可以通過可用的外地代理120與遠程網絡區段140連接並且進行通信。在遠程網絡區段140上的其它節點如PC 145也可以通過外地代理120與網際網路105通信。據估計，在地理上不同的地點，有許多可用的外地代理，使得能夠通過移動IP協議進行大範圍的網際網路連接。
移動節點110可以通過構成了移動IP協議的一部分的各種代理請求和代理廣告來識別外地代理120。當移動節點110與遠程網絡區段140聯繫時，它編寫對歸屬代理115的註冊請求，以將移動節點110的當前位置與其歸屬位置綁定起來。然後，外地代理120再向歸屬代理115中繼註冊請求150。在註冊過程中，歸屬代理115和移動節點110可協商移動節點110依附外地代理120的條件。例如，移動節點110可能要求5小時的註冊時限，而歸屬代理115可能只同意3小時。當成功完成協商時，歸屬代理115更新內部的「移動綁定表」，這個「移動綁定表」將移動節點110的當前位置通過其轉交地址(例如，協同定位的轉交地址或外地代理的IP位址)連結到移動節點110的本體(例如，歸屬地址)。此外，如果移動節點110通過外地代理120進行了註冊，則外地代理120更新內部的「訪客表」，這個「訪客表」列出了移動節點的地址、歸屬代理地址等。歸屬代理115與移動節點的基於歸屬的IP位址、其當前的轉交地址之間的關聯以及該關聯的剩餘時限稱為「綁定」。
如果移動節點110想從其新位置向對應節點155發送消息，則移動節點110應該按照標準網際網路協議，通過外地代理120，經過網際網路105向對應節點155轉發經過打包的輸出消息160。但是，如果對應節點155想向移動節點110發送消息165，無論是回復來自移動節點110的消息還是出於其他原因，對應節點155都將消息發送到移動節點110的IP位址，好像移動節點110就在歸屬網絡區段135上一樣。來自對應節點155的分組經過網際網路105轉發到路由器R2 125，最終到達歸屬代理115。
根據歸屬代理115的移動綁定表，歸屬代理115認識到移動節點110不再依附於歸屬網絡區段135。然後，歸屬代理115按照移動IP協議，對來自對應節點155的分組進行壓縮(這些分組指向在歸屬網絡區段135上的移動節點110)，並且將這些經過壓縮的分組170發送到用於移動節點110的適當的轉交地址。如果轉交地址是外地代理120的IP位址，則外地代理120進行解壓縮，並且將消息轉發到在遠程網絡區段140上的移動節點110。由歸屬代理115實現的向外地代理120轉發分組的機制稱為「隧道技術」。
移動IP規範RFC3344規定了給移動節點提供其歸屬地址。利用RFC2794，Mobile IP Network Access Identifier Extension for IPv4，Calhoun et al，March 2000中的中的網絡地址標識符(Network AddressIdentifier，NAI)，該規範得到加強，這裡通過引用而將其包含於此。具體來說，當移動節點利用用於識別移動節點的NAI進行註冊時，歸屬代理可以動態地給移動節點分配歸屬地址。例如，移動節點可以通過在註冊請求的擴展中提供NAI並且將註冊請求的歸屬地址欄位設為零值來進行註冊。
在當前實施的基於NAI的、用於動態歸屬地址分配的方案下，當移動節點返回到其歸屬網絡時，它聽到來自歸屬代理的代理廣告並且註銷。然後，歸屬代理釋放歸屬地址，用於隨後分配給移動節點。不幸的是，儘管移動節點繼續使用歸屬地址，但歸屬代理不知道移動節點繼續使用歸屬地址，並且往往會將該歸屬地址分配給另一個移動節點。與此相似，移動節點無法判斷歸屬代理是否已經將地址分配給了另一個移動節點。因此，第一個移動節點可能再也接收不到指向它的分組。因此，使用用於動態地址分配的NAI遇到了這樣的問題，即，當移動節點返回到其歸屬網絡或者在其歸屬網絡上啟動時，在歸屬代理對地址進行管理的問題。
典型的情況是，移動節點不返回在其服務供應商網絡內的歸屬網絡，因此以前還沒有著手解決地址管理問題。但是，移動節點可能返回其在企業網絡中的歸屬網絡。
考慮到上述情況，應該實現一種在歸屬代理對基於NAI的移動節點進行地址管理的改進的機制。
發明內容
本發明提供了用於在歸屬代理進行地址管理的方法和裝置。這對已經被動態地分配了歸屬地址的移動節點非常有利。按照這樣的方式，當移動節點返回的它們的歸屬網絡時，可以保留分配給它們的IP位址。
本發明提供了用於對分配給移動節點的IP位址進行管理的方法和裝置。在一個實施例中，移動節點向發送到其歸屬代理的註冊請求添加擴展，該擴展表明該移動節點請求將以前分配給移動節點的IP位址再使用一段時間。當歸屬代理接收到註冊請求時，表明歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址再租借一段時間。
在另一個實施例中，歸屬代理髮送第一控制消息，以判斷移動節點是否繼續使用IP位址。然後，為了判斷移動節點是否繼續使用以前分配給移動節點的IP位址，歸屬代理判斷是否已經接收到第二控制消息。
按照本發明的一個方面，歸屬代理維護一個地址管理表，用於存儲關於在歸屬代理為其進行IP位址管理的移動節點的信息。當歸屬代理確定地址仍然被使用時，在地址管理表(例如，至少一部分來自移動綁定表)中建立一個條目。但是，當歸屬代理確定IP位址不再被使用時，將在地址管理表中的條目清除，並且，將該IP位址釋放，用於分配給移動節點。
本發明的另一方面涉及包括機器可讀介質的電腦程式產品，在所述機器可讀介質上全部或部分提供了實現上述的方法和技術的程序指令。本發明的方法中的任何一種方法都可以被全部或部分表示為可以在這種機器可讀介質上提供的程序指令。此外，本發明涉及如這裡所描述的對生成和/或使用的數據進行各種組合和管理。例如，具有這裡所描述的格式的並且被提供在合適介質上的註冊請求和回復分組是本發明的一部分。
以下在本發明的詳細說明中，將結合附圖對本發明的這些和其它特性進行更詳細的描述。
圖1為移動IP環境的方框圖；圖2的處理流程圖示出了按照本發明第一實施例的，對移動節點進行註冊的方法。
圖3A的簡圖示出了按照本發明第一實施例的，被發送的示例性的註冊請求分組。
圖3B的簡圖示出了按照本發明第一實施例的，被發送的示例性的註冊回復分組。
圖4的簡圖示出了按照本發明的各種實施例的，可以被更新的示例性的移動綁定表。
圖5的簡圖示出了按照本發明的各種實施例的，用於存儲臨時綁定的典型的地址管理表。
圖6的處理流程圖示出了按照本發明第二實施例的，對移動節點進行註冊的方法。
圖7的簡圖示出了可以在其中實施本發明的各種實施例的示例性的網絡設備。
具體實施例方式
在以下的描述中，敘述了許多具體細節以提供對本發明的透徹理解。但是，對於本領域的技術人員來說很明顯，可以在沒有這些具體細節中的某些或全部具體細節的情況下實踐本發明。在另一些情況下，為了避免不必要地使本發明變得模糊，將不對眾所周知的處理步驟進行詳細描述。
在1999年1月的網絡工作組的RFC 2486中提出了一種用於識別用戶的標準化方法(這裡通過引用而將其包含於此)，該方法提出了在進行點對點協議(PPP)認證期間，用於NAI和由客戶提交的用戶ID的句法。例如，可以用NAI如[email protected]對移動節點進行配置。因此，當基於NAI對客戶進行認證時，可以對IP位址(即，歸屬地址)進行分配以供客戶使用。
本發明使歸屬代理能夠為具有被動態分配的歸屬地址(並且具有NAI)的移動節點進行地址管理。按照這樣的方式，本發明解決了當移動節點返回其在企業網絡中的歸屬網絡時可能出現的地址管理問題。
圖2為示出了按照本發明第一實施例的，對移動節點進行註冊的方法的處理流程圖。垂直線202、204和206分別代表由移動節點、外地代理和歸屬代理執行的步驟。如上所述，動態地給移動節點分配IP位址。因此，如在208所示，移動節點發送具有設為零的歸屬地址欄位和包括分配給移動節點的NAI的NAI擴展的註冊請求。後面將參照圖3A進一步對示例性的註冊請求進行詳細描述。在210，外地代理將註冊請求轉發給歸屬代理。當接收到註冊請求時，由於歸屬地址欄位被設為零，因此歸屬代理認識到移動節點需要分配歸屬地址。然後，歸屬代理給由NAI標識的移動節點分配歸屬地址，並且在212向外地代理髮送具有所分配的IP位址的註冊回復。在214，外地代理將註冊回復轉發給移動節點。
在215，當移動節點在歸屬漫遊時，它編寫具有歸屬地址欄位的註冊請求，這個歸屬地址欄位包括以前分配給移動節點的IP位址。此外，移動節點給註冊請求添加一個擴展，該擴展表明移動節點請求將以前分配給移動節點的IP位址再使用一段時間。按照一個實施例，註冊請求包括被設置為零值的時限欄位，表明註冊請求是註銷的請求。此外，對註冊請求的擴展還可以包括一個值，並且表明移動節點請求使用以前分配給移動節點的IP位址的時間等於在註冊請求的擴展中指定的值。然後，在216，移動節點向與移動節點相關聯的歸屬代理髮送具有擴展的註冊請求。
在218，當歸屬代理接收到註冊請求時，它判斷是否是在歸屬代理的接口接收註冊請求，其中，歸屬代理的接口是與移動節點的歸屬網絡相關聯的接口。具體來說，歸屬代理判斷歸屬代理的接口的地址的網絡前綴是否與從註冊請求的歸屬地址欄位中得到的IP位址的網絡前綴相同。當歸屬代理已經確定在作為與移動節點的歸屬網絡相關聯的接口的歸屬代理的接口接收到註冊請求時，如後面將參照圖5進一步詳細描述的，歸屬代理在地址管理表中為移動節點建立一個條目。然後，歸屬代理可以對存儲在地址管理表中的地址進行管理。除了更新地址管理表以外，如後面將參照圖4進一步詳細描述的，歸屬代理還清除在其移動綁定表中的相應條目。
然後，在220，歸屬代理將編寫並且向移動節點發送註冊回復。註冊回復表明歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址再租借一段時間。按照一個實施例，註冊回復包括一個擴展，該擴展表示歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址租借等於在註冊請求的擴展中指定的值的時間段。舉例來說，註冊回復的擴展可以包括小於或等於與在註冊回復的擴展中指定的值相等的時間段的租借時間。作為一個例子，註冊回復的擴展可以指定為零值。後面將參照圖3B對典型的註冊回復進一步進行詳細描述。當然，如果歸屬代理沒有配置執行地址管理的軟體和/或硬體並且因此不能理解添加到註冊請求中的擴展，則歸屬代理不給註冊回復添加擴展。
在222，移動節點接收表明歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址再租借一段時間的註冊回復。如上所述，根據是否對歸屬代理進行了用於歸屬地址管理的配置，註冊回復可能包括或不包括擴展。因此，移動節點對註冊回復是否包括擴展進行判斷。當移動節點確定註冊回復不包括擴展時，歸屬代理不能管理以前分配給移動節點的IP位址，並且，移動節點停止使用以前分配給移動節點的IP位址。但是，當移動節點確定註冊回復確實包括擴展時，它根據擴展判斷歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址再租借一段時間。如上所述，註冊回復可以表明是否已經同意租借與在註冊請求的擴展中指定的值相等的時間。例如，可以在註冊回復擴展中指定租借時間小於或等於與在註冊請求的擴展中指定的值相等的時間。由此，從註冊回復的擴展中得到租借時間，從而使移動節點能夠使用以前分配給移動節點的IP位址一段同意移動節點使用的租借時間。如果租借時間等於零，則移動節點停止使用IP位址。
圖3A示出了按照本發明第一實施例的，被發送的示例性的註冊請求分組。註冊請求302包括註冊請求304和對註冊請求304的提供商指定擴展(vendor specific extension，VSE)306。優選地，註冊請求304包括等於零的時限，表明移動節點已經返回/漫遊到歸屬代理並且因此「註銷」。此外，歸屬地址欄位包括以前分配給移動節點的IP位址。如上所述，擴展306表明移動節點請求將以前分配給移動節點的IP位址再使用一段時問。儘管可能假設了默認值，但擴展優選地包括等於所請求的時限的值。例如，該值可以以秒或分鐘等為單位。
圖3B示出了按照本發明第一實施例的，被發送的示例性的註冊回復分組。註冊回復308包括註冊回復310和對註冊回復310的VSE 312。由於註冊請求304包括為零的時限，因此註冊回復310也包括等於零的時限。註冊回復表明歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址再租借一段時間(例如，在註冊請求的擴展中指定的值)。儘管擴展312可以表明已經同意默認值或請求的時限，但擴展312優選地指定時限，該時限包括小於、等於或大於在註冊請求的擴展中指定的租借時間。
圖4示出了按照本發明的各個實施例的，可以被更新的示例性的移動綁定表。移動綁定表402一般使移動節點與其轉交地址相關。因此，在移動綁定表402中的每個條目優選地通過NAI 404、歸屬地址406和轉交地址408來標識移動節點。
圖5示出了按照本發明的各個實施例的，用於存儲臨時綁定的示例性的地址管理表。如圖所示，為了維護NAI與被租借的地址、歸屬地址506以及從其處獲得IP位址的源的指示符508之間的映射，每個條目可選地標識從移動綁定表中得到的NAI 504。此外，優選地，條目還指定同意移動節點使用的時限510和表明IP位址的剩餘使用時間的定時器512。所述源可以是AAA伺服器、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議)伺服器、按需地址池(0n Demand Address Pool，ODAP)或由歸屬代理維護的本地地址池。AAA代表認證、授權和計費。可以實施如遠程身份認證撥入用戶服務(Remote Authentication Dial In UserService，RADIUS)和TACACS+等各種協議，以提供這樣的伺服器。注意，給伺服器提供計費信息的歸屬代理或外地代理必須按照由AAA伺服器協議要求的格式提供通信。RFC 2138描述了RADIUS協議，並且這裡通過引用而將其包含於此。相似地，RFC 1492描述了TACACS，可在http//www.ietf.org/internet-draft/draft-grant-tacacs-02.txt得到的Internet-Draft「The TACACS+Protocol Version 1.78」描述了TACACS+。這裡通過引用而將其包含於此。
由於在地址管理表502中標識了IP位址的源508，因此，歸屬代理能夠給源508發放IP位址，以便隨後分配給移動節點(例如，相同和不同的移動節點)。此外，歸屬代理還可以與源508通信，以便按照在地址管理表502中指定的來延長IP位址的時限。
上述實施例要求將附加擴展添加到註冊請求中。換句話說，這要求對移動IP規範進行修改。此外，為了支持這些修改，優選地修改移動節點。在下面的描述中，將對不需要對移動IP規範進行修改的另一個實施例進行描述。因此，為了確認是否用如以上參照圖5描述的地址管理表來管理特定的IP位址，歸屬代理利用控制消息與移動節點通信。例如，可以利用地址解析協議(ARP)或其它合適的協議發送控制消息。
圖6為示出了按照本發明第二實施例的，對移動節點進行註冊的方法的處理流程圖。分別用垂直線602、604和606代表由移動節點、外地代理和歸屬代理執行的步驟。如上所述，動態地給移動節點分配IP位址。因此，如在608所示，移動節點發送具有設為零的歸屬地址欄位和包括分配給移動節點的NAI的NAI擴展的註冊請求。後面將參照圖3A進一步對典型的註冊請求進行詳細描述。在610，外地代理向歸屬代理轉發註冊請求。當接收到註冊請求時，由於歸屬地址欄位被設為零，因此歸屬代理認識到移動節點需要分配歸屬地址。然後，歸屬代理向由NAI標識的移動節點分配歸屬地址，並且在612向外地代理髮送具有所分配的IP位址的註冊回復。在614，外地代理將註冊回復轉發給移動節點。
在616，當移動節點在歸屬漫遊時，它編寫具有歸屬地址欄位的註冊請求，這個歸屬地址欄位包括以前分配給移動節點的IP位址。此外，如上所述，註冊請求優選地包括具有零值的時限欄位，由此向歸屬代理表明移動節點正在註銷。然後，在618，移動節點向歸屬代理髮送註冊請求。
當歸屬代理接收到包括以前分配給移動節點的IP位址(例如，動態地)並且表明註冊請求是註銷的請求的註冊請求時，歸屬代理髮送包括以前分配給移動節點的IP位址的第一控制消息，以判斷移動節點是否繼續使用以前分配給移動節點的IP位址。具體來說，按照一個實施例，第一控制消息是由歸屬代理在620向IP位址發送的ARP請求。
當移動節點接收到第一控制消息(例如，ARP請求)時，它在622發送回復歸屬代理的第二控制消息(例如，ARP回復)。具體來說，ARP回復指向從ARP請求的源IP位址獲得的目標IP位址。儘管ARP回復一般包括分配給移動節點的MAC地址，但歸屬代理僅將接收ARP回復理解為移動節點是否繼續使用以前分配給移動節點的IP位址的指示符。換句話說，當歸屬代理接收到ARP回復時，出於本發明的目的，歸屬代理忽略了在ARP回覆中提供的MAC地址。
優選地，歸屬代理定期發送第一控制消息，例如上述的ARP請求。然後，歸屬代理判斷是否已經從(由IP位址標識的)移動節點接收到第二控制消息如ARP回復，其中，第二控制消息表明移動節點是否繼續使用以前分配給移動節點的IP位址。例如，如上所述，從特定的IP位址(例如，源IP位址)接收的ARP回復將表明移動節點繼續使用IP位址。因此，如果未從移動節點接收到第二控制消息，則歸屬代理確定移動節點不再使用該IP位址。
當歸屬代理從移動節點接收到表明移動節點繼續使用以前分配給移動節點的IP位址的第二控制消息時，歸屬代理記錄與IP位址相關聯的信息，由此使歸屬代理能夠管理IP位址。例如在624，歸屬代理可以首先查閱如以上參照圖4描述的移動綁定表，並且將合適的綁定移到如以上參照圖5描述的地址管理表中。具體來說，將用於移動節點的條目從移動綁定表中清除，並且在地址管理表中建立對應的條目。按照這樣的方式，歸屬代理可以釋放IP位址或者延長IP位址的時限。
如上所述，如在626所示，歸屬代理定期發送第一控制消息(例如，ARP請求)。例如，歸屬代理可以維護表示剩餘時間量的定時器，直到歸屬代理將要發送隨後的第一控制消息為止。因此，定時器被定期復位到默認的時間周期(例如，秒)。如上所述，可以由歸屬代理維護表明IP位址的時限的剩餘時間量的單獨的定時器(例如，在地址管理表中)。當歸屬代理沒有接收到第二控制消息(例如，ARP回復)時，歸屬代理斷定IP位址不再被使用。換句話說，如果移動節點多次不對ARP請求做出響應，則歸屬代理可以釋放IP位址，並且在移動綁定表中清除合適的條目。因此，當時限期滿時(例如，如在地址管理表中維護的那樣)，歸屬代理釋放IP位址以便由移動節點使用。然後，在628，將在移動綁定表或地址管理表中的對應條目清除。按照這樣的方式，歸屬代理可以釋放IP位址並且停止其對該IP位址的管理。
假設移動節點已經用ARP回復或其它合適的控制消息做出了響應，並且繼續使用IP位址，在630，移動節點漫遊到外地代理。在632，移動節點發送註冊請求，將IP位址指定為其歸屬地址，並且將外地代理指定為其轉交地址。當歸屬代理在634接收到註冊請求時，在636，歸屬代理進行檢查，以確保所請求的歸屬地址與在地址管理表中的移動節點的地址相匹配。如果歸屬代理已經將地址管理表的條目清除並且已經釋放了歸屬地址，則不允許移動節點使用歸屬地址。否則，移動節點得到所請求的歸屬地址，並且歸屬代理將條目從地址管理表移到移動綁定表。然後，歸屬代理在638向移動節點發送註冊回復，表明使用所請求的歸屬地址的而進行註冊是否成功。
一般情況下，本發明的技術可以在軟體和/或硬體上實施。例如，它們可以在作業系統的內核中、在單獨的用戶處理中、在捆綁到網絡應用中的庫程序包中、在特殊構成的機器上或者的網絡接口卡上實施。在本發明的特定實施例中，本發明的技術在軟體如作業系統或者在作業系統上運行的應用中實施。
可以在由存儲在存儲器中的電腦程式有選擇地啟動或重新配置的通用可編程機器上實施本發明的技術的軟體或者軟體/硬體混合實施。這樣的可編程機器可是被設計為處理網絡流量的網絡設備，例如路由器或交換機等。這樣的網絡設備可以具有多個網絡接口，包括例如，幀中繼和ISDN接口。這種網絡設備的特定例子包括路由器和交換機等。例如，本發明的歸屬代理和外地代理可以在特殊配置的路由器、交換機或伺服器上實現，如可以從San Jose，California的Cisco System，Inc.買到的特殊配置的路由器模塊2600、3200、3600、4500、7200和7500等。根據以下給出的描述將看出這些機器當中的某些機器的基本結構。在可替換實施例中，可以在通用網絡主機設備如個人計算機或工作站上實施本發明的技術。此外，本發明可以至少部分實現在用於網絡設備或通用計算設備的卡(例如，接口卡)上。
參照圖7，適合於實現本發明的技術的網絡設備1500包括主中央處理單元(CPU)1505、接口1510、存儲器1515和總線1520。當在適當的軟體或固件的控制之下運行時，CPU 1505可以負責實施與需要的網絡設備的功能相關聯的具體功能。例如，當配置作為中間路由器時，CPU 1505可以負責分析分組、壓縮分組以及為了向機頂盒傳輸而轉發分組等。優選地，CPU 1505在包括作業系統(例如，Windows NT)的軟體以及任何合適的應用軟體的控制之下實現所有這些功能。
CPU 1505可以包括一個或多個處理器，如來自微處理器的Motorola家族的或微處理器的MIPS家族的處理器。在可替換實施例中，處理器是為控制網絡設備1500的運行而特殊設計的硬體。
典型的情況是將接口1510提供為接口卡(有時稱為「線路卡」)。一般情況下，它們對通過網絡發送和接收數據分組進行控制，並且有時還支持與網絡設備1500一起使用的其它外圍設備。在可以提供的接口當中的接口是乙太網接口、幀中繼接口、電纜接口、DSL接口和令牌環接口等。此外，可以提供各種極高速接口，如快速乙太網絡接口、千兆位太網絡接口、ATM接口、HSSI接口、POS接口、FDDI接口、ASI接口和DHEI接口等。一般情況下，這些接口可以包括適合於與合適的介質通信的埠。在某些情況下，它們也可以包括獨立的處理器，並且在某些情況下，可以包括易失性RAM。獨立處理器可以控制通信密集任務，如分組交換、介質控制和管理等。通過為通信密集任務提供單獨的處理器，這些接口允許CPU 1505有效地執行路由計算、網絡診斷程序和安全功能等。
儘管圖7所示的系統示出了本發明的一個具體網絡設備，但這不意味著本發明僅可以在這種網絡設備的體系結構上實施。例如，經常使用具有處理通信以及路由計算等的單個處理器的體系結構。此外，其它類型的接口和介質也可以與網絡設備一起使用。
無論網絡設備的配置如何，它都可以使用一個或多個被配置為存儲數據、用於一般目的的網絡操作的程序指令和/或與這裡所描述的技術的功能有關的其它信息的存儲器或存儲器模塊(例如，存儲器1515)。例如，程序指令可以對作業系統和/或一個或多個應用的運行進行控制。
由於可以使用這樣的信息和程序指令來實現這裡所描述的系統/方法，因此本發明涉及包括用於執行這裡所描述的各種操作的程序指令和狀態信息等的機器可讀介質。機器可讀介質的例子包括磁性介質如硬碟、軟盤和磁帶等；光介質如CD-ROM盤；磁光介質如磁光軟盤；以及被特殊配置為存儲和執行程序指令的硬體設備，如只讀存儲器設備(ROM)和隨機訪問存儲器(RAM)等，但不限於此。本發明還可以被實施在經過適當的介質如無線電波、光纜或電纜等進行傳播的載波中。程序指令的例子包括如由編譯器生成的機器代碼以及包含可以由計算機利用解釋器執行的高級代碼的文件。
儘管示出並且描述了本發明的說明性的實施例和應用，但可以在屬於本發明的概念、範圍和精神以內進行許多改變和修改，並且本領域的普通技術人員在詳細閱讀了本申請之後將對這些改變十分清楚。例如，在本文件的寫作中，本發明是按照被配置為遵從大量使用的移動IP標準來進行描述的。但應該理解，本發明不限於這樣的實施。因此，這些實施例應該被理解為是說明性的而不是限制性的，並且本發明不限於這裡所給出的細節，而可以在所附權利要求的範圍和等同物以內被修改。
權利要求
1.在支持移動IP的移動節點中，一種註冊到歸屬代理的方法，該方法包括編寫註冊請求，所述註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位；向所述註冊請求添加擴展，所述擴展表明所述移動節點請求將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；向與所述移動節點相關聯的歸屬代理髮送所述註冊請求；並且接收來自所述歸屬代理的註冊回復，所述註冊回復表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述註冊請求包括設為零值的時限欄位，從而表明該註冊請求是註銷請求。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述註冊請求包括設為零值的時限欄位，從而表明所述移動節點已經漫遊到所述歸屬代理。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述對所述註冊請求的擴展包括一個值並且表明所述移動節點請求將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段等於所述在所述註冊請求的擴展中指定的值的時間。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述註冊回復包括一個擴展，該擴展表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段等於所述在所述註冊請求的擴展中指定的值的時間。
6.如權利要求4所述的方法，其中，所述註冊回復包括一個擴展，該擴展包括小於或等於與在所述註冊請求的擴展中指定的值相等的時間的租借時間。
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述註冊回復不包括擴展。
8.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括判斷所述註冊回復是否包括擴展；當確定所述註冊回復不包括擴展時，所述歸屬代理不能管理所述以前分配給所述移動節點的IP位址，並且所述移動節點停止使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址；並且當確定所述註冊回復確實包括擴展時，根據所述註冊回復的擴展判斷所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
9.如權利要求8所述的方法，其中，根據所述註冊回復的擴展判斷所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間的過程包括從所述註冊回復的擴展得到租借時間，從而使所述移動節點能夠使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址一段同意所述移動節點使用的租借時間。
10.如權利要求9所述的方法，其中，當所述租借時間等於零時，停止所述IP位址的使用。
11.一種計算機可讀介質，其上存儲了用於將支持移動IP的移動節點註冊到歸屬代理的計算機可讀指令，包括用於編寫註冊請求的指令，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位；用於向所述註冊請求添加擴展的指令，該擴展表明所述移動節點請求將以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；用於向與所述移動節點相關聯的歸屬代理髮送所述註冊請求的指令；以及用於接收來自所述歸屬代理的註冊回復的指令，該註冊回復表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
12.一種移動節點，支持移動IP並且適合於註冊到歸屬代理，該移動節點包括處理器；以及存儲器，其中，所述處理器和所述存儲器中的至少一個適合於編寫註冊請求，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位；向所述註冊請求添加擴展，該擴展表明所述移動節點請求將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；向與所述移動節點相關聯的歸屬代理髮送所述註冊請求；並且接收來自所述歸屬代理的註冊回復，該註冊回復表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
13.一種移動節點，支持移動IP並且適合於註冊到歸屬代理，該移動節點包括用於編寫註冊請求的裝置，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位；用於向所述註冊請求添加擴展的裝置，該擴展表明所述移動節點請求將以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；用於向與所述移動節點相關聯的歸屬代理髮送所述註冊請求的裝置；以及用於接收來自所述歸屬代理的註冊回復的裝置，該註冊回復表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
14.在支持移動IP的歸屬代理中，一種註冊移動節點的方法，該方法包括接收註冊請求，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位和對所述註冊請求的擴展，該擴展表明所述移動節點請求將以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；編寫註冊回復；以及將所述註冊回復發送到所述移動節點，該註冊回復表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
15.如權利要求14所述的方法，還包括確定是否已經釋放了所述以前分配給所述移動節點的IP位址；其中，當確定還沒有釋放所述以前分配給所述移動節點的IP位址時，所述註冊回復表明所述歸屬代理已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間；以及其中，當確定已經釋放了所述以前分配給所述移動節點的IP位址時，所述註冊回復表明所述歸屬代理已經不同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
16.如權利要求15所述的方法，還包括當確定還沒有釋放所述以前分配給所述移動節點的IP位址時，將用於所述移動節點的條目從地址管理表移到移動綁定表。
17.如權利要求14所述的方法，其中，所述註冊請求包括設為零值的時限欄位，從而表明該註冊請求是註銷請求。
18.如權利要求14所述的方法，其中，所述註冊請求包括設為零值的時限欄位，從而表明所述移動節點已經漫遊到所述歸屬代理。
19.如權利要求14所述的方法，其中，所述對所述註冊請求的擴展包括一個值並且表明所述移動節點請求將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段等於在所述註冊請求的擴展中指定的值的時間。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述註冊回復包括下述擴展，該擴展表明所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段等於在所述註冊請求的擴展中指定的值的時間。
21.如權利要求19所述的方法，其中，所述註冊回復包括下述擴展，該擴展包括小於或等於與在所述註冊回復的擴展中指定的值相等的時間的租借時間。
22.如權利要求14所述的方法，其中，註冊回復不包括擴展。
23.如權利要求14所述的方法，還包括確定在作為與所述移動節點的歸屬網絡相關聯的接口的歸屬代理的接口是否接收到所述註冊請求；當確定在作為與所述移動節點的歸屬網絡相關聯的接口的歸屬代理的接口接收到所述註冊請求時，在地址管理表中為所述移動節點建立條目。
24.如權利要求23所述的方法，其中，確定操作包括確定所述歸屬代理的接口地址的網絡前綴是否與從所述註冊請求的歸屬地址欄位中得到的IP位址的網絡前綴一致。
25.如權利要求23所述的方法，其中，當確定在作為與所述移動節點的歸屬網絡相關聯的接口的歸屬代理的接口接收到所述註冊請求時，所述方法還包括清除用於所述移動節點的移動綁定表中的條目，該移動綁定表將所述移動節點與所述移動節點已經漫遊到的轉交地址關聯起來。
26.如權利要求23所述的方法，其中，在所述地址管理表中為所述移動節點建立條目的過程包括在所述地址管理表的條目中存儲所述IP位址和從其處得到所述IP位址的源的指示符，從而所述歸屬代理能夠延長所述IP位址的時限，或者將所述IP位址釋放到所述源，用於以後分配給移動節點。
27.如權利要求26所述的方法，還包括存儲由所述移動節點所請求的使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址的額外時間；以及維護一個表明由所述移動節點所請求的額外時間的剩餘時間量的定時器。
28.如權利要求26所述的方法，還包括從移動綁定表中得到與所述移動節點相關聯的NAI；以及將所述與所述移動節點相關聯的NAI存儲在所述地址管理表中的條目中。
29.一種計算機可讀介質，其上存儲了用於將移動節點註冊到支持移動IP的歸屬代理的計算機可讀指令，所述指令包括用於接收註冊請求的指令，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位和對所述註冊請求的擴展，該擴展表明所述移動節點請求將以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；用於編寫註冊回復的指令；以及用於向所述移動節點發送所述註冊回復的指令，該註冊回復表示所述歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
30.一種支持移動IP並且適合於註冊移動節點的歸屬代理，該歸屬代理包括用於接收註冊請求的裝置，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位和對所述註冊請求的擴展，該擴展表明所述移動節點請求將以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；用於編寫註冊回復的裝置；以及用於向所述移動節點發送所述註冊回復的裝置，該註冊回復表明所述歸屬代理是否已經同意將以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
31.一種支持移動IP並且適合於註冊移動節點的歸屬代理，包括處理器；以及存儲器，其中，所述處理器和所述存儲器中的至少一個適合於接收註冊請求，該註冊請求具有包括以前分配給所述移動節點的IP位址的歸屬地址欄位和對所述註冊請求的擴展，該擴展表明所述移動節點請求將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再使用一段時間；編寫註冊回復；以及向所述移動節點發送註冊回復，該註冊回復表明歸屬代理是否已經同意將所述以前分配給所述移動節點的IP位址再租借一段時間。
32.在歸屬代理中，一種管理與移動節點相關聯的IP位址的方法，該方法包括接收註冊請求，該註冊請求包括以前分配給所述移動節點的IP位址並且表明所述註冊請求是註銷請求；發送包括所述以前分配給所述移動節點的IP位址的第一控制消息，以確定所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址；以及確定是否已經從所述以前分配給所述移動節點的IP位址接收到第二控制消息，該第二控制消息表明所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址。
33.如權利要求32所述的方法，其中，所述註冊請求包括設為零值的時限欄位，從而表明所述註冊請求是註銷請求。
34.如權利要求32所述的方法，還包括從所述移動節點接收表明所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址的第二控制消息。
35.如權利要求34所述的方法，其中，所述第二控制消息表明所述移動節點繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址，所述方法還包括記錄與所述IP位址相關聯的信息，從而使所述歸屬代理能夠管理該IP位址。
36.如權利要求35所述的方法，其中，所述第一控制消息是ARP請求，所述第二控制消息是包括分配給所述移動節點的MAC地址的ARP回復。
37.如權利要求35所述的方法，所述方法還包括清除用於所述移動節點的移動綁定表中的條目，該移動綁定表將所述移動節點與所述移動節點已經漫遊到的轉交地址關聯起來。
38.如權利要求35所述的方法，其中，記錄與所述IP位址相關聯的信息包括在地址管理表中為所述移動節點建立條目，這個過程包括在所述地址管理表中的條目中存儲所述IP位址和從其處得到所述IP位址的源的指示符，從而使所述歸屬代理能夠延長所述IP位址的時限，或者將所述IP位址釋放到源，用於以後分配給移動節點。
39.如權利要求38所述的方法，還包括在所述歸屬代理將要發送後續第一控制消息之前，維護一個表明剩餘時間量的定時器。
40.如權利要求39所述的方法，其中，維護所述定時器包括使定時器復位。
41.如權利要求38所述的方法，還包括存儲由所述移動節點所請求的使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址的額外時間；以及維護一個表明由所述移動節點所請求的額外時間的剩餘時間量的定時器。
42.如權利要求41所述的方法，其中，當所述定時器期滿時，釋放所述移動節點所使用的IP位址。
43.如權利要求42所述的方法，所述方法還包括清除用於所述移動節點的移動綁定表中的條目，該移動綁定表將所述移動節點與所述移動節點已經漫遊到的轉交地址關聯起來。
44.如權利要求42所述的方法，所述方法還包括清除用於所述移動節點的所述地址管理表中的條目。
45.如權利要求38所述的方法，還包括從移動綁定表中得到與所述移動節點相關聯的NAI；以及將與所述移動節點相關聯的NAI存儲在所述地址管理表中的條目中。
46.如權利要求32所述的方法，其中，當確定所述移動節點不繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址時，所述方法還包括釋放所述移動節點所使用的IP位址。
47.如權利要求46所述的方法，還包括清除用於所述移動節點的移動綁定表中的條目，該移動綁定表將所述移動節點與所述移動節點已經漫遊到的轉交地址關聯起來。
48.如權利要求46所述的方法，其中，當沒有從所述移動節點接收到第二控制消息時，所述歸屬代理確定所述移動節點不繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址。
49.一種計算機可讀介質，其上存儲了用於在歸屬代理中對與移動節點相關聯的IP位址進行管理的計算機可讀指令，這些指令包括用於接收註冊請求的指令，該註冊請求包括以前分配給所述移動節點的IP位址並且表明所述註冊請求是註銷請求；用於發送第一控制消息的指令，該第一控制消息包括所述以前分配給所述移動節點的IP位址，以確定所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址；以及用於確定是否已經從所述以前分配給所述移動節點的IP位址接收到第二控制消息的指令，該第二控制消息表明所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址。
50.一種適合於管理與移動節點相關聯的IP位址的歸屬代理，該歸屬代理包括處理器；以及存儲器，其中，所述處理器和所述存儲器中的至少一個適合於接收註冊請求，該註冊請求包括以前分配給所述移動節點的IP位址並且表明所述註冊請求是註銷請求；發送第一控制消息，該第一控制消息包括所述以前分配給所述移動節點的IP位址，以確定所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址；以及確定是否已經從所述以前分配給所述移動節點的IP位址接收到第二控制消息，該第二控制消息表明所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址。
51.一種適合於管理與移動節點相關聯的IP位址的歸屬代理，包括用於接收註冊請求的裝置，該註冊請求包括以前分配給所述移動節點的IP位址並且表明所述註冊請求是註銷請求；用於發送第一控制消息的裝置，該第一控制消息包括所述以前分配給所述移動節點的IP位址，以確定所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址；以及用於確定是否已經從所述以前分配給所述移動節點的IP位址接收到第二控制消息的裝置，該第二控制消息表明所述移動節點是否繼續使用所述以前分配給所述移動節點的IP位址。
全文摘要
本發明提供了用於對分配給移動節點的IP位址進行管理的方法和裝置。在一個實施例中，移動節點將擴展添加到被發送到其歸屬代理的註冊請求中，它表示移動節點請求將以前分配給移動節點的IP位址再使用一段時間。當歸屬代理接收到註冊請求時，它表明歸屬代理是否已經同意將以前分配給移動節點的IP位址再租借一段時間。在另一個實施例中，歸屬代理髮送第一控制消息，以判斷移動節點是否繼續使用IP位址。然後，歸屬代理判斷是否已經接收到第二控制消息，以確認移動節點是否繼續使用以前分配給移動節點的IP位址。優選地，當移動節點返回到其歸屬網絡時應用本發明，由此使移動節點能夠保留分配給它的IP位址。
文檔編號H04L29/06GK1706168SQ200380101601
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月16日 優先權日2002年10月17日
發明者阿爾派什·帕特爾, 肯特·K·萊翁, 馬達威·W·錢德拉 申請人:思科技術公司