無線區域網路手機系統中以流量為基礎的選擇性反向信道的製作方法

2023-05-08 01:34:31

專利名稱：無線區域網路手機系統中以流量為基礎的選擇性反向信道的製作方法
技術領域：
本發明一般有關無線區域網路(WLANs)與信元網絡互連繫統。尤其是，本發明是關於此種系統中的路由封包。
背景技術：
圖1是一信元網絡30及一無線區域網路(WLAN)22的簡化圖式。一用戶20具有WLAN 22及信元網絡30的訂購。WLANs，例如WLAN 22通常是用於提供高速數據服務至熱門區域。
WLAN 22具有一個WLAN存取點(WLAN-AP)24，因此用戶20可以存取WLAN 22以及用以經由網際網絡28發送進入及離開WLAN 22的封包的WLAN路由器(WLAN-AR)26。
信元網絡30具有一射頻存取網絡32，因此用戶20可以存取網絡30以及一信元核心網絡34。此信元核心網絡34具有一信元網關路由器36用以發送進入及離開信元系統30的封包。信元核心網絡34也連接至網際網絡28。
為了讓用戶20使用無線服務，用戶20使用信元系統30或WLAN 22。如果用戶20是位於信元系統30內且不在WLAN 22中，用戶20執行至信元存取網絡32的無線連接。封包於信元存取網絡32與信元核心網絡34之間傳輸，信元網關路由器36傳輸信元核心網絡34與網際網絡28之間的封包。封包經由網際網絡28被發送至想要的點，例如終點伺服器。
如果用戶20在WLAN 22中，用戶20考慮相對於信元網絡30漫遊。用戶20進行至WLAN-AP 24的無線連結。封包在WLAN-AP 24與WLAN-AR 26之間傳輸。WLAN-AR26傳輸封包至網際網絡28。封包經由網際網絡28被發送至想要的點，或從想要的點發送。
當用戶20從信元網絡30進入WLAN 22時，經由WLAN 22從用戶20傳送封包至想要的點38可以使用標準IP封包路由工具而被執行。想要的點38未被移動。然而，經由WLAN 22從想要的點38傳送IP封包至用戶20是比較有問題的。如果用戶20具有一靜態IP位址，用戶的IP位址的網絡ID依然與信元網絡30的路由器36的IP位址的網絡ID相同。
移動IP版本4(MobileIPv4)及6(MobileIPv6)提供此問題的解決方法。在MobileIPv4，用戶通知信元網關路由器其新的位置。信元網關路由器的額外的功能及WLAN-AR被稱為本局代理(Home Agent)以及外局代理(Foreign Agent)功能。當信元網關路由器36從想要的點38接收用戶的封包時，路由器38將它們傳送到WLAN-AR 26。WLAN-AR 26使用第二層地址對應程序，如ARP，傳送該封包至用戶20的IP位址。
此方法的缺點在於原始來自用戶20經由WLAN 22的封包不能被信元網絡30或路由器36所看見。此方法的另一缺點在於信元網關路由器36的增加的負載，由於所有用戶的進入封包的發送。
在MobileIPv6，用戶20傳送結合更新至信元網關路由器36及想要的點38。此結合更新具有關於用戶20附加於其上的新網絡(WLAN 22)的信息。來自目的點38的IP封包現在直接被發送至用戶20，繞過信元網關路由器36並使用標準IP路由協議。此種方法的缺點在於來自用戶以及送給用戶的封包無法被信元網絡所見。
在某些情況中，不希望IP封包無法為信元網絡30所見。一個理由在於信元系統30的安全協議是被規避的。此外，信元系統30的特定服務不能被使用，例如對信元網絡封包服務的存取。
為允許用戶封包對信元網絡30是可見的，可使用逆向及/或順向信道。如圖2所示，在反向信道中，WLAN 22中來自用戶20的封包經由WLAN 22及信元網絡30而被發送。封包經由一IP網絡29於路由器(信元網關路由器36及WLAN-AR 26)之間傳輸。反向信道是由MobileIPv4所支持，且其允許所有的封包可讓信元網絡30看見。
對MobileIPv6而言，順向及反向信道二者都需要使封包讓信元網絡30看見。在順向信道中，封包也經由信元網30及WLAN 22被發送。
藉由經由信元網關路由器36發送所有封包，信元系統30可以維持安全並提供信元網絡為基礎的封包服務給用戶20，即使是位於WLAN 22中。為了說明，信元網關路由器36可以為安全目的傳送封包至過濾/監視代理人。這些方法的缺點在於增加信元網關路由器的負載。
為降低信元網關路由器36的發送，可以使用選擇性的反向信道。在選擇性反向信道中，封包有選擇地經由信元網絡30及WLAN 22二者或僅經由WLAN 22被發送，在以封包為基礎的一封包上。此種藉由封包發送的封包是我們不想要的，因為增加了處理的負載。此外，此種封包準位間隔尺寸(granularity)對大部份應用而言是不需要的。
因此希望具有另外的信元網絡及WLAN發送的方法。

發明內容
至少一用戶訂購一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)。此用戶是位於WLAN中。用戶的流量(flow)為傳輸而被提供。每一流量包括封包。對每一流量決定該流量是否將直接經由WLAN或經由WLAN及信元網絡二者發送。每一流量的封包基於該流量的路由決定而被發送。


圖1說明一信元網絡及一WLAN。
圖2說明逆向及順向信道。
圖3說明基於一流量選擇反向信道。
圖4是使用直接及壓縮傳遞的選擇的以流量為基礎的反向信道的流程圖。
圖5是藉由增加發送信息至封包標頭的以流量為基礎的反向信道的流程圖。
圖6是使用中間路由發送至一安全代理人的說明。
具體實施例方式
圖3是以流量為基礎的反向信道的實施例。在一個流量接一個流量的基礎上，封包有選擇地直接經由WLAN 22被傳送至用戶20或經由信元網絡30至WLAN 22至用戶20，如圖3所示。封包的流量是由一個5位元組組(5-tuple)所定義。5-tuple是一來源IP位址、一終點IP位址、一來源埠、一終點埠以及一傳輸協議型態。顯示一流量特徵的另一種方式是使用一個3位元組組(3-tuple)。此3-tuple具有一流量卷標、一來源IP位址以及一終點IP位址。每一流量通常是一個明確的通話期，例如明確的TCP/IP通話期。此流量通常被用以區分流量之間的服務品質(quality of service，QOS)處理。
信元網絡30的操作者及/或用戶20決定那一流量將經由信元網絡30被發送或直接經由WLAN 22。一種決定的方法是藉由流量的型態。為說明，操作者可以決定具有與直接經由WLAN 22被傳送的立即訊息相關的所有流量，降低信元系統30中的流量。操作者也可以決定具有所有與經由信元網絡30傳送的電子郵件相關的流量。
或者是，流量路徑的決定可以基於信元網絡流量而定。如果信元網絡30具有低負載，所有流量經由信元系統30發送。當流量增加時，特定型態的流量直接經由WLAN 22發送。此流量的傳輸可以數個優先層次為基礎。為說明，信元網絡30上的負載從低負載增加至中度負載。在中度負載時，第一組流量型態，例如實時訊息，直接經由WLAN 22發送。在高負載時，一第一組，例如實時訊息，以及一第二組，例如網際網絡瀏覽，經由WLAN 22被發送。
一種有選擇性地從用戶20引導流量至想要的點38的方法使用直接傳遞以及壓縮型態，如圖4所示。在直接傳遞中，與一流量相關的封包直接經由WLAN22被傳送。在壓縮傳遞中，與流量相關的封包被反向信道，經由信元系統30以及WLAN 22傳送。一壓縮的封包壓縮使用經由信元系統30發送用的額外信息來壓縮具有WLAN發送信息的封包。壓縮的一個缺點在於包含額外的管理費用。在用戶20建立一流量時，直接或壓縮傳遞被選擇，步驟40。在登錄之後，流量的封包使用所選擇的傳遞型態被傳送，步驟42。
另一種方法是使用路由標頭(routing header)，例如在MobileIPv6中所定義。路由標頭允許一IP封包經由特定的中間節點(路由器)被發送。如圖5的流程圖所示，在決定是否將執行反向信道，步驟44，之後，將被反向信道的流量封包藉由增加路由信息至該標頭而經由信元網絡30的中間信元網關路由器36被發送，步驟46。未被反向信道的封包被正常發送，例如使用MobileIPv6的標準路由。
另一方式，除了經由信元網關路由器36有選擇性地發送執行反向信道封包，此技術可以被延伸至增加其它的中間點，例如信元系統30的安全代理者48。如圖6所示的說明，特定流量的封包可以經由信元網絡30的安全代理者48而被發送。
權利要求
1.一種為訂購一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)二者的至少一用戶傳輸封包的方法，該方法包括當該用戶處於該WLAN時提供包括封包的流量；為每一流量，決定該流量是否直接經由該WLAN或經由該WLAN及該信元網絡二者而被發送；以及有選擇性地基於該流量的發送決定而發送每一流量的封包。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，如果該封包將直接經由該WLAN被發送，則該有選擇性地發送是藉由直接傳遞而發送，以及如果該封包將經由該WLAN以及信元網絡被發送，則藉由壓縮傳遞而發送。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於該有選擇的發送是藉由增加該信元網絡的一信元網關路由器至將經由該WLAN及信元網絡被發送的每一流量封包的一標頭的路由信息而執行。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於該發送決定是以信元網絡流量為基礎。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於每一流量是一獨特通話期。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於每一流量是一獨特TCP/IP通話期。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於每一流量於服務處理品質之間有所區別。
8.一種能夠在一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)之間運作的用戶，該用戶單元是用以執行以下步驟，包括為所選擇的流量的一第一群的封包，使用直接傳遞而傳輸該封包；為所選擇的流量的一第二群的封包，使用壓縮傳遞而傳輸該封包。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於該第一群是經由該WLAN被發送，而該第二群是經由該信元網絡被發送。
10.如權利要求8所述的用戶，其特徵在於每一流量是一獨特通話期。
11.如權利要求10所述的用戶，其特徵在於每一流量是一獨特TCP/IP通話期。
12.如權利要求8所述的用戶，其特徵在於每一流量於服務處理品質之間有所區別。
13.一種能夠在一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)之間運作的用戶，該用戶單元是用以執行以下步驟，包括為所選擇的流量的一第一群的封包，藉由插入那些封包路由信息的一標頭至該信元網絡中的一特定節點而經由該信元網絡傳輸那些封包；為選擇的流量的第二群的封包，不經由該信元網絡的發送而傳輸那些封包。
14.如權利要求13所述的用戶，其特徵在於每一流量是一獨特通話期。
15.如權利要求14所述的用戶，其特徵在於每一流量是一獨特TCP/IP通話期。
16.如權利要求13所述的用戶，其特徵在於每一流量於服務處理品質之間有所區別。
17.一種為訂購一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)二者的至少一用戶傳輸封包的方法，包括為該信元網絡決定一流量負載；基於該流量負載，決定直接經由該WLAN發送用的流量的型態，其中當該流量負載增加時，直接發送的流量增加；對直接發送流量的用戶的封包，直接經由該WLAN發送那些封包；以及對非直接發送流量的用戶的封包，經由該信元網絡及該WLAN發送那些封包。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於還包括分類該被決定的流量負載為優先層次，且該直接發送流量決定是以該被決定的流量負載的被分類的優先層次為基礎。
19.一種用以執行包括以下步驟的無線區域網路存取路由器(WLAN-AR)登錄一用戶的一流量，該用戶訂購一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)二者；基於封包的型態決定所欲封包是否直接或壓縮傳遞；以及基於該直接或壓縮傳遞決定指派該直接或壓縮傳遞。
20.一種通訊系統，包括一信元網絡，包括一信元網關路由器；一無線區域網路(WLAN)，包括一WLAN存取路由器(WLAN-AR)；以及一用戶，其訂購一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)二者，該用戶傳輸流量的封包；以及其中基於該封包的流量經由該WLAN-AR而不經由該信元網關路由器，或經由該信元網關路由器及該WLAN-AR而發送一該封包。
21.如權利要求20所述的系統，其特徵在於經由該WLAN-AR及該信元網關路由器的發送是藉由增加該信元網關路由器至每一流量封包的一標頭的路由信息。
22.如權利要求20所述的系統，其特徵在於經由該WLAN-AR及該信元網關路由器的發送是藉由增加該信元網關路由器至每一流量封包的一標頭的路由信息。
23.如權利要求20所述的系統，其特徵在於每一流量是一獨特通話期。
24.如權利要求23所述的系統，其特徵在於每一流量是一獨特TCP/IP通話期。
25.如權利要求20所述的系統，其特徵在於每一流量於服務處理品質之間有所區別。
全文摘要
至少一用戶是訂購一信元網絡及一無線區域網路(WLAN)二者，該用戶是位於該WLAN中。用戶流量加以提供而用以傳輸。每一流量包括封包。每一流量，是決定該流量是否直接經由該WLAN或經由該WLAN及該信元網絡二者而被發送。每一流量封包的發送是基於該流量的發送決定。
文檔編號H04L12/66GK1656834SQ03812339
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月22日 優先權日2002年5月28日
發明者帕拉哈卡爾·R·奇察普 申請人:美商內數位科技公司