基於隧穿的移動性支持設備和方法
2023-05-20 20:35:46 2
專利名稱：基於隧穿的移動性支持設備和方法
技術領域：
以下描述涉及一種用於支持移動節點的移動性的方法和設備，且更具體地，涉及一種用以支持對異構網際網路協議(IP)網絡進行接入的移動節點的基於隧穿(tunneling) 的移動性的方法和設備。
背景技術：
當IPv4/IPv6 (網際網路協議版本4/6)移動節點移交到新的網絡時，IPv4/IPv6移動節點斷開舊的接入網絡，並連接到新的接入網絡，以進行通信。移交處理中的延遲在非無縫服務中可能導致實時服務的中斷。移交處理中的這種延遲也發生在移動IPv6 (MIPv6)中。 在MIPv6中，如果移動節點檢測到新的接入點，則執行層2(L2)移交，並然後執行層3 (L3) 移交，移交處理中的延遲是不可避免的。為了減少MIPv6中的移交延遲，IETF(網際網路工程任務組)已經提出了一種用於 MIPv6的快速移交(FMIPv6)。FMIPv6在層2移交以前執行層3移交，由此使移交延遲最小化。然而，由於FMIPv6需要對數據業務進行緩衝以及與歸屬代理的信號發送，所以用於支持FMUPv6的移動節點的複雜度增加。此外，在FMIPv6中，接入路由器僅支持IPv6。然而， 由於IPv6和IPv4網絡仍然並存，所以也需要支持IPv4。為了支持移交、以在包括IPv6和IPv4網絡的異構網絡中提供無縫服務，已經提出了一種包括IPv6移動性支持伺服器的移動性支持系統。更具體地，具有多個無線接口的 IPv6移動節點通過每個接口來建立L2協議，並且建立與移動性支持伺服器的有效隧道和備用隧道。在此情況下，移動節點通過有效隧道來進行通信，並且當移動到另一網絡時，激活備用信道，以保持執行通信。在此情況下，已經執行了與新網絡的L2協定，並使用了已知的L3信息，由此減少了用於L2和L3移交的時間段。然而，由於每個移動節點建立與移動性支持系統中的移動性支持伺服器的有效和備用隧道，所以可能在移動性支持伺服器上施加大量的負載。相應地，移動性支持系統可能無法以靈活的方式來處置增加數目的訂戶移動節點。更具體地，增加數目的訂戶移動節點可能在隧道建立和管理方面導致移動性支持伺服器上的負擔增加。此外，限制了移動性支持伺服器數目或容量的立即增加。另外，增加數目的訂戶移動節點可能導致移動性支持伺服器要處理增加數量的消息或數據，導致了在移動性支持伺服器上施加的增加的負擔。
發明內容
技術問題以下描述涉及一種基於隧穿的移動性支持方法和設備，其以靈活和高效的方法來處置用於在異構網絡中支持移交的基於隧穿的移動性支持系統中的訂戶移動節點的數目改變。以下描述還涉及一種基於隧穿的移動性支持方法和設備，其使由於增加數目的訂戶移動節點而施加在移動性支持伺服器上的負擔最小化，並且高效地在包括在移動支持設備中的多個移動性支持伺服器上分布負擔。以下描述還涉及一種基於隧穿的移動性支持方法和設備，其在移交期間向移動節點提供無縫服務。技術方案以下描述涉及一種基於隧穿的移動性支持方法和設備，其以靈活和高效的方法來處置在異構網絡中支持移交的基於隧穿的移動性支持系統中的訂戶移動節點的數目的改變。以下描述還涉及一種基於隧穿的移動性支持方法和設備，其使由於增加數目的訂戶移動節點而施加在移動性支持伺服器上的負擔最小化，並且高效地在包括在移動支持設備中的多個移動性支持伺服器上分布負擔。以下描述還涉及一種基於隧穿的移動性支持方法和設備，其在移交期間向移動節點提供無縫服務。在一個普通方面中，為移動性支持伺服器提供了一種基於隧穿的移動性支持方法，所述移動性支持伺服器使得移動節點能夠當從當前接入網絡移動到不同的接入網絡時進行無縫通信。更具體地，當從移動節點接收到用於請求IP隧道建立的隧道建立請求消息時，移動性支持伺服器可以從多個端路由器(end router)選擇一個端路由器以及所選擇的端路由器的隧道端地址，並且向所述端路由器轉發所述隧道建立請求消息。當從該端路由器接收到對於該隧道建立請求消息的響應時，該移動性支持伺服器可以向移動節點轉發包括所選擇的隧道端地址的隧道建立響應消息。移動節點的示例可包括IPv4移動節點、IPv6移動節點或IPv4/IPv6移動節點。如果移動節點嘗試在IPv4網絡上利用IPv6 地址來進行通信，則該移動性支持伺服器可以在移動節點和端路由器之間建立IPv4上的 IPv6(IPv6-over-IPv4)隧道。如果該移動節點嘗試在IPv6網絡上利用IPv6地址來進行通信，則該移動性支持伺服器可以在該移動節點和該端路由器之間建立IPv6上的IPv6隧道。 如果該移動節點嘗試在IPv6網絡上利用IPv4地址來進行通信，則該移動性支持伺服器可以在該移動節點和該端路由器之間建立IPv6上的IPv4隧道。在另一普通方面中，為移動性支持設備提供了一種基於隧穿的移動性支持方法， 所述移動性支持設備支持在多個IP網絡上進行接入的移動節點的移動性。更具體地，當從移動節點接收到用於請求IP隧道建立的隧道建立請求消息，該移動性支持設備可以從多個移動性支持伺服器中選擇一個移動性支持伺服器，以控制該移動性支持設備中用於該移動節點的移動性服務。可以由該移動性支持設備中的負載平衡器來選擇移動性支持伺服器。所選擇的移動性支持伺服器可以從多個端路由器中選擇一個端路由器，以建立與移動性支持設備中的移動節點的IP隧道，並且選擇所選擇端路由器的隧道端地址。移動性支持伺服器可以向移動節點發送包括該端路由器的所選擇的隧道端地址的隧道建立響應消息。在又一普通方面中，提供了一種基於隧穿的移動性支持設備，所述移動性支持設備支持在多個IP網絡上進行接入的移動節點的移動性。該基於隧穿的移動性支持設備可以包括至少一個移動性支持伺服器和多個端路由器，並且還包括負載平衡器。當從移動節點接收到IP隧道建立請求時，移動性支持伺服器可以從多個TCP連接的端路由器中選擇一個端路由器，以建立與該移動節點的IP隧道，並且選擇所選擇的端路由器的隧道端地址。 該移動性支持伺服器可以向移動節點發送端路由器的所選擇的隧道端地址。當從移動性支持伺服器接收到隧道建立請求消息時，該端路由器可以在數據面(data plane)上建立與移動節點的IP隧道。當存在多個移動性支持伺服器時，可需要該負載平衡器。該負載平衡器可以從該移動節點接收IP隧道建立請求，響應於該隧道建立請求而從所述多個移動性支持伺服器中選擇一個移動性支持伺服器，並且向所選擇的移動性支持伺服器轉發該隧道建立請求消肩、O有益效果移動性支持設備包括移動性支持伺服器和端路由器，以共享用於提供移動性服務的功能，由此減少了在移動性支持伺服器上施加的負擔。具體地，該端路由器可以為了移動性支持伺服器而管理與移動節點建立的隧道，或向相對(correspondent)節點傳送數據。此外，除了該移動性支持伺服器和所述端路由器之外，該移動性支持設備還包括負載平衡器。當由於移動性支持服務的增加數目的訂戶而導致需要移動性支持伺服器的增加容量時，為所述移動性支持伺服器來將配置該負載平衡器，以共享用於提供移動性支持服務的其任務，由此便於添加移動性支持伺服器。相應地，可能確保無縫的移動性支持服務，並且提供更加可靠的移動性支持服務。
圖1是圖示了由用以支持移動節點的基於隧穿的移動性的示範方法和系統所支持的移動性服務的示例的視圖。圖2是圖示了移動性支持終端如何通過圖1中的移動性支持系統來與相對節點進行通信的視圖。圖3是圖示了包括示範的基於隧穿的移動性支持設備的示範移動性支持系統的視圖。圖4是圖示了其中移動性支持伺服器選擇用於做出了隧道建立請求的移動節點的合適端路由器並且選擇該端路由器的一個合適的隧道端IP位址的處理的流程圖。圖5是圖示了其中移動節點建立與移動性支持設備的端路由器的有效和備用隧道並且通過有效隧道來獲取相對節點的地址信息的處理的分組流程圖。圖6是圖示了包括示範的基於隧穿的移動性支持設備的示範移動性支持系統的視圖。圖7是圖示了在圖6中的移動性支持設備中包括的每個移動性支持伺服器的操作或處理機制的流程圖。圖8是圖示了圖6中的移動性支持設備中的每個端路由器用於管理移動性支持伺服器的機制的流程圖。圖9是圖示了在圖6中的移動性支持設備中包括的端路由器和移動性支持伺服器之間的協議處理的視圖。圖10是圖示了其中在示範移動性支持設備中包括的示範移動性支持伺服器處理與移動性支持伺服器進行TCP連接的端路由器的處理的視圖。
具體實施方式
提供詳細描述，以幫助讀者增進對在這裡描述的方法、設備和/或系統的綜合理解。相應地，將向本領域的普通技術人員建議在這裡描述的系統、設備、和/或方法的各種改變、修改、和等效物。同樣，省略了公知的功能和構造的描述，以增加清楚性和簡潔性。首先，將描述由用以支持移動節點的基於隧穿的移動性的示範方法和系統所支持的移動性服務。圖1是圖示了由用以支持移動節點的基於隧穿的移動性的示範方法和系統所支持的移動性服務的示例的視圖。雖然圖1圖示了從Wi-Fi網絡行進到WiBro網絡的移動節點(MN) 10，但是當前示例並不限於此情況。在圖1中，附圖標記22和對表示了到Wi-Fi網絡和WiBro網絡的網關或路由器。參考圖1，移動節點10在IP網絡核心上建立有效隧道和備有隧道。備用隧道指的是被保留用於如下有效隧道的臨時或替代隧道，即在移動節點10被移動時、由於弱信號或遮蔽(blanket)區域而導致對於服務不可用的有效隧道。移動節點10可以是IPv4移動節點和/或IPv6移動節點(在下文中，稱為IPv4/6移動節點)。移動節點10可以接入包括Wi-Fi網絡和WiBro網絡的異構網絡，並且支持不同類型的網絡之中的移動性。移動節點10也被稱為移動性支持終端。在下文中，除非相反地指明，否則移動節點是指移動性支持IPv6移動節點。從Wi-Fi網絡行進到WiBro網絡的移動性支持終端10通過Wi-Fi接口來建立有效隧道，並且通過WiBro接口來建立備用隧道。對於移動性支持終端10通過其來建立有效隧道和備用隧道的接口的類型不存在限制。例如，可以通過服務質量、服務費用或用戶的選取來確定用於移動性支持終端10的有效隧道或備用隧道的接口類型。將結合圖1來更詳細地描述基於隧穿的移動性支持服務。當移動性支持終端10在圖1所示的箭頭的方向中移動時，由移動性支持終端10在Wi-Fi網絡上經由有效隧道而接收的信號可能變弱。在此情況下，移動性支持終端10可以在Wi-Fi網絡上向移動性支持伺服器30通知它將通過備用隧道來保持通信。移動性支持伺服器10然後可以將備用隧道改變到有效隧道，並繼續在WiBro網絡上進行通信。在此情況下，由於移動性支持終端10已經進行了用於WiBro網絡的L2關聯，並已經建立了 IP隧道，所以可能使移交延遲最小化。 儘管在圖1中未示出，但是當在執行移交時、將備用隧道改變到有效隧道之後，移動性支持終端10在不同的接入網絡(例如，諸如Wi-Fi網絡或3GPP之類的移動通信網絡)上建立另一備用隧道，以準備從WiBro網絡的移交。根據移動性服務，儘管移動性支持終端10接入了除了當前接入的網絡之外的網絡，但是移動性支持終端10可以從移動性支持伺服器30接收無縫服務。例如，當移動性支持終端10正在與連接到移動性支持伺服器30的裝置40 (諸如，接入另一網絡的網關41、服務伺服器42或相對節點(CN)43)進行通信時，移動性支持終端10可以藉助於基於隧穿的移動性服務來在不同的接入網絡上繼續進行與裝置40的無縫通信。圖2是圖示了移動性支持終端10如何通過圖1中的移動性支持系統來與相對節點43進行通信的視圖。在圖2中，假設了移動性支持終端10和相對節點43在IPv4網絡 (CoA，轉交地址)上以IPv6 (HoA，歸屬地址)來彼此通信。在圖2中，沒有示出由圖1中的附圖標記22和M標示的網關或路由器，並且沒有示出備用隧道，這是因為它沒有用於進行中的通信。附圖標記52和M可以是其上建立了有效隧道的無線接入網絡的附著點(Ρ0Α)。例如，POA可以是Wi-Fi網絡上的接入點(AP)或WiBro無線電接入站(RAS)。參考圖2，移動節點(MN) 10產生包括了要發送到相對節點(CN)43的數據的第一 IPv6分組(A)，並且通過第一有效隧道來傳送第一 IPv6分組。如上所述，由於移動節點10 和相對節點43在IPv4上的IPv6網絡上進行通信，所以第一 IPv6分組(A)包括數據、包括了關於被設置為目的地的相對節點43的信息的IPv6報頭(IPv6 CN)、和包括了關於被設置為目的地的IPv4伺服器的信息以使用IPv4網絡的IPv4報頭(IPv4伺服器)。移動節點 30通過第一有效隧道來接收第二 IPv6分組(B)。第二 IPv6分組(B)具有以下格式，其中當第一 IPv6分組(A)穿過IPv4網絡時，從第一 IPv6分組(A)中去除IPv4報頭。移動性支持伺服器30生成第三IPv6分組(C)，並且通過第二有效隧道來將它發送到相對節點43。 由於還在IPv4網絡上將第三IPv6分組(C)發送到相對節點43，所以第三IPv6分組(C)具有其中將IPv4報頭(IPv4 CN)添加到第二 IPv6分組(B)的格式。圖3是圖示了包括示範的基於隧穿的移動性支持設備的示範移動性支持系統的視圖。參考圖3，移動性支持設備130包括移動性支持伺服器132和多個端路由器13 和134b。端路由器13 和134b中的每一個建立與移動節點IlOaUlOb和IlOc之一的一對IP隧道(即，有效隧道和備用隧道)。基於移動節點IlOaUlOb和IlOc之一(例如，移動節點110a)的請求，移動性支持伺服器132選擇端路由器13 和134b之一(例如，第一端路由器134a)，以建立與移動節點IlOa的IP隧道。第一移動節點IlOa獲取隧道端地址， 以生成到所選擇的第一端路由器13 的隧道，並且建立與第一端路由器13 的有效隧道和備用隧道。移動節點IlOaUlOb和IlOc中的每一個是移動性支持終端，其支持多個接口並支持所述接口之間的IPv6移動性。移動節點IlOaUlOb或IlOc從移動性支持伺服器132獲取端路由器13 和134b之一的隧道端IP位址。移動節點IlOaUlOb或IlOc使用所獲取的隧道端IP位址、通過兩個接口來建立與端路由器的一對IP隧道。該對IP隧道根據預定的準則而用作有效和備用隧道。該IP隧道可以(但不限於)是IPv6-IPv4隧道。可以將端路由器13 和134b中的每一個配置(但不限於)為處理IPv4和IPv6 數據兩者的雙堆棧路由器。基於移動性支持伺服器132的請求，端路由器13 或134b建立與已經請求了隧道建立的移動節點110a、1 IOb或1 IOc的一對IP隧道(例如，IPv6_IPv4 隧道)，並且通過所建立的隧道來與移動節點IlOaUlOb或IlOc來進行通信。端路由器 134a和134b可以通過傳送控制協議(TCP)來進行IPv6通信，以與移動性支持伺服器132 交換IPv4/IPv6消息(例如，隧道建立請求/答覆消息)。當初始地連接到移動性支持伺服器132時，端路由器13 和134b可以根據預定的過程來向移動性支持伺服器132註冊。 端路由器13 和134b可以在註冊時或者在註冊之後以規則或不規則的間隔來向移動性支持伺服器132發送關於當前建立的隧道的數目和/或可用隧道的數目的信息。例如，端路由器13 和134b可以確定服務隧道的類型(例如，IPv4上的IPv4隧道、IPv4上的IPv6隧道等)，準備TCP連接的建立，傳送和接收內部事件，與移動性支持伺服器交換消息，或設置數據面上的隧道信息。將移動性支持伺服器132配置為支持異構接口之間的移動節點IlOaUlOb和IlOc 的移動性。響應於來自移動節點IlOaUlOb和IlOc之一的隧道建立請求，移動性支持伺服器132根據預定的準則來選擇端路由器13 和134b之一。移動性支持伺服器132向該移動節點和所選擇的端路由器發送信息，使得可以在該移動節點和所選擇的端路由器之間建立IP隧道(即，有效和備用隧道)。還將移動性支持伺服器132配置為用作用於維護、管理、終結或切換所建立的隧道的控制伺服器。如果當增加移動節點的數目時、將新的端路由器添加到移動性支持設備130，則移動性支持伺服器132註冊新的端路由器。移動性支持伺服器132存儲關於新端路由器的信息，並且以規則和/或不規則的間隔來有規律地監視關於所有已註冊的端路由器的狀態信肩、ο例如，移動性支持伺服器132可以確定端路由器，建立與端路由器的TCP連接，與端路由器交換消息，選擇端路由器，選擇端路由器的隧道端地址，或建立/刪除/維持/切換到端路由器的隧道。當從移動節點接收到隧道建立請求時，移動性支持伺服器基於預定的準則(例如，服務隧道、隧道的數目、具有最低業務負載的端路由器、地址前綴和/或隨機選取)來選擇端路由器，以建立與移動節點的IP隧道。端路由器可以擁有多個隧道端IP位址。在此情況下，移動性支持伺服器可以考慮到控制伺服器來選擇合適的端路由器，並且選擇所選擇的端路由器的一個合適的隧道端IP位址。圖4是圖示了其中移動性支持伺服器選擇用於做出了隧道建立請求的移動節點的合適端路由器並且選擇該端路由器的一個合適的隧道端IP位址的處理的流程圖。參考圖4，移動性支持伺服器從移動節點接收隧道建立請求消息(操作1)。隧道建立請求消息包括與要建立的隧道相關聯的、由移動節點請求的特定條件(例如，隧道的類型)。移動性支持伺服器選擇滿足了所請求的條件(例如，支持所請求的隧道類型)的所註冊的端路由器之一(操作幻。在此情況下，移動性支持伺服器可以考慮到每個端路由器的隧道總數、可用性(業務量)、或前綴來選擇合適的端路由器。在所選擇的端路由器的多個隧道端地址之中，考慮到當前通過每個隧道端地址而建立的隧道的數目來為移動節點選擇隧道端地址(操作3)。一旦選擇了隧道端地址，對應的端路由器通過所選擇的隧道端路由器來建立用於移動節點的IP隧道(操作4)。同時，對應的端路由器向移動節點發送包括了所選擇的隧道端地址的隧道建立響應消息。移動節點可以使用該隧道端地址來建立到端路由器的IP隧道。圖5是圖示了以下處理的分組流程圖，其中在圖3中的移動性支持系統中，移動節點IlOa建立與移動性支持設備130的第一端路由器13 的有效和備用隧道，並且通過有效隧道來與相對節點進行通信。由於可以將圖5所示的用於建立有效隧道的處理應用於建立備用隧道的處理，所以現在將僅僅描述其中第一移動節點IlOa建立與第一端路由器 134a的有效隧道的處理。在圖5中，分組流程示了 IPv6移動節點使用IPv4網絡。以 IPv4/IPv6來將第一端路由器13 連接到移動性支持伺服器132。移動性支持伺服器132 可以是IPv4/IPv6雙堆棧伺服器。參考圖5，第一移動節點1 IOa在IPv4通信中向移動性支持伺服器132發送隧道建立請求消息(操作11)。隧道建立請求消息可以具有以下格式，其中指定移動性支持伺服器 132為目的地的IPv4報頭被添加到關於隧道建立請求(例如，包括了有關要建立的隧道的特定條件的隧道建立請求)的信息。
在從第一移動節點IlOa接收到隧道建立請求消息之後，移動性支持伺服器132根據預定的準則來選擇端路由器13 和134b之一(例如，第一端路由器134a)，並且向所選擇的第一端路由器13 發送隧道建立請求消息(操作12)。如果所選擇的端路由器13 擁有多個隧道端地址(如參考圖4所描述的)，移動性支持伺服器132可以選擇一個合適的隧道端地址，並且向所選擇的端路由器13 發送隧道建立請求消息。在接收到隧道建立請求消息之後，所選擇的第一端路由器13 通過所選擇的隧道端地址來生成用於第一移動節點IlOa的IP隧道。響應於該隧道建立請求消息，第一端路由器13 向移動性支持伺服器132發送隧道建立響應消息(操作1 。移動性支持伺服器132在IPv4通信中向第一移動節點IlOa發送隧道建立響應消息(操作14)。隧道建立響應消息也可以具有以下格式，其中指定第一移動節點IlOa為目的地的IPv4報頭被添加到關於隧道建立響應的消息。隧道建立響應消息包括所選擇的第一端路由器13 的所選擇的隧道端地址，例如IPv4地址。第一端路由器13 的IPv4地址用於使第一移動節點 IlOa建立與第一端路由器13 的IP隧道。儘管在圖5中未示出，但是第一移動節點IlOa 使用所接收的IPv4地址來建立與第一端路由器13 的IP隧道。第一移動節點IlOa發送關於相對節點的信息請求消息(操作15)。通過所建立的IP隧道來向第一端路由器13 首先發送信息請求消息。信息請求消息可以具有以下格式，所述格式包括指示了相對節點信息請求的消息、將移動性支持伺服器132指定為最後的目的地的IPv6報頭(IPv6伺服器)、和將第一端路由器13 指定為目的地的IPv4報頭 (IPv4路由器)。第一端路由器13 參考在信息請求消息的IPv6報頭中包含的目的地，以向移動性支持伺服器132發送信息請求消息(操作16)。信息請求消息包括指示了相對節點信息請求的消息和將移動性支持伺服器132指定為目的地的IPv6報頭(IPv6伺服器)。移動性支持伺服器132向第一端路由器13 發送包括了所請求的相對節點的地址的信息請求響應消息(操作17)。信息請求響應消息包括對於信息請求的響應和將第一移動節點IlOa指定為目的地的IPv6報頭(IPv6報頭移動節點)。第一端路由器134通過所建立的IP隧道來轉發信息請求響應消息(操作18)。由於使用了用於IPv6報頭移動節點的隧道，所以信息請求響應消息還包括被添加到從移動性支持伺服器130接收的信息請求響應消息的、將第一移動節點IlOa指定為目的地的IPv4報頭。在建立了與第一端路由器13 的IP隧道和獲取了相對節點的地址信息之後，第一移動節點IlOa通過所建立的IP隧道(有效隧道、或移交時所激活的備用隧道)來向第一端路由器13 發送要轉發到相對節點的消息。第一端路由器13 通過與相對節點建立的另一 IP隧道來向相對節點轉發從第一移動節點IlOa接收的消息。圖6是圖示了包括示範的基於隧穿的移動性支持設備的示範移動性支持系統的視圖。隨著訂戶的數目增加，移動性支持設備230可以以主動和靈活的方式來擴展其容量。 現在，將與參考圖3而描述的示例相比來詳細地描述當前示例。參考圖6，移動性支持設備230包括多個移動性支持伺服器23h、232b和232c以及多個端路由器23^、234b和23 。可以將移動性支持伺服器23h、232b和232c中的每一個以及端路由器2:34a、234b和23 中的每一個配置為在伺服器群(farm) IPv4/IPv6網絡中彼此通信。在當前的示例中，可以根據已預訂了移動支持服務的訂戶的數目或容量來動態地擴展端路由器23^、234b和23 的數目以及移動性支持伺服器23h、232b和232c的數目。移動性支持伺服器230還包括負載平衡器236。該負載平衡器236適於調整移動性支持伺服器23h、232b和232c之間的負載。當從移動節點110接收到隧道建立請求消息時，負載平衡器236選擇移動性支持伺服器23h、232b和232c之一，以基於支持了負載均衡的預定算法(諸如，循環算法或散列(hash)算法)來向移動節點10提供移動性服務。 相應地，當從移動節點110接收到隧道建立請求消息時，負載平衡器236向所選擇的移動性支持伺服器(例如，第二移動性支持伺服器232b)轉發隧道建立請求消息。可以與已經參考圖5而描述的操作12到14相似地執行用於建立IP隧道的剩餘操作。更具體地，移動節點210向負載平衡器236發送隧道建立請求消息(操作21)。負載平衡器236向根據預定準則而選擇的移動性支持伺服器(例如，第二移動性支持伺服器 232b)轉發隧道建立請求消息(操作22)。在從負載平衡器236接收到隧道建立請求消息之後，第二移動性支持伺服器232b基於預定的準則(諸如，可用隧道的數目、業務量、地址前綴或隨機選取)來選擇當前註冊的端路由器23^、234b和23 之一(或者，如果端路由器擁有多個隧道端地址，則選擇隧道端地址)，並且向所選擇的端路由器(例如，第一端路由器234a)轉發隧道建立請求消息(操作23)。第一端路由器23 生成隧道，並且向移動性支持伺服器232b通知隧道生成結果(操作24)。隧道支持伺服器232b向移動節點210 發送對於隧道建立請求消息的響應(即，隧道建立響應消息)(操作25)。隧道建立響應消息包括要建立的IP隧道的端地址，即所選擇的端路由器的隧道端地址。在接收到隧道建立響應消息之後，移動節點210建立到在所接收的消息中包含的IP隧道的端地址的IP隧道。圖7是圖示了在圖6中的移動性支持設備230中包括的移動性支持伺服器23加、 232b和232c中的每一個的操作或處理機制的流程圖。參考圖7，操作101是移動性支持伺服器註冊關於端路由器的信息的處理，以及操作102是移動性支持伺服器管理關於端路由器的信息的處理。更具體地，如果移動性支持伺服器接收到用於添加端路由器的命令，則相應地，移動性支持伺服器附加地註冊端路由器(操作101)。用於添加端路由器的命令可以(但不限於)是由操作員輸入的信號。移動性支持伺服器管理和存儲關於可以與其通信的端路由器的信息(操作102)。該信息用於使移動性支持伺服器選擇和管理端路由器(和隧道端地址)，諸如由每個對應端路由器擁有的隧道端地址的列表或通過每個隧道端地址而建立的隧道的數目。可以以規則或不規則的間隔或通過請求來從每個端路由器傳送該信息。操作103到107圖示了用於支持端路由器和移動節點之間的隧道建立過程的、移動性支持伺服器中的處理或機制。移動性支持伺服器接收隧道建立請求消息(操作103)。 隧道建立請求消息可以(但不限於)是從負載平衡器(參見圖6)接收的消息。移動性支持伺服器基於預定的準則來選擇端路由器之一，以對所接收的隧道建立請求消息進行響應 (操作104)。在操作104中，如果所選擇的端路由器擁有多個隧道端地址，則移動性支持伺服器可以選擇隧道端地址之一。移動性支持伺服器可以例如基於由端路由器使用的隧道的數目、隧道的可用性(例如，業務量)、前綴和/或隨機選取、或其組合來選擇端路由器(或隧道端地址)。另外，移動性支持伺服器可以基於隧道的類型(例如，IPv4上的IPv4、IPv4 上的IPv6、IPv6上的IPv4或IPv6上的IPv6)來選擇端路由器(或隧道端地址)。可以由操作員來確定選擇準則。
移動性支持伺服器向所選擇的端路由器發送隧道建立請求消息(操作105)。端路由器接收隧道建立請求消息，並且建立用於移動節點的IP隧道。移動性支持伺服器從端路由器接收隧道建立響應消息(操作106)，並且向移動節點轉發該隧道建立響應消息(操作 107)。該隧道建立響應消息包括端路由器的IP位址，即IP隧道的端地址。該IP位址用於使移動節點建立與端路由器的IP隧道。圖8是圖示了圖6中的移動性支持設備230中的端路由器23^、234b和23 中的每一個用於管理移動性支持伺服器的機制的流程圖。如上所述，端路由器以TCP來與移動性支持伺服器進行通信，並且考慮到TCP而用作伺服器。參考圖8，端路由器準備TCP連接(操作201)。如果移動性支持伺服器做出TCP連接，則端路由器註冊該移動性支持伺服器(操作20 。在此情況下，端路由器可以在所共享的存儲器中存儲關於移動性支持伺服器的信息，以執行該註冊操作。端路由器通知新移動性支持伺服器已經註冊的消息接收功能(諸如，接收線程)和消息發送功能(諸如，發送線程)。在此情況下，由於消息接收功能和消息發送功能在同一處理器中以線程來進行工作， 所以端路由器可以使用事件信號來通知該消息接收功能和該消息發送功能。在被通知已經註冊了新的移動性支持伺服器之後，當必要時，該消息接收功能和該消息發送功能可以從所共享的存儲器中獲取關於所註冊的移動性支持伺服器的信息， 並且在傳送或接收時使用該信息。更具體地，當從移動性支持伺服器接收到隧道建立請求消息時，該消息接收功能處理所接收的消息，並將隧道信息插入到要用於隧穿的數據面中 (操作204)。為此操作，該消息接收功能(即，接收線程)需要關於所註冊的移動性支持伺服器的信息，以從該移動性支持伺服器接收消息。該消息發送功能(即，發送線程)使用關於所註冊的移動性支持伺服器的信息，以發送隧道建立請求響應消息或用於向移動性支持伺服器通知其狀態的消息，例如保持有效(Ke印Alive)消息。除非實時地通知了新移動性支持伺服器的註冊，否則該消息接收功能將不從移動性支持伺服器接收消息，並且該消息發送功能將不向移動性支持伺服器發送消息或者不實時地發送消息。例如，如果端路由器與利用該端路由器而註冊的單一移動性支持伺服器進行通信，則端路由器根據TCP/IP機制而僅僅等待從所註冊的移動性支持伺服器接收消息。 除非端路由器識別出已經添加了新的移動性支持伺服器，否則該消息接收功能不可以從新移動性支持伺服器接收消息，這是由於該消息不是來自所註冊的移動性支持伺服器。作為結果，該消息接收功能保持等待僅來自所註冊的移動性支持伺服器的消息。如果該消息接收功能如在上述示例中一樣接收到事件信號，則端路由器的消息接收功能可以準備從新移動性支持伺服器接收消息。圖9是圖示了在圖6中的移動性支持設備230中包括的端路由器23^、234b或 234c和移動性支持伺服器23h、232b或232c之間的協議處理的視圖。端路由器通過端路由器的操作員來設置諸如隧道端地址和所支持的隧道類型之類的信息(操作301)。例如，隧道端地址可以是(IPv4上的IPv4或IPv4上的IPv6隧道中的)隧道端IPv4地址。端路由器可以擁有多個隧道端地址。隧道類型信息例如可以是 IPv4上的IPv4、IPv4上的IPv6、IPv6上的IPv4或IPv6上的IPv6。移動性支持伺服器設置其自身的IP位址(操作302)。例如，如果移動性支持伺服器是IPv4/IPv6雙堆棧伺服器，則它設置IPv4和IPv6地址兩者。
端路由器等待TCP連接請求信號(操作30 。同時，如果端路由器從移動性支持伺服器接收到TCP連接請求信號(操作304)，則端路由器通過在所共享的存儲器等中存儲關於移動性支持伺服器的信息來執行註冊過程(操作305)。一旦完成了該註冊，端路由器就發送事件信號，以向其自身的發送和接收線程通知完成的註冊，並且向移動性支持伺服器通知完成的註冊(操作306)。移動性支持伺服器向端路由器發送用於請求隧道端地址信息的消息(操作307)。 作為響應，端路由器向移動性支持伺服器發送包括了隧道端地址信息的隧道端地址響應消息(操作308)。移動性支持伺服器註冊端路由器的所接收的隧道端地址(操作309)。一旦在端路由器和移動性支持伺服器之間完成了該註冊過程，端路由器和移動性支持伺服器兩者就準備向彼此提供服務。端路由器和移動性支持伺服器以規則的間隔來彼此交換保持有效(Ke印Alive)消息，或當必要時，保持監視彼此的狀態(操作310)。在從移動節點或負載平衡器接收到隧道建立請求消息之後，移動性支持伺服器向端路由器轉發隧道建立請求消息，並且向端路由器發送隧道切換請求消息和/或隧道刪除請求消息(操作311)。在從移動性支持伺服器接收到隧道建立/刪除/切換請求消息之後，端路由器建立與移動節點的新隧道，或者刪除或切換所建立的隧道(操作312)。S卩，移動性支持伺服器通過建立、切換或刪除移動節點和端路由器之間的IP隧道來管理IPv6路由。端路由器向移動性支持伺服器發送隧道建立/刪除/切換響應消息(操作313)。當必要時，移動性支持伺服器被關斷，或者向端路由器發送TCP連接關閉 (Connection Close)消息(操作314)。在從移動性支持伺服器接收到TCP連接關閉消息之後，端路由器取消移動性支持伺服器的註冊。在此情況下，端路由器可以發送事件信號， 以向發送和接收線程通知已經取消了移動性支持伺服器的註冊。表1示出了在圖9中的協議處理中在端路由器和移動性支持伺服器之間交換的消息。在表1中，僅僅為了說明性目的而指定了消息。表1[表 1][表格]
權利要求
1.一種用於移動性支持伺服器的基於隧穿的移動性支持方法，該移動性支持伺服器支持具有用於在多個網際網路協議(IP)網絡上進行接入的能力的移動節點的移動性，該方法包括從移動節點接收用於請求建立IP隧道的隧道建立請求消息；向從多個端路由器之中選擇的端路由器轉發所述隧道建立請求消息；以及當從所選擇的端路由器接收到對於該隧道建立請求消息的響應時，向移動節點發送包括所選擇的端路由器的隧道端地址的隧道建立響應消息。
2.根據權利要求1的基於隧穿的移動性支持方法，其中該隧道建立請求消息包括指示了移動節點請求的IP隧道的類型的隧道類型信息，以建立移動節點，並且從支持由該隧道類型信息指示的IP隧道類型的端路由器之中選擇端路由器。
3.根據權利要求1的基於隧穿的移動性支持方法，包括進行到所述多個端路由器中的每一個的傳送控制協議(TCP)連接，並且基於每個端路由器的隧道的數目、可用性和前綴中的至少一個來從所述多個端路由器中選擇一個端路由器。
4.根據權利要求3的基於隧穿的移動性支持方法，其中所選擇的端路由器具有多個隧道端地址，並且其中選擇端路由器之一的步驟還包括基於要針對每個隧道端地址建立的IP 隧道的數目來選擇隧道端地址之一。
5.根據權利要求1的基於隧穿的移動性支持方法，其中允許向除了所述端路由器之外的另一端路由器進行附加的TCP連接。
6.根據權利要求5的基於隧穿的移動性支持方法，還包括進行到該另一端路由器的另一 TCP連接，向該另一端路由器發送註冊請求消息，使得所述另一端路由器能夠註冊移動性支持伺服器，並且從所述另一端路由器接收隧道端地址。
7.根據權利要求1的基於隧穿的移動性支持方法，還包括從每個端路由器接收包括當前狀態信息的消息。
8.一種用於移動性支持設備的基於隧穿的移動性支持方法，該移動性支持設備支持具有在多個網際網路協議(IP)網絡上進行接入的能力的移動節點的移動性，該方法包括從移動節點接收用於請求建立IP隧道的隧道建立請求消息；響應於該隧道建立請求消息，從多個移動性支持伺服器中選擇一個移動性支持伺服器，以控制用於在該移動性支持設備中包括的移動節點的移動性服務；由所選擇的移動性支持伺服器來選擇來自端路由器的一個端路由器的端IP隧道，以建立與在移動性支持設備中包括的移動節點的IP隧道；以及向移動節點發送包括所選擇的端路由器的隧道端地址的隧道建立響應消息。
9.根據權利要求8的基於隧穿的移動性支持方法，其中由在該移動性支持設備中包括的負載平衡器來選擇該移動性支持伺服器。
10.根據權利要求9的基於隧穿的移動性支持方法，其中由所述負載平衡器從移動節點接收隧道建立請求消息，並且所述負載平衡器向根據預定的算法而從所述多個移動性支持伺服器中選擇的一個移動性支持伺服器轉發所述隧道建立請求消息。
11.根據權利要求10的基於隧穿的移動性支持方法，其中所述負載平衡器被配置為使用循環算法或散列算法來選擇移動性支持伺服器。
12.根據權利要求10的基於隧穿的移動性支持方法，其中所選擇的移動性支持伺服器從被TCP連接到移動性支持伺服器的多個端路由器中選擇一個端路由器，向所選擇的端路由器轉發隧道建立請求消息，並且當從所選擇的端路由器接收到對於隧道建立請求消息的響應時，向移動節點發送包括所選擇的端路由器的隧道端地址的隧道建立響應消息。
13.根據權利要求12的基於隧穿的移動性支持方法，其中所選擇的移動性支持伺服器基於每個端路由器的隧道的數目、可用性和前綴中的至少一個來從所述多個端路由器中選擇一個端路由器。
14.根據權利要求13的基於隧穿的移動性支持方法，其中所選擇的端路由器具有多個隧道端地址，並且其中所選擇的移動性支持伺服器還在選擇該端路由器之後基於要針對每個隧道端地址建立的IP隧道的數目來從所述多個隧道端地址中選擇一個隧道端地址。
15.根據權利要求12的基於隧穿的移動性支持方法，其中所述移動性支持設備允許除了所述端路由器之外添加另一端路由器。
16.根據權利要求12的基於隧穿的移動性支持方法，其中所述移動性支持伺服器中的每一個從每個端路由器接收包括當前狀態信息的消息。
17.一種用於支持具有在多個網際網路協議(IP)網絡上進行接入的能力的移動節點的移動性的基於隧穿的移動性支持設備，包括一個或多個移動性支持伺服器，用於如果從移動節點請求IP隧道建立，則選擇從多個 TCP連接的端路由器中選擇的端路由器的隧道端地址，以建立與移動節點的IP隧道，並且向移動節點轉發端路由器的所選擇的隧道端地址；以及所述多個端路由器，用於如果從移動性支持伺服器接收到隧道建立請求消息，則在數據面上通過所選擇的隧道端地址來建立與移動節點的IP隧道。
18.根據權利要求17的基於隧穿的移動性支持設備，包括多個移動性支持伺服器，並且還包括負載平衡器，用於從移動節點接收隧道建立請求消息，當接收到該隧道建立請求消息時、從多個移動性支持伺服器中選擇一個移動性支持伺服器，並且向所選擇的移動性支持伺服器轉發所述隧道建立請求消息。
19.根據權利要求18的基於隧穿的移動性支持設備，其中所述負載平衡器被配置為使用循環算法或散列算法來選擇移動性支持伺服器。
20.根據權利要求17的基於隧穿的移動性支持設備，其中所述移動性支持設備基於每個端路由器的隧道的數目、可用性和前綴中的至少一個來選擇來自所述多個端路由器中的一個端路由器的隧道端地址。
全文摘要
提供了一種用於在異構網絡中支持移動節點的移動性、而與IP版本(IPv4/IPv6)無關的基於隧穿的移動性支持方法和設備。該移動性支持設備包括負載平衡器、多個移動性支持伺服器、和各自被TCP連接到所述移動性支持伺服器中的每一個的多個端路由器。當從移動節點接收到隧道建立請求消息時，負載平衡器從多個移動性支持伺服器中選擇一個移動性支持伺服器，以控制用於該移動節點的移動性服務。所選擇的移動性支持伺服器根據預定的準則來選擇來自所述多個端路由器的一個端路由器的多個隧道端地址，以建立與移動節點的IP隧道，向端路由器轉發隧道建立請求消息，並且向移動節點發送包括所選擇的端路由器的隧道端地址的隧道建立響應消息。
文檔編號H04W48/00GK102273254SQ200980107223
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月23日 優先權日2008年12月4日
發明者全敬杓, 樸平九, 李京浩, 洪性伯, 金奉泰 申請人:韓國電子通信研究院