在未来因特网中利用区域定位点支持移动节点的移动性的系统和方法

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本发明的几个优选实施例。在这些附图中，即使在不同附图中也用相同的附图标记来表示相同或相似的元件。在以下描述中，为了简明已省略了对这里并入的公知功能和配置的详细描述。

本发明提出了使用区域定位点(RAP)的区域MIPv6(RMIPv6)的构想，作为满足LMM条件的MIPv6。该区域定位点是存取路由器中用作移动节点的定位点的存取路由器，并区别于HMIPv6中使用的MAP。

如果移动节点移动到另一存取路由器，则指定当前存取路由器或先前存取路由器作为RAP。包括捆绑高速缓存的RAP将移动节点的LCoA和RCoA捆绑，并在该捆绑高速缓存中登记该捆绑结果。与在HMIPv6中类似，LCoA是表示移动节点的当前位置的转交地址(CoA)，而RCoA是表示定位点的CoA。该RAP截取以该移动节点为目的地的数据包，并将所截取的数据包隧道发送到LCoA，直至该捆绑高速缓存中的捆绑条目被清除。

现在将应用以上构想参考附图来描述MIPv6实现方法。

图2图示了根据本发明实施例的网络拓扑。在该网络拓扑中，AR1(存取网络1)10和AR4 40可用作定位点，即RAP。图3图示了一种用于释放MIPv6的方法，其中假设在与图2所示网络具有相同拓扑的网络中，移动节点从AR110依次移动到AR5 50。在步骤1010，移动节点(MN)从本地代理(HA)70移动到外部网络的AR1 10。该移动节点一旦接收了来自该AR1 10的代理通告，则获取将在该AR1 10中使用的CoA1。同时，该移动节点判定该AR1 10能否作为RAP工作。

在步骤1012，该移动节点向具有CoA1的本地代理70发送捆绑更新(BU)。在步骤1013，该移动节点向与该移动节点自己进行通信的具有CoA1的对应节点(CN)60发送该捆绑更新。也就是说，该本地代理70和对应节点60将CoA1与移动节点的本地地址捆绑，并在其内部捆绑高速缓存中登记该捆绑结果。捆绑更新后的对应节点60将以该移动节点为目的地的数据包直接发送到CoA1。另外，该本地代理70截取以该移动节点的本地地址作为目的地的数据包，并在该对应节点60向该移动节点发送数据包时，直接向CoA1隧道发送所截取的目标。

在步骤1020，该移动节点再次移动到AR2 20。在步骤1021，该移动节点一旦从AR2 20接收到代理通告，就获取将在该AR2 20中使用的CoA2。另外，该移动节点判定AR1 10(先前的AR)是否提供RAP功能。在这点上，该移动节点不仅判定AR1 10是否具有RAP功能，而且判定AR1 10和AR2 20是否位于预定距离范围内。这里，限制这两个AR之间的距离范围，以通过利用较远的AR作为RAP而防止隧道长度变得过度长。这里，基于跳跃计数来判定两个AR之间的距离，并且到可用作RAP的AR的距离范围的限制是例如3跳。然而，应注意也可使用两个路由器之间的实际距离和其它方法。在图2的网络拓扑中，由于AR1 10具有RAP功能，并且AR1 10与AR2 20之间的距离是1跳，所以在AR2 20的移动节点可使用AR1 10作为RAP。这里，为了将AR1 10与具有RAP功能的其它AR区别开来，用RAP1来代表该AR1 10。

同时，应注意在本发明的优选实施例中，可实现位于AR2中的移动节点，从而其利用在传统MIPv6中定义的方法工作，而不利用本发明中提出的MIPv6，即使该AR1提供RAP功能。

在步骤1022，该移动节点指定CoA1为RCoA，指定CoA2为LCoA，并在RAP1中对其进行登记。也就是说，使用由移动节点从该RAP1获取的CoA1作为该RAP1域中的移动节点的RCoA。同时，该移动节点判定AR2 20能否作为RAP工作。在步骤1023-10，作为RAP1工作的AR1 10对分别作为移动节点的RCoA和LCoA的CoA1和CoA2执行捆绑更新，并向该移动节点发送捆绑确认(BA)。结果，该AR1 10作为移动节点的RAP工作。

然而，一旦从AR1 10接收捆绑确认BA失败，则该移动节点以MIPv6中定义的方式工作。在步骤1023-20和1023-21，移动节点通过使用CoA2作为CoA，而将捆绑更新BU发送到本地代理70(1023-20)和对应节点60(1023-21)。如果该移动节点从AR1 10接收包括用于拒绝该捆绑更新BU的拒绝代码的捆绑确认BA，或另一捆绑更新BU没有成功，则该移动节点执行步骤1023-20和1023-21。该拒绝代码遵循该MIPv6规范。

在步骤2010，该移动节点又移动到AR3 30。在步骤2011，该移动节点一旦从AR3 30接收到代理通告，则获取将在AR3 30中使用的CoA3，然后判定其是否能使用AR1 10作为RAP。在图2的网络拓扑中，AR1 10与AR330相距4跳远，超出了距离范围，从而位于AR3 30中的移动节点不能使用AR1 10作为RAP。由于没有以RAP功能支持该移动节点，所以该移动节点以传统MIPv6中定义的方式工作。所以，在步骤2012和2013，通过使用CoA3作为CoA，移动节点捆绑登记在本地代理70(2012)和对应节点60(2013)中的CoA3及其自己的本地地址。同时，移动节点判定AR3 30中是否存在RAP功能。

在步骤3010，该移动节点又从AR3 30移动到AR4 40。该移动节点一旦从AR4 40接收到代理通告，就获取将在该AR4中使用的CoA4，然后判定其是否使用AR3 30作为RAP。这里，由于AR3 30中不存在RAP功能，所以该移动节点不能使用AR3 30作为RAP。所以，在步骤3012和3013，移动节点指定CoA4为CoA，并向本地代理70(3012)和对应节点60(3013)发送捆绑更新BU。同时，该移动节点判定AR4 40中是否存在RAP功能。

在步骤3020中，该移动节点移动到AR5 50。在步骤3021中，该移动节点获取将在该AR5 50中使用的CoA5，并判定其是否能使用AR4 40(先前的AR)作为RAP。在图2中，由于AR4 40中存在RAP功能，并且该AR4 40与该AR5 50相距2跳，所以位于该AR5 50中的移动节点能使用AR4 40作为RAP。这里，为了将其区别于RAP1，用RAP2来代表AR4 40。

在步骤3022，该移动节点指定CoA4为RCoA，指定CoA5为LCoA，并在RAP2中登记它们。同时，该移动节点判定AR5 50能否作为RAP工作。在步骤3023，作为RAP工作的AR4 40对具有移动节点的RCoA和LCoA的CoA4和CoA5执行捆绑更新，其后向该移动节点发送捆绑确认BA。由此，该AR4 40作为移动节点的RAP工作。

然而，当该移动节点没有从AR4 40接收到捆绑确认BA时，该移动节点以MIPv6中定义的方式工作。也就是说，在步骤3023-20和3023-21，该移动节点通过使用CoA5作为CoA，而将捆绑更新BU发送到本地代理70(3023-20)和对应节点60(3023-21)。

到目前为止，已参考图2和3描述了利用RAP的MIPv6的构想。与传统HMIPv6相比，本发明提出的MIPv6具有以下优点。第一，与传统HMIPv6不同，该MIPv6实现了与网络拓扑层无关的RAP，从而在不需要限制网络拓扑的情况下满足了LMM条件。第二，该MIPv6仅使用位于预定距离范围内的AR，从而防止隧道长度的过度增加。第三，该MIPv6使用在先前AR中获取的CoA作为RCoA，从而去除由CoA的获取而引起的开销。

下面的表1中示出了当按照图3所示顺序在存取路由器之间顺序移交移动节点时，在存取路由器的捆绑高速缓存中登记的捆绑条目、根据移动节点位置的本地代理(HA)70和对应节点(CN)60。

表1

图4到6图示了根据本发明的优选实施例为了实现RMIPv6而在移动节点中执行的详细过程。具体说，图4是图示了当移动节点第一次从本地网络移动到外部网络上的存取路由器ARi时，在该移动节点内执行的过程的流程图，而图5是图示了执行第二次移交的移动节点第一次建立RAP的过程的流程图。此外，图6是图示了当移动节点执行第三次或随后的移交时，在该移动节点内执行的过程的流程图。为了便于说明，按照移动节点的移动顺序而划分这些附图。

参考图4，将说明当移动节点第一次从本地网络移动到外部网络上的存取路由器ARi时，利用该移动节点第一次发现RAP的过程。

在步骤110，该移动节点判定其是否已从本地网络移动到外部网络上的存取路由器ARi。也就是说，该移动节点判定其是否已从本地代理移动到外部存取路由器ARi。如果该移动节点已移动到外部存取路由器ARi，则在步骤120，该移动节点从当前存取路由器ARi获取CoAi。这里，可用普通有状态(stateful)方法或无状态(stateless)方法获取CoAi。

在步骤130，该移动节点判定在该存取路由器ARi中是否存在RAP功能。如果该ARi具有RAP功能，则在步骤140，该移动节点指定ARi为fRAP。然而，如果该ARi中不存在RAP功能，则在步骤141，该移动节点指定fRAP为空。这里，该fRAP是表示当该移动节点移动到另一存取路由器时紧靠之前的存取路由器ARi能否用作RAP的参数，并且该移动节点通过分配存储器的特定区域而管理该fRAP。

在步骤150，该移动节点请求本地代理和对应节点捆绑更新当前CoAi及其自己的本地地址，然后结束RAP设置。

参考图5，将描述当移动节点执行第二次移交，即移动到ARj时，在该移动节点中执行的过程。

在步骤200，该移动节点被移交到外部网络上的存取路由器ARj，并从外部网络上的当前存取路由器ARj或当前外部存取路由器获取CoAj。在步骤210，该移动节点判定是否存在fRAP，即提供RAP功能的先前存取路由器。如果存在fRAP，则该移动节点在步骤220判定先前存取路由器fRAP和当前存取路由器ARj之间的距离是否落入预定范围内。这是为了防止由于RAP和当前移动节点之间的距离过长而导致隧道长度过度增加。

如果满足fRAP的距离条件，则在步骤230，该移动节点分别将在fRAP中获取的CoA和CoAj指定为RCoA和LCoA。在步骤240，该移动节点捆绑更新在fRAP中所指定的RCoA和LCoA，然后在步骤250判定是否从fRAP接收了捆绑确认BA。如果接收了BA，则fRAP开始为该移动节点提供RAP功能。所以，在步骤260，为了将fRAP指定为当前定位点，该移动节点指定fRAP为cRAP，然后进行到步骤400。与fRAP类似，cRAP是由移动节点通过分配存储器的特定区域而管理的参数。

在步骤400，该移动节点判定当前存取路由器ARj能否作为下一存取路由器RAP工作。这是为了判定当下一存取路由器不能使用当前定位点cRAP，即提供RAP功能的当前存取路由器时，当前存取路由器ARj能否用作定位点。作为在步骤400的判定结果，如果在ARj中存在RAP功能，则该移动节点在步骤410指定ARj为fRAP，并在步骤420结束RAP设置过程。然而，如果在ARj中不存在RAP功能，则该移动节点在步骤411将该fRAP设置为空。

同时，如果fRAP在步骤210为空，即如果在先前存取路由器中不存在RAP功能，或如果在步骤220判定即使在先前存取路由器中存在RAP功能，具有RAP功能的先前存取路由器和当前存取路由器ARj之间的距离太远，从而不能从先前存取路由器为该移动节点提供RAP功能。另外，即使当在步骤250没有从fRAP接收BA时，不能从先前存取路由器为该移动节点提供RAP功能。在这种情况下，该移动节点进行到步骤310，其中它向本地代理和具有CoAj的对应节点发送捆绑更新BU，并按照传统MIPv6中定义的方法工作。

接下来，参考图6，将描述当移动节点执行第三次移交，即移动到ARk时所执行的操作。

在步骤500，该移动节点移动到另一外部网络，并从该外部网络的存取路由器ARk获取CoAk。在步骤510，该移动节点判定是否存在cRAP，即当前定位点。如果存在cRAP，则在步骤520该移动节点判定cRAP和当前存取路由器ARk之间的距离是否落入预定范围内。这是为了防止由于cRAP和当前移动节点之间的距离过长而导致隧道长度过度增加。

作为步骤520的判定结果，如果满足cRAP的距离条件，则在步骤610，该移动节点分别将在cRAP中获取的CoA和CoAk指定为RCoA和LCoA。在步骤620，该移动节点捆绑更新在cRAP中所指定的RCoA和LCoA，然后进行到步骤900。

然而，作为步骤520的判定结果，如果cRAP不存在或不满足距离条件，则在步骤710，该移动节点判定先前存取路由器能否用作定位点。也就是说，判定是否存在fRAP。如果如图5所示存在fRAP，则在步骤720该移动节点判定fRAP和当前存取路由器ARk之间的距离是否落入预定范围内。作为判定结果，如果fRAP满足距离条件，则在步骤730，该移动节点分别将在fRAP中获取的CoA和CoAk指定为RCoA和LCoA。在步骤740，该移动节点捆绑更新在fRAP中所指定的RCoA和LCoA，并在步骤750判定是否从fRAP接收了该捆绑更新的响应BA。如果接收了该BA，则该fRAP开始为该移动节点提供RAP功能。所以，在步骤760，该移动节点指定fRAP为新cRAP，然后进行到步骤900。此刻，由于必须释放先前cRAP的捆绑登记，所以该移动节点将捆绑更新消息的寿命字段设置为“0”，然后将该捆绑更新消息发送到该先前cRAP。

在步骤900，该移动节点判定当前存取路由器ARk能否作为下一存取路由器中的RAP工作。作为判定的结果，如果在ARk中存在RAP功能，则该移动节点在步骤910指定fRAP为ARk，并在步骤920结束该RAP设置过程。然而，如果在ARk中不存在RAP功能，则该移动节点在步骤911将该fRAP指定为空。

同时，如果fRAP在步骤710为空，即如果在先前存取路由器中不存在RAP功能，或如果在步骤720判定即使在先前存取路由器中存在RAP功能，具有该RAP功能的先前存取路由器和当前存取路由器ARk之间的距离也太远，从而不能从先前存取路由器为该移动节点提供RAP功能。另外，即使当在步骤750没有从fRAP接收BA时，仍不能为该移动节点提供来自先前存取路由器的RAP功能。在这种情况下，该移动节点进行到步骤810，其中它向本地代理和具有CoAk的对应节点发送捆绑更新BU。此刻，该移动节点将捆绑更新消息的寿命字段设置为“0”，然后将该捆绑更新消息发送到cRAP，从而释放该cRAP中登记的捆绑。然而，在步骤510判定不存在cRAP，不必取消cRAP中的登记。

图7图示了根据本发明实施例的在结合图3所述建立的基于MIPv6网络中，到与AR5 50相连的移动节点51数据包发送流。具体说，图7图示了在执行路由优化之前，从对应节点60到移动节点51的数据包流。也就是说，在图7的数据包流中，在对应节点60还没有设置对移动节点51的捆绑，并经由本地代理70发送该移动节点51的数据包。

在步骤701，期望向移动节点51发送数据包的对应节点60分别指定数据包报头的源和目的地为对应节点60和移动节点51，然后向移动节点51发送该数据包。在步骤703，该本地代理70截取所发送的数据包，该数据包以该本地代理自己管理的移动节点51为其目的地。该本地代理70将本地代理70指定为源而将RCoA指定为目的地，来封装该数据包的外部报头，并将数据包发送到RAP2 40。当该移动节点51移动到作为RAP2 40的AR4时，该RCoA是作为RAP2 40的CoA的CoA4，在移动节点51的请求下，该RCoA先前在本地代理70中和移动节点51的本地地址捆绑登记。

在步骤705，该RAP2 40接收数据包。该RAP2 40去除所接收数据包的外部报头，并将LCoA指定为目的地而将RCoA指定为源，来再次封装报头。其后，在步骤707，该数据包通过与其相连的AR5 50被隧道发送到该移动节点51。这里，当移动节点51移动到AR5 50时，在RAP2 40中捆绑更新该LCoA和RCoA。

图8图示了在完成对应节点60的路由优化之后，从对应节点60向移动节点51发送的数据包流。

在步骤801，该对应节点60指定该对应节点60作为数据包报头的源，并指定该移动节点51的CoA作为该数据包报头的目的地，将该移动节点51的本地地址附在传递报头上，并将该数据包发送到该移动节点51。这里，指定为目的地的移动节点51的CoA是移动节点51的当前RCoA，即当该移动节点51移动到RAP2 40时，在对应节点60中与移动节点51的本地地址一起捆绑更新的CoA4。在步骤803，该RAP2 40截取该数据包，并指定移动节点51的LCoA作为该数据包报头的目的地，并指定RAP的地址作为数据包报头的源。这里，LCoA是从移动节点51当前所在的AR5 50中获取的CoA5，而RCoA是从RAP2 40中获取的CoA4。与图7不同，在路由优化后，来自对应节点60的数据包不经过该本地代理70。最后，在步骤805，该数据包再次经由AR5 50隧道发送到移动节点51。

如上所述，本发明可通过利用定位点实现MIPv6而克服作为HMIPv6的缺点的网络拓扑的固定。另外，本发明通过仅使用位于预定距离范围内的存取路由器作为定位点而防止隧道长度的过度增加。而且，本发明使用从先前存取路由器中获取的CoA作为RCoA，从而消除了由RCoA的获取而引起的开销。

尽管已参考特定优选实施例展示和描述了本发明，但本领域普通技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出各种形式和细节的改变。