专利名称：一种移动IPv6节点远程动态配置家乡地址的方法
技术领域：
本发明涉及移动IP(Internet Protocol)技术，特别是一种移动IPv6节点远程动态配置家乡地址的方法。
背景技术：
在当前移动IPv4(Mobile Internet Protocol Version 4)和移动IPv6(MobileInternet Protocol version 6)中，家乡地址是移动节点永久的单播可路由地址，即移动节点的家乡链路和家乡地址是永久和固定的。只有当移动节点的家乡链路有多个IP子网前缀或者IP子网前缀主动发生变化的情况下，家乡地址才有变化的可能。
移动节点离开家乡后，所有目的地为移动节点家乡地址的报文都要首先发往移动节点的家乡链路，再将该报文重定向到转交地址。即使在IPv6路由优化模式下，通信初期的报文都是先发往家乡链路的。在实际应用中，绝大多数通信会话的生命周期都相对短暂。一般来说，移动节点的接入点和移动范围是分阶段相对固定的，而一直处于持续不断移动中的移动节点非常少，特别是大范围地持续移动的移动节点更是非常少，所以如果采用永久固定的家乡链路和家乡地址，会造成信令交换的开销很大和降低网络的效率，而且用户的漫游费用也很高，不利于运营商的扩展。
为减少跨域的移动IP信令交互开销和延时，目前的分层移动IPv6(HMIPv6)技术引入了接入路由器、移动锚点、区域转交地址、分层移动IPv6节点、链路转交地址和本地绑定更新的概念。图1所示为HMIPv6技术中移动节点移动示意图。HMIPv6技术向家乡代理和通信节点隐藏了移动节点的局部移动，从而使绑定更新等信令处理本地化，减少了域间绑定更新的信令开销。在HMIPv6技术中，把移动IP网络按照网络拓扑分为一个个的移动管理域，每个域由一个或者多个的移动锚点来管理，移动锚点作为移动节点的一个本地家乡代理。当移动节点在一个移动锚点所管理的域内移动时，它有两个转交地址，分别是区域转交地址(RCoA)和链路转交地址(LCoA)。移动节点在不同的无线接入路由器(AR)子网中有不同的LCoA，但是只要移动节点在同一个移动锚点的管理域内，该移动节点的RCoA不变。这样，当移动节点在该域内移动时，只需要向该域的移动锚点发送LCoA和RCoA之间的绑定更新消息。而对于家乡代理和通信节点来说，移动节点仍然以不变的RCoA与他们通信。移动锚点截获来自通信节点和家乡代理发给移动节点的报文，并根据RCoA从本地化绑定消息中找到移动节点当前的LCoA，然后转交报文给移动节点。只有当移动节点在不同的移动锚点管理域之间切换时，才需要向家乡代理和通信节点发送家乡地址和RCoA的绑定更新消息。
在HMIPv6技术中，所有目的地为移动节点家乡地址的报文仍然要先发往家乡代理，再重定向到移动锚点，然后再重定向到外地链路接入路由器，最后转发给移动节点。而且由于通信节点是不断变化和预先只记忆移动节点的家乡地址，所以即使在IPv6路由优化模式下通信初期的报文都是先发给家乡代理。HMIPv6技术仍然假定了移动节点的家乡地址和家乡代理的永久性和固定性。实际上，用户要求在跨域移动中保持会话不中断的需求占总通信量的比例很少，而在跨域移动时，很多人却会关闭通信设备。所以HMIPv6技术所节约的信令开销远远小于其所引入的复杂性。
同时，在当前移动IPv4和移动IPv6中，并没有涉及到对家乡地址和移动节点移动性的初始化，而是假定移动节点曾经被连接在家乡链路上，并已静态获得了家乡地址配置和使用授权。移动节点被假定授权为永久具有移动性。在实际应用中，当移动节点不在家乡链路时可能会有远程动态获得家乡地址配置和授权的需求。例如移动IPv6节点在IPv4接入网中时可能会有与IPv6网络通信的需求；部署集中式家乡代理时，不一定所有的移动IPv6节点都连在家乡链路上，此时需要动态生成家乡地址并获得认证和授权；移动IPv6节点在用户使用中应该可以关闭或临时启动漫游功能，不一定永久需要开启漫游支持。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提出一种动态配置家乡地址的方法，当移动节点不在家乡链路上时，远程动态初始化家乡地址并获得认证授权。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样的一种移动IPv6节点远程动态配置家乡地址的方法，包括以下步骤A、移动IPv6节点在当前接入地接入网络，并获得转交地址；B、所述移动IPv6节点获得家乡代理的地址，根据家乡代理的地址选定家乡代理；C、家乡代理向所述移动IPv6节点分配家乡地址；D、将所述移动IPv6节点获得的家乡地址和转交地址绑定注册；E、如果转交地址变化，则进行绑定更新。
所述步骤A进一步包括，移动IPv6节点接入网络后，将用户网络接入标识和终端接口标识发送给接入服务器进行接入认证。
步骤A所述的获得转交地址为自动配置获得转交地址或通过DHCP协议获得转交地址。
步骤A和B之间进一步包括，将用户网络接入标识和终端接口标识发送给家乡代理，对移动IPv6节点进行家乡认证。
步骤B所述的获得家乡代理的地址的方法为通过对移动IPv6节点进行家乡认证的授权消息获得家乡代理的地址。
步骤B所述的获得家乡代理的地址的方法为移动IPv6节点主动查询其家乡代理的地址。
在步骤A前进一步包括以下步骤
A1、按网络拓扑划分IP网络为不少于两个的移动管理域，其中每个所述移动管理域至少包含有一个IP子网，每个所述移动管理域中有不少于一个的家乡代理，指定可供用户漫游时选择的家乡代理；A2、用户从一个移动管理域漫游到另一个移动管理域。
步骤A1所述用户指定可供选择的家乡代理为用户指定常驻地的家乡代理，步骤B所述的获得家乡代理的地址为获得所述用户常驻地选项中的第一个家乡代理的地址，或获得所述用户常驻地选项中离用户最近的一个常驻地的家乡代理的地址。
步骤C所述的家乡代理向所述移动IPv6节点分配家乡地址为家乡代理通过DHCP机制为移动IPv6节点分配与终端接口标识无关的家乡地址，或者家乡代理用终端接口标识和家乡代理前缀生成移动IPv6节点的家乡地址。
所述的家乡代理集中部署在边缘路由器、或集中部署在宽带接入服务器、或分布部署在接入路由器。
从以上技术方案可以看出，本发明中移动IPv6节点在上电后接入网络时进行接入认证，在接入认证通过后，首先获得接入地的转交地址，然后获得家乡代理的任播地址或者单播地址，再通过家乡认证授权获得家乡地址，并将家乡地址和转交地址绑定注册，而且当转交地址变化时进行绑定更新。因此本发明实现了当移动IPv6节点不在家乡链路上时远程动态初始化家乡地址并获得认证授权的需求。例如满足了当移动IPv6节点在IPv4接入网中与IPv6网通信时，远程动态初始化家乡地址并获得认证授权的需求；满足了部署集中式家乡代理时，不一定所有移动IPv6节点都连在家乡链路上，需要动态生成家乡地址并获得认证和授权的需求；满足了移动IPv6节点在使用中临时开启或者关闭漫游功能的需求。
同时，当移动IPv6节点移动到新的移动管理域时，通知用户漫游到新的移动管理域和向用户通知该新的移动管理域的本地家乡代理地址或者让用户选择设定的常驻地的家乡代理，可让用户选择是否切换到这些本地家乡代理上，实现了移动IPv6节点远程动态家乡地址的切换，从而优化了路由，提高了跨域漫游时的通信效率，降低了漫游费用。
同时，移动IPv6节点的家乡地址是针对用户分配而不是针对终端分配，终端的网络接入标识与用户无关或与终端硬件信息无关，用户的家乡地址认证授权与终端硬件信息无关，从而利用移动IPv6机制，用户在使用任何支持移动IPv6的终端通信时，其它通信节点或者通信用户都可以通过用户注册的家乡地址找到该用户，进而实现了与终端硬件无关的用户移动性。
图1为现有的HMIPv6技术中移动节点移动示意图。
图2为本发明一实施例的移动节点域内移动和域间移动示意图。
图3为本发明一实施例的远程动态配置家乡地址的流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明的主要思想是移动IPv6节点在上电接入网络时，先在接入地接入认证并获得转交地址，然后获得家乡代理地址并通过家乡认证授权获得家乡地址，再将所获得的家乡地址和转交地址绑定注册，并且当转交地址变化时进行绑定更新。
图1为本发明一实施例的域内移动和域间移动示意图。如图1所示，可将IP网络按照网络拓扑分为一些移动管理域，其中每个移动管理域至少含有一个IP子网，而每个移动管理域由一个或者多个家乡代理来管理IP移动性。家乡代理的功能可以部署在域的边缘路由器(ER)或者宽带接入服务器(BAS)上，也可以将家乡代理的功能分布地部署在接入路由器上，在核心网域内不部署家乡代理。为了管理移动IP节点的用户信息，在移动IP网络上部署移动管理系统。移动节点可通过短消息、WWW、语音电话等上层应用或者直接到营业厅随时开通或者关闭漫游功能。在开通漫游功能时，用户给出终端接口标识、用户网络接入标识、常驻地选项(1～N个)、漫游范围(市内/省内/国内/全球)等有助于移动管理的用户信息，并存储这些信息在移动管理系统。指定可供移动节点漫游时选择的家乡代理，例如选择用户和提供商在服务条款中达成一致的家乡代理，其中可将用户所给出的常驻地的家乡代理作为供移动节点漫游时选择的家乡代理。移动管理系统可将这些信息按照移动范围分级管理。
图3为本发明一实施例远程动态配置家乡地址的流程图。如图2所示，包括以下步骤步骤301移动IPv6节点在当前接入地接入认证并且获得转交地址。
移动IPv6节点上电后接入网络时进行接入认证，将用户网络接入标识和终端接口标识发送给接入服务器获得接入授权，通过自动配置或者DHCP协议获得转交地址。对于移动IPv6节点来说，转交地址只是移动IPv6节点的临时IP地址，接入服务器需要和移动管理系统交互进行接入认证授权。
步骤302移动IPv6节点获得家乡地址的单播地址或者任播地址。
移动管理系统可在所指定的供移动节点漫游时选择的家乡代理中选择一个家乡代理，例如在用户指定的常驻地选项中选择第一个常驻地的家乡代理，然后将所选择的家乡代理的任播地址或者一个指定该家乡代理的单播地址携带在接入授权消息中返回移动IPv6节点。或者选择常驻地中一个离转交地址最近的常驻地X，然后将所选择的离转交地址最近的常驻地X的家乡代理的任播地址或者一个指定该家乡代理的单播地址携带在接入授权消息中返回移动IPv6节点。移动节点通过接入认证的授权消息或者通过主动查询等方法，可获得家乡代理的任播地址或者单播地址。如果返回给移动节点的是任播地址，移动节点可通过执行家乡代理地址发现流程获得家乡代理列表并选择其中的一个家乡代理。
步骤303通过家乡认证授权获得家乡地址。
移动IPv6节点与所选家乡代理之间创建安全关联，然后进行家乡认证授权过程。在移动IPv6节点与所选的家乡代理之间创建安全关联后，移动IPv6节点将用户网络接入标识和终端接口标识发送给家乡代理以请求家乡认证和家乡地址，家乡代理与移动管理系统交互进行家乡认证和授权。家乡认证通过后，家乡代理可以用DHCP机制为移动IPv6节点分配一个与终端接口标识无关的家乡地址，或者用终端接口标识和家乡代理前缀生成移动IPv6节点的家乡地址，然后将生成的家乡地址携带在家乡授权消息中返回给移动IPv6节点。
步骤304家乡地址和转交地址绑定注册。
移动IPv6节点配置家乡地址，然后向家乡代理发送“Binding Update”消息实现绑定注册。
步骤305转交地址变化时进行绑定更新。
当移动IPv6节点在一个移动管理域内移动时，如果转交地址发生了变化，则移动IPv6节点立刻向家乡代理发送“Binding Update”消息进行绑定更新。
基于以上的移动IPv6节点远程动态家乡地址配置方法，通过转交地址变化时进行绑定更新可实现移动IPv6节点在一个移动管理域内的漫游。同样，基于以上的移动IPv6节点远程动态家乡地址配置方法，当移动IPv6节点移动到新的移动管理域时，移动IPv6节点还可以动态切换自己的家乡链路和家乡地址，此时家乡地址的含义便演变为“移动节点在一段时间内固定的单播可路由地址”。
当移动IPv6节点移动到新的移动管理域时，在步骤301的接入认证过程后可返回离当前转交地址最近的常驻地的家乡代理的地址，此时常驻地为Y，而不是X。移动IPv6节点可设为自动切换到该常驻地Y的家乡代理，或者提示用户，再由用户手动选择是否切换到该常驻地Y的家乡代理。在步骤301的接入认证过程后也可返回第一个常驻地的家乡代理的地址。为使移动IPv6节点的家乡地址切换事件能够及时通知到网络上的其它通信节点，接入服务器、家乡代理和移动管理系统需要更新网络中的DNS条目或者目录服务器条目等，以便其它通信节点可以找到该移动IPv6节点。同时，为了防止家乡地址的切换过频而造成网络负担和混乱，移动管理系统可以控制两次切换的最短时间间隔。
基于以上的移动IPv6节点远程动态家乡地址配置方法，还可实现与终端无关的用户移动性。用户可以使用任意临时支持移动IPv6的终端，让网络上其它用户找到自己。终端的网络接入认证授权与用户无关，用户在使用某终端时，假定该终端已经接入到网络中，或者终端的网络接入认证授权并不绑定MAC地址等终端硬件标识，而只验证用户身份标识；移动管理系统只存储与终端硬件无关的用户身份信息、若干常驻地选项和漫游范围；用户主动向移动管理系统发起查询，获得离当前位置最近的常驻地的家乡代理任播地址或者单播地址；用户当前使用的终端与家乡代理之间建立安全联盟，进行家乡认证并获得家乡地址，而认证所用的信息与终端硬件无关；在当前使用的终端上配置该家乡地址，然后向家乡代理发送“Binding Update”消息实现家乡地址和转交地址的绑定注册；家乡代理和移动管理系统负责更新目录服务器中的用户身份标识与家乡地址的映射关系，使得其它通信节点知道该用户在线并且能够找到该用户。总之，移动IPv6节点的家乡地址是针对用户分配而不是针对终端分配。终端的网络接入认证授权与用户无关或与终端硬件信息无关，用户的家乡认证授权与终端硬件信息无关，所以，利用移动IPv6机制，用户在使用任何支持移动IPv6的终端进行通信时，其它通信节点或者通信用户都可以通过用户注册的家乡地址找到该用户，从而实现与终端硬件无关的用户移动性，进而使得没有私有终端的用户也可以享受游牧级的移动性和无处不在业务。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种移动IPv6节点远程动态配置家乡地址的方法，其特征在于，包括以下步骤A、移动IPv6节点在当前接入地接入网络，并获得转交地址；B、所述移动IPv6节点获得家乡代理的地址，根据家乡代理的地址选定家乡代理；C、家乡代理向所述移动IPv6节点分配家乡地址；D、将所述移动IPv6节点获得的家乡地址和转交地址绑定注册；E、如果转交地址变化，则进行绑定更新。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括，移动IPv6节点接入网络后，将用户网络接入标识和终端接口标识发送给接入服务器进行接入认证。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤A所述的获得转交地址为自动配置获得转交地址或通过DHCP协议获得转交地址。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A和B之间进一步包括，将用户网络接入标识和终端接口标识发送给家乡代理，对移动IPv6节点进行家乡认证。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤B所述的获得家乡代理的地址的方法为通过对移动IPv6节点进行家乡认证的授权消息获得家乡代理的地址。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤B所述的获得家乡代理的地址的方法为移动IPv6节点主动查询其家乡代理的地址。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A前进一步包括以下步骤A1、按网络拓扑划分IP网络为不少于两个的移动管理域，其中每个所述移动管理域至少包含有一个IP子网，每个所述移动管理域中有不少于一个的家乡代理，指定可供用户漫游时选择的家乡代理；A2、用户从一个移动管理域漫游到另一个移动管理域。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤A1所述用户指定可供选择的家乡代理为用户指定常驻地的家乡代理，步骤B所述的获得家乡代理的地址为获得所述用户常驻地选项中的第一个家乡代理的地址，或获得所述用户常驻地选项中离用户最近的一个常驻地的家乡代理的地址。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述的家乡代理向所述移动IPv6节点分配家乡地址为家乡代理通过DHCP机制为移动IPv6节点分配与终端接口标识无关的家乡地址，或者家乡代理用终端接口标识和家乡代理前缀生成移动IPv6节点的家乡地址。
10.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的家乡代理集中部署在边缘路由器、或集中部署在宽带接入服务器、或分布部署在接入路由器。
全文摘要
本发明公开了一种移动IPv6节点远程动态配置家乡地址的方法，包括以下步骤移动IPv6节点接入接入地，获得转交地址；获得家乡代理地址；获得家乡地址；将所获得的家乡地址和转交地址绑定注册；当转交地址变化时进行绑定更新。应用本发明所提供的方法可实现当移动IPv6节点不在家乡链路上时远程动态初始化家乡地址并获得认证授权的需求。本发明还实现了移动IPv6节点远程动态家乡地址的切换，优化了路由，提高了跨域漫游时的通信效率，降低了漫游费用。本发明还实现了与终端硬件无关的用户移动性。
文档编号H04W8/26GK1697548SQ20041004423
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月14日 优先权日2004年5月14日
发明者刘恩慧 申请人:华为技术有限公司