专利名称：在移动ip系统中路由分组的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种tt^iik^由IP网络以及更特别地经由路由选择鄉各由分组 的方法、装置和系统。
背景技术：
基于EP的MT网络平台(从现,叫IP2)是支持具有路由最佳化以及JM 私密的终端移动性的网络架构。IP2的基本原理是网络控制平台(NCPF)和IP骨 干(EP-BB)的分离，前者控制后者。IP-BB包括IP路由器，其具有附力啲分组处 理特征，例如地址转换。NCPF包括信令服务器，其智育fet也命令IP-BB实体。
移动终端(或者移动节点^MN)被分lfl^取IP地址形式的永久终端标识符。此 外副被分配移动终端附着至啲接入路由器(AR)处的路由地址。该路由地;tiJ^t 于MN的4體来说是特定的，因此为了支J射體私密，路由i舰不应当被泄露给 其他固。当MN移动到另外AR时，A人新AR处可得到的路由地址池(address pool) 中将新的路由地址分配翁亥MN。在MN的终端标识符0Pha，作为"IP归属地 址")和MN的路由器地址(IPra，作为"IP路由地址")之间的绑定是由AR 传，IJNCPF。更特别地该ifet止M^^i亥MN的受访路由管理器(VRM)，其 管理MN在访问网络中的移动。该VRM，依次通知归属路由管理器(HRM)有 关访问的MN的IPra。
例如,当MN (MN1)希望向另一个MN (MN2)发送分组时，MN1 4OT MN2的EPha作为分组中的目的地址并且向其AR (AR1)，该分组。AR1 (被 标识为发送的AR)检测到^^且被寻址到IP"画且询问NCPF，更特别地询问MN2 的HRM有关MN2的IPra。 HRM响应并且MN2的IPra和MN2的IPha—起存 储在AR1中。然后，该分组的目的i魁止(MN2的IPha)被MN2的IPra取代并且 源地址(MN1的IPha)被MN1的EPra取代。该操作被称作地址转换。该分组然 后使用传统的IP转发被传，ij拥有MN2的IPra的节点(AR2) 。 AR2 (接收AR) 然后将分组的目的地址和源:t舰分别替代回MN2和画l的IPha。最终AR2传送该分组到MN2。
IP2的重要功能是AR通知。无论何时MN2移动到新的AR，该新的AR为 MN2分配新的IPra并皿知VRM关于该新的IPra。然后VRM更新HRM，其 依次更新AR1。实际上，HRM更新所有具剤^H1^^合MN2的MN的AR。 也就是说，当AR询问HRM关于MN1的IPra时，HRM存f者洵问AR的标识并 且当顧l的IPra改变时，HRM更新所有相关的AR。劍门把这种行为定义为AR 被预订用于更新特定的IP2终端标识符。每次AR査询关于HRM处的LP2的终端 标识符导致AR在给定的HRM上被预订用于给定的IP2的终端标识符。
为了斷氏这样更新的频率，VRM可以在画2的受访网络中配置锚(ANR)。 ANR还为MN1分配路由地址，这然后被VRM用于更新HRM。因而当MN1向 MN2发送分组时，由ANR为MN2分配的IPra被ARl {OT。当这，组至'J达 ANR时，该AMM柳由AR2为MN2分配的IPra^(戈目的i舰。然后该分组使 用传统的IP转发进一步从ANR传，lj AR2。 AR2转换目的地址和源地址回到 MN2的IPha并且将该分组就像不存在ANR似的传j^合MN2。无i針刀换何时发 生，VRM通知ANR关于新的AR为MN分配的新IPra。相反，因为由ANR分 配的IPra未改变所以不通知HRM。因此，具有发逛U MN2的MN的AR还需要 不被通知切换。HRM (和因此AR)仅当ANR改变时更新。由于路〗5g佳化或负 载平衡可能有意地发生，或者当当前ANR ^C以及另一个lfe^择时可能无意地发 生。
发明内容
本发明为在切换时出现的基本问题提供解决方案。在某个时刻路由管理器 (VRM和HRM的结合)需要同时配置多个实体。如果这些更新以错误的顺序发 生，贝何能发生路由循环、错i^各由或黑洞。
由于EP2是非常近的发展，还没有公布i^问题的解决方案。然而，存在一 些相关的方法。
从路由的角度，移动性是拓扑改变。具有固定标识符(MN和其IPha)的实 体移动到拓扑地图的不同部分。该拓扑改变然后在网络实体之间分布。本发明的 问题是更新分布的计时。如果某节点比其他节点抢先接收至瞻息，贝U临时矛盾可 能ffi 各由系统中M。这可能导致循环和/或不育,lJ。传统的ip路由协irr具拓扑不同地改变。然而，其中大部分在实际路由元
素自身控制且路由中是普通的。相反，在n^中由RM做出决定并且它们远程控制
路由器。
如果节点移动，IP距离向量协议同时从旧的和新的附着点分别开始分布节点 的离开和出现。在这些改变向潜在资源传播的期间，分组可以循环或目的节点可 能不可达到。对抗该计时的主要工具是传播其自身。由于改^/人其改变的位置向 外传播，越相关(近)节点获得通知越快。虽然传播和其计时不协调，但是其提 供某一保护。由于被称作计数到与通知计时不相关的无限大的影响，路由循环同
样可以临时发生。另外，使用DUAL算法的(特别是，增强内部网关路由协议 EIGRP)距离向量协议防止计数到无限大并且当M更长的不可达到时因此无穷 大。3Mil向接受可能产生循环的新路由的保守来实现。
链接状态协议(更特别地，开放最短路径优先OSPF)分布拓扑改变并且 然后计算路由。拓扑改变也在扩展圈中以不协调的方式在改，边分布。如果拓 扑改变到达某节点比到达其他节点决，贝i擺环和路由失败(可能是不可超IJ)可 能发生。不存在己知的工作区。
上j^解决方案仅在路由改变时部分处理计时问题。特别的在EP2的情况下， 路由更新需要在切换之后同时被发澄合多个实体。 -IP删除(IPD)被^^诉多动MN的旧AR。 -IP更新(IPU)被^I诉多动固的新AR。
各种竞争劍牛可以从就的消息中发生。最近的传送可以是控制消息损失的 结果。在这样的情况下没有确认被接收，发送者超时并M^:该消息。然而，这 可能导致在传送消息中巨大的延ifi。
如果到新AR (nAR)的IPU是最近的，分组到达MN新的路由i魁止，而nAR 不知道该如何处理分组。皿一步，寻址到其X^t^本的分组从MN到达。nAR将 不知道相应的路由地址将不转发该分组。虽然这样的分组的^l寸織多通过抑制从 MN的切换完 知(i^活确认)而被阻止，当MN不完全兼容时其可能发生。
本发明描述了一种^i^tt^人移动实体路由分组的方法、装置和系统，其包括 步骤魏路由拓扑改变的分布，缓冲来自法往移动实体的分乡胆到分布完成，
以及在分布完成之后释放缓冲的^ia。
从而，在路由实体中WAM冲单元和释放单元使得当移动实体从另一个路由实体切换时能够解决竞争割牛。缓冲单元缓冲寻址到路由地址的分组，该路由地 址被分配至幡动实体和/或从移动实体到相应实体的分纟胆到从移动实体的移动 性管理f^妾收到响应。释放单元在响应被接收之后释放该分组。
MiS—步，由于在新AR中所有需要的信息者阿用，^/人移动性管理 的 响应到ife前到&新AR的下份淑紛组育,被转发给MN。由于，需要等待 来自移动性管理器的响应转发该分组，该早期转划军决了竞争条件。
在原始H^中，絲自移动性管理器的响应之前至哒的所有用户 分组都 被丢弃。
本发明的其他特征和优点将要结合附图Sil下面的描述而变得显而易见，在 齡附图中相似的参考椒己悉于相同或相似的部分。
下列详细的描述结合附图提供了本方法、装置和系统的概观，其中
图1示出了本发明ttite用到的典型移动通信系统的概狐
图2示出了实施例的典型信号序列；
图3示出了另-个实施例的典型信号序列；
图4示出了另一个实施例的典型信号序列；
图5示出了说明tm实施例中接Ai各由器的基本组件的典型框亂
图6示出了说明典型实施例中路由过程的繊呈图。
具体实施例方式
图1是本发明优^i^用到的典型移动通信系统的概观。在图1中，101表示
典型的移动节点(MN)。MN101是经由接入路由器(AR)lll与另一个节点(MN) 102通信的相应节点。MN101也可以是固定节点。在当前场景中，MN102是从旧 接入路由器(oAR) 112切换到新接入路由器(nAR) 113的典型移动节点。MN 可以是符合3G顿高微示准的移动电信网络中的移动终端。
路由器115是普通路由器。根据基于IP的MT网络平台(IP2)，网络被一 分为二，即网^fe'制平台(NCPF) 120和BP骨干(IP-BB) 100。 NCPF控制IP-BB 100中的分组路由。RM121是典型的管理器实体，其管理例如MN102的移动实 体的移动性。如上所述，RM功能121可以在分开的节点，即受访路由管理器(VRM)和归属路由管理器(HRM)中实现。
在该场景中，oAR112给MN102分配路由地址，例如IP路由地址(IPra)。 oARl 12维持源地址表和目的地址表。该源地址表在MN102的IPha和EPra之间 保持联系。该目的地址表在作为画02的通{該、1##的顧IOI的IPha和IPm 之间保持联系。这些表根据从RM121发送的EP更新/IP删除命令来更新。
在切换之前，MN101 JOT MN102的IPha作为分组中的目的i也址并向AR111 发送该分组。AR111检测该分组被寻址到IP"MN并询问RM121关于MN102的 IPra。 RM121响应且MN102的IPra (IPra—o2)和MN102的EPha (IPha—2) —起 被存储在ARlll中。ARlll基于目的地址表将^ia的目的地址OPha_2)替换为 MN102的EPra (IPra—o2)。同样，AR111基于源地址表将源i魁止(MN101的Mia: IPha—1)替换成MNIOI的IPra (IPra—1)。
然后使用IP转发将分组传，U拥有MN102的IPra的AR112。 AR112然后 将分组的目的地址和源i魁止分别替换回画102和顧IOI的IPha。最后AR112 传送该分组给MN102。
图2示出了实施例的典型信号序列。在该t歸中，MN102巳会^人oAR112 的服务区^f多动到nAR113的服务区域。
在步骤S201开始，MN102执行nAR113的激活过程。舰该激活过程， MN102的EPha (IPha_2)被通知给nAR113。在步骤S202, nAR113从地址池中 分配新的IPra (EPra一n2)并且将EPra一n2和IPha—2存储在临时表中。该临时表既 不是目的地址表也不是源地址表。在步骤S203, nAR113向RM121发送具有 MN102的IPha的激〗誕知(AN) 。 RM121更新MN102的BPha和EPra之间的绑 定。在步骤S204和S207， RM121向AR (至少AR111和AR113)发送EP更新 (IPU)命令。虽然在图2中未示出，RM121向oAR112发送IP删除(IPD)命令。 这些动作是魏路由拓扑改变分布的典型步骤。
在步骤S205 ， AR111和其他AR接收MJ命令并且相应地更新其地址表。 在更新之后，AR111和其他已更新的AR向RM121发回IP更新确认(IPU确认)。
注意至赃该r歸中AR111比nARl 13更新的更快。该事实导致在步骤S206， 即使nAR113还没有更新其目的地址表，AR111从MNIOI向MN102的新IPra (IPraji2)开始路由分组。因而，在步骤S206， nAR113将未知的来自顧101的 目的分组存储在缓冲器单元中，因为该目的嫩止表不能懒军该地址。在步骤S207， nAR113等待从RM121接收IP更新命令。如果接收到，则 nAR113释放存储在缓冲器单元中的分组，并且在步骤S208将该分组发送给 画102。
根据优选实施例， 一个简单但非常有效的解决方案被提供用于降低竞争条 件。实际上，路由实体，例如接入路由器，缓冲寻址到移动实体的分组，直到拓 扑改变分布的完成，并且一旦完成就释放缓冲的分组。因此，从在AR间更新的 地址表的不一致中显现出来的竞争劍特^多被避免。换句话说，避免巨大的分组 损失。
图3示出了另一个实施例的典型信号序列。在该r歸中，AR111在nARl 13 接收到作为响应的EPU命令之前从MN101向MN102发送分组。
在该可替换的实施例中，在步骤S308， nAR113不需要等待IPU命令而向 画102转发分组。由于其保持所有需要的信息(画102的lPra、IPha和用于画102 的层2魏性参数，例如MAC地址)，nAR113育詢多转发该分组。该需要的信息 被存储在临时表中。虽然该方法需要路由安装而不用接4姊自RM的响应(例如， IPU命令)，但是存在^PF需要缓冲器和释放单元的一，点。
根据该可替换的实施例， 一个简单但是非常有效的方法被樹共从而斷氐该竞 争斜牛。实际上，路由实体例如接Ai各由器，包括转发单元， 需要等待来 自移动性管理器(例如RM121)的响应(例如IPU命令)或者拓扑改变的分布完 成而转发寻址到移动实体(例如MN102)的路由地址(例如IPra—n2)的分组。 因此，招可从在AR间更新的地址表的不一致中显现出来的竞争剝特瞎嫩被避 免。换句话说，避免巨大的分组损失。
图4示出了另一个实施例的典型信号t凝呈。在该t歸中，顧102在nAR13 接收到EPU命令之前向相应的实体(例如画IOI)发送分组。
在通矢口MN102的到iit后，nAR113从MN102接收分组。虽然来自MN102 的分组具有由nAR113分配的新IPra (IPm—n2)，但是目的地址謝M没有更新。 没有表格的更新，nAR113不育詢多路由该^ia。因而，nAR113在缓冲单元中存储 来自MN102的分组，直到nAR113在步骤S406接收到由RM121发送的IPU命
当nARl 13接收到IPU命令时，其释方妹自缓冲单元的分组。
因此，衛共一个简单但是非常有效的解决方案以斷氐竞争劍牛。实际上，例如接入路由器的路由实体缓冲来自移动实体的分组，直到拓扑改变分布的完成， 并且在完te后释放该缓冲的分组。因此，从在AR间更新的i舰表的不一致中 显现出来的可能竞争劍特^)多被避免。换句话说，避免巨大的分组损失。
图5是阐逝爐实施例中接AS各由器的基本组件的典型框图。在该图中，处
理器单元500是AR的主要单元并且肖,JOT逻辑电路和/或具有计穀朋呈序的 CPU来配置。M器单元500包M知单元501 ，释放单元502，确定单元503， 转发单元504 (作为可选)和分配单元505。
通知单元501通3i^^a知向RM121通知MN的到达。释放单元502为缓 冲单元520控制分组释力M程。确定单元503确定来自RM121的IPU命令是否 已经被接收。作为可选功能的转发单元504，不需要等待来自RM121的IPU命令 刚每从MN102接收的分组转发。分配单元505给从另-一个AR (oAR)切换的 画分配新IPrao
IF单元510是EP分乡I^齿接收电路。缓冲单元520暂时存储寻址到新IPra (该新的IPra分配给MN102)的分组和/^/人MN102至U相应的实体MNIOI的分组， 直到从RM121接收到IPU^^令。
存储单元530存储IPrai魁止池531，目的地址表532禾口源地址表533 。存储 单元530还可以是闪存、RAM和/或硬盘驱动器。
图6是阐述了典型实施例的路由过程的流程图。在步骤S601， M器单元 500确定新画是否已经至哒。在到达的情况下，处理器继续下一步骤。如果没 有到达，处理器单元500等待其到达。
在步骤S602，处理器单元500的分配单元505给到达MN102分配新的IPra (IPra—n2)。在步骤S603，通知单元501向RM121发送il^gffi知。
在步骤S604，处理器单元500确定寻址到分配新MN (MN102)的EPra (IPm—n2)分组是否已经被接收。除了该确定或基于这个确定，处理器单元500 确定/人新MN去往相应实体(MN101)的分组是否已经被接收。如果该分组已经 被接收，则过程到达步骤S605。如果没有，则过程到达步骤S606。
在步骤S605,缓冲器单元临时存储接收至啲一个(或多个)分组。在步骤 S606，确定单元503确定IPU命令是否已经相应于在步骤S603发送的、激gffi知 而从RM121接收。如果该IPU命令已经被接收，则过程到达步骤S607。如驟 没有，则过程到达步骤S604。在步骤S607，释放单元释放来自于缓冲单元520的一个(或多个)分组到合 适的实体(经由AR到MN102或MN101)。
注意到处理器单元500根据从RM121接收的IPU命令更新该目的地址表 532和源i4i止表533。在表格更新之后，来自/去往MN102的分组以正常的H^方 式路由。
虽然本发明的方法、體和系统的一些实施例在附图中已经被阐述并在前述 说明书中描述，但是应当理解的是本发明不限于所公开的实施例，而是在不脱离 由下列权禾腰求所阐明和限定的本发明的樹中的斷兄下，辭遂有多种重新布置、 修改和#^方式。
权利要求
1. 一种用于通信系统中的路由实体(113)，所述通信系统包括具有归属地址的移动实体(102)，路由来自/去往移动实体(102)的分组的多个路由实体(111—113)，以及管理移动实体(102)移动性的移动性管理器(121)，所述路由实体(113)包括分配单元(505)，其当所述移动实体(102)从另一个路由实体(112)切换到所述路由实体(113)时给移动实体(102)分配路由地址；通知单元(501)，其通知移动性管理器(121)所分配的路由地址和归属地址；以及缓冲单元(520)，其缓冲寻址到路由地址的分组和/或从移动实体(102)到相应实体(101)的分组，直到从所述移动性管理器(121)接收到响应，以及释放单元(502)，其在所述响应被接收之后从所述缓冲单元(520)释放所述分组；或者转发单元(504)，其在所述响应被接收之前转发寻址到移动实体(102)的路由地址的分组。
2. 如权利要求1所述的路由实体，其中所述响应触发膨止表的更新，以^ilf 述表存储归属地址和路由;kfet止。
3. 如权禾腰求1所述的路由实体，其中归属地址禾璐由地址融地址。
4. 如权利要求1所述的路由实体，其中所述移动实体是移动电信网络中的移 动终端。
5. 如权禾腰求1所述的路由实体所述移动性管理器是基于IP的匿网络平 台的路由管理器。
6. —种通信系统，包括具有归属地址的移动实体(102)，路由来自/去往移 动实体(102)的分组的多个路由实体(111—113)，以及管理移动实体(102)移 动性的移动性管理器(121)，所ii^各由实体(113)进一步包括分配单元(505)，其当所述移动实体(102)从另一个路由实体(112)切换 到所^^各由实体(113)时给移动实体(102)分配路由地址；通知单元(501)，其通知移动性管理器(121)所分配的路由地址和归属地址;以及缓冲单元(520)，其缓冲寻址到路由地址的分组和/^iA人移动实体(102)到相应实体(101)的分组，直到MJ^述移动性管理器(121)接收到响应，以及释放单元(502)， M^f述响应被接收之后/A^述缓冲单元(520)释方j^万述分组； 或者转发单元(504)，其it0f述响应被接收之前转发寻址到移动实体(102)的路 由iikt止的分组。
7. 如权利要求6所述的通信系统，其中嫩止表由所述响应触 更新，以及 所述表存储归属地址和路由地址。
8. 如权利要求6所述的通信系统，其中归属地址和路由地址敬i舰。
9. 如权利要求6所述的通信系统，其中所述移动实体是移动电信网络中的移 动终端。
10. 如权利要求6所述的通信系统，所述移动性管理器是基于IP的IMT网络 平台的路由管理器。
11. 一种在通信系统中路由分组的方法，其中所皿统包括具有归属地址的 移动实体(102)，路由来自/去往移动实体(102)的分组的多个路由实体(lll一 113)，以及管理移动实体(102)移动性的移动性管理器(121)，所述方^^ 骤当所述移动实体(102)从另一个路由实体(112)切换到所述路由实体(113)时给移动实体(102)分配路由地址；通知移动性管理器(121)所分配的路由地址和归属地址；以及 缓冲寻址到路由地址的分组和/l^人移动实体(102)至U相应实体(101)的分组，直到iA^述移动性管理器(121)接收到响应，以及i5^f述响应被接收之后释方处万述缓冲的分组；^E^f述响应被接收之f转专发寻址到移动实体(102)的路由地址的鄉。
12. 如权利要求ll所述的方法，其中所述响应触发地址表的更新，以及所述 表存储归属i魁止和路由i魁止。
13. 如权利要求ll所述的方法，其中归属地址和路由i魁止融地址。
14. 如权利要求ll所述的方法，其中所述移动实体是移动电信网络中的移动 终端。
15. 如权利要求ll戶腿的方法，所述移动性管理器是基于IP的IMT网络平台 的路由管理器。
全文摘要
本发明涉及一种优选地经由IP网络路由分组的方法、装置和系统，以及更特别地涉及具有存储来自/去往移动实体的分组的缓冲器的路由实体。起始单元(500，121)发起路由拓扑改变的分布。缓冲单元(520)缓冲来自/去往移动实体(102)的分组直到该分布的完成。释放单元(502)在该完成之后释放所缓冲的分组。
文档编号H04L29/06GK101513006SQ200680055560
公开日2009年8月19日 申请日期2006年8月9日 优先权日2006年8月9日
发明者A·伊瓦萨基, C·克斯泽, T·奥卡加瓦, Z·图兰伊 申请人:艾利森电话股份有限公司;株式会社Ntt都科摩