专利名称：一种标识网中移动节点切换时数据报文的管理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体而言，尤其涉及一种标识网中移动节点切换时数据报文的管理方法及系统。
背景技术：
现有因特网广泛使用的TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/互联网络协议)协议中IP地址具有双重功能，既作为网络层的通信终端主机网络接口在网络拓扑中的位置标识，又作为传输层主机网络接口的身份标识。TCP/IP协议在设计之初并未考虑主机移动的情况。但是，当主机移动越来越普遍时，这种IP地址的语义过载缺陷日益明显。当主机的IP地址发生变化时，不仅路由发生变化，通信终端主机的身份标识也发生变化，这样将会导致路由器的负载越来越重，而且主机标识的变化还将导致应用和连接的中断。身份标识和位置分离问题提出的目的是为了解决IP地址的语义过载和路由负载严重等问题，将IP地址的双重功能进行分离，实现对移动性、多家乡性、IP地址动态重分配、减轻路由负载及下一代互联网中不同网络区域之间的互访等问题的支持。现有技术中，基于网络路由器的实现方法是有关身份标识和位置分离的解决方案之一。这种方案的基本思想是将网络划分为接入层和核心层，网络中的移动节点有两种标识类型用户身份标识(Access Identifier,简称AID)和路由位置标识 (Routing-Location Identif ier，简称RID)。网络中的每个用户终端配置唯一的AID，并且该AID在移动过程中始终保持不变；在数据转发过程中，AID只能在接入层使用，RID只能在核心层使用；上述基于网络的身份标识和位置分离框架的拓扑示意图如
图1所示，相应地，也就把网络划分成了接入网和骨干网。如图1所示，在该基于网络的身份标识和位置分离框架中，主要包括无线接入网(RAN)、接入网关路由器(Access Gateway Router，简称AGR)、广义网关路由器(General Switch Router，简称GSR)、映射服务器(Identifier Mapping Server，简称IDMS)、认证中心等。下面分别给予介绍AGR,负责为各种移动节点提供接入服务，为接入的用户终端分配RID，并将用户终端的数据报文进行标识封装后在骨干网中传输。AGR在收到用户终端发来的数据报文时，根据数据报文中目的地址(即通信对端的AID)查询本地缓存(CACHE)中的AID-RID映射表如果查到对应的AID-RID映射条目， 则将查到的通信对端的RID封装在报文头部发送到骨干网进行转发处理；如果没有查到对应的AID-RID映射条目，则将数据报文转发到骨干网，并向IDMS发起查询(通信对端的) AID-RID映射信息的流程，并将IDMS返回对应的AID-RID映射保存在本地，以备后续报文转发时查询。或者，AGR在没有查到对应的AID-RID映射条目时，也可以选择不将数据报文转发到骨干网，而是向IDMS发起查询(通信对端的)AID-RID映射信息的流程，待IDMS返回对应的AID-RID映射后，将查到的通信对端的RID封装在报文头部发送到骨干网进行转发处理。
AGR在收到发往用户终端的数据报文时，对数据报文进行解封装处理，剥去数据报文中新增的包含RID的报文头，发往终端。GSR的主要功能是根据数据报文中的路由位置标识RID进行选路和转发数据报文。IDMS主要负责维护网络中用户身份标识和位置标识的映射关系，并向接入网关路由器和其它映射服务器提供查询服务。认证中心，认证中心负责记录用户终端类别、用户终端服务等级等信息，在用户终端接入时对用户终端进行合法性认证和授权。认证中心支持网络与用户终端间的双向鉴权。无线接入网，负责提供并维护用户终端到接入网关路由器AGR之间的二层链路；在蜂窝移动网应用场景中负责无线资源管理。由上所述，在图1所示的框架下，网络可划分为接入网和骨干网。接入网位于骨干网的边缘，负责所有终端的接入，在接入网的RAN部分，所有的用户终端都使用AID进行寻址。骨干网则负责通过不同接入网接入用户终端的路由器。接入网与骨干网在拓扑关系上没有重叠。通信主机之间应用层使用AID标识对端，用户终端间的通信只需使用对端的AID 进行。接入网关路由器位于骨干网和接入网的分界点，作为接入网与骨干网的接口，负责为用户终端提供接入服务、且维护用户终端连接、转发用户终端数据等。用户终端的所有通信都通过所在接入网络的接入网关路由器进行转发和管理。用户终端与通信对端之间数据报文的转发过程如下用户终端在发出数据报文时，对应的接入网关路由器向映射服务器发送查询该用户终端路由方式的请求。其中，映射服务器中存储了网络中所有用户终端的路由方式，映射服务器选择相应的路由方式并返回给接入网关路由器AGR。AGR根据从映射服务器处返回的该移动节点MN的路由方式，将MN发来的数据报文进行转发。若用户终端与通信对端属于同一接入网关路由器服务范围，则AGR将数据报文直接转发给通信对端。若用户终端与其所对应的通信对端属于不同的AGR，那么AGR则将数据报文转发到骨干网。AGR在转发属于不同AGR的数据报文时，还在转发的数据报文中携带RID信息(该RID 与AID相对应)；对应的，用户终端在接收数据报文时，接入网关路由器进行相反的操作，即剥离RID信息并将数据报文转发给用户终端。当然AGR还将从映射服务器处获得该用户终端的路由方式存储在自身缓存中，当该用户终端(移动节点)有后续报文发送时，AGR则从自身缓存中查询到该MN的路由方式， 并根据该路由方式进行数据报文的转发。上述基于网络的身份标识和位置分离框架的网络架构的相关接口如图2所示， S1/D1是用户终端与接入网关路由器AGR的接口，Sl用于用户接入管理的信令，Dl是数据转发接口 ；S2用于AGR间切换时切换管理信令，D2用于AGR间切换时数据转发；D3是与AGR 与GSR间的数据转发接口，S4/S5/S6是用于查询和维护AID-RID映射关系的信令接口，Mm 是AGR与IDMS间的数据转发接口。其中，在visted IDMS(拜访地IDMS)与Home IDMS(归属地IDMS)无直联关系时，Broke IDMS (中继IDMS)转发visted IDMS与Home IDMS间的下面详细描述在上述网络架构下实现移动节点切换管理的方法，移动节点的通信对端(Correspondent Node，简称CN)与移动节点(Mobile Node，简称MN)建立通信，相互
5间收发数据报文，在与丽建立通信关系的过程中，CN所在的AGR可以根据丽的消息中携带的AID，向映射服务器IDMS查询丽的AID和RID的映射关系，从而得到丽的路由位置标识RID ；同时CN所在的AGR在本地维护丽的AID和RID映射关系表，具体如下表1所示表1移动节点的通信对端身份位置标识映射表
权利要求
1.一种标识网中移动节点切换时数据报文的管理方法，其特征在于，包括以下步骤当移动节点进行切换时，移动节点通信对端所在的第一接入网关设备根据存储在自身映射表中的所述移动节点对应的映射条目，将接收到的发往所述移动节点的数据报文发给所述移动节点所在的第二接入网关设备；所述第二接入网关设备将所述数据报文以及存储在自身对端信息表中的所述通信对端对应的对端条目转发给第三接入网关设备，所述第三接入网关设备将所述数据报文转发给所述移动节点；当所述移动节点切换完成后，所述第一接入网关设备根据所述第三接入网关设备发来的所述移动节点对应的映射条目，将接收到的发往所述移动节点的数据报文发给所述第三接入网关设备，再由所述第三接入网关设备将所述数据报文转发给所述移动节点；其中，所述映射表中存储的映射条目的老化周期为Tl，所述对端信息表中存储的对端条目的老化周期为T2，且T2 > Tl。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一接入网关设备中设置第一定时器，所述第一定时器每隔老化周期Tl定时更新映射表中的映射条目；在所述第二接入网关设备中设置第二定时器，所述第二定时器每隔老化周期T2定时更新对端信息表中的对端条目。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述映射表中存储的映射条目具体为所述移动节点对应的路由映射关系；预设一个用于标识所述移动节点在老化周期Tl内是否有数据报文通过的标识位并初始化所述标识位的值；所述第一接入网关设备判断在老化周期Tl内所述移动节点是否有数据报文通过，若有，则将所述移动节点标识位的值设为1，若无，则将所述移动节点标识位的值设为0 ；当所述第一定时器遍历所述映射表时，若所述移动节点标识位的值为1，则将所述移动节点标识位的值设为0，若所述移动节点标识位的值为0，则删除所述移动节点对应的映射条目。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对端信息表中存储的对端条目具体为所述通信对端对应的相关信息；预设一个用于标识所述通信对端在老化周期T2内是否有数据报文通过的标识位并初始化所述标识位的值；所述第二网关接入设备判断在老化周期T2内所述通信对端是否有数据报文通过，若有，则将所述通信对端标识位的值设为1，若无，则将所述通信对端标识位的值设为0 ；当所述第二定时器遍历所述对端信息表时，若所述通信对端标识位的值为1，则将所述通信对端标识位的值设为0 ；若所述通信对端的标识位的值为0，则删除所述通信对端对应的对端条目。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述Tl的取值信息保存在所述通信对端发往所述移动节点的数据报文中；当所述移动节点通信对端与移动节点进行通信时，所述第二接入网关设备提取所述第一接入网关设备发来的数据报文中Tl的取值信息，并相应地设置老化周期T2的取值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述Tl的取值信息具体保存在所述数据报文的IP首部中的选项字段或者重用服务类型TOS字段中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对端信息表存储的对端条目具体为所述通信对端对应的相关信息；预设一个用于标识所述通信对端在老化周期T2内是否有数据报文通过的标识位并初始化所述标识位的值；还为所述第二接入网关设备预设一个基础轮询时间T，若所述第二接入网关设备判断在轮询时间T内所述通信对端有数据报文通过，则将所述通信对端的标识位的值置为初始值，若没有数据报文通过，则将所述通信对端的标识位的值减1，当所述通信对端的标识位的值减为0时，则删除所述通信对端对应的对端条目，其中，T2 > T0
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述标识位的值的初始化方法具体为根据所述老化周期Tl的取值信息，设置所述老化周期T2的取值，并将所述第二定时器的老化周期T2的值作为所述通信对端的标志位的值。
9.如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述T2^ 2T1。
10.一种标识网中移动节点切换时数据报文的管理系统，其特征在于，包括设置于系统内的移动节点，移动节点通信对端，移动节点通信对端所在的第一接入网关设备，移动节点所在的第二接入网关设备，以及第三接入网关设备；当所述移动节点进行切换时，所述第一接入网关设备根据存储在自身映射表中的所述移动节点对应的映射条目，将接收到的发往所述移动节点的数据报文发给所述第二接入网关设备，所述第二接入网关设备再将所述数据报文以及存储在自身对端信息表中的所述通信对端对应的对端条目转发给所述第三接入网关设备，所述第三接入网关设备将所述数据报文转发给所述移动节点；当所述移动节点切换完成后，所述第一接入网关设备根据所述第三接入网关设备发来的所述移动节点对应的映射条目，将接收到的发往所述移动节点的数据报文发给所述第三接入网关设备，再由所述第三接入网关设备将所述数据报文转发给所述移动节点；其中，所述映射表中存储的映射条目的老化周期为Tl，所述对端信息表中存储的对端条目的老化周期为T2，且T2 > Tl。
全文摘要
本发明公开了一种标识网中移动节点切换时数据报文的管理方法，该方法包括在移动节点进行切换时，移动节点通信对端所在的第一接入网关设备根据存储在自身映射表中的移动节点对应的映射条目，将接收到的发往移动节点的数据报文发给移动节点所在的第二接入网关设备；第二接入网关设备将数据报文以及存储在自身对端信息表中的通信对端对应的对端条目转发给第三接入网关设备，第三接入网关设备将数据报文转发给移动节点；其中，映射表中存储的映射条目的老化周期为T1，对端信息表中存储的对端条目的老化周期为T2，且T2＞T1。应用本发明，使得移动节点进行移动性切换时能够有效地减轻接入网关设备的负荷，并尽可能地减少数据报文的丢失。
文档编号H04W28/06GK102547845SQ20101058319
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者吴强, 孙默 申请人:中兴通讯股份有限公司