报文发送方法、系统及本地移动锚点的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种报文发送方法、系统及LMA，应用于MAG与LMA间存在NAT的场景，该方法包括：LMA为接入MAG的支持IPv4的MN分配公有IPv4家乡地址和端口号；NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换，并根据转换后的地址发送报文。本发明通过LMA为MN分配公有IPv4家乡地址和端口号，后续接收到报文时，NAT可以根据分配的地址进行转换以转发报文，从而实现了MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持，即实现了在PMIPv6域中，支持IPv4移动终端的移动管理。
【专利说明】报文发送方法、系统及本地移动锚点
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种报文发送方法及系统及本地移动锚点。【背景技术】
[0002]互联网协议版本4 (Internet Protocol version6,简称为IPv4)向互联网协议版本6 (Internet Protocol version6,简称为IPv6)的过渡是一个长期的过程,在这个过渡过程中，IPv6和IPv4协议都将在相同的网络结构中使用。因此PMIPv6域中的丽可能在IPv4_only、IPv6_only或双栈模式下进行操作，并且移动接入网关(Mobile AccessGateway,简称为MAG)与本地移动锚点(Local MobilityAnchor,简称为LMA)间的网络可能是一个IPv4或IPv6的网络。因此，不管传输网络为IPv4，或是IPv6网络，PMIPv6域中相同的移动性实体都需要为IPv4_only、IPv6-only或双栈模式的移动节点(Mobile Node，简称为MN)提供移动性管理，实现MN在移动过程中，会话连续性的保持。
[0003]图1是根据相关技术的PMIPv6支持IPv4的网络架构示意图,针对图1所示场景下的移动性管理问题，请求评议(Request For Comments,简称为RFC) 5844 (IPv4Supportfor Proxy Mobile IPv6)提出了一种MAG与LMA间不存在网络地址转换(Network AddressTranslation，简称为NAT)时，PMIPv6域中对于IPv4的支持。图1中HoA是家乡地址(HomeAddress) CoA 是转交地址(Care-ofAddress)。
[0004]在RFC5844 中:
[0005](I)所有的移动性实体，LMA和MAG都支持双栈，LMA和MAG可以配置IPv4和/或IPv6的地址。
[0006](2)不管传输网络的类型如何，MAG和LMA间的移动性管理信令都是基于IPv6的。
[0007](3) MN通过此协议支持获得LMA为其分配的IPv4家乡地址(Home Address,简称为 HoA)ο
[0008]此协议中，代理移动IPv6 (Proxy Mobile IPv6，简称为PMIPv6)对IPv4的支持的具体过程(MAG与LMA间无NAT)如图2所示，包括如下步骤:
[0009]步骤S202，支持IPv4的MN移动至PMIPv6域中，首先完成接入认证过程。在接入认证过程中，MAG从丽的策略文件(policy profile)中获得丽支持的IP协议版本，例如MN支持IPv4或者IPv6。
[0010]步骤S204，MAG根据丽的IP协议版本支持类型，发起代理注册过程。若丽为IPv4节点，则MAG在发起的代理绑定更新(Proxy Binding Update,简称为PBU)消息中携带全O或者包含MN IPv4家乡地址的IPv4家乡地址请求选择(IPv4Home Address RequestOption)，用于生成或者续约MN的IPv4家乡地址。
[0011]步骤S206，LMA收到PBU消息后，创建或更新关于丽的绑定缓存条目(BandingCache Entry，简称为BCE)，相比于PMIPv6，MN的BCE中增加了 MN的IPv4家乡地址(包括相应子网掩码)、分配至MN的IPv4缺省路由器地址。并且在返回至MAG的PBA中，通过IPv4家乡地址响应选择(IPv4HomeAddress Reply Option)携带MN的IPv4家乡地址。[0012]步骤S208，MAG收到来自于LMA的代理绑定确认(Proxy BindingAcknowledgement,简称为PBA)消息后，在关于MN的绑定更新列表条目(BandingUpdate List Entry,简称为BUL)中增加分配给MN连接接口的IPv4家乡地址(包括子网掩码)和丽的IPv4缺省路由器地址(通过PBA中的IPv4错误路由地址选择(IPv4Default-RouterAddress Option)获得)。另外，IPv4DHCP 支持模式选择(IPv4DHCPSupport Mode option)中的S标志位来表不MAG是作为DHCP响应代理(DHCP Relay Agent)还是 DHCP server。
[0013]步骤S210, MN 通过动态主机设置协议(Dynamic Host Configuration Protocol,简称为DHCP)过程获取LMA为丽分配的IPv4家乡地址。
[0014]LMA 与 MAG 间的隧道报文可以采用 IPv4-or-1Pv6-over_IPv6、IPv4-or-1Pv6-over-1Pv4等隧道方式进行封装。
[0015]随着移动互联网的迅猛发展，来自于智能手机和其它移动终端的移动互联网接入，正在加速IPv4地址的耗尽，在现网中不可能为所有的移动终端配置一个唯一的公网IPv4地址。减轻该问题的一种方法就是多个终端配置私有IPv4地址，在网络通信中共享一个公有IPv4地址。因此，在网络的实际部署中，可以在私有和公共网络的接口处部署NAT，进行私有和公有IPv4地址的转换。
[0016]但是，协议RFC5844对MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持并没有提出有效的解决方案，所以需要提出一种方案来解决该场景中的移动性管理问题。
【发明内容】
[0017]本发明提供了一种报文发送方法、系统及LMA，以至少解决相关技术中，协议RFC5844对MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持并没有提出有效的解决方案的问题。
[0018]根据本发明的一个方面，提供了一种报文发送方法，应用于MAG与LMA间存在NAT的场景，该方法包括=LMA为接入MAG的支持IPv4的移丽分配公有IPv4家乡地址和端口号-MT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换，并根据转换后的地址发送报文。
[0019]优选地，LMA为接入MAG的支持IPv4的丽分配公有IPv4家乡地址和端口号包括:LMA接收到来自MG的请求消息，其中，请求消息携带有公有IPv4家乡地址请求和端口号请求；LMA根据请求消息为丽分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号；LMA向MAG发送确认消息，其中，确认消息携带有公有IPv4家乡地址和端口号。
[0020]优选地，在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，上述方法还包括:LMA接收到MN发送的动态主机设置协议DHCP请求；LMA为MN分配私有IPv4地址。
[0021 ] 优选地，上述请求消息还携带有丽标识，在LMA向MAG发送确认消息之前，上述方法还包括:LMA根据丽标识为丽创建BCE，并将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BCE中。
[0022]优选地，在LMA根据请求消息为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号之前，上述方法还包括:LMA根据请求消息中携带的丽标识和丽发送的DHCP请求中携带的客户端标识，判断请求分配公有IPv4家乡地址和端口号的MN和请求分配IPv4私有地址的丽是否是同一丽；如果是同一丽，LMA为丽分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号。
[0023]优选地，在LMA向MAG发送确认消息之后，上述方法还包括:MAG从接收的确认消息中获取公有IPv4家乡地址和端口号；MAG为丽创建BUL，并将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BUL中。
[0024]优选地，上述请求消息还携带有切换指示信息，在LMA接收到来自MAG的请求消息之后，上述方法还包括=LMA从请求消息中携带的切换指示信息获知MN是同一接口在不同MAG之间进行的切换。
[0025]优选地，在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，上述方法还包括:LMA接收到MN发送的DHCP请求；LMA根据DHCP请求中的客户端标识确定MN向LMA发送过DHCP请求；LMA为MN分配与切换前相同的私有IPv4地址。
[0026]优选地，上述请求消息还携带有丽标识，在LMA向MAG发送确认消息之前，上述方法还包括:LMA根据请求消息为MN分配与切换前相同的公有IPv4家乡地址和端口号；LMA根据丽标识对丽的BCE进行更新。
[0027]优选地，在LMA向MAG发送确认消息之后，上述方法还包括:MAG从接收的确认消息中获取公有IPv4家乡地址和端口号；MAG为丽创建BUL，并将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BUL中。
[0028]优选地，上述请求消息是代理绑定更新消息，上述确认消息是代理绑定确认消息。
[0029]优选地，公有IPv4家乡地址请求或端口号请求中携带有用于指示NAT是否与MAG共存的标识，在NAT与MAG共存的情况下，在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，上述方法还包括:LMA将接收到的报文转发给MG。
[0030]优选地，在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，上述方法还包括-MT绑定私有IPv4地址以及公有IPv4家乡地址、端口号。
[0031]优选地，NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换包括=NAT接收到来自于MN的报文；NAT将报文的源地址和源端口号转换成公有IPv4家乡地址和端口号。
[0032]优选地，NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换包括=NAT接收到来自于对端节点的发送至公有IPv4家乡地址和端口号的报文；NAT将报文的目的地址和目的端口号转换成MN的私有IPv4地址及其对应的
端口号。
[0033]根据本发明的另一方面，提供了一种LMA，包括:接收模块，用于接收来自MAG的请求消息，其中，请求消息携带有公有IPv4家乡地址请求和端口号请求；分配模块，用于根据请求消息为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号；发送模块，用于向MAG发送确认消息，其中，确认消息携带有公有IPv4家乡地址和端口号。
[0034]根据本发明的再一方面，提供了一种报文发送系统，应用于MAG与LMA间存在NAT的场景，该系统包括:MN、MAG、LMA和MT，其中，LMA包括:分配模块，用于为接入MAG的MN分配公有IPv4家乡地址和端口号，其中，丽支持IPv4 ;NAT，与MAG或LMA共存，包括:转换模块，用于根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换；发送模块，用于根据转换后的地址发送报文。
[0035]本发明通过LMA为丽分配公有IPv4家乡地址和端口号，后续接收到报文时，NAT可以根据分配的地址进行转换以转发报文，从而实现了 MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持，即实现了在PMIPv6域中，支持IPv4移动终端的移动管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0037]图1是根据相关技术的PMIPv6支持IPv4的网络架构示意图；
[0038]图2是根据相关技术的PMIPv6支持IPv4的交互流程图；
[0039]图3是根据本发明实施例的报文发送方法的流程图；
[0040]图4是根据本发明实施例的NAT与MAG共存场景的示意图；
[0041 ]图5是根据本发明实施例的NAT与LMA共存场景的示意图；
[0042]图6是根据本发明优选实施例一的报文发送方法的交互流程图；
[0043]图7是根据本发明优选实施例的NAT地址转换过程的示意图；
[0044]图8是根据本发明优选实施例二的报文发送方法的交互流程图；
[0045]图9是根据本发明优选实施例三的报文发送方法的交互流程图；
[0046]图10是根据本发明优选实施例四的报文发送方法的交互流程图；
[0047]图11是根据本发明实施例的LMA的结构框图；
[0048]图12是根据本发明实施例的报文发送系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0049]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0050]本发明实施例提供了一种报文发送方法，应用于MAG与LMA间存在NAT的场景，图3是根据本发明实施例的报文发送方法的流程图，如图3所示，包括如下的步骤S302至步骤S304。
[0051]步骤S302，LMA为接入MAG的支持IPv4的丽分配公有IPv4家乡地址和端口号。
[0052]步骤S304，NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换，并根据转换后的地址发送报文。
[0053]相关技术中，协议RFC5844对MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持并没有提出有效的解决方案的问题。本发明实施例中，通过LMA为丽分配公有IPv4家乡地址和端口号，后续接收到报文时，NAT可以根据分配的地址进行转换以转发报文，从而实现了 MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持，即实现了在PMIPv6域中，支持IPv4移动终端的移动管理。上述为MN分配的端口号可以是一个，也可以是多个。
[0054]优选地，步骤S302包括:LMA接收到来自MAG的请求消息，其中，请求消息携带有公有IPv4家乡地址请求和端口号请求；LMA根据请求消息为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号；LMA向MAG发送确认消息，其中，确认消息携带有公有IPv4家乡地址和端口号。为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号，可以避免后续产生的冲突。
[0055]在NAT根据私有IPv4地址以及公有IPv4家乡地址、端口号进行地址转换之前，LMA给MN分配私有地址，可以通过以下操作实现:LMA接收到MN发送的DHCP请求；LMA为丽分配私有IPv4地址。
[0056]需要说明的是，分配私有地址、公有地址及端口号不区分先后顺序。
[0057]上述请求消息还可以携带有丽标识，在LMA向MAG发送确认消息之前，上述方法还包括:LMA根据MN标识为MN创建绑定缓存条目BCE，并将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BCE中。
[0058]为了保证分配的公有IPv4家乡地址和端口号以及私有IPv4地址是针对同一个MN的，在LMA根据请求消息为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号之前，上述方法还包括:LMA根据请求消息中携带的MN标识和MN发送的DHCP请求中携带的客户端标识，判断请求分配公有IPv4家乡地址和端口号的MN和请求分配IPv4私有地址的MN是否是同一丽；如果是同一丽，LMA为丽分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号。
[0059]在LMA向MAG发送确认消息之后，上述方法还包括:MAG从接收的确认消息中获取公有IPv4家乡地址和端口号；MAG为丽创建绑定更新列表条目BUL，并将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BUL中。
[0060]对于MN从一个MAG切换到另一个MAG的情况，上述请求消息还携带有切换指示信息，在LMA接收到来自MAG的请求消息之后，上述方法还包括:LMA从请求消息中携带的切换指示信息获知MN是同一接口在不同MAG之间进行的切换。本优选实施方式使得LMA获知MN切换到另一个MAG，以便为后续分配地址提供依据，例如，为MN分配与切换之前相同的地址。
[0061 ] (I)为MN分配私有IPv4地址
[0062]在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，上述方法还包括:LMA接收到MN发送的DHCP请求；LMA根据DHCP请求中的客户端标识确定丽向LMA发送过DHCP请求；LMA为丽分配与切换前相同的私有IPv4地址。
[0063](2)为丽分配公有IPv4家乡地址和端口号
[0064]上述请求消息还携带有MN标识，在LMA向MAG发送确认消息之前，上述方法还包括=LMA根据请求消息为MN分配与切换前相同的公有IPv4家乡地址和端口号；LMA根据MN标识对丽的BCE进行更新。
[0065]对于丽切换到MAG的情况，MAG需要为丽创建BUL，存储丽的公有IPv4家乡地址和端口号，在LMA向MAG发送确认消息之后，上述方法还包括:MAG从接收的确认消息中获取公有IPv4家乡地址和端口号；MAG为丽创建BUL，并将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BUL中。
[0066]上述请求消息是代理绑定更新消息，上述确认消息是代理绑定确认消息。
[0067]优选地，公有IPv4家乡地址请求或端口号请求中携带有用于指示NAT是否与MAG共存的标识，在NAT与MAG共存的情况下，在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，上述方法还包括:LMA将接收到的报文转发给MAG。本优选实施方式中，利用标识指示NAT是否与MAG共存，可以为后续接收到报文时，LMA所进行的操作提供一个直观的依据。
[0068]对于NAT的地址转换操作，如下:
[0069]在NAT根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及丽的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，NAT绑定私有IPv4地址以及公有IPv4家乡地址、端口号。
[0070]NAT接收到来自于丽的报文；NAT将报文的源地址和源端口号转换成公有IPv4家乡地址和端口号。NAT接收到来自于对端节点的发送至公有IPv4家乡地址和端口号的报文；NAT将报文的目的地址和目的端口号转换成丽的私有IPv4地址及其对应的端口号。[0071 ] 在一个优选实施例中，当支持IPv4的MN移动至NAT场景的PMIPv6域中时，MAG向LMA发送PBU消息，该PBU消息携带IPv4网络地址转换端口号请求和公有IPv4家乡地址请求。LMA收到PBU消息后，根据所述PBU消息为丽分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号的组合，并且与LMA共存的DHCP server为MN分配私有IPv4地址。与MAG或LMA共存的NAT根据上述分配的地址和端口号信息，对往来MN的报文进行地址转换。
[0072]当支持IPv4的MN在NAT场景的PMIPv6域的MAG间切换时，MAG向LMA发送PBU消息，该PBU消息携带IPv4网络地址转换端口号请求和公有IPv4家乡地址请求。LMA收到PBU后，根据所述PBU消息，继续为MN分配切换前的公有IPv4家乡地址和端口号的组合，保持切换前后，为MN分配的公有IPv4家乡地址和端口号的组合不变；同时与LMA共存的DHCPserver根据丽标识为丽分配与切换前相同的私有IPv4地址。与MAG或LMA共存的NAT根据上述分配的地址和端口号信息，对往来丽的报文进行地址转换。
[0073]为了使本发明的技术方案和实现方法更加清楚，下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。
[0074]在本发明实施例中，当MAG和LMA间存在NAT时，在PMIPv6中支持IPv4的移动性管理可以分为两种场景，分别如图4和图5所示。
[0075]图4是根据本发明实施例的NAT与MAG共存场景的示意图，如图4所示，此场景中，NAT与MAG功能共存。例如，当MN接入MAGl时，与LMA共存的DHCP server为MN分配IPv4私有地址，MN使用此私有地址作为源地址进行通信。当MN在PMIPv6域中移动时，MN接入MAG2后，与LMA共存的DHCP server继续为丽分配一个与切换前相同的IPv4私有地址。
[0076]图5是根据本发明实施例的NAT与LMA共存场景的示意图，如图5所示，此场景中，NAT与LMA功能共存。例如，当MN接入MAGl时，与LMA共存的DHCP server为MN分配IPv4私有地址，MN使用此私有地址作为源地址进行通信。当MN在PMIPv6域中移动时，MN可以保持从与LMA共存的DHCP server处获得与切换前相同的IPv4私有地址。
[0077]优选实施例一
[0078]本优选实施例描述的是NAT与MAG共存情况下，当丽接入某个MAG时，PMIPv6支持IPv4的移动性管理流程。图6是根据本发明优选实施例一的报文发送方法的交互流程图，如图6所示，包括如下的步骤S602至步骤S612。
[0079]步骤S602，MN移动至PMIPv6域中，接入MAGl。
[0080]步骤S604，MN发起DHCPv4地址获取，从DHCP server(图6以及后续附图以DHCP-S表示DHCP server)获得一个私有的IPv4地址，用于后续的通信会话。本优选实施例中，LMA与DHCP server共存。需要说明的是，步骤S604 (获取私有IPv4地址)与步骤S606、步骤S610等没有明确的先后顺序关系。
[0081 ] 步骤S606，在接入认证过程中，MAGl通过相关途径获知MN只支持IPv4协议栈，例如，MAGl从MN的policy profile中获得MN支持的IP协议版本为IPv4版本。MAGl为MN发送PBU消息至LMA，该PBU消息中携带丽ID选项，用于标识丽。
[0082]本优选实施例中，MAGl在PBU消息中携带一个全O的IPv4NAT Home AddressRequestOption,用于向LMA请求为MN分配一个公有的IPv4家乡地址。MAGl可以通过在PBU消息中新增标识位(例如，在 IPv4NAT Home Address Request Option和NAT Port RequestOption的字段中标识)，表明NAT与MAGl共存，例如I表示NAT与MAGl共存，O表示MAGl上没有NAT功能。
[0083]MAGl在PBU消息中携带一个全O的NAT Port Request Option,用于向LMA请求为MN分配端口(port)号。
[0084]后续MAGl发送更新的PBU消息至LMA时，PBU消息中的IPv4NAT Home AddressRequest Option 和 NAT Port Request Option 可以携带 LMA 分配的公有 IPv4 地址和 port号。
[0085]步骤S608，LMA收到来自于MAGl的PBU消息后，如果PBU消息中携带了一个全O的 IPv4NAT Home Address Request Option 和全 0 的 NAT PortRequest Option,则 LMA 在IPv4公有地址池和port号池(0-65535)中，为MN选择一个公有IPv4家乡地址和若干个port号(LMA尽量选择未定义和未被使用的port号,例如一些port号被特定应用使用，应避免选择这样的port号)。LMA必须保证此公有IPv4地址和若干个port号的组合没有被分配至其它终端用户。
[0086]LMA为丽创建相应的BCE，在BCE中添加为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号，实现上述信息与MN标识和MAG地址的绑定。
[0087]步骤S610，LMA发送PBA消息至MAG1，该PBA消息中携带LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。公有IPv4家乡地址和port号分别通过IPv4NAT Home AddressRequest Option 和 NAT PortReply Option 携带。
[0088]后续，当LMA收到来自于对端节点(Correspondent Node,简称为CN)发送至MN的报文时,根据报文的目的地址和目的端口号，LMA转发报文至相应的MAG。
[0089]LMA通过PBU消息中携带的MN-1D选项和丽发送的DHCP消息(为了获取私有IPv4地址)中携带的客户端选项，来识别判断请求代理移动性管理服务的客户端和请求IPv4私有地址的客户端是否是同一客户端，如果是，则分配地址并发送PBA消息。需要说明的是，这两个选项可以使用网络访问标识(Network Access Identifier,简称为ΝΑΙ)或设备链路层标识符。
[0090]步骤S612，MAGl 收到来自于 LMA 的 PBA 消息，MAGl 从 IPv4NAT Home AddressRequest Option和NAT Port Reply Option中获得LMA为MN分配的公有IPv4家乡地址和port号。MAGl为丽创建BUL，并且在BUL中添加丽的公有IPv4家乡地址和port号。[0091 ] 与MAGl共存的NAT设备绑定DHCP server为丽分配的IPv4私有地址和LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址、port号。
[0092]当NAT收到来自·于丽的报文时，NAT设备将来自于丽的报文的源地址和源端口号，转换成LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。
[0093]当NAT收到来自于对端节点发送至LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号的报文时，NAT设备将此报文的目的地址和目的端口号转换成MN的IPv4私有地址和相
应端口号。
[0094]图7是根据本发明优选实施例的NAT地址转换过程的示意图，如图7所示，CN为对端节点，Src表示源，Dst表示目的，图7中上半部分描述了 NAT收到来自于丽的报文的处理过程:当NAT收到来自于丽的报文后，NAT将报文的源地址和源端口号更替为LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和端口号。图7中下半部分描述了 NAT收到发送至MN的报文的处理过程:当NAT收到发送至MN的报文时，NAT将报文的目的地址和目的端口号替换为MN的私有IPv4地址和相应的端口号。
[0095]优选实施例二
[0096]本优选实施例描述的是NAT与MAG共存时，当丽在MAG间切换时，PMIPv6支持IPv4的移动性管理流程。图8是根据本发明优选实施例二的报文发送方法的交互流程图，如图8所示，包括如下的步骤S802至步骤S814。
[0097]步骤S802，MN 从 MAGl 移动至 MAG2 下，MN 接入 MAG2。
[0098]步骤S804，MAG1感知MN已离开其链路，MAGl发送注销消息至LMA，注销MN在LMA的相关信息。
[0099]步骤S806，MN发起DHCPv4地址获取，从LMA获得与切换前相同的私有IPv4地址，用于后续的通信会话。LMA根据DHCP消息中的客户端标识选项，识别是否是同一用户的地址请求，若为同一用户，则为MN分配与切换前相同的私有IPv4地址。
[0100]需要说明的是，步骤S806与步骤S808、步骤S812等没有明确的先后顺序关系。[0101 ] 步骤S808，在接入认证过程中，MAG2通过相关途径获知MN只支持IPv4协议栈，例如，MAG2从MN的policy profile中获得MN支持的IP协议版本为IPv4版本。MAG2为MN发送PBU消息至LMA，该PBU消息中携带丽ID选项，用于标识丽。
[0102]MAG2 在 PBU 消息中携带一个全 O 的 IPv4 NAT Home Address Request Option,用于向LMA请求为丽分配一个公有的IPv4地址。MAG2可以通过在PBU消息中新增标识位(例如，在 IPv4 NAT Home Address Request Option和 NAT Port Request Option 的字段中标识)，表明NAT与MAG2共存，例如I表示NAT与MAG2共存，O表示MAG2上没有NAT功能。
[0103]MAG2 在 PBU 中携带一个全 O 的 NAT PortRequest Option,用于向 LMA 请求为 MN分配port号。
[0104]后续MAG2发送更新的PBU消息至LMA时，PBU中的IPv4NAT HomeAddressRequestOption 和 NAT Port Request Option 可以携带 LMA 分配的公有 IPv4 地址和 port号。
[0105]步骤S810，LMA收到来自于MAG2的PBU消息后，根据PBU消息中的切换指示选项，获知丽是同一接口在不同MAG间的切换。
[0106]如果PBU 消息中携带了一个全 O 的 IPv4NAT HomeAddress Request Option 和全 O的NATPort Request Option,则LMA继续为MN分配先前的(MN在MAGl下)IPv4公有地址池和若干个port号。LMA必须保证此公有IPv4地址和port号的组合没有被分配至其它终
端用户。[0107]LMA维护更新丽的BCE，在BCE中更新丽分配的公有IPv4家乡地址和port号信
肩、O
[0108]步骤S812，LMA发送PBA消息至MAG2，PBA消息中携带LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。公有IPv4家乡地址和port号分别通过IPv4NAT Home Address RequestOption 和 NAT Port Reply Option 携带。
[0109]后续，当LMA收到来自于CN发送至丽的报文时，根据报文的目的地址和目的端口号，转发报文至相应的MAG。
[0110]步骤S814，MAG2 收到来自于 LMA 的 PBA 消息，MAG2 从 IPv4NAT Home AddressRequest Option和NAT Port Reply Option中获得LMA为MN分配的公有IPv4家乡地址和port号。MAG2为丽创建BUL，并且在BUL中添加丽的公有IPv4家乡地址和port号。
[0111]与MAG共存的NAT设备绑定DHCP server为丽分配的IPv4私有地址和LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址、port号。
[0112]当NAT收到来自于丽的报文时，NAT设备将来自于丽报文的源地址和源端口号，转换成LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。
[0113]当NAT收到来自于对端节点发送至LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号的报文时，NAT设备将此报文的目的地址和目的端口号转换成MN的私有IPv4地址和相应端口号。
[0114]NAT上的地址转换可以参考图7所示。
[0115]优选实施例三
[0116]本优选实施例描述的是NAT与LMA共存情况下，当丽接入某个MAG时，PMIPv6支持IPv4的移动性管理流程。图9是根据本发明优选实施例三的报文发送方法的交互流程图，如图9所示，包括如下的步骤S902至步骤S912。
[0117]步骤S902，MN移动至PMIPv6域中，接入MAGl。
[0118]步骤S904，MN发起DHCPv4地址获取，从DHCP Server获得一个私有的IPv4地址，用于后续的通信会话。需要说明的是，步骤S904与步骤S906、步骤S910等没有明确的先后顺序关系。
[0119]步骤S906，在接入认证过程中，MAGl通过相关途径获知MN只支持IPv4协议栈，例如MAGl从丽的policy profile中获得丽支持的IP协议版本为IPv4版本。MAGl为丽发送PBU消息至LMA，该PBA消息中携带丽ID选项，用于标识丽。
[0120]本优选实施例中，MAGl在PBU中将携带一个全O的IPv4NAT Home AddressRequest Option,用于向LMA请求为丽分配一个公有的IPv4家乡地址。MAGl可以通过在PBU消息中新增标识位(例如，在IPv4NAT Home Address Request Option和NATPortRequest Option的字段中标识)，表明NAT与MAGl共存，例如I表示NAT与MAGl共存，O表示MAGl上没有NAT功能。
[0121]MAGl在PBU消息中携带一个全O的NAT PortRequest Option,用于向LMA请求为MN分配port号。
[0122]步骤S908，LMA收到来自于MAG的PBU消息后，如果PBU消息中携带了一个全O的IPv4NAT Home Address Request Option 和全 0 的 NAT PortRequest Option 的后，则 LMA在IPv4公有地址池和port号池(0-65535)中，为MN选择一个公有IPv4家乡地址和若干个port号(LMA尽量选择未定义和被使用的port号,例如一些port号被特定应用使用，应避免选择这样的port号)。LMA必须保证此公有IPv4地址和port号的组合没有被分配至其它终端用户。
[0123]LMA为丽创建相应的BCE，在BCE中添加为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。
[0124]步骤S910，LMA发送PBA消息至MAG1，该PBA消息中可以不携带LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。公有IPv4家乡地址和port号分别通过IPv4NAT HomeAddress Request Option 和 NAT PortReply Option 携带。MAGl 收到来自于 LMA 的 PBA 消
肩、O
[0125]步骤S912，与LMA共存的NAT设备绑定LMA为丽分配的IPv4私有地址和LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址、port号。LMA可以通过来自于丽发送的DHCP请求中的客户端标识和来自于MAGl代替丽发送的PBU中的丽标识，来确定为丽分配的IPv4私有地址和为丽分配的公有IPv4家乡地址、port号来自于同一移动节点。
[0126]当NAT收到来自于丽的报文时，NAT设备将来自于丽报文的源地址和源端口号转换成LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。
[0127]当NAT收到来自于对端节点发送至LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号的报文时，NAT设备将此报文的目的地址和目的端口号转换成MN的私有IPv4地址和相
应端口号。
[0128]NAT上的地址转换如图7所示。
[0129]优选实施例四
[0130]本优选实施例描述的是NAT与LMA共存时，当丽在MAG间切换时，PMIPv6支持IPv4的移动性管理流程。图10是根据本发明优选实施例四的报文发送方法的交互流程图，如图10所示，包括如下的步骤S1002至步骤S1014。
[0131]步骤S1002，MN 从 MAGl 移动至 MAG2 下，MN 接入 MAG2。
[0132]步骤S1004，MAG1感知MN已离开其链路，MAGl发送注销消息至LMA，注销MN在LMA的相关信息。
[0133]步骤S1006，丽发起DHCPv4地址获取，从LMA获得一个私有的IPv4地址，用于后续的通信会话。切换至MAG2后，LMA可以仍然分配与切换前相同的私有IPv4地址至MN，例如，通过MN发送的DHCP请求消息中的客户端标识字段来识别是否是同一客户端。需要说明的是，步骤S1006与步骤S1008、步骤S1012等没有明确的先后顺序关系。
[0134]步骤S1008，在接入认证过程中，MAG2通过相关途径获知MN只支持IPv4协议栈，例如MAG2从丽的policy profile中获得丽支持的IP协议版本为IPv4版本。MAG2为丽发送PBU消息至LMA，消息中携带丽ID选项，用于标识丽。
[0135]MAG2在PBU 中将携带一个全O 的 IPv4NAT Home Address Request Option,用于向LMA请求为丽分配一个公有的IPv4地址。MAG2可以通过在PBU消息中新增标识位(例如在 IPv4NAT Home Address Request Option 和 NAT Port Request Option 的字段中标识)，表明NAT与MAG2共存，例如I表示NAT与MAG2共存，O表示MAG2上没有NAT功能。
[0136]MAG2 在 PBU 中携带一个全 O 的 NAT Port Request Option,用于向 LMA 请求为 MN分配一个port号。[0137]步骤S1010，LMA收到来自于MAG2的PBU消息后，根据PBU消息中切换指示选项，获知丽是同一接口在不同MAG间的切换。
[0138]如果PBU 中携带了一个全 O 的 IPv4NAT Home Address Request Option 和全 0 的NAT PortRequest Option,则LMA继续为MN分配先前的(MN在MAGl下)IPv4公有地址池和port号。LMA必须保证此公有IPv4地址和port号的组合没有被分配至其它终端用户。
[0139]LMA维护更新丽的BCE，在BCE中更新丽分配的公有IPv4家乡地址和port号信息；
[0140]步骤S1012，LMA发送PBA消息至MAG2，PBA消息中可以不携带LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。公有IPv4家乡地址和port号分别通过IPv4NAT HomeAddressRequest Option 和 NAT PortReply Option 携带。MAG2 收到来自于 LMA 的 PBA 消
肩、O
[0141]步骤S1014，与LMA共存的NAT设备绑定LMA为丽分配的IPv4私有地址和LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址、port号。
[0142]当NAT收到来自于丽的报文时，NAT设备将来自于丽报文的源地址和源端口号，转换成LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号。
[0143]当NAT收到来自于对端节点发送至LMA为丽分配的公有IPv4家乡地址和port号的报文时，NAT设备将此报文的目的地址和目的端口号转换成MN的私有IPv4地址和相
应端口号。
[0144]NAT上的地址转换可以参考图7所示。
[0145]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0146]本发明实施例还提供了一种LMA，该LMA可以用于实现上述报文发送方法。图11是根据本发明实施例的LMA的结构框图，如图11所示，该LMA包括第一接收模块1102、第一分配模块1104和发送模块1106。下面对其结构进行详细描述。
[0147]第一接收模块1102，用于接收来自MAG的请求消息，其中，请求消息携带有公有IPv4家乡地址请求和端口号请求；第一分配模块1104，连接至第一接收模块1102，用于根据第一接收模块1102接收的请求消息为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号；发送模块1106，连接至第一分配模块1104，用于向MAG发送确认消息，其中，确认消息携带有第一分配模块1104分配的公有IPv4家乡地址和端口号。
[0148]优选地，上述LMA还包括:第二接收模块，用于接收丽发送的DHCP请求；第二分配模块，连接至第二接收模块，用于LMA为MN分配私有IPv4地址。
[0149]优选地，上述请求消息还携带有MN标识，上述LMA还包括:创建模块，连接至第一分配模块1104，根据MN标识为MN创建BCE ;添加模块，连接至创建模块，用于将公有IPv4家乡地址和端口号添加到BCE中。
[0150]优选地，上述LMA还包括:判断模块，连接至第一接收模块1102，用于根据请求消息中携带的丽标识和MN发送的DHCP请求中携带的客户端标识,判断请求分配公有IPv4家乡地址和端口号的MN和请求分配IPv4私有地址的丽是否是同一丽；如果是同一丽，LMA为MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号。[0151]优选地，上述请求消息还携带有切换指示信息，上述LMA还包括:获知模块，连接至第一接收模块1102，用于从请求消息中携带的切换指示信息获知MN是同一接口在不同MAG之间进行的切换。
[0152]优选地，上述LMA还包括:第三接收模块，连接至获知模块，用于接收MN发送的DHCP请求；确定模块，连接至第三接收模块，用于根据DHCP请求中的客户端标识确定MN向LMA发送过DHCP请求；第三分配模块，连接至确定模块，用于为MN分配与切换前相同的私有IPv4地址。
[0153]优选地，上述请求消息还携带有丽标识，上述LMA还包括:第四分配模块，用于根据请求消息为MN分配与切换前相同的公有IPv4家乡地址和端口号；更新模块，连接至第四分配模块，用于根据MN标识对MN的BCE进行更新。
[0154]本发明实施例还提供了一种报文发送系统，应用于MAG与LMA间存在NAT的场景，该报文发送系统可以用于实现上述报文发送方法。图12是根据本发明实施例的报文发送系统的结构框图，如图11所示，该报文发送系统包括:丽1202、MAG1204、LMA1206和NAT1208ο下面对其结构进行详细描述。
[0155]LMA 1206包括:分配模块12062，用于为接入MAG 1204的MN 1202分配公有IPv4家乡地址和端口号,其中，MN 1202支持IPv4 ;NAT 1208，与MAG 1204或LMA 1206共存，包括:转换模块12082，用于根据公有IPv4家乡地址和端口号、以及MN 1202的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换；发送模块12084，连接至转换模块12082，用于根据转换模块12082转换后的地址发送报文。
[0156]相关技术中，协议RFC5844对MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持并没有提出有效的解决方案的问题。本发明实施例中，通过LMA为丽分配公有IPv4家乡地址和端口号，后续接收到报文时，NAT可以根据分配的地址进行转换以转发报文，从而实现了 MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持，即实现了在PMIPv6域中，支持IPv4移动终端的移动管理。
[0157]需要说明的是，装置实施例中描述的LMA以及报文发送系统对应于上述的方法实施例，其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。
[0158]综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种报文发送方法、系统及LMA。本发明通过LMA为丽分配公有IPv4家乡地址和端口号，后续接收到报文时，NAT可以根据分配的地址进行转换以转发报文，从而实现了 MAG与LMA间存在NAT时，PMIPv6对于IPv4的支持，即实现了在PMIPv6域中，支持IPv4移动终端的移动管理。
[0159]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0160]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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】
1.一种报文发送方法，其特征在于，应用于移动接入网关MAG与本地移动锚点LMA间存在网络地址转换NAT的场景，所述方法包括: LMA为接入MAG的支持IPv4的移动节点MN分配公有IPv4家乡地址和端口号； NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换，并根据转换后的地址发送所述报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，LMA为接入MAG的支持IPv4的MN分配公有IPv4家乡地址和端口号包括: 所述LMA接收到来自所述MG的请求消息,其中，所述请求消息携带有公有IPv4家乡地址请求和端口号请求； 所述LMA根据所述请求消息为所述MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号； 所述LMA向所述MAG发送确认消息，其中，所述确认消息携带有所述公有IPv4家乡地址和端口号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对SR的文进行地址转换所述方法还包括: 所述LMA接收到所述MN发送的动态主机设置协议DHCP请求； 所述LMA为所述MN分配所述私有IPv4地址。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述请求消息还携带有MN标识，在所述LMA向所述MAG发送确认消息之前，所述方法还包括: 所述LMA根据所述MN标识为所述MN创建绑定缓存条目BCE，并将所述公有IPv4家乡地址和端口号添加到所述BCE中。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述LMA根据所述请求消息为所述MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号之前，所述方法还包括: 所述LMA根据所述请求消息中携带的MN标识和所述MN发送的DHCP请求中携带的客户端标识，判断请求分配公有IPv4家乡地址和端口号的MN和请求分配IPv4私有地址的MN是否是同一丽； 如果是同一丽，所述LMA为所述丽分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述LMA向所述MAG发送确认消息之后，所述方法还包括: 所述MAG从接收的所述确认消息中获取所述公有IPv4家乡地址和端口号； 所述MAG为所述MN创建绑定更新列表条目BUL，并将所述公有IPv4家乡地址和端口号添加到所述BUL中。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述请求消息还携带有切换指示信息，在所述LMA接收到来自所述MAG的请求消息之后，所述方法还包括:所述LMA从所述请求消息中携带的切换指示信息获知所述MN是同一接口在不同MAG之间进行的切换。
8.权利要求7所述的方法，其特征在于，在NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，所述方法还包括: 所述LMA接收到所述MN发送的DHCP请求； 所述LMA根据所述DHCP请求中的客户端标识确定所述MN向所述LMA发送过DHCP请求；所述LMA为所述MN分配与切换前相同的私有IPv4地址。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述请求消息还携带有MN标识，在所述LMA所述MAG发送确认消息之前，所述方法还包括: 所述LMA根据所述请求消息为所述MN分配与切换前相同的公有IPv4家乡地址和端口号; 所述LMA根据所述MN标识对所述MN的BCE进行更新。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述LMA向所述MAG发送确认消息之后，所述方法还包括: 所述MAG从接收的所述确认消息中获取所述公有IPv4家乡地址和端口号； 所述MAG为所述丽创建BUL，并将所述公有IPv4家乡地址和端口号添加到所述BUL中。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述请求消息是代理绑定更新消息，所述确认消息是代理绑定确认消息。
12.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述公有IPv4家乡地址请求或所述端口号请求中携带有用于指示所述NAT是否与所述MAG共存的标识，在所述NAT与所述MAG共存的情况下，在NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，所述方法还包括: 所述LMA将接收到的报文转·发给所述MG。
13.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其特征在于，在NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换之前，所述方法还包括: 所述NAT绑定所述私有IPv4地址以及所述公有IPv4家乡地址、端口号。
14.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其特征在于，NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换包括: 所述NAT接收到来自于所述丽的报文； 所述NAT将所述报文的源地址和源端口号转换成所述公有IPv4家乡地址和端口号。
15.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其特征在于，NAT根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换包括: 所述NAT接收到来自于对端节点的发送至所述公有IPv4家乡地址和端口号的报文；所述NAT将所述报文的目的地址和目的端口号转换成所述MN的私有IPv4地址及其对应的端口号。
16.一种本地移动锚点LMA，其特征在于，包括: 接收模块，用于接收来自移动接入网关MAG的请求消息，其中，所述请求消息携带有公有IPv4家乡地址请求和端口号请求； 分配模块，用于根据所述请求消息为移动节点MN分配未被使用的公有IPv4家乡地址和端口号； 发送模块，用于向所述MG发送确认消息，其中，所述确认消息携带有所述公有IPv4家乡地址和端口号。
17.一种报文发送系统，其特征在于，应用于移动接入网关MAG与本地移动锚点LMA间存在网络地址转换NAT的场景，所述系统包括:移动节点MN、MAG、LMA和NAT，其中， 所述LMA包括:分配模块，用于为接入所述MAG的所述MN分配公有IPv4家乡址和端口号，其中，所述丽支持IPv4 ； 所述NAT，与所述MAG或所述LMA共存，包括:转换模块，用于根据所述公有IPv4家乡地址和端口号、以及所述MN的私有IPv4地址对接收到的报文进行地址转换；发送模块，用于根据转换后 的地址发送所述报文。
【文档编号】H04W8/26GK103581346SQ201210251144
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】严为, 潘云波, 魏元 申请人:中兴通讯股份有限公司