专利名称：通信切换方法、通信切换程序和通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信切换方法、通信切换程序和通信系统，它们加速执行无线通信的移动终端(移动节点)的切换，更具体而言，本发明涉及一种加速在移动节点的切换的技术，所述移动节点使用移动IPv6(移动因特网协议版本6)协议来执行无线通信，所述移动IPv6协议是下一代因特网协议。
背景技术：
作为向用户——他在移动的同时从移动节点通过无线网络来范围诸如因特网之类的通信网络——提供到通信网络的无缝连接的技术，使用移动IPv6来作为下一代因特网协议的技术变得普及。将参照图1来说明使用移动IPv6的无线通信系统。例如在下述的非专利文件1中公开了关于下述的移动IPv6的技术。
在图1中图解的无线通信技术包括IP网络(通信网络)15，诸如因特网；多个子网20、30(因为称为子网络)，它们连接到IP网络15；以及，移动节点(MN移动节点)10，它可以连接到所述多个子网20、30的任何一个。在图1中，将两个子网20、30图解为多个子网20、30。
子网20包括访问路由器(AR访问路由器)21，它执行IP分组(分组数据)的路由选择；以及，多个访问点(AP访问点)22、23，它们分别构成唯一的无线覆盖区域(通信可用区域)24、25。那些AP 22、23的每个连接到AR 21，AR 21连接到IP网络15。在图1中，将两个AP 22、23图解为多个AP 22、23。使用与通过AR 31和多个AP 32、33构成的子网20相同的连接模式来构成子网30。
作为子网20的一个部件的AR 21和作为子网30的一个部件的AR 31可以通过IP网络15来彼此通信，即，子网20和子网30通过IP网络15而彼此连接。
假定在图1中所示的无线通信系统中，MN 10已经在无线覆盖区域25中与AP 23开始了无线通信。在这种情况下，在被分配到MN 10的IPv6地址低于子网20的IP地址系统不足的情况下，在无线覆盖区域25中存在的MN 10通过与AP 23的无线通信来获得对于子网20足够的IPv6地址、即关照地址(CoA)。
MN 10获取CoA的方法包括一种方法，通过这种方法，DHCP服务器通过诸如DHCPv6(IPv6的动态主机配置协议)之类的技术来在全状态机制中分配它；一种方法，用于从AR 21获得子网20的网络前缀和前缀长度，并且将从AR 21获得的网络前缀和前缀长度与在MN 10的MN 10的链接层地址相组合，因此自动在无状态机制中产生CoA。
MN 10在家用代理(在其家用网络上的路由器)和特定的通信方(对应的节点CN)注册(绑定更新BU)所获得的CoA，由此保证在子网20中的分组数据发送和接收。
因此，从预定通信方向MN 10发送的分组数据根据MN 10的CoA通过AR 21和AP 23而被传送到MN 10，并且由MN 10发送到期望的通信方的分组数据通过AP 23和AR 21而被传送到期望的通信方。指向MN 10和被发送到家用网络的分组数据根据在家用代理注册的MN 10的CoA而被发送到子网20的AR 21，并且通过AP 23而被传送到MN 10。
使用移动IPv6并且在图1中图解的无线通信系统被构造使得即使MN10从一个子网移动到另一个，也通过使用CoA临时继续在MN 10的无线通信。但是，按照与关于MN 10的CoA的上述获取的那些规程(一般IPv6切换)相关联的技术，在MN 10移动和连接到AP 32后、即在执行L2切换后，执行要由子网30使用的新CoA(以下NCoA)的获取和注册(BU)。即，在从由MN 10的L2切换的启动到NCoA的注册的完成的期间，MN 10的CoA保持为由子网20使用的旧(先前)CoA(以下PCoA)，因此从MN 10发送的分组数据和被发送到MN 10的分组数据全部丢失。
作为改善由这样的MN 10引起的分组丢失率以即使MN 10移动也保证无线通信的平滑延续的技术，已知在例如下述的非专利文件2中公开的快速切换技术。以下，将参照图1和6来说明快速切换技术。
图6是图解通过传统技术的快速切换的示例的时序图。图6的时序解了在下述情况下沿着时间轴的MN 10、AR 21和AR 31的独立处理MN 10在图1中所示的无线通信系统中通过重叠区域26从由AP 23形成的无线覆盖区域25内向由AP 32形成的无线覆盖区域34中移动。在图6中所示的时序解了MN 10在快速切换中执行L2切换之前在无状态机制中在子网20中获取NCoA的步骤。
当来自当前在通信中的AP 23的无线信号由于在无线覆盖区域25中的移动而变弱时，MN 10开始搜索另一个通信AP。当它进入重叠区域26——其中无线覆盖区域25和无线覆盖区域34彼此重叠——时，收听来自AP 32的无线信号是可能的，即找到了AP 32。在重叠区域26中，MN 10可以收听来自AP 23的无线信号和来自AP 32的无线信号。
在由于一些条件而导致将停止与AP 23的通信或开始与AP 32的通信确定为优选的情况下(例如在从将来自AP 23的无线信号强度与来自AP 32的无线信号相比较的结果了解到来自AP 32的无线信号强度更强的情况下)，MN10确定在通信目的地转换AP的连接(L2切换)(步骤S601确定低于AP 32进行L2切换)。
接着，已经确定切换的MN 10发送RtSolPr(对于代理的路由器请求)消息，用于向AR 21请求执行切换所需要的信息(步骤S603发送RtSolPr消息)。所述RtSolPr消息包括由MN 10从AP 32接收的AP 32的链接层地址，即MN10向AR 21通知AP 32的链接层地址，AP 32在新的目的地形成无线覆盖区域34。在通过IEEE 802.11的无线通信的情况下，例如，AP 32定期地改变包含链接层地址(MAC地址)的信标，以便在无线覆盖区域34中的所有节点可以获取AP 32的链接层地址。RtSolPr可以代表“对于代理广告的路由器请求”。
已经从MN 10接收到RtSolPr的AR 21根据关于在所述RtSolPr消息中包括的AP 32的链接层地址的信息来通过任意方法而获取关于连接到AP 32的AR 31的信息(AR 31的链接层地址和AR 31所属的子网30的网络前缀和前缀长度)(步骤S605根据AP 32的链接层地址来获得关于AR 31的信息)。
关于获取关于AR 31的信息的方法(上述的任意方法)，不对于快速切换特别定义任何方法，并且有可能应用各种方法，诸如引用预先在AR 21中设置的在AR 31和AP 32之间的对应关系的方法；一种方法，通过其，AR 21本身搜索在IP网络15上具有对于AR 32的控制的AR。
然后，AR 21向MN 10发送包括在步骤S605获得的关于AR 31的信息的PrRtAdv(代理路由器广告)消息来作为对于RtSolPr消息的响应(步骤S607发送PrRtAdv消息)。因此，MN 10获取关于对于AP 32具有控制的AR 31的信息，并且将子网30的网络前缀和前缀长度与MN 10的链接层地址相组合，由此产生可能对于由AR 31构成的子网30足够的NCoA(步骤S609自动产生NCoA)。
在产生NCoA后，MN 10向AR 21通知NCoA(FBU快速绑定更新)(步骤S611FBU)，并且通过诸如在AR 31确认NCoA和在AR 21和AR 31之间产生沟道之类的处理来结束快速切换。
如上所述，在快速切换技术的情况下，在执行L2切换之前，MN 10预先获取要用于子网20中的NCoA，并且向AR 21通知NCoA，由此在AR 21和AR 31之间产生沟道。因此，即使在MN 10执行L2切换、转换从AP 23到AP 32的连接、移动到子网30并且正式地注册(BU)预先获取的NCoA期间，被发送到在子网20中使用的MN 10的PCoA的分组数据经由所述沟道通过AR 31和AP 32而被传送到MN 10，并且要从MN 10发送的分组数据经由所述沟道通过AP 32和AP 31而到达AR 21，并且从AR 21被发送到通信方。
非专利文件1D.Johnson，C.Perkins and J.Arkko，“Mobility Support inIPv6”，draft-ietf-mobileip-ipv6-24，June 2003(D.Johnson，C.Perkins和J.Arkko，“在IPv6中的移动性支持”，IETF(因特网工程任务组)关于移动IP的IPv6的草案24，2003年6月)非专利文件2Rajeev Koodli“Fast Handover for Mobile IPv6”，draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-08，October 2003(Rajeev Koodli，“移动IPv6的快速切换”，IETF关于移动IP的快速mipv6的草案08，2003年10月)。
发明内容
解决问题的手段但是上述的快速切换技术具有下面的第一到第三个问题。
<第一问题>
因为L2切换不在移动IPv6规范内，因此不可能在移动IPv6的层中预先了解MN 10中止与AP 23的通信的定时(进行L2切换的定时)。如果L2切换的定时满足下面的情况(1)和(2)，则快速切换不正确地被完成，因此不能实现作为快速切换技术的目的的降低分组丢失率。
(1)在MN 10在步骤S603发送RtSolPr消息之前中止与AP 23的通信的情况下，MN 10不能向AR 21发送RtSolPr消息。
(2)在MN 10在步骤S607接收到来自AR 21的PrRtAdv消息之前中止与AP 23的通信的情况下，MN 10不能接收PrRtAdv消息。
上述的情况(1)和(2)可以被解释为因为中止与AP 23的连接而导致不能通过AP 23而接收到在步骤S609自动产生NCoA时所需要的关于AR 31的信息的情况。特别是当MN 10高速移动时可能发生那些情况。
<第二问题>
在参照图6所述的示例中，因为MN 10移动到不同的子网，因此必须获取要在新子网中使用的NCoA。相反，例如，在MN 10从由AP 23形成的无线覆盖区域25向由AP 22形成的无线覆盖区域24移动的情况下(在同一子网20中转换与AP的连接的情况下)，虽然执行从AP 23到AP 22的L2切换，但是它在同一子网20中的切换，不需要改变CoA。
但是，在MN 10与在同一子网中的移动或在不同子网之间的移动无关地在AP之间执行L1切换的情况下，执行快速切换的处理。即，即使在同一子网20中的L2切换的情况下，可以了解在CoA中的改变仅仅在步骤S603中向AR 21发送RtSolPr消息后是不必要的，并且引用在步骤S607从AR 21接收的PrRtAdv消息的内容。
即，按照快速切换技术，即使仅仅用于确认在CoA中不需要任何改变的、在同一子网内通过MN 10的L2切换时，也执行RtS0lPr消息和PrRtAdv消息的发送和接收，这是效率相等低的。
<第三问题>
而且，存在这样的问题每次MN 10要进行L2切换时，AR 21需要执行在步骤S603的处理，并且在MN 10和AR 21之间发送和接收RtSolPr消息和PrRtAdv消息。即，在通过MN 10的L2切换时，发生在AR 21中的处理负荷的增加和在MN 10和AR 21之间的通信量的增加。具体上，当具有窄无线覆盖区域的多个AP 22、23处于AR 21的控制下时并且在存在频繁重复移动的多个MN 10的环境中，向AR 21施加了相当大的负荷，并且在MN 10和AR 21之间的通信量大大增加。
本发明考虑到上述问题而被作出，并且旨在提供通信切换方法、切换程序和通信系统，它们可以通过下述方式来实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率。
为了实现所述目的，按照本发明的通信切换方法用于在通信系统中的移动节点中，其中，每个都构成子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一的通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，所述移动节点被构造成可通过与在所述通信可用区域内的访问点的无线通信而与和所述访问点连接的所述访问路由器通信，所述通信切换方法包括存储步骤向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息；接收步骤当通信从当前处于通信中的访问点向另一个访问点转换时，从所述另一个访问点接收关于所述另一个访问点的信息；获取步骤，基于在所述接收步骤接收的关于所述另一个访问点的信息，从所述对应性信息获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息；以及地址产生步骤，根据在所述获取步骤获取的关于所述访问路由器的信息，在由所述访问路由器构成的所述子网中产生地址信息。
所述结构可以通过下述方式而实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率。
而且，按照本发明的通信切换方法包括地址信息发送步骤，通过当前通信的所述访问点，向其上连接有当前通信的所述访问点的所述访问路由器发送在所述地址产生步骤产生的所述地址信息。
这种结构可以使得访问路由器可以使用由移动节点从对应性信息产生的地址信息来向移动节点传送分组数据。
为了实现所述目的，按照本发明的通信切换方法用于在通信系统中的移动节点中，其中，每个都构成子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一的通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，所述移动节点被构造成可通过与在所述通信可用区域内的访问点的无线通信而与和所述访问点连接的所述访问路由器通信，所述通信切换方法包括存储步骤向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息；接收步骤当通信从当前处于通信中的访问点向另一个访问点转换时，从所述另一个访问点接收关于所述另一个访问点的信息；获取步骤，基于在所述接收步骤接收的关于所述另一个访问点的信息，从所述对应性信息获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息；确定步骤，根据在所述获取步骤获取的关于所述访问路由器的信息，确定当通信从当前在通信的所述访问点转换到所述另一个访问点时是否需要改变当前就所述子网分配的地址信息；地址控制步骤，当在确定步骤确定不必改变所述地址信息时，进行控制以便连续地使用所述当前分配的地址信息。
所述结构可以通过下述方式而实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率，并且具体上，所述结构可以防止在同一子网中的L1切换时提高AR上的负荷及其通信量。
而且，在按照本发明的通信切换方法中，在所述确定步骤，进行比较以查看关于连接到当前通信的所述访问点的所述访问路由器的子网的信息和关于连接到所述另一个访问点的所述访问路由器的子网的信息是否彼此匹配，并且确定当所述两个信息彼此匹配时不需要改变所述地址信息。
这种结构可以使得访问移动节点可以肯定地掌握是否在通过切换而进行的转换前后发生了在子网中的连接的改变。
而且，按照本发明的通信切换方法包括处理转换步骤，当在所述获取步骤不能从所述对应性信息获取关于其上连接有另一个访问点的所述访问路由器的信息时，执行基于传统切换的处理。
所述结构可以保证通过传统的快速切换而转换到一个处理，以即使当移动节点不能从对应性信息产生在子网中的地址信息时也切实地执行与切换相关联的处理。
而且，按照本发明的通信切换方法包括对应性信息接收步骤，从管理所述对应性信息的预定通信装置或所述访问路由器接收关于在所述对应性信息中的改变的信息；以及对应性信息更新步骤，使用关于在所述对应性信息的改变的信息来更新在所述预定信息存储部件中存储的所述对应性信息。
使用所述结构，当更新对应性信息时，移动节点可以接收对应性信息的更新内容，并且可以总是保有最新的对应性信息。
而且，按照本发明的通信切换方法包括信息查看步骤，用于定期查看所述预定通信装置或所述访问路由器，以了解是否有关于所述对应性信息的新改变的信息。
所述结构可以使得移动节点在固定的周期中动态地已经更新了对应性信息。
而且，在按照本发明的通信切换方法中，将所述访问点的链接层地址用作关于所述访问点的信息，并且将所述访问路由器的链接层地址、由所述访问路由器构成的所述子网的网络前缀和前缀长度用作关于所述访问路由器的信息。
所述结构可以使得移动节点确定地执行有效的切换处理，并且改善了与使用移动IPv6的快速切换技术的通信系统的兼容性。
而且，在按照本发明的通信切换方法中，所述对应性信息描述了在关于其上当前连接有所述移动节点的所述子网中的所述访问点的信息和关于所述访问路由器的信息之间的对应性关系、以及在关于在与其上当前连接有所述移动节点的所述子网相邻的所述子网中的所述访问点的信息和关于所述访问路由器的信息之间的对应性关系。
使用所述结构，移动节点可以存储至少必要的对应性信息，因此降低了用于对应性信息的数据容量，并且可以适当对于读取对应性信息的处理、对于期望信息的搜索处理等的负荷。
而且，在按照本发明的通信切换方法中，所述对应性信息仅仅描述了与使用下述方案的所述访问路由器和连接到所述访问路由器的所述访问点相关联的对应性关系，所述方案使得所述移动节点可以产生在所述子网中的地址信息。
所述结构可以使得移动节点可以仅仅当连接转换到能够在无状态机制中产生地址信息的子网时产生地址信息。
本发明提供了一种通信切换程序，用于使得计算机可以执行按照权利要求1或3的通信切换方法。
为了实现所述目的，按照本发明，提供了一种通信系统，其中，每个都构成一个子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，并且在所述通信可用区域中的移动节点被构造成可通过与所述访问点的无线通信而与连接到所述访问点的所述访问路由器通信，其中，所述移动节点具有对应性信息存储部件，向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息，并且所述移动节点以这样一种方式构造，即，当通信从当前通信的访问点转换到另一个访问点时，通过参见所述对应性信息，基于从所述另一个访问点接收的、关于所述另一个访问点的信息，来获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息，并且根据所述所获得的关于所述访问路由器的信息产生由所述访问路由器构成的所述子网中的地址信息。
所述结构可以通过下述方式来实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率。
为了实现所述目的，按照本发明，提供了一种通信系统，其中，每个都构成一个子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，并且在所述通信可用区域中的移动节点被构造成可通过与所述访问点的无线通信而与连接到所述访问点的所述访问路由器通信，其中，所述移动节点具有对应性信息存储部件，向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息，并且所述移动节点以这样一种方式构造，即，当通信从当前通信的访问点转换到另一个访问点时，通过参见所述对应性信息，基于从所述另一个访问点接收的、关于所述另一个访问点的信息，来获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息，并且根据所获得的关于所述访问路由器的信息，确定当通信从当前在通信的所述访问点转换到所述另一个访问点时是否需要改变当前就所述子网分配的地址信息，并且当确定不必改变所述地址信息时，连续地使用所述当前分配的地址信息。
所述结构可以通过下述方式来实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率，并且特别是所述结构可以防止在同一子网中进行L2切换时在访问路由器上的负荷及其通信量的增加。
而且，按照本发明的通信系统以如下方式构成，当所述移动节点不能从所述对应性信息获得关于其上连接有所述另一个访问点的所述访问路由器的信息时，通过传统切换执行处理。
所述结构可以保证转换到通过传统的快速切换的处理，以即使当移动节点不能从对应性信息产生在子网中的地址信息时也切实地执行与切换相关联的处理。
而且，按照本发明的通信系统以如下方式构成，管理所述对应性信息的预定通信装置连接到所述通信网络，并且被构造成可向所述移动节点发送所述对应性信息。
使用这种结构，连接到通信网络并且可以掌握网络配置的预定通信装置管理对应性信息，并且移动节点仅仅需要接收和存储从预定通信装置发送的对应性信息。
而且，按照本发明的通信系统以如下方式构成，当关于所述访问点的信息或关于所述访问路由器的信息发生改变时，所述预定通信装置从所述访问路由器接收在所述改变产生后的、关于所述访问点的信息或关于所述访问路由器的信息，更新由所述预定通信装置管理的所述对应性信息，并且通知所述移动节点所述对应性信息已经被改变。
使用这种结构，连接到通信网络并且可以掌握网络配置的预定通信装置管理对应性信息，并且移动节点仅仅需要接收和存储从预定通信装置发送的对应性信息。
而且，按照本发明的通信系统以如下方式构成，所述对应性信息的管理由所述访问路由器执行，以便通过所述访问路由器来实现所述预定通信装置。
使用这种结构，能够通过传统的快速切换而执行处理的访问路由器可以获取对应性信息，并且改善了与使用移动IPv6的快速切换技术的通信系统的兼容性。
本发明的效果本发明提供了通信切换方法、通信切换程序和具有上述机构的通信系统，由此通下述方式来实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率。
图1是示出对于本发明和传统技术共同的无线通信系统的结构的示意图。
图2是示出按照本发明的一个实施例的被存储在MN中的AP-AR对应性信息的一个示例的示意图。
图3是示出按照本发明的所述实施例的、当MN在无线通信系统中执行L2切换时的第一操作示例的时序图。
图4是图解按照本发明的所述实施例的、当MN在无线通信系统中执行L2切换时的第二操作示例的时序图。
图5是示出按照本发明的所述实施例的、当MN在无线通信系统中执行L2切换时的第三操作示例的时序图。
图6是图解按照传统技术的快速切换的一个示例的时序图。
具体实施例方式
现在参照图1-5来说明本发明的一个实施例。图1是示出对于本发明和传统技术共同的无线通信系统的结构的例证图，并且已经在传统的技术的说明中解释了在图1中所示的无线通信系统的结构。在本发明的所述实施例的说明中引用在图1中所示的无线通信系统。
图2是示出按照本发明的一个实施例的被存储在MN中的AP-AR对应性信息的一个示例的示意图。在本发明和传统技术之间的大差别是本发明的MN具有AP-AP对应性信息存储部件11，用于存储AP-AR对应性信息40。MN 10不必包括作为AP-AR对应性信息存储部件11的特殊的信息存储介质，并且可以通过MN 10的任意信息存储介质——诸如在MN 10中的硬盘、RAM(随机存取存储器)或ROM(只读存储器)——来实现AP-AR对应性信息存储部件11。
要存储在AP-AP对应性信息存储部件11中的AP-AR对应性信息40至少具有用于指示在AP和AR之间的连接关系的信息(用于指示哪个AP连接到哪个AR的信息，即用于指示哪个AP在每个AR的控制下的信息)以及每个AP的链接层地址、每个AR所属的子网的网络前缀和前缀长度。当已知例如AP的链接层地址时，通过参见AP-AR对应性信息40来从用于指示在AP和AR之间的连接关系的信息了解作为所述AP的上层的AR的链接层地址，使得有可能获取所述上层AR所属的子网的网络前缀和前缀长度。
对于AP和AR的每个连接在图2中所示的AP-AR对应性信息40中设置对应性信息，并且与AP的链接层地址相关联地，在每个对应性信息中设置对于AP进行控制的AR的一组链接层地址、对于AP进行控制的AR的子网的网络前缀和对于AP进行控制的AR的子网的前缀长度。使用AP-AR对应性信息40的几个欧，当已知例如AP的链接层地址时，有可能通过引用相对于其中AP的链接层地址被描述为开始点的单元水平地布置的独立单元而引用作为AP的上层的AR的链接层地址和所述上层AR所属的子网的网络前缀和前缀长度。
图2中所示的AP-AR对应性信息40的结构是一个示例，并且所述AP-AR对应性信息40不限于这种结构。可以在AP-AR对应性信息40中描述除了AP的链接层地址、AR的链接层地址和子网的网络前缀和前缀长度之外的其他信息(例如AR的IPv6地址和关于AR支持的功能的信息)。
虽然在图2中所示的AP-AR对应性信息40描述了与在AR 21和AP 22之间的连接关系相关联的信息(AR22-AR21对应性信息)，但是可以对于与所述连接关系相关联的那些信息设置与在AR 21和AP 23之间的连接关系相关联的信息(AP23-AR21对应性信息)、与在AR 31和AP 32之间的连接关系相关联的信息(AP32-AR31对应性信息)、与在AR 31和AP 33之间的连接关系相关联的信息(AP33-AR31对应性信息)、与在任意AP和AR之间的连接关系相关联的信息。用于在MN 10中保存AP-AR对应性信息的方法也是任意的。在MN 10的本地环境中，例如，在便携存储器介质中存储的AP-AR对应性信息40可以被复制或移动到MN 10中，与在AR 21和AP 23之间的连接关系相关联的信息可以通过使用MN 10的操作部件(键盘或鼠标等)而被直接地输入，并且被保存为AP-AR对应性信息40。例如，MN 10可以通过通信网络而获取AP-AR对应性信息40。
特别是，期望当通过公司LAN(局域网)、本地自治社区、网络提供商等来在有限区域内执行服务时使用移动IPv6网络。在这样的网络系统中，由每个公司、提供商等提供的AP和AR的数量有限，有可能在AP-AR对应性信息40中描述与所有的AP-AR连接关系相关联的信息，并且预先在AP-AP对应性信息存储部件11中存储AP-AR对应性信息40。
当存在大量的AP和AR时，可以在MN 10中存储这样的AP-AR对应性信息40，它仅仅描述与在MN 10当前连接到的子网中的AP-AR连接关系相关联的信息或与在相邻处的子网(要改变作为MN 10当前所连接到的可能目标的子网)中的AP-AR连接关系相关联的信息。在这种情况下，作为一个示例，MN 10可以从由连接服务的提供商向移动IPv6网络提供的预定通信装置(AP-AR对应性信息管理装置)仅仅下载必要的AP-AR对应性信息40，或者可以从所述AP-AR对应性信息管理装置接收包括必要的AP-AR对应性信息40的广播信息。
AR可以被安装所述AP-AR对应性信息管理装置的功能。在这种情况下，当AR已经执行了预先获取与在执行普通快速切换的相邻子网中的AP-AR连接关系相关联的信息的处理(对应于图6中所示的步骤S605的处理)以产生AP-AR对应性信息40时，MN 10可以从当前连接的AR获得AP-AR对应性信息40。
当所述AP-AR对应性信息管理装置管理AP-AR对应性信息时，有可能处理在网络系统中的动态改变。即，即使在改变AP-AR对应性信息40的内容的情况——诸如改变关于AR的IPv6地址的信息的情况或AP或AR已经失败或被新增加到网络的情况——下，MN 10也可以灵活地处理在网络中的动态改变，因为MN 10定期查看在所述AP-AR对应性信息管理装置中的AP-AR对应性信息40，或者所述AP-AR对应性信息管理装置向MN 10通知对应性信息的更新，以便MN 10可以总是保有最新的AP-AR对应性信息40。
<第一操作示例在不同子网之间的L2切换>
接着，将说明当具有AP-AP对应性信息存储部件11——已经存储了图2中所示的AP-AR对应性信息40——的MN 10执行L2切换时的操作。图3是示出按照本发明的所述实施例的、当MN在无线通信系统中执行L2切换时的第一操作示例的时序图。图3中所示的时序解了在下述情况下沿着时间轴的MN 10、AR 21和AR 31的独立处理MN 10在图1中所示的无线通信系统中通过重叠区域26从由AP 23形成的无线覆盖区域25内向由AP 32形成的无线覆盖区域34中移动。
具有图2中所示的AP-AR对应性信息40的MN 10在无线覆盖区域25中移动。在MN 10将由于一些条件(例如关于无线信号强度的条件)而导致将停止与AP 23的通信或开始与AP 32的通信确定为优选的情况下，像在图6中所示的步骤S601中进行的那样，MN 10确定转换在通信目的地的AP的连接(L2切换)(步骤S301确定进行向AP 32的切换)。
按照传统的快速切换技术，MN 10然后向AR 21发送RtSolPr消息，而按照本发明，MN 10参见AP-AR对应性信息40(步骤S302参见AP-AR对应性信息40)。然后，MN 10对于AP-AR对应性信息40搜索通过从AP 32对于信标接收等而获得的AP 32的链接层地址，并且获取各种信息，诸如与AP 32的链接层地址相关联的AR的链接层地址、子网的网络前缀和子网的前缀长度。通过所述操作，MN 10可以获取位于AP 32的上层的AR 31的链接层地址、AR 31所属的子网30的网络前缀和AR 31所属的子网30的前缀长度。
然后，MN 10将通过在步骤S303引用AP-AR对应性信息40而获得的子网30的网络前缀和前缀长度与MN 10的链接层地址组合，由此产生与由AR31构成的子网30匹配的NCoA(步骤S305从AP-AR对应性信息40自动产生NCoA)。
在产生NCoA后，执行与在传统快速切换中的那些相同的规程。即，向AR 21通知NCoA(FBU)(步骤S307FBU)，而且通过在AR 31确认所述NCoA、在AR 21和AR 31之间产生通道的处理等，MN 10可以在连接到AP 21的同时结束注册与子网30匹配的NCoA。
按照本发明的第一示例，以这种方式，MN 10可以通过在确定被进行了L2切换的AP 32后立即引用在AP-AP对应性信息存储部件11中存储的AP-AR对应性信息40而自动地产生对于AP 32进行控制的AR 31所属的子网30的NCoA。因此，省略了在MN 10和AR 21之间发送和接收RtSolPr消息和PrRtAdv消息的处理(图6的步骤S603和S6-7)和其中AR 21获取关于AR 31的信息的处理(图6中所示的步骤S605)，因此克服了上述的第一和第三问题。
<第二操作示例在同一子网中的L2切换>
图4是图解按照本发明的所述实施例的、当MN在无线通信系统中执行L2切换时的第二操作示例的时序图。图4中所示的时序解了在下述情况下沿着时间轴的MN 10、AR 21和AR 31的独立处理MN 10在图1中所示的无线通信系统中通过重叠区域26从由AP 23形成的无线覆盖区域25内向由AP 32形成的无线覆盖区域34中移动。
具有图2中所示的AP-AR对应性信息40的MN 10在无线覆盖区域25中移动。在MN 10将由于一些条件(例如关于无线信号强度的条件)而导致将停止与AP 23的通信或开始与AP 32的通信确定为优选的情况下，MN 10确定在通信目的地转换AP的连接(L2切换)(步骤S401确定进行向AP 22的切换)。
然后，像在第一示例中那样，MN 10引用AP-AR对应性信息40(步骤S403引用AP-AR对应性信息40)，对于AP-AR对应性信息40搜索AP 22的链接层地址，并且获取各种信息，诸如与AP 32的链接层地址相关联的AR的链接层地址、子网的网络前缀和子网的前缀长度。
此时，MN 10确认对应于AP 22的AR与连接到AR 23的AR 21相同(步骤S405从AP-AR对应性信息40确认AP 22在AR 21的控制下)。即，MN10可以掌握从AP 23到AP 22的L2切换是在同一子网中的L2切换，并且不需要执行改变CoA的处理(NCoA获取处理)，并且在随后的处理中，不执行在移动IPv6的层中的处理，诸如产生和注册NCoA，并且MN 10仅仅执行L2切换(步骤S407仅仅执行L2切换)。
按照本发明的第二操作示例，以这种方式，在确定被进行了L2切换的AP 22后，MN 10可以通过引用在AP-AP对应性信息存储部件11中存储的AP-AR对应性信息40来立即容易地掌握已经在L2切换之前执行了通信的AP 23和在L2切换后执行了通信的AP 22在同一AR 21的控制下，并且从AR 22向AP 22的L2切换是在同一子网中的L2切换。
按照传统的快速切换，为了查看是否是在同一子网中的L2切换，MN 10需要从AR 21接收PrRtAdv消息，并且引用在PrRtAdv消息中包括的关于AR 31的信息。但是，按照本发明的第二操作示例，MN 10可以不与诸如MN或AR之类的其他通信装置进行通信来查看是否是是在同一子网中的L2切换，由此克服上述的第一到第三问题(特别是第二问题)。
<第三操作示例当在AP-AR对应性信息40中不存在关于要进行L2切换的AP的信息时>
虽然第一和第二操作示例已经说明了MN 10具有AP-AR对应性信息40——用于描述关于被进行L2切换的AP的信息(AP的链接层地址)——的情况，但是第三操作示例将说明在AP-AR对应性信息40中不存在要被进行L2切换的AP相关联的对应性信息。
图5是示出按照本发明的所述实施例的、当MN在无线通信系统中执行L2切换时的第三操作示例的时序图。在图5中所示的时序解了在下述情况下沿着时间轴的MN 10、AR 21和AR 31的独立处理MN 10在图1中所示的无线通信系统中通过重叠区域26从由AP 23形成的无线覆盖区域25内向由AP 32形成的无线覆盖区域34中移动。如上所述，假定在第三操作示例中，在MN 10具有的AP-AR对应性信息40中不存在要被进行L1切换的AP32相关联的对应性信息(即在图2中所示的AP-AR对应性信息中的AP32-AR31对应性信息)。
具有AP-AR对应性信息40的MN 10在无线覆盖区域25中移动。像在第一操作示例中那样，MN确定将连接(L2切换)从AP 23转换到AP 32(步骤S501确定向AP32进行L2切换)，引用AP-AR对应性信息40(步骤S503引用AP-AR对应性信息40)，并且对于AP-AR对应性信息40搜索AP 32的链接层地址。
但是，在AP-AR对应性信息40中未说明关于AP 32的信息，并且MN 10不能从AP-AR对应性信息40找到与AP 32相关联的对应性信息。从上面显而易见，当未找到关于在L2切换目的地的AP 32的信息时，MN 10确定在AP-AR对应性信息40中没有与AP 32相关联的对应性信息(步骤S505确定在AP-AR对应性信息40中每个与AP 32相关联的对应性信息)，并且执行通过传统快速切换的处理(具体上是在图6的步骤S603和随后的步骤的处理)。
虽然第三操作示例已经说明了在不同子网之间的L2切换时不能从AP-AR对应性信息40获得与在L2切换目的地的AP相关联的对应性信息的情况(第一操作示例)，但是这对于下述情况也是同样的在同一子网内的L2切换时不能从AP-AR对应性信息40获得与在L2切换目的地的AP相关联的对应性信息的情况(第二操作示例)，流程仅仅必须进行到通过传统快速切换的处理。
所述流程也可以在下述情况下进行到通过传统快速切换的处理例如，在AP-AR对应性信息40中存在在L2切换目的地的AP 32的链接层地址，但是未设置对于AP 32进行控制的AR 31的网络前缀。
按照第三操作示例，如上所述，在MN 10不能在L2切换时从AP-AR对应性信息40获取与期望的AP相关联的对应性信息的情况下，通过使得可以执行通过传统快速切换的处理来实现平滑的切换，以继续无线通信。
在MN 10连接到仅仅使用全状态的CoA分配系统的AR的情况下，由MN 10产生的NCoA不匹配那个AR所属的子网。因此，特别是，对于关于仅仅使用全状态CoA分配系统的AR和在AR的控制下的AP的信息，期望不应当在AP-AR对应性信息40中描述它们，或者它们应当阐明仅仅采用了全状态CoA分配系统。因此，对于仅仅使用全状态CoA分配系统的AR，MN 10可以经由执行通过传统快速切换的处理而获取在全状态机制中分配的CoA。
在按照本发明的上述第一到第三操作示例的说明中，已经独立地说明了第一到第三操作示例，但是期望MN 10被构造使得按照引用AP-AR对应性信息40的结果而独立地执行关于第一到第三操作示例的操作。即，在将在不同子网之间的L2切换确认为引用AP-AR对应性信息40的结果的情况下，MN 10产生可以匹配目的地子网的NCoA，并且在确认在同一子网中的L2切换的情况下，MN在不改变NCoA的情况下仅仅执行L2切换，并且在不能仅仅通过引用AP-AR对应性信息而获取关于L2切换目的地AP的信息和关于对于AP进行控制的AR的信息的情况下，期望流程应当进行到通过传统快速切换的处理。
为了设计出本发明，不必改变网络的基本规格，即AR和AP的基本规格，并且可以与传统的快速切换技术一起来设计出本发明。因此，可以通过向可以执行传统快速切换的MN 10中安装用于在MN 10中执行上述各种处理(例如用于通过引用AP-AR对应性信息而产生匹配在切换目的地的子网的NCoA的处理)的计算机程序来实现本发明。
产业上的应用性按照本发明的通信切换方法和通信系统可以通过下述方式来实现有效的切换通过降低在移动节点和访问路由器上的负荷及其通信量，同时保持通过快速切换技术而改善的分组丢失率，并且按照本发明的通信切换方法和通信系统被应用到加速执行无线通信的移动节点的切换的无线通信技术领域，具体而言，按照本发明的通信切换方法和通信系统被应用到一种加速在移动节点的切换的技术，所述移动节点使用移动IPv6(移动因特网协议版本6)协议来执行无线通信，所述移动IPv6协议是下一代因特网协议。
权利要求
1.一种通信切换方法，用于在通信系统中的移动节点中，其中，每个都构成子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一的通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，所述移动节点被构造成可通过与在所述通信可用区域内的访问点的无线通信而与和所述访问点连接的所述访问路由器通信，所述通信切换方法包括存储步骤向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息；接收步骤当通信从当前处于通信中的访问点向另一个访问点转换时，从所述另一个访问点接收关于所述另一个访问点的信息；获取步骤，基于在所述接收步骤接收的关于所述另一个访问点的信息，从所述对应性信息获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息；以及地址产生步骤，根据在所述获取步骤获取的关于所述访问路由器的信息，在由所述访问路由器构成的所述子网中产生地址信息。
2.按照权利要求1的通信切换方法，包括地址信息发送步骤，通过当前通信的所述访问点，向其上连接有当前通信的所述访问点的所述访问路由器发送在所述地址产生步骤产生的所述地址信息。
3.一种通信切换方法，用于在通信系统中的移动节点中，其中，每个都构成子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一的通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，所述移动节点被构造成可通过与在所述通信可用区域内的访问点的无线通信而与和所述访问点连接的所述访问路由器通信，所述通信切换方法包括存储步骤向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息；接收步骤当通信从当前处于通信中的访问点向另一个访问点转换时，从所述另一个访问点接收关于所述另一个访问点的信息；获取步骤，基于在所述接收步骤接收的关于所述另一个访问点的信息，从所述对应性信息获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息；确定步骤，根据在所述获取步骤获取的关于所述访问路由器的信息，确定当通信从当前在通信的所述访问点转换到所述另一个访问点时是否需要改变当前就所述子网分配的地址信息；地址控制步骤，当在确定步骤确定不必改变所述地址信息时，进行控制以便连续地使用所述当前分配的地址信息。
4.按照权利要求3的通信切换方法，其中，在所述确定步骤，进行比较以查看关于连接到当前通信的所述访问点的所述访问路由器的子网的信息和关于连接到所述另一个访问点的所述访问路由器的子网的信息是否彼此匹配，并且确定当所述两个信息彼此匹配时不需要改变所述地址信息。
5.按照权利要求1或3的通信切换方法，包括处理转换步骤，当在所述获取步骤不能从所述对应性信息获取关于其上连接有另一个访问点的所述访问路由器的信息时，执行基于传统切换的处理。
6.按照权利要求1或3的通信切换方法，包括对应性信息接收步骤，从管理所述对应性信息的预定通信装置或所述访问路由器接收关于在所述对应性信息中的改变的信息；以及对应性信息更新步骤，使用关于在所述对应性信息的改变的信息来更新在所述预定信息存储部件中存储的所述对应性信息。
7.按照权利要求6的通信切换方法，包括信息查看步骤，用于定期查看所述预定通信装置或所述访问路由器，以了解是否有关于所述对应性信息的新改变的信息。
8.按照权利要求1或3的通信切换方法，其中，将所述访问点的链接层地址用作关于所述访问点的信息，并且将所述访问路由器的链接层地址、由所述访问路由器构成的所述子网的网络前缀和前缀长度用作关于所述访问路由器的信息。
9.按照权利要求1或3的通信切换方法，其中，所述对应性信息描述了在关于其上当前连接有所述移动节点的所述子网中的所述访问点的信息和关于所述访问路由器的信息之间的对应性关系、以及在关于在与其上当前连接有所述移动节点的所述子网相邻的所述子网中的所述访问点的信息和关于所述访问路由器的信息之间的对应性关系。
10.按照权利要求1或3的通信切换方法，其中，所述对应性信息仅仅描述了与使用下述方案的所述访问路由器和连接到所述访问路由器的所述访问点相关联的对应性关系，所述方案使得所述移动节点可以产生在所述子网中的地址信息。
11.一种通信切换程序，用于使得计算机可以执行按照权利要求1或3的通信切换方法。
12.一种通信系统，其中，每个都构成一个子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，并且在所述通信可用区域中的移动节点被构造成可通过与所述访问点的无线通信而与连接到所述访问点的所述访问路由器通信，其中，所述移动节点具有对应性信息存储部件，向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息，并且所述移动节点以这样一种方式构造，即，当通信从当前通信的访问点转换到另一个访问点时，通过参见所述对应性信息，基于从所述另一个访问点接收的、关于所述另一个访问点的信息，来获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息，并且根据所述所获得的关于所述访问路由器的信息产生由所述访问路由器构成的所述子网中的地址信息。
13.一种通信系统，其中，每个都构成一个子网的多个访问路由器通过通信网络而连接在一起，并且形成唯一通信可用区域的至少一个或多个访问点连接到所述多个访问路由器的每一个，并且在所述通信可用区域中的移动节点被构造成可通过与所述访问点的无线通信而与连接到所述访问点的所述访问路由器通信，其中，所述移动节点具有对应性信息存储部件，向所述移动节点的预定信息存储部件中存储用于描述在关于所述访问点的信息和关于连接到所述访问点的所述访问路由器的信息之间的对应关系的对应性信息，并且所述移动节点以这样一种方式构造，即，当通信从当前通信的访问点转换到另一个访问点时，通过参见所述对应性信息，基于从所述另一个访问点接收的、关于所述另一个访问点的信息，来获取关于其上连接有所述另一个访问点的那个访问路由器的信息，并且根据所获得的关于所述访问路由器的信息，确定当通信从当前在通信的所述访问点转换到所述另一个访问点时是否需要改变当前就所述子网分配的地址信息，并且当确定不必改变所述地址信息时，连续地使用所述当前分配的地址信息。
14.按照权利要求12或13的通信系统，以如下方式构成，当所述移动节点不能从所述对应性信息获得关于其上连接有所述另一个访问点的所述访问路由器的信息时，通过传统切换执行处理。
15.按照权利要求12或13的通信系统，其中，管理所述对应性信息的预定通信装置连接到所述通信网络，并且被构造成可向所述移动节点发送所述对应性信息。
16.按照权利要求12或13的通信系统，其中，当关于所述访问点的信息或关于所述访问路由器的信息发生改变时，所述预定通信装置从所述访问路由器接收在所述改变产生后的、关于所述访问点的信息或关于所述访问路由器的信息，更新由所述预定通信装置管理的所述对应性信息，并且通知所述移动节点所述对应性信息已经被改变。
17.按照权利要求12或13的通信系统，以如下方式构成，所述对应性信息的管理由所述访问路由器执行，以便通过所述访问路由器来实现所述预定通信装置。
全文摘要
本发明公开了一种技术，用于通过在降低通信量和移动终端和访问路由器的负荷的同时保持在快速切换技术中的分组损失率来实现有效的切换。按照所公开的技术，移动终端(MN 10)具有在访问点的信息(AP的链接层地址)和控制AP的访问路由器(AR 21、31)的信息(AR的链接层地址和和属于AR的子网20和30的网络前缀和前缀长度)。在不同子网之间的L2切换期间，移动终端(MN 10)引用所述对应性而产生移动终端所移动到的子网的NCoA。在同一子网中的L2切换期间，移动终端不改变NCoA，而是仅仅引用所述对应性来实现L2切换。如果没有与L2切换的目的地AP相关联的对应性，这移动终端终端基于传统快速切换的处理。
文档编号H04L29/06GK1875579SQ20048003163
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月29日 优先权日2003年10月30日
发明者堀贵子, 阿相启吾 申请人:松下电器产业株式会社