专利名称：实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的装置和方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯领域，尤其涉及一种实现节点在因特网协议版本6网 络中漫游的装置和方法。
背景技术：
在现有TCP (传输控制协议)/IP (因特网协议)框架中，MN (移动节 点)的IP地址代表的是MN的位置，CN (通信节点)向MN发送数据包时，根 据MN的IP地址所在的网络决定^各由。当MN从家乡网络移动到外地网络时， CN发往MN的数据包仍然会被路由到MN的家乡网络。由于此时MN不在家乡 网络，该数据包在MN的家乡网络将被丟弃，MN和CN之间的通讯将会中断。
随着移动通讯技术的发展，未来的移动网络必须是基于IP，并且要求MN 从家乡网络漫游或游牧到外地网络时保持现有的通讯不中断。传统的TCP/IP 协议不能满足上述移动通讯的这种要求，因此，IETF (因特网工程部)提出 了MIP4 (移动IPv4)和MIP6 (移动IPv6)协议。
MIP4和MIP6协议分别提供了允许移动节点在IPv4和IPv6网络中漫游时 仍能使用家乡IP地址进行通讯的方法。
MIPv4实现了一个具有MIPv4的节点在MIPv4网络中移动，并且在移动过 程中仍保持现有连接。具体处理过程为
采用三角路由模式。当一个MN在家乡链路上时，它遵循正常的IPv4协 议。当它从家乡链路移动到一个外地链路时，首先，它必须在外地链路上得 到一个CoA (转交地址)，并将该CoA注册到HA (家乡代理)。所有CN由于只能看到MN的HoA，不知道MN发生了移动，也就是说，对 于CN来说，MN的移动是透明的。HoA是MN在家乡链路上得到的一个永久分 配给MN使用的一个地址。因此，CN仍然将发往MN的数据包直接发往MN的 HoA，该数据包被路由到MN的HA之后，由HA通过隧道发送给MN的COA。 MN发往CN的数据直接被发往CN。在上述移动过程中MN必须支持MIPv4协 议的。
MIPv6实现了一个具有MIPv6节点的移动并在移动过程中保持现在通信 的连续性。和上述MIPv4的处理过程类似，当MN从家乡网络移动到外地网络 时，它首先要在外地网络上得到一个CoA，并将该CoA通过BU ( Binding Update,绑定更新)消息注册到HA上。HA收到来自MN的BU消息后，向MN 返回一个绑定确认消息，同时在HA上生成一个Cache (高速緩沖存储器)条 目。在IPv6网络中，MN还可以使用路由优化方法。
上述MIPv4协议、MIPv6协议在各自的领域已基本实现了MN的移动。但 是随着带有这两种协议的方案的布署及MIP (移动IP)的应用，MN在两种网 络之中的漫游将是一种很普遍的现象。于是，另一个问题随之产生。如果一 个M N从 一 个MIP v4网络移动到MIP v6网络，或者从 一 个MIPv6网络移动到 MIPv4网络中，怎样保持以前的连通性。
现有技术中一种实现MN在IPv6、 IPv4两种网络之中的漫游的方法为 IETF (Internet Engineering Task Force)提出了一种DSMIP (双栈MIP)的 解决方案，该方案要求MN的HA和MN必须都支持Dual-stack (双栈)，并且 都具有IPv4和IPv6的地址。Tunnel Broker (隧道代理)4支术也被应用于 DISMIP中，用于解决MN在IPv4网络中的漫游及穿越问题。
上述现有技术的方法的缺点为在该方法中，HA必须具有IPv4地址且必 须支持双栈，将导致IPv4地址资源的缺乏。Tunnel Broker技术适用于单个主 机获取IPv6连接的情况；也可用于站点之间。但Tunnel Broker可能会在IPv6 的路由表中引入很多条目，导致IPv6的路由表过于庞大，违背了IPv6设计的初衷。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的装置 和方法，从而可以实现双栈移动节点从IPv4网络漫游到IPv6网络中的路由方案。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的 一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的装置，包括 外地家乡代理FHA:具有因特网协议版本6IPv6和因特网协议版本4IPv4 的IP地址，在移动节点MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，在IPv6网络和IPv4
网络的网络接口上分别注册隧道。 所述的FHA具体包括
注册建立模块在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，在IPv6网络的网络 接口上注册FHA和MN之间的隧道，在IPv4网络的网络接口上注册FHA和MN 在IPv4网络中的家乡代理HAv4之间的隧道，并生成和保存相应的对应关系 表；
路由管理模块在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，根据所述注册管理 模块保存的对应关系表信息，通过所述注册管理模块注册的隧道在MN和 HAv4之间传递数据包。
所述的FHA还包括
注册解除模块在MN从IPv6网络返回到IPv4网络后，解除所述在IPv6网 络的网络接口上注册FHA和MN之间的隧道，并删除所述保存的相应的对应关 系表。
所述的FHA设置于IPv6网络和IPv4网络的交界范围内或者同时运行IPv6
网络和IPv4网络的混合网络中。
一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的的方法，包括 在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，FHA通过和MN、 HAv4进行消息交
互，在IPv6网络和IPv4网络的网络接口上注册隧道。 所述方法具体包括步骤
A、 MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，获得转交地址CoA，发送源地址 为所述CoA、目的地址为MN从FHA得到的IPv6外地家乡地址FHoAv6的代理 扩展绑定更新PEBU消息到FHA,在MN和FHA的IPv6网络接口 FHAv6之间建
立隧道；
B、 所述FHA根据收到的所述PEBU消息生成注册消息，所述注册消息的 源地址为MN从FHA得到的IPv4外地家乡地址FHoAv4、目的地址为HAv4的地 址的HAA，将所述注册消息发送到HAv4,在HAv4和FHA之间建立隧道。
所述的PEBU消息中携带注册请求扩展选项，该注册请求扩展选项中的 生存时间lifetime小于或者等于PEBU消息中的lifetime;
所述的注册消息中携带绑定更新扩展选项，该绑定更新扩展选项中的生 存时间lifetime小于或者等于注册消息中的lifetime。
所述的方法还包括
所述FHA生成并保存FHoAv6和CoA之间的对应关系表、HAA和FHoAv4 之间的对应关系表、FHoAv4和FHoAv6之间的对应关系表。
所述的方法还包括
C、 所述HAv4收到所述注册消息后，生成并保存HoA和FHoAv4之间的 对应关系表，向FHA返回注册确认消息；
D、 FHA收到所述注册确认消息后，向MN返回一个代理扩展绑定确认 PEBack消息，该PEBack消息中包括根据所述注册确认消息得到的注册确认 扩展选项，MN收到所述PEBack消息后，生成并保存CoA和FHoAv6之间的
对应关系表。
所述的方法还包括
E、 当MN从IPv6网络返回到IPv4网络后，MN向FHA发送注册请求扩展 消息，该注册请求扩展消息中包含lifetime值为O的绑定更新扩展选项；
F、 FHA收到该注册请求扩展消息后，解除所述MN和FHA之间的隧道， 删除所述保存的FHoAv6和CoA之间的对应关系表，所述FHA在所述FHoAv4 和FHoAv6之间的对应关系表中的表项，向MN返回注册确认扩展消息。
所述的方法还包括
MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，MN通过所述建立的FHA和MN之间 的隧道将数据包发送到FHA, FHA通过所述建立的FHA和HAv4之间的隧道将 数据包发送到HAv4 ， HAv4再将数据包发送到相应的CNv4节点；
CNv4节点将数据包发送到HAv4， HAv4通过所述建立的FHA和HAv4之 间的隧道将数据包发送到FHA, FHA通过所述建立的FHA和MN之间的隧道将 数据包发送到MN。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过设置FHA (外地家 乡代理)，在FHA和MN之间、FHA和HAv4 (MN在IPv4网络中的家乡代理) 之间建立隧道，从而可以实现双栈移动节点从IPv4网络漫游到IPv6网络中的 路由方案。和现有技术相比，具有如下优点
1、 HA不用支持双栈，而且本发明只是对现在协议的扩展，对现有协议 改动较小。
2、 本发明实现起来简单，不会在IPv6的路由表中引入很多条目，而导 致IPv6的路由表过于庞大。
图1为本发明所述装置的实施例的结构示意图2为本发明所述方法的实施例的具体处理流程示意图3为本发明所述注册请求扩展选项的格式示意图4为本发明所述注册确认扩展选项的格式示意图5为本发明所述PEBU消息和PEBack消息、注册消息和注册确认消息 的交互过程示意图6为本发明所述绑定更新扩展选项的格式示意图7为本发明所述绑定确认扩展选项的格式示意图8为本发明所述当MN从IPv6网络返回到IPv4网络时的FHA和MN之间的 消息交互过程示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的装置和方 法，本发明的核心为在IPv6网络和IPv4网络的交界范围内或者混合网络中 设置FHA,在FHA和MN之间、FHA和HAv4之间建立隧道，MN从IPv4网络漫 游到IPv6网络后，通过所述FHA和CNv4节点进行通讯。
下面结合附图来详细描述本发明，本发明所述装置包括FHA，其实施例 的结构示意图如图1所示。
FHA:同时支持Mlp4和Mlp6协议，即支持双栈，具有IPv6和IPv4的IP地 址。设置于IPv6网络和IPv4网络的交界范围内或者同时运行IPv6网络和IPv4 网络的混合网络中。在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，在IPv6网络和IPv4 网络的网络接口上注册隧道，即在IPv6网络中注册一个FHA和MN之间的隧 道，在IPv4网络中注册一个FHA和HAv4之间的隧道。FHA通过上述两个隧 道，在MN和CNv4之间传递数据包。
和上述两个隧道相对应，FHA上需要生成并保存两个cache条目， 一个
是对应于IPv6网络中(FHoAv6, CoA)，另 一 个对应于IPv4网络中的 (HAA， FHoAv4)。另外，由于要关联上述两个隧道，在FHA上还要生成 并保存一个对应关系表(FHoAv4， FHoAv6)。
FHA包括注册建立模块、注册解除模块和路由管理模块。 注册建立模块在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，在IPv6网络的网络 接口上注册FHA和MN之间的隧道，在IPv4网络的网络接口上注册FHA和 HAv4之间的隧道，并生成和保存相应的cache条目(FHoAv6, CoA )、 (HAA, FHoAv4)和对应关系表(FHoAv4, FHoAv6 )。
注册解除模块在MN从IPv6网络返回到IPv4网络后，解除所述在IPv6网 络的网络接口上注册的FHA和MN之间的隧道，并删除所述保存的相应的 cache条目(FHoAv6 ， CoA )和所述FHA在对应关系表(FHoAv4 ， FHoAv6)中表项。
路由管理模块在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，根据所述注册管理 模块保存的对应关系表信息，通过所述注册管理模块注册的FHA和MN之间的 隧道、FHA和HAv4之间的隧道在MN和HAv4之间传递数据包。
本发明所述方法的实施例的具体处理流程如图2所示，包括如下步骤 步骤2-1、在网络中布置FHA，在FHA和MN之间、FHA和HAv4之间建立 隧道。
本发明首先需要在IPv6网络和IPv4网络的交界处布置一种FHA服务器， FHA服务器同时支持MIP4和MIP6协议，具有IPv6和IPv4的IP地址。
当MN从IPv4的网络漫游到IPv6的网络时，MN在IPv6网络中的AR (接入 路由器)上得到 一 个CoA ，并发送PEBU ( Proxy Extension Binding Update,代理扩展绑定更新)消息到FHA的FHoAJPv6接口。于是，在MN 和FHAv6之间便建立了 一个隧道。上述PEBU消息的源地址为MN在AR得到 的CoA，目的地址为FHoAv6。上述PEBU消息中携带注册请求扩展选项，并
且该注册请求扩展选项中的lifetime (生存时间)必须小于或者等于PEBU消 息中的lifetime值。
上述注册请求扩展选项的格式如图3所示。其中的一些参数描述如下 Type: TBD (待定)；
Length: 16;
FHoA-IPv4: FHA在IPv4网络中的地址；。
Type-v4: 对应注册消息中的type，参见RFC[3344]。
其它参数参见RFC[3344]。
当FHA收到上述PEBU消息后，根据该消息中的绑定更新扩展选项生成 一个注册消息，该注册消息的源地址为FHoAv4，目的地址为HAA。同时 FHA也必须生成并保存一个Cache条目，内容为(FHoAv6, CoA)。然后， 将该注册消息从FHA在IPv4网络中的接口发送到HAv4。于是，在HAv4和 FHAv4口之间便建立了一个隧道。同样，该注册消息的绑定更新扩展选项中 的lifetime要小于或者等于注册消息中的lifetime。之后，FHA必须生成和保存 一个对应表(FHoAv4 , FHoAv6 )和另 一 个Cache条目(HAA ， FHoAv4)。
HAv4收到上述FHA发送的注册消息后，必须生成 一 个Cache条目 (HoA， FHoAv4)，否则要根据注册消息更新注册周期，然后，返回一个注 册确认消息到FHA的IPv4网络接口 。
FHA收到上述注册确认消息后，在FHA的IPv6接口上发送一个PEBack (Proxy Extension Binding Acknowledgement,代理扩展绑定确认)消息到 MN， PEBack消息的源地址为FHoAv6，目的地址为MN在AR上得到的CoA。 PEBack消息中必须包含有注册确认扩展选项，这个选项才艮据上述注册确认消 息而得到。所述注册确认扩展选项的格式如图4所示，其中的一些参数描述 为Type: TBD; Length: 12。其它参数参见RFC[3344j。当MN第一次收
到上述PEBack消息后，MN必须生成并保存一个cache条目(CoA, FHoAv6)。
上述PEBU消息和PEBack消息、注册消息和注册确认消息的交互过程示 意图如图5所示。
当MN从IPv6网络返回到IPv4网络时，MN必须发送一个注册请求扩展消 息到FHA，在注册请求扩展消息中包含有绑定更新扩展选项，在这个选项中 的lifetime必须为O。上述绑定更新扩展选项的格式如图6所示，其中的一些参 数描述为Type: TBD; Length: 38。其它参数参见RFC[3775。
当FHA收到上述注册请求扩展消息后，解除原来MN和FHA之间在IPv6网 络中的隧道，并且必须删除对应于MN在IPv6网络中注册的的Cache条目及 FHA在(FHoAv4, FHoAv6 )对应表中的表项。然后，向MN返回一个注册 确认扩展消息，在该消息中必须包含有绑定确认扩展选项，该绑定确认扩展 选项的格式如图7所示，其中的一些参数描述为:Type: TBD; Length: 38。其它参数参见RFC[3775]。
上述当MN从IPv6网络返回到IPv4网络时的FHA和MN之间的消息交互过 程如图8所示。
步骤2-2、 MN利用上述建立的隧道，通过FHA和IPv4网络中的HA或CN
之间进行通讯。
当MN漫游到IPv6网络时，上述FHA作为MN在IPv6网络中的THAv6 (临 时家乡代理)，MN和CNv6节点的通讯使用正常的MIPv6协议方式，此时 THAv6充当MN在IPv6网络中的家乡代理。当MN和CNv4节点进行通讯时， MN通过上述建立的FHA和MN之间的隧道将数据包发送到FHA， FHA通过上 述建立的FHA和HAv4之间的隧道将数据包发送到HAv4, HAv4再将数据包发 送到相应的CNv4节点。反过来，CNv4节点将数据包发送到HAv4， HAv4通 过上述建立的FHA和HAv4之间的隧道将数据包发送到FHA， FHA通过上述建
立的FHA和MN之间的隧道将数据包发送到MN。
当MN在IPv4网络时，MN和CNv4节点之间的通讯可以使用正常的MIPv4 协议(请参见RFC3344)。当MN和CNv6节点进行通讯时，MN将数据包发 送到HAv4， HAv4通过上述建立的FHA和HAv4之间的隧道将数据包发送到 FHA， FHA通过上述建立的FHA和MN之间的隧道将数据包发送到CNv6节 点。上述数据包传递过程要求FHA和每个CNv6节点都建有隧道。反过来， CNv6节点通过反相隧道将数据包传送到达FHA， FHA再通过隧道将数据包传 送到HAv4， HAv4再将数据包发送到MN。
在上述本发明所述方法的处理流程中，对MN、 FHA和HA的操作要求分 别如下
MN的操作
1、当MN处在IPv6网络时，当MN从一个链路移动另一个链路，或者注 册将要过期时，必须立即向FHA发送PEBU消息到FHA。并且在该PEBU消息 中的注册请求扩展选项中的lifetime必须小于或者等于PEBU消息中的lifetime值。
3、 当MN第一次收到FHA返回的PEBU消息的确认消息PEBack消息后， MN必须生成一个cache条目(CoA， FHoAv6 )。
4、 当MN从IPv6网络返回到IPv4网络时，MN必须向FHA发送一个注册请 求扩展消息，并且在该消息中的绑定更新扩展选项的lifetime必须为0。
FHA的操作
1、当FHA收到来自MN的PEBU消息后，它必须根据该消息中的注册请 求扩展选项生成一个注册消息。同时，FHA也必须生成一个Cache条目 (FHoAv6， CoA)。然后，将生成的注册消息由FHA的IPv4网络接口发送到
HA。之后，FHA还生成一个对应表(FHoAv4， FHoAv6)和另 一个Cache条 目(HAA， FHoAv4)。
2、 当收到HA的注册确认消息后，FHA必须返回一个PEBack消息给 MN，该PEBack消息中的注册确认扩展选项是才艮据注册确认消息而生成的。
3、 当FHA收到注册请求扩展消息中绑定更新扩展选项中的lifetime为O 时，它必须删除对应的Cache条目及(FHoAv4， FHoAv6)的对应表。
HA的处理过程
1、 当HA第一次收到来自FHA的注册消息后，必须生成一个Cache条目 (HoA， FHoAv4)，否则要根据注册消息更新注册周期。
2、 作为对注册消息的回应，必须回答一个注册确认消息到FHA。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的装置，其特征在于，包括外地家乡代理FHA具有因特网协议版本6IPv6和因特网协议版本4IPv4的IP地址，在移动节点MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，在IPv6网络和IPv4网络的网络接口上分别注册隧道。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的FHA具体包括 注册建立模块在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，在IPv6网络的网络接口上注册FHA和MN之间的隧道，在IPv4网络的网络接口上注册FHA和MN 在IPv4网络中的家乡代理HAv4之间的隧道，并生成和保存相应的对应关系 表；路由管理模块在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，根据所述注册管理 模块保存的对应关系表信息，通过所述注册管理模块注册的隧道在MN和 HAv4之间传递数据包。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的FHA还包括 注册解除模块在MN从IPv6网络返回到IPv4网络后，解除所述在IPv6网络的网络接口上注册FHA和MN之间的隧道，并删除所述保存的相应的对应关 系表。
4、 根据权利要求1、 2或3所述的装置，其特征在于，所述的FHA设置于 IPv6网络和IPv4网络的交界范围内或者同时运行IPv6网络和IPv4网络的混合网纟备中。
5、 一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的的方法，其特征在 于，包括在MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，FHA通过和MN、 HAv4进行消息交 互，在IPv6网络和IPv4网络的网络接口上注册隧道。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括步骤A、 MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，获得转交地址CoA,发送源地址 为所述CoA、目的地址为MN从FHA得到的IPv6外地家乡地址FHoAv6的代理 扩展绑定更新PEBU消息到FHA，在MN和FHA的IPv6网络接口FHAv6之间建 立隧道；B、 所述FHA根据收到的所述PEBU消息生成注册消息，所述注册消息的 源地址为MN从FHA得到的IPv4外地家乡地址FHoAv4、目的地址为HAv4的地 址的HAA，将所述注册消息发送到HAv4，在HAv4和FHA之间建立隧道。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的PEBU消息中携带注册请求扩展选项，该注册请求扩展选项中的 生存时间lifetime小于或者等于PEBU消息中的lifetime;所述的注册消息中携带绑定更新扩展选项，该绑定更新扩展选项中的生 存时间I if eti me小于或者等于注册消息中的I if eti me 。
8、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括 所述FHA生成并保存FHoAv6和CoA之间的对应关系表、HAA和FHoAv4之间的对应关系表、FHoAv4和FHoAv6之间的对应关系表。
9、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括C、 所述HAv4收到所述注册消息后，生成并保存HoA和FHoAv4之间的 对应关系表，向FHA返回注册确i人消息；D、 FHA收到所述注册确认消息后，向MN返回一个代理扩展绑定确认 PEBack消息，该PEBack消息中包括根据所述注册确认消息得到的注册确认 扩展选项，MN收到所述PEBack消息后，生成并保存CoA和FHoAv6之间的 对应关系表。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括 E、 当MN从IPv6网络返回到IPv4网络后，MN向FHA发送注册请求扩展 消息，该注册请求扩展消息中包含lifetime值为O的绑定更新扩展选项；F、 FHA收到该注册请求扩展消息后，解除所述MN和FHA之间的隧道， 删除所述保存的FHoAv6和CoA之间的对应关系表，所述FHA在所述FHoAv4 和FHoAv6之间的对应关系表中的表项，向MN返回注册确认扩展消息。
11、根据权利要求6、 7、 8、 9或10所述的方法，其特征在于，所述的方 法还包括MN从IPv4网络移动到IPv6网络后，MN通过所述建立的FHA和MN之间 的隧道将数据包发送到FHA, FHA通过所述建立的FHA和HAv4之间的隧道将 数据包发送到HAv4， HAv4再将数据包发送到相应的CNv4节点；CNv4节点将数据包发送到HAv4， HAv4通过所述建立的FHA和HAv4之 间的隧道将数据包发送到FHA， FHA通过所述建立的FHA和MN之间的隧道将 数据包发送到MN。
全文摘要
本发明提供了一种实现节点在因特网协议版本6网络中漫游的装置和方法，该装置主要包括FHA(外地家乡代理)。该方法主要包括在MN(移动节点)从IPv4(因特网协议版本4)网络移动到IPv6(因特网协议版本6)网络后，FHA通过和MN、HAv4(MN在IPv4网络中的家乡代理)进行消息交互，在IPv6网络和IPv4网络的网络接口上注册隧道。利用本发明，从而可以实现双栈移动节点从IPv6网络漫游到IPv4网络中的路由方案。
文档编号H04L12/66GK101115022SQ20061009955
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月28日 优先权日2006年7月28日
发明者管红光 申请人:华为技术有限公司