专利名称:网络节点之间的通信方法、接入服务网络及WiMAX网络架构的制作方法
技术领域：
本发明涉及WiMAX网络技术，尤其涉及基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法、接入服务网络及WiMAX网络架构。
背景技术：
IEEE802.16标准提到的WiMAX(Worldwide Interoperability MicrowaveAccess，微波接入全球互通)是一种无线城域网(WMAN)技术，这种技术针对微波和毫米波频段提出了一种新的空中接口标准。WiMAX是一种新兴的无线通信技术，用于传输无线信号，它能提供面向互联网的高速连接，使用这种技术，用户可以在50公里以内的范围以非常快的速度进行数据通信。
WiMAX论坛成立于2001年4月9日，是一个由业界领先的通信新产品及设备公司共同建立的非盈利组织。该组织不仅要建立一整套基于IEEE802.16标准等规范，同时还致力于可运营的宽带无线接入系统的研究、需求的分析、应用模式的探索、市场的拓展等一系列大力促进宽带无线接入市场发展的工作。该组织已经成立了认证工作组(CWG)、技术工作组(TWG)、频谱工作组(RWG)、市场工作组(MWG)、需求工作组(SPWG)、网络工作组(NWG)和应用研究工作组(AWG)。
网络工作组(Network Working Group，NWG)，即制定WiMAX网络规范的工作组，是目前最活跃和最受关注的工作组，该工作组的工作内容主要集中在IEEE802.16标准以及核心网之外的网络单元、功能实体、消息和协议的制定，对于现有的标准中没有定义和涉及到的部分进行明确的定义和描述。该工作组的目标是建立端到端的网络参考模型，满足WiMAX论坛运营商工作组提出的需求；制定端到端的网络规范，定义网络中的功能实体和网络接口；为WiMAX系统的互通认证奠定基础。
网络工作组对网络规范的制定分成三个阶段，其中，第二阶段的工作重点为网络架构参考模型的定义、参考点的描述、网络功能的定义以及协议和流程的说明。
目前的WiMAX网络参考模型如图1所示，WiMAX网络包括SS(Subscribe Station，用户站)/MS(Mobile Subscribe Station，移动台)、ASN(Access Service Network，接入服务网络)及CSN(Conectivity ServiceNetwork，连接服务网络)，其中，MS通过R1(Reference Point 1，空中接口参考点1)接入ASN，ASN与其他ASN之间通过R4接口连接，ASN与CSN之间通过R3接口连接，MS与CSN之间的接口为逻辑接口R2，通过R1接口和R3接口作为实际的物理承载。ASN用于提供无线接入控制，CSN用于提供IP(Intemet Protocol，互联网协议)连接管理。
当移动台在漫游场景下时，对于WiMAX移动台，通过逻辑接口R2分别与拜访网络服务运营商(Visited Network Service Provider，Visited NSP或V-NSP)和归属网络服务运营商(Home Network Service Provider，Home NSP或H-NSP)通信，拜访网络服务运营商和归属网络服务运营商之间通过R5接口连接。网络为用户提供漫游服务，用户移动到异地后仍然可以享受WiMAX服务。
图2为接入服务网络的组网示意图。如图2所示，接入服务网络包括BS(Base Stasion，基站)和ASN-GW(ASN-Gateway，接入服务网络网关)，其中，BS之间的接口为R8接口，BS与ASN-GW之间的接口为R6接口，ASN-GW可以为TGW(Target Gateway，目标网关)、SGW(Service Gateway，服务网关)以及AGW(Anchor Gateway，锚定网关)，各ASN-GW之间的接口为R4接口，ASN-GW与CSN之间的接口为R3接口。
在图1所示的网络模型中，MIP(Mobile Internet Protocol，移动IP协议)用于实现跨ASN的终端移动性管理，而根据具体的实现不同，WiMAX论坛定义了两种可选的MIP方案一种是CMIP(Client Mobile IP，客户模式移动IP)，另一种是PMIP(Proxy Mobile IP，代理模式移动IP)。
在CMIP方案中，MIP客户端位于MS中，执行完整的MIP客户端的功能。MS需要完全知晓MIP的过程细节，包括MIP的注册和注册刷新。
目前的PMIP模式下的从CSN到MS的数据传递通道示意图如图3所示。在图3中，PMIP客户端在HA(Home Agent，家乡代理)中注册的转交地址为CoA(Core of Address，核心网地址)，即为FA(Foreign Agent，外部代理)的地址，MS的家乡地址为PoA(Point of Attachment，附着点地址)，即MS通过DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)或其它途径获得的地址。其中，DP Fn提供R6接口数据通道功能，802.16e CS表示802.16e协议的汇聚子层，L2表示层2，Payload表示负载，MIP tunnel表示MIP隧道，Tunnel ID表示隧道标识，Intra-ASN Data Path表示ASN内部数据通道。
在PMIP方案中，MIP客户端位于ASN，其代表MS来执行R3移动性管理。所有的MIP控制都是在网络侧完成，其过程对MS透明，MS通过DHCP方式从网络获得自己的IP地址，并通过获得的IP地址与网络进行通信。ASN代替MS完成MIP注册以及数据转交的过程。其中，MS需要通过DHCP方式获取业务IP地址时，即HoA(MS Home Address，MS的家乡地址)，MS并没有IP地址，所以MS与ASN之间的Pre-provisioned业务流无法建立，为此，WiMAX网络需要建立临时业务流以承载完成DHCP过程交互的数据，在DHCP过程结束后，再删除临时业务流，或者将临时业务流修改为Pre-provisioned业务流。在实际应用中，建立、删除及修改临时业务流的工作比较复杂，这样就会延长业务建立的时间。
为此，本领域技术人员对现有的ASN进行了改进，即，在ASN中增加一个移动终端IP地址代理单元，用于在ASN中为MS分配一个私有地址(即PoA)，并代理MS获取一个业务IP地址(即HoA)，通过进行私有地址与业务IP地址之间的转换，完成MS收发的IP报文的转发。使用这种改进的ASN构建的WiMAX网络架构如图4所示，WiMAX网络架构包括ASN401、MS402及CSN403，其中，ASN401包括MS IP Proxy4011、802.16e Function 4012、R6 DP Fn4013、FA4014及MIP Client4015，MS IP Proxy4011用于进行私有地址与MS402的业务IP地址之间的转换，传递MS402收发的IP报文，其中，MS IP Proxy4011为移动终端IP地址代理单元，私有地址是为MS402分配的与ASN401通信时使用的地址，业务IP地址是MS IP Proxy4011代理MS402获取的地址，R6 DP Fn4013为R6接口数据通道功能单元。CSN403包括HA4031、DHCP Server4032及AAA4033。
在图4所示的WiMAX网络架构中，ASN401中的MS IP Proxy4011、802.16e Function 4012、R6 DP Fn4013、FA4014及MIP Client4015都可以识别业务IP地址，另外，ASN401中的MS IP Proxy4011、802.16e Function 4012及R6 DP Fn4013还可以识别MS402的私有地址及与MS402互通IP报文的MS，如果MS402发出的IP报文中的目的地址为接收IP报文的MS402的业务IP地址，或者MS402接收的IP报文中的源地址为发送IP报文的MS的业务IP地址，则MS IP Proxy4011可以通过进行MS402的私有地址与业务IP地址之间的转换，转发MS402收发的IP报文。但是，如果MS402只获得与MS402互通IP报文的MS的私有地址，则IP报文中的MS的地址也只能是MS的私有地址，由于MS的私有地址是MS所在ASN内部有效的地址，所以MS IP Proxy4011会因为无法识别MS的私有地址，而导致不能转发IP报文，进而影响MS之间的正常通信。
发明内容本发明实施例要解决的技术问题在于提供一种基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法、接入服务网络及WiMAX网络架构，以实现网络节点之间的正常通信。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，所述WiMAX网络架构包括连接服务网络CSN及接入服务网络ASN，网络节点之间使用私有地址进行通信，所述通信方法包括为同一个CSN下的每个ASN分配私有地址空间，并在ASN中设置IP报文重定向单元；所述IP报文重定向单元确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的结果将IP报文进行转发处理。
本发明实施例还提供一种接入服务网络，包括R6接口数据通道功能单元及移动终端IP地址代理单元，包括IP报文重定向单元，设置于R6接口数据通道功能单元与移动终端IP地址代理单元之间，用于根据预先为同一个CSN下的每个ASN分配的私有地址空间，确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的目的地址所在的私有地址空间将IP报文进行转发处理。
本发明实施例还提供一种WiMAX网络架构，包括网络节点、ASN及CSN，所述ASN还包括IP报文重定向单元，用于根据预先为同一个CSN下的每个ASN分配的私有地址空间，确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的目的地址所在的私有地址空间将IP报文进行转发处理。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点在本发明实施例中，可以为同一个CSN下的每个ASN分配私有地址空间，这样，设置在ASN中的IP报文重定向单元对于对应的网络节点发出的IP报文，就可以通过IP报文的目的地址确定IP报文目的网络节点所在的ASN，因而可以正确的转发IP报文，实现网络节点之间的正常通信；在本发明实施例中，同一个CSN下的不同ASN的网络节点之间互通的IP报文可以在IP报文重定向单元之间传递，不需要经过CSN传递，相对于现有技术中的同一个CSN下的网络节点之间互通的IP报文需要经过CSN传递，本发明实施例明显可以减轻CSN的负载，且可以节省IP报文的传递时间。
图1为目前的WiMAX网络参考模型图；图2为目前的接入服务网络的组网示意图；图3为目前的PMIP模式下的从CSN到MS的数据传递通道示意图；图4为目前的使用改进的ASN构建的WiMAX网络架构示意图；图5A为本发明方法的第一实施例流程图；图5B为本发明方法的第二实施例流程图；图6为本发明实施例的通过IP报文重定向单元之间的数据通道及CSN转发报文的示意图；图7为本发明实施例的ASN的一种结构示意图；图8为本发明实施例的WiMAX网络架构组网示意图。
具体实施方式下面我们将结合附图，对本发明的最佳实施方案进行详细描述。首先要指出的是，本发明实施例中用到的术语、字词及权利要求
的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为我们作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对我们的发明进行最恰当的描述。因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明实施例的所有技术特性。我们要认识到，还有各种各样的可以取代我们方案的同等方案或修改方案。
首先结合图5A，对本发明方法的第一实施例进行说明。本发明方法的第一实施例基于WiMAX网络架构，所述WiMAX网络架构包括CSN及ASN，网络节点之间使用私有地址进行通信，网络节点可以为移动终端或服务器等节点，如图5A所示，方法的第一实施例包括如下步骤步骤S501A为同一个CSN下的每个ASN分配私有地址空间，并在ASN中设置IP报文重定向单元。
为每个ASN分配私有地址空间后，同一个ASN下的网络节点的私有地址同属于一个私有地址空间，另外，一个CSN可以为多个ASN提供服务，为每个ASN分配私有地址空间后，这样就可以通过MS的私有地址来确定MS在哪一个ASN中。其中，每个ASN的私有地址空间互不相同。此外，为每个ASN分配私有地址空间时，可以将分配给其他ASN的私有地址空间与这些ASN之间的映射关系分别存储在每个ASN中，这样，每个ASN都知道每个地址存储空间分别对应哪个ASN。
IP报文重定向单元可以用于转发IP报文，尤其是同一个CSN下的不同ASN下的网络节点之间互通的IP报文可以通过IP报文重定向单元之间的数据通道转发。
步骤S502A所述IP报文重定向单元确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的结果将IP报文进行转发处理。
由于IP报文重定向单元设置在ASN中，所以如果接收到对应网络节点发出的IP报文并且IP报文的目的地址与发出IP报文的网络节点的私有地址同属于一个ASN的私有地址空间，即目的地址对应的网络节点与发出IP报文的网络节点在同一个ASN下，则IP报文重定向单元完全可以识别这个目的地址，因此，IP报文重定向单元只要将IP报文转发到目的地址对应的网络节点即可。需要说明的是，每个ASN分别为至少一个网络节点提供服务，在本发明实施例中，将接受ASN及ASN中的各个功能单元提供的服务的网络节点称为ASN对应的网络节点或ASN中的各个功能单元对应的网络节点。
步骤S501A中，可以在分配私有地址空间的同时，将其他ASN的私有地址空间与这些ASN之间的映射关系分别存储在每个ASN中。此外，IP报文重定向单元还可以通过多种方式获取其他ASN的私有地址空间，例如，可以通过IP报文重定向单元之间的数据通道或CSN，向其他ASN请求提供这些ASN的私有地址空间，还可以直接向CSN请求提供ASN的私有地址空间，这样，如果接收到对应网络节点发出的IP报文并且IP报文的目的地址与发出IP报文的网络节点的私有地址不属于同一个ASN的私有地址空间，即目的地址对应的网络节点与发出IP报文的网络节点不在同一个ASN下，IP报文重定向单元就将IP报文通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。当然，还可以通过移动终端IP地址管理单元、FA、CSN、目的地址对应的FA及目的地址对应的移动终端IP地址管理单元将IP报文转发到目的地址对应的IP报文重定向单元，再由目的地址对应的IP报文重定向单元将IP报文转发到目的地址对应的网络节点。
IP报文重定向单元确定目的地址所在的私有地址空间后，还可以为IP报文在ASN中设置的转发表中建立IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系。映射关系可以为SFID＝＞(ASN ID，R4 Tunnel)，其中，SFID为IP报文的标识，ASN ID为IP报文目的地址对应的ASN的标识，R4 Tunnel表示IP报文重定向单元之间的数据通道。在建立映射关系时，如果ASN ID与发出IP报文的网络节点对应的ASN的标识相同，则R4 Tunnel取任意值，否则，将R4 Tunnel的值设置为表示IP报文重定向单元之间的数据通道的值。
如果IP报文重定向单元再次接收到同一个对应的网络节点发出的同一类型的IP报文，则可以根据IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系，将IP报文进行转发处理，其中，同一个对应的网络节点是指已经向IP报文重定向单元发送过同一类型的IP报文的网络节点，映射关系为IP报文的标识与IP报文目的地址对应的ASN的标识的对应关系。处理的过程可以这样实现，即，确定IP报文对应的ASN的标识，其中，ASN的标识为目的地址所在的私有地址空间对应的ASN的标识，如果确定对应的ASN的标识与发出IP报文的网络节点对应的ASN的标识相同，则将IP报文转发到目的地址对应的网络节点，否则，将IP报文通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。需要说明的是，上述实施例在ASN中单独设置一个IP报文重定向单元以实现IP报文的转发，在实际应用中，完全可以将IP报文重定向单元与移动终端IP地址管理单元集成在一起，IP报文重定向单元的功能由集成后的实体实现。
在上述实施例中，转发报文之前，需要对同一个CSN下的所有ASN的私有地址空间进行规划，转发时，IP报文重定向单元通过确定目的地址所在的私有地址空间来确定目的地址对应的网络节点在哪一个ASN下，在实际应用中，IP报文重定向单元还可以通过获取网络节点的私有地址与对应ASN之间的映射关系，进行IP报文的转发处理。
现在结合图5B，对本发明方法的第二实施例进行说明。
步骤S501B在MS与ASN中的移动终端IP地址代理单元之间设置IP报文重定向单元。
具体的，IP报文重定向单元可以设置于ASN中的R6接口数据通道功能单元与移动终端IP地址代理单元之间。设置的IP报文重定向单元可以用于获取同一个CSN下的所有或特定MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系及转发MS与同一个CSN下的MS之间互通的IP报文。私有地址可以为PoA。移动终端IP地址代理单元用于转换IP报文中的MS的PoA及HoA。另外，IP报文重定向单元可以具有与其他ASN中的IP报文重定向单元通信的数据通道，这个数据通道可以转发IP报文以及其他数据。
步骤S502B所述IP报文重定向单元获取同一个CSN下的所有或特定MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系。
对于同一个ASN下的MS，IP报文重定向单元可以根据预先存储的同一个ASN下的MS的私有地址识别出网络节点，也可以从ASN中的存储同一个ASN下的所有MS的私有地址的功能实体中获取MS的私有地址，当然，也可以从CSN中获取这些私有地址。
对于不同ASN下的MS，IP报文重定向单元获取所需的映射关系的方式有多种，下面对几个可行的获取方式进行说明。
IP报文重定向单元之间可以具有数据通道，IP报文重定向单元可以通过数据通道向其他ASN请求提供在这些ASN下的所有或特定MS的私有地址与这些ASN之间的映射关系，这些ASN下的IP报文重定向单元也可以通过IP报文重定向单元之间的数据通道将映射关系返回给IP报文重定向单元。例如，一个CSN为ASN1、ASN2及ASN3提供服务，如果ASN1或ASN1中的IP报文重定向单元需要获得ASN2下的所有或特定MS的私有地址与ASN2之间的映射关系，则ASN1中的IP报文重定向单元通过与ASN2中的IP报文重定向单元之间的数据通道，向ASN2中的IP报文重定向单元发出提供ASN2下的所有或特定MS的私有地址与ASN2之间的映射关系的请求，ASN2中的IP报文重定向单元通过与ASN1中的IP报文重定向单元之间的数据通道向ASN1中的IP报文重定向单元返回所需的映射关系，其中，ASN1中的IP报文重定向单元与ASN2中的IP报文重定向单元之间的数据通道可以为一个通道，即上下行数据的传递共享一个通道，数据通道也可以为两个通道，即上下行数据的传递分别使用上行通道和下行通道，ASN1中的IP报文重定向单元获得ASN3下的所有或特定MS与ASN3的映射关系的过程与获得ASN2下的所有或特定MS与ASN2的映射关系的过程原理相同。另外，如果ASN1的IP报文重定向单元与ASN2的IP报文重定向单元之间具有数据通道1，ASN2的IP报文重定向单元与ASN3的IP报文重定向单元之间具有数据通道2，但ASN1的IP报文重定向单元与ASN3的IP报文重定向单元之间没有数据通道，则ASN1的IP报文重定向单元与ASN3的IP报文重定向单元之间的所有数据可以分别经过数据通道1及数据通道2传递。
IP报文重定向单元还可以依次通过移动终端IP地址代理单元、FA及CSN向其他ASN请求提供所需的映射关系，这些ASN可以再依次通过CSN、FA及移动终端IP地址代理单元向IP报文重定向单元返回所需的映射关系，这些ASN还可以通过IP报文重定向单元之间的数据通道将所需的映射关系返回给IP报文重定向单元。同理，IP报文重定向单元可以通过IP报文重定向单元之间的数据通道向其他ASN请求提供所需的映射关系，这些ASN可以依次通过CSN、FA及移动终端IP地址代理单元向IP报文重定向单元返回所需的映射关系。
CSN可以同时为多个ASN提供服务，所以CSN可以存储所有ASN下的MS与对应ASN之间的映射关系，因此，IP报文重定向单元可以依次通过移动终端IP地址代理单元及FA向CSN请求提供所需的映射关系，CSN依次通过FA及移动终端IP地址代理单元向IP报文重定向单元返回所需的映射关系。如果CSN没有存储所需的映射关系，则还可以向ASN查询所需的映射关系或要求ASN上报所需的映射关系。
另外，IP报文重定向单元也可以不必主动的请求所需的映射关系，每个ASN在每接入一个新的MS后，可以将新的MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系通过CSN或IP报文重定向单元之间的数据通道发送到IP报文重定向单元。这样，IP报文重定向单元也可以获得每个ASN下的所有MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系。
需要说明的是，IP报文重定向单元获取的映射关系可以包含MS的私有地址及ASN的标识和/或地址，或者说，这种映射关系在到达IP报文重定向单元之前已经确定，另外，IP报文重定向单元获取的映射关系也可以只包含MS的私有地址，只要IP报文重定向单元知道这个私有地址是由哪个ASN提供的，则在这个只包含私有地址的映射关系到达后，也可以自己建立MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系。
IP报文重定向单元在获取所需的映射关系后，可以将其存储在一个转发表中，这个转发表可以设置于IP报文重定向单元中，也可以与IP报文重定向单元分离的设置于ASN中。
步骤S503BMS与同一个CSN下的MS之间互通的IP报文经由IP报文重定向单元转发。
由于IP报文重定向单元已经获取了或者有能力获取MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系，所以IP报文重定向单元能够解析IP报文中的目标MS的私有地址，因此，IP报文重定向单元可以转发IP报文。
MS发出的IP报文到达IP报文重定向单元时，IP报文重定向单元首先解析IP报文的目的地址，这里假设目的地址为MS的私有地址。IP报文重定向单元可以采用这样的方式解析IP报文的目的地址，即，在转发表中查询目的地址与对应ASN之间的映射关系，如果查询到映射关系，则确定目的地址对应的ASN，否则，向对应的CSN，或者，通过IP报文重定向单元之间的数据通道或对应的CSN向其他ASN，请求目的地址与对应ASN之间的映射关系，再将映射关系存储到转发表中。
如果目的地址为同一个ASN下的MS的私有地址，则将IP报文转发到目标MS。
如果目的地址为同一个CSN下的不同ASN下的MS的私有地址，则将IP报文通过IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目标MS对应的IP报文重定向单元，再由目标MS对应的IP报文重定向单元将IP报文转发到目标MS。当然，IP报文重定向单元还可以将IP报文依次通过移动终端IP地址代理单元、FA及CSN发送到目标MS对应的IP报文重定向单元，再由目标MS对应的IP报文重定向单元将IP报文转发到目标MS。但是，相对于通过IP报文重定向单元之间的数据通道转发报文，通过CSN转发报文的方式会增加CSN的负载，还会延长报文转发的时间。所以，通过IP报文重定向单元之间的数据通道转发报文的方式会减轻CSN的负载，还会缩短报文转发的时间。通过IP报文重定向单元之间的数据通道及CSN转发报文的示意图如图6所示，其中，802.16e Function提供802.16e协议所规定的功能，R6 DP Fn提供R6接口数据通道功能，Packet Redirector为IP报文重定向单元，MS IP Proxy为移动终端IP地址管理单元，虚线表示了通过R4隧道转发IP报文的过程，实线表示了通过CSN转发IP报文的过程，由图6可知，通过Packet Redirector之间的数据通道转发报文时无需再经过MS IP Proxy及CSN中的HA，所以可以减轻HA的负载并加快IP报文转发的速度。
还需要说明的是，MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系可以为如下形式(SFID，D-PoA)＝＞(ASN ID，R4 Tunnel)，其中，SFID表示IP报文的标识，D-PoA表示目标MS的私有地址PoA，ASN ID表示目标MS对应的ASN的标识，R4 Tunnel表示IP报文重定向单元之间的数据通道。
IP报文重定向单元在接收到MS发出的IP报文后，如果发现D-PoA对应的ASN ID为本ASN的ID，则将IP报文发送到目标MS；如果发现D-PoA对应的ASN ID为同一个CSN下的不同ASN的ID，则将IP报文通过R4Tunnel，转发到ASN ID对应的IP报文重定向单元；如果发现D-PoA对应的ASN ID为不同CSN下的ASN的ID，则将IP报文依次通过移动终端IP地址管理单元及FA发送到CSN。另外，如果IP报文的目的地址为本ASN下的MS的PoA，则由于PoA在本ASN内部有效，IP报文重定向单元完全可以直接识别这个地址，所以可以不需查询转发表中的映射关系，而直接将IP报文转发到目标MS。
上述步骤S502及S503只说明了MS与同一个CSN下的MS互通IP报文的处理方式，在实际应用中，MS可能还要与不同CSN下的MS进行通信，下面对MS与不同CSN下的MS互通IP报文的处理方式进行说明。
在步骤S502B中，IP报文重定向单元还获取不同CSN下的所有或特定MS的私有地址与对应ASN之间的映射关系。
IP报文重定向单元可以向CSN请求所需的映射关系，CSN将所需的映射关系返回给IP报文重定向单元。
在步骤S503B中，MS与不同CSN下的MS之间互通的IP报文经由IP报文重定向单元及CSN转发。
MS对应的IP报文重定向单元可以解析IP报文的目的地址，所述目的地址为目标MS的私有地址。IP报文重定向单元可以采取这种方式解析IP报文的目的地址，即，在转发表中查询目的地址与对应ASN之间的映射关系，如果查询到映射关系，则确定目的地址对应的ASN，否则，向对应的CSN请求目的地址与对应ASN之间的映射关系，再将映射关系存储到转发表中。
如果目的地址为不同CSN下的目标MS的私有地址，则将IP报文依次通过移动终端IP地址管理单元及FA转发到MS对应的CSN。如果目标MS为一个没有ASN为其服务的服务器等节点，则MS对应的CSN将IP报文转发到目标MS；如果目标MS接受一个ASN提供的服务，则MS对应的CSN将IP报文转发到目标MS对应的CSN，目标MS对应的CSN再将IP报文依次通过目标MS对应的FA及移动终端IP地址管理单元转发到目标MS对应的IP报文重定向单元，最后由目标MS对应的IP报文重定向单元将IP报文转发到目标MS。
本发明实施例还提供一种改进的ASN。
图7为这种改进的ASN的一种结构示意图。如图7所示，ASN701包括MS IP Proxy7011、802.16e Function 7012、R6 DP Fn7013、FA7014、MIPClient7015及Packet Redirector7016，其中，R6 DP Fn7013与802.16e Function7012连接，FA7014分别与MS IP Proxy7011及MIP Client7015连接，PacketRedirector7016为IP报文重定向单元，设置于R6 DP Fn7013与MS IPProxy7011之间，用于根据预先为同一个CSN下的每个ASN701分配的私有地址空间，确定对应网络节点发出的IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的目的地址所在的私有地址空间将IP报文进行转发处理。每个ASN701的私有地址空间是构建WiMAX网络架构时统一规划的，同一个ASN701下的网络节点的私有地址同属于一个私有地址空间，另外，一个CSN可以为多个ASN701提供服务，为每个ASN701分配私有地址空间后，这样就可以通过目标网络节点的私有地址来确定目标网络节点在哪一个ASN701中。其中，每个ASN701的私有地址空间互不相同。此外，为每个ASN701分配私有地址空间时，可以将分配给其他ASN701的私有地址空间与这些ASN701之间的映射关系分别存储在每个ASN701中，这样，每个ASN701都知道每个地址存储空间分别对应哪个ASN701。
Packet Redirector7016可以用于转发IP报文，尤其是同一个CSN下的不同ASN701下的网络节点之间互通的IP报文可以通过Packet Redirector7016之间的数据通道转发。
由于Packet Redirector7016设置在ASN701中，所以如果接收到对应网络节点发出的IP报文并且IP报文的目的地址与发出IP报文的网络节点的私有地址同属于一个ASN701的私有地址空间，即目的地址对应的网络节点与发出IP报文的网络节点在同一个ASN701下，则Packet Redirector7016完全可以识别这个目的地址，因此，Packet Redirector7016只要将IP报文转发到目的地址对应的网络节点即可。
另外，Packet Redirector7016还可以通过多种方式获取其他ASN701的私有地址空间，例如，可以通过Packet Redirector7016之间的数据通道或CSN向其他ASN701请求提供这些ASN701的私有地址空间，还可以向CSN请求提供ASN701的私有地址空间，这样，如果接收到对应网络节点发出的IP报文并且IP报文的目的地址与发出IP报文的网络节点的私有地址不属于同一个ASN701的私有地址空间，即目的地址对应的网络节点与发出IP报文的网络节点不在同一个ASN701下，Packet Redirector7016就将IP报文通过与其他Packet Redirector7016之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。当然，还可以通过MS IP Proxy7011、FA7014、CSN、目的地址对应的FA7014及目的地址对应的MS IP Proxy7011将IP报文转发到目的地址对应的PacketRedirector7016，再由目的地址对应的Packet Redirector7016将IP报文转发到目的地址对应的网络节点。
Packet Redirector7016可以包括解析目的地址单元，用于解析IP报文的目的地址所在的私有地址空间；转发IP报文单元，用于根据解析目的地址的结果，直接将IP报文转发到目的地址对应的网络节点或者通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。
Packet Redirector7016还可以包括建立及维护映射关系单元，用于确定目的地址所在的私有地址空间后，为IP报文在ASN701中设置的转发表中建立IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN701之间的映射关系。映射关系可以为SFID＝＞(ASN ID，R4 Tunnel)，其中，SFID为IP报文的标识，ASN ID为IP报文目的地址对应的ASN701的标识，R4 Tunnel表示PacketRedirector7016之间的数据通道。在建立映射关系时，如果ASN ID与发出IP报文的网络节点对应的ASN701的标识相同，则R4 Tunnel取任意值，否则，将R4 Tunnel的值设置为表示Packet Redirector7016之间的数据通道的值。
如果解析目的地址单元确定接收到的IP报文为已经转发的同一个对应的网络节点发出的同一类型的IP报文，则转发IP报文单元可以根据已经转发的IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN701之间的映射关系，将接收到的IP报文进行转发处理，其中，同一个对应的网络节点是指已经向IP报文重定向单元发送过同一类型的IP报文的网络节点，映射关系为IP报文的标识与IP报文目的地址对应的ASN的标识的对应关系。处理的过程可以这样实现，即，确定IP报文对应的ASN701的标识，其中，ASN701的标识为目的地址所在的私有地址空间对应的ASN701的标识，如果确定对应的ASN701的标识与发出IP报文的网络节点对应的ASN701的标识相同，则将IP报文转发到目的地址对应的网络节点，否则，将IP报文通过与其他PacketRedirector7016之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。需要说明的是，上述实施例在ASN701中单独设置一个Packet Redirector7016以实现IP报文的转发，在实际应用中，完全可以将Packet Redirector7016与MS IPProxy7011集成在一起，Packet Redirector7016的功能由集成后的实体实现。
在上述实施例中，转发报文之前，需要对同一个CSN下的所有ASN701的私有地址空间进行规划，转发时，Packet Redirector7016通过确定目的地址所在的私有地址空间来确定目的地址对应的网络节点在哪一个ASN701下，在实际应用中，Packet Redirector7016还可以通过获取网络节点的私有地址与对应ASN701之间的映射关系，进行IP报文的转发处理。通过映射关系转发IP报文的方法与本发明方法的第二实施例相同。
本发明实施例还提供一种改进的WiMAX网络架构。
图8为这种改进的WiMAX网络架构组网示意图。如图8所示，WiMAX网络架构包括至少一个ASN801、至少一个MS802及一个CSN803，其中，ASN801包括MS IP Proxy8011、802.1 6e Function 8012、R6 DP Fn8013、FA8014、MIP Client8015及Packet Redirector8016，其中，R6 DP Fn8013与802.16eFunction 8012连接，FA8014分别与MS IP Proxy8011及MIP Client8015连接，Packet Redirector8016为IP报文重定向单元，设置于R6 DP Fn8013与MS IPProxy8011之间，用于根据预先为同一个CSN803下的每个ASN801分配的私有地址空间，确定对应MS802发出的IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的目的地址所在的私有地址空间将IP报文进行转发处理。每个ASN801的私有地址空间是构建WiMAX网络架构时统一规划的，同一个ASN801下的MS802的私有地址同属于一个私有地址空间，另外，一个CSN803可以为多个ASN801提供服务，为每个ASN801分配私有地址空间后，这样就可以通过目标MS802的私有地址来确定目标MS802在哪一个ASN801中。其中，每个ASN801的私有地址空间互不相同。此外，为每个ASN801分配私有地址空间时，可以将分配给其他ASN801的私有地址空间与这些ASN801之间的映射关系分别存储在每个ASN801中，这样，每个ASN801都知道每个地址存储空间分别对应哪个ASN801。
Packet Redirector8016可以用于转发IP报文，尤其是同一个CSN803下的不同ASN801下的MS802之间互通的IP报文可以通过Packet Redirector8016之间的数据通道转发。
由于Packet Redirector8016设置在ASN801中，所以如果接收到对应MS802发出的IP报文并且IP报文的目的地址与发出IP报文的MS802的私有地址同属于一个ASN801的私有地址空间，即目的地址对应的MS802与发出IP报文的MS802在同一个ASN801下，则Packet Redirector8016完全可以识别这个目的地址，因此，Packet Redirector8016只要将IP报文转发到目的地址对应的MS802即可。
另外，Packet Redirector8016还可以通过多种方式获取其他ASN801的私有地址空间，例如，可以通过Packet Redirector8016之间的数据通道或CSN803向其他ASN801请求提供这些ASN801的私有地址空间，还可以向CSN803请求提供ASN801的私有地址空间，这样，如果接收到对应MS802发出的IP报文并且IP报文的目的地址与发出IP报文的MS802的私有地址不属于同一个ASN801的私有地址空间，即目的地址对应的MS802与发出IP报文的MS802不在同一个ASN801下，Packet Redirector8016就将IP报文通过与其他Packet Redirector8016之间的数据通道转发到目的地址对应的MS802。当然，还可以通过MS IP Proxy8011、FA8014、CSN803、目的地址对应的FA8014及目的地址对应的MS IP Proxy8011将IP报文转发到目的地址对应的PacketRedirector8016，再由目的地址对应的Packet Redirector8016将IP报文转发到目的地址对应的MS802。
Packet Redirector8016可以包括解析目的地址单元，用于解析IP报文的目的地址所在的私有地址空间；转发IP报文单元，用于根据解析目的地址的结果，直接将IP报文转发到目的地址对应的网络节点或者通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。
Packet Redirector8016还可以包括建立及维护映射关系单元，用于确定目的地址所在的私有地址空间后，为IP报文在ASN801中设置的转发表中建立IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN801之间的映射关系。映射关系可以为SFID＝＞(ASN ID，R4 Tunnel)，其中，SFID为IP报文的标识，ASN ID为IP报文目的地址对应的ASN801的标识，R4 Tunnel表示PacketRedirector8016之间的数据通道。在建立映射关系时，如果ASN ID与发出IP报文的MS802对应的ASN801的标识相同，则R4 Tunnel取任意值，否则，将R4 Tunnel的值设置为表示Packet Redirector8016之间的数据通道的值。
如果解析目的地址单元确定接收到的IP报文为已经转发的同一个对应的MS802发出的同一类型的IP报文，则转发IP报文单元可以根据已经转发的IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN801之间的映射关系，将接收到的IP报文进行转发处理，其中，同一个对应的网络节点是指已经向IP报文重定向单元发送过同一类型的IP报文的网络节点，映射关系为IP报文的标识与IP报文目的地址对应的ASN的标识的对应关系。处理的过程可以这样实现，即，确定IP报文对应的ASN801的标识，其中，ASN801的标识为目的地址所在的私有地址空间对应的ASN801的标识，如果确定对应的ASN801的标识与发出IP报文的MS802对应的ASN801的标识相同，则将IP报文转发到目的地址对应的MS802，否则，将IP报文通过与其他PacketRedirector8016之间的数据通道转发到目的地址对应的MS802。
需要说明的是，上述实施例在ASN801中单独设置一个PacketRedirector8016以实现IP报文的转发，在实际应用中，完全可以将PacketRedirector8016与MS IP Proxy8011集成在一起，Packet Redirector8016的功能由集成后的实体实现。
在上述实施例中，转发报文之前，需要对同一个CSN803下的所有ASN801的私有地址空间进行规划，转发时，Packet Redirector8016通过确定目的地址所在的私有地址空间来确定目的地址对应的MS802在哪一个ASN801下，在实际应用中，Packet Redirector8016还可以通过获取MS802的私有地址与对应ASN801之间的映射关系，进行IP报文的转发处理。通过映射关系转发IP报文的方法与本发明方法的第二实施例相同。
在本发明的实施例中，IP报文重定向单元可以获取目标网络节点的私有地址与对应ASN的映射关系，如果IP报文重定向单元知道目标网络节点对应的是哪一个ASN，则可以正确的将IP报文转发到目标网络节点对应的ASN，从而达到了网络节点之间正常通信的目的。
在本发明的实施例中，IP报文重定向单元可以通过IP报文重定向单元之间的数据通道转发同一个CSN下的不同ASN下的网络节点之间互通的IP报文，相对于现有技术中的MS之间互通的IP报文都经由CSN转发的技术手段，本发明的实施例明显可以减轻CSN的负载，还可以缩短IP报文的转发时间。
在本发明的实施例中，IP报文重定向单元可以转发网络节点与WiMAX网络架构之外的网络节点之间互通的IP报文，所以，本发明的实施例也适用于非MS之间互通IP报文的情形。
在本发明的实施例中，IP报文重定向单元可以依次经过移动终端IP地址管理单元、FA及CSN转发网络节点之间互通的IP报文，所以，本发明的实施例也可以应用于IP报文重定向单元之间没有数据通道的ASN及WiMAX网络架构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，所述WiMAX网络架构包括连接服务网络CSN及接入服务网络ASN，网络节点之间使用私有地址进行通信，其特征在于包括为同一个CSN下的每个ASN分配私有地址空间，并在ASN中设置IP报文重定向单元；所述IP报文重定向单元确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的结果将IP报文进行转发处理。
2.如权利要求
1所述的基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，其特征在于所述IP报文重定向单元根据确定的结果将IP报文进行转发处理的过程由下述步骤实现如果确定目的地址与发出IP报文的网络节点的私有地址同属一个私有地址空间，则将IP报文转发到目的地址对应的网络节点，否则，将IP报文通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。
3.如权利要求
1所述的基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，其特征在于所述IP报文重定向单元确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间后还包括为IP报文在ASN中设置的转发表中建立IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系。
4.如权利要求
3所述的基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，其特征在于将IP报文进行转发处理后还包括如果IP报文重定向单元再次接收到同一个对应的网络节点发出的同一类型的IP报文，则根据IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系，将IP报文进行转发处理。
5.如权利要求
4所述的基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，其特征在于根据IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系、将IP报文进行转发处理的过程由下述步骤实现确定IP报文对应的ASN的标识，所述ASN的标识为目的地址所在的私有地址空间对应的ASN的标识；如果确定对应的ASN的标识为同一个ASN的标识，则将IP报文转发到目的地址对应的网络节点，否则，将IP报文通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。
6.一种接入服务网络，包括R6接口数据通道功能单元及移动终端IP地址代理单元，其特征在于还包括IP报文重定向单元，设置于R6接口数据通道功能单元与移动终端IP地址代理单元之间，用于根据预先为同一个CSN下的每个ASN分配的私有地址空间，确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的目的地址所在的私有地址空间将IP报文进行转发处理。
7.如权利要求
6所述的接入服务网络，其特征在于所述IP报文重定向单元包括解析目的地址单元，用于解析IP报文的目的地址所在的私有地址空间；转发IP报文单元，用于根据解析目的地址的结果，直接将IP报文转发到目的地址对应的网络节点或者通过与其他IP报文重定向单元之间的数据通道转发到目的地址对应的网络节点。
8.如权利要求
6所述的接入服务网络，其特征在于所述IP报文重定向单元还包括建立及维护映射关系单元，用于确定目的地址所在的私有地址空间后，为IP报文在ASN中设置的转发表中建立IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系。
9.如权利要求
8所述的接入服务网络，其特征在于如果所述解析目的地址单元确定接收到的IP报文为已经转发的同一个对应的网络节点发出的同一类型的IP报文，则所述转发IP报文单元根据已经转发的IP报文与目的地址所在的私有地址空间对应的ASN之间的映射关系，将接收到的IP报文进行转发处理。
10.一种WiMAX网络架构，包括网络节点、ASN及CSN，其特征在于所述ASN还包括IP报文重定向单元，用于根据预先为同一个CSN下的每个ASN分配的私有地址空间，确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的目的地址所在的私有地址空间将IP报文进行转发处理。
专利摘要
本发明实施例提供一种基于WiMAX网络架构的网络节点之间的通信方法，所述WiMAX网络架构包括连接服务网络CSN及接入服务网络ASN，网络节点之间使用私有地址进行通信，所述通信方法包括为同一个CSN下的每个ASN分配私有地址空间，并在ASN中设置IP报文重定向单元；所述IP报文重定向单元确定IP报文的目的地址所在的私有地址空间，并根据确定的结果将IP报文进行转发处理。本发明实施例还提供一种接入服务网络及WiMAX网络架构。
文档编号H04L12/28GK1996950SQ200610161902
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月5日
发明者李修奕 申请人:华为技术有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan