用于标签交换网络中的移动性管理的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于标签交换网络中的移动性管理的方法和系统。
【背景技术】
[0002]标签交换网络是基于标签转发数据分组的网络。
[0003]标签交换的实际实现可以基于多协议标签交换(MPLS)，其是互联网工程任务小组(IETF)标准化协议。
[0004]根据MPLS，在被称为入口的一个节点处进入网络的数据分组被划分为转发等价类(FEC)。具有相同FEC的所有数据分组遵循到被称为出口的目的节点的相同主路径(被称为标签交换路径或LSP)。包括中间节点的网络的节点基于标签转发信息库(FIB)表作出每分组转发决定。
[0005]本发明可以在标签交换无线网状网络中有利地使用。
[0006]无线网状网络(WMN)是由以网状拓扑组织的节点构成的通信网络。节点可以跨过无线和有线链路相互通信。无线网状网络通常包括网状客户端、网状路由器和可选地网关。网状客户端通常是膝上型计算机、手机、以及其他无线设备，而网状路由器将业务转发到网络中的节点(网状客户端和网状路由器)并且从其转发业务，如果有的话，网络包括可以但是不需要连接至互联网的网关。网状路由器以多跳方式转发分组，以达到WMN内的期望目的地。无线网状网络可以通过多种无线技术实现，多种无线技术包括802.11,802.15、802.16IEEE标准、蜂窝技术或多于一种类型的组合。
[0007]当移动节点在网络内移动时，标签交换网络中的移动性管理使得能够维护网络的移动节点和另一个节点之间的通信会话。
[0008]US 8，081，611公开了一种基于移动性标签的网络，其中，设备从移动节点接收发现信号，响应于从移动节点接收发现信号，登记移动节点，在登记之后将移动性标签指配给移动节点，将描述移动性标签和移动节点的消息分发给网络中的边缘节点，以创建标签交换路径，并且沿着网络中的标签交换路径，将通信消息从远程节点路由至移动节点。设备可以是IP/MPLS网络的标签边缘节点。设备通过将虚拟IP地址发送至移动节点，响应于发现信号，登记移动节点，移动节点进而通过包括移动节点IP地址的登记信息做出响应。
[0009]申请人观察到，由US8，081，611描述的技术在信令和信息扩散、节点资源的带宽使用和利用(例如，内存使用、处理、FIB表条目的数量和对FIB表的更新操作的数量)方面是不利的。
[0010]实际上，申请人观察到，在由US 8，081，611描述的网络中，每个标签边缘节点都必须指配移动性标签，并且创建用于通过这样的标签边缘节点访问网络的每个移动节点的标签交换路径。另外，移动节点和标签边缘节点之间的分组通信通过IP连接建立。
【发明内容】
[0011]本发明的目标在于提供一种用于标签交换网络中的移动性管理的替代技术。
[0012]本发明的进一步目标在于提供一种用于标签交换网络中的移动性管理的技术，该技术使得能够通过网络、节点资源的带宽使用和利用(即，内存使用、处理、FIB表条目的数量、对FIB表的更新操作的数量等)，减少信令和信息扩散。
[0013]本发明的另一个目标在于提供一种用于标签交换网络中的移动性管理的技术，该技术能够对由于节点移动性导致的网络拓扑的改变非常快速地反应(例如，具有几毫秒量级的等待时间)，并且在网络的移动性管理和重新配置的处理期间，可以消除(或显著减少)数据分组的任何损失。
[0014]申请人发现，以上目标通过标签交换网络中的移动性管理的方法实现，标签交换网络包括主域和移动域，所述主域包括N个标签交换节点，所述移动域包含M个移动标签交换节点，其中N>1，M ^ 1，移动域关于所述主域可移动，主域和移动域之间的分组路由通过选自N个标签交换节点的主边界节点和选自M个移动标签交换节点的移动边界节点执行，其中，执行在主边界节点和移动边界节点之间建立标签交换连接的切换过程，其中:
[0015]-移动边界节点将请求消息发送至主边界节点，请求消息包括M’个标签，适于使得主边界节点能够形成经由移动边界节点从主边界节点到M个移动标签交换节点中的M’个移动标签交换节点的标签交换路径，其中M’是整数，I < M’ < M ;
[0016]-在接收到所述请求消息时，主边界节点将响应消息发送至移动边界节点，响应消息包括N’个标签，适于使得移动边界节点能够形成经由主边界节点从移动边界节点到N个标签交换节点中的N’个标签交换节点的标签交换路径，其中N’是整数，1〈N’ ( N ;在接收到所述请求消息时，主边界节点还将包括被分配给M’个移动标签交换节点的M’个堆叠标签的通知消息发送至所述N’个标签交换节点中的至少部分；
[0017]其中，当M>1时，在接收到所述响应消息时，移动边界节点将包括被分配给所述N’个标签交换节点的N’个堆叠标签的通知消息发送至M’个移动标签交换节点中的至少部分。
[0018]在第二方面，本发明涉及一种标签交换网络，包括主域和移动域，所述主域包括N个标签交换节点，所述移动域包括M个移动标签交换节点，其中N>1，M多1，移动域关于所述主域可移动，主域和移动域之间的分组路由通过选自N个标签交换节点的主边界节点和选自M个移动标签交换节点的移动边界节点执行，其中，N个标签交换节点和M个移动标签交换节点被配置成执行根据本发明的第一方面的方法。
[0019]根据所要求的发明，主边界节点和移动边界节点之间的分组路由通过标签交换路径执行。在移动性情况下，这使得能够通过限制经过网络的信令和信息扩散、节点资源的带宽使用和利用，在不中断其服务的情况下，简化网络的重新配置，并且从而对由于节点移动性导致的网络拓扑的改变快速地反应(例如，具有几毫秒量级的等待时间)。IP地址不需要在移动域的标签交换节点和客户端设备与主域的标签交换节点之间交换。从而，移动域的节点和客户端设备在移动性期间保持相同IP地址，从而保持数据分组连接不受影响。
[0020]根据所要求的发明，主域和移动域之间的分组路由经由移动边界节点和主边界节点的媒介被执行。从而，由移动域的仅一个节点(移动边界节点)和主域的仅一个节点(主边界节点)有利地处理移动性管理。以此方式，分别在移动域内和主域内预先限定的在前存在移动域内标签交换路径和主域内标签交换路径在移动性管理中不涉及并且仍然不改变。这有利地使得能够进一步减少经过网络的信令和信息扩散、节点资源的带宽使用和利用。
[0021]根据所要求的发明，可以由单个标签交换节点(移动边界节点)处理属于移动域的多个客户端设备的移动性。多个客户端设备在移动性管理中根本不涉及。这有助于进一步限制经过网络的信令和信息扩散、节点资源的带宽使用和利用。另外，与标签交换节点相比，考虑客户端设备通常在资源方面被更多地限制，使用单个移动边界节点处理多个客户端设备的移动性可能是有利的。
[0022]在本说明书和权利要求中，术语“节点”被用于指示被配置成根据本发明执行移动性管理的方法的路由器或任何其他设备(诸如，PC、移动电话、PDA等)。
[0023]在本说明书和权利要求中，表达“标签交换节点”被用于指示被配置成通过标签交换(例如，经由MPLS)路由分组的节点。
[0024]在本说明书和权利要求中，表达“客户端设备”被用于指示可以直接或间接地连接至标签交换节点但是在根据本发明执行移动性管理的方法时不活动的设备(诸如，PC、移动电话、PDA、摄像机等)。移动性管理关于客户端设备以无缝方式被执行。
[0025]在本说明书和权利要求中，表达“主域”指示用作用于一个或多个移动域的移动性的参考域的中枢域。表达“主域”包括其本身可移动的主域的情况。
[0026]从属权利要求涉及本发明的特定有利实施例。
[0027]至少一个上述方面中的本发明可以具有至少一个以下优选特征。
[0028]有利地，所述M’个移动标签交换节点包括移动边界节点。在优选实施例中，当M>1并且Μ’ >1时，移动边界节点将包括所述N’个堆叠标签的通知消息发送至其他Μ’ -1个移动标签交换节点(Μ’个移动标签交换节点减去移动边界节点)。
[0029]有利地，所述N’个标签交换节点包括主边界节点。在优选实施例中，主边界节点将包括所述Μ’个堆叠标签的通知消息发送至N’ -1个标签交换节点(N’个标签交换节点减去主边界节点)。
[0030]适当地，当M = I时，包括所述N’个堆叠标签的所述通知消息不由移动边界节点发送。
[0031]有利地，主域内标签被用于经过主域内标签交换路径在主域的N个标签交换节点之间路由数据分组。所述主域内标签被有利地配置成N个标签交换节点的合适转发信息存储区。所述配置优选地通过使用用于LSP建立和管理的标准信令协议执行。
[0032]有利地，当M>1时，移动域内标签被用于通过移动域内标签交换路径在移动域的M个移动标签交换节点之间路由数据分组。所述移动域内标签被有利地配置成M个移动标签交换节点的合适转发信息存储区。所述配置优选地通过使用用于LSP建立和管理的标准信令协议被执行。
[0033]有利地，在接收到通知消息时，N’个标签交换节点的所述至少部分通过所述M’个堆叠标签更新各自转发信息存储区。在N’个标签交换节点的所述至少部分中的每个处，所述M’个堆叠标签与主域内标签相关联，所述主域内标签由这样的标签交换节点使用，以通过主域内标签交换路径将分组路由至主边界节点。
[0034]有利地，在接收到通知消息时，M’个移动标签交换节点的所述至少部分通过所述N’个堆叠标签更新各自转发信息存储区。在M’个移动标签交换节点的所述至少部分中的每个处，所述N’个堆叠标签与移动域内标签相关联，所述移动域内标签由这样的移动标签交换节点使用，以通过移动域内标签交换路径将分组路由至移动边界节点。
[0035]有利地，在接收到通知消息之后，N’个标签交换节点的所述至少部分使用所述M’个堆叠标签，用于经由主边界节点和移动边界节点将分组(经由标签交换)路由至M’个移动标签交换节点。优选地，在接收到通知消息之后，N’个标签交换节点的所述至少部分使用与所述M’个堆叠标签堆叠的所述主域内标签，用于经由主边界节点和移动边界节点将分组路由至M’个移动标签交换节点。
[0036]有利地，在接收到通知消息之后，M’个移动标签交换节点的所述至少部分使用所述N’个堆叠标签，用于经由移动边界节点和主边界节点将分组路由至N’个标签交换节点。优选地，在接收到通知消息之后，M’个移动标签交换节点的所述至少部分使用与所述N’个堆叠标签堆叠的所述移动域内标签，用于经由移动边界节点和主边界节点将分组路由至N’个标签交换节点。
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