CN108809934B - 一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法，其步骤包括：在MIPv6协议簇的架构中，增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块；当终端接入新的无线网络时，如果接收到该无线网络广播的包含MC选项且指定的移动性管理协议字段不为空的路由器通告消息时，终端将解析对应的MC选项，得到该无线网络已经选择的移动性管理协议类型；否则该终端将向该无线网络内的接入路由器发送请求消息；其中，所述请求消息中包括MC选项，所述MC选项中携带终端支持或指定的移动性管理协议类型信息；然后所述接入路由器基于网络移动管理协议和请求消息中的MC选项信息选择一移动性管理协议告知该终端。本发明能更好地支持终端的应用。

Description

一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法
技术领域
本发明涉及一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法，属于网络技术领域。
背景技术
随着IPv6全面部署的推进以及互联网和电信网的深度融合，基于全IP架构的移动互联网成为下一代互联网最基本的特征之一，而全IP移动互联网的实现必须有高效的IP层移动性管理协议支撑。
IETF于1996年发布了第一个移动IPv6(Mobile IPv6,MIPv6)工作组草案，并于2004年6月发布了RFC3775，成为第一个框架性的MIPv6标准。MIPv6充分利用了IPv6协议的特点，通过隧道以路由重定向的方式保证了节点在IP层的移动对上层应用的透明。与此同时，针对互联网移动性研究的发展趋势，IETF先后设立了三个工作组负责相关的理论研究和协议标准化工作，分别是MIPv6工作组、移动IPv6信令与切换优化(MIPv6Signaling andHandoff Optimization,MIPSHOP)工作组和子网移动(Network Mobility,NEMO)工作组。MIPv6工作组的主要目的将是针对广泛应用需求继续加强基本MIPv6的功能。另外，工作组还负责处理任何在该基本协议部署和实现过程中出现的问题。MIPSHOP工作组将MIPv6的两项重要扩展协议——层次移动IPv6(Hierarchical Mobile IPv6,HMIPv6)和快速移动IPv6(Fast Mobile IPv6，FMIPv6)作为MIPv6的重要性能增强协议。NEMO工作组旨在研究当子网整体改变Internet接入点时的移动性管理。另外，该工作组与MIPv6工作组协同工作，设计一种机制，以允许IPv4/IPv6网络混合应用。在这一研究方向上，工作组致力于解决NEMO的部署问题，尤其是在汽车和航空等整体网络部署时存在的一些显著问题。
另一方面，为支持本地化的高效移动性管理，IETF于2006年成立了基于网络的本地化移动性管理(Network-based Localized Mobility Management，NETLMM)工作组，NETLMM工作组的任务是设计基于网络的本地移动性管理协议。本地移动性管理协议独立于任一全局移动性管理协议，它运行于IP之上而对链路层透明。协议对各种最后一跳链路都适用，这是通过接入路由器对各种链路的通用接口实现的，这个接口为移动节点提供可靠的切换指示和唯一标识。使接入路由器可使用NETLMM协议代表移动节点执行路由更新。工作组于2008年推出了代理移动IPv6(Proxy Mobile IPv6，PMIPv6)规范，作为IPv6环境下基于网络的移动性管理协议标准。在这一分支下，各种扩展的移动性管理协议也应用而生。
由此可见，在IPv6泛在移动环境中，多种移动性管理协议必将共存，网络侧和终端侧有可能同时运行多种移动性管理协议进程，以支撑和适应不同的移动场景和业务模式，那么当终端接入网络或者进行切换时，网络和终端只能按照默认选择的机制进行移动性管理：如果网络和终端默认协议一致，那么该机制可能不是最优的，即不能更好地支持终端的应用；如果网络和终端默认协议不一致，那么移动性管理将失效。因此如何进行移动性管理协议的选择成为一个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法。
一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法，其步骤包括：
在MIPv6协议簇的架构中，增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块；
当终端接入新的无线网络时，如果接收到该无线网络广播的包含MC选项且指定的移动性管理协议字段不为空的路由器通告消息时，终端将解析对应的MC选项，得到该无线网络已经选择的移动性管理协议类型；
当终端接入新的无线网络时，如果接收到该无线网络广播的包含MC选项且指定的移动性管理协议字段为空的路由器通告消息时，该终端将向该无线网络内的接入路由器发送请求消息；其中，所述请求消息中包括MC选项；然后所述接入路由器基于网络移动管理协议和该请求消息中的MC选项信息选择一移动性管理协议，并将该无线网络的网络移动管理协议以及最终选择的移动性管理协议告知该终端；所述MC选项中携带支持或指定的移动性管理协议类型信息。
进一步的，如果所述接入路由器所选择的移动性管理协议与该终端的请求消息中的移动性管理协议不同，则接入路由器将该无线网络中保存的该终端的移动性管理协议更新为所选择的移动性管理协议。
进一步的，如果该终端接入新的无线网络中未进行协议选择时，该无线网络的接入路由器将基于无线网络中存储的该终端的移动性管理协议信息选择一移动性管理协议，并将该无线网络的网络移动管理协议以及最终选择的移动性管理协议告知该终端。
进一步的，该终端的移动性管理协议存储于所述无线网络的策略中心或认证服务器。
进一步的，所述MC选项的格式包括类型字段、长度字段、支持的移动性管理协议数量字段、保留字段、指定的移动性管理协议字段和支持的移动性管理协议字段。
进一步的，当终端接入新的无线网络，接收到该无线网络广播的包含MC选项且指定的移动性管理协议字段为空的路由器通告消息时，终端将解析对应的MC选项，得到该无线网络支持的移动性管理协议类型；然后该终端结合该无线网络支持的移动性管理协议类型和自身支持的移动性管理协议选择一移动性管理协议，生成包含MC选项的请求消息发送给接入路由器。
进一步的，所述请求消息为扩展后的路由器请求消息。
进一步的，将该无线网络的网络移动管理协议以及最终选择的移动性管理协议通过路由器通告消息告知该终端；所述路由器通告消息包括MC选项。
进一步的，所述接入路由器上增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块，所述终端上增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块。
与现有技术相比，本发明的积极效果为：
本发明提出了IPv6移动性管理协议协商原则和流程，从而使得网络与终端之间能够进行移动性管理协议的协商，更好地支持终端的应用；本发明扩展了路由器通告(RouterAdvertisement,RA)消息，支持网络主动宣告网络侧移动性支持能力；本发明扩展了路由器请求(Router Solicitation,RS)消息，支持终端请求网络层移动性支持能力；提出了移动能力选项(Mobility Capability,MC)，支持上述功能。
附图说明
图1为本发明移动能力协商协议框架图；
图2为移动能力协商过程图；
图3为MC选项结构图。
具体实施方式
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明。
1、IPv6移动能力协商原则和流程
当终端初始接入无线网络或切换到新的无线网络时，将会主动请求该无线网络的移动性支持能力或通过RA消息获得该无线网络的移动性支持能力信息，终端将按照优先级顺序基于如下原则选择移动性支持协议：
1)如果网络侧支持基于网络的移动性管理协议，则默认选择基于网络的移动性管理协议(如PMIPv6)；
2)按照网络侧能力选择协议；
3)基于终端偏好选择协议；
4)支持功能扩展协议(如NEMO)；
5)支持性能优化协议(如HMIPv6)。
即选择过程首先考虑网络侧的能力，然后再考虑终端的偏好，对于具体的协议，以功能扩展协议优先级较高，性能优化协议次之。为此，在网络侧和终端的移动性管理协议栈内，将支持图1所示协议框架。
本发明提出在传统MIPv6协议簇的架构中，增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块；比如在网络侧的接入路由器(AR)，终端MN上增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块。内核空间的移动能力通告消息功能为交互网络侧和客户端的移动能力信息，而用户空间的移动能力决策机模块则基于上述原则选择一致性的移动性管理协议，并调度对应的移动性管理协议进程。而路由管理和数据包转发则在内核空间统一执行。
本发明提出基于邻居发现消息的移动能力协商机制，主要流程如图2所示：
1)当终端接入新的无线网络时，将向该网络内的接入路由器发送路由器请求消息，其中通过MC选项携带自己支持或偏好的移动性管理协议类型信息；
2)接入路由器基于网络移动管理协议和终端的信息选择一移动性管理协议，并将网络能力以及最终选择的协议类型通过路由器通告消息(Router Advertisement)告知终端；并将终端的MC选项中的移动性管理协议作为该终端的基本信息保存在无线网络的策略中心/认证服务器；
3)如果所选择的协议与该终端之前所使用的移动性管理协议不同，则接入路由器将通过认证协议或其他管理消息更新策略中心或认证服务器中该终端的对应信息；
4)当终端接入网络中未进行协议选择时，接入路由器将基于策略中心或认证服务器所存储的信息进行选择。本发明基于MIPv6和PMIPv6协议场景将终端的移动性管理协议选择信息存储在策略中心或认证服务器，如在实际网络中有其他实体管理终端移动服务信息，也可支持此功能。
2、IPv6移动能力协商信令
本发明通过扩展邻居发现消息支持终端和网络的移动能力信息通告。
1)RA消息扩展
本发明在RA消息的Reserved字段增加了一个1bit的标志位C，用于表示此接入路由器发送的RA消息中包含MC选项，MC选项在RA消息的Option字段。
2)RS消息扩展
在RS的Reserved字段中，使用1bit的C标志位指示请求消息中包含MC选项，MC选项在RS消息的Option字段。
3)MC选项
MC选项格式如图3所示，每一字段的长度为8比特。
类型：MC选项类型值，本发明未指定；
长度：MC选项的长度；
支持的移动性管理协议数量：所支持的移动性管理协议数量(如n)；
保留：本选项的保留字段，用做后续功能扩展；
指定的移动性管理协议：网络指定的移动性管理协议类型或终端偏好的移动性管理协议，如未指定则为空；
支持的移动性管理协议：网络或终端支持的移动性管理协议，每种协议以16bits字段表示，本发明不限定具体实现时的表示规则。
4)处理逻辑
基于RA/RS消息的C标志位以及MC选项，具体的协议选择逻辑如下：
当终端接收到包含设置为1的C标志位且MC选项的“指定的移动性管理协议”字段不为空的路由器通告消息时(设置为1代表收到的消息中包含MC选项)，说明接入网已经为其选择了移动性管理协议，所以终端将解析对应的MC选项，其中包含网络已经选择的移动性管理协议类型；
当终端接收到包含设置为1的C标志位且MC选项的“指定的移动性管理协议”字段为空的路由器通告消息时，说明网络并未为其选择移动性管理协议，但是包含了网络所支持的移动性管理协议类型，终端将通过解析对应的MC选项并结合自身支持的移动性管理协议，选择某一移动性管理协议，通过包含MC选项的RS消息发送给接入路由器，接入路由器如同意，则返回包含设置为1的C标志位且MC选项的“指定的移动性管理协议”字段不为空的路由器通告消息向终端进行确认；
当接入路由器接收到RS的C标志位为1且MC选项的“指定的移动性管理协议”字段不为空，说明终端希望进行移动能力协商，其偏好的移动性管理协议将携带在RS消息的MC选项中；
当接入路由器接收到RS的C标志位为1且MC选项的“指定的移动性管理协议”字段为空，说明终端没有移动性管理协议偏好选择，而只是将其支持的移动性管理协议包含在MC选项中，将由网络进行选择。
移动性管理协议选择以网络为主导，如果接入网络支持点对点链路，则可以与每个终端进行移动能力协商，否则，网络将为所有接入设备选择同样的协议或通过其他点对点通信协议(如DHCP、Diameter等)基于本发明逻辑实现对终端的协议选择。
以上实施仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (5)

1.一种IPv6网络中的移动性管理协议协商方法，其步骤包括：
在MIPv6协议簇的架构中，在接入路由器和终端上分别增加移动能力选择消息功能以及移动能力决策机模块；其中，移动能力选择消息功能用于交互网络侧和客户端的移动能力信息，移动能力决策机模块用于基于IPv6移动能力协商原则选择一致性的移动性管理协议，并调度对应的移动性管理协议进程；IPv6移动能力协商原则包括：1)如果网络侧支持基于网络的移动性管理协议，则默认选择基于网络的移动性管理协议；2)按照网络侧能力选择协议；3)基于终端偏好选择协议；4)支持功能扩展协议；5)支持性能优化协议；
当终端接入新的无线网络时，如果接收到该无线网络广播的包含移动能力选项且指定的移动性管理协议字段不为空的路由器通告消息RA时，终端将解析对应的移动能力选项，得到该无线网络已经选择的移动性管理协议类型；在路由器通告消息RA的Reserved字段增加一个1bit的标志位C，用于表示接入路由器发送的路由器通告消息RA中包含移动能力选项，移动能力选项在路由器通告消息RA的Option字段；在路由器请求消息RS的Reserved字段中，使用1bit的C标志位指示路由器请求消息中包含移动能力选项，移动能力选项在路由器请求消息RS的Option字段；所述移动能力选项的格式包括类型字段、长度字段、支持的移动性管理协议数量字段、保留字段、指定的移动性管理协议字段和支持的移动性管理协议字段；
当终端接入新的无线网络时，如果接收到该无线网络广播的包含移动能力选项且指定的移动性管理协议字段为空的路由器通告消息RA时，该终端将向该无线网络内的接入路由器发送路由器请求消息RS；其中，所述路由器请求消息RS中包括移动能力选项；然后所述接入路由器基于网络移动管理协议和该路由器请求消息RS中的移动能力选项信息选择一移动性管理协议，并将该无线网络的网络移动管理协议以及最终选择的移动性管理协议告知该终端；所述移动能力选项中携带支持或指定的移动性管理协议类型信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述接入路由器所选择的移动性管理协议与该终端的路由器请求消息RS中的移动性管理协议不同，则接入路由器将该无线网络中保存的该终端的移动性管理协议更新为所选择的移动性管理协议。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果该终端接入新的无线网络中未进行协议选择时，该无线网络的接入路由器将基于无线网络中存储的该终端的移动性管理协议信息选择一移动性管理协议，并将该无线网络的网络移动管理协议以及最终选择的移动性管理协议告知该终端。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该终端的移动性管理协议存储于所述无线网络的策略中心或认证服务器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当终端接入新的无线网络，接收到该无线网络广播的包含移动能力选项且指定的移动性管理协议字段为空的路由器通告消息RA时，终端将解析对应的移动能力选项，得到该无线网络支持的移动性管理协议类型；然后该终端结合该无线网络支持的移动性管理协议类型和自身支持的移动性管理协议选择一移动性管理协议，生成包含移动能力选项的路由器请求消息RS发送给接入路由器。
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