CN1452369A - 移动网络中用网络地址转换管理因特网协议的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于使用网络地址转换(NAT)管理移动网络中的移动因特网协议(IP)的方法和装置。该方法包括周期性接收来自网络中一个代理的代理信息消息,并检查与本国网络连接还是与外国网络连接。如果基于代理信息消息,确定与本国网络连接,注册所接收来自本国网络代理的全球IP地址和移动网络中包括的多个主机设置的本地IP地址,并通过所注册的全球IP地址与每个所注册的本地IP地址之间的转换执行与本国网络的通讯。如果基于代理信息消息,确定与外国网络连接,接收来自外国网络代理的临时IP地址。用主机中设置的本地IP地址注册该临时IP地址,并通过所注册的临时IP地址与每个所注册的本地IP地址之间的转换执行与外国网络的通讯。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动因特网协议(IP)服务,特别是,涉及在移动网络中用于使用网络地址转换(NAT)管理移动IP的方法和装置。
背景技术
一般来税,移动IP服务是一种允许终端移动后具有与原来相同的IP地址的技术。
如图1A所示,在本国(home)网络中通过本国代理给移动主机分配一个唯一的IP地址。如图1B所示,当移动主机移动到外国(foreign)网络时,不改变该主机的唯一IP地址,它能够访问因特网。这里,使用在一个网络中分配的IP地址的主机不能在另一个网络(或另一个外国网络)中访问因特网。在该情况下,在外国网络中的外国代理给移动主机分配一个称为关照地址(COA)(Care of Address)的临时地址,以便移动主机能够与外国网络进行通讯。因此,传统的移动IP服务仅为当一个主机(例如,蜂窝电话或笔记本)移动时提供因特网服务。
同时,当飞机、轮船、或火车上的乘客就坐时可能也要使用因特网。这里,座位形成了网络,其被称为移动网络。为了实现与移动网络连接的每个主机的移动IP,需要本国代理,外国代理,和一台主机。然而,传统上,由于在各个座位上与移动网络连接的所有主机都被分配一个IP地址,在使用和管理IP地址中这是不能充分胜任的,并且也浪费了IP地址。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的第一个目的是提供一种方法,该方法用于管理移动因特网协议,以实现用于具有多个主机的网络的移动IP,并使用网络地址转换(NAT),从而节省IP地址。
本发明的第二个目的是提供一种装置,该装置用于管理移动IP以实现用于具有多个主机的移动网络的移动IP。
为了实现本发明的第一个目的和其它目的,用于管理在具有多个主机的移动网络中移动IP的方法包括下列步骤:(a)周期性接收来自网络中一个代理的代理信息消息,并检测与本国网络或外国网络的连接;(b)如果基于步骤(a)中所接收的代理信息消息,确定与本国网络连接,则注册所接收的来自本国网络代理的全球IP地址和主机中的本地(local)IP地址设置,并通过所注册的全球IP地址和每个所注册的本地IP地址之间的转换与本国网络进行通讯;和(c)如果基于步骤(a)中所接收的代理信息消息,确定与外国网络连接,则接收来自外国网络代理的临时IP地址,用主机中设置的本地IP地址注册该临时IP地址,并通过所注册的临时IP地址和每个所注册的本地IP地址之间的转换与外国网络进行通讯。
为了实现本发明的第二目的和其它目的,用于管理在具有多个主机的移动网络中移动IP的装置包括用于存储IP地址的表单元;用于参考表单元中存储的IP地址、执行全球IP地址和主机中设置的每个本地IP地址之间转换的NAT单元;和一个控制器,用于周期性接收来自网络中一个代理的代理信息消息,在表单元中注册所接收的来自代理的全球IP地址和每个本地IP地址,基于NAT单元执行的转换结果,将每个主机与远程主机连接。
附图说明
通过参考附图详细描述优选实施例,本发明的上述目的和优点将更加清楚明了,其中:
图1A和1B表示管理移动IP的传统网络的图;
图2A和2B表示根据本发明管理移动IP的网络的图;
图3是根据本发明的一个实施例、图2A和2B所示的移动网络地址转换(NAT)主机(MNH)的详细图;
图4是根据本发明的一个实施例、用于管理移动IP方法的流程图,其由MNH执行操作;
图5是图4所示的注册本国网络连接地址步骤的详细流程图;
图6是图4所示的本国网络中执行NAT和通讯步骤的详细流程图;
图7是图4所示的注册外国网络连接地址步骤的详细流程图;
图8是图4所示的外国网络中执行NAT和通讯步骤的详细流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
图2A和2B表示根据本发明的管理移动IP的网络的图。图2A表示移动网络与本国网络连接的网络,而图2B表示移动网络与外国网络连接的网络。
参考图2A和2B,多个主机与典型(representative)的主机(即移动网络地址转换器(NAT)主机(MNH))连接,由此形成移动网络。MNH可以是具有NAT功能或NAT装置的路由选择器或个人计算机,管理多个主机。每当移动网络移动时,将通过外国网络中的外国代理(FA)给MNH分配一个临时地址,即关照地址(COA),并通过FA在本国网络中注册本国代理(HA)的COA,如图2B所示。如果FA要重新引导或如果注册使用期限几乎马上届满,MHA需要要求FA重新注册COA。这里,为了要求重新注册COA,MNH需要保持FA的链路层地址信息和它的COA。
MNH也执行NAT操作,即本地IP地址和全球IP地址之间的转换。NAT是地址转换技术,用于在层3(指的是开放***互连(OSI)的网络层)将本地IP地址转换成全球IP地址。为了下面的两个目的,MNH使用NAT功能,第一,MNH使用NAT功能将本地IP地址转换成全球IP地址或将全球IP地址转换成本地IP地址,以便多个用户能够使用一个全球IP地址。第二,MNH使用NAT功能在开放的因特网与本地网络之间设置防火墙,以便用户的通讯网络能够受到保护免遭外部的袭击。
移动网络能够与其进行通讯的网络包括FA,HA和远程主机。当移动节点由本国网络断开时,HA通过IP通道将数据包传送到移动节点,并保持和管理移动节点的位置信息。FA接收来自HA的数据包,并将它们传送到移动节点。
图3是根据本发明的一个实施例、如图2A和2B所示的MNH的详细图。参考图3,NAT表单元320存储NAT的全球IP地址、与MNH连接的多个主机的本地IP地址和与多个主机有关的远程主机的地址。NAT单元310执行全球IP地址和本地IP地址之间的转换,这两者都是通过控制器接收的。
控制器330周期性接收来自HA和FA的代理广告消息,基于所接收的代理广告消息,检查MNH与本国网络和外国网络的连接,在NAT表单元320中注册所接收来自HA和FA的全球IP地址和主机中设置的本地IP地址,并使用由NAT单元310执行的转换所获得的IP地址,控制多个主机与远程主机之间的连接。
图4是根据本发明的一个实施例、由MNH执行的管理移动IP的方法流程图。在步骤410中,MNH周期性接收来自HA和FA的代理广告消息,分析在信息中所获得词头(prefixes)和使用期限,以便在步骤420中检查其与本国网络和外国网络的连接。例如,当MNH处于本国网络中时,MNH接收由HA周期性撒播的代理广告消息。MNH将以前所接收的代理广告消息中包含的词头或使用期限与现在接收的新的代理广告消息中包含的词头或使用期限进行比较。这里,如果MNH接收由FA传送的代理广告消息,它能够识别在信息中包含的词头或使用期限的改变。换句话说,MNH识别其位置已经由本国网络移动到了外国网络。
如果基于代理广告消息,MNH确定它与本国网络连接,如图2A所示,在步骤430中,MNH注册所接收的来自本国网络HA的全球IP地址和每个主机的本地IP地址,在步骤440中,通过本地IP地址和全球IP地址之间的转换,在本国网络中使主机能够与远程主机进行通讯。这里,全球IP地址指的是本国地址。
如果基于代理广告消息,MNH确定其与外国网络连接,如图2B所示,在步骤450中,MNH在NAT表中注册所接收的来自FA的COA和相应主机的本地IP地址,在步骤460中,通过本地IP地址和COA地址之间的转换,在外国网络中使主机能够与远程主机进行通讯。
以后,MNH重复上述步骤,直到在步骤470中,基于代理广告消息识别到连接结束为止。
参考图2A和2B所示的网络将详细描述图5至8。
图5是图4所示的注册本国网络地址步骤430的详细流程图。如果MNH连接到本国网络,在步骤510中,具有词头147.46.115.1的HA将全球IP地址147.46.115.110分配给MNH。全球IP地址147.46.115.110指的是本国地址,即使当移动网络移动时也不改变。
然后,在步骤520中,MNH使用全球IP地址147.46.115.110对NAT表进行初始化。例如,本国地址,即全球IP地址147.46.115.100、由MNH管理的相应主机的本地IP地址10.0.0.1至10.0.0.10、和相应主机的目的地址被注册在NAT表中。
MNH如此操作,以便仅仅其所分配的全球IP地址147.46.115.100对外部开放,而本地IP地址10.0.0.1至10.0.0.10仅仅在移动网络中使用。
图6是在本国网络中执行NAT和进行通讯的、如图4所示的步骤440的详细流程图。在步骤610中,在移动网络中具有本地IP地址10.0.0.1的主机向MNH传送数据包,以便与移动网络外部的具有地址147.46.117.1的远程主机进行通讯。然后,在步骤620中,在将数据包传送到包括远程主机的的网络之前,MNH将源地址转换成其本国地址。也就是说,源地址,即本地IP地址10.0.0.1,被转换成MNH的本国地址,即全球IP地址147.46.115.100。
然后,在步骤630中,MNH在NAT表中注册地址转换的内容,并将数据包发送到HA。接着,在步骤640中,具有地址147.46.115.1的HA分析所接收的来自MNH的数据包,并将其传送到具有地址147.46.117.1的远程主机。然后,在步骤650中,远程主机(147.46.117.1)将目的地址设定成MNH的本国地址,并将数据包传送到HA(147.46.115.1)。接着,在步骤660中,HA(147.46.115.1)分析所接收的来自远程主机(147.46.117.1)的数据包,并将其传送到MNH。然后,在步骤670中,在移动网络中MNH确定数据包的源地址是远程主机(147.46.117.1)的地址,并将其传送到目的主机(10.0.0.1),该主机已经在NAT表中注册。
图7是图4所示的注册外国网络连接地址的步骤450的详细流程图。在步骤710中,如果MNH与外国网络连接,则具有词头147.46.116.1的FA临时将全球IP地址147.46.116.110分配给MNH一预定的时间段。临时地址被称为COA,与本国地址不同的是,当移动网络移动时它就会改变。
接着,在步骤720中,MNH使用COA 147.46.116.100对NAT表进行初始化。这里,由MNH管理的主机具有与移动网络与本国网络连接时相同的本地IP地址10.0.0.1。换句话说,本国地址,即全球IP地址147.46.115.110、COA 147.46.116.100、由MNH管理的相应主机的本地IP地址10.0.0.1至10.0.0.10、和相应主机的目的地址被注册在NAT表中。
然后,在步骤730中,MNH要求HA注册所分配的COA(147.46.116.100)。这里,注册信息仅包含本国地址和COA,而不包括移动网络中的主机IP地址。
MNH进行管理,使得仅其分配的COA(147.46.115.100)对外部开放,而本地IP地址10.0.0.1至10.0.0.10仅在移动网络中使用。
图8是执行外国网络的NAT和通讯的、图4所示步骤460的详细流程图。在移动网络中,具有本地IP地址10.0.0.1的主机将数据包传送给MNH,以与移动网络外部的具有地址147.46.117.1的远程主机通讯。然后,在步骤820中,在将数据包传送到包括远程主机的网络之前,MNH将源地址,即本地IP地址10.0.0.1转换成其与全球IP地址对应的COA147.46.116.100。
然后,在步骤830中,MNH在NAT表中注册地址转换的内容,并将数据包和它的本国地址147.46.115.100传送到具有地址147.47.116.1的FA。接着,在步骤840中,FA将数据包传送给HA。然后,在步骤850中,具有地址147.46.115.1的HA分析从FA(147.46.116.1)接收的数据包,并将其传送到远程主机(147.46.117.1)。接着,在步骤860中,远程主机(147.46.117.1)给MNH的COA设定目的地址,并将数据包传送给HA(147.46.115.1)。然后,在步骤870中,HA(147.46.115.1)分析从远程主机(147.46.117.1)接收的数据包,并将其传送给FA(147.46.116.1)。然后在步骤880中,FA分析所接收的来自HA(147.46.115.1)的数据包,并将其传送到MNH。接着,在步骤890中,MNH确定在移动网络中数据包的源地址是远程主机(147.46.117.1)的地址,并将其传送到目的主机(10.0.0.1),该主机已经在NAT表中注册。
本发明并不限于上述描述的实施例,显然,本领域的技术人员在不脱离本发明实质的情况下能够做出各种不同的改变。例如,当代替NAT装置的路由选择器或PC被用作MNH时,NAT功能也能够被具体化为软件或硬件。
本发明也能够作为一种记录在计算机可读记录介质上、并能够由计算机读取的代码来实现。计算机可读记录介质可以是其上数据能够由计算机***读取并且在其上数据被记录的任何一种记录介质,例如,ROM、RAM、CD-ROM、磁带、硬盘、软盘、闪存或光学数据存储装置。本发明也能够作为载波(例如,通过因特网传送的)来实现。另外,计算机可读记录介质能在通过网络连接的计算机***之间分配,以便本发明能够作为在记录介质中存储的并能够读取和在计算机中执行的代码来实现。
如上所述,本发明在移动网络中使用NAT管理移动IP,因此在使用和管理IP地址中提高了效率,并避免了IP地址的浪费。
Claims (11)
1、一种用于在包括多个主机的移动网络中管理移动因特网协议(IP)的方法,该方法包括如下步骤:
(a)周期性接收来自网络中一个代理的代理信息消息,并检测与本国网络或外国网络的连接;和
(b)如果基于步骤(a)中所接收的代理信息消息,确定与本国网络连接,则注册所接收的来自本国网络代理的全球IP地址和在主机中设置的本地IP地址,并通过所注册的全球IP地址和每个所注册的本地IP地址之间的转换与本国网络进行通讯;和
(c)如果基于步骤(a)中所接收的代理信息消息,确定与外国网络连接,则接收来自外国网络代理的临时IP地址,用主机中设置的本地IP地址注册该临时IP地址,并通过所注册的临时IP地址和每个所注册的本地IP地址之间的转换,与外国网络进行通讯。
2、如权利要求1的方法,其中步骤(a)包括:
周期性接收来自本国代理或外国代理的代理广告消息;和
基于所接收的代理广告消息中包含的使用期限状态确定连接。
3、如权利要求1的方法,其中在步骤(b)中,在表中注册所接收的来自本国代理的全球IP地址。
4、如权利要求1的方法,其中步骤(b)包括:
将移动网络中确定主机的本地IP地址转换成全球IP地址;
在表中注册与转换相关的本地IP地址和全球IP地址,并使用全球IP地址将数据包传送到目的主机;和
如果使用全球IP地址接收了来自目的主机的数据包,参考表中所注册的地址,将全球IP地址转换成移动网络中该确定主机的本地IP地址。
5、如权利要求1的方法,其中在步骤(c)中,由外国网络的代理将全球IP地址分配成预定时间段的临时地址,在表中注册所分配的临时地址。
6、如权利要求5的方法,还包括请求本国网络的代理注册所分配的临时地址和全球IP地址。
7、如权利要求1的方法,其中在步骤(c)中包括:
将移动网络中确定主机的本地IP地址转换成临时IP地址;
在表中注册与转换有关的本地IP地址和临时IP地址,并将数据包传送给目的主机;和
如果使用临时IP地址接收了来自目的主机的数据包,参考该表将临时IP地址转换成移动网络中该确定主机的本地IP地址。
8、如权利要求1的方法,其中使用网络地址转换器执行地址的转换。
9、一种用于在包括多个主机的移动网络中管理移动因特网协议(IP)的装置,该装置包括:
用于存储IP地址的表单元;
用于参考在表单元存储的IP地址、执行全球IP地址和主机中设置的每个本地IP地址之间转换的网络地址转换(NAT)单元;
和控制器,用于周期性接收来自网络中一个代理的代理信息消息,在表单元中注册所接收的来自代理的全球IP地址和每个本地IP地址,基于NAT单元执行的转换结果,将每个主机与远程主机连接。
10、如权利要求9的装置,其中表单元存储全球IP地址、主机的本地IP地址和相应主机的目的地址。
11、一种计算机可读记录介质,在该介质上以能够在计算机上执行的软件代码的形式记录用于管理移动网络中移动因特网协议(IP)的一种方法,移动网络包括多个主机和管理多个主机的典型主机(representative host),
该代码执行:
周期性接收来自网络中一个代理的代理信息消息,并检查与本国网络或与外国网络的连接;
如果确定与本国网络连接,注册所接收的来自本国网络代理的全球IP地址和主机中设置的本地IP地址,并通过所注册的全球IP地址与每个所注册的本地IP地址之间的转换与本国网络进行通讯;和
如果确定与外国网络连接,接收来自外国网络代理的临时IP地址,用主机中设置的本地IP地址注册该临时IP地址,并通过所注册的临时IP地址和每个所注册的本地IP地址之间的转换与外国网络进行通讯。
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