CN1640058A - 处理移动ip和静态mpls(多协议标记转换)的归属代理优化 - Google Patents

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Abstract

对优化IP路由选择，本发明公开了将IP数据包通过路径从发送器(CN)经无线电接入网络(RAN，HA，FA11)传送至移动主机(MS2)的归属代理及方法，其中，在归属代理接收到确定用于移动主机(MS2)含目的地址(MS2－地址：137.21.16.5)的输入数据包时，归属代理主体(HA)则检验在数据包的目的地址(MS2－地址：137.21.16.5)与外部代理(FA11)的子网络地址(FA11－地址：137.21.16.0)之间是否匹配，后者列在存储在归属代理(HA)的子网络地址(137.21.16.0；137.22.25.0)表中，其中，如果在目的地址(MS2－地址：137.21.16.5)与外部代理的子网络地址(FA11－地址：137.21.16.0)之间匹配，归属代理则检验从归属代理(HA)到该外部代理是否存在预置路径，其中，如果存在到该外部代理的预置标记转换路径(37)，归属代理(HA)则把数据包沿这个预置标记转换路径(37)发送至该外部代理(FA11)。

Description

处理移动IP和静态MPLS(多协议标记转换)的 归属代理优化
本发明涉及到将IP数据报通过路径从发送器经无线电接入网络传送至移动主机的方法及优化的归属代理。
移动IP协议是处理传送IP相关服务的用户移动性问题的概念。作为前提条件，接入网络以及核心网络使用IP作为网络层协议，另外它们还能够运行移动IP协议。移动IPV4的网络结构包括建立正向传送IP隧道的归属代理和外部代理，但移动主机部移出了本地网络附在不同的接入点上向网络请求服务。如果外部代理附加在本地网络之外的接入点上，它就代表移动主机的缺省路由器。在通信节点将数据包发送至目前在不同地址登记的移动主机时，归属代理则为该主机截接所有的数据包并将它们转送至新地址。归属代理的绑定高速缓冲存储器含有对当前附在不同接入点上所有移动主机的转送信息。转交地址规定了在不同地址登记后移动节点上临时得到的主机地址。
如果传输网络已经设置了使各不同接入点相互连接的另外的隧道机构，那么在归属代理与外部代理之间使用IP隧道就变得效率很低。称为标记转换方法的MPLS通过在基于无连接IP的网络中引入虚拟电路转换服务而为IP话务工程提供了支持。MPLS的其他好处包括建立了虚拟专用网络，提供了在路径(隧道)两个端点之间有专用保留带宽的话务中继线。当标记转换运行时，数据包的正向传送以固定的标记为基础而不是以IP网络地址或路由选择表中的预置情况为基础。用标记进入路由器附加上标记，前者也是MPLS路径的进入路由器。标记进入路由器代表MPLS隧道的端点。路径设置要求信令协议要与路径属性如用于请求路径带宽的标记等相一致。例子有CR-LDP，RSVP-TE或增强型BGP。
如果存在已经为MPLS而设计的对策在网络中提供基于移动IP的服务，那么网络操作员必须要处理会聚性问题。在上述状况下移动IP和MPLS的功能性部件可以驻留在同一节点。例如，一个节点可以同时包括归属代理和标记边缘路由器的功能性。同理也适用于移动外部代理。对设备制造厂家而言以与MPLS互相配合实现移动本地/外部代理优化来为网络部件提供综合的解决方案是一个挑战。这就是说可以使用现有的MPLS隧道用于移动IP中的转送用途而不是并行地建立一个单独的IP隧道。这就允许网络操作员能够易于使移动***适合于MPLS基础结构而不需要复杂的网络资源管理。也不需要同时地管理MPLS和IP隧道。
移动IP和MPLS是新兴的技术。虽然这两个概念的定义相当稳定，但迄今尚无广泛的应用。一个简单的办法是彼此独立地采用这两种技术而忽略会聚的可能性。因而将不使用MPLS路径把转送的数据包传送至移动外部代理。代之以是同时存在用于话务工程用的MPLS隧道和用于移动IP支持的IP隧道。但是这种异机种网络由于同时采用了不同的技术而会加大隧道管理工作并代表了相应网络工程的负担。
一个不同的办法是在MPLS与移动IP之间的松散耦合。归属代理和标记边缘路由器将驻留在同一节点而这两个部件之间没有直接的相互作用。同理也适用于外部代理，后者同样包括标记边缘路由器功能部件。指定给附加在外部接入点上的移动主机的数据包必须通过也用于松散耦合的IP隧道和MPLS隧道来传送。此实例中的归属代理必须首先用附加IP标题来封装原IP数据包，然后再用标记转换进入路由器将标记附在这个数据包上。作好一个好处，纯MPLS网络可足以把数据包传送至外部代理用于松散耦合办法。不过，由于需要附加的IP隧道，标记转换路径的优点并未完全利用。
本发明的目的是有效地传送移动IP通信量。如在各权利要求中所陈述的那样通过本发明达到了这个目的。
这里说明的本发明在介绍IP移动***的同时提供了现有静态MPLS基础结构的优化利用。此处的静态表示，根据像话务工程等机构事先已经配置了标记转换路径。基本上，焦点是在单管理域，在此域中网络操作员控制与移动性问题有关的所有节点。但是所说的机构并不限于单网域。利用所引入的概念，能够充分获益于现有的MPLS网络用于移动IP传送。假定通过话务工程已经建立了标记转换路径网，其可以用来在当前管理域中的任何一对移动归属代理和外部代理之间转送数据包。对于移动IP来说，不必建立或修改附加的标记转换路径。在归属代理和外部代理之间也不需要IP隧道。用于会聚的解决办法通过有效地溶入标记边缘路由器的功能性而提出了移动本地/外部代理的优化。在MPLS与移动IP之间获得了紧密耦合。对现有的协议如移动IP或标记分配协议无需作出改变。有效地利用预先建立的标记转换路径在移动代理之间传输转送的数据包需要有移动话务工程。在这种情况下必须了解移动用户的行为特点，即离开本地网络的频次，在外部接入点所请求的服务等。
所说明的MPLS与移动IP之间用于会聚的机构可以扩展到不同的管理域。宏观移动性说明的情况是，移动用户可以附在由地域上截然不同的区域中不同管理权限所控制的接入点上。如果在相邻网域之间建立了服务级协议，就可以在分离域之间进行移动IP传送并拥有MPLS路径。
本发明的有利特点是：
-修改的归属代理，其包括标记边缘路由器的权能。数据包传送至所访问网络中之任意移动主机只通过使移动归属代理与外部代理相互连接的标记转换路径来进行。因而对归属代理中新的移动联结来说无需建立或修改标记转换路径。
-在归属代理中移动性传送的扩展算法：如果移动联结的高速缓冲存储器包含与输入数据包目的地址相应的条目，归属代理就会试图将移动节点的转交地址变换到可能访问的子网络表的子网络地址。在已经标识出所访问的正确的子网络之后，归属代理则负责确定用于数据包传送的正确的标记转换路径。每个子网络都与一个标记和在归属代理使用的正确的进入接口相关联。
-多用途标记转换路径的利用：这些路径并非专门用于移动IP，因此也可以传送用于任何其他用途的数据包。
-操作员网域中可能访问的子网络表。此表由网域中各归属代理保持并利用网络管理原则进行配置。要求此表能够把移动节点的转交地址变换到所访问的子网络。
-集合的FTN表(将等价级传送至下一个跃距标记传送条目)：通常对MPLS标记转换来说，进入路由器保持此表以确定必须的标记以及对特定目的地址所用的接口。归属代理保持的该表格，其对每个可能访问的子网络有一单一条目，而不是对每个移动性联结有一个单独的条目。因而附在同一访问网络上的所有移动主机就相应于FTN表中的同一条目，这就引入了组合MPLS/移动性方法的可量测性。
-具有预置静态管理标记转换路径的网络。对移动性的转接来说不必建立或修改路径。因此，网络中的信令负荷降低且转接延迟与标记转换路径的设置时间无关。这些路径应当提供出足够的带宽能力使得几乎在任何时候能够进行移动用户的成功转接。因此话务工程成为了具有静态管理标记转换路径的移动IP的主要问题。
-外部代理，其内共同设置有移动IP和MPLS的功能性实体，但它们并不相关联。因而标记进入路由器部件在同一主机上并行运行。
本发明的其他优点从图1中说明的本发明实例可显而易见。
图1表示出IP网络的方框图。
三个移动站MS1，2，3使用某种无线链接层技术连接至基于IP的无线电接入网络4。通信基站BS5，6，7终接在无线接口。如对本发明已经说明的那样，无线电接入网络提供移动性支持并利用标记转换路径LSP37，62进行内部传送。通过把管理域分开的边界路由器BR8，9实现与传送网络14的连接。在该实例中，所有三个移动站1，2，3都处在同一本地网络4中-它们利用同一边缘路由器进行接入。此边缘路由器同时还包括归属代理(15)的功能性部件。MS2和MS3通常移动到不同的接入点(BS6，7)并分别通过外部代理FA11和FA12附接在网络上。图解说明了在归属代理HA15与外部代理FA11，12之间用于标记转换的两个LSP37，62。通常处在本地网络4之外任意接入点的通信节点CN13应当把数据发送到所有三个移动站1，2，3。对指定给MS1的数据包来说，在绑定高速缓冲存储器(在15中)中没有条目，因而将数据包直接传送至MS1。CN13将数据发送至MS2。归属代理HA15包括用于MS2的一个联结，其转交地址为137.21.16.5。根据设置的子***表，归属代理知道了通过子网络137.21.16.0通常可到达MS2。最后，该子网络在FTN表中的通信条目指示出归属代理15需要在其接口ethO上编上“标记37”将数据包传送至正确的标记转换路径37。因为LSP是单向的，故它们必须从HA开始在FA终止。本说明包括MS3的又一实例，MS3附在一不同的接入点BS7，这里使用另一标记转换路径(LSP62)将数据包传送(经FA12，BS7至MS3)至正确的目的地。

Claims (9)

1.将IP数据包通过路径从发送器(CN13)经无线电接入网络(BS6，HA15，FA11)传送至移动主机(MS2)的方法，
其中，在归属代理(HA15)接收到确定用于移动主机(MS2)含目的地址(MS2-地址：137.21.16.5)的输入数据包时，归属代理(HA15)则检验在数据包的目的地址(MS2-地址：137.21.16.5)与外部代理(FA11)的子网络地址(FA11-地址：137.21.16.0)之间是否匹配，后者列在存储在归属代理(HA)的子网络地址(137.21.16.0；137.22.25.0)表中，其中，如果在目的地址(MS2-地址：137.21.16.5)与外部代理的子网络地址(FA11-地址：137.21.16.0)之间匹配，归属代理则检验从归属代理(HA15)到该外部代理是否在预置路径，其中，如果存在到该外部代理的预置标记转换路径(37)，归属代理(HA15)则把数据包沿这个预置标记转换路径(37)发送至该外部代理(FA11)。
2.根据权利要求1的方法，其中归属代理(HA15)通过其正向传送接口(eth0)的一个端口将数据包沿预置标记转换路径(37)发送至外部代理(FA11)，该端口用于具有此路径号码(37)的路径。
3.根据上述任意权利要求之一的方法，其中只有在归属代理(HA15)的绑定高速缓冲存储器中存在相应于输入数据包目的地址(MS2-地址：137.21.16.5)的条目(MS2-地址：137.21.16.5)时，归属代理(HA15)才检验在数据包的目的地址(MS2-地址：137.21.16.5)与外部代理(FA11)的子网络地址(FA11-地址：137.21.16.0)之间是否匹配。
4.根据上述任意权利要求之一的方法，其中进行移动主机(MS1)从一个外部代理到另一外部代理的转接不用建立或修改该移动主机的外部代理与归属代理之间的路径。
5.根据上述任意权利要求之一的方法，其中路径(37)为预置的静态管理多用途标记转换路径。
6.根据上述任意权利要求之一的方法，其中移动IP和多用途标记转换MPLS的功能性实体共同位于外部代理(FA11)之中但并不相关联。
7.根据上述任意权利要求之一的方法，其中外部代理(FA11)和归属代理(HA15)是IP网络的数据包转换节点。
8.归属代理(HA15)，在该归属代理中实施根据上述任意权利要求的方法。
9.归属代理(HA15)，最好根据权利要求8，
-有存储器，其包含有外部代理的子网络地址(137.21.16.0；137.22.25.0)表，
-有比较装置，其将确定为移动主机(MS2)的输入数据包的目的地址与为确定该数据包所要发送到的外部代理(FA11)的外部代理(FA11，FA12)存储子网络地址(137.21.16.0；137.22.25.0)进行比较；
-有确定路径(37)的装置，其通过将所确定的外部代理(FA11)地址(137.21.16.0)与外部代理(FA11，FA12)存储地址(137.21.16.0；137.22.25.0)进行比较来确定将数据包传送至外部代理(FA11)的路径(37)，在外部代理(FA11，FA12)与归属代理(HA15)之间存在路径(37，62)；
-有接口(eth0)，其用于将数据包沿所确定的预置路径(37)传送至所确定的外部代理(FA11)。
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