CN1816036A - 移动ip网络中设备间实现协议版本兼容的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法。该方法主要是通过在移动IP的注册消息报文中增加协议版本号扩展字段，使得消息发送方能够将其采用的协议版本号通知给消息接收方，从而消息接收方可按照版本号来确定相应的协议处理方式，保证了按照移动IP协议新旧版本实现的设备间的兼容性。因此，本发明可以保证移动节点可以可靠地获得移动IP业务，并可以保证不同设备商间的设备的互操作性。而且本发明的实现无需在移动IP网络中增加新的实体设备，充分保证网络运营商无需为实现多协议版本间的新阵容而增加网络建设的成本。

Description

移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法。

背景技术

移动IPv4是一种在Internet(因特网)上基于网络层提供移动支持功能通信协议，它使得移动节点在不同网络间移动过程中，不必改变节点的IP地址，仍能保持与其他移动节点或不具有移动IP功能的节点间通信的连续性。

由于移动IPv4技术解决了用户能够在漫游过程中自由地实现网络接入的问题，因此3G标准IMT2000中已明确规定，第三代移动通信***必须支持移动IP分组业务。

随着IETF(Internet工程任务组)对移动IP的标准化工作的不断演进，IETF已推出两套移动IP协议标准：RFC 2002和RFC 3344，其中，RFC3344为最新版本，用于替代原来的RFC 2002。相对于RFC2002来说，RFC3344澄清了原版本中较模糊的部分，提供了移动网络应用场景的支持，修改了原版本协议的认证算法。

然而，由于移动IP协议在新版本的设计中缺乏版本兼容的考虑，而且协议消息体中又没有提供信元来说明消息发送方所采用的协议版本号，因此消息接收方不能按照消息发送方的协议版本来解析接收到的消息，会造成按照不同版本实现的设备间无法互操作的问题。

下面以移动节点在家乡代理上注册时的认证算法来说明协议版本无法兼容情况下可能引出的问题。

当移动节点漫游到外地网络上时，移动节点需要将其新的接入地址(即转交地址)注册到家乡代理(HA，Home Agent)。为解决注册机制中潜在的安全问题，移动IP协议引入了认证机制，即在注册消息(注册请求和注册应答消息)中增加认证扩展(Authentication Extension)，消息接收方根据认证扩展来认证消息发送方的合法性，认证扩展由发送方填写。

所述的认证扩展的格式通常为如图1所示的格式，具体包括字段：

Type(类型)字段：Type字段是一个八位字节，用于区分认证扩展的类型；

Length(长度)字段：长度字段占有一个字节，表示包括SPI(安全参数索引)和Authenticator(认证值)在内的长度；

SPI字段：该字段选择了认证的算法、模式和用于认证者计算的密钥，用于计算认证值和接收者校验认证值；

Authenticator字段：采用SPI指定的算法、模式和密钥对被保护的消息域计算的结果。

在RFC2002中，认证扩展包括的Authenticator字段承载的保护注册消息具体包括如下字段：

1、UDP(用户数据报协议)载荷，即注册请求或注册应答数据；

2、该认证扩展之前的所有扩展；

3、本认证扩展的类型、长度。

在RFC 3344中，所述的认证扩展的Authenticator字段的计算方法则与RFC 2002不同，具体是将RFC 2002规定的Authenticator字段包含的信息中的第3点扩展为包括：本认证扩展的类型、长度和SPI。

由此可以看出，如果移动节点和家乡代理遵循不同的RFC标准，家乡代理将无法成功地认证移动节点发来的认证扩展。

由于历史原因，WCDMA(宽带码分多址)标准3GPP和CDMA2000标准3GPP2的制定早于RFC 3344标准发布时间，所以对移动IP标准只支持到RFC 2002，而且后续的3G标准的制定也没有将RFC 3344纳入考虑之中。导致协议版本不兼容的问题已日益明显地在3G移动通信领域中暴露出来。

在3G无线网络的应用场景中，WCDMA网络遵循的3GPP TS23.060协议和CDMA2000网络遵循的3GPP2 P.S0001B协议明确规定HA(家乡代理，Home Agent)和FA(外地代理，Foreign Agent)遵循RFC2002标准，家乡代理和外地代理会同时为手机和固定终端(如笔记本、PC机)提供服务，而手机或固定终端等终端节点往往支持更新的RFC 3344协议。

由于移动节点不知道家乡代理或外地代理遵循的移动IP协议版本，且注册消息中也没有字段明确地标识消息发送者采用的移动IP协议版本，因此，缺乏有效的机制来确定认证值计算方式。此时，家乡代理只能按照自己实现的协议来进行认证值的计算，这必然会因认证失败而拒绝部分协议不一致的移动节点的注册请求，导致遵循某一种RFC标准的移动节点无法获得移动IP服务，尽管移动节点本身协议实现并没有问题。

因此，由于在移动IP的多个标准的存在，且移动IP设计未考虑版本间兼容问题，使得不同设备商间的设备很难保证互操作性。进而使RFC 3344对注册消息的认证计算方法的修改，很可能导致在无线网络中移动节点因协议版本的不同而无法正常获得移动IP业务。

当然，如果网络运营商为了解决设备间版本兼容问题，也可以增加多个实体设备来提供对移动IP协议不同版本的支持，但这样将大大增加网络运营商的网络建设成本。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，使得无需在移动IP网络中增加新的设备便可以实现移动IP不同版本间的兼容。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，包括：

在移动IP网络中，移动IP控制消息发送方设备将本端设备应用的协议版本号信息承载于所述移动IP控制消息中发送给对端设备；

对端设备收到所述移动IP控制消息后获取所述协议版本号信息，并根据所述协议版本号信息对接收的移动IP控制消息进行处理。

本发明还提供了一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，包括：

A、移动IP网络中移动节点向网络侧设备发送注册请求消息，所述注册请求消息中承载着移动节点应用的协议版本号信息；

B、网络侧设备收到所述注册请求消息后，根据所述消息中承载的协议版本号信息对注册请求消息进行处理。

本发明所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法还包括：

C、网络侧设备向移动节点返回注册应答消息，消息中承载着移动节点应用的协议版本号信息；

D、移动节点收到所述注册应答消息后，根据其中承载的协议版本号信息对该消息进行处理。

本发明中，当所述网络侧设备为外地代理设备时，所述的步骤B还包括：

外地代理设备向移动节点的家乡代理设备发送移动节点的注册请求消息，消息中承载着移动节点应用的协议版本号信息；

家乡代理设备收到所述注册请求消息后，根据消息中承载的协议版本号信息对所述消息进行处理。

所述的协议版本号信息承载于注册请求消息和注册应答消息中的协议版本号扩展字段。

所述协议版本号扩展字段设置于注册请求消息和注册应答消息中的定长部分之后的可扩展部分的首位。

所述协议版本号扩展字段包括：

扩展类型字段：用于表示该扩展的类型；

长度字段：用于表示扩展长度；

版本号字段：用于承载应用的协议版本号信息。

所述协议版本号信息为：

移动IP网络中的设备应用的协议版本号对应的编码信息。

所述协议版本号扩展字段具体可以采用的格式包括：

RFC 3344定义的短扩展格式，RFC 2002定义的类型长度值格式或RFC3115中定义的普通厂商/组织私有扩展格式。

本发明所述的协议版本号信息可以设置于注册请求消息的标志字段的保留位中。

所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法还包括：

家乡代理根据标志字段承载的协议版本号信息确定的协议版本组装注册应答消息，并发送给移动节点；

移动节点接收所述注册应答消息，并进行处理。

所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法还包括：

外地代理接收移动节点发来的注册请求消息，保存消息中所述标志位；

当外地代理接收家乡代理返回的注册应答消息后，根据保存的标志位确定相应的协议版本，并根据所述协议版本处理应答消息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了不同移动IP协议版本间的兼容，从而可以保证移动节点可以可靠地获得移动IP业务，并可以保证不同设备商间的设备的互操作性。而且本发明的实现无需在移动IP网络中增加新的实体设备，充分保证网络运营商无需为实现多协议版本间的新阵容而增加网络建设的成本。

附图说明

图1为现有技术中认证扩展格式的示意图；

图2为本发明所述的方法的流程图。

图3为本发明中所述的协议版本号扩展字段的格式示意图1；

图4为本发明中所述的协议版本号扩展字段的格式示意图2；

图5为本发明中所述的协议版本号扩展字段的格式示意图3；

图6为本发明中所述的协议版本号扩展字段的格式示意图4。

具体实施方式

本发明的核心思想是在移动IP网络中的传送的移动IP控制消息中承载协议版本号信息，以便于移动IP控制消息的接收方可以根据其中的协议版本号信息对收到的移动IP控制消息进行相应的处理，以实现相应的控制过程。

本发明中具体可以在移动IP网络中的注册请求消息和注册应答消息中增加协议版本号扩展，以解决采用不同版本的移动IP协议的设备间的兼容问题，保证移动IP网络可以提供更为可靠的移动IP服务。

本发明通过在移动IP的注册消息报文中增加协议版本号扩展(VersionExtension)字段，使得消息发送方能够将其采用的协议版本号通知给消息接收方，从而消息接收方可按照版本号来确定相应的协议处理方式，保证了按照移动IP协议新旧版本实现的设备间的兼容性。

由于RFC 3344与RFC 2002的规定的认证值信息不同，所以为保证基于不同版本协议实现的设备能够完成基于不同版本协议实现的移动节点的接入认证，本发明便在移动IP网络中发送的注册请求消息和注册应答消息中增加协议版本号扩展字段。

也就是说，本发明中，当移动节点向家乡代理路由器发送注册请求消息时，消息中需要携带移动节点应用的协议版本号信息，同样，当家乡代理路由器向移动节点返回注册应答消息时，也需要携带所述协议版本号信息。

本发明的具体实现方式如图2所示，主要包括以下过程：

步骤21：移动节点向移动IP网络中的网络侧设备(如家乡代理路由器)发送携带有协议版本号信息注册请求消息；

所述的协议版本号信息具体为承载于注册请求消息中增加设置的协议版本号扩展字段中；

步骤22：网络侧设备收到所述的注册请求消息后，获取消息中承载的所述协议版本号信息；

步骤23：基于所述协议版本号信息对移动节点的接入进行认证，具体为利用所述协议版本号信息对应的协议处理部分对注册请求消息中承载的认证扩展信息进行认证处理；

步骤24：网络侧设备将认证结果通过注册应答消息发送给移动节点，所述的注册应答消息中同样携带着移动节点应用的协议版本号信息，所述的协议版本号信息同样承载于在注册应答消息中增加设备的协议版本号扩展字段中；

也就是说，为了保证移动节点能够正确处理注册应答消息，家乡代理必须拷贝移动节点发送的注册请求消息中的协议版本号扩展字段承载的信息到注册应答消息中，按照协议版本号扩展字段中的协议版本号信息组装注册应答消息；

步骤25：移动节点收到所述的注册应答消息后，获取消息中承载的所述协议版本号信息；

步骤26：基于所述协议版本号信息对所述的注册应答消息进行处理。

注册请求消息或注册应答消息的协议版本号扩展字段中的协议版本号信息由最初发送该消息的设备确定，在到达最终处理设备之前不允许修改。

当移动节点发送注册请求消息时，根据采用的协议类型填写协议版本号扩展，即所述的协议版本号信息由移动节点决定；所述注册请求消息在到达家乡代理之前不允许中间转发设备修改；

同样，所述注册应答消息的中的协议版本号信息是由家乡代理确定，且在到达移动节点之前也不允许被中间转发设备修改；

所述的中间设备可能是外地代理，也可能是其他网络设备。

如果注册请求消息经外地代理转发给家乡代理，外地代理需将协议版本号扩展字段承载的信息拷贝到发送给家乡代理的注册请求消息中，以便于家乡代理收到所述消息后，可以按协议版本号扩展字段中的协议版本号信息对注册请求消息进行认证注册处理。

可以看出，在上述处理过程中的核心是在注册请求消息和注册应答消息中增加了协议版本号扩展字段。为此，所述协议版本号扩展字段分别承载于消息中的什么位置，以及采用什么样的格式，同样是本发明中需要解决的一个主要技术问题，下面将对此作详细的说明。

为有效利用移动IP有限的扩展类型资源，所述协议版本号扩展字段的格式可以采用RFC3344定义的短扩展格式(Short Extension Format)，短扩展格式为新扩展类型的定义预留了空间，且短扩展格式为可越过的扩展，即如果设备无法识别该扩展，则可直接忽略该扩展，而不会丢弃该消息，同时，短扩展格式和扩展类型标准，易于被各设备厂商采纳使用。

本发明中，采用所述短扩展格式的协议版本号扩展字段如图3所示，具体包括以下字段：

Type(类型)字段：Type定义扩展的类型，大于127，小于256，具体值应由IANA(互联网号分配机构)进行分配；该值大于127，保证了设备无法识别该扩展时可忽略该扩展，而不必丢弃携带该扩展的注册消息。

Length(长度)字段：占用一个字节，表示除Type字段和Length字段之外的扩展字段长度。

Sub-Type(子类型)字段：等于1，为该扩展的第一个子类型。

Version(版本号)字段：版本号，具体可以为：0对应于RFC 2002，1对应于RFC 3344，该值还可以根据移动IP新标准的发布而调整或递增。

由于协议版本号扩展字段对移动节点、外地代理和家乡代理都起作用，所以协议版本号扩展字段在注册请求消息和注册应答消息中最好位于定长部分之后，且在其余扩展字段之前，即设置于移动IP控制消息的所有扩展的首位，例如，必须在MN-FA扩展。使能鉴权扩展(authorization-enablingextension)(如MN-HA鉴权扩展)、HA-FA扩展之前。

本发明中，所述的协议版本号扩展的格式也可采用RFC 2002中定义的Type-length-Value(类型长度值)扩展格式，此时，所述协议版本号扩展字段如图4所示，具体包括以下字段：

Type(类型)字段：Type定义扩展的类型，大于127，小于256，具体值应由IANA进行分配，该值大于127，可以保证无法识别该扩展的设备可忽略该扩展，而不必丢弃携带该扩展的注册消息。

Length(长度)字段：占用一个字节，表示Version字段的长度。

Version(版本号)字段：版本号，具体可以为：0对应于RFC 2002，1对应于RFC 3344，该值还可以根据移动IP新标准的发布而调整或递增。

本发明中，所述的协议版本号扩展的格式还可以采用RFC 3115中定义的Normal Vendor(普通厂商)/Organization Specific Extensions(组织私有扩展)，即NVSE格式，此时所述的协议版本号扩展的格式如图5所示，具体包括以下字段：

Type(类型)字段：为134，由于NVSE扩展的Type为134，大于127，消息接收方如无法识别该扩展，可忽略该扩展，继续处理消息的其余部分。

Length(长度)字段：占用一个字节，该扩展不包括Type和Length的其他字段的字节数。

Reserved(预留)字段：预留。

Vendor/Org-ID(厂商/组织ID)字段：厂商或组织的标识号。

Vendor-NVSE-Type(厂商NVSE类型)字段：为1，定义该协议版本号扩展的扩展类型。

Version(版本号)字段：版本号，具体可以为：0对应于RFC 2002，1对应于RFC 3344，该值可根据移动IP新标准的发布而调整或递增。

本发明除可以如前面所述在注册请求消息和注册应答消息中增加协议版本号扩展字段承载协议版本号信息之外，还可以采用注册请求消息定长部分Flags(标志)字段中的第1个比特位作为所述的协议版本号扩展字段承载协议版本号信息，即利用该比特位为保留位的特点，将该比特位作为版本号标志位。当采用标志位承载协议版本号信息时，相应的家乡代理和外地代理的处理过程与前面描述过程有所不同，后面将作详细描述。

增加协议版本号标志位后所述消息的前四个字节格式如图6所示，具体包括以下字段：

Type(类型)字段：1，表示该消息为注册请求消息，原有字段。

|S|B|D|M|G|r|T|E|：为注册请求消息的标志位，是一个8位字节。其中S、B、D、M、G定义可参考RFC 2002或RFC 3344，但均保留了第1个比特位，即图中所示的E比特位。

其中E比特位是本发明新增的版本号标志位，可以当“E”置位，表示该消息支持RFC 3344，当“E”未置位，表示该注册请求消息支持RFC2002，反之亦可。

如前面所描述一样，移动节点发送注册请求消息时，根据采用的协议类型决定是否对“E”比特置位。

与前面描述不同的是，如果注册请求消息经外地代理转发给家乡代理，外地代理需将Flag标志位(包括标志位“E”)保存到用户拜访列表中，同时拷贝所有标志位到发送给家乡代理的注册请求消息中，以便于家乡代理按照“E”标志位指定的协议版本对注册消息进行处理。

另一点与前面描述不同的是，当外地代理收到家乡代理回应的注册应答消息时，需要根据本地用户拜访列表中保存的“E”标志位来确定处理该注册应答消息的协议版本，并进行相应的处理。

为保证移动节点能够正确处理注册应答，家乡代理还必须按照“E”标志位指定的协议版本号对注册请求消息进行处理和组装注册应答消息，这样，移动节点收到相应的注册应答消息后便可以正确处理了。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，包括：

在移动IP网络中，移动IP控制消息发送方设备将本端设备应用的协议版本号信息承载于所述移动IP控制消息中发送给对端设备；

对端设备收到所述移动IP控制消息后获取所述协议版本号信息，并根据所述协议版本号信息对接收的移动IP控制消息进行处理。

2、一种移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，包括：

A、移动IP网络中移动节点向网络侧设备发送注册请求消息，所述注册请求消息中承载着移动节点应用的协议版本号信息；

B、网络侧设备收到所述注册请求消息后，根据所述消息中承载的协议版本号信息对注册请求消息进行处理。

3、根据权利要求2所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，该方法还包括：

C、网络侧设备向移动节点返回注册应答消息，消息中承载着移动节点应用的协议版本号信息；

D、移动节点收到所述注册应答消息后，根据其中承载的协议版本号信息对该消息进行处理。

4、根据权利要求2所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，当所述网络侧设备为外地代理设备时，所述的步骤B还包括：

外地代理设备向移动节点的家乡代理设备发送移动节点的注册请求消息，消息中承载着移动节点应用的协议版本号信息；

家乡代理设备收到所述注册请求消息后，根据消息中承载的协议版本号信息对所述消息进行处理。

5、根据权利要求2、3或4所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，所述的协议版本号信息承载于注册请求消息和注册应答消息中的协议版本号扩展字段。

6、根据权利要求5所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，所述协议版本号扩展字段设置于注册请求消息和注册应答消息中的定长部分之后的可扩展部分的首位。

7、根据权利要求5所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，所述协议版本号扩展字段包括：

扩展类型字段：用于表示该扩展的类型；

长度字段：用于表示扩展长度；

版本号字段：用于承载应用的协议版本号信息。

8、根据权利要求7所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，所述协议版本号信息为：

移动IP网络中的设备应用的协议版本号对应的编码信息。

9、根据权利要求7所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，所述协议版本号扩展字段具体可以采用的格式包括：

RFC 3344定义的短扩展格式，RFC 2002定义的类型长度值格式或RFC3115中定义的普通厂商/组织私有扩展格式。

10、根据权利要求2、3或4所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，所述的协议版本号信息可以设置于注册请求消息的标志字段的保留位中。

11、根据权利要求10所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，该方法还包括：

家乡代理根据标志字段承载的协议版本号信息确定的协议版本组装注册应答消息，并发送给移动节点；

移动节点接收所述注册应答消息，并进行处理。

12、根据权利要求10所述的移动IP网络中设备间实现协议版本兼容的方法，其特征在于，该方法还包括：

外地代理接收移动节点发来的注册请求消息，保存消息中所述标志位；

当外地代理接收家乡代理返回的注册应答消息后，根据保存的标志位确定相应的协议版本，并根据所述协议版本处理应答消息。

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