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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Leitweglenkung für Daten
in Kommunikationssystemen einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Netzwerke,
wie etwa das Internet und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf
eine Methode zur Leitweglenkung für Daten, die an einen mobilen
Knoten gerichtet sind. Der mobile Knoten kann ein mobiler Host sein,
wie etwa ein tragbarer Computer, oder er kann einen Router sein,
der für
die Mobilität
von einem oder mehreren ganzen Netzwerken verantwortlich ist, z.
B. für
das mobile Datennetzwerk in einem Luftfahrzeug. In jedem Fall kann
der mobile Knoten seinen Anschlusspunkt an ein Netzwerk oder ein Subnetzwerk
zu einem anderen verändern.
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Hintergrund
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Die
Leitweglenkung von Daten über
diverse Netzwerke, die das Internet darstellen, basiert auf einem
Protokoll, das als das Internetprotokoll (IP) bekannt ist. Daten
werden in Form von Dateneinheiten, die als IP-Datagramme bekannt
sind, zwischen Punkten im Internet übermittelt, die durch IP-Adressen
spezifiziert sind. Die detaillierte Beschreibung von IP ist in einem „Request
for Comments"-Dokument,
RFC 791, verfügbar,
das von der Arbeitsgruppe Internet-organisation (Internet Engineering
Task Force, IETF) verwaltet wird. RFC-Dokumente sind überall im Internet verfügbar, zum
Beispiel unter „ftp://ds.internic.net/rfc/rfcxxxx.txt", wobei „xxxx" die RFC-Nummer darstellt,
sodass RFC 791 als rfc791.txt verfügbar ist.
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Die
aktuelle Version von IP, die als IPv4 bekannt ist und selbst keine
Mobilität
unterstützt,
aber ein Protokoll, das mit „IP
Mobility Support" betitelt
ist, auf das sich allgemein als Mobile IP bezogen wird, ist entworfen
worden, um IPv4 zur Unterstützung
von Mobilität
zu verbessern. Dieses Protokoll ist in dem Dokument RFC 2002 beschrieben,
das wie oben im Detail ausgeführt
verfügbar
ist. Die nächste
Generation von IP (IPv6) ist ausdrücklich dafür entworfen, mit der Forderung
nach Mobilität
umzugehen.
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IPv4
nimmt an, dass die IP-Adresse eines Knotens den festen Verbindungspunkt
zum Internet eindeutig bestimmt. Wenn der Knoten an einen anderen
Punkt verschoben wird, kann er nur durch Zuordnung einer neuen IP-Adresse
kontaktiert werden. Mobile IP ermöglicht jedoch einem mobilen
Knoten, wie etwa einem Laptop-. oder einem Palmtop-Rechner, ungeachtet
des physikalischen Standorts, an dem er mit dem Internet verbunden
ist, und ohne die IP-Adresse zu ändern,
IP-Datagramme über
das Internet zu senden und zu empfangen. Ein Beispiel des Mechanismus,
durch den er dies tut, ist in den 1a und 1b dargestellt.
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Mit
Bezug auf 1a umfasst
das Internet eine große
Anzahl von Netzwerken und Subnetzwerken 1, 2, 3 und 4,
die über
Router 5 verbunden sind. Ein Router kann ein Computer für allgemeine
Zwecke sein, der dazu programmiert ist, Leitweglenkungsaufgaben
auszuführen.
Zunehmend sind die Router überall
im Internet speziell entworfene Hardwaregeräte, die von Firmen wie Cisco
Systems, Kalifornien, USA geliefert werden. In jedem Fall ist die
Funktionalität
eines Routers, der für
die Verwendung in einem IP-basierten Netzwerk vorgesehen ist, in
RFC 1812 definiert.
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Ein
mobiler Knoten (MN, Mobile Node) 6 ist normalerweise über ein
Heimatnetzwerk 1 mit dem Internet verbunden. Die eindeutige
IP-Adresse, die dem
Knoten 6 zugeordnet ist, ist als seine Heimatadresse bekannt.
Mobilitätsagenten,
die als Fremdagenten (FA, Foreign A gents) und Heimatagenten (HA,
Home Agents) bekannt sind, zeigen ihre Anwesenheit in einem Netzwerk über Verfügbarkeitsmeldungen
an, die als Agentenanzeigen (Agent Advertisements) bekannt sind.
Ein Mobilitätsagent
ist typischerweise ein Router, der an ein bestimmtes Netzwerk angeschlossen
ist; zum Beispiel ist ein Heimatagent 7 ein Router, der
an das Heimatnetzwerk 1 angeschlossen ist, und ein Fremdagent 8 ist
ein Router, der an ein Fremdnetzwerk 2 angeschlossen ist.
Der mobile Knoten 6 kann optional eine Agentenanzeigenmeldung
von irgendwelchen lokalen Mobilitätsagenten über eine Agentenanfragemeldung
(Agent Solicitation Message) erbitten. Indem Agentenanzeigen empfangen
werden, kann der mobile Knoten 6 bestimmen, ob er in seinem
Heimatnetzwerk 1 oder in einem Fremdnetzwerk 2, 3 oder 4 ist.
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Während der
mobile Knoten 6 in seinem Heimatnetzwerk ist, braucht er
keine Mobilitätsdienste. Wenn
der mobile Knoten 6 zeitweise in ein Netzwerk 2 bewegt
wird, wie durch den gestrichelten Kasten in 1a gezeigt ist, erhält er eine zeitweilige Versorgungsadresse
(Care-of Adress) in dem Fremdnetzwerk 2. Dies kann eine
Versorgungsadresse von einem Fremdagenten sein, die die IP-Adresse
von einem Fremdagenten ist, die durch Empfangen oder Erbitten von
Agentenanzeigen von irgendwelchen Fremdagenten erhalten werden,
die ihren Sitz in dem Fremdnetzwerk 2 haben. Alternativ
können
die Versorgungsadressen erhalten werden, indem ein externer Zuordnungsmechanismus
verwendet wird, wie etwa das Dynamische Host-Konfigurationsprotokoll (DHCP, Dynamic
Host Configuration Protocol) (der Leser wird für weitere Informationen auf
RFC 1541 verwiesen), in diesem Fall ist sie als ortsgleiche Versorgungsadresse.
(Colocated Care-of Adress) bekannt.
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Der
mobile Knoten 6 registriert dann seine neue Versorgungsadresse
bei seinem Heimatagenten 7, indem er Nachrichten mit Registrierungsanfragen
(Registration Request) und Registrierungsantworten (Registration
Reply) mit ihm austauscht. Die Registrierung stellt einen Mechanismus
bereit, durch den mobile Knoten ihre aktuelle Erreichbarkeitsinformationen
an ihren Heimatagenten kommunizieren können. Der Registrierungsprozess
wird unten im Detail beschrieben, wobei angenommen wird, dass der
mobile Knoten 6 in einem Fremdnetzwerk 2 sich mit
einer Versorgungsadresse eines Fremdagenten registriert, die er über eine
Agentenanzeige z. B. von dem Fremdagenten 8 erhalten hat.
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Zuerst
sendet der mobile Knoten 6 eine Registrierungsanfragenachricht
an den Fremdagenten 8, der sie verarbeitet und sie zu dem
Heimatagenten 7 des mobilen Knotens weiterleitet. Die Registrierungsanfragenachricht
enthält
die IP-Adresse des Fremdagenten. Der Heimatagent 7 sendet
eine Registrierungsantwortnachricht an den Fremdagenten 8,
der der Registrierungsanfrage nachkommt (oder sie ablehnt). Der
Fremdagent 8 verarbeitet diese Antwort und leitet sie an
den mobilen Knoten 6 weiter. Dieser Prozess richtet eine
temporäre
Adresse für den
mobilen Knoten 6 ein, an die Datagramme geliefert werden
können,
während
sich der Knoten außerhalb
seines Heimatnetzwerks bewegt.
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Wenn
der mobile Knoten 6 zu seinem Heimatnetzwerk 1 zurückkommt,
nachdem er in einem Fremdnetzwerk 2 gewesen ist, deregistriert
er sich bei seinem Heimatagenten 7 durch Austausch von Registrierungsanfrage-
und Registrierungsantwortnachrichten.
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Wenn
mit Bezug auf 1b ein
Korrespondentenknoten (CN, Correspondent Node) 9, der an ein
Netzwerk 4 angeschlossen ist, eine Nachricht sendet, die
für den
mobilen Knoten 6 bestimmt ist, während er an das Fremdnetzwerk 2 angeschlossen ist,
wird die Nachricht von dem Heimatagenten 7 abgefangen,
wie durch den Pfeil A gezeigt ist. Der Heimatagent 7 kapselt
die Datagramme ein, die die Nachricht mit der Versorgungsadresse
für den
mobilen Knoten 6 darstellen, die in diesem Beispiel die IP-Adresse
des Fremdagenten 8 ist, und leitet die Nachricht an den
Fremdagenten 8 weiter. Die Übertragung der eingekapselten
Datagramme, die durch Pfeil B gezeigt ist, ist als Tunneln bekannt.
Der Fremdagent 8 empfängt
die Datagramme, entkapselt sie und leitet sie an den mobilen Knoten 6 weiter,
wie durch den Pfeil C gezeigt ist. Nachrichten von dem mobilen Knoten 6 zu
anderen Knoten im Internet müssen
diesem Leitweg nicht folgen, sondern können direkt über einen
geeigneten Router gesendet werden, der der Fremdagent 8 sein
kann.
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Die
Konzepte der Einkapselung und des Tunnelns sind detailliert in RFC
2003 „IP
Encapsulation within IP" beschrieben.
Das Modell ist, dass ein Tunnel der Pfad ist, dem ein Datagramm
folgt, während
es eingekapselt ist. Einkapselung ermöglicht, dass ein IP-Datagramm
für die
Zwischenrouter verborgen ist, die fälschlich versuchen würden, es
zu dem mobilen Knoten zu leiten. Stattdessen wird das Datagramm
zwischen dem Einkapseler und einem wissenden Entkapseler vermittelt,
wie etwa einem Fremdagenten, der das Datagramm richtig leiten kann.
Der Heimatagent 7 und der Fremdagent 8 sind als
Endpunkte des Tunnels bekannt. Im Falle der ortsgleichen Versorgungsadresse
arbeitet der mobile Knoten selbst als ein Endpunkt des Tunnels.
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US-A-5
325 362 (Aziz) und Johnson DB: „Ubquitous Mobile Host Internetworking", Proceedings of
the workshop on workstation operation systems, 14. Oktober 1993,
pp 85–90,
XP000672247 veröffentlichen
Schemata für
das Tunneln, die effektive Leitweglenkung von Daten zu einem mobilen Knoten
ermöglichen,
der weiter unterstützt
werden soll, wenn der mobile Knoten sich zwischen seinem Heimatnetzwerk
und Fremdnetzwerken bewegt.
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Um
zu ermöglichen,
dass der oben beschriebene Tunnelprozess richtig arbeitet, pflegt
der Heimatagent 7 die Erreichbarkeitsinformationen für den mobilen
Knoten 6 in einer Form, die als Mobilitätsbindung (Mobility Binding)
bekannt ist. Dies ist die Verknüpfung
der Identität
des mobilen Knotens mit einer Versorgungsadresse und einem Parameter,
der als Lebensdauer (Lifetime) bekannt ist und der die Anzahl von
verbleibenden Sekunden vor dem Auslaufen der Registrierung des Knotens 6 bei
dem Heimatagent 7 ist. Das Ziel hinter einem Lebenszeitwert
ist, die dynamische Natur der Systems mit einer Bindung aufrechtzuerhalten,
die in einer vorgegebenen Zeit ausläuft, außer wenn sie positiv durch
den mobilen Knoten 6 aufrechterhalten wird. Als Beispiel
ist der Standardwert für
die Lebensdauer der Routeranzeige, die verwendet werden kann, wenn
ein mobiler Knoten sich bei einem Fremdagenten registriert, der über eine
Agentenanzeige gefunden wurde, 1800 Sekunden.
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Auf
den Empfang einer Registrierungsanfragenachricht hin erzeugt oder
modifiziert der Heimatagent 7 die Mobilitätsbindung,
zum Beispiel indem er den Lebensdauerwert zurücksetzt, wenn die Anfrage eine
Anfrage nach einer Neuregistrierung ist und die Mobilitätsbindung
noch nicht ausgelaufen ist. Wenn der Lebensdauerwert für eine gegebene
Mobilitätsbindung
ausläuft,
bevor eine Neuregistrierungs anfrage empfangen wurde, löscht der
Heimatagent 7 die Mobilitätsbindung aus seinem Datensatz.
Die Registrierungsantwortnachricht von dem Heimatagenten 7 informiert
den mobilen Knoten 6 (über
den Fremdagenten 8) über
den Status seiner Anfrage einschließlich dem Lebensdauerwert,
der von dem Heimatagenten 7 zugeordnet wird.
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Mobile
IP unterstützt
gleichzeitige Mobilitätsbindungen,
sodass jeder mobile Knoten 6 sich bei einer Anzahl von
Fremdagenten registrieren kann und so eine Anzahl von Versorgungsadressen
erhalten kann. Dies ist besonders nützlich, wenn ein mobiler Knoten,
der eine Funkschnittstelle zu einem Netzwerk verwendet, zum Beispiel
eine Radiofrequenzschnittstelle, sich innerhalb des Bereichs von
mehr als einem Fremdagenten bewegt. Wenn zum Beispiel der mobile
Knoten ein Router in einem Luftfahrzeug ist, dann kann der Router
sich, während
das Luftfahrzeug fliegt, von Zeit zu Zeit mit einer Funkverbindung bei
einer Reihe von Fremdagenten registrieren, die sich unten auf dem
Boden befinden.
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Im
Falle von mehrfachen gleichzeitigen Mobilitätsbindungen behält der Heimatagent 7 seine existierende
Liste von Mobilitätsbindungen
bei, wenn er eine Registrierungsanfrage mit der IP-Adresse eines
neuen Fremdagenten empfängt.
Wenn der Lebensdauerwert einer Mobilitätsbindung ausläuft, löscht der
Heimatagent 7 diese Mobilitätsbindung aus einem Datensatz,
behält
aber die anderen nicht ausgelaufenen Bindungen in seinem Datensatz.
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2 zeigt eine Situation,
in der sich der mobile Knoten 6 im Bereich von zwei Fremdagenten 10 und 11 befindet.
Wenn der Registrierungsprozesse bei jedem Fremdagenten 10 und 11 vollständig ist, stellt
Mobile IP dem Heimatagenten 7 das Tunneln einer separaten Kopie
von jedem ankommenden Datagramm an jede Versorgungsadresse zur Verfügung. Der
mobile Knoten 6 empfängt
deshalb vielfache Kopien von jedem Datagramm in Abhängigkeit
der Anzahl der Fremdagenten, bei denen er registriert ist, in diesem
Falle zwei. Dies verbessert die Bitfehlerrate der Übertragung.
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Die
wahre Natur eines mobilen Kommunikationssystems bedeutet, dass die
Verbindungen ständig
aufgebaut, abgebrochen und wieder aufgebaut werden. Der Heimatagent 7 kann
den Kontakt zu dem mobilen Knoten 6 über einen Fremdagenten verlieren,
und muss ihn nur über
einen anderen Fremdagenten wieder aufbauen. Der Heimatagent 7 kann
jedoch den Kontakt mit dem mobilen Knoten 6 ganz verlieren,
sodass die Lebensdauer von jeder seiner Mobilitätsbindungen schließlich ausläuft. Wenn
dies geschieht, löscht
der Heimatagent 7 jede Mobilitätsbindung aus einem Datensatz
für diesen mobilen
Knoten 6, wenn sie ausläuft.
Wenn alle Mobilitätsbindungen
ausgelaufen sind, ist der mobile Knoten nicht länger über den Heimatagent 7 erreichbar.
Daten, die an den mobilen Knoten 6 gesendet werden, können deshalb
nicht zu ihrem Bestimmungsort geleitet werden. Mit diesem Typ von
Ereignis wird mit einem Protokoll umgegangen, das als das Internetprotokoll
mit Steuernachrichten (ICMP, Internet Control Message Protocol)
bekannt ist, das ein integraler Bestandteil aller IP-Implementierungen ist.
Die Funktionen von ICMP schließen
die Handhabung von Fehlermeldungen und Erreichbarkeitstests als
auch Leistungsmessung und Steuerung von Datenstaus ein. Bei dem
Ereignis, dass der Heimatagent 7 keine Mobilitätsbindungen
hat, die einen Leitweg zu dem mobilen Knoten 6 angeben,
erzeugt der Heimatagent 7 eine Fehlermeldung mit dem Inhalt „Ziel nicht
erreichbar" (Destination
Unreachable) und sendet sie mit einem Code an den Korrespondentenknoten 9,
der anzeigt, dass das Zielnetzwerk nicht erreichbar ist.
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Es
ist auch möglich,
dass der Heimatagent 7 sich nicht darüber bewusst ist, dass der mobile
Knoten 6 nicht mehr erreichbar ist, z. B. weil der Knoten kurz
nach der Wiederregistrierung seiner Präsenz bei dem Heimatagenten 7 unerreichbar
wird, sodass die Lebensdauer seiner entsprechenden Mobilitätsbindung
noch nicht ausgelaufen ist. In diesem Fall fährt der Heimatagent 7 damit
fort, kontinuierlich eingekapselte Datagramme durch den Tunnel zu
senden, aber die Fremdagenten 10 und 11 sind nicht
in der Lage, diese an den mobilen Knoten weiterzuleiten. Deshalb
werden ICMP-Fehlermeldungen erzeugt, die wie zuvor an den Korrespondentenknoten 9 weitergeleitet
werden.
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Obwohl
ICMP für
die Bereitstellung von einigen Anzeigen von Schwierigkeiten bei
der Kommunikation nützlich
ist, löst
es nicht das Problem, sicherzustellen, dass Daten ihr Ziel erreichen,
sondern meldet nur die Existenz von Problemen. Es gibt weiterhin Zeiten,
zu denen der mobile Knoten 6 selbst weiß, dass er an seinem momentanen
Ort unerreichbar sein wird und benötigt irgend eine Methode zur
Weiterleitung von Rufen. Wenn der mobile Knoten 6, nachdem
er unerreichbar geworden ist, nachfolgend wieder erreichbar wird
und sich wieder bei dem Heimatagenten 7 registriert, ist
es ferner ungünstig,
dass die Daten, die an ihn gerichtet sind, aber nicht mehr für ihn verfügbar sind.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
die obengenannten Probleme anzugehen, liefert die vorliegende Erfindung
ein Verfahren für
die Leitweglenkung von Daten, die an einen mobilen Knoten in einem
Kommunikationssystem gerichtet sind, das die Schritte der Pflege
der Erreichbarkeitsinformationen für die mobilen Knoten und des Empfangs
von Daten umfasst, die an den mobilen Knoten gerichtet sind, gekennzeichnet
durch das Festlegen eines Zielortes, an den die empfangene Daten
gesendet werden sollen, wenn die Erreichbarkeitsinformationen anzeigen,
dass der mobile Knoten nicht erreichbar ist.
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Das
Datenziel kann einen Proxyknoten umfassen und das Verfahren kann
weiter das Anweisen des Proxyknotens umfassen, empfangene Daten
an den mobilen Knoten zu senden, wenn die Erreichbarkeitsinformationen
anzeigen, dass der mobile Knoten erreichbar geworden ist.
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Das
Datenziel kann nach den Vorgaben des Benutzers konfiguriert werden,
die auch die Bedingungen spezifizieren können, unter denen das vom Benutzer
spezifizierte Ziel verwendet werden soll. Vorzugsweise kann der
Benutzer deshalb die Umstände
steuern, unter denen ein Proxy als Ziel verwendet wird, während das
System so eingerichtet werden kann, dass, wenn der Benutzer kein
Standardziel angibt, ein solches Ziel immer bereitgestellt wird,
wenn der mobile Knoten für
seinen Heimatagenten nicht erreichbar ist.
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Die
Erreichbarkeitsinformationen können eine
einzelne Zieladresse oder eine Mehrzahl von Adressen sein, wie etwa
die Versorgungsadressen, die von einer Mehrzahl von Fremdagenten
in einem mobilen IP-basierten Systemen bereitgestellt werden.
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Die
Erfindung liefert weiter ein mobiles Kommunikationssystem mit einem
mobilen Knoten, eine Einrichtung zur Pflege der Erreichbar keitsinformationen
für den
mobilen Knoten und eine Einrichtung zum Empfangen von Nachrichten,
die an den mobilen Knoten gerichtet sind, gekennzeichnet durch eine Dienststeuerung,
die dazu eingerichtet ist, ein Ziel für eine Nachricht zu festzulegen,
die an den mobilen Knoten gerichtet ist, wenn die Erreichbarkeitsinformationen
anzeigen, dass der mobile Knoten nicht erreichbar ist.
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Nach
der Erfindung wird weiter ein Verfahren zur Leitweglenkung von Daten
bereitgestellt, die an einen mobilen Host gerichtet sind, der sich
außerhalb seines
Heimatnetzwerkes befindet, das die Schritte der Pflege eines Datensatzes
von Orten umfasst, durch die die Daten zu dem mobilen Host geleitet werden
können,
und in dem Fall, dass die Daten nicht zu dem mobilen Host durch
irgend einen der in dem Datensatz angegebenen Orte geleitet werden
kann, die Daten dann zu einem alternativen Ziel geleitet werden,
von dem sie für
einen nachfolgenden Abruf für
den mobilen Host verfügbar
sind.
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Nach
der Erfindung wird auch ein mobiles Kommunikationssystem bereitgestellt,
das einen mobilen Host umfasst, der zwischen seinem Heimatnetzwerk
und einer Mehrzahl von angeschlossenen Kommunikationsnetzwerken
beweglich ist, einen Router, der dazu eingerichtet ist, Daten, die
an den mobilen Host gerichtet sind, an einen Ort zu leiten, durch
den die Daten an den mobilen Host gesendet werden können, wenn
sich der mobile Host außerhalb
seines Heimatnetzwerkes befindet, und eine Dienststeuerung, die
dazu eingerichtet ist, einzugreifen, um Daten an einen alternativen
Ort zu senden, wenn die Daten nicht an den mobilen Host gesendet werden
können.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Ausführungen
der Erfindung werden nun als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnungen
im Anhang beschrieben, in denen:
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1a ein schematisches Diagramm
der generellen Anordnung eines herkömmlichen mobilen IP-basierten
Systems ist;
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1b den Datenfluss zu einem
mobilen Knoten zeigt, der an ein Fremdnetzwerk im System in 1a angeschlossen ist;
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2 ein schematisches Blockdiagramm
ist, das die Registrierung eines mobilen Knotens mit mehreren Fremdagenten
in einem herkömmlichen mobilen
IP-basierten System zeigt; und
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3 ein schematisches Blockdiagramm
eines Systems nach der vorliegenden Erfindung zur Verwendung mit
dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung
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Mit
Bezug auf 1b spielt
der Heimatagent 7 in einem bekannten IP-basierten System,
wie etwa dem Internet, eine passive Rolle in der Datenübertragung
an den mobilen Knoten 6. Wenn der Heimatagent 7 eine
Datennachricht abfängt,
die an den mobilen Knoten gerichtet ist, ist seine einzige Möglichkeit, die
Nachricht basierend auf seinen Datensatz der aktuellen Orte des
Knotens an den mobilen Knoten 6 tunneln, oder, wenn er
keine Erreichbarkeitsinformationen hat, eine ICMP-Fehlermeldung
zurückgegeben.
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Mit
Bezug auf 3 wird der
Heimatagent 7, der zum Beispiel eine Software ist, die
auf einem PC läuft
und die Funktionalität
der Leitweglenkung bereitstellt, in einem System nach der Erfindung
rekonfiguriert, sodass vor dem Tunneln von irgendwelchen Datagrammen
zu den Fremdagenten 10 und 11 eine Dienststeuerung 13 eingreifen
kann. Die Funktionen der Dienststeuerung 13, wie unten
definiert, können leicht
in Software auf einem Rechner für
allgemeine Zwecke implementiert werden. Die Dienststeuerung 13 umfasst
eine Benutzerschnittstelle 14 als auch eine Verarbeitungsmöglichkeit,
um Benutzeranwendungen 15 auszuführen. Sie stellt auch einen
Datenspeicher in Form eines temporären Speichers 16 und einer
Datenbank für
die Benutzervorgaben 17 bereit. Die prinzipielle Funktion
der Dienststeuerung 13 ist es, die geeigneten Mobilitätsbindungen
für den
Heimatagenten 7 basierend auf den aktuellen Bindungsinformationen
von dem Heimatagenten zusammen mit vom Benutzer oder dem System
definierten Vorgaben zu bestimmen.
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Wenn
der mobile Knoten 6 für
den Heimatagenten 7 erreichbar ist, kann die Dienststeuerung eingreifen,
um neue Mobilitätsbindungen
festzulegen, wenn die Benutzervorgaben spezifizieren, dass sie dies
tun soll.
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Bei
dem Ereignis, dass der mobile Knoten 6 nicht für den Heimatagenten 7 erreichbar
ist, kann die Dienststeuerung angewiesen werden, immer einzugreifen,
sodass ankommende Daten immer an ein geeignetes Ziel gesendet werden.
Dies kann z. B. der temporäre
Speicher 16 sein, aber in einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung ist das geeignete Ziel ein Proxyknoten 18, der
Daten speichern kann, die für
den mobilen Knoten 6 bestimmt sind, wenn der mobile Knoten
nicht verfügbar
ist, und effektiv den Platz des Korrespondentenknotens 9 einnimmt, wenn
der mobile Knoten 6 nachfolgend in dem Netzwerk wieder
verfügbar
wird.
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Ein
bevorzugtes Ziel zur Verwendung entweder unter besonderen Umständen oder
als ein allgemeines Standardziel kann durch einen Benutzer über die
Benutzerschnittstelle 14 oder durch eine Benut zeranwendung 15,
die unter der Dienststeuerung 13 läuft, spezifiziert werden. Wenn
kein bevorzugtes Ziel von dem Benutzer angegeben wird, kann der
Systemadministrator in jedem Fall ein Standardziel einstellen, zum
Beispiel den Proxyknoten 18.
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Vorgaben,
die von einem Benutzer gewünscht
werden, können
in einer Datenbank für
Benutzervorgaben 17 gespeichert werden. Die Vorgaben können ein
alternatives Ziel für
irgendwelche Nachrichten angeben, die an den mobilen Knoten 6 gerichtet
sind, wie etwa einen aus einer Mehrzahl von alternativen Proxyknoten 19a–n,
und können
auch Codes enthalten, die die Umstände spezifizieren, unter denen
die alternativen Ziele verwendet werden sollen. Zum Beispiel kann
die Datenbank 17 spezifizieren, dass das alternative Ziel
nur zu oder nach einem bestimmten Datum oder Zeitpunkt benutzt werden
soll. Die Datenbank 17 kann weiter mehrere Zieladressen
enthalten, von denen jede unter verschiedenen Umständen benutzt
werden soll. Zum Beispiel können
verschiedene Ziele in verschiedenen Zeiträumen oder als Reaktion auf
verschiedene Arten von Nachrichten verwendet werden, sodass Übertragungen
von Dateien an ein bestimmtes Ziel geleitet werden können, beispielsweise
den Proxyknoten 19a, während
Videoabrufe zu einem anderen geleitet werden, wie etwa dem Proxyknoten 19b.
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Die
Beispiele oben sind nicht begrenzend gemeint, da die Datenbank 17 jedes
Datenformat speichern kann, um zu ermöglichen, die Dienststeuerung 13 für die Bereitstellung
von intelligenten Netzwerkdiensten entsprechend den Anforderungen
von irgend einem bestimmten System einzurichten, mit dem die Dienststeuerung 13 verwendet
wird.
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Die
Betriebsweise des Systems wird nun unten mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Wenn
eine Nachricht in Form eines Stroms von Datagrammen, der für den mobilen
Knoten 6 bestimmt ist, von einem Korrespondentenknoten 9 empfangen
wird, prüft
der Heimatagent 7 seinen internen Datensatz nach nicht
ausgelaufenen Mobilitätsbindungen
für diesen
Knoten.
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Wenn
der Datensatz des Heimatagenten keine Mobilitätsbindungen aufweist, die für den mobilen Knoten 6 gespeichert
sind, signalisiert der Heimatagent 7 der Dienststeuerung 13.
Die Dienststeuerung 13 untersucht dann die Datenbank für die Benutzervorgaben 17 und
stellt dem Heimatagenten 7 eine Standardbindung zur Verfügung, die
nur aktiv ist, wenn es keine anderen Bindungen gibt. Wenn keine Benutzervorgaben
eingegeben wurden, verwendet die Dienststeuerung 13 den
Standard, der vom Systemadministrator bereitgestellt wurde.
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Während der
mobile Knoten 6 nicht verfügbar ist, und daher die Standardbindung
aktiv ist, werden alle Nachritchten, die an den mobilen Knoten 6 gerichtet
sind, zu dem vorgegebenen Ziel getunnelt, z. B. dem Proxyknoten 18.
Der Proxyknoten 18 entkapselt die Nachricht und speichert
sie. Wenn der Heimatagent 7 eine Nachricht von dem Korrespondentenknoten 9 empfängt, kann
die Dienststeuerung 13 den Heimatagenten 7 auch
anweisen, eine Nachricht, zum Beispiel eine zuvor gespeicherte Benutzernachricht,
an den Korrespondentenknoten 9 zurückzusenden.
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Einige
Zeit, nachdem Nachricht von den Korrespondentenknoten 9 gesendet
wurde, wird der mobile Knoten 6 wieder verfügbar, entweder
in seinem eigenen Heimatnetzwerk 1, der in diesem Fall
bei dem Heimatagenten 7 deregistriert wird, oder in einem
Fremdnetzwerk 2, 3 oder 4, wobei er sich
in diesem Fall wieder mit einer neuen Versorgungsadresse bei dem
Heimatagent 7 registriert. In jedem Fall aktualisiert der
Heimatagent die Dienststeuerung 13, die den Proxyknoten 18 anweist,
die gespeicherte Nachricht an den mobilen Knoten 6 zu senden.
Soweit der mobile Knoten 6 betroffen ist, nimmt der Proxyknoten 18 deshalb
den Platz des Korrespondentenknoten 9 ein, und sendet die
gespeicherte Nachricht entsprechend dem konventionellen Mobile IP-Protokoll
an den mobilen Knoten 6. Wenn zum Beispiel der mobile Knoten 6 in
seiner Heimatnetzwerkes 1 zurückgekehrt ist, dann sendet
der Proxyknoten 18 die Nachricht direkt an den mobilen
Knoten 6, wobei er den Heimatagenten 7 ignoriert.
Wenn sich auf der anderen Seite der mobile Knoten 6 in
einem Fremdnetzwerk 2, 3, oder 4 befindet,
und er bei dem Heimatagenten 7 registriert ist, sendet
der Proxyknoten 18 die Nachricht an den Heimatagenten 7 zur
weiteren Übertragung
mit der geeigneten Versorgungsadresse an den mobilen Knoten 6.
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Um
mit der Möglichkeit
umzugehen, das der Heimatagent 7 sich nicht bewusst ist,
das der mobile Knoten 6 nicht mehr erreichbar ist, z. B.
weil der Knoten bald nach der Wiederregistrierung seiner Präsenz beim
Heimatagenten 7 unerreichbar wird, sind die Fremdagenten 10 und 11 dazu
eingerichtet, alle ICMP-Fehlermeldungen an den Heimatagenten 7 zurückzusenden,
sodass der Heimatagent 7 die Bindungen modifizieren kann.
Dies stellt sicher, das solche Fehlermeldungen nicht an den Korrespondentenknoten 9 zurückgesendet
werden, sodass, so weit der Korrespondenten Knoten 9 betroffen
ist, der mobile Knoten 6 für ihn erreichbar ist, und die
Nachricht entsprechend den Einstellungen weitergeleitet wird, die
bei der Dienststeuerung 13 spezifiziert sind.
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Wenn
der Datensatz des Heimatagenten nicht ausgelaufene Mobilitätsbindungen
in Bezug auf wenigstens einen der Fremdagenten 10 oder 11 enthält, dann
fragt der Heimatagent 7 die Dienststeuerung an, zu überprüfen, ob
eine Benutzervorgabe in der Datenbank für die Benutzervorgaben 17 gespeichert
ist. Wie oben beschrieben nimmt die Datenbank 17 auch Informationen
auf, die die Umstände
angeben, unter denen die Benutzervorgaben verwendet werden sollen.
Wenn keine Benutzervorgaben angegeben sind, oder die Bedingungen
oder Umstände für die Verwendung
nicht erfüllt
sind, sendet der Heimatagent 7 die Nachricht über die
geeigneten Fremdagenten 10, 11 an den mobilen
Knoten 6. Wenn eine aktive Benutzervorgabe gefunden wird,
arbeitet die Dienststeuerung 13 entsprechend dieser Vorgabe,
um die Mobilitätsbindungen
des Heimatagenten zu ändern.
Die Vorgabe kann z. B. angeben, dass, obwohl der mobile Knoten 6 erreichbar
ist, während irgendeiner
vorher festgelegten Zeitdauer Nachrichten an den Proxyknoten 19a gesendet
werden sollen. Die Dienststeuerung 13 ändert deshalb die Mobilitätsbindungen
des Heimatagenten zu geeigneten Zeitpunkten, um die Vorgabe in Kraft
zu setzen. Bei Auslaufen der vorher festgelegten Zeitdauer weist die
Dienststeuerung 13 den Proxyknoten 19a an, die gespeicherte
Nachricht entsprechend dem konventionellen Mobile IP-Protokoll wie
oben beschrieben an den mobilen Knoten 6 zu senden.
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Das
oben beschriebene System kann in Echtzeit-Telekommunikationsdiensten wie etwa
Videoabrufen arbeiten, was die fliegende Umleitung solcher Dienste
für einen
mobilen Knoten über
einen Proxyknoten ermöglicht,
wenn der mobile Knoten nicht erreichbar ist.
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Obwohl
die Beispiele oben mit Bezug auf das Internet beschrieben wurden,
ist die Erfindung auf jedes Netzwerk anwendbar, das auf dem Internet-Protokoll
basiert, und die Prinzipien können
auf Systeme ausgeweitet werden, die auf andere Netzwerkprotokollen
basieren.