專利名稱：移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置和移動網(wǎng)絡(luò)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置和移動網(wǎng)絡(luò)控制方法，特別涉及與全球數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱為“全球網(wǎng)絡(luò)”)之間具有多個連接路徑的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置和移動網(wǎng)絡(luò)控制方法。
背景技術(shù)：
到目前為止，因特網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到多個數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(以下稱為“網(wǎng)絡(luò)”)展開在固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的系統(tǒng)的周邊的階段。這些周邊網(wǎng)絡(luò)被了解為邊緣網(wǎng)絡(luò)，相反，由邊緣網(wǎng)絡(luò)圍繞的固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的系統(tǒng)被了解為核心網(wǎng)絡(luò)。由于無線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，這些邊緣網(wǎng)絡(luò)還用于無線的解決方案中。例如在″Network Mobility Support Terminology(網(wǎng)絡(luò)移動性支持術(shù)語″(Ernst，T.，和Lach，H.，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-ernst-nemo-terminology-01.txt，2002年10月，Work in Progress(工作進展))以及″Network Mobility Support Requirements(網(wǎng)絡(luò)移動性支持要求)″(Ernst，T.，和Lach，H.，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-ernst-nemo-requirements-00.txt，2002年10月，Work in Progress(工作進展))中的記載，正在形成稱為移動網(wǎng)絡(luò)的特殊邊緣網(wǎng)絡(luò)，也就是進行移動的網(wǎng)絡(luò)。
移動網(wǎng)絡(luò)是整個網(wǎng)絡(luò)改變對因特網(wǎng)等全球網(wǎng)絡(luò)的連接點的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，一般需要移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動路由器(將移動網(wǎng)絡(luò)連接到全球網(wǎng)絡(luò)的器件)，該移動路由器用于在不同的接入路由器(實際上接入路由器本身可以移動)之間改變對全球網(wǎng)絡(luò)的連接點。例如，移動網(wǎng)絡(luò)包括連接到人們的網(wǎng)絡(luò)(被了解為個人區(qū)域網(wǎng)或PAN，個人區(qū)域網(wǎng))，或配置在汽車、列車、船舶、飛機等交通工具的傳感器的網(wǎng)絡(luò)。在由飛機、列車、公共汽車等的大量運輸系統(tǒng)中，可以向乘客提供的乘坐因特網(wǎng)接入，所述乘坐因特網(wǎng)接入通過使用膝上型計算機、個人數(shù)字助理器(PDA)、汽車電話連接到遠程的主機。這種移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個節(jié)點一般連接到中央的裝置(也就是移動路由器)，網(wǎng)絡(luò)將要移動時該移動路由器改變連接點，以使整個網(wǎng)絡(luò)進行移動而不使各個節(jié)電不改變連接點。
因此，移動網(wǎng)絡(luò)中的問題不同于在IPv4(參見″Internet Protocol(因特網(wǎng)協(xié)議)″，DARPA，IETF RFC 791，1981年9月)中的移動IPv4(參見″IP Mobility Support(IP移動性支持)″，Perkins，C.E.等人，IETF RCF2002，1996年10月)中以及在IPv6(″Internet Protocol Version 6(IPv6)Specification(因特網(wǎng)協(xié)議第6版(IPv6)說明)″，Deering，S.，和Hinden，R.，IETF RCF 2460，1998年12月)中的移動IPv6(″Mobility Support in IPv6(IPv6中的移動性支持)″，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-ietf-mobileip-ipv6-18.txt，Work in Progress(工作進展)，2002年6月)中涉及的傳統(tǒng)的移動性支援問題。移動IPv4和移動IPv6的主要目的在于將移動性支持提供給各個主機，莫如提供給整個網(wǎng)絡(luò)。
在移動IP中，每個移動節(jié)點具有固有的本地領(lǐng)域。當移動節(jié)點連接到其本地網(wǎng)絡(luò)時，已知是本地地址的固有的全球地址被分配給該移動節(jié)點。相反，當移動節(jié)點在遠離處，也就是連接到其它外地網(wǎng)絡(luò)時，一般了解為轉(zhuǎn)交地址(care-of-address)的臨時的全球地址被分配給該移動節(jié)點。移動性支持的概念是即使在移動節(jié)點連接到其它外地網(wǎng)絡(luò)時，也可以通過參照本地地址來到達該移動節(jié)點。這是由對本地網(wǎng)絡(luò)引進實體(本地代理)來實現(xiàn)的。
移動節(jié)點使用了解為綁定更新的消息來將轉(zhuǎn)交地址登錄在本地代理。本地代理需要旁收輸出到移動節(jié)點的本地地址的消息，隨后，需要使用IP-in-IP隧穿(參見″IP-in-IP Tunneling(IP-in-IP隧穿)″，Simpson，W.，IETF RFC 1853，1995年10月，以及″Generic Packet Tunneling in IPv6(IPv6中的普通分組的隧穿)″，Conta，A.，和Deering，S.，IETF RFC 2473，1998年12月)，將分組轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址。IP-in-IP隧穿是指以別的分組封裝原始IP分組。有時將該原始分組稱為內(nèi)部分組(inner packet)，而將封裝內(nèi)部分組的新分組稱為外部分組(outer packet)。
將為各個主機的移動性支持的概念擴張到為節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的移動性支持時，解決移動網(wǎng)絡(luò)的問題的目的在于無論移動網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)上的任何位置，根據(jù)固定地址能夠到達移動網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。到目前為止，已有提供網(wǎng)絡(luò)移動性支持的幾種嘗試。其中大部分利用移動路由器和移動路由器的本地代理之間的雙向隧道(參見″Mobile Router Tunneling Protocol(移動路由器隧穿協(xié)議)″，Kniveton，T.，等人，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-kniveton-mobrtr-03.txt，Work in Progress(工作進程)，2002年11月、″Issues in Designing Mobile IPv6 Network Mobility with the MR-HABidirectional Tunnel(MRHA)(在設(shè)計具有MR-HA雙向隧穿(MRHA)的移動IPv6網(wǎng)絡(luò)移動性中的問題)″，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-petrescu-nemo-mrha-00.txt，Work in Progress(工作進程)，2002年10月、″IPv6 Reverse Routing Header and Its Application to Mobile Networks(IPv6反向路由報頭及其在移動網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用)″，Thubert，P.，和Molteni，M.，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-thubert-nemo-reverse-routing-header-01.txt，Work in Progress(工作進程)，2002年10月、以及″MobileNetworks Support in Mobile IPv6(Prefix Scope Binding Updates)(移動IPv6(前綴范圍綁定更新)中的移動網(wǎng)絡(luò)支持)″，Ernst，T.，Castelluccia，C.，Bellier，L.，Lach，H.，和Olivereau，A.，Internet Draft(因特網(wǎng)草案)draft-ernst-mobileip-v6-network-03.txt，2002年3月)。
在移動路由器和本地代理之間的雙向隧道，當在本地領(lǐng)域時，管理移動網(wǎng)絡(luò)的移動路由器使用幾個路徑選擇協(xié)議來進行移動網(wǎng)絡(luò)中的分組的路徑選擇。相反，當移動路由器和其網(wǎng)絡(luò)移動到外地網(wǎng)絡(luò)時，移動路由器將該轉(zhuǎn)交地址登錄在本地代理。然后，在移動路由器和本地代理之間設(shè)定IP-in-IP隧道。移動路由器在IP-in-IP隧道上也使用在本地領(lǐng)域使用的路徑選擇協(xié)議。這意味著往移動網(wǎng)絡(luò)的所有分組被本地代理旁收，并經(jīng)過IP隧道轉(zhuǎn)發(fā)到移動路由器。隨后，移動路由器將分組轉(zhuǎn)發(fā)到該移動網(wǎng)絡(luò)中的主機。另外，該移動網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點要將分組發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)外部時，移動路由器旁收分組，并經(jīng)過IP隧道轉(zhuǎn)發(fā)到本地代理，隨后本地代理將分組發(fā)送至預(yù)期的接收者(移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點所設(shè)定的分組的發(fā)送目的地)。
可是，根據(jù)上述的利用雙向隧道的單純方法，就無法充分滿足IPv4和IPv6中的其它強力特征(例如，路由多尋址(multi-homing)等)的要求。在有提供對全球網(wǎng)絡(luò)的獨立路徑的多個送出接口時，移動網(wǎng)絡(luò)可成為路由多址的(multihomed)。在這些接口都屬于同一個路由器時，只有該路由器為多址。該路由器下屬的移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點只能看到一個送出路由器，而不是路由多址。相反，在這些接口分別屬于不同的路由器時，移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點能看到多個送出路由器，因此是路由多址。
通常，移動網(wǎng)絡(luò)和全球網(wǎng)絡(luò)之間有無線連接。近年來無線技術(shù)實現(xiàn)了格外的進步，但是與有線網(wǎng)絡(luò)相比，容易出現(xiàn)信道的不穩(wěn)定性或噪聲的問題。路由多尋址的益處之一是即使某一上行鏈路停用，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也可以使用與全球網(wǎng)絡(luò)相互連接的代替路徑。
然而，在移動路由器所用的雙向隧道結(jié)構(gòu)中，節(jié)點只能選擇一個路由器作為缺省路由器。該路由器不能連接到全球網(wǎng)絡(luò)時，路由器則無法維持與本地代理之間的隧道。此時，即使在同一個網(wǎng)絡(luò)上存在具有對全球網(wǎng)絡(luò)的有效的鏈路的其它移動路由器，使用該路由器的節(jié)點還是失去到全球網(wǎng)絡(luò)的連接性。隨后，移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不久就認識到缺省路由器已失去對全球網(wǎng)絡(luò)的路徑，將代替移動路由器選擇為缺省路由器。
上述方式依賴于移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點親自發(fā)現(xiàn)路徑，因此，對如內(nèi)置式器件等其處理能力非常有限的器件的節(jié)點予以處理負荷。而且，到節(jié)點認識到當前缺省路徑已停用，也有可能發(fā)生延遲。再說，因為不同的移動路由器要廣播不同子網(wǎng)的前綴，移動節(jié)點最后切換缺省路由器時需要使用不同的地址，從而需要將綁定更新發(fā)送到本地代理，增大路徑發(fā)現(xiàn)的延遲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置和移動網(wǎng)絡(luò)控制方法，能夠不對移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點予以處理負荷，而提高傳輸效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個形式，能夠提供一種維持連接的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，所述連接是在屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和所述全球網(wǎng)絡(luò)之間建立的、并且是經(jīng)過屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的路由器建立的連接，所述路由器具有對所述全球網(wǎng)絡(luò)的連接路徑的接口，該裝置包括檢測部件，檢測利用所述路由器的第一接口來執(zhí)行的分組隧穿的障礙；檢索部件，根據(jù)檢測出的分組隧穿的障礙，檢索所述路由器的第二接口；以及執(zhí)行部件，利用檢索到的第二接口來代替第一接口，執(zhí)行分組隧穿。
根據(jù)本發(fā)明的另一個形式，能夠提供一種維持連接的移動網(wǎng)絡(luò)控制方法，所述連接是在屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和所述全球網(wǎng)絡(luò)之間建立的、并且是經(jīng)過屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的路由器建立的連接，所述路由器具有對所述全球網(wǎng)絡(luò)的連接路徑的接口，所述移動網(wǎng)絡(luò)控制方法包括檢測步驟，檢測利用所述路由器的第一接口來執(zhí)行的分組隧穿的障礙；檢索步驟，根據(jù)由所述檢測步驟檢測出的分組隧穿的障礙，檢索所述路由器的第二接口；以及執(zhí)行步驟，利用由所述檢索步驟檢索到的第二接口來代替第一接口，執(zhí)行分組隧穿。


圖1是具有移動路由器的普通通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，所述路由器中適用了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置；圖2是表示上述移動路由器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是用來說明上述移動路由器的操作例子的流程圖；圖4A是用來說明上述移動路由器的其它操作例子的流程圖；以及圖4B是用來說明圖4A的操作例子的后續(xù)操作的流程圖。
具體實施例方式
為了解決上述問題，本發(fā)明使適用了移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置的移動路由器能夠代替使用代替路由器。移動路由器由此檢測某個進入接口(ingressinterface)的網(wǎng)絡(luò)段上的其它移動路由器的存在，所述進入接口具有對全球網(wǎng)絡(luò)的獨立路徑。移動路由器的送出鏈路切斷時，移動路由器從其它移動路由器獲得轉(zhuǎn)交地址，將綁定更新發(fā)送到本地代理，并建立通過其它移動路由器的雙向隧道。同樣，具有多個送出接口(egress interface)的移動路由器在維持雙向隧道時也可以進行送出接口的切換。由此，移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不需要改變?nèi)笔÷酚善鳌Ｒ苿泳W(wǎng)絡(luò)的節(jié)點實際上不需要識別移動路由器是否切換對全球網(wǎng)絡(luò)的代替路徑。如上所述，通過除去與移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點相關(guān)的所有不必要的處理負荷和等候時間，從而提高傳輸效率，所述異動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點執(zhí)行如缺省路由器的切換和轉(zhuǎn)交地址的綁定的更新等。
本發(fā)明涉及到在全球網(wǎng)絡(luò)中進行漫游的移動路由器，并且用來維持連接到移動路由器的進入接口的節(jié)點和其本地代理之間的、經(jīng)過雙向隧道的連接性。在本發(fā)明中，移動路由器需要被動地調(diào)查進入該進入接口的信息，并需要檢測是否有廣播對全球網(wǎng)絡(luò)的代替路徑的其它移動路由器。在有這樣的其它移動路由器的情況下，當在送出接口發(fā)生障礙時，進行了檢測的移動路由器總是經(jīng)過上述代替路徑重新建立與本地代理之間的雙向隧道。另外，還會有移動路由器本身是路由多址的情況。此時，在雙向隧道的主要送出接口發(fā)生障礙時，移動路由器可以在送出接口之間進行切換。
下面公開為對漫游網(wǎng)絡(luò)(移動網(wǎng)絡(luò))提供全球性連接的裝置和方法。為了支持對所公開的發(fā)明的理解，將要使用下述定義。
“分組”是指數(shù)據(jù)的自己內(nèi)含式單元，所述數(shù)據(jù)具有在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上可以傳輸?shù)乃懈袷?。分組通常由分組頭和有效載荷的兩個部分構(gòu)成。有效載荷包括被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，而分組頭包括用于支援分組傳輸?shù)男畔?。分組頭具有用于識別分組的發(fā)送者和接收者的源地址和目的地址。
“分組隧穿”是指由其它分組封裝自己內(nèi)含式的分組。分組隧穿的操作又被稱為分組的封裝。另外，封裝在封包中的分組被稱為“隧道化的分組”或“內(nèi)部分組”，而將內(nèi)部分組封在封包中的分組被稱為“隧穿分組”或“外部分組”。整個內(nèi)部分組形成外部分組的有效載荷。
網(wǎng)絡(luò)要素的“缺省路由器”是指收到某個網(wǎng)絡(luò)要素在不知到目的地的其它連接路徑的條件下發(fā)送的所有分組的、并且位于與該網(wǎng)絡(luò)要素同一個鏈路上的路由器。
“移動節(jié)點”是指改變與全球網(wǎng)絡(luò)的連接點的網(wǎng)絡(luò)要素。舉例而言，“移動節(jié)點”是指最終用戶終端或網(wǎng)關(guān)、路由器或智能網(wǎng)絡(luò)中樞等中間網(wǎng)絡(luò)要素，所述中間網(wǎng)絡(luò)要素起到改變與全球網(wǎng)絡(luò)之間的連接點作用。將作為最終用戶終端的移動節(jié)點具體稱為“移動主機”，而將作為中間網(wǎng)絡(luò)要素的移動節(jié)點具體稱為“移動路由器”。
“本地地址”是指分配到移動節(jié)點的主要全球地址，用來實現(xiàn)無論移動節(jié)點連接到全球地址上的任何位置，都能到達移動節(jié)點。
對于在本地地址與連接點附近所用的地址之間具有拓撲性的互換性的地點連接到全球網(wǎng)絡(luò)的移動節(jié)點，就稱作“位于本地”。對于受到單一的監(jiān)視權(quán)限的控制的連接點附近，就稱作移動節(jié)點的“本地領(lǐng)域”。
對于在本地地址與連接點附近所用的地址之間不具有拓撲性的互換性的地點連接到全球網(wǎng)絡(luò)的移動節(jié)點，就稱作“位于遠離處”。對于這連接點附近，就稱作移動節(jié)點的“外地領(lǐng)域”。
“轉(zhuǎn)交地址”是指分配給位于遠離處的移動節(jié)點的臨時全球地址，所分配的轉(zhuǎn)交地址與對全球網(wǎng)絡(luò)的連接點附近所用的地址之間具有拓撲性的互換性。
“本地代理”是指位于移動節(jié)點的本地領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)實體，在移動網(wǎng)絡(luò)位于遠離處時，本地代理進行移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址的登錄服務(wù)，并將送往移動節(jié)點的本地地址的分組轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址。
“綁定更新”是指移動節(jié)點送往其本地代理或通信節(jié)點的消息，用來將發(fā)送者(移動節(jié)點)的現(xiàn)在的轉(zhuǎn)交地址通知給接收者(本地代理或相應(yīng)節(jié)點)。由此，在接收端，在移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址和本地地址之間生成“綁定”。
下面，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。
另外，在以下描述中，為完全理解本發(fā)明的說明中使用具體的數(shù)值、時間、結(jié)構(gòu)、以及其它參數(shù)，然而，即使沒有這些具體描述也可以實施本發(fā)明，這對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的。
圖1是具有移動路由器的普通通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖，所述移動路由器中適用了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置。在圖1中所示的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，作為移動網(wǎng)絡(luò)連接到全球網(wǎng)絡(luò)101的兩個路由多址的移動網(wǎng)絡(luò)102、103中的操作被優(yōu)化。
在圖1中，移動網(wǎng)絡(luò)102的移動路由器121具有經(jīng)過全球網(wǎng)絡(luò)的兩個接入點111、112連接到全球網(wǎng)絡(luò)101的兩個送出接口，因此移動網(wǎng)絡(luò)102是路由多址的。另外，移動網(wǎng)絡(luò)103經(jīng)過連接到移動網(wǎng)絡(luò)102的送出接口，連接到全球網(wǎng)絡(luò)101，并且經(jīng)過連接到全球網(wǎng)絡(luò)101的接入點113的送出接口連接到全球網(wǎng)絡(luò)101，因此移動網(wǎng)絡(luò)103也是路由多址的。
移動網(wǎng)絡(luò)102、103都是路由多址的，但是兩者之間有差異。移動路由器131對上述送出接口不廣播自己具有對全球網(wǎng)絡(luò)101的連接路徑(以下稱為“全球連接”)，因此，從移動網(wǎng)絡(luò)102中的移動節(jié)點122，只能看到一個缺省路由器，也就是移動路由器121。相反，從移動網(wǎng)絡(luò)103中的移動節(jié)點133、134，能看到兩個缺省路由器，也就是移動路由器131、132。
如上所述，通過附圖中示出不同類型的路由多址移動網(wǎng)絡(luò)，能夠完全公開本發(fā)明。
圖1所示的移動路由器121、131和132具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖2是表示移動路由器121、131和132的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
移動路由器121、131和132包括上位層次部201、路由多尋址檢測單元202、雙向隧穿單元203、隧道障礙檢測單元204、以及一個或多個(例如，N個)網(wǎng)絡(luò)接口(以下稱為“接口”)205-1、205-2、......、205-N。以下，將接口205-1至205-N中的任意的一個簡稱為接口205。
上位層次部201是象征實際的協(xié)議組的方框，所述協(xié)議組用于處理IPv4和IPv6等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、以及更上位的所有協(xié)議，并封裝與終端間連接相關(guān)的所有協(xié)議。同樣，接口205-1至205-N是象征物理網(wǎng)絡(luò)接口卡的方框，所述網(wǎng)絡(luò)接口卡包括所有的必要驅(qū)動元件和用于驅(qū)動物理網(wǎng)絡(luò)接口卡所需的協(xié)議組。
接口(例如，接口205-1至205-N)通常包括用作送出接口的一個以上的接口，和用作進入接口的一個以上的接口。進入接口連接到本地網(wǎng)絡(luò)(例如，移動網(wǎng)絡(luò)102、103)上的網(wǎng)絡(luò)要素(例如，移動節(jié)點122、133和134)，而送出接口連接到全球網(wǎng)絡(luò)(例如，全球網(wǎng)絡(luò)101)。
在此，詳細說明插入在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層和網(wǎng)絡(luò)接口層之間的中間的功能性(也就是，路由多尋址檢測單元202、雙向隧穿單元203以及隧道障礙檢測單元204的功能性)。
路由多尋址檢測單元202檢測在和進入鏈路中的一個鏈路相同的鏈路上是否有廣播對全球網(wǎng)絡(luò)的路徑的有效性的其它路由器。通過檢查經(jīng)過分組流路徑216從接口205進來的所有分組，來進行上述檢測。為了進行通常的處理，這些分組經(jīng)過分組流路徑211被遞交給上位層次部201。另外，通過判定在接口205-1至205-N中是否有經(jīng)過信號流路徑219有效的多個送出接口，路由多尋址檢測單元202可以檢測移動路由器121、131和132本身是否是路由多址。
雙向隧穿單元203進行為到來的分組和送出的分組的雙向分組隧穿。從分組流路徑212送出的所有分組被封裝，并轉(zhuǎn)發(fā)到本地代理。在上位層次部201，預(yù)期僅進行送出分組的切換，所述送出分組被規(guī)定為經(jīng)過分組流路徑212前往全球網(wǎng)絡(luò)101。為將分組規(guī)定到進入鏈路中的一個鏈路，上位層次部201也可以利用分組流路徑213來將分組直接切換到合適的接口205。經(jīng)封裝之后，送出分組的路徑被規(guī)定到應(yīng)送出的合適的接口205。
雙向隧穿單元203對在隧道中經(jīng)封裝的到來分組也進行拆裝，并且，為了進行通常的處理，經(jīng)過分組流路徑212將經(jīng)拆裝的分組遞交給上位層次部201。
隧道障礙檢測單元204經(jīng)過信號流路徑218檢測出雙向隧穿所通過的鏈路的切斷，也就是雙向分組隧穿的障礙。在本地代理沒有接受隧道分組的能力時，會發(fā)生隧穿的障礙。例如，通過由接口205的指示，或者分組由中間路由器沒有矛盾地被拒絕，會發(fā)生上述隧穿的障礙。為咨詢物理信道的鏈路狀態(tài)，包括接口205的大部分有線/無線接口通常提供系統(tǒng)調(diào)用。隧道障礙檢測單元204通過上述系統(tǒng)調(diào)用可以檢測鏈路的切斷。
另外，中間的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由某個原因不能將分組轉(zhuǎn)送到下一(中間)目的地時，大部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為將該障礙通知給發(fā)送者，提供反饋給發(fā)送者的部件。又，隧道障礙檢測單元204掌握上述通知，在延長的期間內(nèi)一貫受到該通知之后，可以確定發(fā)生障礙的隧道。檢測出障礙時，其起到觸發(fā)作用，雙向隧穿單元203使用信號流路徑215來采取適當?shù)奶幚怼?br> 本發(fā)明的適用可能性大大依賴于具有對全球網(wǎng)絡(luò)101的代替路徑的其它路由器的檢測/發(fā)現(xiàn)(為說明上的方便，以下將具有對全球網(wǎng)絡(luò)101的代替路徑的路由器稱為“代替路由器”)。于是，路由多尋址檢測單元202在此起到非常重要的作用。為了檢測其它代替路由器的存在，路由多尋址檢測單元202監(jiān)視到來的所有分組，檢測出含有其它路由器送出的廣告消息的分組。
在分組交換式的網(wǎng)絡(luò)所用的大部分網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，路由器將含有有關(guān)該路由器的信息的廣告消息以例如周期性的方式廣播給在同一鏈路上的所有節(jié)點。接收節(jié)點根據(jù)這些消息了解該路由器是否擁有對全球網(wǎng)絡(luò)的路徑。例如，描述在″Neighbor Discovery for IP Version 6(用于IP第6版的相關(guān)發(fā)現(xiàn))″(Narten，T.，Nordmark，E.，和Simpson，W.，IETF RFC 2461，1998年12月)的IPv6近鄰探索中，路由器在對其進入鏈路上的節(jié)點發(fā)送廣告消息時，將路由器使用期限字段設(shè)置為不是零的值之后發(fā)送廣告信息。由此可以表示在所廣播的期限內(nèi)可以利用為缺省路由器(也就是，擁有對全球網(wǎng)絡(luò)的路徑的路由器)。在IPv6環(huán)境下實施移動路由器121、131和132上的路由多尋址檢測單元202時，由此可以檢測其它代替路由器的存在。一旦檢測出代替路由器，就可以將該代替路由器加入到由路由多尋址檢測單元202保持的代替路由器的表格中。
再說，移動路由器121、131和132也有可能同時擁有多個有效的送出接口，換而言之，有可能本身就是路由多址的。這可以由路由多尋址檢測單元202檢測。但是，其前提為送出接口中的一個成為第一送出接口，所述第一送出接口是從本地網(wǎng)絡(luò)送出的所有分組所用的接口。又，其可以成為雙向隧道要經(jīng)過的通常的送出接口。
此時，其它有效的送出接口被區(qū)別為代替送出接口，并被存儲在由路由多尋址檢測單元202保持的代替送出接口的表格中。另外，因為路由多尋址檢測單元202連續(xù)監(jiān)視接口205-1至205-N，在檢測出已經(jīng)不是有效的送出接口時，也可以從代替送出接口的表格中刪除該送出接口。
接著說明移動路由器121、131和132中的操作。在以下公開中，通過在最初部分記載在不是路由多址的移動路由器(例如，移動路由器132)中送出接口停用的情況，而在后面記載在路由多址的移動路由器(例如，移動路由器121)中送出接口停用的情況，來使本發(fā)明一般化。
在通常的操作下，雙向隧穿單元203為送出隧道分組使用第一送出接口。在隧道障礙檢測單元204檢測出經(jīng)過第一送出接口的隧穿的障礙時，需要建立用于分組隧穿的代替連接路徑。另外在以下說明中，假設(shè)接口205-1為用于發(fā)生了障礙的隧穿的送出接口。
首先，參照圖3來說明不是路由多址的移動路由器132中的操作。
隧道障礙檢測單元204檢測出使用接口205-1的雙向隧穿的障礙(S1010)之后，路由多尋址檢測單元202通過進行為獲得代替路由器表格上的路由器的檢查，來判定是否有擁有全球連接的路由器(S1020)。根據(jù)該判定的結(jié)果，在代替路由器表格含有擁有全球連接的路由器時(S1020是)，則選擇表格上的該路由器，并前進到步驟S1030。而在沒有擁有全球連接的路由器，也就是代替路由器表格為空時(S1020否)，移動路由器132需要進入切斷狀態(tài)(S1040)。在切斷狀態(tài)，移動路由器132有可能需要廢棄要轉(zhuǎn)送到全球網(wǎng)絡(luò)101的所有分組而被動的等候送出鏈路的恢復(fù)，因此前進到步驟S1110。
在步驟S1030，判斷是否需要從選擇出的路由器獲得轉(zhuǎn)交地址。例如，在對選擇出的路由器所在的鏈路的進入接口，也就是擁有對選擇出的路由器的連接路徑的進入接口(在本實施方式中稱為“接口205-A”)的當前地址不是有效的全球地址時(例如，當前地址為專用地址時)，需要從選擇出的路由器獲得(被分配)轉(zhuǎn)交地址(S1030是)，因此從選擇出的路由器獲得轉(zhuǎn)交地址(S1050)。相反，當前地址是有效的全球地址時，不需要從選擇出的路由器獲得轉(zhuǎn)交地址(S1030否)，因此跳過步驟S1050和S1060，前進到步驟S1070。
另外，路由多尋址檢測單元202也可以在發(fā)現(xiàn)新的代替路由器時立即從代替路由器獲得轉(zhuǎn)交地址。此時，所發(fā)現(xiàn)的代替路由器的轉(zhuǎn)交地址和代替路由器登記一起存儲在代替路由器表格中。由此，可以除去在步驟S1020進行路由器選擇之后在步驟S1050獲得轉(zhuǎn)交地址的需要。
然后，在步驟S1060，判定步驟S1050的轉(zhuǎn)交地址的獲得是否已成功。在轉(zhuǎn)交地址的獲得成功時(S1060是)，前進到步驟S1070，而在轉(zhuǎn)交地址的獲得失敗時(S1060否)，則前進到步驟S1100。
在步驟S1070，通過選擇出的路由器向本地代理發(fā)送綁定更新。該綁定更新是為了向本地代理通知移動路由器132將雙向隧道的開始地址改變?yōu)榻涌?05-A的地址的信息而發(fā)送的。隨后等候?qū)τ诮壎ǜ掳l(fā)送的肯定應(yīng)答(ACK)。
然后，在步驟S1080判定是否接收到ACK。在接收到ACK時(S1080是)時，就意味著作為臨時的措施，新建立了與本地代理之間的雙向隧道，隨后前進到步驟S1090。相反，在ACK的接收等候過程中發(fā)生過時或者接收到否定應(yīng)答(NACK)時(S1080否)，則前進到步驟S1100。
在步驟S1090，雙向隧穿單元203使接口205-A成為能當雙向隧道的出發(fā)點(終點)的接口。同時，雙向隧穿單元203使與由接口205-A選擇的路由器的鏈路相關(guān)聯(lián)的全球地址(轉(zhuǎn)交地址)成為能當雙向隧道的新臨時源地址(目的地址)。隨后執(zhí)行利用接口205-A的雙向隧穿。然后，前進到步驟S1110。
在步驟S1100，從表格中排除選擇出的路由器。這樣從表格中排除選擇出的路由器，能夠進行代替路由器的表格的維護，從而使將來執(zhí)行的同樣的代替路徑檢索操作效率化。執(zhí)行步驟S1100之后，返回到步驟S1020。
在步驟S1110，隧道障礙檢測單元204監(jiān)視被切斷的鏈路，也就是接口205-1和全球網(wǎng)絡(luò)101之間的鏈路。隧道障礙檢測單元204繼續(xù)進行監(jiān)視直到該鏈路恢復(fù)，而在該鏈路恢復(fù)之后，就前進到步驟S1120。在步驟S1120解除作為臨時措施建立的雙向隧道，并重開利用接口205-1的雙向隧穿。
另外，雖然在圖3中沒有示出，隧道障礙檢測單元204也監(jiān)視作為臨時措施新建立的雙向隧穿的障礙。在檢測出該雙向隧穿的障礙時，執(zhí)行與圖3中所示的操作同樣的操作是顯而易見的。
另外，在本地代理允許移動路由器132同時登錄多個轉(zhuǎn)交地址時，可以使上述操作更加優(yōu)化。具體來講，路由多尋址檢測單元202發(fā)現(xiàn)新的代替路由器，并從該代替路由器獲得轉(zhuǎn)交地址時，總是向本地代理立即發(fā)送綁定更新，以將所獲得的轉(zhuǎn)交地址登錄為代替轉(zhuǎn)交地址。采用上述方式時，就不需要在選擇出路由器之后再進行轉(zhuǎn)交地址的請求或綁定更新的發(fā)送。因此，可以使從發(fā)生建立作為臨時措施的雙向隧穿的必要到實在建立雙向隧穿的處理簡化，從而縮短所需時間。
接下來，參照圖4A和圖4B來說明路由多址的移動路由器121中的操作。
隧道障礙檢測單元204檢測出使用接口205-1的雙向隧穿的障礙(S1010)之后，路由多尋址檢測單元202通過進行為獲得代替路由器表格上的路由器的檢查，來判定是否有有效的送出接口(S1011)。根據(jù)該判定的結(jié)果，在代替送出接口表格含有擁有有效的送出接口時(S1011是)，則選擇表格上的該送出接口(以下稱為“接口205-B”)，并前進到步驟S1012。而在沒有有效的送出接口，也就是代替送出接口表格為空時(S1011否)，移動路由器121則繼續(xù)執(zhí)行與上述移動路由器132中的操作同樣的操作(S1020至S1120)。
在步驟S1012，通過選擇出的接口205-B向本地代理發(fā)送連接更新。該連接更新是為了移動路由器121將雙向隧道的開始地址相連到接口205-B的地址(轉(zhuǎn)交地址)而發(fā)送的。隨后等候?qū)τ谶B接更新發(fā)送的肯定應(yīng)答(ACK)。
然后，在步驟S1013判定是否接收到ACK。在接收到ACK時(S1013是)時，就意味著作為臨時措施，建立了與本地代理之間的新的雙向隧道，隨后前進到步驟S1014。相反，在ACK的接收等候過程中發(fā)生過時或著接收到否定應(yīng)答(NACK)時(S1013否)，則前進到步驟S1015。
在步驟S1015，從表格中排除選擇出的接口205-B。這樣從表格中排除選擇出的送出接口，能夠進行代替送出接口的表格的維護，從而使將來執(zhí)行的同樣的代替路徑檢索操作有效率。執(zhí)行步驟S1015之后，返回到步驟S1011。
另外，在步驟S1014，雙向隧穿單元203使接口205-B成為能當臨時的雙向隧道，并執(zhí)行利用接口205-B的雙向隧穿。然后，前進到步驟S1016。
在步驟S1016，隧道障礙檢測單元204監(jiān)視被切斷的鏈路，也就是接口205-1和全球網(wǎng)絡(luò)101之間的鏈路。隧道障礙檢測單元204繼續(xù)進行監(jiān)視直到該鏈路恢復(fù)，而在該鏈路恢復(fù)之后，就前進到步驟S1017。在步驟S1017解除作為臨時措施建立的雙向隧道，并重開利用接口205-1的雙向隧穿。
另外，雖然在圖4A和圖4B中沒有示出，隧道障礙檢測單元204也監(jiān)視作為臨時措施新建立的雙向隧穿的障礙。在檢測出該雙向隧穿的障礙時，執(zhí)行與圖4A和圖4B中所示的操作同樣的操作是顯而易見的。
另外，在本地代理允許移動路由器121同時登錄多個轉(zhuǎn)交地址時，可以使上述操作更加優(yōu)化。具體來講，路由多尋址檢測單元202發(fā)現(xiàn)新的代替送出接口時，總是向本地代理立即發(fā)送綁定更新，以將該轉(zhuǎn)交地址登錄為代替轉(zhuǎn)交地址。采用上述方式時，就不需要在選擇出送出接口之后再進行轉(zhuǎn)交地址的請求或者綁定更新的發(fā)送。因此，可以使從發(fā)生建立作為臨時措施的雙向隧穿的必要到實在建立雙向隧穿的處理簡化，從而縮短所需時間。
另外，在有關(guān)具備多個送出接口的移動路由器121的上述說明中的前提是，移動路由器121采用如下結(jié)構(gòu)僅有單一的雙向隧道，并將在多個送出接口中的僅一個用作第一送出接口。然而，通過對用作雙向隧道的第一送出接口的每個送出接口分別設(shè)置路由多尋址檢測單元202、雙向隧穿單元203和隧道障礙檢測單元204，可以在消除上述前提的條件下擴展本發(fā)明。此時，在每個隧道中可以執(zhí)行在圖3中所示的操作和在圖4A和圖4B中所示的操作。尤其，與某一個雙向隧道相連的路由多尋址檢測單元202將其它雙向隧道的第一送出接口視為代替送出接口。而且，為根據(jù)必要彌補雙向隧道的障礙，可以使用其它第一送出接口。
如上所述，根據(jù)本實施方式，使用與本地代理之間的雙向隧穿的移動路由器通過有效利用在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中所用的路由多尋址，來將送出鏈路的障礙導(dǎo)致的不適當?shù)挠绊懸种频阶畹统潭?。為重新建立與本地代理之間的雙向隧道，移動路由器利用在此公開的發(fā)明，來有效地檢索代替路徑。結(jié)果，可以消除連接到移動路由器的每個移動節(jié)點切換缺省路由器(一般，該處理需要較長的時間)的必要，從而將鏈路障礙導(dǎo)致的切斷的影響抑制到最低程度。
本說明書基于2002年12月26日提交的日本專利申請?zhí)卦?002-378457號。其內(nèi)容全部包含于此。
工業(yè)實用性本發(fā)明的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置和移動網(wǎng)絡(luò)控制方法具有在對移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不予以處理負荷并提高傳輸效率的效果，并且適合用為與全球網(wǎng)絡(luò)之間擁有多個連接路徑的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置和移動網(wǎng)絡(luò)控制方法。
權(quán)利要求
1.一種維持連接的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，所述連接是在屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和全球網(wǎng)絡(luò)之間建立的、并且是經(jīng)過屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的路由器建立的連接，所述路由器具有對所述全球網(wǎng)絡(luò)的連接路徑的接口，該裝置包括檢測部件，檢測利用所述路由器的第一接口來執(zhí)行的分組隧穿的障礙；檢索部件，根據(jù)檢測出的分組隧穿的障礙，檢索所述路由器的第二接口；以及執(zhí)行部件，利用檢索到的第二接口來代替第一接口，執(zhí)行分組隧穿。
2.如權(quán)利要求1所述的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，其中所述檢索部件包括檢索代替路由器的代替路由器檢索部件，所述代替路由器擁有對所述全球網(wǎng)絡(luò)的連接路徑，而且屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)；并且在裝備在所述路由器的接口中，將擁有對檢索出的代替路由器的連接路徑的進入接口確定為第二接口。
3.如權(quán)利要求2所述的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，其中所述檢索部件包括登錄部件，登錄所述進入接口的地址和所述路由器的地址之間的相關(guān)；并且在所述登錄部件的所述相關(guān)的登錄失敗時，所述代替路由器檢索部件檢索其它代替路由器。
4.如權(quán)利要求3所述的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，其中，在所述進入接口的當前地址不是全球地址時，所述登錄部件從檢索到的代替路由器獲得全球地址，并登錄獲得的全球地址和所述路由器的地址之間的相關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，其中，在所述登錄部件對所述全球地址的獲得失敗時，所述代替路由器檢索部件檢索其它代替路由器。
6.如權(quán)利要求2所述的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，其中，所述檢索部件包括代替接口檢索部件，在裝備在所述路由器的接口中，檢索擁有對所述全球網(wǎng)絡(luò)的連接路徑的代替送出接口；并且在由所述代替接口檢索部件檢索到代替送出接口時，將該代替送出接口確定為第二接口；在由所述代替接口檢索部件沒有檢索到代替送出接口時，所述代替路由器檢索部件進行代替路由器的檢索。
7.如權(quán)利要求6所述的移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，其中，所述檢索部件包括登錄部件，登錄檢索到的代替送出接口的地址和所述路由器的地址之間的相關(guān)；并且在所述登錄部件進行的所述相關(guān)的登錄失敗時，所述代替路由器檢索部件檢索其它代替送出接口。
8.一種維持連接的移動網(wǎng)絡(luò)控制方法，所述連接是在屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和所述全球網(wǎng)絡(luò)之間建立的、并且是經(jīng)過屬于所述移動網(wǎng)絡(luò)的路由器建立的連接，所述路由器具有對所述全球網(wǎng)絡(luò)的連接路徑的接口，所述移動網(wǎng)絡(luò)控制方法包括檢測步驟，檢測利用所述路由器的第一接口來執(zhí)行的分組隧穿的障礙；檢索步驟，根據(jù)由所述檢測步驟檢測出的分組隧穿的障礙，檢索所述路由器的第二接口；以及執(zhí)行步驟，利用由所述檢索步驟檢索到的第二接口來代替第一接口，執(zhí)行分組隧穿。
全文摘要
一種移動網(wǎng)絡(luò)控制裝置，該裝置對移動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不予以處理負荷，從而能夠提高傳輸效率。在適用該裝置的移動路由器(121、131、132)中，隧道障礙檢測單元(204)監(jiān)測通過利用移動路由器(121、131、132)的接口(205－1)來執(zhí)行的分組隧穿的障礙。路由多尋址檢測單元(202)根據(jù)監(jiān)測出的分組隧穿的障礙，在移動路由器(121、131、132)的接口(205)中，檢索擁有對全球網(wǎng)絡(luò)(101)的連接路徑的接口(205－A、205－B)。雙向隧穿單元(203)利用檢索到的接口(205－A、205－B)來代替接口(205－1)，從而執(zhí)行分組隧穿。
文檔編號H04L29/06GK1729663SQ200380107270
公開日2006年2月1日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者吳振華, 陳必耀, 上豐樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社