專利名稱：移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及移動IPv6(Internet Protocolversion 6)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了越來越多的移動終端。移動用戶需要隨時隨地的移動接入服務(wù)和漫游服務(wù)。因特網(wǎng)工程任務(wù)組織(Internet Engineering Task Force，IETF)制定的RFC3775(MobilitySupport for Internet Protocol version 6，MIPv6)規(guī)范就是用來支持移動節(jié)點(diǎn)在IPv6網(wǎng)絡(luò)中的接入和漫游服務(wù)。在MIPv6中，對若干術(shù)語進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)定義1、移動節(jié)點(diǎn)(Mobile Node，MN)可以在不同子網(wǎng)間移動，同時仍以其家鄉(xiāng)地址標(biāo)識，無須改變其家鄉(xiāng)地址。
2、通信節(jié)點(diǎn)(Correspondent Node，CN)是所有與移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的對等節(jié)點(diǎn)。
3、家鄉(xiāng)鏈路(Home Link)是移動節(jié)點(diǎn)移動前所在的鏈路。
4、外地鏈路(Foreign Link)是移動節(jié)點(diǎn)移動后接入的鏈路。
5、家鄉(xiāng)地址(Home-of Address，HoA)是移動節(jié)點(diǎn)在家鄉(xiāng)鏈路獲得的用于標(biāo)識移動節(jié)點(diǎn)的永久地址。
6、轉(zhuǎn)交地址(Care-of Address，CoA)是移動節(jié)點(diǎn)接入外地鏈路后獲得的臨時地址。
7、家鄉(xiāng)代理(Home Agent，HA)是家鄉(xiāng)鏈路上的一個路由器，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)離開家鄉(xiāng)鏈路，接入外地鏈路后，用于保存移動節(jié)點(diǎn)的注冊信息，以及轉(zhuǎn)發(fā)分組到移動節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址。
8、綁定(binding)是移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址和轉(zhuǎn)交地址的對應(yīng)關(guān)系，用于向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊。
如圖1所示，移動節(jié)點(diǎn)在接入新的鏈路，獲得轉(zhuǎn)交地址后會使用綁定更新(Binding Update，BU)報文向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊，讓家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)都知道自己當(dāng)前的轉(zhuǎn)交地址。
如圖2所示，考慮安全因素，移動節(jié)點(diǎn)在向通信節(jié)點(diǎn)注冊前要先執(zhí)行返回可路由過程(Return Routability Procedure，RRP)，其中Home of TestInit(HoTI)報文要經(jīng)過家鄉(xiāng)代理轉(zhuǎn)發(fā)到通信節(jié)點(diǎn)，Home of Test(HoT)要經(jīng)過家鄉(xiāng)代理回到通信節(jié)點(diǎn)。即使在不丟包的情況下，一個完整的RRP也需要約1.5倍環(huán)回時延(round trip times，RTT)，而移動節(jié)點(diǎn)與家鄉(xiāng)代理注冊需要大約1倍的RTT。
如圖3所示，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)的注冊成功后，通信節(jié)點(diǎn)與移動節(jié)點(diǎn)就無須再通過家鄉(xiāng)代理轉(zhuǎn)發(fā)而可以直接通信。當(dāng)有新的通信節(jié)點(diǎn)要與移動節(jié)點(diǎn)通信時，首先會通過家鄉(xiāng)代理轉(zhuǎn)發(fā)，然后MIPv6啟動路由優(yōu)化機(jī)制，執(zhí)行圖1中所示的向通信節(jié)點(diǎn)注冊。注冊成功后，即可如圖3直接與移動節(jié)點(diǎn)通信。MIPv6雖然解決了移動節(jié)點(diǎn)的宏觀移動問題。但是當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)距離家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)和通信節(jié)點(diǎn)很遠(yuǎn)而且移動又比較頻繁時，會導(dǎo)致大量的注冊報文，而且報文還容易丟失。
鑒于上述問題，摩托羅拉公司公開的發(fā)明專利申請“一種通信系統(tǒng)及方法”(
公開日2003年7月16日，公開號CN1430844A)使用多播業(yè)務(wù)來傳遞綁定更新消息，有效地避免了增加這樣的消息，如圖13所示，該方法要求移動節(jié)點(diǎn)106綁定更新消息發(fā)送到通信節(jié)點(diǎn)104的已知協(xié)議中，所述移動節(jié)點(diǎn)106可以是單個節(jié)點(diǎn)，也可以是多個節(jié)點(diǎn)。多播業(yè)務(wù)單元105包括用于分配多播地址的多播注冊實(shí)體(Entity)，也包括用來記錄域名、IP地址和多播地址綁定的域名系統(tǒng)(DNS)。移動節(jié)點(diǎn)106包括很多現(xiàn)有的移動IPv6協(xié)議移動節(jié)點(diǎn)操作，但是不保持多個通信節(jié)點(diǎn)104的列表。移動節(jié)點(diǎn)106從多播注冊實(shí)體獲得多播地址，多播地址永久地與移動節(jié)點(diǎn)106相關(guān)，并由移動節(jié)點(diǎn)106向DNS注冊。
在通信節(jié)點(diǎn)104和移動節(jié)點(diǎn)106之間建立通信之前，通信節(jié)點(diǎn)104呼叫DNS以獲得對于移動節(jié)點(diǎn)106本地地址的IP地址，DNS返回本地地址和多播組的永久多播地址。通信節(jié)點(diǎn)104利用多播地址來預(yù)定多播組，并且開始在本地地址處與移動節(jié)點(diǎn)106通信。當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)106移動到外地網(wǎng)絡(luò)，獲得轉(zhuǎn)交地址后，周期性地以綁定更新(BU)消息地形式將轉(zhuǎn)交地址發(fā)送到多播地址，并且多播業(yè)務(wù)單元將綁定消息分布到在多播組中地通信節(jié)點(diǎn)104。當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)104通過IPv6組的協(xié)議的底層多播機(jī)制從多播業(yè)務(wù)單元105收到綁定更新時，將在綁定緩存中增加移動節(jié)點(diǎn)106的本地地址和轉(zhuǎn)交地址的綁定關(guān)系。
可以看出，該發(fā)明利用多播業(yè)務(wù)單元105中的多播注冊實(shí)體獲得多播地址，并將移動節(jié)點(diǎn)106的本地地址和多播地址永久綁定，存在較大的安全隱患。另外，移動節(jié)點(diǎn)106需要將本地地址和多播地址的綁定關(guān)系注冊到DNS上，需要改動現(xiàn)有的DNS服務(wù)器，實(shí)施起來存在較大難度。而且移動節(jié)點(diǎn)106不保持多個通信節(jié)點(diǎn)104的列表，與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)存在兼容性問題，也無法集合利用單播綁定來對需要單播綁定的通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綁定。
另外，為了解決MIPv6微觀移動的問題，IETF又提出了分層結(jié)構(gòu)的移動IPv6(Hierarchical Mobile IPv6 Mobility Management，HMIPv6)。HMIPv6定義了一個MAP域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得移動節(jié)點(diǎn)在同一MAP域內(nèi)移動時不需要向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊，只有在MAP域間的移動才需要向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊，從而大大減少了移動節(jié)點(diǎn)在頻繁移動過程中所需的認(rèn)證、注冊的報文數(shù)量。在HMIPv6中，包括如下術(shù)語1、接入路由器(Access Router，AR)是移動節(jié)點(diǎn)的缺省路由器；2、移動定位點(diǎn)(Mobility Anchor Point，MAP)是移動節(jié)點(diǎn)接入外地網(wǎng)絡(luò)中的路由器，作為移動節(jié)點(diǎn)的本地代理，管理移動節(jié)點(diǎn)的本地移動；3、區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(Regional Care-of Address，RCoA)是移動節(jié)點(diǎn)獲得的對應(yīng)MAP的轉(zhuǎn)交地址；4、鏈路轉(zhuǎn)交地址(On-link Care-of Address，LCoA)是移動節(jié)點(diǎn)獲得的對應(yīng)AR的轉(zhuǎn)交地址；5、本地綁定(Local Binding Update)是移動節(jié)點(diǎn)用來向MAP綁定RCoA和LcoA的。
如圖4所示，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)入MAP域后，利用接收到的路由器公告形成RCoA和LCoA，然后向MAP進(jìn)行本地注冊，再向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊。注冊成功后(如圖5所示)，所有通信節(jié)點(diǎn)發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)的分組先到達(dá)MAP，由MAP用隧道轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點(diǎn)；同樣所有移動節(jié)點(diǎn)發(fā)往通信節(jié)點(diǎn)的分組先用隧道轉(zhuǎn)發(fā)到MAP再發(fā)往通信節(jié)點(diǎn)。
如圖6所示，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)在MAP域內(nèi)移動，獲得新的LCoA后只需要向MAP進(jìn)行本地注冊，而不再需要向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊。所有通信節(jié)點(diǎn)發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)的分組先到達(dá)MAP，由MAP用隧道轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點(diǎn)；同樣所有移動節(jié)點(diǎn)發(fā)往通信節(jié)點(diǎn)的分組先用隧道轉(zhuǎn)發(fā)到MAP再發(fā)往通信節(jié)點(diǎn)。只有移動節(jié)點(diǎn)在域間移動時才需要如圖4所示向MAP和家鄉(xiāng)代理、通信節(jié)點(diǎn)注冊。
如上所述，HMIPv6顯著減少了移動節(jié)點(diǎn)在MAP域內(nèi)移動時使用的注冊相關(guān)報文的數(shù)量，對移動節(jié)點(diǎn)在MAP域內(nèi)的微觀移動有很好的管理作用。但是，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)在域間移動時，還是不可避免的要向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊，并沒有降低相關(guān)的RTT。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)存在的在MIPv6或HMIPv6中，安全隱患多、實(shí)現(xiàn)難度大，而且無法降低RTT時延的缺點(diǎn)，以期提出一種能夠在MIPv6和HMIPv6中安全、簡單的降低RTT時延的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法。
本發(fā)明所述移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，包括以下步驟移動節(jié)點(diǎn)生成一個用來管理所有通信節(jié)點(diǎn)的臨時組播地址；當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)通信時，通信節(jié)點(diǎn)按照規(guī)則計算出對應(yīng)的組播地址，請求加入組播組；移動節(jié)點(diǎn)接入外地網(wǎng)絡(luò)，向家鄉(xiāng)代理注冊，家鄉(xiāng)代理再返回綁定確認(rèn)；移動節(jié)點(diǎn)收到家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)后就發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，或者由家鄉(xiāng)代理代替移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊。
本發(fā)明所述方法進(jìn)一步包括以下步驟第一步，移動節(jié)點(diǎn)生成對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的一個臨時組播地址，并形成一個幾乎不可能重復(fù)的用來管理通信節(jié)點(diǎn)的臨時組播地址；第二步，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)與移動節(jié)點(diǎn)通信時，獲得移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址后根據(jù)第一步的規(guī)則計算出對應(yīng)的組播地址，然后通信節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送MLD請求報文請求加入對應(yīng)的組播組；第三步，移動節(jié)點(diǎn)將通信節(jié)點(diǎn)的地址記錄在綁定更新列表中；如圖7中所示，其中通信節(jié)點(diǎn)的IPv6地址CN Address域?yàn)橥ㄐ殴?jié)點(diǎn)的地址，移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址HoA域?yàn)橐苿庸?jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址，移動節(jié)點(diǎn)在綁定更新報文中發(fā)送出去的轉(zhuǎn)交地址CoA域?yàn)榭?因?yàn)楝F(xiàn)在還沒有獲得CoA)，初始化生存時間Init LT域?yàn)槌跏忌鏁r間，剩余生存時間Rem LT域?yàn)槭Ｓ嗟纳鏁r間；第四步，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)移動到外地網(wǎng)絡(luò)獲得轉(zhuǎn)交地址后，開始向家鄉(xiāng)代理注冊，該過程和標(biāo)準(zhǔn)MIPv6的注冊過程相同，如果注冊成功，家鄉(xiāng)代理即返回綁定確認(rèn)(Binding Acknowledge，BAck)給移動節(jié)點(diǎn)；
第五步，移動節(jié)點(diǎn)收到來自家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)后，發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，并向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊，同時修改綁定更新列表，在CoA域填入所獲得的轉(zhuǎn)交地址，InitLT域?yàn)榻壎ǜ碌某跏蓟鏁r間；第六步，通信結(jié)束或者綁定緩存中綁定項(xiàng)生存期結(jié)束后，通信節(jié)點(diǎn)退出組播組，移動節(jié)點(diǎn)也將其從綁定更新列表中刪除。
本發(fā)明所述方法中，組播綁定的報文不需要確認(rèn)，如果某個通信節(jié)點(diǎn)沒有收到綁定更新報文，就把它作為第六步中的新的通信節(jié)點(diǎn)處理。但是，通信節(jié)點(diǎn)可以返回綁定確認(rèn)報文，通知移動節(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收組播綁定。對于不支持組播綁定的通信節(jié)點(diǎn)，由于沒有接收到組播綁定更新報文，將作為第六步中的新通信節(jié)點(diǎn)處理。
在所述第四步中，還包括以下方面如果移動節(jié)點(diǎn)接入的是HMIPv6網(wǎng)絡(luò)，則移動節(jié)點(diǎn)首先向MAP注冊；在獲得MAP的綁定確認(rèn)后，開始向家鄉(xiāng)代理注冊；如果注冊成功，家鄉(xiāng)代理返回綁定確認(rèn)給移動節(jié)點(diǎn)。
在所述第五步中，如此時有新的通信節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)通信，則該新的通信節(jié)點(diǎn)依照第二步所述方式加入對應(yīng)的組播組。同時，分組將會通過家鄉(xiāng)代理由隧道轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點(diǎn)。也有可能通信節(jié)點(diǎn)在加入組播組后就接收到來自移動節(jié)點(diǎn)的組播綁定報文，這樣，分組就直接發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址。移動節(jié)點(diǎn)收到該分組后，不管是從家鄉(xiāng)代理轉(zhuǎn)發(fā)來的，還是從通信節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送來得，都如第三步所述在綁定更新列表中創(chuàng)建對應(yīng)項(xiàng)，然后直接發(fā)送綁定更新報文到通信節(jié)點(diǎn)，再將綁定更新列表中的對應(yīng)項(xiàng)的CoA域填入獲得的轉(zhuǎn)交地址，同時設(shè)定InitLT域?yàn)榻壎ǜ碌某跏蓟鏁r間。
在所述第五步中，還可以使用家鄉(xiāng)代理發(fā)送組播綁定報文。家鄉(xiāng)代理在返回綁定確認(rèn)給移動節(jié)點(diǎn)的同時，同樣也可以通過第一步的規(guī)則得到所有與該移動節(jié)點(diǎn)通信的通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，然后代表移動節(jié)點(diǎn)向該組播地址發(fā)送綁定更新報文。移動節(jié)點(diǎn)在收到家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)報文后，修改綁定更新列表，在CoA域填入獲得的轉(zhuǎn)交地址，InitLT域?yàn)榻壎ǜ碌某跏蓟鏁r間。
本發(fā)明所述方法使得移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊時，不再需要依次發(fā)送綁定更新報文到所有的通信節(jié)點(diǎn)。通過組播技術(shù)，只需要由移動節(jié)點(diǎn)或者家鄉(xiāng)代理向?qū)?yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址發(fā)送一份綁定更新報文，一次性向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊，大大減少了注冊相關(guān)報文的使用量，降低了移動節(jié)點(diǎn)的切換時延。


圖1是本發(fā)明所述方法中MIPv6中移動節(jié)點(diǎn)向家鄉(xiāng)代理和通信節(jié)點(diǎn)注冊示意圖。
圖2是本發(fā)明所述方法中MIPv6中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊前運(yùn)行的返回可路由過程示意圖。
圖3是本發(fā)明所述方法中MIPv6中注冊后移動節(jié)點(diǎn)與通信節(jié)點(diǎn)間的直接通信過程示意圖。
圖4是本發(fā)明所述方法中移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)入MAP域后向MAP和家鄉(xiāng)代理、通信節(jié)點(diǎn)注冊過程示意圖。
圖5是本發(fā)明所述方法中注冊后移動節(jié)點(diǎn)與通信節(jié)點(diǎn)通過MAP通信過程示意圖。
圖6是本發(fā)明所述方法中在MAP域內(nèi)移動時的注冊示意圖。
圖7是本發(fā)明所述方法中移動節(jié)點(diǎn)上的綁定更新列表。
圖8是組播綁定注冊方法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明所述方法中MN在家鄉(xiāng)鏈路與CN1和CN2通信過程中的綁定更新列表。
圖10是本發(fā)明所述方法中由移動節(jié)點(diǎn)組播綁定注冊示意圖。
圖11是本發(fā)明所述方法中組播綁定后綁定更新列表。
圖12是本發(fā)明所述方法中由家鄉(xiāng)代理組播綁定注冊示意圖。
圖13是作為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)之一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述本發(fā)明所述方法利用組播綁定向通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊，與一般的MIPv6和HMIPv6注冊方法不同之處在于它將所有與移動節(jié)點(diǎn)通信的通信節(jié)點(diǎn)都加入一個特定的臨時組播組，移動節(jié)點(diǎn)不再依次向通信節(jié)點(diǎn)發(fā)送綁定更新報文，而是利用組播，由移動節(jié)點(diǎn)或者家鄉(xiāng)代理向?qū)?yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址發(fā)送一個綁定更新報文，一次性向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊。此方法與摩托羅拉專利(公開號CN1430844A)的區(qū)別在于不需要多播業(yè)務(wù)單元中多播注冊實(shí)體來集中分配組播地址，該方法中由移動節(jié)點(diǎn)自動生成；不需要DNS來集中管理組播地址和移動節(jié)點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系，該方法由移動節(jié)點(diǎn)管理；組播地址與移動節(jié)點(diǎn)不是永久相關(guān)的，而是臨時分配的臨時的組播地址；保存了移動節(jié)點(diǎn)上的綁定更新列表，使得單播綁定更新也可以在本方法中使用。
本發(fā)明的核心思想是由移動節(jié)點(diǎn)按照一定的規(guī)則生成一個用來管理所有通信節(jié)點(diǎn)的臨時組播地址，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)通信時，通信節(jié)點(diǎn)按照規(guī)則計算出對應(yīng)的組播地址，請求加入組播組。然后，移動節(jié)點(diǎn)接入外地網(wǎng)絡(luò)，向家鄉(xiāng)代理注冊，家鄉(xiāng)代理再返回綁定確認(rèn)。移動節(jié)點(diǎn)收到家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)后就發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，或者由家鄉(xiāng)代理代替移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊。
MIPv6中的綁定更新列表(Binding Update List)中主要包括如下幾個域(如圖7所示)，具體說明如下CN Address，通信節(jié)點(diǎn)的IPv6地址；HoA，移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址；CoA，移動節(jié)點(diǎn)在綁定更新報文中發(fā)送出去的轉(zhuǎn)交地址；Init LT，初始化生存時間，單位為毫秒(ms)，表示該綁定的初始化生存時間；RemLT，剩余生存時間，單位為毫秒(ms)，表示該綁定的的剩余生存時間。
圖8中的MIPv6網(wǎng)絡(luò)中的家鄉(xiāng)鏈路上有移動節(jié)點(diǎn)MN，家鄉(xiāng)代理HA和通信節(jié)點(diǎn)CN1，在兩個外地鏈路上分別有通信節(jié)點(diǎn)CN2和CN3。假設(shè)此時移動節(jié)點(diǎn)剛剛在家鄉(xiāng)鏈路上初始化結(jié)束，獲得了link-local address和HoA，以及缺省網(wǎng)關(guān)等基本信息，還沒有與其他通信節(jié)點(diǎn)開始通信。此時，移動節(jié)點(diǎn)上的綁定更新列表為空。本實(shí)施例假設(shè)所述設(shè)備如不特別說明，均支持組播綁定，且在組播綁定前不執(zhí)行RRP及相關(guān)的操作。
1.移動節(jié)點(diǎn)在家鄉(xiāng)鏈路時，1.1移動節(jié)點(diǎn)獲得組播地址移動節(jié)點(diǎn)MN在家鄉(xiāng)鏈路初始化結(jié)束后，獲得家鄉(xiāng)地址2001∷f04:75ff:fefb:30b1/64，同時取出家鄉(xiāng)地址的前48位(2001:0000:0000)，和EUI-64格式的接口標(biāo)識符，疊加到格式前綴ff1e∷/12上形成一個幾乎不可能重復(fù)的臨時組播地址ff1e:2001∷f04:75ff:fefb:30b1，用來管理所有與其通信的通信節(jié)點(diǎn)。當(dāng)然，移動節(jié)點(diǎn)MN也可以使用其他方法來生成組播地址。
1.2組播組的形成當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)CN1要和MN通信時，首先會獲取MN的家鄉(xiāng)地址。然后，根據(jù)如上所述的組播地址生成規(guī)則可以得到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址ff1e:2001∷f04:75ff:fefb:30b1。CN1根據(jù)這個組播地址發(fā)送MLD請求報文請求加入對應(yīng)的組播組。之后，CN1開始與MN正常通信。
MN收到CN1發(fā)來的分組后，在綁定更新列表中新增一條記錄，其中CN Address域?yàn)镃N1的IP地址2001∷f04:75ff:fefb:30b2/64，HoA域?yàn)橐苿庸?jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址2001∷f04:75ff:fefb:30b1/64，CoA域?yàn)榭?，同時設(shè)定InitLT域和RemLT域。
此時，又有通信節(jié)點(diǎn)CN2與移動節(jié)點(diǎn)MN通信。同樣，CN1先根據(jù)MN的家鄉(xiāng)地址計算出對應(yīng)的組播地址，請求加入該組播地址對應(yīng)的組播組后才開始與MN通信。MN收到來自CN2的分組后，也在綁定更新列表中增加一條記錄，如圖9所示，其中CN Address域?yàn)镃N2的IP地址3ffe∷2d0:d0ff:fedf:f4d6/64，HoA域?yàn)橐苿庸?jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址2001∷f04:75ff:fefb:30b1/64，CoA域?yàn)榭?，同時設(shè)定InitLT域和RemLT域。
對于不支持組播綁定的通信節(jié)點(diǎn)或者通信節(jié)點(diǎn)所在鏈路上沒有組播服務(wù)器，那么通信節(jié)點(diǎn)不會請求加入組播組，它只是按照MIPv6的規(guī)則和移動節(jié)點(diǎn)通信。但移動節(jié)點(diǎn)收到來自通信節(jié)點(diǎn)的分組后，不管通信節(jié)點(diǎn)是否支持組播綁定，都要進(jìn)行如上所述的處理。
2.移動節(jié)點(diǎn)接入外地鏈路后2.1向家鄉(xiāng)代理注冊如圖10所示，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)MN移動到具有網(wǎng)絡(luò)前綴3ffe∷/64的子網(wǎng)后，會獲得轉(zhuǎn)交地址3ffe∷f04:75ff:fefb:30b1/64，然后MN按照MIPv6的注冊過程向家鄉(xiāng)代理HA發(fā)送綁定更新報文進(jìn)行注冊。HA在收到MN的綁定更新報文后，會進(jìn)行一些檢測，如果成功就發(fā)送綁定確認(rèn)報文給MN。
2.2向通信節(jié)點(diǎn)注冊MN在收到HA的綁定確認(rèn)后，就向組播地址ff1e:2001∷f04:75ff:fefb:30b1發(fā)送綁定更新報文，如圖10所示。因?yàn)槭孪雀鱾€通信節(jié)點(diǎn)已經(jīng)加入了該組播地址對應(yīng)的組播組，所以，各個通信節(jié)點(diǎn)均能接收到MN發(fā)出的綁定更新報文，且在MN與通信節(jié)點(diǎn)的任一分支上只有一份綁定更新報文。MN檢查綁定更新列表，在CoA域填入轉(zhuǎn)交地址3ffe∷f04:75ff:fefb:30b1/64，并更改InitLT、RemLT等相應(yīng)的域，如圖11中前兩項(xiàng)所示。
如果是由HA代替MN來發(fā)送組播綁定報文，如圖12所示，那么HA在收到MN的綁定更新報文后就可以按照上述的組播地址生成規(guī)則計算出對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址ff1e:2001∷f04:75ff:fefb:30b1，在向MN發(fā)送綁定確認(rèn)的同時，HA就代替MN該組播地址發(fā)送綁定更新報文。MN在接收到HA的綁定確認(rèn)后，檢查綁定更新列表，在CoA域填入轉(zhuǎn)交地址3ffe∷f04:75ff:fefb:30b1/64，并更改InitLT、RemLT等相應(yīng)的域。
2.3新通信節(jié)點(diǎn)當(dāng)MN發(fā)出組播綁定報文后，又有新的通信節(jié)點(diǎn)CN3要與其通信。CN3在獲得MN的家鄉(xiāng)地址后，會根據(jù)如上所述的組播地址生成規(guī)則獲得對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址ff1e:2001∷f04:75ff:fefb:30b1。CN3通過MLD請求報文請求加入組播組。如果這時剛好收到來自MN的組播綁定更新報文，那么CN3便更新自己的綁定緩存，然后直接將分組發(fā)送到MN的轉(zhuǎn)交地址3ffe∷f04:75ff:fefb:30b1/64。否則，分組會通過HA由隧道轉(zhuǎn)發(fā)到MN。MN接收到新的分組后，不管是通過HA轉(zhuǎn)發(fā)過來的，還是CN3直接發(fā)送過來的，都將CN3加入自己的綁定更新列表，如圖7中第三項(xiàng)所示，設(shè)置相應(yīng)的域；之后，MN單獨(dú)向該通信節(jié)點(diǎn)發(fā)送綁定更新報文，然后將綁定更新列表中對應(yīng)項(xiàng)的CoA域中填入轉(zhuǎn)交地址3ffe∷f04:75ff:fefb:30b1/64，更改InitLT、RemLT等相應(yīng)的域，其余處理流程和MIPv6中的注冊過程相同，如圖11中第三項(xiàng)所示。
通信節(jié)點(diǎn)在接收組播綁定報文后不需要返回綁定確認(rèn)，但是，通信節(jié)點(diǎn)也可以通過綁定確認(rèn)告訴移動節(jié)點(diǎn)已經(jīng)接收組播綁定。
當(dāng)有通信節(jié)點(diǎn)向MN發(fā)送綁定更新請求報文(Binding Refresh RequestMessage)時，MN會查詢綁定更新列表，如果存在對應(yīng)項(xiàng)，就向其單獨(dú)發(fā)送綁定更新報文，并更新綁定更新列表中對應(yīng)項(xiàng)的InitLT、RemLT等相關(guān)域。否則，忽略收到的綁定更新請求報文。
3.移動節(jié)點(diǎn)接入HMIPv6
如上所述實(shí)施例為移動節(jié)點(diǎn)接入MIPv6外地鏈路的情況。如果移動節(jié)點(diǎn)接入的是HMIPv6的外地鏈路，那么移動節(jié)點(diǎn)要先向MAP注冊，在收到MAP的綁定確認(rèn)后才開始向家鄉(xiāng)代理注冊。之后的處理過程與上述實(shí)施例完全相同，在此不再贅述。
4.退出組播組當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)與移動節(jié)點(diǎn)的通信結(jié)束后，或者綁定緩存中綁定項(xiàng)的生存期結(jié)束后，通信節(jié)點(diǎn)就退出該臨時組播組。移動節(jié)點(diǎn)也將對應(yīng)的項(xiàng)從綁定更新列表中刪除。
本發(fā)明提出了一種移動IPv6和分層結(jié)構(gòu)移動IPv6網(wǎng)絡(luò)中，移動節(jié)點(diǎn)向所有與該移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊的方法。它讓所有與移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的通信節(jié)點(diǎn)加入一個特定的臨時組播組，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)接入新的子網(wǎng)，獲得新的轉(zhuǎn)交地址后，可以使用組播技術(shù)，將綁定更新報文一次性發(fā)送到所有與其進(jìn)行通信的通信節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明定義了上述組播組的形成過程，以及具體的利用組播綁定進(jìn)行注冊的過程，能夠顯著減少移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊過程中綁定更新的相關(guān)報文的使用數(shù)量，降低移動節(jié)點(diǎn)的切換時延。
權(quán)利要求
1.一種移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，包括以下步驟移動節(jié)點(diǎn)生成一個用來管理所有通信節(jié)點(diǎn)的臨時組播地址；當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)通信時，通信節(jié)點(diǎn)按照規(guī)則計算出對應(yīng)的組播地址，請求加入組播組；移動節(jié)點(diǎn)接入外地網(wǎng)絡(luò)，向家鄉(xiāng)代理注冊，家鄉(xiāng)代理再返回綁定確認(rèn)；移動節(jié)點(diǎn)收到家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)后就發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，或者由家鄉(xiāng)代理代替移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟第一步，移動節(jié)點(diǎn)生成對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的一個臨時組播地址，并形成一個幾乎不可能重復(fù)的用來管理通信節(jié)點(diǎn)的臨時組播地址；第二步，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)與移動節(jié)點(diǎn)通信時，獲得移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址后根據(jù)第一步的規(guī)則計算出對應(yīng)的組播地址，然后通信節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送MLD請求報文請求加入對應(yīng)的組播組；第三步，移動節(jié)點(diǎn)將通信節(jié)點(diǎn)的地址記錄在綁定更新列表中；第四步，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)移動到外地網(wǎng)絡(luò)獲得轉(zhuǎn)交地址后，開始向家鄉(xiāng)代理注冊，該過程和標(biāo)準(zhǔn)移動IPv6的注冊過程相同，如果注冊成功，家鄉(xiāng)代理即返回綁定確認(rèn)給移動節(jié)點(diǎn)；第五步，移動節(jié)點(diǎn)收到來自家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)后，發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，并向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊，同時修改綁定更新列表，在移動節(jié)點(diǎn)在綁定更新報文中發(fā)送出去的轉(zhuǎn)交地址CoA域填入所獲得的轉(zhuǎn)交地址，初始化生存時間InitLT域?yàn)榻壎ǜ碌某跏蓟鏁r間；第六步，通信結(jié)束或者綁定緩存中綁定項(xiàng)生存期結(jié)束后，通信節(jié)點(diǎn)退出組播組，移動節(jié)點(diǎn)也將其從綁定更新列表中刪除。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，組播綁定的報文不需要確認(rèn)，如果某個通信節(jié)點(diǎn)沒有收到綁定更新報文，則把它作為第六步中的新的通信節(jié)點(diǎn)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，第三步中所述地址列表包括以下部分通信節(jié)點(diǎn)的IPv6地址CN Address域、移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址HoA域、CoA域、Init LT域、剩余生存時間Rem LT域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，所述移動節(jié)點(diǎn)在綁定更新報文中發(fā)送出去的轉(zhuǎn)交地址CoA域?yàn)榭铡?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，在所述第四步中，還包括以下方面如果移動節(jié)點(diǎn)接入的是H移動IPv6網(wǎng)絡(luò)，則移動節(jié)點(diǎn)首先向MAP注冊；在獲得MAP的綁定確認(rèn)后，開始向家鄉(xiāng)代理注冊；如果注冊成功，家鄉(xiāng)代理返回綁定確認(rèn)給移動節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，在所述第五步中，進(jìn)一步包括以下方面如有新的通信節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)通信，則該新的通信節(jié)點(diǎn)依照第二步所述方式加入對應(yīng)的組播組；同時分組通過家鄉(xiāng)代理由隧道轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點(diǎn)，分組直接發(fā)往移動節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址；移動節(jié)點(diǎn)收到該分組后，不管是從家鄉(xiāng)代理轉(zhuǎn)發(fā)來的，還是從通信節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送來得，都如第三步所述在綁定更新列表中創(chuàng)建對應(yīng)項(xiàng)；然后直接發(fā)送綁定更新報文到通信節(jié)點(diǎn)；再將綁定更新列表中的對應(yīng)項(xiàng)的CoA域填入獲得的轉(zhuǎn)交地址，同時設(shè)定InitLT域?yàn)榻壎ǜ碌某跏蓟鏁r間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，其特征在于，在所述第五步中，進(jìn)一步包括以下步驟使用家鄉(xiāng)代理發(fā)送組播綁定報文；家鄉(xiāng)代理在返回綁定確認(rèn)給移動節(jié)點(diǎn)的同時，通過第一步所述規(guī)則得到所有與該移動節(jié)點(diǎn)通信的通信節(jié)點(diǎn)的組播地址；家鄉(xiāng)代理代表移動節(jié)點(diǎn)向該組播地址發(fā)送綁定更新報文；移動節(jié)點(diǎn)在收到家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)報文后，修改綁定更新列表，在CoA域填入獲得的轉(zhuǎn)交地址，InitLT域?yàn)榻壎ǜ碌某跏蓟鏁r間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通信領(lǐng)域中移動IPv6標(biāo)準(zhǔn)中移動節(jié)點(diǎn)向通信節(jié)點(diǎn)注冊的方法，移動節(jié)點(diǎn)生成一個用來管理所有通信節(jié)點(diǎn)的臨時組播地址；當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)和移動節(jié)點(diǎn)通信時，通信節(jié)點(diǎn)按照規(guī)則計算出對應(yīng)的組播地址，請求加入組播組；移動節(jié)點(diǎn)接入外地網(wǎng)絡(luò)，向家鄉(xiāng)代理注冊，家鄉(xiāng)代理再返回綁定確認(rèn)；移動節(jié)點(diǎn)收到家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)后就發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，或者由家鄉(xiāng)代理代替移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送綁定更新報文到對應(yīng)所有通信節(jié)點(diǎn)的組播地址，向所有的通信節(jié)點(diǎn)注冊。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的在移動IPv6或分層結(jié)構(gòu)的移動IPv6中，安全隱患多、實(shí)現(xiàn)難度大，而且無法降低RTT時延的缺點(diǎn)。
文檔編號H04W4/08GK1863375SQ200510069140
公開日2006年11月15日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者何華江, 李英新, 王 忠 申請人:中興通訊股份有限公司