專利名稱：一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)及其通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種整合的異 構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)及其通信方法。
背景技術(shù)：
目前，全球通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，無線通信技術(shù)的發(fā)展速度與應(yīng) 用領(lǐng)域已經(jīng)超過固定通信技術(shù)。隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種無線通信網(wǎng)絡(luò)突顯出自身優(yōu)勢(shì)，但無線網(wǎng)絡(luò)itA所要求的覆蓋無縫化與寬帶化， 目前還沒有一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)能夠承擔(dān)。同時(shí)，也沒有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠單獨(dú)滿 足移動(dòng)用戶對(duì)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何服務(wù)的無線訪問需求，并提供較 高的數(shù)據(jù)傳輸率。無線廣域網(wǎng)(WWAN)以較低的數(shù)據(jù)傳輸率可以保證移動(dòng)終端任意時(shí)刻 和無處不在的連通性，經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商們的長(zhǎng)期推廣，WWAN在網(wǎng)絡(luò)部署和安全 控制方面已經(jīng)相對(duì)完善，擁有巨大的用戶群體。無線局域網(wǎng)(WLAN)—般部 署在機(jī)場(chǎng)、飯店、學(xué)校等位置，尤其是WAN信號(hào)不易穿透的建筑物內(nèi)部， 提供較高的數(shù)據(jù)傳輸率，較好地支持實(shí)時(shí)音、視頻傳輸業(yè)務(wù)，得到眾多移 動(dòng)用戶的青睞，但是WLAN只能覆蓋較小的范圍。由于各種無線網(wǎng)絡(luò)之間存 在互補(bǔ)性，如果將各種無線網(wǎng)絡(luò)整合起來，就可以動(dòng)態(tài)地改善無線數(shù)據(jù)服 務(wù)的適應(yīng)性，更好地滿足移動(dòng)用戶的各種需求。為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)真正的無縫移動(dòng)環(huán)境，需要整合各種無線網(wǎng)絡(luò)，支持多模移動(dòng)設(shè)備的垂直切換，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)可以在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(基于不同鏈 路層技術(shù)的網(wǎng)絡(luò))之間切換。WWAN和WLAN在無線接口層面上互不兼容， 所以只能在網(wǎng)絡(luò)層上將其整合，形成統(tǒng)一的框架。目前異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的整合方案主要包括緊密集成和柏貴集成。緊密集成的主要思想是讓無線網(wǎng)絡(luò)1模擬無線網(wǎng)絡(luò)2的功能，把無線 網(wǎng)絡(luò)1作為無線網(wǎng)絡(luò)2的一個(gè)虛擬接入網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)1的出口網(wǎng)關(guān)直接 連向無線網(wǎng)絡(luò)2的核心網(wǎng)絡(luò)元素。無線網(wǎng)絡(luò)l的流量直接注入無線網(wǎng)絡(luò)2， 不僅增加無線網(wǎng)絡(luò)2的負(fù)載，而且使無線網(wǎng)絡(luò)2成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。更 重要的是，無線網(wǎng)絡(luò)2將其接口暴露給了無線網(wǎng)絡(luò)1,因此，需要無線網(wǎng) 絡(luò)l和無線網(wǎng)絡(luò)2屬于同一運(yùn)營(yíng)商。事實(shí)上，在這種情況下，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的 無線網(wǎng)絡(luò)1難以集成到無線網(wǎng)絡(luò)2中。木^L集成雖然也需要在無線網(wǎng)絡(luò)中部署代理或網(wǎng)關(guān)這樣的網(wǎng)絡(luò)元素， 但是松散集成的代理或網(wǎng)關(guān)是和Internet相連的，而不會(huì)直接連向其它無 線網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)元素。因此，該方案無需修改任何無線網(wǎng)絡(luò)的底層協(xié)議 棧，也無需將一種無線網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)暴露給其它類型的無線網(wǎng)絡(luò)。而且，各 種無線網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行獨(dú)立的配置及流量管理。由于以上諸多優(yōu)勢(shì)，松散集 成方案得到廣泛的認(rèn)可，而移動(dòng)IP技術(shù)正是目前主流的柏"軟集成方案。目前運(yùn)行的WWAN在網(wǎng)絡(luò)層上只支持IPv4通信，但是，基于IPv4的互 聯(lián)網(wǎng)地址空間不足，無法滿足眾多移動(dòng)用戶對(duì)網(wǎng),入的需求，尤其對(duì)于 網(wǎng)絡(luò)需求較大、地址分配不足的國(guó)家，諸如我國(guó)。而且，所述網(wǎng)絡(luò)采用了 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)技術(shù)，使得移動(dòng)終端只能獲得私有的基于IPv4的互 聯(lián)網(wǎng)絡(luò)地址，移動(dòng)IPv4協(xié)議又要求移動(dòng)終端擁有公有的基于IPv4的互聯(lián) 網(wǎng)絡(luò)地址，因此，使用移動(dòng)IPv4協(xié)議來整合WWAN和WLAN難以滿足未來移 動(dòng)環(huán)境的發(fā)^^要求。相對(duì)于IPv4，基于IPv6的互聯(lián)網(wǎng)具有龐大的地址空間和可擴(kuò)展性好 的優(yōu)點(diǎn)，滿足移動(dòng)終端無論位于何處都可以獲得全局唯一地址的需求，已 用于許多WLAN，并且在未來技術(shù)的發(fā)展中可能逐步取代IPv4在WWAN中得 以實(shí)施。同時(shí)，國(guó)際組織Internet工程任務(wù)組(IETF)又提出了移動(dòng)IPv6(MIPv6)技術(shù)(RFC3775 )，在一定程度上支持互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)性問題，使 得MIPv6成為整合各種WWAN和WLAN的一種方案。但是，標(biāo)準(zhǔn)的MIPv6協(xié) 議卻沒有考慮接入網(wǎng)絡(luò)不支持IPv6的情況。為了解決WAN不支持IPv6與意圖采用MIPv6整合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)兩者 之間的矛盾，隧道技術(shù)成為目前廣為采用的一種解決辦法。隧道技術(shù)(Tunneling )是一種通過使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的J^J設(shè)施在網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)的 方式。使用隧道傳遞的數(shù)據(jù)(或負(fù)栽)可以是不同協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包。隧 道協(xié)議將其它協(xié)議的數(shù)據(jù)幀或包重新封裝，然后通過隧道發(fā)送。新的幀頭(包頭)提供路由信息，以便通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞被封裝的負(fù)栽數(shù)據(jù)。因此， 隧道技術(shù)將IPv6數(shù)據(jù)包封裝在IPv4數(shù)據(jù)包的載荷中，利用WWAN中已有的 IPv4路由體系進(jìn)行傳輸，來解決接入WAN的移動(dòng)終端與IPv6節(jié)點(diǎn)之間進(jìn) 行通信的問題。但是，目前國(guó)內(nèi)的WAN不僅不支持IPv6，而且由于IPv4地址資源不 足，有些WWAN (如GPRS網(wǎng)絡(luò))采用了 NAT技術(shù)，使得移動(dòng)終端只能分配 到私有IPv4地址，而另一些WWAN (如CDMA網(wǎng)絡(luò))即使為移動(dòng)終端分配了 公有IPv4地址，也鑒于安全等因素的考慮，在網(wǎng)絡(luò)入口設(shè)置了防火墻。這 些NAT設(shè)備和防火墻不允許6-in-4數(shù)據(jù)包通過，致使6-in-4隧道技術(shù)無 法支持GPRS、 CDMA等WWAN的移動(dòng)終端與其他IPv6節(jié)點(diǎn)間的通信。發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中在包含NAT設(shè)備或防火墻的基于IPv4的無線網(wǎng)絡(luò)中 多模移動(dòng)終端無法實(shí)現(xiàn)垂直切換的缺陷，本發(fā)明提供一種整合的異構(gòu)無線 網(wǎng)絡(luò)及其通信方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，包括: 基于IPv4的無線廣域網(wǎng)、基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)、Silkroad接入路由器和 家鄉(xiāng)代理設(shè)備；所述基于IPv4的無線廣域網(wǎng)帶有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻；所述 SUkroad接入路由器位于IPv4 Internet與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的邊界上； 所述家鄉(xiāng)代理設(shè)備為基于IPv4的無線廣域網(wǎng)服務(wù)，位于基于IPv6的網(wǎng)絡(luò) 中；多模移動(dòng)終端通過Silkroad隧道機(jī)制，利用所述SUkroad接入路由 器穿越有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻的基于IPv4的無線廣域網(wǎng)，建立與基 于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的隧道；多模移動(dòng)終端根據(jù)隧道參數(shù)自動(dòng)向?qū)?yīng)的隧道接口 發(fā)送相應(yīng)的路由通告，實(shí)現(xiàn)與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的通信。其中，當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)切出或所述多模移動(dòng)終端切 回?zé)o線廣域網(wǎng)時(shí)，所述家鄉(xiāng)代理i殳備向所述SUkroad接入路由器發(fā)送重定 向請(qǐng)求，決定發(fā)向所述多模移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)包的流向。其中，優(yōu)選地，把所述為無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理設(shè)備和所述 Silkroad接入路由器部署在同一臺(tái)主機(jī)上。其中，所述家鄉(xiāng)代理設(shè)備的IPv6地址前綴與Silkroad接入路由器分 配給無線廣域網(wǎng)中的多模移動(dòng)終端的IPv6地址前綴相同。其中，所述多模移動(dòng)終端同時(shí)支持MIPv6中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和Silkroad隧道 機(jī)制中Silkroad客戶端。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種整合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的方法，包括步驟10)、部署異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，在IPv4 Internet與基于IPv6 的網(wǎng)絡(luò)的邊界上部署Silkroad接入路由器，在基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)中部署為 基于IPv4的無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理；步驟20)、多模移動(dòng)終端利用Silkroad隧道機(jī)制，穿越有網(wǎng)絡(luò)地址 轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻的基于IPv4的無線廣域網(wǎng)，建立與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的 隧道；步驟30)、所述多模移動(dòng)終端根據(jù)隧道參數(shù)自動(dòng)向?qū)?yīng)的隧道接口發(fā) 送相應(yīng)的路由通告，實(shí)現(xiàn)與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的通信。其中，步驟IO)中，優(yōu)選地，把所述為無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理和 所述S i 1 kroad接入路由器部署在同 一 臺(tái)主機(jī)上。其中，所述家鄉(xiāng)代理的IPv6地址前綴與Silkroad接入路由器分配給 無線廣域網(wǎng)中的多模移動(dòng)終端的IPv6地址前綴相同。其中，所述多模移動(dòng)終端同時(shí)支持MIPv6中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和Silkroad隧道 機(jī)制中Silkroad客戶端。其中，步驟20)進(jìn)一步包括步驟210)、當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)接入時(shí)，所述多模移 動(dòng)終端獲得Silkroad接入路由器的公有IPv4地址后，向Silkroad接入路 由器發(fā)送包含隧道參數(shù)的地址請(qǐng)求報(bào)文；步驟220 ) 、 Silkroad接入路由器根據(jù)所述地址請(qǐng)求報(bào)文，在所述 Silkroad接入路由器上為所述多模移動(dòng)終端建立對(duì)應(yīng)的 IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口 ，并為所述多模移動(dòng)終端構(gòu)造IPv6地址， 作為響應(yīng)報(bào)文返回給所述多模移動(dòng)終端；步驟230 )、所迷多模移動(dòng)終端收到所述響應(yīng)才艮文后，提取出所述IPv6 地址，配置IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口，建立所述多模移動(dòng)終端和所述SUkroad接入路由器之間的IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道。其中，步驟220)進(jìn)一步包括在所述Silkroad接入路由器上為所述 多模移動(dòng)終端配置相應(yīng)的路由規(guī)則，使到所述多模移動(dòng)終端的IPv6路由指 向所述隧it接口。其中，步驟220)中，Silkroad接入路由器根據(jù)所述地址請(qǐng)求報(bào)文中 提取出的隧道參數(shù)構(gòu)造IPv6地址。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種整合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的方法，包括步驟40)、當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)切出或所述多模移動(dòng)終 端切回?zé)o線廣域網(wǎng)時(shí)，為無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理向Silkroad接入路由 器發(fā)送重定向請(qǐng)求，決定發(fā)向所述多模移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)包的流向。其中，步驟40)進(jìn)一步包括步驟410)、當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)切出時(shí)，向所述無線 廣域網(wǎng)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新消息以建立綁定；步驟420)、當(dāng)所述家鄉(xiāng)代理接收到所述綁定更新消息后，向Silkroad 接入路由器發(fā)送重定向請(qǐng)求，通知所述Silkroad接入路由器所述多模移動(dòng) 終端從所述無線廣域網(wǎng)切出；步驟430 )、當(dāng)所述Silkroad接入路由器接收到重定向請(qǐng)求后，把到 所述多模移動(dòng)終端的路由指向所述家鄉(xiāng)代理的IPv6地址。其中，步驟420)中，當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從所述無線廣域網(wǎng)切出時(shí)， 所述多模移動(dòng)終端不再使用Silkroad隧道M數(shù)據(jù)包。其中，步驟420)中，所述重定向請(qǐng)求包括所述多模移動(dòng)終端家鄉(xiāng)地 址的后64位接口標(biāo)識(shí)與表示所述多模移動(dòng)終端從所述無線廣域網(wǎng)切出的 標(biāo)志位-其中，步驟420)中，當(dāng)所述多模移動(dòng)終端以基于IPv6的無線網(wǎng)絡(luò)作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行垂直切換時(shí)，為無線廣域網(wǎng)服務(wù)的SUkroad接入路由器相 當(dāng)于外地接入路由器。其中，步驟40)進(jìn)一步包括步驟410)、當(dāng)多模移動(dòng)終端切換回到無線廣域網(wǎng)時(shí)，向所述無線廣 域網(wǎng)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新消息注銷綁定；步驟420 )、當(dāng)所述家鄉(xiāng)代理接收到所述綁定更新消息后，向Silkroad 接入路由器發(fā)送重定向消息，通知Silkroad接入路由器所述多模移動(dòng)終端 切換回?zé)o線廣域網(wǎng)，需要重新使用Silkroad隧道M數(shù)據(jù)包；步驟430 )、當(dāng)所述Silkroad接入路由器接收到所述重定向消息后， 把到所述多模移動(dòng)終端的路由重新指向與所述多模移動(dòng)終端對(duì)應(yīng)的 Silkroad隧道接口。其中，步驟420)中，所述重定向請(qǐng)求包括所述多模移動(dòng)終端家鄉(xiāng)地 址的后64位接口標(biāo)識(shí)與表示所述多模移動(dòng)終端切回所述無線廣域網(wǎng)的標(biāo) 志位。本發(fā)明基于Silkroad隧道接入技術(shù)，通過將Silkroad接入路由器與 MIPv6中的家鄉(xiāng)代理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)為WWAN用戶提供完整的MIPv6服務(wù)的功 能；整合WLAN與有NAT設(shè)備和防火墻在內(nèi)的各種WWAN，成功地為WWAN終端部署家鄉(xiāng)代理，形成統(tǒng)一的無縫移動(dòng)環(huán)境，為多模移動(dòng)終端的垂直切換 提供完整的MIPv6服務(wù)功能，同時(shí)通過移動(dòng)終端自發(fā)路由通告的方法，大 大減少WWAN的鏈路負(fù)載。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的整合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓樸圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的整合的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓樸圖；圖3為多模移動(dòng)終端從基于IPv4的WWAN接入、用Silkroad隧道機(jī)制 與IPv6網(wǎng)絡(luò)互通的過程圖；圖4為多模移動(dòng)終端以基于IPv6的無線網(wǎng)絡(luò)作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行垂直切 換的過程圖；圖5為多模移動(dòng)終端以基于IPv4的WWAN作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行垂直切換 的過程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò) 及其通信方法作進(jìn)一步描述。目前存在的兩種穿透MT設(shè)備實(shí)現(xiàn)IPv6終端互連的隧道機(jī)制包括 Teredo (RFC 4380 )和Silkroad (draft-liumin-v6ops-silkroad-03 )， 這兩種隧道機(jī)制都可以4吏位于NAT后的IPv6/IPv4雙棧主機(jī)能夠使用自己 的IPv4私有地址，穿越IPv4網(wǎng)絡(luò)，和其他的IPv6主機(jī)建立連接。Teredo隧道才幾制可以穿越除對(duì)稱NAT (Symmetric NAT)以外的所有 NAT類型，但是，它只能為NAT用戶分配暫時(shí)的IPv6地址。Teredo的IPv6 地址中嵌有Teredo服務(wù)器的IPv4地址，以及客戶端映射后的IPv4地址和 端口。所以，其IPv6地址會(huì)隨內(nèi)嵌IPv4地址和端口的改變而改變。然而， WWAN中的IPv4地址分配和映射均為動(dòng)態(tài)分配。由于Teredo隧道機(jī)制不能 保證移動(dòng)終端每次接入同 一個(gè)WWAN時(shí)所獲得的IPv6地址相同，因此使用 Teredo隧道機(jī)制難以將各種WWAN整合為一個(gè)統(tǒng)一的異構(gòu)無線環(huán)境。Silkroad隧道;f;L制可以為NAT用戶分配暫時(shí)的或者固定的IPv6地址， 并且支持現(xiàn)有的全部NAT類型。因此，利用Silkroad隧道機(jī)制可以將各種 WWAN整合到一個(gè)統(tǒng)一的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。Silkroad機(jī)制主要涉及三個(gè)實(shí)體，分別是Silkroad客戶端(SC )、Silkroad接入路由器(SAR沐Silkroad 導(dǎo)航器(SN)。 SC是位于NAT域內(nèi)、支持Silkroad隨道接口的IPv6/IPv4 雙棧節(jié)點(diǎn)，可以通過Silkroad協(xié)議與其它的SC或者IPv6 Internet上的 其它節(jié)點(diǎn)建立IPv6通信。SAR是能夠通過公有IPv4地址訪問IPv4互聯(lián)網(wǎng) 的IPv6/IPv4雙棧路由器，用來幫助SC建立IPv6連接。SN是用來幫助 Silkroad接入路由器相互路由的節(jié)點(diǎn)。SC接入IPv6網(wǎng)絡(luò)的過程如下為 了獲得SAR的地址，SC首先向SN發(fā)送接入請(qǐng)求；SN根據(jù)調(diào)度算法為用戶 指定一個(gè)合適的SAR，返回它的公有IPv4地址；SC然后向指定的SAR發(fā)送 地址請(qǐng)求報(bào)文；SAR從請(qǐng)求報(bào)文中提取出隧道參數(shù)并保存，構(gòu)造一個(gè)IPv6 地址，作為響應(yīng)報(bào)文返回給SC; SC收到響應(yīng)報(bào)文后提取出IPv6地址進(jìn)行 配置，并建立和SAR之間的IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道，完成初始化過程。 在此之后，SC就可以和其他IPv6節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。目前，整合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)(例如WLAN和基于IPv4的WWAN)的現(xiàn)有技 術(shù)是將隧道機(jī)制和MIPv6協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)單地拼合，選用Silkroad隧道機(jī)制來 穿越含有NAT或防火墻的WWAN，其網(wǎng)絡(luò)部署參見圖1，在每個(gè)WLAN中部署 家鄉(xiāng)代理(HA) ， WLAN中的HA —般和WLAN的接入路由器(AR)部署在一 起。在IPv4 Internet與IPv6網(wǎng)絡(luò)的邊界上部署SAR。移動(dòng)終端和SAR建 立IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道，SAR通過該隧道周期性地向移動(dòng)終端發(fā)送 路由通告UA)。但這種技術(shù)方案存在以下缺陷(1)才艮據(jù)MIPv6協(xié)議，RA是網(wǎng)絡(luò)層 移動(dòng)檢測(cè)的依據(jù)。每隔30毫秒到70亳秒，接入路由器需向管轄范圍內(nèi)的 所有移動(dòng)終端發(fā)送RA。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸率較低的無線廣域網(wǎng)(如GPRS、 CDMA 等網(wǎng)絡(luò))來說，如此頻繁的RA發(fā)送將增加WWAN的鏈路負(fù)載，甚至占用絕 大部分的網(wǎng)絡(luò)帶寬；(2 )現(xiàn)有方案只能將HA部署在支持IPv6的無線網(wǎng)絡(luò)中，而基于IPv4的WWAN只能作為外地網(wǎng)絡(luò)，這^吏得首先從IPv4 WWAN接 入的移動(dòng)終端無法享受移動(dòng)管理J3艮務(wù)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，在IPv4 Internet與IPv6網(wǎng)絡(luò)的邊界上部 署SAR，在IPv6網(wǎng)絡(luò)中部署為基于IPv4的WWAN服務(wù)的HA。為了減少不必 要的路由過程，優(yōu)選地把為WWAN服務(wù)的HA和SAR部署在同一臺(tái)主機(jī)上， 并且，此HA的IPv6地址前綴應(yīng)該與SAR分配給WWAN中移動(dòng)終端的IPv6 地址前綴相同。在每個(gè)WLAN中部署HA,同樣地，WLAN中的HA也可以和 WLAN的接入路由器(AR)部署在一起。如圖2所示，本實(shí)施例中選用GPRS網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)分別代表有NAT 設(shè)備和防火墻的兩種WWAN。把為GPRS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的HA和SARI部署在位于 IPv4 Internet與IPv6網(wǎng)絡(luò)交界處的一臺(tái)雙棧主機(jī)上，該主機(jī)的IPv6地 址前綴應(yīng)該與SARI分配給GPRS終端的IPv6地址前綴相同；把為CDMA網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)的HA和SAR2部署在位于IPv4 Internet與IPv6網(wǎng)絡(luò)交界處的另一 臺(tái)雙棧主機(jī)上，該主機(jī)的IPv6地址前綴應(yīng)該與SAR2分配給CDMA終端的 IPv6地址前綴相同；在需要整合的每個(gè)WLAN中，把HA和與AP相連的AR 部署在一起。在本實(shí)施例中，要求多模移動(dòng)終端具有同時(shí)支持MIPv6中移動(dòng)節(jié)點(diǎn) (MN)和Silkroad隧道機(jī)制中SC的功能。如圖3所示，多模移動(dòng)終端通過基于IPv4的WWAN與IPv6網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通。l-l、當(dāng)多模移動(dòng)終端從WWAN接入時(shí)，為了獲得SAR的地址，多模移 動(dòng)終端首先通it^目應(yīng)的Modem接口向SN發(fā)送接入請(qǐng)求；1-2、 SN根據(jù)調(diào)度算法為移動(dòng)終端指定一個(gè)合適的SAR，返回帶有SAR 的公有IPv4地址的接入響應(yīng)；1-3、移動(dòng)終端將包含隧道參數(shù)的地址請(qǐng)求報(bào)文使用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (UDP)封裝后，W目應(yīng)的Modem接口通過IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)向SAR，其中，隧 道參數(shù)主要包括移動(dòng)終端的IPv4地址和UDP端口 ，如果經(jīng)過NAT映射，則 隧道參數(shù)主要包括映射后的公有IPv4地址和端口 ；1-4、 SAR從請(qǐng)求報(bào)文中提取出隧道^加以M，然后根據(jù)保存的隧 道參數(shù)，在SAR上為該移動(dòng)終端建立對(duì)應(yīng)的IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接 口 ，以及配置相應(yīng)的路由規(guī)則，使到移動(dòng)終端的IPv6路由指向該隧道接口 ；l-5、為移動(dòng)終端構(gòu)造一個(gè)完整的IPv6地址，放在響應(yīng)報(bào)文中，并用 UDP封裝后通過IPv4網(wǎng)絡(luò)返回給移動(dòng)終端；l-6、移動(dòng)終端收到響應(yīng)報(bào)文后，提取出IPv6地址，在本移動(dòng)終端上 配置IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口和相應(yīng)的路由規(guī)則，于是建立了移動(dòng) 終端和SAR之間的IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道。1- 7、移動(dòng)終端可以才艮據(jù)隧道參數(shù)(IPv6網(wǎng)絡(luò)前綴、SAR的IPv6本地 鏈路(linklocal)地址等)自動(dòng)向自己的隧道接口發(fā)送相應(yīng)的路由通告(RA)。以上初始化過程完成后，移動(dòng)終端就可以通過WWAN和其他IPv6節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行通信，移動(dòng)終端在每次初始接入基于IPv4的WWAN時(shí)，或在切換到基 于IPv4的WWAN前，均需要執(zhí)行以上步驟，下面為了表述簡(jiǎn)便，在描述垂 直切換的過程中，不再重申以上步驟。在本實(shí)施例中，當(dāng)多模移動(dòng)終端以IPv6無線網(wǎng)絡(luò)作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行垂 直切換時(shí)，為WWAN服務(wù)的SAR相當(dāng)于外地接入路由器(FAR)，如圖4所 示，切換過程與MIPv6中所述的過程相似2- 1、當(dāng)多模移動(dòng)終端從IPv6無線網(wǎng)絡(luò)切換到基于IPv4的WWAN時(shí)， 初始化完成后，向?yàn)閃WAN服務(wù)的HA發(fā)送BU以建立或更新綁定，BU經(jīng)SAR路由到HA;2-2、當(dāng)HA接收到BU后，建立或更新相應(yīng)的綁定，并向移動(dòng)終端返回 相應(yīng)的綁定確認(rèn)消息(BA) , BA經(jīng)SAR轉(zhuǎn)發(fā)給該移動(dòng)終端；完成垂直切換 后，移動(dòng)終端從基于IPv4的WWAN M數(shù)據(jù)包；2-3、若多模移動(dòng)終端從基于IPv4的WWAN切換到其它基于IPv4的WAN 時(shí)，在新的WWAN中重新初始化后，向其HA發(fā)送BU以更新綁定，BU經(jīng)過 為新WWAN服務(wù)的SAR路由到HA;2-4、當(dāng)HA接收到BU后，更新相應(yīng)的綁定，并向移動(dòng)終端返回相應(yīng)的 BA， BA經(jīng)為新WWAN服務(wù)的SAR轉(zhuǎn)發(fā)給該移動(dòng)終端，完成垂直切換后，移 動(dòng)終端從新WWAN ^數(shù)據(jù)包；2-5、若多模移動(dòng)終端從基于IPv4的WWAN切換到IPv6外地?zé)o線網(wǎng)絡(luò) 或者家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，移動(dòng)終端向其HA發(fā)送BU以更新綁定或者注銷綁定，并 接收HA對(duì)BU處理后返回的BA,完成垂直切換后，移動(dòng)終端從所在的IPv6 無線網(wǎng)絡(luò)M數(shù)據(jù)包；為了給以帶有NAT或防火墻的WWAN作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的多模移動(dòng)終端提供 垂直切換后的移動(dòng)性支持，本發(fā)明對(duì)draft-liumin-v6ops-silkroad-03 中所述的SAR功能和MIPv6中規(guī)定的HA功能加以改進(jìn)，增加HA與SAR之 間的交互功能。當(dāng)多模移動(dòng)終端從基于IPv4的家鄉(xiāng)WWAN切出時(shí)，它向WWAN 的HA發(fā)送綁定更新消息(BU)以建立綁定。當(dāng)HA接收到BU后，知道該移動(dòng) 終端要切出家鄉(xiāng)WWAN。于是，HA向SAR發(fā)送重定向請(qǐng)求，通知SAR某個(gè)移 動(dòng)終端已經(jīng)從WWAN中切出，不再使用Silkroad隧道^數(shù)據(jù)包。當(dāng)SAR 接收到重定向請(qǐng)求后，不再把到該移動(dòng)終端的路由指向與其對(duì)應(yīng)的 Silkroad隧道接口 ，而是指向HA的IPv6地址。當(dāng)多模移動(dòng)終端切換回到 基于IPv4的家鄉(xiāng)WWAN時(shí)，它向其HA發(fā)送BU以注銷綁定。當(dāng)HA接收到BU后，知道該移動(dòng)終端要切換回家鄉(xiāng)WWAN中。于是，HA向SAR再次發(fā)送 重定向消息，通知SAR某個(gè)移動(dòng)終端已經(jīng)切換回WAN,需要重新使用 Silkroad隧道ilUL數(shù)據(jù)包。當(dāng)SAR接收到重定向消息后，不再把到該移動(dòng) 終端的路由指向其HA的IPv6地址，而是重新指向與該移動(dòng)終端對(duì)應(yīng)的 Silkroad隧道接口。在本實(shí)施例中，當(dāng)多模移動(dòng)終端以基于IPv4的WAN作為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行垂直切換時(shí)，如圖5所示，步驟如下3-1、當(dāng)多模移動(dòng)終端從家鄉(xiāng)WWAN切換到其它網(wǎng)絡(luò)(包括IPv6無線網(wǎng) 絡(luò)和其它基于IPv4的WWAN等)時(shí)，移動(dòng)終端向它的HA發(fā)送BU以建立綁 定；3-2、當(dāng)HA接收到BU后，會(huì)得知該移動(dòng)終端要切換到其它網(wǎng)絡(luò)中去， 于是，HA向家鄉(xiāng)SAR發(fā)送重定向請(qǐng)求，通知家鄉(xiāng)SAR某個(gè)移動(dòng)終端已經(jīng)從 家鄉(xiāng)WAN中切出，不再使用IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道狄數(shù)據(jù)包；其中 重定向請(qǐng)求包含移動(dòng)終端家鄉(xiāng)地址(HoA)的后64位接口標(biāo)識(shí)以M示移 動(dòng)終端從家鄉(xiāng)WAN切出的標(biāo)志位，并且將該標(biāo)志設(shè)置為1;3-3、當(dāng)家鄉(xiāng)SAR接收到重定向請(qǐng)求后，不再把到該移動(dòng)終端的路由指 向與其對(duì)應(yīng)的IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口 ，而是指向HA的IPv6地址； 之后，家鄉(xiāng)SAR將路由重定向的成敗情況，通過"重定向確i人"消息返回 給HA，"重定向確認(rèn)"中包含重定向狀態(tài)標(biāo)志，若成功則置0，若失敗則3-4、當(dāng)HA接收到"重定向確認(rèn)"后，根據(jù)重定向成敗，決定是否為 MN建立或更新相應(yīng)的綁定，并向移動(dòng)終端返回相應(yīng)的BA;3-5、當(dāng)移動(dòng)終端在IPv6無線網(wǎng)絡(luò)之間或在IPv6無線網(wǎng)絡(luò)與基于IPv4 的外地WAN之間切換時(shí)，與MIPv6中所述的過程相似，移動(dòng)終端向其HA發(fā)送BU，并接收HA對(duì)BU處理后返回的BA;如果目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是基于IPv4的 外地WWAN，本步驟前需先在新WWAN上重新初始化；3-6、當(dāng)多模移動(dòng)終端從IPv6無線網(wǎng)絡(luò)或基于IPv4的外地WAN切換 回到家鄉(xiāng)WWAN時(shí)，重新初始化后，所述終端向它的HA發(fā)送BU以注銷綁定；3-7、當(dāng)HA接收到BU后，會(huì)得知該移動(dòng)終端要切回到家鄉(xiāng)WWAN,于 是，HA向家鄉(xiāng)SAR再次發(fā)送重定向請(qǐng)求，通知家鄉(xiāng)SAR某個(gè)移動(dòng)終端已經(jīng) 切回到家鄉(xiāng)WAN,需要重新使用IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道j1UC數(shù)據(jù)包， 其中重定向請(qǐng)求包含移動(dòng)終端HoA的后64位接口標(biāo)識(shí)以;S^示移動(dòng)終端切 回家鄉(xiāng)WWAN的標(biāo)志位，并且將該標(biāo)志清除為0;3-8、當(dāng)家鄉(xiāng)SAR接收到重定向請(qǐng)求后，不再把到該移動(dòng)終端的路由指 向其HA的IPv6地址，而是重新指向與該移動(dòng)終端對(duì)應(yīng)的 IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口，之后，家鄉(xiāng)SAR將路由重定向的成敗情 況，再次通過"重定向確認(rèn)"消息返回給HA;3-9、當(dāng)HA接收到"重定向確認(rèn)"后，根據(jù)重定向成敗，決定是否為 MN注銷相應(yīng)的綁定，并向移動(dòng)終端返回相應(yīng)的BA。最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案并且不限 于此，而是在應(yīng)用上可以延伸到其他的修改、變化、應(yīng)用和實(shí)施例，并且 因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實(shí)施例都在本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，包括基于IPv4的無線廣域網(wǎng)、基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)、Silkroad接入路由器和家鄉(xiāng)代理設(shè)備；所述基于IPv4的無線廣域網(wǎng)帶有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻；所述Silkroad接入路由器位于IPv4 Internet與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的邊界上；所述家鄉(xiāng)代理設(shè)備為基于IPv4的無線廣域網(wǎng)服務(wù)，位于基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)中；多模移動(dòng)終端通過Silkroad隧道機(jī)制，利用所述Silkroad接入路由器穿越有網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻的基于IPv4的無線廣域網(wǎng)，建立與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的隧道；多模移動(dòng)終端根據(jù)隧道參數(shù)自動(dòng)向?qū)?yīng)的隧道接口發(fā)送相應(yīng)的路由通告，實(shí)現(xiàn)與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的通信。
2、 權(quán)利要求l所述整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，其中，當(dāng)所述多模移動(dòng)終端 從無線廣域網(wǎng)切出或所述多模移動(dòng)終端切回?zé)o線廣域網(wǎng)時(shí)，所述家鄉(xiāng)代理 設(shè)備向所述Silkroad接入路由器發(fā)送重定向請(qǐng)求，決定發(fā)向所述多模移動(dòng) 終端的數(shù)據(jù)包的流向。
3、 權(quán)利要求l所述整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，其中，優(yōu)選地，把所述為無 線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理設(shè)備和所述Silkroad接入路由器部署在同一臺(tái) 主才幾上。
4、 權(quán)利要求l所述整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述家鄉(xiāng)代理設(shè)備的 IPv6地址前綴與Silkroad接入路由器分配給無線廣域網(wǎng)中的多模移動(dòng)終 端的IPv6地址前綴相同。
5、 權(quán)利要求l所述整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述多模移動(dòng)終端同時(shí)支持MIPv6中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和Silkroad隧道機(jī)制中Silkroad客戶端。
6、 一種整合異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的方法，包括步驟10)、部署異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，在IPv4 Internet與基于IPv6 的網(wǎng)絡(luò)的邊界上部署Silkroad接入路由器，在基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)中部署為 基于IPv4的無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理；步驟20)、多模移動(dòng)終端利用Silkroad隧道機(jī)制，穿越有網(wǎng)絡(luò)地址 轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻的基于IPv4的無線廣域網(wǎng)，建立與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的 隧道；步驟30)、所述多模移動(dòng)終端根據(jù)隧道M自動(dòng)向?qū)?yīng)的隧道接口發(fā) 送相應(yīng)的路由通告，實(shí)現(xiàn)與基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)的通信。
7、 權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括 步驟40)、當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)切出或所述多模移動(dòng)終端切回?zé)o線廣域網(wǎng)時(shí)，為無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理向Silkroad接入路由 器發(fā)送重定向請(qǐng)求，決定發(fā)向所述多模移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)包的流向。
8、 權(quán)利要求6所述的方法，其中，步驟IO)中，優(yōu)選地，把所述為 無線廣域網(wǎng)服務(wù)的家鄉(xiāng)代理和所述Silkroad接入路由器部署在同一臺(tái)主 機(jī)上。
9、 權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述家鄉(xiāng)代理的IPv6地址前綴與 Silkroad接入路由器分配給無線廣域網(wǎng)中的多模移動(dòng)終端的IPv6地址前 綴相同。
10、 權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述多模移動(dòng)終端同時(shí)支持MIPv6 中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和Silkroad隧道機(jī)制中Silkroad客戶端。
11、 權(quán)利要求6所述的方法，其中，步驟20)進(jìn)一步包括 步驟210)、當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)接入時(shí)，所述多模移動(dòng)終端獲得Silkroad接入路由器的公有IPv4地址后，向Silkroad接入路 由器發(fā)送包含隧道^t的地址請(qǐng)求報(bào)文；步驟220 ) 、 Silkroad接入路由器根據(jù)所述地址請(qǐng)求報(bào)文，在所述 Silkroad接入路由器上為所述多模移動(dòng)終端建立對(duì)應(yīng)的 IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口 ，并為所述多模移動(dòng)終端構(gòu)造IPv6地址， 作為響應(yīng)報(bào)文返回給所述多模移動(dòng)終端；步驟230 )、所述多模移動(dòng)終端收到所述響應(yīng)報(bào)文后，提取出所述IPv6 地址，配置IPv6-in-UDP-in-IPv4隧道接口，建立所述多模移動(dòng)終端和所 述Silkroad接入路由器之間的IPv6-in-UDP-in-IPv4隨道。
12、 權(quán)利要求ll所述的方法，其中，步驟220)進(jìn)一步包括在所述 Silkroad接入路由器上為所述多模移動(dòng)終端配置相應(yīng)的路由規(guī)則，使到所 述多模移動(dòng)終端的IPv6路由指向所述隧道接口。
13、 權(quán)利要求ll所述的方法，其中，步驟220)中，Silkroad接入路 由器根據(jù)所述地址請(qǐng)求報(bào)文中提取出的隧道^構(gòu)造IPv6地址。
14、 權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟40)進(jìn)一步包括 步驟410)、當(dāng)所述多模移動(dòng)終端從無線廣域網(wǎng)切出時(shí)，向所述無線廣域網(wǎng)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新消息以建立綁定；步驟420 )、當(dāng)所述家鄉(xiāng)代理接收到所述綁定更新消息后，向Silkroad 接入路由器發(fā)送重定向請(qǐng)求，通知所述Silkroad接入路由器所述多模移動(dòng) 終端從所述無線廣域網(wǎng)切出；步驟430 )、當(dāng)所述Silkroad接入路由器接收到重定向請(qǐng)求后，把到 所述多模移動(dòng)終端的路由指向所述家鄉(xiāng)代理的IPv6地址。
15、 權(quán)利要求7所述的方法，其中，步驟40)進(jìn)一步包括步驟410)、當(dāng)多模移動(dòng)終端切換回到無線廣域網(wǎng)時(shí)，向所述無線廣域網(wǎng)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新消息以注銷綁定；步驟420 )、當(dāng)所述家鄉(xiāng)代理接收到所述綁定更新消息后，向Silkroad 接入路由器發(fā)送重定向消息，通知Silkroad接入路由器所述多模移動(dòng)終端 切換回?zé)o線廣域網(wǎng)，需要重新使用Silkroad隧道jJUC數(shù)據(jù)包；步驟430 )、當(dāng)所述Silkroad接入路由器接收到所述重定向消息后， 把到所述多模移動(dòng)終端的路由重新指向與所述多模移動(dòng)終端對(duì)應(yīng)的 Silkroad隧道接口。
16、 權(quán)利要求14所述的方法，其中，步驟420)中，當(dāng)所述多模移動(dòng) 終端從所述無線廣域網(wǎng)切出時(shí)，所述多模移動(dòng)終端不再使用Silkroad隧道 狄數(shù)據(jù)包。
17、 權(quán)利要求14所述的方法，其中，步驟420)中，所述重定向請(qǐng)求 包括所述多模移動(dòng)終端家鄉(xiāng)地址的后64位接口標(biāo)識(shí)與表示所述多模移動(dòng) 終端從所述無線廣域網(wǎng)切出的標(biāo)志位。
18、 權(quán)利要求14所述的方法，其中，步驟420)中，當(dāng)所述多模移動(dòng) 終端以基于IPv6的無線網(wǎng)*為家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行垂直切換時(shí)，為無線廣域網(wǎng) 服務(wù)的Silkroad接入路由器相當(dāng)于外地接入路由器。
19、 權(quán)利要求15所述的方法，其中，步驟420)中，所述重定向請(qǐng)求 包括所述多模移動(dòng)終端家鄉(xiāng)地址的后64位接口標(biāo)識(shí)與表示所述多模移動(dòng) 終端切回所述無線廣域網(wǎng)的標(biāo)志位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種整合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)及其通信方法，Silkroad接入路由器位于IPv4 Internet與IPv6網(wǎng)絡(luò)的邊界上；家鄉(xiāng)代理設(shè)備為基于IPv4的無線廣域網(wǎng)服務(wù)，位于基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)中；多模移動(dòng)終端通過Silkroad隧道機(jī)制，穿越基于IPv4的無線廣域網(wǎng)，建立與IPv6網(wǎng)絡(luò)的隧道；多模移動(dòng)終端根據(jù)隧道參數(shù)向?qū)?yīng)的隧道接口發(fā)送相應(yīng)的路由通告，實(shí)現(xiàn)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的通信。通過應(yīng)用本發(fā)明，可以在包含網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備或防火墻的IPv4無線廣域網(wǎng)中實(shí)施MIPv6協(xié)議，為多模移動(dòng)終端提供一個(gè)統(tǒng)一的無縫移動(dòng)環(huán)境和完整的MIPv6服務(wù)功能，大大減少無線廣域網(wǎng)的鏈路負(fù)載。
文檔編號(hào)H04L12/46GK101232454SQ20081005753
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者敏 劉, 勛 吉, 周安福, 宋翊麟, 童 舒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所