用于標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]標簽交換網(wǎng)絡是基于標簽轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡。
[0003]標簽交換的實際實現(xiàn)可以基于多協(xié)議標簽交換(MPLS)，其是互聯(lián)網(wǎng)工程任務小組(IETF)標準化協(xié)議。
[0004]根據(jù)MPLS，在被稱為入口的一個節(jié)點處進入網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)分組被劃分為轉(zhuǎn)發(fā)等價類(FEC)。具有相同F(xiàn)EC的所有數(shù)據(jù)分組遵循到被稱為出口的目的節(jié)點的相同主路徑(被稱為標簽交換路徑或LSP)。包括中間節(jié)點的網(wǎng)絡的節(jié)點基于標簽轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)表作出每分組轉(zhuǎn)發(fā)決定。
[0005]本發(fā)明可以在標簽交換無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡中有利地使用。
[0006]無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(WMN)是由以網(wǎng)狀拓撲組織的節(jié)點構(gòu)成的通信網(wǎng)絡。節(jié)點可以跨過無線和有線鏈路相互通信。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡通常包括網(wǎng)狀客戶端、網(wǎng)狀路由器和可選地網(wǎng)關。網(wǎng)狀客戶端通常是膝上型計算機、手機、以及其他無線設備，而網(wǎng)狀路由器將業(yè)務轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡中的節(jié)點(網(wǎng)狀客戶端和網(wǎng)狀路由器)并且從其轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務，如果有的話，網(wǎng)絡包括可以但是不需要連接至互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關。網(wǎng)狀路由器以多跳方式轉(zhuǎn)發(fā)分組，以達到WMN內(nèi)的期望目的地。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡可以通過多種無線技術實現(xiàn)，多種無線技術包括802.11,802.15、802.16IEEE標準、蜂窩技術或多于一種類型的組合。
[0007]當移動節(jié)點在網(wǎng)絡內(nèi)移動時，標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理使得能夠維護網(wǎng)絡的移動節(jié)點和另一個節(jié)點之間的通信會話。
[0008]US 8，081，611公開了一種基于移動性標簽的網(wǎng)絡，其中，設備從移動節(jié)點接收發(fā)現(xiàn)信號，響應于從移動節(jié)點接收發(fā)現(xiàn)信號，登記移動節(jié)點，在登記之后將移動性標簽指配給移動節(jié)點，將描述移動性標簽和移動節(jié)點的消息分發(fā)給網(wǎng)絡中的邊緣節(jié)點，以創(chuàng)建標簽交換路徑，并且沿著網(wǎng)絡中的標簽交換路徑，將通信消息從遠程節(jié)點路由至移動節(jié)點。設備可以是IP/MPLS網(wǎng)絡的標簽邊緣節(jié)點。設備通過將虛擬IP地址發(fā)送至移動節(jié)點，響應于發(fā)現(xiàn)信號，登記移動節(jié)點，移動節(jié)點進而通過包括移動節(jié)點IP地址的登記信息做出響應。
[0009]申請人觀察到，由US8，081，611描述的技術在信令和信息擴散、節(jié)點資源的帶寬使用和利用(例如，內(nèi)存使用、處理、FIB表條目的數(shù)量和對FIB表的更新操作的數(shù)量)方面是不利的。
[0010]實際上，申請人觀察到，在由US 8，081，611描述的網(wǎng)絡中，每個標簽邊緣節(jié)點都必須指配移動性標簽，并且創(chuàng)建用于通過這樣的標簽邊緣節(jié)點訪問網(wǎng)絡的每個移動節(jié)點的標簽交換路徑。另外，移動節(jié)點和標簽邊緣節(jié)點之間的分組通信通過IP連接建立。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目標在于提供一種用于標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理的替代技術。
[0012]本發(fā)明的進一步目標在于提供一種用于標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理的技術，該技術使得能夠通過網(wǎng)絡、節(jié)點資源的帶寬使用和利用(即，內(nèi)存使用、處理、FIB表條目的數(shù)量、對FIB表的更新操作的數(shù)量等)，減少信令和信息擴散。
[0013]本發(fā)明的另一個目標在于提供一種用于標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理的技術，該技術能夠?qū)τ捎诠?jié)點移動性導致的網(wǎng)絡拓撲的改變非?？焖俚胤磻?例如，具有幾毫秒量級的等待時間)，并且在網(wǎng)絡的移動性管理和重新配置的處理期間，可以消除(或顯著減少)數(shù)據(jù)分組的任何損失。
[0014]申請人發(fā)現(xiàn)，以上目標通過標簽交換網(wǎng)絡中的移動性管理的方法實現(xiàn)，標簽交換網(wǎng)絡包括主域和移動域，所述主域包括N個標簽交換節(jié)點，所述移動域包含M個移動標簽交換節(jié)點，其中N>1，M ^ 1，移動域關于所述主域可移動，主域和移動域之間的分組路由通過選自N個標簽交換節(jié)點的主邊界節(jié)點和選自M個移動標簽交換節(jié)點的移動邊界節(jié)點執(zhí)行，其中，執(zhí)行在主邊界節(jié)點和移動邊界節(jié)點之間建立標簽交換連接的切換過程，其中:
[0015]-移動邊界節(jié)點將請求消息發(fā)送至主邊界節(jié)點，請求消息包括M’個標簽，適于使得主邊界節(jié)點能夠形成經(jīng)由移動邊界節(jié)點從主邊界節(jié)點到M個移動標簽交換節(jié)點中的M’個移動標簽交換節(jié)點的標簽交換路徑，其中M’是整數(shù)，I < M’ < M ;
[0016]-在接收到所述請求消息時，主邊界節(jié)點將響應消息發(fā)送至移動邊界節(jié)點，響應消息包括N’個標簽，適于使得移動邊界節(jié)點能夠形成經(jīng)由主邊界節(jié)點從移動邊界節(jié)點到N個標簽交換節(jié)點中的N’個標簽交換節(jié)點的標簽交換路徑，其中N’是整數(shù)，1〈N’ ( N ;在接收到所述請求消息時，主邊界節(jié)點還將包括被分配給M’個移動標簽交換節(jié)點的M’個堆疊標簽的通知消息發(fā)送至所述N’個標簽交換節(jié)點中的至少部分；
[0017]其中，當M>1時，在接收到所述響應消息時，移動邊界節(jié)點將包括被分配給所述N’個標簽交換節(jié)點的N’個堆疊標簽的通知消息發(fā)送至M’個移動標簽交換節(jié)點中的至少部分。
[0018]在第二方面，本發(fā)明涉及一種標簽交換網(wǎng)絡，包括主域和移動域，所述主域包括N個標簽交換節(jié)點，所述移動域包括M個移動標簽交換節(jié)點，其中N>1，M多1，移動域關于所述主域可移動，主域和移動域之間的分組路由通過選自N個標簽交換節(jié)點的主邊界節(jié)點和選自M個移動標簽交換節(jié)點的移動邊界節(jié)點執(zhí)行，其中，N個標簽交換節(jié)點和M個移動標簽交換節(jié)點被配置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。
[0019]根據(jù)所要求的發(fā)明，主邊界節(jié)點和移動邊界節(jié)點之間的分組路由通過標簽交換路徑執(zhí)行。在移動性情況下，這使得能夠通過限制經(jīng)過網(wǎng)絡的信令和信息擴散、節(jié)點資源的帶寬使用和利用，在不中斷其服務的情況下，簡化網(wǎng)絡的重新配置，并且從而對由于節(jié)點移動性導致的網(wǎng)絡拓撲的改變快速地反應(例如，具有幾毫秒量級的等待時間)。IP地址不需要在移動域的標簽交換節(jié)點和客戶端設備與主域的標簽交換節(jié)點之間交換。從而，移動域的節(jié)點和客戶端設備在移動性期間保持相同IP地址，從而保持數(shù)據(jù)分組連接不受影響。
[0020]根據(jù)所要求的發(fā)明，主域和移動域之間的分組路由經(jīng)由移動邊界節(jié)點和主邊界節(jié)點的媒介被執(zhí)行。從而，由移動域的僅一個節(jié)點(移動邊界節(jié)點)和主域的僅一個節(jié)點(主邊界節(jié)點)有利地處理移動性管理。以此方式，分別在移動域內(nèi)和主域內(nèi)預先限定的在前存在移動域內(nèi)標簽交換路徑和主域內(nèi)標簽交換路徑在移動性管理中不涉及并且仍然不改變。這有利地使得能夠進一步減少經(jīng)過網(wǎng)絡的信令和信息擴散、節(jié)點資源的帶寬使用和利用。
[0021]根據(jù)所要求的發(fā)明，可以由單個標簽交換節(jié)點(移動邊界節(jié)點)處理屬于移動域的多個客戶端設備的移動性。多個客戶端設備在移動性管理中根本不涉及。這有助于進一步限制經(jīng)過網(wǎng)絡的信令和信息擴散、節(jié)點資源的帶寬使用和利用。另外，與標簽交換節(jié)點相比，考慮客戶端設備通常在資源方面被更多地限制，使用單個移動邊界節(jié)點處理多個客戶端設備的移動性可能是有利的。
[0022]在本說明書和權(quán)利要求中，術語“節(jié)點”被用于指示被配置成根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行移動性管理的方法的路由器或任何其他設備(諸如，PC、移動電話、PDA等)。
[0023]在本說明書和權(quán)利要求中，表達“標簽交換節(jié)點”被用于指示被配置成通過標簽交換(例如，經(jīng)由MPLS)路由分組的節(jié)點。
[0024]在本說明書和權(quán)利要求中，表達“客戶端設備”被用于指示可以直接或間接地連接至標簽交換節(jié)點但是在根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行移動性管理的方法時不活動的設備(諸如，PC、移動電話、PDA、攝像機等)。移動性管理關于客戶端設備以無縫方式被執(zhí)行。
[0025]在本說明書和權(quán)利要求中，表達“主域”指示用作用于一個或多個移動域的移動性的參考域的中樞域。表達“主域”包括其本身可移動的主域的情況。
[0026]從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的特定有利實施例。
[0027]至少一個上述方面中的本發(fā)明可以具有至少一個以下優(yōu)選特征。
[0028]有利地，所述M’個移動標簽交換節(jié)點包括移動邊界節(jié)點。在優(yōu)選實施例中，當M>1并且Μ’ >1時，移動邊界節(jié)點將包括所述N’個堆疊標簽的通知消息發(fā)送至其他Μ’ -1個移動標簽交換節(jié)點(Μ’個移動標簽交換節(jié)點減去移動邊界節(jié)點)。
[0029]有利地，所述N’個標簽交換節(jié)點包括主邊界節(jié)點。在優(yōu)選實施例中，主邊界節(jié)點將包括所述Μ’個堆疊標簽的通知消息發(fā)送至N’ -1個標簽交換節(jié)點(N’個標簽交換節(jié)點減去主邊界節(jié)點)。
[0030]適當?shù)?，當M = I時，包括所述N’個堆疊標簽的所述通知消息不由移動邊界節(jié)點發(fā)送。
[0031]有利地，主域內(nèi)標簽被用于經(jīng)過主域內(nèi)標簽交換路徑在主域的N個標簽交換節(jié)點之間路由數(shù)據(jù)分組。所述主域內(nèi)標簽被有利地配置成N個標簽交換節(jié)點的合適轉(zhuǎn)發(fā)信息存儲區(qū)。所述配置優(yōu)選地通過使用用于LSP建立和管理的標準信令協(xié)議執(zhí)行。
[0032]有利地，當M>1時，移動域內(nèi)標簽被用于通過移動域內(nèi)標簽交換路徑在移動域的M個移動標簽交換節(jié)點之間路由數(shù)據(jù)分組。所述移動域內(nèi)標簽被有利地配置成M個移動標簽交換節(jié)點的合適轉(zhuǎn)發(fā)信息存儲區(qū)。所述配置優(yōu)選地通過使用用于LSP建立和管理的標準信令協(xié)議被執(zhí)行。
[0033]有利地，在接收到通知消息時，N’個標簽交換節(jié)點的所述至少部分通過所述M’個堆疊標簽更新各自轉(zhuǎn)發(fā)信息存儲區(qū)。在N’個標簽交換節(jié)點的所述至少部分中的每個處，所述M’個堆疊標簽與主域內(nèi)標簽相關聯(lián)，所述主域內(nèi)標簽由這樣的標簽交換節(jié)點使用，以通過主域內(nèi)標簽交換路徑將分組路由至主邊界節(jié)點。
[0034]有利地，在接收到通知消息時，M’個移動標簽交換節(jié)點的所述至少部分通過所述N’個堆疊標簽更新各自轉(zhuǎn)發(fā)信息存儲區(qū)。在M’個移動標簽交換節(jié)點的所述至少部分中的每個處，所述N’個堆疊標簽與移動域內(nèi)標簽相關聯(lián)，所述移動域內(nèi)標簽由這樣的移動標簽交換節(jié)點使用，以通過移動域內(nèi)標簽交換路徑將分組路由至移動邊界節(jié)點。
[0035]有利地，在接收到通知消息之后，N’個標簽交換節(jié)點的所述至少部分使用所述M’個堆疊標簽，用于經(jīng)由主邊界節(jié)點和移動邊界節(jié)點將分組(經(jīng)由標簽交換)路由至M’個移動標簽交換節(jié)點。優(yōu)選地，在接收到通知消息之后，N’個標簽交換節(jié)點的所述至少部分使用與所述M’個堆疊標簽堆疊的所述主域內(nèi)標簽，用于經(jīng)由主邊界節(jié)點和移動邊界節(jié)點將分組路由至M’個移動標簽交換節(jié)點。
[0036]有利地，在接收到通知消息之后，M’個移動標簽交換節(jié)點的所述至少部分使用所述N’個堆疊標簽，用于經(jīng)由移動邊界節(jié)點和主邊界節(jié)點將分組路由至N’個標簽交換節(jié)點。優(yōu)選地，在接收到通知消息之后，M’個移動標簽交換節(jié)點的所述至少部分使用與所述N’個堆疊標簽堆疊的所述移動域內(nèi)標簽，用于經(jīng)由移動邊界節(jié)點和主邊界節(jié)點將分組路由至N’個標簽交換節(jié)點。
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