專利名稱：在移動ip系統中路由分組的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種tt^iik^由IP網絡以及更特別地經由路由選擇鄉各由分組 的方法、裝置和系統。
背景技術：
基于EP的MT網絡平臺(從現,叫IP2)是支持具有路由最佳化以及JM 私密的終端移動性的網絡架構。IP2的基本原理是網絡控制平臺(NCPF)和IP骨 干(EP-BB)的分離，前者控制后者。IP-BB包括IP路由器，其具有附力啲分組處 理特征，例如地址轉換。NCPF包括信令服務器，其智育fet也命令IP-BB實體。
移動終端(或者移動節點^MN)被分lfl^取IP地址形式的永久終端標識符。此 外副被分配移動終端附著至啲接入路由器(AR)處的路由地址。該路由地;tiJ^t 于MN的4體來說是特定的，因此為了支J射體私密，路由i艦不應當被泄露給 其他固。當MN移動到另外AR時，A人新AR處可得到的路由地址池(address pool) 中將新的路由地址分配翁亥MN。在MN的終端標識符0Pha，作為"IP歸屬地 址")和MN的路由器地址(IPra，作為"IP路由地址")之間的綁定是由AR 傳，IJNCPF。更特別地該ifet止M^^i亥MN的受訪路由管理器(VRM)，其 管理MN在訪問網絡中的移動。該VRM，依次通知歸屬路由管理器(HRM)有 關訪問的MN的IPra。
例如,當MN (MN1)希望向另一個MN (MN2)發送分組時，MN1 4OT MN2的EPha作為分組中的目的地址并且向其AR (AR1)，該分組。AR1 (被 標識為發送的AR)檢測到^^且被尋址到IP"畫且詢問NCPF，更特別地詢問MN2 的HRM有關MN2的IPra。 HRM響應并且MN2的IPra和MN2的IPha—起存 儲在AR1中。然后，該分組的目的i魁止(MN2的IPha)被MN2的IPra取代并且 源地址(MN1的IPha)被MN1的EPra取代。該操作被稱作地址轉換。該分組然 后使用傳統的IP轉發被傳，ij擁有MN2的IPra的節點(AR2) 。 AR2 (接收AR) 然后將分組的目的地址和源:t艦分別替代回MN2和畫l的IPha。最終AR2傳送該分組到MN2。
IP2的重要功能是AR通知。無論何時MN2移動到新的AR，該新的AR為 MN2分配新的IPra并皿知VRM關于該新的IPra。然后VRM更新HRM，其 依次更新AR1。實際上，HRM更新所有具剤^H1^^合MN2的MN的AR。 也就是說，當AR詢問HRM關于MN1的IPra時，HRM存f者洵問AR的標識并 且當顧l的IPra改變時，HRM更新所有相關的AR。劍門把這種行為定義為AR 被預訂用于更新特定的IP2終端標識符。每次AR査詢關于HRM處的LP2的終端 標識符導致AR在給定的HRM上被預訂用于給定的IP2的終端標識符。
為了斷氏這樣更新的頻率，VRM可以在畫2的受訪網絡中配置錨(ANR)。 ANR還為MN1分配路由地址，這然后被VRM用于更新HRM。因而當MN1向 MN2發送分組時，由ANR為MN2分配的IPra被ARl {OT。當這，組至'J達 ANR時，該AMM柳由AR2為MN2分配的IPra^(戈目的i艦。然后該分組使 用傳統的IP轉發進一步從ANR傳，lj AR2。 AR2轉換目的地址和源地址回到 MN2的IPha并且將該分組就像不存在ANR似的傳j^合MN2。無i針刀換何時發 生，VRM通知ANR關于新的AR為MN分配的新IPra。相反，因為由ANR分 配的IPra未改變所以不通知HRM。因此，具有發逛U MN2的MN的AR還需要 不被通知切換。HRM (和因此AR)僅當ANR改變時更新。由于路〗5g佳化或負 載平衡可能有意地發生，或者當當前ANR ^C以及另一個lfe^擇時可能無意地發 生。
發明內容
本發明為在切換時出現的基本問題提供解決方案。在某個時刻路由管理器 (VRM和HRM的結合)需要同時配置多個實體。如果這些更新以錯誤的順序發 生，貝何能發生路由循環、錯i^各由或黑洞。
由于EP2是非常近的發展，還沒有公布i^問題的解決方案。然而，存在一 些相關的方法。
從路由的角度，移動性是拓撲改變。具有固定標識符(MN和其IPha)的實 體移動到拓撲地圖的不同部分。該拓撲改變然后在網絡實體之間分布。本發明的 問題是更新分布的計時。如果某節點比其他節點搶先接收至瞻息，貝U臨時矛盾可 能ffi 各由系統中M。這可能導致循環和/或不育,lJ。傳統的ip路由協irr具拓撲不同地改變。然而，其中大部分在實際路由元
素自身控制且路由中是普通的。相反，在n^中由RM做出決定并且它們遠程控制
路由器。
如果節點移動，IP距離向量協議同時從舊的和新的附著點分別開始分布節點 的離開和出現。在這些改變向潛在資源傳播的期間，分組可以循環或目的節點可 能不可達到。對抗該計時的主要工具是傳播其自身。由于改^/人其改變的位置向 外傳播，越相關(近)節點獲得通知越快。雖然傳播和其計時不協調，但是其提 供某一保護。由于被稱作計數到與通知計時不相關的無限大的影響，路由循環同
樣可以臨時發生。另外，使用DUAL算法的(特別是，增強內部網關路由協議 EIGRP)距離向量協議防止計數到無限大并且當M更長的不可達到時因此無窮 大。3Mil向接受可能產生循環的新路由的保守來實現。
鏈接狀態協議(更特別地，開放最短路徑優先OSPF)分布拓撲改變并且 然后計算路由。拓撲改變也在擴展圈中以不協調的方式在改，邊分布。如果拓 撲改變到達某節點比到達其他節點決，貝i擺環和路由失敗(可能是不可超IJ)可 能發生。不存在己知的工作區。
上j^解決方案僅在路由改變時部分處理計時問題。特別的在EP2的情況下， 路由更新需要在切換之后同時被發澄合多個實體。 -IP刪除(IPD)被^^訴多動MN的舊AR。 -IP更新(IPU)被^I訴多動固的新AR。
各種競爭劍牛可以從就的消息中發生。最近的傳送可以是控制消息損失的 結果。在這樣的情況下沒有確認被接收，發送者超時并M^:該消息。然而，這 可能導致在傳送消息中巨大的延ifi。
如果到新AR (nAR)的IPU是最近的，分組到達MN新的路由i魁止，而nAR 不知道該如何處理分組。皿一步，尋址到其X^t^本的分組從MN到達。nAR將 不知道相應的路由地址將不轉發該分組。雖然這樣的分組的^l寸織多通過抑制從 MN的切換完 知(i^活確認)而被阻止，當MN不完全兼容時其可能發生。
本發明描述了一種^i^tt^人移動實體路由分組的方法、裝置和系統，其包括 步驟魏路由拓撲改變的分布，緩沖來自法往移動實體的分鄉膽到分布完成，
以及在分布完成之后釋放緩沖的^ia。
從而，在路由實體中WAM沖單元和釋放單元使得當移動實體從另一個路由實體切換時能夠解決競爭割牛。緩沖單元緩沖尋址到路由地址的分組，該路由地 址被分配至幡動實體和/或從移動實體到相應實體的分纟膽到從移動實體的移動 性管理f^妾收到響應。釋放單元在響應被接收之后釋放該分組。
MiS—步，由于在新AR中所有需要的信息者阿用，^/人移動性管理 的 響應到ife前到&新AR的下份淑紛組育,被轉發給MN。由于，需要等待 來自移動性管理器的響應轉發該分組，該早期轉劃軍決了競爭條件。
在原始H^中，絲自移動性管理器的響應之前至噠的所有用戶 分組都 被丟棄。
本發明的其他特征和優點將要結合附圖Sil下面的描述而變得顯而易見，在 齡附圖中相似的參考椒己悉于相同或相似的部分。
下列詳細的描述結合附圖提供了本方法、裝置和系統的概觀，其中
圖1示出了本發明ttite用到的典型移動通信系統的概狐
圖2示出了實施例的典型信號序列；
圖3示出了另-個實施例的典型信號序列；
圖4示出了另一個實施例的典型信號序列；
圖5示出了說明tm實施例中接Ai各由器的基本組件的典型框亂
圖6示出了說明典型實施例中路由過程的繊呈圖。
具體實施例方式
圖1是本發明優^i^用到的典型移動通信系統的概觀。在圖1中，101表示
典型的移動節點(MN)。MN101是經由接入路由器(AR)lll與另一個節點(MN) 102通信的相應節點。MN101也可以是固定節點。在當前場景中，MN102是從舊 接入路由器(oAR) 112切換到新接入路由器(nAR) 113的典型移動節點。MN 可以是符合3G頓高微示準的移動電信網絡中的移動終端。
路由器115是普通路由器。根據基于IP的MT網絡平臺(IP2)，網絡被一 分為二，即網^fe'制平臺(NCPF) 120和BP骨干(IP-BB) 100。 NCPF控制IP-BB 100中的分組路由。RM121是典型的管理器實體，其管理例如MN102的移動實 體的移動性。如上所述，RM功能121可以在分開的節點，即受訪路由管理器(VRM)和歸屬路由管理器(HRM)中實現。
在該場景中，oAR112給MN102分配路由地址，例如IP路由地址(IPra)。 oARl 12維持源地址表和目的地址表。該源地址表在MN102的IPha和EPra之間 保持聯系。該目的地址表在作為畫02的通{該、1##的顧IOI的IPha和IPm 之間保持聯系。這些表根據從RM121發送的EP更新/IP刪除命令來更新。
在切換之前，MN101 JOT MN102的IPha作為分組中的目的i也址并向AR111 發送該分組。AR111檢測該分組被尋址到IP"MN并詢問RM121關于MN102的 IPra。 RM121響應且MN102的IPra (IPra—o2)和MN102的EPha (IPha—2) —起 被存儲在ARlll中。ARlll基于目的地址表將^ia的目的地址OPha_2)替換為 MN102的EPra (IPra—o2)。同樣，AR111基于源地址表將源i魁止(MN101的Mia: IPha—1)替換成MNIOI的IPra (IPra—1)。
然后使用IP轉發將分組傳，U擁有MN102的IPra的AR112。 AR112然后 將分組的目的地址和源i魁止分別替換回畫102和顧IOI的IPha。最后AR112 傳送該分組給MN102。
圖2示出了實施例的典型信號序列。在該t歸中，MN102巳會^人oAR112 的服務區^f多動到nAR113的服務區域。
在步驟S201開始，MN102執行nAR113的激活過程。艦該激活過程， MN102的EPha (IPha_2)被通知給nAR113。在步驟S202, nAR113從地址池中 分配新的IPra (EPra一n2)并且將EPra一n2和IPha—2存儲在臨時表中。該臨時表既 不是目的地址表也不是源地址表。在步驟S203, nAR113向RM121發送具有 MN102的IPha的激〗誕知(AN) 。 RM121更新MN102的BPha和EPra之間的綁 定。在步驟S204和S207， RM121向AR (至少AR111和AR113)發送EP更新 (IPU)命令。雖然在圖2中未示出，RM121向oAR112發送IP刪除(IPD)命令。 這些動作是魏路由拓撲改變分布的典型步驟。
在步驟S205 ， AR111和其他AR接收MJ命令并且相應地更新其地址表。 在更新之后，AR111和其他已更新的AR向RM121發回IP更新確認(IPU確認)。
注意至贓該r歸中AR111比nARl 13更新的更快。該事實導致在步驟S206， 即使nAR113還沒有更新其目的地址表，AR111從MNIOI向MN102的新IPra (IPraji2)開始路由分組。因而，在步驟S206， nAR113將未知的來自顧101的 目的分組存儲在緩沖器單元中，因為該目的嫩止表不能懶軍該地址。在步驟S207， nAR113等待從RM121接收IP更新命令。如果接收到，則 nAR113釋放存儲在緩沖器單元中的分組，并且在步驟S208將該分組發送給 畫102。
根據優選實施例， 一個簡單但非常有效的解決方案被提供用于降低競爭條 件。實際上，路由實體，例如接入路由器，緩沖尋址到移動實體的分組，直到拓 撲改變分布的完成，并且一旦完成就釋放緩沖的分組。因此，從在AR間更新的 地址表的不一致中顯現出來的競爭劍特^多被避免。換句話說，避免巨大的分組 損失。
圖3示出了另一個實施例的典型信號序列。在該r歸中，AR111在nARl 13 接收到作為響應的EPU命令之前從MN101向MN102發送分組。
在該可替換的實施例中，在步驟S308， nAR113不需要等待IPU命令而向 畫102轉發分組。由于其保持所有需要的信息(畫102的lPra、IPha和用于畫102 的層2魏性參數，例如MAC地址)，nAR113育詢多轉發該分組。該需要的信息 被存儲在臨時表中。雖然該方法需要路由安裝而不用接4姊自RM的響應(例如， IPU命令)，但是存在^PF需要緩沖器和釋放單元的一，點。
根據該可替換的實施例， 一個簡單但是非常有效的方法被樹共從而斷氐該競 爭斜牛。實際上，路由實體例如接Ai各由器，包括轉發單元， 需要等待來 自移動性管理器(例如RM121)的響應(例如IPU命令)或者拓撲改變的分布完 成而轉發尋址到移動實體(例如MN102)的路由地址(例如IPra—n2)的分組。 因此，招可從在AR間更新的地址表的不一致中顯現出來的競爭剝特瞎嫩被避 免。換句話說，避免巨大的分組損失。
圖4示出了另一個實施例的典型信號t凝呈。在該t歸中，顧102在nAR13 接收到EPU命令之前向相應的實體(例如畫IOI)發送分組。
在通矢口MN102的到iit后，nAR113從MN102接收分組。雖然來自MN102 的分組具有由nAR113分配的新IPra (IPm—n2)，但是目的地址謝M沒有更新。 沒有表格的更新，nAR113不育詢多路由該^ia。因而，nAR113在緩沖單元中存儲 來自MN102的分組，直到nAR113在步驟S406接收到由RM121發送的IPU命
當nARl 13接收到IPU命令時，其釋方妹自緩沖單元的分組。
因此，衛共一個簡單但是非常有效的解決方案以斷氐競爭劍牛。實際上，例如接入路由器的路由實體緩沖來自移動實體的分組，直到拓撲改變分布的完成， 并且在完te后釋放該緩沖的分組。因此，從在AR間更新的i艦表的不一致中 顯現出來的可能競爭劍特^)多被避免。換句話說，避免巨大的分組損失。
圖5是闡逝爐實施例中接AS各由器的基本組件的典型框圖。在該圖中，處
理器單元500是AR的主要單元并且肖,JOT邏輯電路和/或具有計穀朋呈序的 CPU來配置。M器單元500包M知單元501 ，釋放單元502，確定單元503， 轉發單元504 (作為可選)和分配單元505。
通知單元501通3i^^a知向RM121通知MN的到達。釋放單元502為緩 沖單元520控制分組釋力M程。確定單元503確定來自RM121的IPU命令是否 已經被接收。作為可選功能的轉發單元504，不需要等待來自RM121的IPU命令 剛每從MN102接收的分組轉發。分配單元505給從另-一個AR (oAR)切換的 畫分配新IPrao
IF單元510是EP分鄉I^齒接收電路。緩沖單元520暫時存儲尋址到新IPra (該新的IPra分配給MN102)的分組和/^/人MN102至U相應的實體MNIOI的分組， 直到從RM121接收到IPU^^令。
存儲單元530存儲IPrai魁止池531，目的地址表532禾口源地址表533 。存儲 單元530還可以是閃存、RAM和/或硬盤驅動器。
圖6是闡述了典型實施例的路由過程的流程圖。在步驟S601， M器單元 500確定新畫是否已經至噠。在到達的情況下，處理器繼續下一步驟。如果沒 有到達，處理器單元500等待其到達。
在步驟S602，處理器單元500的分配單元505給到達MN102分配新的IPra (IPra—n2)。在步驟S603，通知單元501向RM121發送il^gffi知。
在步驟S604，處理器單元500確定尋址到分配新MN (MN102)的EPra (IPm—n2)分組是否已經被接收。除了該確定或基于這個確定，處理器單元500 確定/人新MN去往相應實體(MN101)的分組是否已經被接收。如果該分組已經 被接收，則過程到達步驟S605。如果沒有，則過程到達步驟S606。
在步驟S605,緩沖器單元臨時存儲接收至啲一個(或多個)分組。在步驟 S606，確定單元503確定IPU命令是否已經相應于在步驟S603發送的、激gffi知 而從RM121接收。如果該IPU命令已經被接收，則過程到達步驟S607。如驟 沒有，則過程到達步驟S604。在步驟S607，釋放單元釋放來自于緩沖單元520的一個(或多個)分組到合 適的實體(經由AR到MN102或MN101)。
注意到處理器單元500根據從RM121接收的IPU命令更新該目的地址表 532和源i4i止表533。在表格更新之后，來自/去往MN102的分組以正常的H^方 式路由。
雖然本發明的方法、體和系統的一些實施例在附圖中已經被闡述并在前述 說明書中描述，但是應當理解的是本發明不限于所公開的實施例，而是在不脫離 由下列權禾腰求所闡明和限定的本發明的樹中的斷兄下，辭遂有多種重新布置、 修改和#^方式。
權利要求
1. 一種用于通信系統中的路由實體(113)，所述通信系統包括具有歸屬地址的移動實體(102)，路由來自/去往移動實體(102)的分組的多個路由實體(111—113)，以及管理移動實體(102)移動性的移動性管理器(121)，所述路由實體(113)包括分配單元(505)，其當所述移動實體(102)從另一個路由實體(112)切換到所述路由實體(113)時給移動實體(102)分配路由地址；通知單元(501)，其通知移動性管理器(121)所分配的路由地址和歸屬地址；以及緩沖單元(520)，其緩沖尋址到路由地址的分組和/或從移動實體(102)到相應實體(101)的分組，直到從所述移動性管理器(121)接收到響應，以及釋放單元(502)，其在所述響應被接收之后從所述緩沖單元(520)釋放所述分組；或者轉發單元(504)，其在所述響應被接收之前轉發尋址到移動實體(102)的路由地址的分組。
2. 如權利要求1所述的路由實體，其中所述響應觸發膨止表的更新，以^ilf 述表存儲歸屬地址和路由;kfet止。
3. 如權禾腰求1所述的路由實體，其中歸屬地址禾璐由地址融地址。
4. 如權利要求1所述的路由實體，其中所述移動實體是移動電信網絡中的移 動終端。
5. 如權禾腰求1所述的路由實體所述移動性管理器是基于IP的匿網絡平 臺的路由管理器。
6. —種通信系統，包括具有歸屬地址的移動實體(102)，路由來自/去往移 動實體(102)的分組的多個路由實體(111—113)，以及管理移動實體(102)移 動性的移動性管理器(121)，所ii^各由實體(113)進一步包括分配單元(505)，其當所述移動實體(102)從另一個路由實體(112)切換 到所^^各由實體(113)時給移動實體(102)分配路由地址；通知單元(501)，其通知移動性管理器(121)所分配的路由地址和歸屬地址;以及緩沖單元(520)，其緩沖尋址到路由地址的分組和/^iA人移動實體(102)到相應實體(101)的分組，直到MJ^述移動性管理器(121)接收到響應，以及釋放單元(502)， M^f述響應被接收之后/A^述緩沖單元(520)釋方j^萬述分組； 或者轉發單元(504)，其it0f述響應被接收之前轉發尋址到移動實體(102)的路 由iikt止的分組。
7. 如權利要求6所述的通信系統，其中嫩止表由所述響應觸 更新，以及 所述表存儲歸屬地址和路由地址。
8. 如權利要求6所述的通信系統，其中歸屬地址和路由地址敬i艦。
9. 如權利要求6所述的通信系統，其中所述移動實體是移動電信網絡中的移 動終端。
10. 如權利要求6所述的通信系統，所述移動性管理器是基于IP的IMT網絡 平臺的路由管理器。
11. 一種在通信系統中路由分組的方法，其中所皿統包括具有歸屬地址的 移動實體(102)，路由來自/去往移動實體(102)的分組的多個路由實體(lll一 113)，以及管理移動實體(102)移動性的移動性管理器(121)，所述方^^ 驟當所述移動實體(102)從另一個路由實體(112)切換到所述路由實體(113)時給移動實體(102)分配路由地址；通知移動性管理器(121)所分配的路由地址和歸屬地址；以及 緩沖尋址到路由地址的分組和/l^人移動實體(102)至U相應實體(101)的分組，直到iA^述移動性管理器(121)接收到響應，以及i5^f述響應被接收之后釋方處萬述緩沖的分組；^E^f述響應被接收之f轉專發尋址到移動實體(102)的路由地址的鄉。
12. 如權利要求ll所述的方法，其中所述響應觸發地址表的更新，以及所述 表存儲歸屬i魁止和路由i魁止。
13. 如權利要求ll所述的方法，其中歸屬地址和路由i魁止融地址。
14. 如權利要求ll所述的方法，其中所述移動實體是移動電信網絡中的移動 終端。
15. 如權利要求ll戶腿的方法，所述移動性管理器是基于IP的IMT網絡平臺 的路由管理器。
全文摘要
本發明涉及一種優選地經由IP網絡路由分組的方法、裝置和系統，以及更特別地涉及具有存儲來自/去往移動實體的分組的緩沖器的路由實體。起始單元(500，121)發起路由拓撲改變的分布。緩沖單元(520)緩沖來自/去往移動實體(102)的分組直到該分布的完成。釋放單元(502)在該完成之后釋放所緩沖的分組。
文檔編號H04L29/06GK101513006SQ200680055560
公開日2009年8月19日 申請日期2006年8月9日 優先權日2006年8月9日
發明者A·伊瓦薩基, C·克斯澤, T·奧卡加瓦, Z·圖蘭伊 申請人:艾利森電話股份有限公司;株式會社Ntt都科摩