Система управления динамической сетью, устройство управления динамической сетью и способ управления динамической сетью

Система управления динамической сетью, устройство управления динамической сетью и способ управления динамической сетью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к технологии сетей связи, предназначенных для обеспечения возможностей глобальной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На сегодня Интернет развился до состояния, при котором многочисленные периферийные сети передачи данных развернуты вокруг системы узлов стационарной сети. Эти сети передачи данных соответственно известны как удаленные сети; тогда как система узлов стационарной сети, окруженная удаленными сетями, известна как базовая сеть. С появлением и быстрым распространением беспроводной технологии такие удаленные сети все больше и больше используют беспроводное решение, таким образом образуя специальную удаленную сеть, называемую мобильной или подвижной сетью (смотрите ниже непатентный документ 1).

В сущности, мобильная сеть является сетью узлов, где вся сеть изменяет свою точку подключения к Интернету. Это обычно влечет за собой присутствие в мобильной сети мобильного маршрутизатора (который соединяет мобильную сеть с Интернетом), который изменяет ее точку подключения к Интернету между различными маршрутизаторами доступа (которые, на деле, сами могут быть мобильными). Примеры мобильных сетей включают сети для пользования людьми (известные как персональная сеть или PAN), и сети датчиков, размещенных в транспортных средствах, таких как автомобили, поезда, суда или самолеты. Для массовых транспортных систем, таких как самолеты, поезда или автобусы, операторы могут обеспечивать пассажиров постоянным бортовым доступом к Интернету, позволяя им пользоваться своими настольными компьютерами, карманными компьютерами (PDA) или мобильными телефонами для подключения к удаленным хостам. Индивидуальные узлы в такой мобильной сети обычно подключаются к центральному устройству (то есть к мобильному маршрутизатору), и не изменяют свое подключение, когда сеть находится в движении. Вместо этого, существует мобильный маршрутизатор, который изменяет свою точку подключения по мере того, как вся сеть перемещается.

В сущности, проблема сети, находящейся в движении, состоит в том, чтобы обеспечить постоянное подключение Интернета к узлам в сети, которая перемещается как единое целое. Узлы внутри сети, которая движется, могут не знать об изменении точки подключения сети к Интернету. Такой подход отличается от традиционной проблемы поддержки мобильности, для которой применяются протокол мобильной связи IPv4 (смотрите упомянутый далее непатентный документ 2) в версии 4 Протокола Интернет (IPv4) (смотрите упомянутый далее непатентный документ 3) и протокол мобильной связи IPv6 (смотрите упомянутый далее непатентный документ 4) в версии 6 Протокола Интернет (IPv6) (смотрите упомянутый далее непатентный документ 5). В непатентных документах 2 и 4 основная цель состоит в том, чтобы обеспечивать поддержку мобильности индивидуальным хостам, а не полной сети.

В протоколе мобильной связи IP каждый мобильный узел имеет постоянный домашний домен. Когда мобильный узел подключен к своей домашней сети, ему присваивается первичный глобальный адрес, известный как "домашний адрес". Когда мобильный узел удаляется, то есть подключается к некоторым другим посторонним сетям, ему обычно присваивается временный глобальный адрес, известный как "адрес для передачи". Идея в отношении поддержки мобильности заключается в том, что по домашнему адресу можно добраться до мобильного узла, даже когда он подключен к другим посторонним сетям. Так делается в непатентных документах 2 и 4 путем введения в домашнюю сеть объекта, известного как "домашний агент". Мобильные узлы регистрируют свои адреса для передачи у домашних агентов, используя сообщения, известные как "обновления связи" (BU). Домашний агент ответствен за перехват сообщений, адресованных на домашний адрес мобильного узла, и направление пакета на адрес для передачи мобильного узла, используя туннелирование IP-in-IP (смотрите упомянутый далее непатентные документы 6 и 7). Туннелирование IP-in-IP включает в себя инкапсуляцию пакета по первоначальному протоколу IP в пакет по другому протоколу IP. Первоначальный пакет иногда упоминается как внутренний пакет, а новый пакет, в который включен внутренний пакет, упоминается как внешний пакет.

Распространяя концепцию поддержки мобильности для индивидуальных хостов на поддержку мобильности для сети узлов, цель решения для перемещающейся сети состоит в обеспечении механизма, при котором узлы мобильной сети могут достигаться с помощью их первичных глобальных адресов, независимо от того, в каком месте в Интернете подключена мобильная сеть. Чтобы решить проблему перемещающейся сети, существуют несколько предварительных попыток, каждая из которых основана на протоколе мобильной связи IP (смотрите непатентные документы 2 и 4).

Одно из решений для перемещающейся сети предложено в упомянутом далее патентном документе 1. Здесь мобильный маршрутизатор, управляющий мобильной сетью, выполняет маршрутизацию пакетов к мобильной сети и от нее, используя некоторые протоколы маршрутизации, когда он находится в своем домашнем домене. Когда мобильный маршрутизатор и его мобильная сеть перемещаются к постороннему домену, мобильный маршрутизатор регистрирует свой адрес для передачи у своего домашнего агента. Затем между мобильным маршрутизатором и домашним агентом устанавливается туннель IP-IN-IP. Протокол маршрутизации, используемый при нахождении мобильного маршрутизатора в своем домашнем домене, снова выполняется через туннель IP-IN-IP. Это означает, что каждый пакет, поступающий в мобильную сеть, будет перехватываться домашним агентом и направляться на мобильный маршрутизатор через туннель IP-IN-IP. Мобильный маршрутизатор затем направляет пакет к хосту в своей мобильной сети. Когда узел в его мобильной сети желает послать пакет из сети, мобильный маршрутизатор перехватывает пакет и направляет пакет домашнему агенту через туннель IP-IN-IP. Домашний агент затем посылает пакет назначенному получателю.

Другое решение, раскрытое в упомянутом далее патентном документе 2, является в большой степени схожим, за исключением того, что оно специально устанавливает поддержку только для IPv6 (смотрите непатентный документ 5).

Учитывая разнообразие беспроводных технологий (то есть Bluetooth, IEEE802.11a/b/g, Ultra Wideband Infrared, система пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), не так уж трудно представить сценарий, в котором существует вложенная мобильная сеть, то есть мобильная сеть внутри другой мобильной сети. Это создает проблему, известную как пинг-понговая маршрутизация или вложенный туннель, решение которой предложено в патентном документе 1. Вложенный туннель имеет место, когда туннель, образованный с помощью одного мобильного маршрутизатора с его домашним агентом, инкапсулируется внутрь другого туннеля, образованного другим передвижным маршрутизатором со своим домашним агентом. Вложение туннелей должно вызвать увеличение времени прохождения пакета, поскольку, прежде чем пакет достигнет конечного пункта назначения, он должен пройти через несколько домашних агентов. Кроме того, многочисленные инкапсуляции также увеличивают размер пакета, что может приводить к ненужным фрагментациям.

Для решения этой проблемы, в упомянутом далее непатентном документе 8 предложено другое решение, которое содержит заголовок обратного маршрута, чтобы избежать слишком большого количества уровней инкапсулирования при вложениях мобильной сети (то есть мобильная сеть сама подключается к другой мобильной сети). В этом случае, мобильная сеть самого низкого уровня включает в свой туннельный пакет, направляемый своему домашнему агенту заголовок обратного маршрута. Поскольку мобильные маршрутизаторы последующего уровня перехватывают этот пакет на пути его прохождения, мобильный маршрутизатор последующего уровня не инкапсулирует этот пакет в другой туннель IP-IN-IP. Вместо этого, мобильный маршрутизатор последующего уровня копирует адрес источника, содержащийся в пакете, в заголовок обратного маршрута и вводит свой собственный адрес для передачи в качестве адреса источника. Таким образом, когда домашний агент первого мобильного маршрутизатора принимает пакет, он может определить цепочку мобильных маршрутизаторов, которые находятся на пути между первым мобильным маршрутизатором и им самим. Впоследствии, когда домашний агент желает отправить другой перехваченный пакет для первого мобильного маршрутизатора, он может включить расширенный заголовок маршрутизации типа 2, так чтобы пакет направлялся напрямую первому мобильному маршрутизатору через другие мобильные маршрутизаторы последующего уровня.

Безопасность является одной из главных проблем решения с заголовком обратного маршрута в непатентном документе 8. Упомянутый далее непатентный документ 9 предлагает относительно безопасное решение проблемы оптимизации вложенного туннеля. Это решение, известное как решение с опцией маршрутизатора доступа (ARO), определяет новую опцию в заголовках мобильности, указанных в протоколе мобильной связи IPv6. Этот новый вариант, называемый "опция маршрутизатора доступа", используется отправителем (то есть мобильным маршрутизатором или мобильным хостом), чтобы сообщить получателю (например, домашнему агенту или узлу корреспондента) первичный глобальный адрес маршрутизатора доступа, к которому должен подключиться отправитель. После отправки сообщения обновления связи с опцией маршрутизатора доступа, мобильный узел может затем вставить специальный сигнал, называемый сигналом "прямого эстафетного запроса", в пакет данных, который он отправляет. Этот сигнал заставит маршрутизатор мобильного доступа последующего уровня послать свои собственные обновления связи на адрес адресата. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнут мобильный маршрутизатор доступа самого последнего уровня. С помощью мобильных маршрутизаторов доступа всех последующих уровней, посылающих адресату обновления связи, адресат может формировать цепочку мобильных маршрутизаторов доступа, к которой должен подключаться мобильный узел. Это может использоваться для создания расширенного заголовка маршрутизации типа 2, так чтобы когда узел адресата хочет послать пакет обратно на мобильный узел, он может вложить пакет с заголовком маршрутизации и пакет будет направляться напрямую к мобильному узлу через цепочку мобильных маршрутизаторов доступа.

[Non-patent document 1] Devarapalli, V., et. al., "NEMO Basic Support Protocol", IETF Internet Draft: draft-ietf-nemo-basic-02.txt, Dec 2003.

[Non-patent document 2] Perkins, C.E. et. al., "IP Mobility Support", IETF RCF 2002, Oct 1996.

[Non-patent document 3] DARPA, "Internet Protocol", IETF RFC 791, Sep 1981.

[Non-patent document 4] Johnson, D.В., Perkins, C.E., and Arkko, J. , "Mobility Support in IPv6", Internet Draft: draft-ietf-mobileip-ipv6-18.txt. Work In Progress, June 2002.

[Non-patent document 5] Deering, S., and Hinden, R., "Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification", IETF RFC 2460, Dec 1998.

[Non-patent document 6] Simpson, W., "IP in IP Tunneling", IETF RFC 1853, Oct 1995.

[Non-patent document 7] Conta, A., and Deering, S., "Generic Packet Tunneling in IPv6", IETF RFC 2473, Dec 1998.

[Non-patent document 8] Thubert, P., and Molteni, M., "IPv6 Reverse Routing Header and Its Application to Mobile Networks", Internet Draft: draft-thubert-nemo-reverse-routing-header-4.txt, Work In Progress, Feb 2004.

[Non-patent document 9] Ng, C.W., and Tanaka, Т., "Securing Nested Tunnel Optimization with Access Router Option", Internet Draft: draft-ng-nemo-access-router-option-OO.txt, Work In Progress, Oct 2002.

[Non-patent document 10] Narten, Т., Nordmark, E., and Simpson, W., "Neighbour Discovery for IPv6", IETF RFC 2461, Dec 1998.

[Non-patent document 11] Patridge, C., and Jackson, A., "IPv6 Router Alert Option", IETF RFC 2711, Oct 1999.

[Patent document 1] Leung, К.К., "Mobile IP mobile router", US Patent 6636498, Oct 2003.

[Patent document 2] Markki, O.E., et. al., "Mobile Router Support for IPv6", US Patent Application US20030117965A1, Mar 2002.

Способ, которым отправитель узнает первичный глобальный адрес своего маршрутизатора доступа, осуществляется через информационные сообщения маршрутизатора, рассылаемые маршрутизатором доступа. Информационные сообщения маршрутизатора описаны в непатентном документе 10. В непатентном документе 9 маршрутизатор доступа, поддерживающий решение, должен активно рассылать свой первичный глобальный адрес своего выходного интерфейса в информационном сообщении маршрутизатора, которое он посылает на свои входные интерфейсы. Информация внутри информационного сообщения маршрутизатора, содержащая первичный глобальный адрес, в дальнейшем упоминается как "информация об адресе маршрутизатора доступа" или, если коротко, "ARA-Info". Таким путем мобильные узлы, подключенные к входному интерфейсу маршрутизатора доступа, будут узнавать первичный глобальный адрес маршрутизатора доступа и также обнаруживать, что маршрутизатор доступа поддерживает ARO-решение.

Такое построение имеет проблему, когда имеется промежуточный местный маршрутизатор, находящийся между внутренним мобильным узлом и внешним мобильным маршрутизатором. Это показано на Фиг. 1. На Фиг. 1, мобильный узел 1000-1 подключен к местному неподвижному маршрутизатору 1100-1. Местный неподвижный маршрутизатор 1100-1 постоянно соединен с мобильным маршрутизатором 1200-1 доступа. Этот вид сценария использования обычно имеет место на больших транспортных средствах типа автопоездов или судов, где мобильный маршрутизатор доступа используется для обеспечения автопоезду/судну доступа к глобальному Интернету. Местный неподвижный маршрутизатор, подключенный к мобильному маршрутизатору доступа, используется в каждом автомобиле/купе поезда/каюте судна, чтобы обеспечить беспроводные подключения для каждого автомобиля/купе/каюты. Переносной компьютер, действующий в качестве мобильного хоста (или карманный компьютер в беспроводной PAN, действующий в качестве мобильного маршрутизатора для беспроводной PAN), может подключаться к одному из этих местных неподвижных маршрутизаторов.

Такой сценарий использования формирует ситуацию с местным неподвижным маршрутизатором, постоянно находящимся между мобильным узлом и мобильным маршрутизатором доступа. Так как местный неподвижный маршрутизатор 1100-1 постоянно подключен к мобильному маршрутизатору 1200-1 доступа, ему нет необходимости иметь или понимать протоколы мобильности. Он просто направляет пакеты к мобильному узлу 1000-1 и от него и к мобильному маршрутизатору 1200-1 доступа и от него. Поэтому местный неподвижный маршрутизатор не будет использовать связанный с мобильностью протокол, подразумевая, что информационное сообщение маршрутизатора, посланное местным неподвижным маршрутизатором 1000-1, не будет содержать его собственный первичный глобальный адрес.

Эта конфигурация использования сети будет делать решение ARO неудачным, поскольку информационное сообщение маршрутизатора, разосланное местным неподвижным маршрутизатором 1100-1, не будет содержать никакую ARA-Info. Кроме того, даже при том, что информационное сообщение маршрутизатора, разосланное мобильным маршрутизатором 1200-1 доступа, будет содержать в ARA-Info его собственный первичный глобальный адрес, мобильный узел 1000-1 не будет принимать такое информационное сообщение. Это происходит потому, что информационные сообщения маршрутизатора могут быть посланы только в пределах интервала связи и все маршрутизаторы, работающие по протоколу IPv6, не смогут отправлять информационное сообщение маршрутизатора.

Тривиальное решение состоит в том, чтобы иметь все местные неподвижные маршрутизаторы используемыми в мобильной сети для поддержки решения ARO. Однако такой способ имеет свои недостатки. Во-первых, он означает, что теряется совместимость с существующим маршрутизатором. Во-вторых, поддерживая полный набор программ решения ARO (который является протоколом мобильности) на маршрутизаторе, который не меняет свою точку подключения, сложность системы излишне возрастает. Это ведет к повышенной стоимости использования и более высокой стоимости технического обслуживания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение расширяет решение ARO путем определения четырех различных подходов в каждом примере осуществления изобретения. Первый способ представляет мобильный узел 1000-1, который вставляет специальные отметки в сообщения обновления связи, которые он отправляет. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа должен сканировать такие сигналы и получать информацию, что отправитель пытается обнаружить мобильный маршрутизатор доступа. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа затем сообщает отправителю свой первичный глобальный адрес.

Второй способ представляет мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа, который должен сканировать все входящие пакеты и искать сообщение обновления связи, посланное мобильным узлом 1000-1. Поскольку мобильный узел 1000-1 использует решение ARO, в сообщение обязательной модификации вводится специальный бит. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа будет знать, что отправитель поддерживает решение ARO, но не знает первичный глобальный адрес своего маршрутизатора доступа. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа затем сообщает отправителю свой первичный глобальный адрес.

Третий способ представляет мобильный узел 1000-1, который должен посылать специальный пакет на все маршрутизаторы последующих уровней. После получения этого пакета маршрутизаторы, которые поддерживают решение ARO, будут давать ответ со своими первичными глобальными адресами.

Последний способ состоит в том, чтобы использовать местный неподвижный маршрутизатор 1100-1 так, чтобы он вставлял информацию ARA-Info с первичным глобальным адресом мобильного маршрутизатора доступа, к которому он подключен, в информационные сообщения маршрутизатора, которые посылает сам местный неподвижный маршрутизатор 1100-1.

Настоящее изобретение позволяет осуществлять возможность глобальной связи, предоставляемую мобильному узлу и мобильной сети, несмотря на то, что местный неподвижный маршрутизатор постоянно находится между мобильным маршрутизатором доступа, формирующим мобильную сеть, и мобильным узлом, подключенным к этой мобильной сети.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 является диаграммой, показывающей пример архитектуры системы, обычно применяемой в первом-четвертом примерах осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является схемой последовательности операций, изображающей алгоритм, используемый, когда мобильный узел посылает сообщение обновления связи в первом примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является схемой последовательности операций, показывающей способ обработки входящих пакетов, полученных от входного интерфейса мобильным маршрутизатором доступа в первом примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 является схемой последовательности операций, показывающей используемый алгоритм, когда мобильный узел посылает сообщение обновления связи во втором примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 является схемой последовательности операций, показывающей способ обработки входящих пакетов, полученных от входного интерфейса мобильным маршрутизатором доступа во втором примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 является схемой последовательности операций, показывающей алгоритм, используемый, когда мобильный узел посылает сообщение обновления связи в третьем примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 является схемой последовательности операций, показывающей способ обработки входящих пакетов, полученных от входного интерфейса мобильным маршрутизатором доступа в третьем примере осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 является схемой последовательности операций, показывающей способ обработки входящих пакетов, полученных от выходного интерфейса мобильным узлом в четвертом примере осуществления настоящего; и

Фиг. 9 является схемой последовательности операций, показывающей алгоритм, используемый, когда местный неподвижный узел посылает информационное сообщение маршрутизатора от своего входного интерфейса в четвертом примере осуществления настоящего изобретения.

НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем описании раскрываются система и связанные с ней устройство и способ для обеспечения возможности глобальной связи с перемещающимися сетями, содержащими существующие маршрутизаторы. Чтобы помочь понять раскрытое изобретение, используются следующие определения:

(i) "Пакет" - самодостаточный модуль данных любого возможного формата, который может быть передан по сети передачи данных. "Пакет" обычно состоит из двух частей: "заголовок" и "полезная нагрузка". Часть "полезная нагрузка" содержит данные, которые должны быть доставлены, а "заголовок" содержит информацию для оказания помощи в доставке пакета. "Заголовок" должен иметь адрес источника и адрес пункта назначения, чтобы соответственно идентифицировать отправителя и получателя "пакета".

(ii) "Туннелирование пакета" относится к отдельному пакету, инкапсулируемому в другой пакет. Действие "туннелирование пакета" также упоминается как "инкапсулирование" пакетов. Пакет, который инкапсулируется, упоминается как "туннелированный пакет" или "внутренний пакет". Пакет, который инкапсулирует "внутренний пакет", упоминается как "туннелирующий пакет" или "внешний пакет". В данном случае, весь "внутренний пакет" формирует часть полезной нагрузки "внешнего пакета".

(iii) "Мобильный узел" является элементом сети, который изменяет свою точку подключения к глобальной сети передачи данных. Этот термин может использоваться для указания на терминал конечного пользователя или на промежуточный элемент сети, который служит в качестве шлюза, маршрутизатора или концентратора интеллектуальной сети, который может менять свою точку подключения к глобальной сети передачи данных. "Мобильный узел", который является терминалом конечного пользователя, более конкретно упоминается как "мобильный хост"; тогда как "мобильный узел", который является промежуточным элементом сети, который действует в качестве шлюза, маршрутизатора или концентратора интеллектуальной сети, и его более определенно упоминают как "мобильный маршрутизатор".

(iv) "Маршрутизатор по умолчанию" элемента сети относится к маршрутизатору, постоянно находящемуся на одной и той же линии связи элемента сети, где все пакеты, берущие начало от элемента сети, с пунктом назначения, для которого элемент сети не знает никакого другого маршрута, чтобы его достигнуть, направляются по этому маршруту.

(v) "Маршрутизатор доступа" мобильного узла относится к маршрутизатору, с которым связывается мобильный узел, чтобы подключиться к сети передачи данных. Обычно это маршрутизатор по умолчанию мобильного узла. Маршрутизатор доступа мобильного узла может сам по себе быть мобильным и такой маршрутизатор доступа известен как "мобильный маршрутизатор доступа".

(vi) "Домашний адрес" является первичным глобальным адресом, присвоенным мобильному узлу, который может использоваться, чтобы достигнуть мобильного узла, независимо от того, куда в настоящее время подключен мобильный узел глобальной сети передачи данных. В настоящем описании, аббревиатура "HoA" используется как сокращение для термина "домашний адрес".

(vii) Мобильный узел, который подключен к глобальной сети передачи данных, когда его домашний адрес топологически совместим с адресами, используемыми в окрестности точки подключения, упоминается как "находящийся дома". Окрестность этой точки подключения, которая управляется одним единственным административным органом, упоминается как "домашний домен" мобильного узла.

(viii) Мобильный узел, который подключен к глобальной сети передачи данных в точке, где домашний адрес упомянутого мобильного узла топологически несовместим с адресами, используемыми в окрестности этой точки подключения, упоминается как "удаленный" и окрестность упомянутой точки подключения упоминается как "посторонний домен".

(ix) "Адрес для передачи" является временным глобальным адресом, присвоенным мобильному узлу, который удален, так что присвоенный "адрес для передачи" является топологически совместимым с адресами, используемыми в окрестности точки подключения мобильного узла к глобальной сети передачи данных. В этом описании аббревиатура "CoA" используется как сокращение для термина "адрес для передачи".

(x) "Домашний агент" является сетевым объектом, который постоянно находится в домашнем домене мобильного узла, который выполняет услуги по регистрации адресов для передачи мобильного узла, когда он является удаленным, и должен направлять пакеты, адресованные на домашний адрес мобильного узла, на адрес для передачи мобильного узла. Заметим, что домашний агент также является маршрутизатором.

(xi) "Обновление связи" является сообщением, посланным от мобильного узла своему домашнему агенту, которое сообщает получателю текущий адрес для передачи отправителя. Это формирует "связь" между адресом для передачи и домашним адресом мобильного узла у получателя. В этом описании, аббревиатура "BU" используется для сокращения термина "обновление связи".

В последующем описании, с целью объяснения, конкретные цифры, времена, структуры и другие параметры приведены для того, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако существующее изобретение может осуществляться на практике без этих конкретных подробностей.

<Первый пример осуществления>

Первый пример настоящего изобретения описывает случай, касающийся использования специальной отметки, вставленной в заголовок пакета, когда мобильный узел отправляет сообщения обновления связи. Мобильный маршрутизатор доступа последующего уровня при обнаружении такой специальной отметки будет сообщать мобильному узлу его HoA.

Фиг. 1 демонстрирует системы мобильных узлов и глобальную сеть связи, в которых может быть использовано настоящее изобретение. Мобильный узел 1000-1 подключается к местному неподвижному маршрутизатору 1100-1. Местный неподвижный маршрутизатор 1100-1 сам по себе подключен к мобильному маршрутизатору 1200-1 доступа. Следует обратить внимание на то, что для простоты показан только один местный неподвижный маршрутизатор 1100-1, который подключен к мобильному маршрутизатору 1200-1 доступа, и показан только один мобильный узел 1000-1, который подключен к местному неподвижному маршрутизатору 1100-1. При фактическом использовании может иметься произвольное количество местных неподвижных маршрутизаторов 1100-1, подключенных к мобильному маршрутизатору 1200-1 доступа, и произвольное количество мобильных узлов 1000-1, подключенных к любому из этих местных неподвижных маршрутизаторов 1100-1. Любому специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение применяется и в таких случаях тоже.

Кроме того, ничто не указывает на то, является ли мобильный узел 1000-1 мобильным хостом или мобильным маршрутизатором. На деле он может также сам быть мобильным маршрутизатором 1200-1 доступа. Намеренное использование термина "мобильный узел" заключается в том, чтобы не происходило никакой потери общности, и термин "мобильный узел" представляет как мобильный хост, так и мобильный маршрутизатор. Опять же, любому специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение будет применяться в обоих случаях, когда мобильный узел 1000-1 является мобильным хостом и когда мобильный узел 1000-1 является мобильным маршрутизатором (доступа).

Кроме того, хотя на пути между мобильным узлом 1000-1 и мобильным маршрутизатором 1200-1 доступа показан один местный неподвижный маршрутизатор 1100-1, фактически может иметься множество таких местных неподвижных маршрутизаторов 1100-1, соединенных последовательно между мобильным узлом 1000-1 и мобильным маршрутизатором 1200-1 доступа. Любому специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение может в равной мере применяться с одним или более местными неподвижными маршрутизаторами 1100-1 между мобильным узлом 1000-1 и мобильным маршрутизатором 1200-1 доступа.

Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа подключен к глобальной сети 1600-1 передачи данных. Эта сеть 1600-1 может быть любой сетью с пакетной коммутацией или, на деле, быть собственно Интернетом. Подключенными к глобальной сети 1600-1 передачи данных являются домашние агенты 1400-1 и 1400-2, действующие как домашние агенты мобильного узла 1000-1 и мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа соответственно. Местный неподвижный маршрутизатор 1100-1, постоянно подключенный к мобильному маршрутизатору 1200-1 доступа, не имеет протокола мобильной связи и поэтому не нуждается в домашнем агенте. Корреспондентским узлом 1500-1 является любой узел в глобальной сети 1600-1 передачи данных, который имеет текущий сеанс трафика с мобильным узлам 1000-1 (или, в случае, когда мобильный узел 1000-1 является мобильным маршрутизатором доступа, с любым мобильным узлом, который находится после мобильного узла 1000-1).

Когда мобильный узел 1000-1 запускается впервые, он получает информационное сообщение маршрутизатора от местного неподвижного маршрутизатора 1100-1. Мобильный узел 1000-1 затем конфигурирует для себя CoA, на основе префиксной информации, которую несет информационное сообщение маршрутизатора. Затем, мобильному узлу 1000-1 необходимо сообщить своему домашнему агенту 1400-1 и соответствующему узлу 1500-1, посылая им сообщения BU, о своем новом CoA, который должен быть связан с его HoA. Поскольку информационное сообщение маршрутизатора, посланное местным неподвижным маршрутизатором 1100-1, не содержит никакой ARA-Info, мобильный узел 1000-1 не может включить никакую опцию маршрутизатора доступа в сообщение BU, которые он посылает. Вместо этого, мобильный узел 1000-1 вкладывает специальную отметку в заголовок пакета сообщений BU сообщений, чтобы указать, что мобильные маршрутизаторы доступа последующего уровня должны дать в ответ свои HoA. Для простоты объяснения, такая отметка в дальнейшем упоминается как сигнал "запроса адреса маршрутизатора доступа" или, сокращенно, "ARA-Req". ARA-Req может принимать форму отдельного бита или потока битов. Например, в IPv6 имеется опция последовательной маршрутизации (hop-by-hop), известная как опция тревоги маршрутизатора (смотрите непатентный документ 11). Эта специальная отметка может принимать форму конкретного значения в опции тревоги маршрутизатора.

Местный неподвижный маршрутизатор 1100-1 принимает пакет и после проверки достоверности пакета направляет пакет на последующий уровень на мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа проверит входящие пакеты своего входного интерфейса(-ов) на наличие любых вставленных сигналов типа ARA-Req. Если сигнал ARA-Req обнаружен, мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа должен будет предпринять специальное действие в дополнение к обычной обработке входящего пакета. Сначала, мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа должен будет создать новый пакет, чтобы сообщить мобильному узлу 1000-1 (как определено в поле исходного адреса входящего пакета с сигналом ARA-Req) свой HoA. Этот пакет в дальнейшем упоминается как сигнал "ответа на адрес маршрутизатора доступа" или, сокращенно, "ARA-Res". Во-вторых, мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа должен будет удалить или перемаркировать входящий пакет с сигналом ARA-Req так, чтобы последующие маршрутизаторы последующего уровня не реагировали на ARA-Req. Таким образом, возможно, что только первый мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа, который обнаруживает сигнал ARA-Req в пакете, будет посылать ARA-Res мобильному узлу 1000-1. Также возможно, что когда мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа направляет на последующий уровень входящий пакет с сигналом ARA-Req, если никакой другой мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа не присутствует постоянно на последующем уровне, то тогда мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа последующего уровня также будет посылать сигнал ARA-Res на мобильный узел 1000-1.

Пакет ARA-Res, который мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа посылает мобильному узлу 1000-1, должен будет нести следующую информацию: (1) признаки, что этот пакет является ответом на ARA-Req, и (2) значение, указывающее HoA мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа. Как вариант, пакет ARA-Res может также нести часть первоначального пакета (пакета с ARA-Req), так чтобы мобильный узел 1000-1 мог проверить, что это достоверный ответ.

Для удаления ARA-Req правильный способ зависит от того, как реализуется ARA-Req. Если ARA-REQ является битом в заголовке пакета, мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа может просто стереть этот бит, чтобы удалить ARA-Req. Если ARA-Req реализуется как значение в опции тревоги маршрутизатора, мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа может просто пропустить опцию тревоги маршрутизатора, чтобы удалить ARA-Req, или изменить значение на некоторое другое значение так, чтобы последующие маршрутизаторы просто игнорировали опцию тревоги маршрутизатора.

После приема пакета ARA-Res, содержащего HoA мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа, мобильный узел 1000-1 может затем продолжить посылать новые сообщения BU своему домашнему агенту 1400-1 и(или) корреспондентскому узлу 1500-1 с помощью опции маршрутизатора доступа, содержащего HoA мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа. В это время мобильный узел 1000-1 не должен вставлять ARA-Req, а должен следовать поведению, предусмотренному в соответствии с решением ARO.

В итоге, мобильный узел 1000-1, когда посылает сообщение BU, будет следовать алгоритму, изображенного на Фиг. 2. На этапе S11000 мобильный узел 1000-1 проверяет, знает ли он HoA своего маршрутизатора доступа. Если он его знает (через информацию ARA-Info, извлеченную из информационного сообщения маршрутизатора, или через ранее полученное сообщение ARA-Res), то тогда мобильный узел 1000-1 будет вставлять опцию маршрутизатора доступа в BU со значением, равным HoA маршрутизатора доступа, как показано на этапе S11100. Если он его не знает, то мобильный узел 1000-1 будет затем вставлять сигнал ARA-Req в заголовок пакета сообщения BU, как указывается на этапе S11200.

Для мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа настоящее изобретение требует небольшой модификации способа, которым он обрабатывает входящие пакеты от одного своего входного интерфейса. Эта модификация показана на Фиг. 3. Сначала, на этапе S12000 мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа проверяет, присутствует ли в пакете сигнал ARA-Req. Если ничего не найдено, мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа переходит на этап S12300, где он следует обычной обработке входящего пакета. Если пакет содержит ARA-Req, он будет затем переходить на этап S12100 и этап 12200, прежде чем перейти к этапу S12300. На этапе 12100 мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа посылает пакет ARA-Res, содержащий его HoA, на адрес источника, указанный во входящем пакете. На этапе S12200 он удаляет сообщение ARA-Req из входящего пакета и на этапе S12300 выполняет обычную обработку входящего пакета.

Заметим, что при хранении HoA мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа мобильный узел 1000-1 должен хранить его вместе с информацией о своем текущем маршрутизаторе по умолчанию (то есть местном неподвижном маршрутизаторе 1100-1). Это делается так, что когда мобильный узел 1000-1 перемещается в новое местоположение, изменение его маршрутизатора по умолчанию будет заставлять его также удалять хранящийся HoA мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа.

Таким образом, в первом примере осуществления настоящего изобретения, мобильный узел имеет средства для изучения HoA мобильного маршрутизатора доступа последующего уровня, даже если между мобильным узлом и мобильным маршрутизатором доступа имеются другие маршрутизаторы. Это позволяет мобильному узлу вводить опцию маршрутизатора доступа в сообщения обновления связей, тем самым позволяя решению ARO функционировать обычным образом.

<Второй пример осуществления>

Второй пример осуществления настоящего изобретения описывает случай, касающийся наличия мобильного маршрутизатора 1200-1 доступа для сканирования всех пакетов, входящих через его входной интерфейс(-ы), чтобы найти сообщение обновления связи, посланное мобильным узлом 1000-1. Поскольку мобильный узел 1000-1 использует решение ARO, в сообщение обновления связи вводится специальный бит. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа будет знать, что отправитель поддерживает решение ARO, но не знает HoA своего маршрутизатора доступа. Мобильный маршрутизатор 1200-1 доступа затем сообщает свой HoA отправителю.

Для этого второго примера осуществления снова используется сценарий, показанный на Фиг. 1. Когда мобильный узел 1000-1 запускается в первый раз, он принимает информационное сообщение маршрутизатора от местного неподвижного маршрутизатора 1100-1. Мобильный узел 1000-1 затем конфигурирует CoA для самого себя, основываясь на префиксной информации, переносимой в информационном сообщении маршрутизатора. Далее,