CN101448237B - 移动ip中家乡链路的发现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种移动IP中家乡链路的发现方法,包括:步骤1,在UE初次附着到网络时,接入网络路由器为UE分配地址,UE将地址作为转交地址;步骤2,UE在获得了家乡代理的地址后与家乡代理建立安全联盟,以及家乡代理为UE分配家乡地址并发送给UE;以及步骤3,UE将家乡地址与转交地址进行比较,并在家乡地址与转交地址相同的情况下,确定UE在家乡链路上附着。因此,采用本发明的方法,不需要对UE进行预先配置也不需要用户参与,具有较好的应用灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,更具体地,涉及一种移动IP中家乡链路的发现方法。
背景技术
交互的无线局域网络(Interworking Wireless Local AreaNetwork,I-WLAN)是指一个与第三代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project,3GPP)网络交互的WLAN网络。I-WLAN主要由无线局域网接入网络(WLAN Access Network)、无线局域网接入网关(WLAN Access Gateway,WAG)、分组数据网关(Packet DateGateway,PDG)及其他支撑节点构成。交互的目的是使WLAN接入技术能够与3GPP核心网基础设施合作,以使WLAN用户能够通过WLAN接入网络接入3GPP分组服务。
通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)接入网络由 3GPP无线接入网络(GSM EDGE Radio AccessNetwork/UMTS Terrestrial Radio Access Network,GERAN/UTRAN)、服务GPRS支持节点(Serving GPRS SupportNode,SGSN)、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node,GGSN)及其他支撑节点构成。
移动用户具有I-WLAN和GPRS接入网络接入能力时,在两种接入网络之间切换时需要保持业务连续性。3GPP标准组织已经决定采用双栈移动因特网协议第六版(Dual-Stack Mobile InternetProtocol version 6,DSMIPv6)作为保持这种业务连续性的技术解决方案。这个技术解决方案可以使得移动用户在I-WLAN和GPRS接入网络之间切换后IP地址保持不变,以实现业务连续。
图1是I-WLAN网络与3GPP网络之间移动性解决方案(I-WLAN Mobility)的架构图。
如图1所示,用户设备(User Equipment,UE)可以接入I-WLAN网络与3GPP网络。GGSN和PDG都可以认为是接入路由器(AccessRouter,AR)。在上述I-WLAN网络与3GPP网络之间加入了家乡代理(Home Agent,HA),以及相应的三个接口:H1(HA和UE之间)、H2(HA和3GPP AAA Server之间)和H3(HA和AR之间)。
3GPP演进的分组系统(Evolved Packet System,EPS)由演进的UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,E-UTRAN)、服务网关(Serving Gateway,S-GW)、分组数据网络网关(P-GW,Packet Data Network GateWay,PDN GW)及其他支撑节点组成。S-GW是与E-UTRAN相连的接入网关设备,在E-UTRAN和PDN GW之间转发数据,并且负责对寻呼等待数据进行缓存;P-GW则是EPS与PDN(Packet Data Network)网络的边界网关,负责PDN的接入、在EPS与PDN间转发数据等功能。
图2是非3GPP网络接入EPS网络的架构图。
如图2所示,EPS支持与非3GPP网络的互通。P-GW作为3GPP与非3GPP网络间的锚点。当用户使用基于终端的移动IP协议通过E-UTRAN接入EPS网络时使用S2c接口,S2c接口是UE与P-GW间的接口。
移动IP协议是一种在因特网(Internet)上提供移动功能的网络层方案,使节点在切换链路时不中断正在进行的通信。特别是移动IP提供了一种IP路由机制,使得在移动节点接入外地链路时仍然可以通过其家乡地址被访问。
以下将解释关于移动IP的重要专有名词:
移动节点(Mobile Node):指移动IP中能够从一个链路的连接点移动到另一个连接点,同时,仍能通过其家乡地址被访问的节点。
家乡代理(Home Agent):指移动节点家乡链路上的一个路由器。当移动节点离开家乡链路时,能截取其家乡链路上的目的地址为移动节点家乡地址的数据包,通过隧道转发到移动节点注册的转交地址。
家乡地址(Home Address,HoA):指分配给移动节点的永久的IP地址,属于移动节点的家乡链路。标准的IP路由机制会把发给移动节点家乡地址的分组发送到其家乡链路。
转交地址(Care Of Address,CoA):指移动节点访问外地链路时获得的IP地址。这个IP地址的子网前缀是外地子网前缀。
家乡链路(Home Link):指对应于移动节点家乡子网前缀的网络。
外地链路(Foreign Link):指除了其家乡链路之外的任何链路。
绑定(Binding):指移动节点家乡地址和转交地址之间的关联。
当UE作为移动节点接入I-WLAN Mobility系统或EPS网络时,移动IP协议(DSMIPv6)被用来保持用户IP地址不变,以维持用户业务连续性。在UE接入I-WLAN Mobility系统和EPS网络时,GGSN、PDG和P-GW作为用户接入路由器(AR)会为UE分配接入网地址,当用户使用移动性业务时,该地址将做为转交地址(CoA)。当UE使用移动性业务时,UE发起因特网密钥交换第2版(Internet Key Exchange version 2,IKEv2)与HA建立安全联盟,在IKEv2过程中,HA会为UE分配IP地址(HoA)并把该地址发给UE。
当UE接入家乡链路时不使用移动IP协议,不在HA将家乡地址和转交地址的绑定。I-WLAN Mobility系统可以配置GPRS或I-WLAN为用户的家乡链路;在EPS网络中可以配置用户的家乡链路为EPS接入网络(EUTRAN)。当用户接入上述配置的家乡链路时,现有技术中有三种方法可以使得用户发现当前接入的链路是家乡链路:
方法一,将UE的家乡地址,家乡代理地址等信息静态配置在UE中,UE检测当前IP链路上的路由器广播,如果广播内容中的链路地址前缀与其家乡地址的前缀一致,即认为接入家乡链路;
方法二,UE的链路层检测当前的接入技术,根据预先配置的信息决定当前的接入网络是否是家乡链路,并通知IP层;
方法三,UE收到当前的接入信息,由用户选择当前的接入链路是否是家乡链路。
上述方法一和二需要在UE中配置相应信息,降低了使用的灵活性;上述方法三需要用户参与,增加了使用的复杂度,影响用户体验。
在I-WLAN Mobility系统中存在这样的网络设置情况:用户接入路由器(AR,可以是GGSN或PDG)与用户家乡代理(HA)合设,即一个设备同时具有AR和HA的功能。在EPS网络中P-GW具有AR和HA的功能。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提出了一种移动IP中家乡链路的发现方法,包括:步骤1,在UE初次附着到网络时,接入网络路由器为UE分配地址,UE将地址作为转交地址;步骤2,UE在获得了家乡代理的地址后与家乡代理建立安全联盟,以及家乡代理为UE分配家乡地址并发送给UE;以及步骤3,UE将家乡地址与转交地址进行比较,并在家乡地址与转交地址相同的情况下,确定UE在家乡链路上附着。
根据本发明的发现方法,还包括:在UE返回到家乡链路时,UE判断家乡链路上广播的路由通告消息中的前缀信息与UE的家乡地址的前缀信息是否相同;如果判断结果为相同,则UE认为返回到家乡链路,并向家乡代理发送绑定更新消息;以及家乡代理收到绑定更新消息后,解除转交地址与家乡地址在家乡代理里的绑定关系。
在绑定更新中,转交地址和家乡地址设定为相同。
其中,接入网络路由器和家乡代理共享相同的地址空间,并且使用相同的标识信息标识UE。
在接入网络路由器和家乡代理中的任一个为UE分配地址时,包括以下步骤:根据UE的标识信息查询是否已经为UE分配地址;以及在查询到已经分配地址的情况下,为UE分配与已分配地址相同的地址。
在接入网络路由器为UE分配地址后还包括以下处理:接入网络路由器在地址分配表中登记UE的标识信息、分配给UE的地址以及标识信息与分配地址的关联关系。
此外,在建立安全联盟的过程中包括以下处理:家乡代理通过UE的标识信息与分配地址的关联关系在地址分配表中检索分配给UE的地址;以及如果检索到对应于标识信息的地址,则家乡代理将检索到的地址作为家乡地址。
根据本发明的方法,将接入网络路由器功能和家乡代理功能在同一设备中实现。
当网络是通用分组无线业务网络时,接入网络路由器为网关GPRS支持节点GGSN。
当网络是交互的无线局域网络时,接入网络路由器为分组数据网关。
当网络是演进的分组系统网络时,接入网络路由器为分组数据网络网关P-GW。
根据本发明的发现方法,其特征在于,UE的标识信息为国际移动用户标识。
因此,采用本发明的方法,不需要对UE进行预先配置也不需要用户参与,具有较好的应用灵活性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是I-WLAN网络与3GPP网络之间移动性解决方案(I-WLAN Mobility)的架构图;
图2是非3GPP网络接入EPS网络的架构图;
图3是根据本发明的发现方法的流程图;
图4是根据本发明方法的第一实施例的流程图;
图5是根据本发明方法的第二实施例的流程图;
图6是根据本发明方法的第三实施例的流程图;
图7是根据本发明方法的第四实施例的流程图;
图8是根据本发明方法的第五实施例的流程图;以及
图9是根据本发明方法的第六实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图3是根据本发明的发现方法的流程图。
如图3所示,包括:
S302,在UE初次附着到网络时,接入网络路由器为UE分配地址,UE将地址作为转交地址;
S304,UE在获得了家乡代理的地址后与家乡代理建立安全联盟,以及家乡代理为UE分配家乡地址并发送给UE;以及
S306,UE将家乡地址与转交地址进行比较,并在家乡地址与转交地址相同的情况下,确定UE在家乡链路上附着。
根据本发明的发现方法,还包括:在UE返回到家乡链路时,UE判断家乡链路上广播的路由通告消息中的前缀信息与UE的家乡地址的前缀信息是否相同;如果判断结果为相同,则UE认为返回到家乡链路,并向家乡代理发送绑定更新消息;以及家乡代理收到绑定更新消息后,解除转交地址与家乡地址在家乡代理里的绑定关系。
在绑定更新中,转交地址和家乡地址设定为相同。
其中,接入网络路由器和家乡代理共享相同的地址空间,并且使用相同的标识信息标识UE。
在接入网络路由器和家乡代理中的任一个为UE分配地址时,包括以下步骤:根据UE的标识信息查询是否已经为UE分配地址;以及在查询到已经分配地址的情况下,为UE分配与已分配地址相同的地址。
在接入网络路由器为UE分配地址后还包括以下处理:接入网络路由器在地址分配表中登记UE的标识信息、分配给UE的地址以及标识信息与分配地址的关联关系。
此外,在建立安全联盟的过程中包括以下处理:家乡代理通过UE的标识信息与分配地址的关联关系在地址分配表中检索分配给UE的地址;以及如果检索到对应于标识信息的地址,则家乡代理将检索到的地址作为家乡地址。
根据本发明的方法,将接入网络路由器功能和家乡代理功能在同一设备中实现。
当网络是通用分组无线业务网络时,接入网络路由器为网关GPRS支持节点GGSN。
当网络是交互的无线局域网络时,接入网络路由器为分组数据网关。
当网络是演进的分组系统网络时,接入网络路由器为分组数据网络网关P-GW。
根据本发明的发现方法,其特征在于,UE的标识信息为国际移动用户标识。
当UE首次在网络附着时,UE从网络获取IP地址,UE将该IP地址作为CoA,当UE获得了HA的地址后,UE与该HA建立安全联盟,在该过程中HA为该UE分配HoA(或前缀),UE将上述CoA与该HoA比较,若CoA与HoA相同(或前缀相同)时,则UE认为自己驻留在家乡链路,此时,UE不需发送移动IPv6的绑定更新消息给HA,移动IPv6协议不启动。在此过程中,HA需能查询分配给UE的CoA,并将该CoA作为HoA分配给UE。一种可行的方式是将HA与分配CoA的AR合设,并且在HA和AR中使用相同的标识信息(可为UE的IMSI(International Mobile SubscriberIdentity,国际移动用户标识))标识UE,当HA给UE分配HoA时,首先根据UE的标识信息查询是否已给该UE分配了IP地址(即CoA),若已分配,则返回相同的IP地址给UE。
当UE从外地链路切换回到家乡链路时,家乡链路的AR在给UE分配CoA时,根据UE的标识信息查询是否已给该UE分配了IP地址(即HoA),若已分配,则AR根据上述IP地址的前缀生成路由通告,并发送给UE。UE收到该路由通告后判断该路由通告中的上述IP地址前缀与HoA的前缀相同,则认为回到家乡链路。UE发送去绑定更新消息给HA,其中的CoA与HoA相同,目的是解除该UE在HA中的绑定关系。上述过程要求AR能根据UE标识信息查询HA给UE分配HoA,一种可行的方法是将HA与AR合一,并且在HA和AR中使用相同的标识信息标识UE。
上述过程中,当UE在家乡链路附着时,为UE分配CoA的接入网络路由器(AR)和为UE分配HoA的家乡代理(HA)需共享相同的地址空间,并且使用相同的标识信息标识该UE。当其中的一种设备(HA或AR)为UE分配IP地址时,总是先根据UE的标识信息查询是否已为该UE分配IP地址,若已分配,则该设备为该UE分配相同的IP地址。一种可行的实现方式是将AR与HA合设,并且该二逻辑设备共享地址分配表。
实施例1、2和3描述的是UE附着到家乡链路的情况。
图4是根据本发明方法的第一实施例的流程图。
如图4所示,本实施例描述的是UE接入GPRS网络,GPRS网络是UE的家乡链路,GGSN(AR)与HA合设,各步骤描述如下:
S402,UE接入GPRS网络,GGSN(AR)为UE分配IP地址(CoA),并在地址分配表中登记该UE的标识信息与分配给该UE的IP地址(或前缀)的关联,UE的标识信息可为UE的IMSI,AR功能模块与HA功能模块共享该地址分配表;
S404,UE与HA功能模块建立安全联盟,在建立安全联盟的过程中HA功能模块通过用户标识信息(IMSI)在上述地址分配表中检索GGSN(AR)为UE分配的IP地址(或前缀),若查到相应条目,则HA将该条目所对应的IP地址(或前缀)作为HoA在建立安全联盟的过程中发送给UE;以及
S406,UE比较HoA的前缀与CoA的前缀,若相同,则认为在家乡链路附着,UE不启动MIPv6协议栈。
图5是根据本发明方法的第二实施例的流程图。
如图5所示,本实施例描述的是UE接入I-WLAN网络,I-WLAN网络是UE的家乡链路,PDG(AR)与HA合设,各步骤描述如下:
S502,UE接入I-WLAN网络,PDG(AR)为UE分配IP地址(CoA),并在地址分配表中登记该UE的标识信息与分配给该UE的IP地址(或前缀)的关联,UE的标识信息可为UE的IMSI,AR功能模块与HA功能模块共享该地址分配表;
S504,UE发起与HA功能模块建立安全联盟,在建立安全联盟的过程中HA功能模块通过用户标识信息(IMSI)在上述地址分配表中检索PDG(AR)为UE分配的IP地址(或前缀),若查到相应条目,则HA将该条目所对应的IP地址(或前缀)作为HoA在建立安全联盟的过程中发送给UE;以及
S506,UE比较HoA的前缀与CoA的前缀,若相同,则认为在家乡链路附着,UE不启动MIPv6协议栈。
图6是根据本发明方法的第三实施例的流程图。
如图6所示,本实施例描述的是UE接入EPS网络,EPS网络是UE的家乡链路,P-GW具有AR与HA功能,各步骤描述如下:
S602,UE接入EPS网络,P-GW的AR功能模块为UE分配IP地址(CoA),并在地址分配表中登记该UE的标识信息与分配给该UE的IP地址(或前缀)的关联,UE的标识信息可为UE的IMSI,AR功能模块与HA功能模块共享该地址分配表;
S604,UE与HA功能模块建立安全联盟,在建立安全联盟的过程中HA功能模块通过用户标识信息(IMSI)在上述地址分配表中检索AR功能模块为UE分配的IP地址(或前缀),若查到相应条目,则HA将该条目所对应的IP地址(或前缀)作为HoA在建立安全联盟的过程中发送给UE;以及
S606,UE比较HoA的前缀与CoA的前缀,若相同,则认为在家乡链路附着,UE不启动MIPv6协议栈。
实施例4、5和6描述的是UE从外地链路切换回到家乡链路的情况。
图7是根据本发明方法的第四实施例的流程图。
如图7所示,本实施例描述的是UE从外地链路切换回GPRS网络,GPRS网络是UE的家乡链路,GGSN(AR)与HA合设,各步骤描述如下:
S702,UE接入GPRS网络,GGSN(AR)通过用户标识信息(IMSI)在地址分配表中检索HA功能模块为UE分配的IP地址(或前缀),若查到相应条目,则GGSN(AR)将该条目所对应的IP地址(或前缀)作为CoA发送给UE;
S704,UE比较切换前在外地链路接入时保存的HoA的前缀与从GGSN(AR)获得的IP地址(CoA)的前缀,若相同,则认为回到家乡链路;以及
S706,UE发送去绑定更新给HA,其中的CoA与HoA设为相同,HA收到该消息后解除UE的CoA和HoA的绑定关系。
图8是根据本发明方法的第五实施例的流程图。
如图8所示,本实施例描述的是UE从外地链路切换回I-WLAN网络,I-WLAN网络是UE的家乡链路,PDG(AR)与HA合设,各步骤描述如下:
S802,UE接入I-WLAN网络,PDG(AR)通过用户标识信息(IMSI)在地址分配表中检索HA功能模块为UE分配的IP地址(或前缀),若查到相应条目,则PDG(AR)将该条目所对应的IP地址(或前缀)作为CoA发送给UE;
S804,UE比较切换前在外地链路接入时保存的HoA的前缀与从PDG(AR)获得的IP地址(CoA)的前缀,若相同,则认为回到家乡链路;以及
S806,UE发送去绑定更新给HA,其中的CoA与HoA设为相同,HA收到该消息后解除UE的CoA和HoA的绑定关系。
图9是根据本发明方法的第六实施例的流程图。
如图6所示,本实施例描述的是UE从外地链路切换回EPS网络,EPS网络是UE的家乡链路,P-GW具有AR与HA功能,各步骤描述如下:
S902,UE接入EPS网络,P-GW的AR功能模块通过用户标识信息(IMSI)在地址分配表中检索HA功能模块为UE分配的IP地址(或前缀),若查到相应条目,则AR功能模块将该条目所对应的IP地址(或前缀)作为CoA发送给UE;
S904,UE比较切换前在外地链路接入时保存的HoA的前缀与从AR功能模块获得的IP地址(CoA)的前缀,若相同,则认为回到家乡链路;以及
S906,UE发送去绑定更新给HA,其中的CoA与HoA设为相同,HA收到该消息后解除UE的CoA和HoA的绑定关系。
综上所述,采用本发明的方法,不需要对UE进行预先配置也不需要用户参与,具有较好的应用灵活性。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种移动IP中家乡链路的发现方法,其特征在于,包括:
步骤1,在UE初次附着到网络时,接入网络路由器为所述UE分配地址;
步骤2,所述UE在获得了家乡代理的地址后与所述家乡代理建立安全联盟,以及所述家乡代理为所述UE分配家乡地址并发送给所述UE;以及
步骤3,所述UE将所述家乡地址与所述接入网络路由器分配的所述地址进行比较,并在所述家乡地址与所述接入网络路由器分配的所述地址相同的情况下,确定所述UE在家乡链路上附着;
其中,所述接入网络路由器和所述家乡代理共享相同的地址空间,并且使用相同的标识信息标识所述UE;在所述接入网络路由器和所述家乡代理中的任一个为所述UE分配地址时,包括以下步骤:
根据所述UE的标识信息查询是否已经为所述UE分配地址;以及
在查询到已经分配地址的情况下,为所述UE分配与所述已分配地址相同的地址。
2.根据权利要求1所述的发现方法,其特征在于,还包括:
在所述UE返回到所述家乡链路时,所述UE判断所述家乡链路上广播的路由通告消息中的前缀信息与所述UE的所述家乡地址的前缀信息是否相同;
如果判断结果为相同,则所述UE认为返回到所述家乡链路,并向所述家乡代理发送绑定更新消息;以及
所述家乡代理收到所述绑定更新消息后,解除所述接入网络路由器分配的所述地址与所述家乡地址在家乡代理里的绑定关系。
3.根据权利要求2所述的发现方法,其特征在于,在所述绑定更新中,所述接入网络路由器分配的所述地址和所述家乡地址设定为相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发现方法,其特征在于,在所述接入网络路由器为所述UE分配地址后还包括以下处理:
所述接入网络路由器在地址分配表中登记所述UE的标识信息、分配给所述UE的地址以及所述标识信息与分配地址的关联关系。
5.根据权利要求4所述的发现方法,其特征在于,在建立安全联盟的过程中包括以下处理:
所述家乡代理通过所述UE的标识信息与分配地址的关联关系在所述地址分配表中检索分配给所述UE的地址;以及
如果检索到对应于所述标识信息的地址,则所述家乡代理将所述检索到的地址作为家乡地址。
6.根据权利要求4所述的发现方法,其特征在于,将所述接入网络路由器功能和所述家乡代理功能在同一设备中实现。
7.根据权利要求5所述的发现方法,其特征在于,将所述接入网络路由器功能和所述家乡代理功能在同一设备中实现。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的发现方法,其特征在于,将所述接入网络路由器功能和所述家乡代理功能在同一设备中实现。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是通用分组无线业务网络时,所述接入网络路由器为网关GPRS支持节点GGSN。
10.根据权利要求4所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是通用分组无线业务网络时,所述接入网络路由器为网关GPRS支持节点GGSN。
11.根据权利要求5所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是通用分组无线业务网络时,所述接入网络路由器为网关GPRS支持节点GGSN。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是交互的无线局域网络时,所述接入网络路由器为分组数据网关。
13.根据权利要求4所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是交互的无线局域网络时,所述接入网络路由器为分组数据网关。
14.根据权利要求5所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是交互的无线局域网络时,所述接入网络路由器为分组数据网关。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是演进的分组系统网络时,所述接入网络路由器为分组数据网络网关P-GW。
16.根据权利要求4所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是演进的分组系统网络时,所述接入网络路由器为分组数据网络网关P-GW。
17.根据权利要求5所述的发现方法,其特征在于,当所述网络是演进的分组系统网络时,所述接入网络路由器为分组数据网络网关P-GW。
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