CN101518122B

CN101518122B - 组播快速切换

Info

Publication number: CN101518122B
Application number: CN2007800355007A
Authority: CN
Inventors: 夏阳松; 白赛特·沙瑞卡亚
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: EP2067372A4; WO2008043306A1; EP2067372A1; US20080084847A1; CN101518122A; US8279829B2; EP2067372B1; EP3780737A1

Abstract

一种网络组件，包括用于实施一种方法的处理器，该方法包括接收来自移动节点(MN)的包括组播状态数据的组播监听状态(MLS)报告，将组播状态数据发送到接入路由器(AR)，与AR建立隧道，并且经由该隧道将与组播状态数据相关的至少一个组播数据流转发到AR。还公开了一种AR，用于实施一种方法，该方法包括接收MN的组播状态数据，评估该组播状态数据，指示AR是否支持该组播状态数据，与第二接入路由器建立隧道，并且经由该隧道从第二接入路由器接收与该组播状态数据相关的至少一个组播数据流。

Description

组播快速切换

技术领域

本发明涉及电信技术，更具体地涉及用于实现接收组播数据流的移动节点(MN)切换的系统和方法。

背景技术

现代通信网络包括若干组件，这些组件共同工作以允许移动节点(MN)与服务提供商通信。例如，网络可以使用多个路由器来互连服务提供商和MN。路由器在服务提供商、MN和/或其它组件之间路由数据包，从而允许MN和服务提供商彼此通信。路由器的一个具体类型，即接入路由器(AR)可以配置为具有允许其与MN直接通信的无线通信设备。每个AR具有有限的覆盖区域，因此该网络可以包括重叠配置的多个AR，从而当MN从一个地方移动到另一个地方时，向MN提供无线接入覆盖。

关于现有AR的一个问题是当MN从一个AR切换到另一个AR时存在延迟。具体地，在MN中止与前接入路由器PAR进行通信的时间和该MN与新接入路由器NAR建立通信的时间之间存在时间延迟。如果MN必须从一个覆盖区域移动到另一个覆盖区域，例如，当多个AR不具有重叠的覆盖区域时，那么该延迟可能影响很大。如果MN接收组播数据流，例如因特网协议(IP)电视，该延迟可导致MN不能接收或者错过组播数据流的重要部分。

发明内容

在第一方面，本公开包括具有处理器的网络组件，该处理器用于实现一种方法，该方法包括：接收含有来自MN的组播状态数据的组播监听状态MLS报告；将组播状态数据发送到AR；与AR建立隧道；以及将关于组播状态数据的至少一个组播数据流经由该隧道转发至AR。

在第二方面，本公开包括一种方法，该方法包括：获得MN的组播状态数据；将该组播状态数据发送到AR；向MN通知AR的组播服务能力；与AR建立隧道；以及将与所述组播状态数据关联的至少一个组播数据流经由该隧道转发到AR。

在第三方面，本公开包括一种AR，该AR用于实现一种方法，该方法包括接收MN的组播状态数据；评估该组播状态数据；指示AR是否支持该组播状态数据；与第二AR建立隧道；以及经由该隧道从第二AR接收与组播状态数据相关的至少一个组播数据流。

在第四方面，本公开包括一种方法，该方法包括将MLS查询发送到移动节点，其中该MLS查询包括指定的组播监听者查询。

在第五方面，本公开包括一种方法，该方法包括将MLS通告发送到移动节点，其中该MLS通告包括接入路由器的组播服务能力。

通过下面结合附图和权利要求的具体描述，这些和其它特征将变得更加容易理解。

附图说明

为了更全面的理解本公开，下面将结合附图和具体描述参考以下简要描述，其中相同的标号代表相同的部件。

图1是无线通信系统的实施例的示意图。

图2是用于组播快速切换的方法的实施例的协议图。

图3是用于组播快速切换的方法的另一实施例的协议图。

图4是用于组播快速切换的方法的另一实施例的协议图。

图5是组播组信息选项的实施例的示意图。

图6是指定组播监听者查询的实施例的示意图。

图7是组播监听状态通告的实施例的示意图。

图8是通用计算机系统的实施例的示意图。

具体实施方式

首先应当理解，尽管下面提供了一个或多个实施例的示例性实施，但是所公开的系统和/或方法可以使用许多技术来实施，无论是当前公知的或是现存的。本公开不应以任何方式局限于下面所示出的示例性实施、附图和技术，包括这里所示出并描述的示例性设计和实施，但是本公开可以在所附权利要求及其等价体的全部范围内进行修改。

在此公开了一种用于改进接收组播数据流的MN的切换的系统和方法。特别地，当MN的切换可能或即将发生时，MN的PAR获得MN的组播状态数据并将该MN的组播状态数据转发给MN将被切换到的NAR。当接收到组播状态数据，该NAR可以为MN的到来作准备，例如如果组播传送树尚未存在则建立组播传送树。此外，该PAR将MN的组播数据流通过隧道传送到NAR，其中该组播数据流缓冲在该NAR中直到MN连接到NAR。通过实施所公开的方法，该系统可以减少与MN切换相关的延迟和/或减少或基本消除在切换期间MN不能接收部分组播数据包的可能性。此外，该系统可以在没有使用任何专用移动信令的情况下减少切换延迟。

图1示出了无线通信系统100的实施例。该无线通信系统100可以包括MN 102、网络104、至少一个源112、至少一个代理114、核心路由器(CR 110)、PAR 106和NAR 108。PAR 106、NAR 108、源112和代理114可以直接或经由CR 110互相通信，如图1所示。此外，该PAR 106和NAR108可以优选地经由无线连接与MN 102通信。图1还示出，该MN 102可以从其与PAR106通信的位置迁移到其与NAR 108通信的位置。在下面更具体地讨论与这种迁移相关的切换。

MN 102可以是直接地或间接地与PAR 106和NAR 108接入或通信的任意设备。特别地，MN 102可以是经由PAR 106和NAR 108与源112和/或代理114通信的无线设备。如果PAR 106和/或NAR 108实施IP版本6(IPv6)，那么该MN 102可以是IPv6主机。适当的MN 102的例子包括个人数字助理(PDA)，便携式计算机，例如膝上型电脑、笔记本和写字板计算机、蜂窝电话和其它移动通信或计算系统。适当的MN 102的其它例子包括其它类型的计算机，例如桌上型电脑、工作站和使用无线网络连接的广告亭计算机。可选地，MN 102可以是对本领域普通技术人员公知的任意其它类型的计算机或通信设备。

网络104可以是适用于在这里所描述的部件之间进行通信的任意适当的网络。例如，网络104可以是接入服务网(ASN)、连接服务网(CSN)、多路ASN或CSN，或其组合。网络104可以包括基础设施，以实现与多个设备或网络进行通信，其中的多个设备或网络例如无线接入点(WAP)、基站收发信机(BTS)、基站控制器(BSC)、移动接入网关(MAG)、本地移动代理(LMA)、路由器、交换机、桥接器、和/或路由逻辑电路。适当的网络104的具体实例可以包括下面网络中的一个或多个：全球微波接入互操作(WiMAX)、无线保真(Wi-Fi)，码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、正交频分多址(OFDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM增强数据演进(EDGE)、通用移动电信系统(UMTS)、先进移动电话服务(AMPS)、电气和电子工程师协会(IEEE)802无线网络或其它无线网络其中之一。在另一个实施例中，网络104可以是公共交换电话网络(PSTN)、分组交换网(PSN)、企业内部网、因特网、局域网(LAN)或对本领域普通技术人员公知的任何其它网络。

该无线通信系统100可以包括至少一个源112，该源可以位于或可以不位于网络104内。源112可以是组播源，其中源112经由CR 110、PAR 106和/或NAR 108将组播数据流传送到MN 102。特别地，源112可以从MN 102接收订制请求，建立组播传送树，并经由组播传播传送树将组播数据流发送到MN 102。该源112也可以在MN 102内进行单播或广播通信，按照本领域公知的形式。在一个具体实施例中，源112向多个MN 102提供组播多媒体内容，例如IP电视、视频流、音频流等。

无线通信系统100可以包括至少一个代理114，其可以位于也可以不位于网络104内。代理114可以是网络元件或功能体，该功能体用于：管理MN 102、将分组通过隧道传送到其它网络104内的其它代理114、通告可以作为隧道终点的定位器或转交地址(CoA)、维护MN 102的当前位置信息、管理MN 102的标识符或归属地地址(HoA)和/或在MN 102和源112之间路由消息或数据。在具体实施例中，PAR 106可以是归属地AR，NAR可以是外地AR。在该实施例中，与PAR 106相关的代理114可以是归属地代理(HA)，与NAR 108相关的代理114可以是外地代理(FA)。

CR 110、PAR 106和NAR 108可以是在多个节点之间路由数据分组的路由器、桥接器、交换机或任何其它设备。更具体地，CR 110可以是核心节点，其中CR 110不直接与MN 102通信。因此，CR 110仅可以在网络104内与节点通信，例如PAR 106、NAR 108、源112和/或代理114。相反，PAR 106和NAR 108可以是向MN 102提供无线接入网覆盖的固定点。此外，PAR106和/或NAR 108可以配置有至少一个缓冲器或功能体，该功能体可以用于与其它AR 106、108和/或MN 102建立隧道。在具体实施例中，PAR 106和NAR 108可以是MN 102遇到的第一个IP路由器，例如宽带远程接入服务(BRAS)、媒体接入网关(MAG)或接入服务网络网关(ASN-GW)。可选地，PAR 106和NAR 108可以是3GPP网络中的网关通用分组无线业务(GPRS)支持节点(GGSN)或3GPP2网络中的分组数据服务节点(PDSN)。

在实施例中，基于MN 102切换中PAR 106的暂时位置，可以将PAR 106与NAR 108相区分。具体地，因为切换前PAR 106是MN默认路由器而切换后NAR 108是MN默认路由器，从而可以将PAR 106与NAR 108相区分。在该情况下，MN 102可具有在PAR子网内有效的先前的转交地址(PCoA)，并可具有在NAR子网中有效的新的CoA(NCoA)。在具体的实施例中，MN 102切换是移动IPv6(FMIPv6)的快速切换。

在实施例中，CR 110、PAR 106和NAR 108可以具有组播服务能力。组播服务能力是路由器建立组播发送树和/或转发组播业务到组播用户的能力，例如MN 102的能力。虽然CR 110、PAR 106和NAR 108可以具有相同的组播服务能力，但是值得注意的是CR 110、PAR 106和NAR 108可以具有不同的组播能力。例如，由于不同的本地方案、路由处理能力等，CR110、PAR 106和/或NAR 108可以具有不同的组播能力。

图1所示的一个或多个组件可以配置了组播监听状态(MLS)。该MLS可以指示组播组，该组播组是特定主机所订制的。例如，MLS可以包括一个或多个记录，其中每个记录可以包括IPv6组播地址、滤波器模式和源列表。该组播主机和组播路由器，例如CR 110、PAR 106和NAR 108，分别维护其每个接口的MLS。因此，基于相同链路上每个主机的MLS，可以合并任何组播路由器的MLS。因此，如果两个MN 102正在与PAR 106通信并正在接收相同的数据流，那么PAR 106可以包括单个用于组播数据流的MLS。

MLS的配置可以取决于网络配置。在点对点链路模式中，AR 106、108为每个链路分配单独的、唯一的前缀或一组唯一的前缀。在该实例中，可以将MLS在AR 106、108和MN 102之间同步。也就是，AR 106、108通过组播监听者发现(MLD)消息交换可以准确地知道MN的MLS。相反，在共享链路模式中，MN 102中的MLS不同于AR 106、108中的MLS。因此，AR 106、108不能准确地知道MN的MLS。当MLD代理服务器用于MN 102和AR 106、108之间时，情况也是如此。

图2是用于组播快速切换的方法200的一个实施例的协议图。方法200收集MN的MLS，允许在PAR和NAR之间协商关于MN订制的组播服务，并在切换期间将组播数据流从PAR通过隧道传送到NAR。方法200可以表征为预定操作模式，因为PAR和/或MN在切换之前预测NAR。在MN、PAR和/或NAR检测到MN切换可能或即将发生的任意时间，可以在MN、PAR和NAR之间实施方法200。

方法200在步骤202以MLS查询开始。具体地，无论何时PAR检测到MN切换可能或即将发生，PAR可以向MN发送MLS查询。在实施例中，MLS查询包括在此描述的指定组播监听者请求(DMLQ)。在步骤204可以发送该MLS报告以响应于MLS查询。MLS报告可以包括MN的MLS，并且可以包括组播监听报告，该报告是由Vida等人在名称为“MulticastListener Discovery Version 2(MLDv2)for IPv6”的因特网工程任务组(IETF)文件RFC 3810(以下称为Vida)中定义的，这里通过参考引入其全部内容。在可选实施例中，方法200可以在步骤204中以未经恳求的MLS报告开始。具体地，当MN检测到将要进行切换时，MN可以将未经恳求的MLS报告发送到PAR。在该实施例中，在步骤202中无MLS查询。在另一个可选实施例中，PAR可具有与MN同步的组播状态数据，或相反该PAR知道该MN的组播状态数据，因此可以不需要与MN交互以获得MN的组播状态数据。

在具体实施例中，MLS查询和/或MLS响应包括组播地址选项，该选项是由Suh等人在名称为“Fast Multicast Protocol for Mobile IPv6 in the FastHandovers Environments”的IETF文件dfaft-suh-mipshop-fmcast-mip6-00(以下称为Suh)中定义的，这里通过参考引入其全部内容。在某些情况下，例如在代理移动IPv6(PMIPv6)中，不可以应用该机制，因为在MN和AR或MAG之间没有任何移动性相关的信令交换。

方法200可以在步骤206继续切换初始化(HI)。HI可以是由PAR发送到NAR的关于MN切换的消息。具体地，HI可以向NAR提供关于MN组播组的信息和/或可以在PAR和NAR之间发起组播服务协商。HI可以包括在此描述的组播组信息选项(MGIO)，也可以类似于单播切换消息，该单播切换消息是由Koodli等人在名称为“Fast Handovers for Mobile IPv6”IETF文件dfaft-ietf-mipshop-fmipv6-rfc4068bis-02(以下称为Koodli)中定义的，这里通过参考引入其全部内容。

方法200可以在步骤208继续进行MN的组播订制评估。在评估组播订制中，NAR可以确定NAR是否支持HI中定义的MN的MLS。该确定可以包括检查NAR的组播状态数据以确定NAR是否已经正在接收一个或多个MN的组播数据流。如果NAR已经正在接收MN的组播数据流，则NAR可以采取步骤以确定该组播数据流不被丢弃，例如，如果所有订制那些组播组的其它MN在该MN到达之前离开NAR。如果NAR没有接收一个或多个MN的组播数据流，则NAR可以可选择地确定其是否能够接收那些组播数据流，和/或开始建立组播发送树，从而获得MN的组播数据流。

可以使用任何公知方法建立组播发送树。例如，在协议独立组播——共享模式(PIM-SM)中，AR向路由器发送PIM加入消息，该路由器是组播组的无源专用分布树的根，例如图1中的CR 110。随后加入消息通过逐次跳跃传送到该组的根路由器，例如源112。因为加入消息经过每个路由器传送，在每个路由器处示例出了该组的组播传送树状态。从而，当这些路由器接收到组播数据流时，它们向其接收到加入消息的路由器发送组播数据分组。因此，PIM-SM提供一个公知方法用于任意路由器以建立组播传送树。其它组播传送树的构造方法对于本领域普通技术人员来说是公知的。

回到图2，方法200可以在步骤210继续进行切换确认(HAck)消息。HAck可以是由NAR作为HI的响应发送到PAR的消息。具体地，HAck消息可以为PAR提供关于NAR支持的MN组播组的信息和/或结束在PAR和NAR之间的组播服务协商。HAck可以包括在此描述的MGIO并可以类似于Koodli定义的单播切换消息。如果NAR不是组播路由器或不支持任何MN组播订制，那么可从HAck消息中排除MGIO。

方法200可以在步骤212继续进行MLS通告。PAR可以使用MLS通知来向MN通知NAR的组播服务能力。例如，MLS通告可以包括在此描述的MLS通告(MLSA)。如果NAR不支持某些MN的组播组，那么MN可以终止那些组播组会话或使用在MN和HA之间的双向隧道返回归属地订制。

方法200可以在步骤214继续进行组播数据流传送。具体地，在PAR和NAR之间建立隧道以携带MN的组播数据流。如果需要，该隧道也可以携带MN的单播和/或通告数据流。可以使用任意公知的方法建立该隧道，例如使用建立单播数据流隧道的方法。尽管单播隧道可以携带多个MN的组播数据流，但优选地可以建立单个隧道用于每个MN的组播数据流，使得在MN切换完成后，能够将该隧道拆除或解除。在具体实施例中，在建立隧道时，可以生成组播隧道定时器，当组播定时器超时时，例如，在预定时间量之后，则拆除该隧道。该组播定时器应该足够长以允许NAR加入适当的组播传送树。可选地，当MN正在从NAR直接接收其组播数据流时，NAR和/或PAR能够检测到并同时拆除该隧道。此外，可选地，当通过该隧道发送最后一个组播数据分组时，NAR和/或PAR可以拆除该隧道。

封装的隧道业务可以使用封装报头中的组播数据流信息。一般来说，用报头封装隧道业务，当该业务离开隧道后移除该报头。根据建立隧道所使用的具体隧道协议，该报头可以是单层或者可以是多层。当存在单隧道层时，则封装的组播业务可以使用组播源地址作为内部源地址，使用组播地址作为内部目的地址，使用PAR地址作为外部源地址，使用MN的新CoA作为外部目的地址。对于FMIPv6情况也是如此。可选地，可以有两个隧道层。因此，封装的组播业务可以使用组播源地址作为内部源地址，使用组播地址作为内部目的地址，使用PAR或先前的MAG的代理服务器CoA作为媒体源地址，使用MN的归属地地址作为媒体目的地址，使用PAR或先前的MAG的代理服务器CoA作为外部源地址，使用NAR或新MAG的代理服务器CoA作为外部目的地址。对于快速PMIPv6情况也是如此。

方法200可以在步骤216继续进行分组缓存。NAR可以缓存从NAR经由隧道接收的分组。如果NAR已经建立MN的组播传送树，则NAR也可以，例如从图1中的CR 110，开始直接接收MN的组播数据流。当NAR直接或者通过隧道从PAR接收组播数据流时，一些组播分组可能是重复的。NAR可以仅发送重复的或唯一的全部分组到MN，并由MN确定是否丢弃该分组。

回到图2，当MN与PAR断开连接时，方法200在步骤218继续进行。如在此所使用的，术语“断开连接”包括允许MN断开连接或相反的与PAR分离的任何信令或其它行为。如在此所使用的，术语“连接”包括允许MN连接或与NAR关联的任何信令或其它行为。信令可以包括在此描述的MLS报告，或向NAR通知MN的MLS的其它信令类型。如果NAR没有建立MN的组播传送树，则它可以根据接收的信令来操作。

方法200可以在步骤222结束组播分组传送。具体地，NAR可以向MN通告其支持的组播服务，并且向MN传送MN的组播数据流。如果NAR已经缓存某些MN的组播分组，那么NAR可以基于先进先出(FIFO)传送该分组。MN也可以使用NCoA发起其组播信令过程。一旦NAR直接接收到MN的组播数据流，PAR可以停止经过隧道发送MN的组播数据流。随后NAR和/或PAR可以拆除该隧道或指示PAR拆除该隧道。

图3是用于组播快速切换的方法300的另一个实施例的协议图。与方法200相似，方法300收集MN的MLS，允许在PAR和NAR之间协商关于MN所订制的组播服务，并在切换期间从PAR到NAR传送该组播数据流。还与方法200相似的是，方法300可以表征为预定操作模式。然而，方法300与方法200的不同之处在于方法300允许MN从PAR接收快速绑定确认(FBack)。在MN、PAR和/或NAR检测到MN切换可能或即将发生的任何时间，可以在MN、PAR和NAR之间实施方法300。

方法300可以在步骤302以路由器请求代理服务器通告(RtSolPr)开始。RtSolPr可以是从MN到PAR的请求用于潜在切换的信息的消息。方法300可以在步骤304继续进行代理路由器通告(PtRtAdv)。PtRtAdv可以是从PAR到MN的消息，该消息提供关于用于迅速移动检测的相邻链路的信息和/或作为网络发起的切换的触发。该RtSolPr和PrRtAdv可以允许MN了解未来的NCoA并获得关于NAR的一些信息。

方法300可以在步骤306进行快速绑定更新(FBU)。FBU可以是从MN到PAR的消息，其指示PAR将MN的业务重定向到NAR。FBU的目的可以是授权PAR将PCoA绑定到NCoA，使得能够将到达的分组传送到MN的新位置，例如经由NAR。如果需要，FBU可以包括MN的组播状态数据。方法300可以在步骤308继续进行HI，在步骤310继续进行MN的MLS评估，在步骤312继续进行HAck，以上步骤与上面所描述的基本相同。

方法300可以在步骤314继续进行FBack。FNack可以是从PAR到MN的消息，该消息向MN通知NCoA和/或指示MN与PAR断开连接。也可以将该FBack发生到NAR以确认NCoA的使用和/或通知NAR该MN正在与PAR断开连接。方法300可以在步骤316继续进行MN业务传送，在步骤318缓存MN业务，以及在步骤320将MN与PAR断开连接，这些步骤与上面所描述的基本相同。

方法300可以在步骤322继续进行快速邻居通告(FNA)。FNA可以是从MN到NAR的消息，用于通知其到NAR的连接。当MN没有接收到FBack时，FNA也可以确认NCoA的使用。最后，方法300可以在步骤324结束MN分组传送，这些步骤与上面所描述的基本相同。

图4是用于组播快速切换的方法400的另一个实施例的协议图。与方法200和300类似，方法400在切换期间将组播数据流从PAR发送到NAR，但是仅在MN与NAR连接之后。此外，MN在切换之前不从PAR接收FBack或发送任何MN组播状态数据。因此，方法400可以表征为反应操作模式。在MN、PAR和/或NAR检测到MN切换可能或即将发生的任何时间，可以在MN、PAR和NAR之间实施方法400。

方法400可以包括RtSolPr 402、PrRtAdv 404并在步骤406MN与PAR断开连接，这些步骤与上面所描述的基本相同。然而，当在步骤406处MN与PAR断开连接时，PAR在步骤408缓存MN的组播业务。PAR缓存可以与上述NAR缓存基本相同。此外，在步骤410处，当MN连接到NAR时，MN可以将FBU发送到NAR。可以将FBU封装在FNA中并且该FBU包括在此描述的MGIO。随后NAR可以在步骤412评估MN的MLS并在步骤414将FBU发送到PAR。随后该PAR可以将FBack 416发送到NAR。MN的MLS、FBU、FNA以及FBack的评估与上面所描述的基本相同。

随后在步骤418，NAR建立到该NAR的隧道并将缓存的组播分组发送到该NAR。随后在步骤420，PAR建立到MN的隧道并将相关的组播业务传送到该MN。这两个隧道的建立与上面所描述的基本相同。与在步骤420隧道的建立基本同时，MN可以如上所述发起具有NCoA的组播信令。一旦NAR已经构造了组播传送树，NAR可以如上所述将组播业务直接传送到MN并拆除PAR-NAR隧道。

图5示出了组播组信息选项MGIO 500的实施例，MGIO 500可以是FMIPv6的扩展。如上所述，在FBU、HI和/或HAck消息中可以包括至少一个MGIO 500，从而能够进行组播上下文传送和组播服务协商。例如，PAR可以从MN收集MLS并在HI中使用MGIO将组播上下文发送到NAR。此外，NAR可以在HAck中使用MGIO回复所支持的组播业务。如果需要，在HI和HAck消息中可以包括多个MGIO。

MGIO 500可以包括类型字段502、长度字段504、记录类型字段506、至少一个保留字段508、组播地址字段510和/或源地址字段512。类型字段502可以由用户定义，大约8个八位字节长和/或在MGIO 500的首个八位字节开始。长度字段504可以是可变选项，其定义MGIO 500的长度，大约8个八位字节长和/或在MGIO 500的第九个八位字节开始。记录类型字段506可以指组播地址记录的类型，大约8个八位字节长和/或在MGIO 500的第17个八位字节开始。在Vida中定义了多个地址记录类型。可以将保留字段508保留用于其它用途，由发射机初始化为零，并被接收机忽略，其大约8个、32个或40个八位字节长度和/或在MGIO 500的第25个八位字节开始。组播地址字段510可以指定组播组地址，大约32或128个八位字节长和/或在MGIO 500的第65个八位字节开始。源地址字段512可以指定该组播组的发送方的N个单播地址的矢量，其中N是单播地址的数量，大约n*32个八位字节长，其中n是整数，和/或在MGIO 500的第193个八位字节开始。

图6示出了组播监听者查询DMLQ 600的实施例，DMLQ 600可以作为MLDv2扩展使用。如上所述，组播路由器可以将DMLQ 600发送到MN用于该MN的MLS。DMLQ 600具有与在Vida中定义的其它查询相同的格式，其中所述其它查询即一般查询、组播地址具体查询和组播地址和源具体查询。

DMLQ 600可以包括类型字段602、编码字段604、校验和字段606、最大响应编码字段608、至少一个保留字段610、组播地址字段612、S标记614、查询者健壮性变量(QRV)字段616、查询者的查询间隔编码(QQIC)字段618、N字段620和/或源地址字段622。类型字段602可以由用户定义，被设置为类型＝30，大约8个八位字节长和/或在DMLQ 600的首个八位字节开始。编码字段608、校验和字段606、最大响应编码字段608以及保留字段610可以具有与Vida定义的相同含义。具体地，编码字段604可以由发射机初始化为零，并被接收机忽略，其大约8个八位字节长度和/或在DMLQ 600的第9个八位字节开始。校验和字段606可以是标准因特网控制消息协议版本6(ICMPv6)校验和，其包括整个MLDv2消息加上IPv6报头字段的“伪报头”，大约16个八位字节长和/或在DMLQ 600的第17个八位字节开始。最大响应编码字段608可以指在发送响应报告前所允许的最大时间，大约16个八位字节长和/或在DMLQ 600的第65个八位字节开始。可以将保留字段610保留用于其它用途，由发射机初始化为零，并被接收机忽略，其大约4个、16个或24个八位字节长和/或在DMLQ 600的第49个八位字节开始。

S标记614、QRV字段616和/或QQIC字段618可以用于将不同组播路由之间的操作与相同链路同步，这些字段在Vida中定义。S标记614可以指示任何接收组播路由器，当收听到查询时其必须抑制其执行的正常定时器更新，该标记614大约1个八位字节长和/或在组播地址字段612后的第5个八位字节开始。QRV字段616可以包括查询者使用的健壮性变量，大约3个八位字节长和/或在组播地址字段612后的第6个八位字节开始。QQIC字段616可以指定查询者使用的请求间隔，大约8个八位字节长和/或在组播地址字段612后的第9个八位字节开始。在实施例中，S标记614、QRV字段616和/或QQIC字段618可能不是必须的，因为消息是单播的并且其它组播路由器不能接收该消息。在该情况下，S标记614、QRV字段616和/或QQIC字段618可以设为0。

组播地址字段612可以设为0，使得MN能够报告其MLS，该字段大约n*32个八位字节长，其中n是整数，和/或在DMLQ 600的第129个八位字节开始。N字段620可以表示源的数目，设置为0，大约16个八位字节长，和/或在组播地址字段612后的第17个八位字节开始。源地址字段622可以指定该组播组的发射机的N个单播地址的矢量，其中N是单播地址的数量，该字段大约n*32个八位字节长，其中n是整数，和/或在DMLQ600的第193个八位字节开始。在实施例中，以有效IPv6链路一本地源地址发送DMLQ 600，以及目的地址字段包括用于MN的任意有效单播地址。

图7示出了MLSA 700的实施例，MLSA 700也可以用作MLDv2扩展。可以通过组播服务器发送MLSA 700以通告MN可用的组播服务。MLSA700的格式与在Vida中定义的组播监听者报告消息相似。

MLSA 700可以包括类型字段702、至少一个保留字段704、校验和字段706、M字段708和/或组播地址字段710。类型字段702可以由国际因特网地址分配委员会(IANA)分配或由用户定义，可以设定类型＝143，该字段大约8个八位字节长度，和/或在MLSA 700的第一个八位字节开始。保留字段704和校验和字段706可以具有与在Vida中定义的相同含义。具体地，保留字段704可以保留用于其它用途，由发射机初始化为零，并被接收机忽略，该字段大约8个、16个或24个八位字节长度，和/或在MLSA700的第9个八位字节开始。校验和字段704可以是标准ICMPv6校验和，其包括全部MLDv2消息加上IPv6报头字段的“伪报头”，该字段大约16个八位字节长，和/或在MLSA 700的第17个八位字节开始。M字段708可以指定在报告中出现的组播地址记录的数目，该字段大约16个八位字节长度，和/或在MLSA 700的第49个八位字节开始。最后，组播地址字段710可以包括MN能够在发送该通告的链路上订制的组播组信息。

在此描述的方法可以具有多种优点。当MN从PAR移动到NAR时，总的组播切换时间包括链路层(L2)延迟、网络层(L3)连接延迟和组播信令延迟。该关系可以定义如下：

切换时间＝L2延迟+L3网络连接延迟+组播信令延迟

L2延迟在本领域是公知的并且可能是不可避免的和/或相对固定的。相对照，L3网络连接延迟包括与发现默认路由器相关的延迟、CoA配置和复制地址检测，而组播信令延迟包括与加入组播组和构造组播传送树相关的延迟，以上两种延迟是可变的并且可通过在此描述的方法减小。具体地，通过在NAR中缓存相关组播业务可以减少切换延迟。此外，MN能够在链路层切换之前通过在此所描述的RtSolPr和PrRtAdv交互来结束网络连接。最后，在构造新的传送树之前通过使用在PAR和NAR之间的隧道可以使用旧的传送树。因此，减小了总的切换时间。此外，在PAR或NAR处的缓存以及将组播数据流分组传送到MN会使MN在切换期间丢失更少的或接收几乎全部组播分组。最后，使用多种前面所定义的信号，允许PAR在没有使用任何专用移动性信令的情况下向NAR发送MN的组播状态数据，其中这些信号如在此所描述的进行了修改。

尽管上面根据IPv6描述了实施例，本领域普通技术人员可以理解，本发明公开也可应用于IPv4。具体地，在此描述的MLD旨在包括因特网组管理协议(IGMP)，在此描述的FMIPv6旨在包括快速移动IPv4(FMIPv4)，在此描述的IPv6组播业务旨在包括IPv4业务。本领域普通技术人员可以理解本发明公开的其它方面可以应用于IPv4。

上述网络可以在任何通用网络组件中实施，例如计算机或具有足够处理能力的网络组件、存储器资源和用于处理位于其上的必要工作负荷的网络吞吐量。图8示出了典型的通用网络组件，其适于实施在此公开的节点的一个或多个实施例。网络组件800包括处理器802(其可以称为中央处理单元或CPU)，该处理器与存储器设备通信，该存储器设备包括二级存储单元804、只读存储器(ROM)806、随机访问存储器(RAM)808、输入/输出(I/O)设备810和/或网络连接设备812。该处理器可以实现为一个或多个CPU芯片或可以实现为一个或多个专用集成电路(ASIC)的一部分。

二级存储单元804通常包括一个或多个硬盘驱动器或磁盘驱动器，二级存储单元804用于数据的非易失性存储以及如果RAM 808没有大到足以容纳全部工作数据则用作溢出数据存储设备。当选择执行程序时，二级存储单元804可以用于存储下载到RAM 808中的该程序。ROM 806用于存储指令以及可能存储在程序执行中读取的数据。ROM 806是非易失性存储设备，其相对于二级存储单元更大的存储容量通常而具有较小的存储容量。RAM 808用于存储易失性数据并可能用于存储指令。对于ROM 806和RAM808的访问通常快于二级存储单元804。

尽管在本发明公开中提供了若干实施例，但是应该可以理解，所公开的系统和方法可以体现为许多其它具体形式而不脱离本发明公开的精神或范围。本发明实例应当视为示例性的而不是限制性的，并且目的不是局限于在此给出的细节。例如，在其它系统中可以结合或集成多个元件或组件或者忽略或不实现某些特征。

此外，在多个实施例中分立地或独立地描述和示出的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法组合或集成，而不脱离本发明公开的范围。按照耦合或直接耦合或彼此通信示出或描述的其它项可以通过电、机械等方式间接耦合或通过一些接口、设备或中间组件进行通信。本领域技术人员可以得到其它变形、替换或替代实例，而不脱离在此公开的精神和范围。

Claims

1.一种用于组播快速切换的方法，包括：

当移动节点MN的切换可能或即将发生时，前接入路由器获得所述MN的组播状态数据；

所述前接入路由器将所述组播状态数据发送到所述MN将被切换到的新接入路由器NAR；

所述前接入路由器向所述MN通知所述NAR的组播服务能力；

所述前接入路由器与所述NAR建立隧道；以及

在所述MN切换到所述NAR期间所述前接入路由器经由所述隧道将与所述组播状态数据相关的至少一个组播数据流转发到所述NAR。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述前接入路由器向所述MN通知所述NAR的组播服务能力包括：所述前接入路由器将组播监听状态MLS通告发送到所述MN，其中所述MLS通告包括所述组播服务能力。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述NAR不支持与所述组播状态数据相关的全部组播组，并且其中所述MN终止与所述NAR不支持的组播组的任何会话，或者使用所述MN和归属地代理之间的双向隧道返回到归属地订制。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在没有MIPv6或FMIPv6信令的情况下，所述前接入路由器从所述MN获得所述组播状态数据。

5.一种用于组播快速切换的方法，包括：

当移动节点MN的切换可能或即将发生时，所述MN将被切换到的新接入路由器NAR从所述MN的前接入路由器PAR接收所述MN的组播状态数据；

所述NAR评估所述组播状态数据；

所述NAR向所述PAR指示所述NAR是否支持所述组播状态数据；

所述NAR与所述PAR建立隧道；以及

在所述MN切换到所述NAR期间所述NAR经由所述隧道从所述PAR接收与所述组播状态数据相关的至少一个组播数据流。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述方法还包括所述NAR缓存所述组播数据流，直到在所述NAR和所述MN之间建立通信。

7.如权利要求5所述的方法，其中所述NAR评估所述组播状态数据包括：

所述NAR确定组播监听状态MLS；

所述NAR将所述MLS与所述组播状态数据进行比较；以及

所述NAR为在所述MLS中不存在的任何组播状态数据建立组播传送树。

8.如权利要求5所述的方法，其中所述方法还包括所述NAR接收与所述组播传送树相关的第二组播数据流。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述组播数据流和所述第二组播数据流是相同的数据流。

10.如权利要求5所述的方法，其中所述NAR支持经由所述隧道接收的所述组播数据流。