CN101523842A

CN101523842A - Vrm选择

Info

Publication number: CN101523842A
Application number: CN200680056059A
Authority: CN
Inventors: A·瓦尔科; Z·图兰伊; C·克斯泽; A·伊瓦萨基; K·尼斯达
Original assignee: NTT Docomo Inc; Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: NTT Docomo Inc; Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2009-09-02
Also published as: EP2050243B1; US20100182960A1; EP2050243A1; JP4851589B2; US8077648B2; WO2008018150A8; JP2010500783A; WO2008018150A1

Abstract

提供了一种方法、一种网络系统和一种路由器，能够减少VRM或VLM变化的机会，以便减少信令，因此有助于更好的可扩展性。该方法适用于在基于IP的网络系统中使用的移动性管理，该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息。根据该方法，其中MN当前位于的受访路由管理器(VRM)监视MN，当前与MN通信的AR辨别MN是否正在移出其连接性范围，并且VRM辨别MN是否正移出它的控制范围。然后，该方法根据辨别结果将移动性管理从当前AR转换到新的AR，并且根据辨别结果将移动性管理从当前VRM转换到新的VRM。

Description

VRM选择

技术领域

本发明涉及VRM(受访路由管理器)的选择，更具体地涉及在移动节点在其中来回移动的基于IP的网络系统中所使用的VRM的选择。

背景技术

基于IP的IMT网络平台(在下文中称作“IP²”)是在路由优化和位置隐私方面支持终端移动性的网络体系结构，(参见Manhee Jo、Takatoshi Okagawa、Masahiro Sawada、Masami Yabusaki的“Addressinterchange procedure in mobility management architecture for IP-basedIMT network platform(IP²)(对于基于IP的IMT网络平台(IP²)的移动性管理体系结构中的地址互换程序)”，10th International Conference onTelecommunications ICT’2003，2003年2月23日)。IP²的基础是网络控制层(NCPF)与传输网络层(IP-BB)的分离。在所述IP²体系结构中，所述NCPF控制所述IP-BB。所述IP-BB包括具有附加的分组处理功能的IP路由器，所述附加的分组处理功能比如有临时分组缓冲或者地址交换。所述NCPF包括智能地命令所述IP-BB实体的信令服务器。

移动终端(或者在下文中被称作“MN”的移动节点)被分配了具有IP地址的形式的永久性终端标识符。此外，MN从在它们所附属的接入路由器(AR)被分配了路由地址。所述路由地址特定于所述MN的位置，因此为了支持位置隐私，不应向其他MN揭示它。当所述MN移动到另一个AR时，从该新的AR处的可用路由地址的集合中为该MN分配新的路由地址。所述MN的终端标识符(IPha：“IP归属地址”)与其路由地址(IPra：“IP路由地址”)之间的绑定被所述AR传达给所述NCPF。更具体来说，所述地址被发送到所述MN的受访路由管理器(LRM)，其支配该MN在受访网络中的移动。所述VRM又向所述MN的归属路由管理器(HRM)通知所述IPra。

当一个MN(MN1)希望向另一个MN(MN2)发送分组时，MN1使用MN2的IPha作为所述分组中的目的地地址，并且把该分组传送到其AR(AR1)。AR1(其被称作发送AR)检测出所述分组是被寻址到MN2的IPha，并且查询NCPF。更具体来说，它向MN2的HRM查询MN2的IPra。所述HRM对所述查询做出响应，并且把MN2的IPra与MN2的IPha一起存储在AR1中。随后把所述分组的目的地地址(MN2的IPha)替换成MN2的IPra，并且源地址(MN1的IPha)被替换为MN1的IPra。这一操作被称作地址交换。随后利用传统的IP转发把所述分组递送到拥有MN2的IPra的节点，即AR2。AR2(接收AR)随后把所述分组的目的地和源地址分别替换成MN2和MN1的IPha。最后，AR2传递该分组到MN2。

IP²的一个重要功能是AR通知。每当MN2移动到新的AR时，该新的AR就为MN2分配新的IPra，并且向所述VRM通知该新的IPra。随后，所述LRM更新所述HRM，所述HRM又更新AR1。实际上，所述HRM更新具有向MN2发送分组的MN的所有AR。也就是说，当AR向所述HRM查询MN1的IPra时，所述HRM存储进行查询的该AR的身份，并且当MN1的IPra改变时，所述HRM更新所有的这种AR。把这一行为称为所述AR预订了特定IP²终端标识符的更新。所述AR在所述HRM处做出的关于IP²终端标识符的每一次查询都导致该AR在该给定HRM处预订该给定的IP²终端标识符。

IP2中的MN可以处于活动或休眠状态(Dormant state)。以上的描述对应活动状态。在此状态下，VRM和HRM以精细的AR粒度跟踪MN的移动性和位置。当MN在相当长的时段内不通信时，它移动或被移动到休眠状态。在此状态下，VRM和HRM移除关于给定MN的任何状态。现在，由不同的实体，即位置管理器(LM)以较低的粒度来跟踪MN的位置。AR被分组到位置区域(LA)，LA确定在休眠状态下的位置跟踪的粒度。当MN从一个小区移动到另一个小区时，MN不通知网络。而是，当MN移动到新的LA时，它通知网络。然后，它将位置更新消息发送给LA的一个AR。AR进而又将它转发到受访LM(VLM)。当CN(通信节点)希望将分组发送给MN时，它的AR将查询发送给MN的HRM。不具有关于MN的信息的HRM查询这样的HLM，该HLM知道当前VLM和MN之间的关系。VLM寻呼其当前位置区域中的MN。然后，在VRM和HRM两者中MN被激活、VRM被选择并且路由状态被建立，其然后就可以响应原始查询。

本发明试图解决的问题是由AR选择VRM。换句话说，AR如何知道VRM的地址以报告新的AR的到来及其相关IPra？此外，当MN从休眠状态移动到活动状态时AR如何选择VRM？这个问题很重要，因为VRM管理MN的本地状态。为了能够实现无缝移动性管理，AR将向同一VRM通知MN的移动。即使选择了新的VRM(例如，由于性能的原因而选择更近的一个)，旧的VRM的身份对于新的VRM必须是已知的，以便允许将MN的上下文从旧的VRM传递到新的VRM并且从旧的VRM中移除该状态。

类似地，VLM的选择也构成有待解决的一个问题。

由于IP²是最近提出的，尚未有关于上述问题的任何解决方案。然而，存在一些可用于类似协议中的方法。

在由E.Gustafsson、A.Jonsson和C.Perkins在2003年11月的draft-ietf-mobileip-reg-tunnel-08(工作正在进行中)中提出的“Mobile IPRegional Tunnel Management(移动IP区域隧道管理)”中描述的区域登记，和由Hesham Soliman、Claude Catelluccia、Karim El Malki、LudovicBellier在2004年6月15日在draft-ietf-mipshop-hmipv6-02(工作正在进行中)中描述的“Hierarchical Mobile IPv6 mobility management(HMIPv6)(分层移动IPv6移动性管理(HMIPv6))”，也是移动性协议。然而，它们不包括路由管理器。分别由网关外区代理(GFA)和移动性锚点(MAP)管理节点移动性。两者都充当移动性知晓(aware)分组转发实体，比如IP²情况下的AR。在这些协议中，由MN选择MAP或GFA。接入路由器(或MIPv4情况下的外区代理)在代理广告消息中广告可用GFA和MAP的地址。这允许移动节点选择一个。每次MN移动到新的AR时，它将在登记(或M1Pv6中的绑定更新)消息中声明它当前的(或新选的)GFA和MAP。当新的GFA或MAP被选择时，MN可以包括有关旧的那个的信息以允许上下文传递。

另一个普通的解决方案将是静态地为每个AR指配一个VRM并且总是将报告发送给那个VRM。

上述两种方法存在几个问题。

如果MN选择VRM的身份，那么网络不能控制所选择的VRM。这是不幸的，因为它防止网络将MN移动到具体VRM或者从具体VRM移走MN。(这可能是有用的，例如当VRM需要暂时关闭进行维护时。)

极少终端中心的方法并不让MN选择VRM，但却知道其当前的VRM的身份。在这种情况下，它可以明确地告诉AR要通知哪个VRM。然而，这导致将网络内部暴露给MN，这是非常不可取的。此外，它允许恶意节点，例如通过故意指定错误的VRM等等，对网络进行各种攻击。

如果AR具有总是用于报告的预先指定的VRM，那么如果MN移至具有不同配置的VRM的AR则错误的VRM被选中。在这种情况下，无论是新的VRM还是新的AR都不了解旧的VRM的身份。因此，上下文传递是不可能的。

发明内容

因此，作为对常规技术的上述缺点的响应，构思本发明。

例如，根据本发明的一种方法、一种网络系统以及一种路由器，能够降低VRM或VLM变化的机会，以便减少信令，并且有助于更好的可扩展性。

根据本发明的一个方面，优选地，提供了一种在基于IP的网络系统(1)中使用的移动性管理方法，其中该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该方法包括步骤：确定移动节点是否是活动的；如果移动节点是活动的，则经由其中移动节点当前所位于的受访路由管理器(VRM)监视移动节点；首先辨别移动节点是否正在移出当前正在与移动节点通信的接入路由器(AR)的连接性范围；其次辨别移动节点是否正在移出当前管理移动节点的移动性的受访路由管理器(VRM)的控制范围；根据在第一和第二辨别步骤中的辨别结果将当前接入路由器保持的上下文传递给新的接入路由器(35)。

优选地该方法进一步包括步骤：在移动节点上，在传递上下文之前，接收来自新接入路由器的广告信号；以及响应广告信号，将激活信号从移动节点发送到新的接入路由器。

优选地该方法进一步包括步骤：在传递上下文之后，将激活通知从新的接入路由器发送到受访路由管理器(VRM)。

优选地，该上下文传递是以路由高速缓存表格的形式执行的。

请注意，位置管理器(LM)和路由管理器(RM)负责移动性管理。

另外，注意到，传递步骤是在这样的情况下被执行的，即其中在第二辨别步骤中辨别出移动节点仍然位于当前管理移动节点的移动性的受访路由管理器(VRM)的控制范围内。

优选地，在传递上下文之前，将当前接入路由器的身份告知新的接入路由器。

根据本发明的另一方面，优选地提供了一种基于IP的网络系统，该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，其中每个接入路由器包括：用于确定移动节点是否活动的装置；在确定该移动节点是活动的情况下，用于监视它当前所位于其中的移动节点的移动性的装置；用于辨别当前正在与之通信的移动节点是否正在移出连接性范围的装置；以及用于根据辨别结果将当前保持的上下文传递给新的接入路由器的装置，并且每个路由管理器包括：用于辨别当前正在被管理的移动节点是否正在移出控制范围的装置。

根据本发明的另一个方面，优选地提供了一种在基于IP的网络系统中使用的路由器，其中该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该路由器包括：用于监视其中它当前所位于的移动节点的移动性的装置；用于辨别当前正在与之通信的移动节点是否正在移出连接性范围的装置；以及根据辨别结果将当前保持的上下文传递给新的接入路由器的装置。

在其中存在这样的可能性，即移动节点可能移出当前管理移动节点的移动性的受访路由管理器的控制范围这样的情况下，下述方法适用。

更具体地说，一种在基于IP的网络系统(1)中使用的移动性管理方法，其中所述网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该方法包括步骤：确定移动节点是否活动；如果移动节点是活动的，则通过其中移动节点当前所位于的受访路由管理器(VRM 120)监视移动节点；首先辨别移动节点是否正在移出当前正在与移动节点通信的接入路由器(37，38)的连接性范围；其次辨别移动节点是否正在移出当前管理移动节点的移动性的受访路由管理器(VRM 120)的控制范围；以及根据第一和第二辨别步骤中的辨别结果将当前受访路由管理器(VRM 120)保持的上下文传递给新的受访路由管理器(VRM 121)。

优选地该方法进一步包括步骤：将激活信号从移动节点发送给其中该移动节点新移入的新接入路由器(39)；以及，响应激活信号，将激活通知从新的接入路由器发送给新的受访路由管理器(VRM 121)。

优选地该方法进一步包括步骤：由新的受访路由管理器(VRM 121)响应激活通知，向移动节点的归属路由管理器(HRM 122)查询关于当前受访路由管理器(VRM 120)的信息；以及在传送上下文之前，接收来自归属路由管理器的关于当前受访路由管理器的信息的响应。

在上面的方法中，多个接入路由器优选地被分组到区域(区域1，区域2)，每个区域具有两个或更多的接入路由器，接入路由器为同一移动节点选择同一受访路由管理器。只要移动节点在该区域内来回移动，则当前的接入路由器和新的接入路由器优选地都选择同一路由管理器。请注意，两个或更多的接入路由器优选地彼此相邻。

进一步优选地，多个接入路由器的每一个具有受访路由管理器的优先次序列表，用于选择当从移动节点接收到激活信号(ACT)时使用的新的受访路由管理器。

另外请注意，传递步骤在这样的情况下执行的，即其中在第二辨别步骤中辨别出移动节点正在移出当前正在管理移动节点的移动性的受访路由管理器(VRM 120)的控制范围。

在上述方法适用的情况下，下面的基于IP的网络系统是优选的。

更具体地说，一种基于IP的网络系统，其包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，其中每个接入路由器包括：用于监视其中它当前所位于的移动节点的移动性的装置；以及用于辨别新的移动节点是否正在移入连接性范围的装置；以及用于根据辨别结果向相应路由管理器通知关于新的移动节点正在移入的事实的装置，并且每个路由管理器包括：用于基于通知检测新的移动节点正在移入控制范围的装置；以及用于接收从另一个负责移动性管理的路由管理器传送的上下文的装置。

一种用于上述系统的路由器，其中所述系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该路由器优选地包括：用于监视它当前所位于的移动节点的移动性的装置；用于辨别新的移动节点是否正在移入连接性范围的装置；以及根据辨别结果向相应的路由管理器通知新的移动节点正在移入的事实的装置。

此外，在移动节点处于休眠的情况下，下面的方法适用。

更具体地说，一种在基于IP的网络系统(1)中使用的移动性管理方法，其中该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该方法包括步骤：确定移动节点是否是活动的；如果移动是休眠的，则由受访位置管理器(VLM 110)监视移动节点的位置；辨别移动节点是否正在移出当前正在管理移动节点的移动性的受访位置管理器(VLM 110)的控制范围；以及根据辨别步骤中的辨别结果将当前的受访位置管理器(VLM 110)保持的位置信息传递给新的受访位置管理器(VLM 111)。

优选地在上述方法中，当将移动性管理从当前受访位置管理器转换到新受访位置管理器时，发生传递位置信息。

上述方法优选地进一步包括步骤：由新受访位置管理器向移动节点的归属位置管理器(HLM)查询关于当前受访位置管理器的信息；以及，在传递位置信息之前，从归属位置管理器接收关于当前受访位置管理器的信息的响应。

请注意，多个接入路由器优选地被分组到区域(LA1，LA2)，并且每个位置管理器负责位于同一组中的移动节点的位置管理。只要移动节点在同一区域内来回移动，则在同一区域内的所有接入路由器优选地选择同一位置管理器。

更具体地说，一种基于IP的网络系统，其包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，其中每个路由管理器包括：用于监视当前它所位于的移动节点的位置的装置；用于辨别当前正在被监视的移动节点是否正在移出管理范围的装置；以及用于根据辨别结果将位置管理从当前位置管理器转换到新的位置管理器的装置。

本发明特别有利，因为当移动节点移动时，VRM或VLM变化的机会减少，信令因此减少。

采用适当的配置，当前的VRM或VLM以高概率被选择。这有助于扩展性。

根据下面结合附图所做的描述中，本发明的其他特点和优势将变得显而易见，其中在整个附图中相同的附图标记指代相同或相似的部分。

附图说明

附图被并入说明书中并且构成说明书的一部分，该附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起，用来解释本发明的原理。

图1是示出了根据本发明的典型实施例的基于IP的网络系统的概念性示意图；

图2是示出了当MN处于活动时在MN切换时的AR-AR上下文传递的概念框图；

图3是示出了在MN切换时HRM辅助的VRM-VRM上下文传递的概念框图；

图4示出了当MN处于休眠时在MN切换时的HLM辅助的VLM-VLM上下文传递的概念框图；以及

图5是示出了移动性管理过程的流程图。

具体实施方式

现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。

图1是示出了根据本发明的典型实施例的IP²网络系统的概念性示意图。

该网络系统包括作为功能的一部分的起移动性管理作用的NCPF 1和IP-BB(IP骨干)2。该NCPF1包含位置管理器(LM)11和路由管理器(RM)12，当移动节点休眠时，位置管理器(LM)11管理移动节点的位置信息和执行寻呼，当移动节点活动时，路由管理器(RM)12执行分组路由和切换控制。

如图1所示，IP-BB 2包含接收/传送分组的多个路由器(接入路由器)31、32和33，以及中继分组的多个路由器(中继路由器)。请注意，接入路由器和中继路由器通常被称作“路由器”。每个路由器包含控制单元、高速存取存储器和高速数据输入/输出单元。接入路由器可以分别连接到与移动节点(MN)无线地通信的一个或多个基站(BS)41、42和43。基站41、42和43分别包括天线41a、42a和43a。

在图1的例子中，移动节点51通过指定移动节点52的IPha(IP宿主地址)为最终目的地来发送分组。起接入路由器(AR1)作用的路由器31接收分组、执行路由选择、以及将该分组传递到被连接到基站42的路由器32(AR2)，基站42能够经由多个中继路由器与移动节点52通信。

请注意，经由如本发明的背景部分所描述的地址转换来执行上述分组传递。

当移动节点52移出基站42的范围时，移动节点52的控制被切换到另一个路由器(在图1的情况中为路由器33)。在该情况下，如图1所示执行路由选择，起接入路由器(AR3)作用的路由器33接收分组并且经由基站43和连接到接入路由器的天线43a将它们传递给移动节点。

如上面所讨论的，当移动节点为活动时，受访路由管理器(VRM)执行分组路由和切换控制，而当移动节点为休眠时，受访位置管理器(VLM)管理移动节点的位置信息并且执行寻呼。

由于移动节点在活动模式下总是来回移动，传送分组到移动节点/从移动节点接收分组的接入路由器保持变化。根据移动节点从当前接入路由器(例如图1中的路由器32)移动多远或者移动到何处，不仅是接入路由器而且是受访路由管理器(VRM)可能不得不改变。

除此之外，即使当移动节点处于休眠模式下时，因为移动节点总是来回移动，受访位置管理器(VLM)可能需要改变，这取决于移动节点从当前受访位置管理器移动多远或者移动到何处。

取决于移动节点的状态和移动节点的移动，根据这一实施例的网络系统执行下列过程。

(1)AR-AR上下文传递

一般情况下，当移动节点(MN)处于活动时执行这一过程，并且在切换之前和切换之后在同一VRM下执行移动性管理。

在这一方法中，当前的接入路由器(例如图1中的AR2)向新的接入路由器(例如图1中的AR3)通知正在服务的VRM的身份。也就是说，在切换中新的AR应当从当前AR中拾取该信息。

图2示出了当移动节点(MN)处于活动时在切换中的AR-AR上下文传递的概念框图。

当移动节点(MN)51移出当前接入路由器(旧的AR)34的连接性范围时，旧的AR不再能够经由基站(BS)44传送分组到移动节点51/从移动节点51接收分组。当移动节点51经由基站(BS)45从新的接入路由器(新的AR)35接收广告信号时，移动节点51发送激活信号(ACT)。这在图2中被示出为“1.ACT”。

然后，新的AR 35从旧的AR 34接收路由高速缓存表格。这在图2中被示出为“2.AR上下文”。此外，新的AR将激活通知发送给受访路由管理器(VRM)120。这在图2中被示出为“3.AN”。VRM 120响应该通知，并且回送确认和更新信号。这在图2中被示出为“4.IPU_CST(源终端的IP更新高速缓存器)”。此外，VRM 120将删除信号发送给旧的AR34，以便使旧的AR 34删除有关MN的全部信息。这在图2中被示出为“5.IPD”。

但是，对于这一方法来说要想工作存在一些要求：

1.在登录时或当移动到活动状态时，第一AR必须选择或者被通知要使用的VRM。

2.新的AR必须知道旧的AR的身份。

新的AR知道旧的AR的身份的方式如下。

1.MN保持旧的AR标识符。当将激活信号(ACT)发送给新的AR时，MN将旧的AR标识符添加到激活信号。然后，新的AR从所接收的激活信号中提取旧的AR标识符。

2.每个AR保持邻近AR的列表。当从MN接收到ACT时，新的AR向所列的AR查询已经发送该ACT的MN。如果旧的AR被包含在所列的AR中，并且接收该查询，则旧的AR响应查询，将路由高速缓存表格发送给新的AR。请注意，高速存取存储器可能保持这样的路由高速缓存表格。

3.如果旧的AR出现故障(这可能是MN要切换的原因)，则必须有一些退却机制，让新的AR选择或被通知要使用的VRM。这种机制并不需要非常有效或快速，因为它仅作为异常被调用。

如从上面的描述中显然可见，如果由于其他原因，比如QoS、数据验证、报头压缩等，AR保持有关MN的上下文，这种方法适用。在这种情况下，上述三项要求不管怎样必须被满足，并且将VRM的身份添加到AR的每MN上下文很容易。

这种方法的好处是它的简单性。缺点是它要求发生AR-AR上下文传递。这可能导致旧的AR与新的AR之间的信令增加。然而，只要旧的AR和新的AR相互靠近，与AR-AR上下文传递有关的这样的信令增加被局部化，包括旧的AR、新的AR和VRM之间的信令的总的信令可以被最小化。

因此，即使新的AR具有当前VRM地址，如果新的AR和旧的AR相互靠近，则发生AR-AR上下文传递。

(2)HRM辅助的VRM变化

一般情况下，当移动节点(MN)处于活动时执行这一过程，并且在切换之前和之后在不同的VRM下执行移动性管理。

通常，一个VRM控制多个接入路由器。存在许多VRM，每个处理在NCPF中的多个接入路由器。因此，在由VRM控制的AR与由另一VRM控制的AR之间必须存在边界，尽管这些AR彼此邻近。

因此，当移动节点从AR移动并跨越这种边界到邻近AR时，这些两个邻近AR可能是由不同VRM控制的。

在这种情况下，当新的AR接收激活信号(ACT)时，新的AR无法接收关于移动节点的信息。

当AR-AR上下文传递机制不是期望的或如上所述不可用时，本方法适用。这也可以是如果上面部分中所列出的3个要求之一由于一些原因没有满足时的情况。

图3是示出了在MN切换时HRM辅助的VRM-VRM上下文传递的概念框图。

在此方法中，每个AR具有所配置的默认VRM选择机制。基本思路是，AR被分组到区域，区域中的AR为同一MN选择同一VRM。在图3的例子中，路由器36、37和38被分组到区域1，而路由器39和40被分组到区域2。区域1内的路由器36-38选择VRM 120作为默认VRM，而路由器39和40选择VRM 121作为默认VRM。这就是说，在MN在区域内移动时，将如图3中所示的来选择正确的VRM。

更具体地说，假设移动节点(MN)51当前正在经由基站(BS)47与接入路由器(AR)37通信，即使移动节点51移动到接入节点36或接入节点38，同一VRM 120仍然为移动节点51执行移动性管理。

然而，如果MN移出VRM区域，则激活通知将被发送到不知道MN的新的VRM。根据图3的例子，当移动节点(MN)51移出该区域1并且进入区域2时，移动节点51将激活信号(1.ACT)发送给接入路由器39。响应该激活信号，接入路由器39将激活通知(2.AN)发送给VRM 121。

在这个例子中，新的VRM(VRM 121)将联系MN的HRM(HRM 122)并且获得旧的VRM(VRM 120)的身份。这些步骤在图3中被示为“3.AN+查询”“4.响应”。然后发生VRM-VRM上下文传递(图3中的5.VRM上下文)，并且新的VRM成为正在服务的VRM。然后，新的VRM(VRM 121)发出更新信号(6.IPU_CST)，以便接入路由器39可以更新其有关移动节点51的信息。只要它在新的区域内，这个VRM将服务MN。

与此同时，旧的VRM(VRM 120)发送删除信号(图3中的7.IPD)，以便接入路由器37删除其有关移动节点51的信息。

AR中的默认VRM选择可以是下列情形之一。

1.可以在AR中静态地配置默认VRM。为邻近AR配置同一VRM导致以高概率将MN的IPra信息发送给当前VRM。

2.在AR中静态地配置VRM的优先列表。根据图3的例子，所有路由器的每个具有这样的列表(记作“LIST”)。AR在该列表上探查第一VRM。如果该第一VRM不可达或不工作，它探查下一个直到找到可操作的VRM。这是对先前方法的简单扩展，其对VRM故障更健壮。它还确保，如果邻近AR中的列表相同，则以高概率为MN选择同一VRM。

3.散列函数也可以与优先排序的VRM列表的列表一起在AR中被配置。AR首先计算MN的标识符(IPha)的散列，并且基于该散列选择优先排序列表中的一个。然后，它联系列表上的VRM，直到找到可操作的一个。这是上面#2的扩展，仍旧保证，当邻近AR被类似配置时，将为同一MN选择同一VRM。此外，此选项允许VRM之间的负载平衡，从而可以相同方式配置更多的AR，而不使一个特定的VRM超载。在极端情况中，可以相同方式配置网络的区域，或整个网络本身。

上述所有的三种解决方案目的是，确保在类似配置的AR中为同一MN选择同一VRM。AR然后向所选的VRM通知MN及其新的IPra。如果所选的VRM已经具有关于MN的信息，那么已经到达正确的VRM，并且不需要任何进一步的VRM选择动作。

如果所选的VRM没有关于MN的信息，那么它首先判定，它是否可以服务MN。如果不可以，那么它基于本地策略将该信息转发到不同的VRM。如果那个VRM具有关于MN的信息，那么找到正在服务的VRM。如果没有，那么该VRM也具有拒绝MN的选择，并且可以进一步转发MN。最后，如果一个VRM接受MN，而不具有它的状态，那么VRM向HRM通知该MN。

如果HRM不知道关于该MN的任何信息，那么这是激活或登录并且VRM选择是最终的。如果HRM已经具有关于该MN的信息，那么它知道当前VRM。如果那不同于现在正报告的这个，则HRM将它告诉正报告的VRM。然后，正报告的VRM启动VRM-VRM上下文传递。

虽然我们描述了VRM可以如何拒绝服务MN，但是大多数情况下，我们期望VRM接受任何MN。如果VRM尺寸是适当的，那么大多数VRM将不会超载。

根据这一方法，当MN移动到其默认VRM不同于当前的这个的新的AR时，VRM变化将会发生。根据具体设计，这也可能导致锚点变化。也就是说，如果VRM上下文不包含当前锚点和锚点路由地址，或者如果新的VRM由于任何原因不能命令旧的ANR，则新的ANR必须被分配和使用。这将导致MN的新的路由地址并且所有订阅的AR将需要被通知。这不是一个严重的问题，因为切换导致VRM的变化应当只是少数情况。

然而，如果MN在具有不同VRM的两个AR之间乒乓(ping-pong)，这可能会导致过度负载。在图3的这个例子中，如果移动节点51在接入路由器38与39之间移动，从而成为MN乒乓。

可能的解决方案是让旧的VRM拒绝该上下文传递。通过这种方式，了解MN的过去的VRM可以在此类事件期间检测乒乓切换并且强制使用同一VRM(和ANR)。在任何情况下，必须向HRM迅速通知实际的VRM和路由地址。

(3)VLM选择

在VLM选择的情况中，AR-AR上下文传递并不适用，因为AR不跟踪休眠MN。然而，HRM辅助的VRM变化也可以应用于VLM。也可以默认VLM选择算法配置AR，该算法为邻近AR以高概率选择同一VLM。如果VLM没有认出MN，则它联系该HLM，HLM用当前VLM的身份答复，然后VLM变化可以被执行。以对VRM相同的方式防止乒乓VLM变化。

图4是示出了当MN处于休眠时在MN切换时HLM辅助的VLM-VLM上下文传递的概念框图。

正如前面所讨论的，多个接入路由器被分组到位置区域(LA)。在图4的一个例子中，多个接入路由器(AR)被分组到LA1和LA2。VLM110负责LA1中的AR的位置管理，而VLM 111负责LA2中的AR的位置管理。只要处于休眠状态的移动节点51在LA1中移动，则VLM 110可以管理移动节点51的位置信息。

然而，如果移动节点51移出LA1并且进入LA2，则新的VLM(VLM111)接管位置管理。在这种情况下，由于新VLM不具有关于移动节点51的任何信息，新的VLM向HLM 112查询移动节点51。在接收到移动节点51的身份之后，新的VLM从旧的VLM(VLM 110)接收关于移动节点51的上下文。

上述三个方法被总结在图5中。

图5是示出了移动性管理过程的流程图。

在步骤S10中，检查移动节点(MN)是否为活动。如果移动节点是活动的，则这一过程前进到步骤S20并且经由VRM监视移动节点。另一方面，如果移动节点是休眠的，则这一过程前进到步骤S70并且经由VLM监视移动节点。

在步骤S30中，检查移动节点是否移出当前AR的连接性范围。如果移动节点仍然在当前AR的连接性范围内，则这个过程返回步骤S10来检查移动节点的状态。另一方面，如果确定移动节点移出连接性范围，则该过程前进到步骤S40。

在步骤S40中，进一步检查移动节点是否正在移出当前VRM的控制范围。如果确定移动节点仍然在当前VRM的控制范围内，则该过程前进到步骤S50并且执行AR-AR上下文传递和切换，如上文所讨论的。在步骤S50之后，该过程返回到步骤S10。

另一方面，如果在步骤S40中确定移动节点正在移出当前VRM的控制范围，则该过程前进到步骤S60，以执行HRM辅助的VRM变化和切换，如上文所讨论的。在步骤S60之后，该过程返回到步骤S10。

当移动节点为休眠时，在步骤S70中，VLM保持监视移动节点。在步骤S80中，由VLM检查移动节点是否正在移出VLM的控制范围。如果确定移动节点仍然在当前VLM的控制范围内，该过程返回到步骤S10来检查移动节点的状态。

另一方面，如果确定移动节点正在移出当前VLM的可控范围，则过程前进到步骤S90并且执行HLM辅助的VLM变化。在步骤S90之后，该过程返回到步骤S10。

因此，根据如上所述的实施例，取决于移动节点的状态和移动节点的移动，适当地选择VRM或VLM，以便使VRM和VLM变化的数量最少。结果，将新实体与旧实体之间的上下文传递最小化，从而引起发生切换时的负荷减少。

在不背离本发明的宗旨和范围的前提下，可以作出本发明的许多大不相同的实施例，可以理解，本发明并不限于其具体实施例，而是由所附权利要求所限定。

Claims

1.一种在基于IP的网络系统(1)中使用的移动性管理方法，其中该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该方法包括步骤：

确定所述移动节点是否是活动的；

如果所述移动节点是活动的，则经由所述移动节点当前所位于其中的受访路由管理器(VRM)监视所述移动节点；

首先辨别所述移动节点是否正在移出当前正在与所述移动节点通信的接入路由器(AR)的连接性范围；

其次辨别所述移动节点是否正在移出当前管理所述移动节点的移动性的受访路由管理器(VRM)的控制范围；以及

根据在所述第一和第二辨别步骤中的辨别结果，将当前接入路由器保持的上下文传递给新的接入路由器(35)。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：

在所述移动节点上，在传递所述上下文之前，接收来自新的接入路由器的广告信号；以及

响应所述广告信号，将激活信号从所述移动节点发送到所述新的接入路由器。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在传递所述上下文之后将激活通知从所述新的接入路由器发送到所述受访路由管理器(VRM)的步骤。

4.根据权利要求1至3的任何一项所述的方法，其中所述上下文传递是以路由高速缓存表格的形式执行的。

5.根据权利要求1至4的任何一项所述的方法，其中所述位置管理器(LM)和所述路由管理器(RM)负责移动性管理。

6.根据权利要求1至5的任何一项所述的方法，其中所述传递步骤是在这样的情况下被执行的，即其中在所述第二辨别步骤中辨别出所述移动节点仍然位于当前管理所述移动节点的移动性的受访路由管理器(VRM)的控制范围内。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在传递所述上下文之前将所述当前接入路由器的身份告知新的接入路由器。

8.一种基于IP的网络系统，该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，其中每个所述接入路由器包括：

用于确定所述移动节点是否是活动的装置；

在确定出移动是活动的情况下，用于监视它当前所位于的移动节点的移动性的装置；

用于辨别当前正在与之通信的移动节点是否正在移出连接性范围的装置；以及

用于根据辨别结果将当前保持的上下文传递给新的接入路由器的装置，并且

每个所述路由管理器包括：

用于辨别当前正在被管理的移动节点是否正在移出控制范围的装置。

9.一种在基于IP的网络系统中使用的路由器，其中该网络系统包含多个接入路由器(AR)、位置管理器(LM)和路由管理器(RM)，移动节点(MN)通过其传送和接收信息，该路由器包括：

用于监视它当前所位于的移动节点的移动性的装置；

用于根据辨别结果将当前保持的上下文传递给新的接入路由器的装置。