CN103516603A - 一种路由优化方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种路由优化方法、装置及系统，上述方法包括：LMA在数据链路建立时，接收该数据链路对应的MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路。通过本发明提供的技术方案，解决了PMIP网络网元之间能力不一致会导致后续决策错误的问题，进而达到了避免流程回退，降低操作复杂度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种路由优化方法、装置及系统。
背景技术
传输控制协议/因特网互联协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简称为TCP/IP），在初始设计时未考虑终端会发生拓扑位置改变的情况，即TCP/IP协议本身不支持移动性。在传统的TCP/IP网络环境中，IP为因特网（Internet）提供了路由功能，它给所有节点（包括主机和路由器）都分配了逻辑地址，即IP地址，且每台主机的各个端口都分配一个IP地址。IP地址包括网络前缀和主机部分，同一条链路上的所有主机的IP地址通常有相同的网络前缀和不同的主机部分。这使得IP可以依据目的节点的IP地址的网络前缀部分来进行路由选择，从而使路由器秩序保存一条简单的网络前缀路由，而不必为每台主机保存一条单独的路由。在这种情况下，由于采用了网络前缀路由，因此当节点从一条链路切换到另一条链路而没有改变其IP地址时，该节点则不可能在新链路上接收到数据报文，从而也就无法与其他节点进行通信。
随着用户对移动性和信息的需求急剧上升，越来越多的人希望在移动的过程中高速地接入互联网，获取急需的信息，完成想做的事情。因此，移动互联网成为未来互联网的发展方向，但是传统TCP/IP协议不支持移动性的缺陷，使得对终端节点的移动性管理成为移动互联网面对的一大难题。
为了解决移动性管理问题，业界比较流行的移动性管理技术，如移动IP（Mobile IP，简称为MIP）、代理移动IP（Proxy MIP，简称为PMIP）等，均通过引入固定锚点（Anchor）的方式来支持终端的移动性。例如，MIP协议使用家乡代理（Home agent，HA）作为锚点、PMIP协议使用本地移动性锚点（Local Mobility Anchor,LMA）作为锚点。
图1所示的是PMIP协议的逻辑架构，包括终端节点（Mobile Node，简称为MN）、对端节点（Correspondent Node，简称为CN）、移动接入网关（Mobile Access Gateway，简称为MAG）以及本地移动锚点（Local Mobility Anchor，简称为LMA）。其中CN可以是固定节点，也可以是移动节点，即具有相应的MAG和LMA。MAG是MN的第一跳路由器，其主要作用包括在MN接入时为其分配转交地址（Care ofAddress，简称为CoA）以及代替MN执行与MN的锚点LMA之间的PMIP绑定（PMIP Binding）。LMA作为MN的锚点，其主要作用包括为MN分配家乡地址（Home ofAddress，HoA）以及处理上述PMIP绑定。MAG与LMA之间执行的PMIP绑定的主要目的是让双方均获知对方的地址、即上述CoA和HoA，并将绑定关系保存在本地。此外，在执行PMIP的绑定过程中，还为MN在MAG和LMA之间建立了一条双向隧道。值得说明的是，MN最后获取到的IP地址是LMA为其分配的HoA。在通常的网络部署中，MAG一般位于拓扑较低的位置，比如位于城域网的边缘；而LMA则一般位于拓扑较高的位置，比如省干网的核心部分。MAG与LMA之间实际上往往通过多跳路由器相连。
PMIP域内移动节点之间进行路由优化的系统架构如图2所示，为了使得数据包传输的路径达到最优，当终端节点和对端节点均在同一个PMIP域之内的时候，终端节点或对端节点可以使用本端的MAG从其他网元获取到另外一端的当前服务MAG，从而在两个MAG间建立一条直接的链路，而不需要将数据包再路由到LMA，大大减少了路由的迂回问题。
目前的PMIP网络中由于部署的原因可能存在MAG之间网元能力不一致的问题，例如对于路由优化能力的支持，或对于封装隧道模式的支持。而网元之间能力不一致的问题将导致后续决策的错误，即使引入流程回退，也大大增加了操作的复杂度。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对PMIP网络网元之间能力不一致会导致后续决策错误的问题，本发明提供了一种路由优化方法、装置及系统，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种路由优化方法，包括：LMA在数据链路建立时，接收该数据链路对应的MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路。
优选地，LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化数据链路包括：LMA根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知；MAG接收到路由优化通知后，自行进行隧道封装模式协商，在MAG之间建立隧道进行数据转发。
优选地，LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化数据链路包括：LMA根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知，同时根据MAG的隧道能力进行隧道封装模式协商，并将协商后的隧道封装类型携带在路由优化通知中分别发送给MAG；MAG接收路由优化通知，根据路由优化通知携带的隧道封装类型在MAG之间建立隧道进行数据转发。
优选地，LMA在数据链路建立时，接收数据链路对应的MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力包括：LMA接收MAG发送的用于进行IP注册的代理绑定更新消息，其中，代理绑定更新消息中包括MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力。
根据本发明的另一方面，提供了一种LMA，包括：接收模块，用于在数据链路建立时，接收该数据链路对应的MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；优化模块，用于根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路。
优选地，优化模块包括：第一优化单元，用于根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知，使MAG自行进行隧道封装模式协商并在MAG之间建立隧道进行数据转发；和/或第二优化单元，用于根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知，同时根据MAG的隧道能力进行隧道封装模式协商，并将协商后的隧道封装类型携带在路由优化通知中分别发送给MAG，使MAG根据路由优化通知携带的隧道封装类型在MAG之间建立隧道进行数据转发。
优选地，MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力由MAG携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息中发送给LMA。
根据本发明的又一方面，提供了一种MAG，包括：发送模块，用于在数据链路建立时，将本MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力发送给LMA。
优选地，该MAG还包括：协商模块，用于接收LMA发送的路由优化通知，与数据链路对应的其他MAG进行隧道封装模式协商，在本MAG与其他MAG之间建立隧道进行数据转发；和/或建立模块，用于接收LMA发送的路由优化通知，根据路由优化通知中携带的LMA进行隧道封装模式协商后确定的隧道封装类型在本MAG与数据链路对应的其他MAG之间建立隧道进行数据转发。
优选地，发送模块，用于在数据链路建立时，将本MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息中发送给LMA。
根据本发明的又一方面，提供了一种PMIP系统。包括：上述任一LMA以及上述任一项MAG。
通过本发明，采用在数据链路建立时，LMA获取MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，并根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力进行路由优化的方案，解决了PMIP网络网元之间能力不一致会导致后续决策错误的问题，进而达到了避免流程回退，降低操作复杂度的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是PMIP系统的架构体系示意图；
图2是PMIP域内移动节点之间进行路由优化的系统架构图；
图3是根据本发明实施例的路由优化方法的流程图；
图4是根据本发明实例的终端在PMIP域内进行注册的流程示意图；
图5是根据本发明实例的终端在PMIP域内进行路由优化的方法一的流程示意图；
图6是根据本发明实例的终端在PMIP域内进行路由优化的方法二的流程示意图；
图7是根据本发明实施例的LMA的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图3是根据本发明实施例的路由优化方法的流程图。如图3所示，根据本发明实施例的路由优化方法包括：
步骤S302，LMA在数据链路建立时，接收该数据链路对应的MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；
步骤S304，LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路。
本实施例提供的方法会在数据链路建立时使相应的MAG将其优化支持能力和/或隧道能力现发给LMA，这样LMA就可以有依据地进行路由优化，从而避免了盲目优化带来的多次无效信令的交互以及回退，大大降低了操作复杂度。一般来说，一条数据链路对应的MAG包括MN对应的MAG和CN对应的MAG。
在LMA获知了数据链路对应的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力后，LMA可以采用多种方式根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力进行路由优化决策以实现数据链路的路由优化，本优选实施例给出一种优选的方式。优选地，LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路可以包括：LMA根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知；MAG接收到路由优化通知后，自行进行隧道封装模式协商，在MAG之间建立隧道进行数据转发。
由于LMA获知了MAG的路由优化支持能力，因此LMA可以事先知道MAG是否支持路由优化，在对应的MAG都支持路由优化时，LMA即可向MAG发送路由优化通知，这样即可避免多次无效信令的交互以及回退。MAG在接收到路由优化通知后，可以自行进行隧道封装模式协商，通过几次交互确定建立隧道使用的隧道封装类型，并最终建立用于转发数据的隧道，使数据不用再通过LMA转发。在本优选实施例中，LMA实际上仅利用了MAG的路由优化支持能力。
优选地，本优选实施例给出了另一种LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力进行路由优化决策以实现数据链路路由优化的方式。优选地，LMA根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路可以包括：LMA根据MAG的路由优化支持能力进行决，分别向MAG发送路由优化通知，同时根据MAG的隧道能力进行隧道封装模式协商，并将协商后的隧道封装类型携带在路由优化通知中分别发送给MAG；MAG接收上述路由优化通知，根据路由优化通知携带的隧道封装类型在MAG之间建立隧道进行数据转发。
本优选实施例中LMA同时利用了路由优化支持能力和隧道能力，判断MAG是否可以支持路由优化的操作和隧道封装模式协商都是由LMA完成的，简化了在MAG之间建立隧道进行数据转发的流程，进一步降低了操作的复杂度。
在实施本发明的过程中，LMA接收MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力的方式也是多种多样的，本优选实施例给出一种优选的实施方式。优选地，LMA在数据链路建立时，接收该数据链路对应的MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力可以包括：LMA接收MAG发送的用于进行IP注册的代理绑定更新（Proxy Binding Update，简称为PBU）消息，其中，代理绑定更新消息中包括MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力。
在本优选实施例中，MAG会将其路由优化支持能力和/或隧道能力携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息发送给LMA，这种方式不会增加新的流程，也不会对现有流程产生影响，实现简单，同时也可以使LMA在第一时间获知MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力。
下面结合实例对上述优选实施例进行详细说明。
图4是根据本发明实例的终端在PMIP域内进行注册的流程示意图。如图4所示，包括以下步骤：
步骤S402，终端节点MN1向移动接入网关MAG1发送附着请求。
步骤S404，MAG1向本地移动锚点LMA发送PBU消息来进行移动IP注册，MAG1对路由优化的支持能力和/或隧道能力包含在此消息中。
步骤S406～S408，LMA向MAG1发送代理绑定响应(Proxy Binding Acknowledge，简称为PBA)消息，随后MAG1向MN1发送附着响应。
步骤S410，终端节点MN2向移动接入网关MAG2发送附着请求。
步骤S412，MAG2向本地移动锚点LMA发送PBU消息来进行移动IP注册，MAG2对路由优化的支持能力和/或隧道能力包含在此消息中。LMA会储存两个MAG的能力信息作为后续进行路由优化决策的依据。
步骤S414～S416，LMA向MAG2发送代理绑定响应(Proxy Binding Acknowledge,PBA)消息，随后MAG2向MN2发送附着响应。
图4所示的流程是后续进行路由优化的基础。
图5是根据本发明实例的终端在PMIP域内进行路由优化的方法一的流程示意图。如图5所示，方法一包括以下步骤：
步骤S502，终端节点MN1向MN2发送数据，中间会通过MAG1，LMA和MAG2的转发。
步骤S504，LMA发起路由优化的时候会根据MAG对于路由优化的支持能力进行决策，如果MAG支持路由优化，则发起路由优化流程，从而有效地防止由于MAG不支持优化而造成的多次无效信令的交互以及回退。
步骤S506-S508，LMA分别向MAG1和MAG2发送路由优化通知。
步骤S510-S512，MAG1和MAG2向LMA返回路由优化响应。
步骤S514，MAG1向MAG2发起隧道建立请求，并在请求中携带通用路由封装（GeneralRouting Encapsulation，简称为GRE）Key。
步骤S516，MAG2如果不支持GRE封装模式，则向MAG1返回的隧道建立响应中携带不支持GRE封装模式的指示。
步骤S518-S520，MAG1和MAG2之间进行协商，采用GRE封装Only的模式建立两者之间的隧道。
步骤S522，MN1和MN2之间的数据将不再通过LMA中转，而使用MAG1和MAG2之间的隧道进行中转。
图6是根据本发明实例的终端在PMIP域内进行路由优化的方法二的流程示意图。如图6所示，方法二包括以下步骤：
步骤S602，终端节点MN1向MN2发送数据，中间会通过MAG1，LMA和MAG2的转发。
步骤S604，LMA发起路由优化的时候会根据MAG对于路由优化的支持能力以及MAG所支持的隧道封装能力进行决策，如果MAG支持路由优化，则发起路由优化流程，同时在LMA上面进行隧道封装模式的协商，从而有效地防止由于MAG不支持优化而造成的多次无效信令的交互以及回退，也省去了后续MAG之间进行隧道封装能力协商的流程。
步骤S606-S608，LMA分别向MAG1和MAG2发送路由优化通知，并在此通知中携带协商后的隧道封装类型。
步骤S610-S612，MAG1和MAG2向LMA返回路由优化响应。
步骤S614，MAG1和MAG2根据协商之后的隧道封装类型建立相应的PMIP隧道。
步骤S616，MN1和MN2之间的数据将不再通过LMA中转，而使用MAG1和MAG2之间的隧道进行中转。
图7是根据本发明实施例的LMA的结构图。如图7所示，根据本发明实施例的LMA包括：
接收模块72，用于在数据链路建立时，接收该数据链路对应的关MAG发送的MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；
优化模块74，连接至接收模块72，用于根据MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化该数据链路。
本实施例提供的LMA会在数据链路建立时获取相应的MAG的优化支持能力和/或隧道能力，这样LMA就可以有依据地进行路由优化，从而避免了盲目优化带来的多次无效信令的交互以及回退，大大降低了操作复杂度。
优选地，优化模块74可以包括：
第一优化单元，用于根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知，使MAG自行进行隧道封装模式协商并在MAG之间建立隧道进行数据转发；和/或
第二优化单元，用于根据MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向MAG发送路由优化通知，同时根据MAG的隧道能力进行隧道封装模式协商，并将协商后的隧道封装类型携带在路由优化通知中分别发送给MAG，使MAG根据路由优化通知携带的隧道封装类型在MAG之间建立隧道进行数据转发。
在本优选实施例中，第一优化单元利用了MAG的路由优化支持能力，避免了MAG不支持优化而造成的多次无效信令的交互以及回退，第二优化单元利用了MAG的路由优化支持能力及隧道能力，既避免了MAG不支持优化而造成的多次无效信令的交互以及回退，也省去了后续MAG之间进行隧道封装模式协商的流程。
优选地，MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力由MAG携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息中发送给LMA。
MAG将其路由优化支持能力和/或隧道能力携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息发送给LMA，即不会增加新的流程，也不会对现有流程产生影响，实现简单，同时也可以使LMA在第一时间获知MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力。
对应与上述实施例及优选实施提供的LMA，本实施例提供一种MAG，包括：发送模块，用于在数据链路建立时，将本MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力发送给LMA。
优选地，上述MAG还可以包括：
协商模块，用于接收LMA发送的路由优化通知，与数据链路对应的其他MAG进行隧道封装模式协商，在本MAG与上述其他MAG之间建立隧道进行数据转发；和/或
建立模块，用于接收LMA发送的路由优化通知，根据路由优化通知中携带的LMA进行隧道封装模式协商后确定的隧道封装类型在本MAG与数据链路对应的其他MAG之间建立隧道进行数据转发。
优选地，发送模块，用于在数据链路建立时，将本MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息中发送给LMA。
本实施例提供了一种PMIP系统（或称为PMIP预），其中包括根据上述任一实施例或优选实施例的LMA及根据上述任一实施例或优选实施例的MAG。本实施例提供的PMIP系统的工作方式，上文已有详细描述，此处不再赘述。
从以上的描述中，可以看出，本发明提供的技术方案解决了PMIP网络网元之间能力不一致会导致后续决策错误的问题，既能有效地防止由于MAG不支持优化而造成的多次无效信令的交互以及回退，也可以省去后续MAG之间进行隧道封装能力协商的流程，大大降低了操作复杂度。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述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 (11)
1.一种路由优化方法，其特征在于，包括：
本地移动锚点LMA在数据链路建立时，接收所述数据链路对应的移动接入网关MAG发送的所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；
所述LMA根据所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化所述数据链路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LMA根据所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化所述数据链路包括：
所述LMA根据所述MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向所述MAG发送路由优化通知；
所述MAG接收到所述路由优化通知后，自行进行隧道封装模式协商，在所述MAG之间建立隧道进行数据转发。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LMA根据所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化所述数据链路包括：
所述LMA根据所述MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向所述MAG发送路由优化通知，同时根据所述MAG的隧道能力进行隧道封装模式协商，并将协商后的隧道封装类型携带在所述路由优化通知中分别发送给所述MAG；
所述MAG接收所述路由优化通知，根据所述路由优化通知携带的隧道封装类型在所述MAG之间建立隧道进行数据转发。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述LMA在数据链路建立时，接收所述数据链路对应的MAG发送的所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力包括：
所述LMA接收所述MAG发送的用于进行IP注册的代理绑定更新消息，其中，所述代理绑定更新消息中包括所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力。
5.一种本地移动锚点LMA，其特征在于，包括：
接收模块，用于在数据链路建立时，接收所述数据链路对应的移动接入网关MAG发送的所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力；
优化模块，用于根据所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力，进行路由优化决策，优化所述数据链路。
6.根据权利要求5所述的LMA，其特征在于，所述优化模块包括：
第一优化单元，用于根据所述MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向所述MAG发送路由优化通知，使所述MAG自行进行隧道封装模式协商并在所述MAG之间建立隧道进行数据转发；和/或
第二优化单元，用于根据所述MAG的路由优化支持能力进行决策，分别向所述MAG发送路由优化通知，同时根据所述MAG的隧道能力进行隧道封装模式协商，并将协商后的隧道封装类型携带在所述路由优化通知中分别发送给所述MAG，使所述MAG根据所述路由优化通知携带的隧道封装类型在所述MAG之间建立隧道进行数据转发。
7.根据权利要求5或6所述的LMA，其特征在于，所述MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力由所述MAG携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息中发送给所述LMA。
8.一种移动接入网关MAG，其特征在于，包括：
发送模块，用于在数据链路建立时，将本MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力发送给本地移动锚点LMA。
9.根据权利要求8所述的MAG，其特征在于，还包括：
协商模块，用于接收所述LMA发送的路由优化通知，与所述数据链路对应的其他MAG进行隧道封装模式协商，在本MAG与所述其他MAG之间建立隧道进行数据转发；和/或
建立模块，用于接收所述LMA发送的路由优化通知，根据所述路由优化通知中携带的所述LMA进行隧道封装模式协商后确定的隧道封装类型在本MAG与所述数据链路对应的其他MAG之间建立隧道进行数据转发。
10.根据权利要求8或9所述的MAG，其特征在于，所述发送模块，用于在数据链路建立时，将本MAG的路由优化支持能力和/或隧道能力携带在用于进行IP注册的代理绑定更新消息中发送给所述LMA。
11.一种代理移动IP系统，其特征在于，包括权利要求5-7任意一项所述的本地移动锚点LMA以及权利要求8-10任意一项所述的移动接入网关MAG。
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