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CN1898659A - 用于支持专有归属代理的移动ip扩展 - Google Patents

用于支持专有归属代理的移动ip扩展 Download PDF

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CN1898659A
CN1898659A CNA2004800391014A CN200480039101A CN1898659A CN 1898659 A CN1898659 A CN 1898659A CN A2004800391014 A CNA2004800391014 A CN A2004800391014A CN 200480039101 A CN200480039101 A CN 200480039101A CN 1898659 A CN1898659 A CN 1898659A
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Abstract

一种移动装置(104)向专有归属代理(106)注册的方法和设备，该方法包括以下步骤：产生(304)和发送(306)在公共网络(110)内寻址到专有归属代理的公共地址的注册请求(700)，该请求(700)适于启动移动装置向专有归属代理的注册。该移动装置位于公共网络内，但属于专有网络(102)并具有专有地址。专有归属代理位于该专有网络内并具有专有地址和公共地址。该请求还指示该移动装置位于公共网络内。在优选的形式中，该请求包括提供该指示的扩展(704)。归属代理接收并处理请求，然后将合适的应答(800)转发回移动装置。

Description

用于支持专有归属代理的移动IP扩展
技术领域
本发明一般涉及移动互联网协议(MIP)，更具体地涉及为属于专有网络的漫游移动IP装置提供IP连接性。
背景技术
移动互联网协议(MIP)提供在移动IP装置或移动节点(MN)改变其网络连接点时维持IP连接性的能力。基本的MIP操作依靠MIP归属代理(HA)、驻留在MN中的MIP客户端和可选择的MIP外部代理(FA)。归属代理驻留在归属网络(Home Network)上，也就是在与分配给MN的地址在拓扑上一致的网络上。FA驻留在MN可以漫游进入的网络内。
当MN漫游到新网络中，MN将尝试确定FA的位置。如果存在FA，MN使用FA作为转交地址(COA，Care-of Address)向HA注册。成功注册时，在HA和FA之间建立隧道。如果FA在所漫游的网络中不存在，MN获取本地地址(例如通过动态主机配置协议(DHCP))并使用本地地址作为转交地址直接向HA注册。成功注册时，在HA和MN之间建立隧道。一旦注册后，发往MN的分组使用归属代理截获并隧道(tunnel)至MN。从MN到通信节点(CN)的分组，根据是否激活了反向隧道，或者可隧道至归属代理，或者可直接发送到CN。
迄今描述的MIP假设当MN在漫游的网络中能够向归属代理注册。该注册分组是具有目的地址的IP分组，该目的地址是归属代理的IP地址。成功的注册要求注册分组可路由到归属代理。然而，当归属代理位于其中所有IP地址都是专有地址的专有网络中时就出现问题。也就是说，IP分组不能从专有网络外部路由到这些专有地址。在这样的情况下，当MN位于同样的专有网络，注册分组可容易地路由到专有归属代理。然而，当MN漫游到专有网络之外的公共网络中时，该注册分组不能路由到专有归属代理。例如，可以配置支持MIP的蜂窝网络，例如码分多址(CDMA 1x)系统或iDEN网络，使得归属代理在专有蜂窝网络中具有专有地址，而MN漫游进入专有网络外部的公共网络中，例如无线局域网(WLAN)或“热点”。在此情况下，MN不能向归属代理注册，因为归属代理在专有网络中，并且专有网络外部的移动IP服务被实际消除。
本问题的一种解决方案是在专有网络外部的MN和专有网络内部的归属代理之间的路径上使用MIP代理计算机装置。这样的MIP代理计算机装置位于边缘路由器和专有网络的专有防火墙之间的单独的政策控制区(在本领域中某些时候也被称为隔离区(DMZ))。MIP代理计算机装置起到代替MN和代替归属代理的作用，以缝合(stitch)MN同其实际归属代理之间的端对端连接。当MN从公共网络注册时，它发送注册分组到MIP代理计算机装置，而不是到它的归属代理。这种解决方案需要额外的装置用于MIP的运行，也就是MIP代理计算机装置。此外，需要在MN和HA之间建立多条MIP隧道，也就是MN和MIP代理计算机装置之间的隧道以及MIP代理计算机装置和HA之间的隧道。此外，这种解决方案还需要当MN处于专有网络内部时MIP操作中的改变，因为MN还是向MIP代理计算机注册，也就是当MN位于专有网络内部时，其将注册请求寻址到MIP代理计算机装置。
附图说明
本发明的上述和其他方面、特征和优点从结合以下附图的对其作出的更详细的描述，将会变得更加明显。
图1是根据本发明的多个实施例的通信系统的框图，其中位于公共网络内的专有移动通信装置向位于专有网络内的专有归属代理注册，转交节点为专有移动通信装置。
图2是根据本发明的另一个实施例的图1的系统的变化，其中公共网络包括专有网络的外部代理，转交节点是专有移动通信装置，和位于公共网络内的该专有网络的外部代理。
图3为根据本发明的一个实施例的在公共网络内的专有移动通信装置向专有网络中的专有归属代理注册中执行的步骤的流程图。
图4为根据一个实施例的，当专有移动通信装置和专有归属代理一同位于专有网络中时的图1-3的移动注册的信令流图。
图5为当专有移动装置漫游到公共网络中时，图1-3的移动注册的一个实施例中的执行步骤的流程图。
图6为对应图5的流程图的移动注册的一个实施例的信令流图。
图7描述了根据本发明的一个实施例从图1和2的专有移动通信装置发送的或代表图1和2的专有移动通信装置的注册请求(RRQ)。
图8描述了根据本发明的一个实施例由专有归属代理产生并返回到专有移动通信装置的注册应答(RRLY)。
图9为根据一个实施例的从通信节点到成功向归属代理注册后的专有移动通信装置的通信流的执行步骤的流程图。
图10为根据图8的一个实施例的从已注册的专有移动通信装置到通信节点的通信流的执行步骤的流程图。
图11为一旦专有移动通信装置注册后，对应于图9和图10的流程图的通信量的一个实施例的信令流图。
图12为图7中描述的注册请求的扩展的一个实施例，该扩展指示专有移动通信装置位于公共网络内。
图13为图2的系统的一个实施例，其中专有网络为蜂窝网络而公共网络为无线局域网。
图14为功能性驻留于图1的移动装置中的移动IP客户端的一个
实施例的简化框图。
在多幅附图中相应的参考字符表示相应的部件。
具体实施方式
以下的说明不是用于限制，而只是为了描述优选实施例的普遍原理。本发明的范围将参照权利要求书来确定。
根据本发明的多个实施例，提供一种解决方案，使得属于专有网络的移动通信装置在其漫游到公共网络中后，可向其归属代理(也属于专有网络)进行注册。专有网络中的所有网络地址(例如IP地址)是专有的，并且对于专有网络外的实体是不可寻址的。
所以，在宽泛意义上，本发明的一个实施例可描述为移动装置向专有归属代理注册的方法，该方法包括以下步骤：产生在公共网络中寻址到专有归属代理的公共地址的注册请求，该注册请求适于启动移动装置向专有归属代理的注册，该移动装置位于公共网络中，该移动装置属于专有网络并具有专有地址，该专有归属代理位于该专有网络中并具有专有地址和公共地址；以及发送所述注册请求到专有归属代理的公共地址，其中该注册请求指示该移动装置在公共网络内。
在另一个实施例中，本发明可被描述为移动装置向专有归属代理注册的方法，其包括以下步骤：接收适于启动位于公共网络中的移动装置向专有归属代理注册的注册请求，该移动装置属于专有网络并具有专有地址，该专有归属代理位于所述专有网络中并具有专有地址和公共地址，其中注册请求在公共网络中寻址到专有归属代理的公共地址，其中该注册请求指示该移动装置在公共网络内；以及处理该注册请求。
有利地，根据本发明的多个实施例，当移动装置从专有网络漫游到公共网络时，移动装置能够维持IP连接性。此外，根据多个实施例，该解决方案不依靠根据已知解决方案的对于MIP代理计算机装置的使用。此外，对于标准MIP注册操作的修改优选地只发生在移动装置漫游到公共网络中时。也就是，当移动装置从专有网络之内试图向专有归属代理注册时，MIP的操作是相同的。
首先参考图1，显示了通信系统100的框图，其中根据本发明的多个实施例，漫游到公共网络110内的专有移动通信装置104向专有网络102中的专有归属代理106注册，在此实施例中转交节点112被定义成专有移动通信装置。所描述的系统100包括因特网(或者对应于给定实施例的其他的外部网)108，公共网络110，专有网络102和形成专有网络102和外部公共网络也就是因特网108和公共网络110之间的边界的网络边界装置114。所描述的还有移动装置104(也称之为移动节点(MN))，归属代理(HA)106，和可选的专有网络之内的外部代理(FA)116。
根据移动互联网协议(MIP)，随着移动装置104改变物理位置，需要维持IP连接性。该移动装置104可以是任何移动的并且能够连接到网络的网络可寻址装置。例如，移动装置104可以为膝上型或笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、电话装置等。该移动装置通常可被称为网络可寻址装置，并包括具有提供和维持IP连接性功能的客户端(也就是客户端程序或客户端软件)。例如，移动装置的MIP客户端是存储在移动装置内部存储器并由处理器执行的一组指令或软件。
当移动装置104在专有网络中并要与通信节点(CN)，例如因特网108中的服务器或站点，进行通信时，移动装置104的客户端直接向归属代理106注册或如果存在外部代理时通过外部代理116注册。然而，如图1中描述的，当归属代理106位于专有网络中并具有专有地址，且移动装置104漫游到专有网络102之外并进入公共网络110(例如无线局域网或热点)时，根据已知的MIP操作，该移动装置104不能向归属代理106注册。这应归结于这样的事实：所有在专有网络102内的装置具有不能从专有网络102之外寻址的专有IP地址。这样的专有网络102的一个实例为专有蜂窝网络，例如支持MIP操作的CDMA 1x和iDEN蜂窝网络。在正常的操作中，移动装置104保持在专有网络102内，移动装置104和外部网络(也就是因特网108和公共网络110)之间往来的通信量通常都经由专有归属代理106发生。
因此，根据本发明的多个实施例，提供一种解决方案，使得当移动装置104和归属代理106都具有专有网络地址时，并且当移动装置104漫游到专有网络102外并进入公共网络110内时，可向专有归属代理106进行注册。
在一个实施例中，专有归属代理106配置为具有分别的网络地址：专有网络地址和公共网络地址。当移动装置104在专有网络102之内时，根据已知的MIP操作，该移动装置发送寻址到归属代理106的专有网络地址的注册请求(RRQ)。然而，当移动装置104漫游到专有网络102之外并寻求向该归属代理106注册时，移动装置发送寻址到归属代理106的公共网络地址的增强注册请求(RRQ)。在专有网络102的网络边界装置114接收该增强RRQ，网络边界装置114在标题(header)上执行网络地址转换(NAT)把归属代理公共地址转化为归属代理专有地址，由此来处理增强RRQ，并把该增强RRQ路由至归属代理的专有地址。
一旦在归属代理106接收RRQ后，对其进行处理，这样增强RRQ指示移动装置104位于该专有网络之外。优选地，该增强的注册请求包括带有扩展的根据MIP操作的标准注册请求，该扩展向归属代理106指示该移动装置104位于该专有网络之外。归属代理106利用寻址回到移动装置104的注册应答(RRLY)来做出回应，以完成注册。优选地，该注册请求包括在注册请求中的专有归属代理的公共地址，并且该地址被复制到注册应答中代替归属代理106的专有地址，这将在下面进一步描述。一旦注册后，移动装置104和通信节点(例如因特网108中的节点)之间的通信流经由专有归属代理106在两者之间传递。
有利的是，这样的系统使得移动装置104可向归属代理106注册而不需要创建额外的组件，例如在其他已知的解决方案中提出的MIP代理计算机装置。此外，当移动装置104在专有网络102之内时，不改变标准的MIP注册操作，也就是该移动装置直接发送注册请求到专有归属代理的专有地址，而不是发送到代理计算机装置，就像已知的解决方案中提出的那样。
为了实现本发明的多个实施例，对于现有的MIP操作的修改包括：归属代理106具有两个网络地址(也就是专有地址和公共地址)。这与使用MIP代理计算机装置的解决方案形成对比，在那样的情况下归属代理只有一个地址，即专有地址。另外，修改移动装置104中的客户端，以支持归属代理106的两个地址并在移动装置位于公共网络110内时发送增强的注册请求。注册请求被寻址到归属代理106，而不是根据现有解决方案的代理计算机装置。在专有网络102和外部公共网络之间的边界处的网络边界装置114，通过提供从公共归属代理地址转换到专有归属代理地址的网络地址转换来处理该请求。同样，配置归属代理106使得可处理增强的注册请求并适当地应答。
注意，尽管MIP操作专用于维持互联网协议版本4(IPv4)的网络连接性，这里提供的技术可应用于任何这样的系统，所述系统中移动装置和归属代理装置或类似的控制器都属于专有网络并具有不能被专有网络106之外的实体寻址到的专有网络地址，并且这里移动装置能够在专有网络之外漫游。在这样的系统中，不论该移动装置104是在专有网络之内或在专有网络之外漫游，该移动装置必须向专有归属代理106注册。例如，本发明的多个实施例可应用于IPv6或其他构成网络的可寻址装置之间的任何其他数据传输协议。注意，尽管在整个本说明书中使用的很多术语是专用于IPv4和MIP的术语，这些术语是作为示例，并且旨在由本发明的一个或多个实施例覆盖类似所描述的部件功能的部件。
还应注意，在图1的实施例中，移动装置104的客户端包括外部代理功能性，这样该移动装置104可被一般地称作具有转交地址的转交节点112。该转交地址可能由公共网络110例如通过DHCP分配给移动装置104。如进一步参考图2描述的，该公共网络可包括外部代理，其可提供MIP客户端的某些功能，使得移动装置可向归属代理注册。
还应注意，这里描述的移动装置104优选为无线装置，它们可无线地连接到专有和/或公共网络；然而，在其他实施例中，移动装置可为有线装置，在各种位置可拔出和接入专有和/或公共网络。
接下来参考图2，示出了根据本发明的另一个实施例的对于图1的系统的变化，其中公共网络110包括位于公共网络内的专有网络102的外部代理204。在该系统200中，转交节点202是专有移动装置104和外部代理204的组合。
在该实施例中，专有网络102的运营商预先将外部代理204定位在公共网络110中以便利与属于该专有网络102的漫游装置进行通信。这样，位于图1的系统中的移动装置104中的MIP客户端的一些功能性可驻留于外部代理204。在此实施例中，移动装置104向专有归属代理106注册；但是，要经由外部代理204来进行注册。
因此，当移动装置104漫游到公共网络110内时，其尝试定位外部代理204。该移动装置104使用外部代理204作为转交地址。
在此情况下，完成注册的功能性可通过移动装置104的客户端、通过移动装置104和外部代理204的客户端或通过外部代理204来实现。因此，由移动装置的客户端和外部代理执行的功能性可被改变。例如，在一个实施例中，移动装置104的客户端起的作用同图1中所描述的完全相同；然而，使用外部代理204来中继(relay)注册请求到归属代理106。也就是，该移动装置104产生增强的注册请求并将其发送到外部代理204以转发到归属代理106。在另外的实施例中，移动装置尝试通过发送寻址到归属代理106的专有地址的常规注册请求来进行注册，同时外部代理204添加增强(例如对于RRQ的扩展)，该增强指示该移动装置在公共网络内。该外部代理204也可以通过将归属代理的专有地址改变为专有归属代理106的公共地址来改变注册请求，归属代理的专有地址在该注册请求的地址字段内。在另一个实施例中，移动装置104产生标准注册请求的扩展，同时外部代理204将请求中的归属代理专有地址改变为公共地址。因此，可能有很多不同的实施例，在移动装置104和外部代理204之间不同地分布MIP客户端的功能性。一旦注册完成，所有发往移动装置104和从移动装置104发出的数据通信量都通过外部代理204传送。
在图1和图2的系统中，通常移动装置104形成了转交节点112或202的一部分，当移动装置漫游到公共网络110内时，该节点的公共地址变成了移动装置104的转交地址。通常对转交节点112/202的客户端功能性做有关MIP操作的改变，以使得移动装置向专有归属代理106注册，而不论该转交节点被定义为移动装置104还是移动装置104和外部代理204的组合。
下面参考图3，示出了根据本发明的一个实施例的公共网络内的专有移动装置向专有网络内的专有归属代理注册时所执行的步骤的流程图。例如，图1和2中示出的一个或多个实体可执行图3中所示的一个或多个步骤。
最初，可选的步骤用于判定移动装置104位于公共网络110内，其中移动装置属于专有网络102并具有专有网络地址(步骤302)。在一个实施例中，在该移动装置尝试接入公共网络110时由移动装置的客户端进行该判定。例如，该公共网络会为该移动装置分配网络地址。如果专有地址的范围不与公共地址中的地址范围重叠，则该移动装置可容易地判断它位于专有网络外部。然而，在专有地址和公共地址的范围重叠的情况下，该移动装置应使用其他机制来检测其在公共网络110内的位置。
在其他实施例中，依据专有网络102和公共网络110是什么类型的网络，移动装置可基于所使用的通信接口做出判定。例如，当专有网络是专有蜂窝网络而公共网络是无线局域网时，简单通过确定该移动装置连接网络时在使用的是哪个接口(也就是蜂窝接口或无线局域网接口)，可判定该移动装置处在哪个网络内。
步骤302是可选的。例如，在一些实施例中，不执行初始的判定步骤。也就是，移动装置104发送出两个不同的注册请求，一个寻址到归属代理的专有地址(如同该移动装置位于专有网络内)，另一个寻址到归属代理的公共地址(如同该移动装置位于公共网络内)。移动装置通过接收从归属代理返回的注册应答会知道其处于哪个网络内。因此，在此实施例中，不执行独立的判定步骤。
接下来(或最初，取决于实施例)，根据本发明的多个实施例，产生寻址到归属代理的公共地址的注册请求，该归属代理位于专有网络内，并且配置注册请求来指示移动装置位于公共网络内(步骤304)。归属代理配置成具有两个地址，一个是公共地址另一个是专有地址。注册请求的标题(header)寻址到归属代理公共地址。优选地，该注册请求是带有扩展的标准注册请求，该扩展指示该移动装置位于公共网络内。另外，注册请求的标题的源地址字段指示公共地址。
接下来，注册请求被发送到专有归属代理的公共地址(步骤306)。在一个实施例中，该注册请求由移动装置104的客户端产生并发送(如果有的话，通过外部代理204)。可替换地，移动装置客户端产生该注册请求而外部代理添加扩展或其他的表示该移动装置在专有网络之外的指示。此外，在另外实施例中，移动装置的客户端发送寻址到归属代理的专有地址的常规注册请求，如同该移动装置位于专有网络内，并且外部代理把该请求再寻址到归属代理的公共地址并添加移动装置位于该专有网络之外的指示(例如扩展)。因此，外部代理代表该移动装置发送寻址到归属代理的公共地址的注册请求。注意，通常，增强的注册请求从转交节点112/202发送，该转交节点具有转交地址并定义为例如移动装置104或移动装置104和外部代理204的组合。
接下来，在专有网络边界处接收注册请求(步骤308)。在图1和2的实施例中，在网络边界装置114接收到该请求，网络边界装置最低限度地起到执行网络地址转换的边缘路由器的作用，并可选地起到防火墙的作用。然后，专有归属代理的公共地址被转换为归属代理的专有地址，并且注册请求被路由到归属代理的专有地址，也就是，网络转换装置处理该注册请求(步骤310)。因此，所有寻址到归属代理106的公共地址的分组都在网络边界装置114接收，并且目标地址被转换为专有网络地址并将分组路由到那里。
然后，在位于专有网络102内的归属代理106接收该注册请求并进行处理(步骤312)。从归属代理的观点来看，注册请求看起来就像源于专有网络102之内，因为它被路由到归属代理106的专有地址(也就是说，网络边界装置114将公共目标地址转换为归属代理的专有地址)。然而，该注册请求的内容向归属代理指出该特定的移动装置104已漫游到专有网络102之外并进入公共网络110。因此，虽然归属代理被配置为具有两个地址，从归属代理的观点看，它只具有一个真实地址(即专有地址)。归属代理公共地址是由专有网络运营商支持的并对应于归属代理专有地址的地址。例如，网络边界装置114执行归属代理的公共地址和专有地址之间的转换。
作为响应，来自归属代理的寻址到该移动装置的公共转交地址的应答被发送到该移动装置(步骤314)以完成注册。在一个实施例中，不是把归属代理专有地址复制到注册应答的归属代理地址字段，当归属代理解码该扩展以确定该移动装置在公共网络内时，该归属代理把位于注册请求的归属代理地址字段内的公共地址复制到注册应答中。
此外，应该注意，应答的目标地址是来自转交节点112/202的公共转交地址。例如，在一种形式中，目标地址是由公共网络分配的移动装置的公共地址。在另一种形式中，目标地址为外部代理的公共地址，外部代理把应答转发到移动装置。
以下是根据本发明的多个实施例的对于注册过程更详细的描述。首先参考图4，示出了根据一个实施例的当专有移动通信装置连同专有归属代理一起位于专有网络内时，移动注册的信令流图。
在本实施例中，标记为移动节点(MN)的移动装置104和归属代理(HA)106属于专有网络102并具有专有网络地址。该归属代理还具有公共地址来支持从该专有网络之外进行移动注册。在图4的图中，移动装置位于专有网络之内，并根据标准MIP操作向归属代理注册。
移动装置产生并发送寻址到归属代理的专有地址的注册请求(RRQ)(步骤402)，该注册请求从该移动装置获取的转交地址(COA)发送。COA与移动装置的专有地址协同定位，也就是说COA也是专有地址。即，RRQ可从移动装置104直接发送到归属代理106或通过外部代理116发送(如果有的话)。此外，注册请求的归属代理地址字段包括归属代理的专有地址。
作为响应，归属代理发送注册应答(RRLY)到协同定位的转交地址(步骤404)。归属代理将其专有地址复制到注册应答的归属代理地址字段中。一旦移动装置的客户端接收到注册应答并核实该应答的归属代理地址字段中的地址与该请求的归属代理地址字段相匹配时，注册完成。
注册后，移动装置开始IP会话并把分组反向隧道至归属代理(步骤406)。归属代理106然后解隧道(detunnel)从移动装置接收到的分组，并将其发送到网络边界装置(例如边缘路由器/可选防火墙)(步骤408)。解隧道的分组中的源地址是该移动装置地址，该地址为专有地址。然后，网络边界装置114执行网络地址转换(NAT)，把移动专有地址转换为分配给该移动装置的公共地址(步骤410)。网络边界装置114可使用静态或动态NAT表来执行这种转换。然后把该反向通信量或分组转发到通信节点(CN)(步骤412)。该CN是移动装置寻求与之进行通信的实体，例如作为因特网108内主办网站的Web服务器。
CN通过把通信量或分组转发到移动装置的公共归属地址(步骤414)来应答。为了会话，由网络边界装置114再次创建移动装置104的公共归属地址。然后，网络边界装置114执行从公共移动装置归属地址到移动装置的专有地址的网络地址转换(步骤416)，也就是该网络边界装置将移动装置的公共地址NAT回到其专有地址。然后网络边界装置114将分组转发到专有归属代理106，其监听发往移动装置专有地址的分组(步骤418)。归属代理106然后将分组从通信节点(CN)隧道至移动装置104(步骤420)。
应该注意，图4的信令流图描述了当移动装置104和归属代理106属于专有网络102并且移动装置104位于专有网络102之内时的MIP操作。该过程对于本领域中技术人员通常是已知的。然而，如上提到的，当移动装置104漫游到公共网络110内时就出现问题，也就是它不能向归属代理106注册，因为它的注册分组不能路由到归属代理。因此，本发明的多个实施例提供对于此种情况的解决方案。下面，提供当移动装置漫游到公共网络110内时对于MIP操作的更详细的描述。
还应该注意，同已知的使用MIP代理计算机装置的解决方案相比，当移动装置位于专有网络102内时，这里提供的解决方案不需要改变MIP操作。而在已知的使用MIP代理计算机装置的解决方案中，当移动装置从专有网络内和从公共网络内进行注册时，要对标准过程的MIP操作做改变。因此，根据多个实施例，有利的是，当移动装置位于专有网络内时，使用图4中描述的标准MIP操作。
下面参考图5的流程图和图6的相应的信令流图，其中示出了当专有移动装置漫游进入公共网络内时的图1-3的移动注册的一个实施例中执行的步骤。如上所述，移动装置104和归属代理(HA)106属于专有网络102并具有专有网络地址。该归属代理还具有公共地址来支持来自专有网络之外公共网络110之内的移动注册。
可选地，初始步骤判定移动装置是在专有网络中还是在公共网络中(步骤502)，如前所述，例如通过确定移动装置连接哪个端口来判定。然后(或起初，取决于实施例)，为了向归属代理106注册，产生包括扩展的注册请求(RRQ)，该注册请求在公共网络中寻址到归属代理的公共地址并发送或路由到归属代理的公共地址(步骤504)。归属代理的公共地址包含在该注册请求的归属代理地址字段中，并且配置该注册请求使得向归属代理指示该移动装置在公共网络内。
参考图7，其中示出了简化的注册请求分组700。分组700包括标准部分702和扩展704。标准部分702包括标题706和归属代理地址字段708。如本领域内已知的，在标准部分702可能还有其他字段，标题706被寻址到归属代理的公共地址。应该注意，标题706的源字段是移动装置的公共地址，如公共转交地址。此外，归属代理地址字段708包括归属代理的公共地址。相对照地，根据标准MIP操作，标题706将被寻址到归属代理106的专有地址，而且归属代理地址字段708将包括归属代理106的专有地址。然而，如上指出，当移动装置104位于专有网络102之外时，这样的注册请求不能路由到归属代理。因此，根据多个实施例，当移动装置在公共网络110内时，所产生的注册请求700被寻址到归属代理的公共地址。提供扩展704来向归属代理106指示该移动装置在专有网络之外。在图12中描述了扩展的一个实例。
在图6的实施例中，生成包括扩展的注册请求(RRQ)并通过标记为移动节点(MN)的移动装置来发送。然而，如上所述，如果具有外部代理，它可以执行MIP客户程序的一些功能并且最低限度能转发该注册请求到归属代理(HA)的公共地址。例如，该外部代理可以添加合适的扩展，改变该请求或简单地路由该请求。因此，该注册请求从移动装置112直接发送或通过公共网络内的外部代理204进行发送，也就是注册地址从公共网络内的转交节点112/202发送，其源地址是转交节点的公共地址。
然后，在网络边界装置接收和处理该注册请求，例如标题706中的归属代理的公共地址被转换为归属代理的专有地址(步骤506)。然后网络边界装置114把该注册分组路由到归属代理(步骤508)，其中在归属代理处接收注册分组(步骤510)。从归属代理的角度看，看起来就像所到达的注册请求是来自该专有网络内的实体一样。
在归属代理106处，对注册请求进行处理，并且如果归属代理可以解码或识别扩展704，来自请求700的归属代理地址字段708的归属代理公共地址被复制到注册应答中(步骤512)。配置归属代理以处理扩展704，这样如果归属代理识别该扩展，它就知道尝试注册的移动装置位于公共网络中。如果该归属代理不能解码扩展704或不能识别扩展704，归属代理忽略请求700或发送带有报错代码的应答。然后，发送寻址到移动装置的公共地址(也就是外部代理的公共转交地址或分配给移动装置的公共转交地址)的注册应答(RRLY)(步骤514)。从归属代理发送的注册应答的标题中的源地址是归属代理的专有地址。
参考图8，描述了简化的注册应答(RRLY)分组800。分组800包括标题802和归属代理地址字段806。如本领域中已知的，在应答中可能还有其他的字段。标题802包括作为目标地址的移动装置的公共转交地址。标题802的源地址是归属代理的专有地址，并且归属代理地址字段806是从注册请求复制来的公共地址。这与标准MIP操作不同，标准MIP操作中，归属代理106将其专有地址复制到注册应答800的归属代理地址字段806中。
然后在网络边界装置114接收注册应答并进行处理，这样标题802的源地址被转换为归属代理的公共地址(步骤516)。应答800然后被路由到公共网络中的移动装置的转交地址(或者直接地，或者通过外部代理)(步骤518)。移动装置接收注册应答(步骤529)并通过MIP标准处理应答以完成注册。如果归属代理106要通过标准实现方式将其专有地址复制到归属代理地址字段806中，由于该应答800中的归属代理地址字段806与该注册请求700中发送的归属代理地址字段708不相匹配，移动装置可以放弃该注册应答800。
可选的，如果移动装置104不知道它在公共网络110中或希望核实它是在公共网络中，如果注册应答800在归属代理地址字段806中含有归属代理公共地址，移动装置可推断它在公共网络中(步骤522)。这为移动装置提供了一种判定它在公共网络之内的方法。例如，如上所述，不是专门判定移动装置在公共网络中，而是发送两个不同的注册请求(一个具有扩展并寻址到公共地址，另一个根据标准MIP操作寻址到专有地址)。根据应答800的归属代理地址字段806中出现的地址，移动装置可作出判定。例如，如果应答800在字段806中包括归属代理专有地址，则移动装置位于专有网络102中。另一方面，如果字段806包括归属代理公共地址，则移动装置在公共网络110中。移动装置104成功地向归属代理注册后，转发和反向隧道通信量的MIP操作没有变化，如下参考图9-11所描述的。
有利的是，根据多个实施例，提供当移动装置漫游到公共网络内时使得专有移动装置可向专有归属代理注册的解决方案。在优选的实施例中，只需要对标准MIP操作做出较小的改变。例如，配置归属代理106具有两个网络地址(也就是专有地址和公共地址)。此外，修改移动装置104中的客户端以支持归属代理106的两个地址，并当移动装置在公共网络110之内时发送增强的注册请求。位于专有网络102和外部公共网络之间的边界处的网络边界装置114支持归属代理的两个网络地址，并通过提供从公共归属代理地址到专有归属代理地址的网络地址转换对注册请求进行处理。而且，配置归属代理106以处理增强的注册请求，并当其解码扩展时适当地回应。
和已知的使用MIP代理计算机装置的解决方案相比，不需要额外的实体(MIP代理计算机)，使得该解决方案更有效率。MIP代理计算机装置的存在需要在MIP代理计算机和归属代理之间以及MIP代理计算机和网络边界装置之间设立另外的隧道。此外，根据多个实施例的解决方案，当移动装置从专有网络之内进行注册时不需要改变MIP操作。
下面参考图9，示出了根据一个实施例的从通信节点到已经向归属代理注册过的专有移动通信装置的通信流的执行步骤的流程图。而且，同时还参考图11，这是当专有移动通信装置向归属代理注册后的通信量(traffic)的一个实施例的相应信令流图。如上所述，移动装置104和归属代理(HA)106属于专有网络102并具有专有网络地址。归属代理还具有公共地址来支持从公共网络110之内专有网络之外进行移动注册。
开始，来自通信节点(CN)目的地为移动装置104的转发通信量被路由到由网络边界装置114预先提供的经转换的移动装置公共地址(步骤902)。该地址是该网络边界装置分配的公共地址并对应于该移动装置的专有地址。然后，在网络边界装置114处接收通信量，移动装置公共地址被转换回到移动装置的专有地址(步骤904)。然后，转发通信量被路由到移动装置的专有地址并且归属代理106监听去往移动装置的专有地址的分组(步骤906)。然后，转发通信量被路由或隧道至移动装置的公共地址(例如公共转交地址)(步骤908)，其源地址是归属代理专有地址。然后，网络边界装置114将该源地址转换为归属代理的公共地址并将转发通信量路由到该移动装置(步骤910)。应该注意，从归属代理106的观点来看，配置归属代理以使用其专有地址并使用移动装置的专有地址，而网络边界装置提供专有和公共地址之间的必要地址转换。
下面参考图10，示出了根据图8的一个实施例的从专有移动通信装置到通信节点的通信流执行步骤的流程图。同时还参考图11。从移动装置104去往通信节点(CN)的反向通信量被发送到归属代理106的公共地址(步骤1002)，其源地址是移动装置的公共转交地址。例如在网络边界装置114处接收反向通信量，归属代理公共地址被转换为归属代理专有地址(步骤1004)。该反向通信量然后被隧道至或路由至归属代理的专有地址处(步骤1006)。然后，归属代理解隧道或路由反向通信量至通信节点(CN)，其源地址为归属代理的专有地址(步骤1008)。然后，网络边界装置114将该源地址从归属代理专有地址转化为所分配的归属代理公共地址(步骤1010)并且将通信量路由到通信节点(步骤1012)。
如图9-11中描述的，一旦移动装置成功注册后，MIP操作通常和标准过程一样。相对照地，已知的使用MIP代理计算机装置的解决方案必须继续使用代理计算机装置进行通信。这样的解决方案效率较差，因为需要设立另外的隧道。例如，在归属代理106和MIP代理计算机装置之间以及MIP代理计算机和网络边界装置114之间的隧道。
下面参考图12，其中示出了注册请求的扩展的一个实施例，就像图7中示出的那样，该扩展指示专有移动通信装置位于公共网络内。在此实施例中，扩展1200为12个字节并包括通常指示扩展类型的类型字段1202，例如类型是专有归属代理扩展。还包括指示扩展1200长度的长度字段1204。服务商标识字段1206用于标识服务商，也就是专有网络的运营商。服务商类型字段1208指示服务商的类型，而服务商值字段1210提供服务商的值。这些字段1208和1210可是任选的，由服务商选择。同样，需要时提供保留字段1212。注意这只不过是扩展的很多可能实例中的一个。如上所述，在优选的实施例中，扩展的目的是向专有网络内的归属代理发送告知注册的专有装置位于公共网络内的信号。通常，类型字段1202向归属代理指示该移动装置位于公共网络中。一旦这些被识别后，如上所述，归属代理产生合适的注册应答以完成注册，例如归属代理将归属代理地址字段708中的地址复制到应答800的归属代理地址字段806中。因此，配置归属代理来处理该扩展。
现在参考图13，其中示出了图2的系统的一个实施例，其中专有网络包括专有蜂窝网络1302和运营商的IP网络1303，而公共网络为无线局域网(WLAN)1304。在此实施例中，当移动装置在专有蜂窝网络1302内时，专有移动装置104的MIP客户端通过外部代理116向IP网络1303的专有归属代理106注册。当移动装置漫游进入无线局域网例如热点时，移动装置104通过无线WLAN 1304内的外部代理204向专有归属代理106注册。注意WLAN 1304包括在其与因特网108之间的网络边界1306(例如防火墙)。本发明的多个实施例有利地为移动装置提供注册的方法，当其位于WLAN 1304内时可成功地向专有归属代理106注册，而不影响当移动装置位于专有蜂窝网络1302之内时的注册。
下面参考图14，其中示出了功能性地驻留于移动装置104中的MIP客户端的一个实施例的简化图。所示出的移动装置104包括处理器1402和存储器1404。这里所述的MIP客户端是存储在存储器1404中并通过处理器1402或其他机器执行的一组指令或软件(例如用于执行或引起执行图3-6和9-11中所描述的一个或多个步骤)。还应注意，当MIP客户端功能性地部分驻留于外部代理204中时，该外部代理204将具有存储在其存储器中的一组指令用以在外部代理的处理器上运行。应该注意，这里的多个流程图和信令流图，例如图3-6和9-11中描述的很多步骤可通过执行处理器或其他机器上的合适装置的存储器中存储的合适的一组指令来执行或引起执行。此外，这样的指令可编码在硬件中并提供相同的功能性。
应该注意，因为这里提供的解决方案为归属代理106提供公共地址，该专有归属代理易受到经由公共地址的安全攻击。例如，两种可能的安全风险包括通过归属代理的公共地址对其进行未授权访问和通过公共地址进行的拒绝服务攻击。
在解决对专有归属代理的未授权访问的一种方法中，配置归属代理以使得禁用telnet、rlogin、ftp和其他对该专有归属代理的远程访问。另一种方法是只允许来自提供限制性的公共访问的公知端口的注册请求。另一种方法是提供所有移动IP通信量必须经过的虚拟专有网(VPN)服务器。这样，在移动装置104向归属代理106注册后，该移动装置必须使用其归属地址建立VPN会话。然后，移动装置能够只通过VPN服务器将通信量反向隧道至归属代理。类似地，CN在对移动装置进行存取前也必须建立VPN会话。
拒绝服务攻击是使归属代理塞满虚假的移动IP通信量。但强化在VPN上的MIP通信量的策略可以阻止这种类型的MIP通信量攻击。还可以通过使归属代理充满注册请求而对专有归属代理发动拒绝服务攻击。这将迫使归属代理将其所有的系统资源花费在处理注册请求上。在今天，还没有满意的解决方案可以对付这种潜在的安全威胁。
虽然这里公开的发明通过特定的实施例和其应用进行了描述，本领域技术人员可在这里做出很多修改和改变而不偏离权利要求中阐明的范围。

Claims (10)

1.一种移动装置向专有归属代理注册的方法，包括以下步骤：
产生在公共网络内寻址到专有归属代理的公共地址的注册请求，该注册请求适于启动所述移动装置向所述专有归属代理的注册，所述移动装置位于公共网络内，所述移动装置属于专有网络并具有专有地址，所述专有归属代理位于所述专有网络内并具有专有地址和公共地址；和
把所述注册请求发送到所述专有归属代理的所述公共地址，其中所述注册请求指示所述移动装置在所述公共网络内。
2.如权利要求1的方法，其中所述的发送还包括：
从所述移动装置和位于所述公共网络内代表所述移动装置的外部代理中的至少一个发送所述注册请求。
3.如权利要求1的方法，其中所述发送包括：
从所述移动装置发送所述注册请求，所述注册请求寻址到所述归属代理专有地址；
在所述公共网络内接收所述注册请求；
改变所述注册请求以把所述注册请求寻址到所述专有归属代理的所述公共地址；和
发送经改变的寻址到所述专有归属代理的所述公共地址的注册请求。
4.如权利要求1的方法，其中所述的发送步骤包括：
从所述移动装置发送所述注册请求，该注册请求未指示所述移动装置位于所述公共网络内；
在所述公共网络内接收所述注册请求；
改变所述注册请求以指示所述移动装置位于所述公共网络内；和
发送经改变的寻址到所述专有归属代理的所述公共地址的注册请求。
5.一种移动装置向专有归属代理注册的方法，包括以下步骤：
接收适于启动位于公共网络内的移动装置向所述专有归属代理注册的注册请求，该移动装置属于专有网络并具有专有地址，该专有归属代理位于所述专有网络内并具有专有地址和公共地址，
其中所述注册请求在所述公共网络内寻址到所述专有归属代理的所述公共地址，其中该注册请求指示所述移动装置位于所述公共网络内；以及
处理该注册请求。
6.如权利要求5的方法，其中所述的接收包括：
在所述专有网络边界处的网络边界装置接收所述注册请求，
其中所述的处理包括：
把所述专有归属代理的所述公共地址转换为归属代理专有地址；和
该方法还包括步骤：
把所述注册请求路由到所述归属代理专有地址。
7.如权利要求5的方法，其中所述的接收包括：
在所述专有归属代理接收所述注册请求；
其中所述的处理包括：
解码所述注册请求以判定所述移动装置在所述公共网络内；
该方法还包括以下步骤：
把所述专有归属代理的所述公共地址复制到注册应答中；和
发送要路由到所述移动装置的所述注册应答。
8.一种移动装置，其包括：
处理器；和
连接到所述处理器的存储器，该存储器包括可由所述处理器执行的一组指令，
该组指令适于引起寻址到专有归属代理的公共地址的注册请求的产生，该注册请求适于启动移动装置向所述专有归属代理的注册，所述移动装置位于公共网络内，所述移动装置属于专有网络并具有专有地址，所述专有归属代理位于所述专有网络内并具有专有地址和公共地址；以及
该组指令适于引起把所述注册请求发送到所述专有归属代理的所述公共地址，其中所述注册请求指示所述移动装置位于所述公共网络内。
9.一种系统，包括：
包括移动装置的转交节点，该转交节点位于公共网络内，所述移动装置属于专有网络并具有专有网络地址；
位于所述专有网络边界的网络边界装置；和
位于所述专有网络内并具有专有地址和公共地址的归属代理；
其中，所述转交节点适于产生和发送寻址到所述归属代理的所述公共地址的注册请求，该注册请求适于启动所述移动装置向所述归属代理的注册，其中所述注册请求指示所述移动装置位于所述公共网络内；
所述网络边界装置适于接收所述注册请求，将所述归属代理的所述公共地址转换为所述归属代理的所述专有地址，并将所述注册请求路由到所述归属代理；和
所述归属代理适于处理所述注册请求以判定所述移动装置位于所述公共网络内并产生要被路由回所述移动装置的注册应答。
10.如权利要求9的系统，其中所述转交节点包括所述移动装置和外部代理中的至少一个，所述移动装置具有客户端功能性以引起所述注册请求的产生和发送，所述外部代理属于所述专有网络并位于所述公共网络内，其中所述外部代理适于代表所述移动装置来路由寻址到所述归属代理的所述公共地址的所述注册请求。
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