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1. WO2013007133 - METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING PACKET FORWARDING PATH, AND NETWORK ELEMENT

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[ ZH ]
报文转发路径管理方法、系统及网元

技术领域

本发明涉及移动通信领域,尤其涉及一种报文转发路径管理方法、系统 及网元(包括移动接入网关( Mobile Access Gateway , MAG )和映射服务器)。

背景技术

ΡΜΙΡνό 协议为基于网络的移动性管理协议,移动节点(Mobile Node, MN ) 不需要参与任何与 IP移动相关的信令流程,网络中的移动实体会跟踪 移动节点的移动并且发起移动信令过程以及设置必需的路由状态。 PMIPv6域 中的核心功能实体是本地移动锚点(Local Mobility Anchor, LMA )和移动接 入网关 MAG,本地移动锚点负责维持移动节点的可达性状态并且移动节点的 家乡网络前缀逻辑上锚接在 LMA上, LMA会接受代理移动 IPv6域内或域外 的任何节点发送到移动节点的任何分组。移动接入网关负责管理 MN移动性 相关的信令,跟踪移动节点在接入网络中的移动,接收由移动节点发送到对 端节点的任何分组并且通过双向隧道发送到本地移动锚点。

如图 1 , 为 PMIPv6中 MN和 CN ( Correspondent Node )之间的数据传输 路径, MN附着在 MAG1上, CN附着在 MAG2上。 MN发往 CN的报文首 先到达 MAGI , MAG1对报文进行隧道封装,通过 MAG1和 LMA之间的隧 道将艮文发送给 LMA, LMA进行解封装,并对艮文进行重新封装,通过 LMA 和 MAG2之间的隧道发送给 MAG2, MAG2进行解封装后转发给 CN, CN 发往 MN的 ^艮文通过同样的方式进行转发。

釆用上述方法, MN和 CN之间的数据始终需要通过固定锚点 LMA进行 转发,数据传输路径不是最优路径,并且报文传输过程中需要经过 LMA的解 封装和二次重新封装的处理,引起较大的数据传输时延和丟包。尤其当网络 趋于扁平化并且数据量较大时, LMA成为流量转发的瓶颈,容易产生单点故 障问题,影响了 LMA的可扩展性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种报文转发路径管理方法、网元和系 统,以解决 LAM成为流量转发瓶颈的问题。

为解决以上技术问题,本发明提供了一种报文转发路径管理方法,该方 法包括:

第一移动接入网关(MAG )向映射服务器发送地址查询请求,其中携带 对端节点 (CN ) 的节点信息;

所述映射服务器接收所述地址查询请求,查询绑定緩存表,获取所述 CN 的节点信息对应的所述 CN的移动接入网关信息,所述 CN的移动接入网关 信息指向第二 MAG;

所述映射服务器直接向所述第一 MAG发送地址查询应答消息,或向第 二 MAG转发所述地址查询请求后,所述第二 MAG向所述第一 MAG发送地 址查询应答消息,所述查询应答消息中携带所述 CN的移动接入网关信息; 所述第一 MAG接收所述地址查询应答消息。

优选地,所述第一 MAG发送所述地址查询请求前,该方法还包括,所 述第一 MAG接收并緩存移动节点( MN )发送的所述首报文;所述第一 MAG 建立到第二 MAG的第一传输隧道,并通过所述第一传输隧道进行所述首报 文转发。

优选地,所述第一 MAG发送所述地址查询请求前,该方法还包括,所 述第一 MAG接收移动节点(MN )发送的首报文,所述首报文的目的地址为 所述 CN的家乡地址;所述地址查询请求中还携带所述首报文;所述映射服 务器查询所述 CN的移动接入网关信息后,直接向所述第二 MAG转发所述首 文或通过所述地址查询消息向所述第二 MAG转发所述首 文。

优选地,所述地址查询请求还携带所述 MN的节点信息和移动接入网关 信息;所述第二 MAG接收所述地址查询请求消息后,根据所述 MN的移动 接入网关信息建立到所述第一 MAG的第二传输隧道, 并保存所述 MN的节 点信息和移动接入网关信息的映射关系。

优选地,所述第一 MAG接收所述地址查询应答消息后,该方法还包括: 所述第一 MAG保存所述 CN的节点信息与移动接入网关信息的映射关系;所 述第一 MAG根据所述映射关系将接收的首报文封装外层隧道地址后转发,

所述 CN的移动接入网关信息。

优选地,所述第二 MAG接收所述封装后的首报文后,根据其中的 MN 的移动接入网关信息建立到所述第一 MAG的第二传输隧道,并保存所述 MN 的节点信息和移动接入网关信息的映射关系。

优选地,所述绑定緩存表中包括若干个绑定緩存表项,所述绑定緩存表 项是所述对应的 MN注册时生成的 , 所述 MN注册的流程包括:

所述 MN向附着的 MAG发送路由器请求消息,请求获取家乡网络前缀; 所述 MAG收到所述路由器请求消息后, 向所述映射服务器发送代理绑 定更新消息;

所述映射服务器收到所述代理绑定更新消息后,为所述 MN分配家乡网 络前缀,并创建绑定緩存表项保存保存的绑定关系为所述 MN的家乡网络前 缀和代理转交地址的绑定关系;

所述映射服务器向所述 MAG回复代理绑定确认消息,消息中携带分配 给所述 MN的家乡网络前缀;

移动接入网关收到代理绑定确认消息后, 发送路由器通告消息给所述 MN, 消息中包含映射服务器分配给所述 MN的家乡网络前缀以及 MN用来 进行地址配置的相关参数;

所述 MN收到路由器通告消息后,配置生成家乡地址。

为解决以上技术问题,本发明还提供了一种移动接入网关(MAG ) , 作 为移动节点 ( MN )对应的移动节点 MAG时,该 MAG包括:

查询请求发送模块,其设置为:向映射服务器发送地址查询请求,携带 对端节点 (CN ) 的节点信息;

查询应答接收模块,其设置为:接收地址查询应答消息,携带所述 CN 的移动接入网关信息。

优选地,所述 MAG还包括:

传输隧道建立模块,设置为:作为移动节点 MAG时,根据所述地址查 询应答消息中的 CN的移动接入网关信息,建立到所述 CN对应的对端节点 MAG的第一传输隧道;

报文緩存模块,设置为:作为移动节点 MAG时,在所述第一传输隧道 建立前,緩存接收的首报文;

报文转发模块,设置为:作为移动节点 MAG时,在所述第一传输隧道 建立后进行所述首报文转发。

优选地,所述地址查询请求中还携带移动节点(MN )的节点信息和移动 接入网关信息;作为 CN对应的对端节点 MAG, 该 MAG还包括:

查询请求接收模块,设置为:接收映射服务器发送的地址查询请求; 查询应答发送模块,设置为:根据所述地址查询请求中的 MN的、移动 接入网关信息向所述 MN对应的移动节点 MAG发送地址查询应答消息。

优选地,所述地址查询应答消息是所述映射服务器或对端节点 MAG发 送的。

优选地,所述 MAG还包括映射关系维护模块,作为移动节点 MAG时: 所述映射关系维护模块设置为:根据所述地址查询应答消息保存所述 CN 的节点信息和移动接入网关信息的映射关系;

所述报文转发模块还设置为:在转发前对所述首报文封装外层隧道地址, 封装的外层源地址为所述 MN的移动接入网关信息, 目的地址为所述 CN的 移动接入网关信息。

优选地,作为对端节点 MAG时:

所述传输隧道建立模块还设置为:根据所述地址查询请求中的 MN的移 动接入网关信息,建立到所述 MN对应的移动节点 MAG的第二传输隧道。

优选地,作为对端节点 MAG时:所述映射关系维护模块还设置为:根 据所述地址查询请求保存所述 MN的节点信息和移动接入网关信息的映射关 系。

为解决以上技术问题,本发明还提供了一种映射服务器,所述映射服务 器包括:

查询请求接收模块,其设置为:接收移动节点对应的移动节点 MAG发 送的地址查询请求,其中携带对端节点(CN ) 的节点信息;

绑定关系维护模块,其设置为:保存绑定关系,包括所述 CN的节点与 移动接入网关信息的绑定关系;

绑定关系查询模块,其设置为:查询保存的绑定关系,获取所述对端节 点的家乡节点对应的所述 CN的移动接入网关信息;

查询请求处理模块,其设置为:向所述移动节点 MAG发送地址查询应 答消息,携带所述 CN的移动接入网关信息;或,根据所述 CN的移动接入 网关信息向所述 CN对应的对端节点 MAG转发所述地址查询请求。

优选地,所述地址查询请求中还携带首报文,所述首报文的目的地址为 所述 CN的节点信息。

优选地,所述映射服务器还包括报文转发模块,设置为:根据所述 CN 的移动接入网关信息向所述对端节点 MAG转发所述首报文。

优选地,所述映射服务器还包括:

代理绑定更新消息接收模块,设置为:接收移动节点(MN )移动接入网 关 (MAG )发送的代理绑定更新消息;

家乡网络前缀分配模块,设置为:为所述 MN分配家乡网络前缀; 代理绑定确认消息发送模块,设置为:向移动节点 MAG回复代理绑定 确认消息,消息中携带分配给所述 MN的家乡网络前缀;

所述绑定关系维护模块保存的绑定关系是根据分配的家乡网络前缀及所 述代理绑定更新消息保存的所述 MN的家乡网络前缀和代理转交地址的绑定 关系。

为解决以上技术问题,本发明还提供了一种报文转发路径管理系统,该 系统包括如上所述的移动接入网关(MAG ) 。

优选地,所述系统还包括上述映射服务器。

本发明实施例报文转发路径管理方法、网元和系统通过移动节点 (MN)附 着的移动接入网关 (MAG ) 查询对端节点(CN ) 的移动接入网关信息,从 而通过两个移动接入网关实现 MN和 CN之间的报文转发,解决因 LMA造成 的流量转发瓶颈问题。

附图概述

图 1为代理移动 IPv6报文转发路径图;

图 2为本发明实施例提供的报文转发系统结构图;

图 3为本发明实施例 1提供的移动节点注册流程图

图 4为本发明实施例 2中提供的报文转发方法流程图;

图 5为本发明实施例 3中提供的报文转发方法流程图;

图 6为本发明实施例 4中提供的报文转发方法流程图;

图 7 本发明实施例 5中提供的报文转发方法流程图;

图 8为本发明报文转发路径管理方法的示意图;

图 9至图 11为本发明移动接入网关实施例的模块结构示意图; 图 12-14为本发明映射服务器实施例的模块结构示意图。

本发明的较佳实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式作详细描述。

本发明实施例应用在移动节点 (MN )和对端节点(CN ) 附着在不同的 移动接入网关下的场景,代理移动 IPv6协议提供了 MN和 CN附着在同一个 移动接入网关时的路由优化机制。

参见图 2, 为本发明实施例提供的报文转发系统结构图,其中:

200, 本发明中的映射服务器是一个控制面的实体,接收来自移动接入网 关的代理绑定更新消息,保存移动节点家乡网络前缀和代理转交地址的映射 关系;为移动节点分配家乡网络前缀;接收来自移动接入网关的地址查询请 求消息,根据消息中是否携带首报文进行相应处理;向发送地址查询请求消 息的移动接入网关发送地址查询应答消息。

201 , 第一移动接入网关接收移动节点发往对端节点的首报文,向映射服 务器发送地址查询消息,查询对端节点的代理转交地址。移动接入网关根据 获取的对端节点的代理转交地址对 MN和 CN之间的数据转发路径进行优化。

所述地址查询消息分两种情况进行构造:

携带首报文, 第一移动接入网关不需要存储首报文,映射服务器收到携 带首报文的地址查询消息后,对首报文进行下一步转发;

不携带首报文,第一移动接入网关需要存储首报文,并利用从映射服务 器查询到的转交地址对存储的首报文进行隧道封装后发送给第二移动接入网 关。

本发明通过引入映射服务器,釆用控制平面与承载平面相分离的平面结 构,实现移动性管理。控制面映射服务器负责移动节点的注册和位置管理, 相当于一个位置数据库;承载面移动接入网关通过向映射服务器进行位置查 询,传输移动节点和通信节点之间的数据包。提供一个具有高效数据传输效 率、充分的网络利用率、良好的可扩展性和健壮性的移动性管理机制。

需要说明的是,本发明中所说的节点信息,是用于表明是哪一个移动节 点或对端节点的信息,可以是移动节点或对端节点的标识(ID ) 、家乡地址 或家乡网络前缀,还可以是其中的两个信息的组合或三个信息;本发明所说 的移动接入网关信息是用于表明哪一个 MAG是移动节点或对端节点附着的 MAG的信息, 可以是 MAG的地址,也可以是 MAG为移动节点 (MN )和 对端节点( CN )分配的代理转交地址( CoA ) ,还可以是 MAG的地址和 CoA 的组合。节点信息具体釆用什么信息表示,移动接入网关信息具体釆用什么 信息表示,均由具体应用场景或相应网元可能得到的信息决定,此非本发明 重点,本发明对此不做限定,实施例中的具体描述仅为示意,不应作为对本 发明的限制。

本发明报文转发路径管理方法,如图 8所示,该方法包括:

步骤 801 : 第一移动接入网关(MAG )向映射服务器发送地址查询请求, 其中携带对端节点 (CN ) 的节点信息;

如前所述,所述节点信息是标识(ID ) 、家乡地址和 /或家乡网络前缀, 具体携带哪个或哪些信息作为节点信息,以能根据该查询请求中的节点信息 查找到映射服务器中保存的具体的绑定关系为准;

步骤 802: 所述映射服务器接收所述地址查询请求,查询绑定緩存表, 获取所述 CN的移动接入网关信息,所述 CN的移动接入网关信息指向第二 MAG;

步骤 803: 所述映射服务器直接向所述第一 MAG发送地址查询应答消 息,或向第二 MAG转发所述地址查询请求后,所述第二 MAG向所述第一 MAG发送地址查询应答消息,所述查询应答消息中携带所述 CN的移动接入 网关信息;

所述 CN的移动接入网关信息是第二 MAG的地址或第二 MAG为所述

CN分配的代理转交地址;

步骤 804: 所述第一 MAG接收所述地址查询应答消息。

以上步骤 801至 804主要关注第一 MAG如何得到对端节点的代理转交 地址的过程。

可选地,所述第一 MAG发送所述地址查询请求前,该方法还包括,所 述第一 MAG接收并緩存移动节点( MN )发送的所述首报文;所述第一 MAG 建立到第二 MAG的第一传输隧道,并通过所述第一传输隧道进行所述首报 文转发。具体参见实施例 2和实施例 3。

可选地,所述第一 MAG发送所述地址查询请求前,该方法还包括,所 述第一 MAG接收移动节点(MN )发送的首报文,所述首报文的目的地址为 所述 CN的家乡地址;所述地址查询请求中还携带所述首报文;所述映射服 务器查询所述 CN的代理转交地址后,直接向所述第二 MAG转发所述首报文 或通过所述地址查询消息向所述第二 MAG转发所述首 文。具体参见实施 例 4和实施例 5。

可选地,所述地址查询请求还携带所述 MN的节点信息和移动接入网关 信息,所述移动接入网关信息为第一 MAG的地址,或所述第一 MAG为所述 MN分配的代理转交地址; 所述第二 MAG接收所述地址查询请求消息后 ,根 据所述 MN的移动接入网关信息建立到所述第一 MAG的第二传输隧道,并 保存所述 MN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系。具体参见实施例

3和实施例 5。

进一步地,所述第一 MAG接收所述地址查询应答消息后,该方法还包 括:所述第一 MAG保存所述 CN的节点信息与移动接入网关信息的映射关 系;所述第一 MAG根据所述映射关系将接收的首报文封装外层隧道地址后

地址为所述 CN的移动接入网关信息。具体参见实施例 2、 3。

可选地,所述第二 MAG接收所述封装后的首报文后,根据其中的 MN 的移动接入网关信息建立到所述第一 MAG的第二传输隧道,并保存所述 MN 的节点信息和移动接入网关信息的映射关系。具体参见实施例 2及实施例 4。

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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。

实施例 1

本发明中, 映射服务器中的绑定緩存表包括若干个绑定緩存表项,所述 绑定緩存表项是所述对应的 MN注册时生成的。如图 3所示,为本发明实施 例 1提供的移动节点注册流程。包括以下步骤:

步骤 300, MN附着到移动接入网关时,移动接入网关将获取到 MN-ID, 从 AAA服务器获取该 MN的配置文件,根据配置文件对 MN进行鉴权操作, 判断是否能为 MN提供移动性管理服务。

步骤 301 , MN向附着的移动接入网关发送路由器请求消息,请求获取当 前访问网络的前缀(即家乡网络前缀 )信息,以配置 MN的 IP地址(即家乡 地址),请求消息中携带 MN的标识(ID ) 。

可理解地,步骤 301与步骤 302无严格的先后顺序,可以在 MN附着后 的任意时刻发送路由器请求消息。

步骤 302 , 移动接入网关对 MN鉴权通过后,构造代理绑定更新消息

(PBU, Proxy Binding Update)发送给映射服务器,为 MN在映射服务器上进行 注册,代理绑定更新消息中携带 MN的标识(ID ) 、移动接入网关的地址以 及该移动接入网关为 MN分配的代理转交地址(CoA ) 。

步骤 303 , 映射服务器收到代理绑定更新消息后,为 MN分配家乡网络 前缀,并创建绑定緩存表项 (BCE: Binding Cache Entry, BCE)保存 MN的家 乡网络前缀和代理转交地址的绑定关系。

步骤 304, 映射服务器向移动接入网关回复代理绑定确认消息,消息中 携带分配给 MN的家乡网络前缀。

步骤 305, 移动接入网关收到代理绑定确认消息后,为 MN创建绑定更 新列表( Binding Update List , BUL )记录 MN所发送的绑定更新消息的相关 信息。并发送路由器通告消息给 MN, 消息中包含映射服务器分配给移动节 点的家乡网络前缀以及 MN用来进行地址配置的相关参数。

步骤 306, 移动节点收到路由器通告消息后,根据消息中指示的配置模 式,即有状态或无状态地址配置模式来配置它的接口地址,地址配置成功后, MN获得源自家乡网络前缀的家乡地址。

本发明上述实施例通过移动接入网关为移动节点在映射服务器上进行注 册,映射服务器为移动节点分配家乡网络前缀,移动节点据此配置家乡地址。 映射服务器通过存储本管理域所有移动节点的位置信息,以便不同的移动节 点相互通讯时进行位置查询。

以上实施例中映射服务器保存的是家乡网络前缀和代理转交地址之间的 绑定关系, MN注册的目的在于,在映射服务器中保存 MN的节点信息和移 动接入网关信息的绑定关系。可替换地,除家乡网络前缀外,映射服务器还 可将 PBU消息中携带 MN的标识(ID )作为绑定关系中的节点信息,或由 MN将配置成功的家乡地址反馈给映射服务器后作为绑定关系中的节点信 息,相应的,除代理转交地址外,映射服务器还可将 PBU消息中携带的移动 接入网关的地址作为绑定关系中的移动接入网关信息。

本发明的实施例提供几种报文转发的方法,以优化 MN和 CN之间的数 据转发路径,首报文转发过后,后续数据包直接通过 MAG之间的隧道进行 转发。

实施例 2

在该实施例中,第一移动接入网关 (也即移动节点附着的 MAG, 本发明

中也成为移动节点 MAG)存储移动节点发往对端节点的首报文;通过向映射 服务器发送地址查询消息获取对端节点的代理转交地址 (该代理转交地址指 向对端节点附着的 MAG, 该 MAG也成为对端节点 MAG ) , 查询消息中携 带对端节点的节点信息;根据查询结果建立第一移动接入网关到第二移动接 入网关的传输隧道;通过建立好的隧道将存储的首报文发送给第二移动接入 网关,最后转发给对端节点。后续报文直接通过移动接入网关之间的隧道进 行转发。

具体地,如图 4所示,本发明实施例 2提供的报文转发方法流程图,包 括以下步骤:

步骤 400, 移动节点 MN向对端节点 CN发送首 4艮文。

首报文的目的地址是 CN的家乡地址( HoA ) , 源地址是 MN的家乡地 址。

步骤 401 ,第一移动接入网关收到首报文后以 CN的节点信息为索引查询 映射路由表获取 CN的移动接入网关信息(可以是代理转交地址( Proxy-CoA ), 也可以是第二移动接入网关的地址,图示中以 Proxy-CoA为例进行示意,以 下实施例同),若未命中,则緩存首报文。

具体地,第一移动接入网关以 HoA为索引还是以 HNP为索引查询,需 要根据映射路由表的保存的具体内容而定,本发明对此不做限定。

步骤 402, 第一移动接入网关向映射服务器发送地址查询请求消息查询 CN的代理转交地址,查询请求消息中携带 CN的节点信息,具体可以是家乡 地址 (HoA)或家乡网络前缀 (HNP),图中以 HNP为例进行示意,以下实施例同。

步骤 403 , 映射服务器收到地址查询请求消息后,以 CN的家乡网络前缀 为索引查询 BCE获取 CN的代理转交地址,映射服务器向第一移动接入网关 发送地址查询应答消息,消息中携带 CN的代理转交地址。

步骤 404, 创建映射路由表。第一移动接入网关接收映射服务器的地址 查询应答消息后,提取 CN的代理转交地址,在本地建立映射路由表,保存 CN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系,该映射关系也可以保存在第 一移动接入网关原有的绑定更新列表中。

步骤 405,建立隧道。第一移动接入网关根据 CN的代理转交地址建立到 第二移动接入网关的单向隧道(本发明中也成为第一传输隧道)。

步骤 406, 发送首报文。第一移动接入网关根据建立的映射路由表对在 步骤 401中存储的首报文进行隧道封装:外层 IP头的源地址为 MN的移动接 入网关信息 (如为代理转交地址,或第一移动接入网关的地址),目的地址 为 CN的移动接入网关信息(如代理转交地址或第二 MAG的地址);内层 IP头的源地址为 MN的节点信息, 目的地址为 CN的节点信息。第一移动接 入网关将封装好的首报文发送给第二移动接入网关。

步骤 407 , 第二移动接入网关接收第一移动接入网关通过隧道发送的首 报文,学习 MN的节点信息和移动接入网关信息,在本地建立映射路由表, 保存 MN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系,该映射关系也可以保 存在第二移动接入网关原有的绑定更新列表中。

步骤 408, 第二移动接入网关剥离报文的外层隧道头,将首报文转发给

CN。

步骤 409, 第二移动接入网关根据学习到的 MN的代理转交地址建立到 第一移动接入网关的单向隧道(结合步骤 405中已建立的单向隧道(本发明 中也成为第一传输隧道),第一移动接入网关和第二移动接入网关之间的双 向隧道建立成功)。

步骤 410至步骤 412, 后续报文转发。在上述步骤中,第一移动接入网 关建立的映射路由表中保存了 CN的节点信息和移动接入网关信息的映射关 系;第二移动接入网关建立的映射路由表中保存了 MN的节点信息和移动接 入网关信息的映射关系;第一移动接入网关和第二移动接入网关之间建立起 了双向隧道。 MN和 CN之间的后续数据报文通过移动接入网关之间的双向 隧道进行转发:即数据报文到达各自的移动接入网关后,首先根据报文的目 的地址查找本地映射路由表,然后根据查找得到的目的地址对应的移动接入 网关信息对报文进行隧道封装,并通过隧道将封装好的报文发送到对方的移 动接入网关,最后移动接入网关对报文进行解封装后转发给对端节点。

本发明上述实施例通过移动接入网关存储首报文,从映射服务器获取对 端节点的移动接入网关信息,对首报文进行封装后发送到对端移动接入网关, 避免了 PMIPv6中需要穿越固定锚点带来的报文传输时延,缩短了转发路径, 提高了通讯效率。移动接入网关通过创建映射路由表优化了 MN和 CN之间 后续数据报文的转发路径。

实施例 3

在该实施例中,第一移动接入网关存储移动节点发往对端节点的首报文; 通过向映射服务器发送地址查询消息获取对端节点的代理转交地址,查询消 息中携带对端节点的节点信息,以及 MN的节点信息、 MN的移动接入网关 信息;根据查询结果建立第一移动接入网关到第二移动接入网关的传输隧道; 通过建立好的隧道将存储的首报文发送给第二移动接入网关,最后转发给对 端节点。后续报文直接通过移动接入网关之间的隧道进行转发。

如图 5所示,为本发明实施例 3提供的报文转发方法流程图。包括以下 步骤:

步骤 500, 移动节点 MN向对端节点 CN发送首报文。

首报文的目的地址是 CN的家乡地址,源地址是 MN的家乡地址。

步骤 501 ,第一移动接入网关收到首报文后以 CN的家乡信息为索引查询 映射路由表获取 CN的代理转交地址,若未命中,第一移动接入网关存储首 报文。

步骤 502, 第一移动接入网关向映射服务器发送地址查询请求消息查询 CN的代理转交地址, 查询请求消息中携带 CN的节点信息、 MN的节点信息 和移动接入网关信息。

步骤 503 , 映射服务器收到地址查询请求消息后,以 CN的家乡网络前缀 为索引查询 BCE获取 CN的代理转交地址,将该消息转发给第二移动接入网 关。

步骤 504,第二移动接入网关收到地址查询请求消息后,提取消息中 MN 的节点信息和移动接入网关信息,并建立映射路由表,保存 MN的节点信息 和移动接入网关信息的映射关系,该映射关系也可以保存在第二移动接入网 关原有的绑定更新列表中。

步骤 505, 建立隧道。建立到第一移动接入网关的单向隧道,

步骤 506, 第二移动接入网关向第一移动接入网关返回地址查询应答消 息,消息中携带 CN的代理转交地址。

步骤 507 , 创建映射路由表。第一移动接入网关接收第二移动接入网关 的地址查询应答消息后,提取 CN的移动接入网关信息,在本地建立映射路 由表,保存 CN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系,该映射关系也 可以保存在第一移动接入网关原有的绑定更新列表中。

步骤 508,建立隧道。第一移动接入网关根据 CN的移动接入网关信息建 立到第二移动接入网关的单向隧道(结合步骤 505中已建立的单向隧道,第 一移动接入网关和第二移动接入网关之间的双向隧道建立成功)。

步骤 509, 第一移动接入网关根据建立的映射路由表对在步骤 501 中存 储的首报文进行隧道封装:外层 IP头的源地址为 MN的移动接入网关信息, 目的地址为 CN的移动接入网关信息;内层 IP头的源地址为 MN的家乡地址, 目的地址为 CN的家乡地址。第一移动接入网关将封装好的首报文发送给第 二移动接入网关。

步骤 510, 第二移动接入网关接收第一移动接入网关通过隧道发送的首 报文后,剥离该数据包的外层隧道头,将首报文转发给 CN。

步骤 511至步骤 513同步骤 410至步骤 412, 不再赘述。

本发明上述实施例通过移动接入网关存储首报文,从对端移动接入网关 获取对端节点的移动接入网关信息,对首报文进行封装后发送到对端移动接 入网关,避免了 PMIPv6 中需要穿越固定锚点带来的报文传输时延,缩短了 转发路径,提高了通讯效率。移动接入网关通过创建映射路由表优化了 MN 和 CN之间后续数据报文的转发路径。

实施例 4

在该实施例中,第一移动接入网关接收移动节点发往对端节点的首报文; 通过向映射服务器发送地址查询消息获取对端节点的代理转交地址,查询消 息中携带对端节点的家乡信息,以及首报文;映射服务器从查询报文中提取 首报文,发送给第二移动接入网关,最后转发给对端节点。后续报文直接通 过移动接入网关之间的隧道进行转发。

如图 6所示本发明实施例 4提供的报文转发方法流程图包括以下步骤: 步骤 600, 移动节点 MN向对端节点 CN发送首 4艮文。

首报文的目的地址是 CN的家乡地址,源地址是 MN的家乡地址。

步骤 601 ,第一移动接入网关收到首报文后以 CN的家乡信息为索引查询 映射路由表获取 CN的代理转交地址,未命中,第一移动接入网关向映射服 务器发送地址查询请求消息,消息中携带首报文和 CN的家乡信息。

步骤 602, 映射服务器收到地址查询请求消息后,以 CN的家乡网络前缀 为索引查询 BCE获取 CN的代理转交地址,并提取消息中的首报文转发给第 二移动接入网关。

步骤 603 , 第二移动接入网关接收从映射服务器转发过来的首报文,转 发给 CN。

步骤 604, 映射服务器执行步骤 602的同时,向第一移动接入网关发送 地址查询应答消息,消息中携带 CN的代理转交地址。

步骤 605 , 创建映射路由表、建立隧道。第一移动接入网关接收映射服 务器的地址查询应答消息后,提取 CN的代理转交地址,在本地建立映射路 由表,保存 CN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系,该映射关系也 可以保存在第一移动接入网关原有的绑定更新列表中;第一移动接入网关根 据 CN的代理转交地址建立到第二移动接入网关的单向隧道。

步骤 606至步骤 608, 第一移动接入网关到第二移动接入网关的隧道建 立起来后, MN发往 CN的后续数据包通过隧道进行转发。第二移动接入网 关接收到第一移动接入网关通过隧道转发过来的数据包后,学习 MN的节点 信息和移动接入网关信息,建立映射路由表,保存 MN的节点信息和移动接 入网关信息的映射关系。

步骤 609, 第二移动接入网关根据学习到的 MN的代理转交地址建立到 第一移动接入网关的单向隧道(结合步骤 605中已建立的单向隧道,第一移 动接入网关和第二移动接入网关之间的双向隧道建立成功)。

步骤 610至步骤 612同步骤 410至步骤 412, 不再赘述。

本发明上述实施例通过在地址查询请求消息中携带首报文,映射服务器 从消息中提取首报文进行转发,并向发送地址查询请求消息的移动接入网关 回应地址查询应答消息以便建立移动接入网关之间的隧道, MN和 CN的后 续数据包通过隧道进行转发,避免了 PMIPv6 中需要穿越固定锚点带来的报 文传输时延,缩短了转发路径,提高了通讯效率。

实施例 5

该实施例 5中,第一移动接入网关接收移动节点发往对端节点的首报文; 通过向映射服务器发送地址查询消息获取对端节点的转交地址,查询消息中 携带对端节点的节点信息、 MN 的节点信息和移动接入网关信息、首报文; 映射服务器将查询消息转发给第二移动接入网关;第二移动接入网关提取首 报文发送给对端节点。后续报文直接通过移动接入网关之间的隧道进行转发。

如图 7所示,为本发明实施例 5提供的报文转发方法流程图。包括以下 步骤:

步骤 700, 移动节点 MN向对端节点 CN发送首报文。

首报文的目的地址是 CN的家乡地址,源地址是 MN的家乡地址。

步骤 701 ,第一移动接入网关收到首报文后以 CN的家乡信息为索引查询 映射路由表获取 CN的代理转交地址,未命中,第一移动接入网关向映射服 务器发送地址查询请求消息,消息中携带首报文、 CN的家乡网信息、 MN的 节点信息和移动接入网关信息。

步骤 702, 映射服务器收到地址查询请求消息后,以 CN的家乡网络前缀 为索引查询 BCE获取 CN的代理转交地址,将该消息转发给第二移动接入网 关。

步骤 703 , 转发首报文,创建映射路由表。第二移动接入网关收到地址 查询请求消息后:

提取消息中的首报文,转发给 CN。

提取消息中 MN的节点信息和移动接入网关信息地址,在本地建立映射 路由表,保存 MN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系,该映射关系 也可以保存在第二移动接入网关原有的绑定更新列表中。

步骤 704, 建立隧道。第二移动接入网关根据 MN的移动接入网关信息, 建立到第一移动接入网关的单向隧道。

步骤 705 , 第二移动接入网关向第一移动接入网关发送地址查询应答消 息,消息中携带 CN的移动接入网关信息。

步骤 706, 创建映射路由表、建立隧道。第一移动接入网关接收第二移 动接入网关的地址查询应答消息后,提取 CN的移动接入网关信息,在本地 建立映射路由表,保存 CN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系,该 映射关系也可以保存在第一移动接入网关原有的绑定更新列表中;第一移动 接入网关根据 CN的代理转交地址建立到第二移动接入网关的单向隧道(结 合步骤 704中已建立的单向隧道,第一移动接入网关和第二移动接入网关之 间的双向隧道建立成功)。

步骤 707至步骤 709同步骤 410至步骤 412, 不再赘述。

本发明上述实施例通过在地址查询请求消息中携带首报文,移动接入网 关从消息中提取首报文进行转发,并向发送地址查询请求消息的移动接入网 关回应地址查询应答消息以便建立移动接入网关之间的隧道, MN和 CN的 后续数据包通过隧道进行转发,避免了 PMIPv6 中需要穿越固定锚点带来的 报文传输时延,缩短了转发路径,提高了通讯效率。

对应于前述方法实施例,以下对本发明移动接入网关(MAG )的与本发 明特别相关的功能模块进行说明。

如图 9所示, MAG作为移动节点(MN )对应的移动节点 MAG (即前 述第一 MAG ) 时,与本发明特别相关地,该 MAG包括:

查询请求发送模块,用于向映射服务器发送地址查询请求,其中携带对 端节点(CN ) 的节点信息,所述节点信息为 CN的标识、家乡地址或家乡网 络前缀;

查询应答接收模块,用于接收地址查询应答消息,其中携带所述 CN的 移动接入网关信息,所述移动接入网关信息为对端节点 MAG的地址或对端 节点为所述 CN分配的代理转交地址。

可选地,与实施例 2、 3相对应,如图 10所示,在图 9所示的 MAG的 基础上,所述 MAG还包括:

传输隧道建立模块,作为移动节点 MAG时,用于才艮据所述地址查询应 答消息中的 CN的移动接入网关信息,建立到所述 CN对应的对端节点 MAG 的第一传输隧道;

报文緩存模块,作为移动节点 MAG时,用于在所述第一传输隧道建立 前,緩存接收的首报文;

所述报文转发模块,作为移动节点 MAG时,在所述第一传输隧道建立 后进行所述首报文转发。

可选地,与前述实施例 3和实施例 5相对应,所述地址查询请求中还携 带移动节点 (MN ) 的节点信息和移动接入网关信息,所述 MN 的移动接入 网关信息为移动节点 MAG的地址, 或所述移动节点 MAG为所述 MN分配 的代理转交地址;如图 11所示,在图 9所示的 MAG的基础上,所述 MAG 作为 CN对应的对端节点 MAG时,还包括:

查询请求接收模块,用于接收映射服务器发送的地址查询请求; 查询应答发送模块,用于根据所述地址查询请求中的 MN的移动接入网 关信息向所述 MN对应的移动节点 MAG发送地址查询应答消息。

进一步地,对应于实施例 2至 3 , 所述地址查询应答消息是所述映射服 务器或对端节点 MAG发送的, 在图 10所示的 MAG的基础上,所述 MAG 还包括映射关系维护模块,作为移动节点 MAG时,用于根据所述地址查询 应答消息保存所述 CN的节点信息和移动接入网关信息的映射关系;所述报 文转发模块,还用于在转发前对所述首报文封装外层隧道地址,封装的外层 源地址为所述 MN的移动接入网关信息, 目的地址为所述 CN的移动接入网 关信息。

可选地,与前述实施例 3和实施例 5相对应,作为对端节点 MAG时: 所述传输隧道建立模块,还用于根据所述地址查询请求中的 MN的移动 接入网关信息,建立到所述 MN对应的移动节点 MAG的第二传输隧道;所 述映射关系维护模块,还用于根据所述地址查询请求保存所述 MN的节点信 息和移动接入网关信息的映射关系。

以下对本发明映射服务器的与本发明特别相关的功能模块进行说明。 如图 12所示,与本发明特别相关第,本发明映射服务器包括:

查询请求接收模块,用于接收移动节点对应的移动节点 MAG发送的地 址查询请求,其中携带对端节点(CN ) 的节点信息;

绑定关系维护模块,用于保存绑定关系,包括所述 CN的节点信息与移 动接入网关信息的绑定关系;

绑定关系查询模块,用于查询保存的绑定关系,获取所述对端节点的节 点信息对应的移动接入网关信息;

查询请求处理模块,用于向所述移动节点 MAG发送地址查询应答消息, 其中携带所述 CN的移动接入网关信息;或,用于根据所述 CN的移动接入 网关信息向所述 CN对应的对端节点 MAG转发所述地址查询请求。

可选地,对应于前述实施例 4、 5, 所述地址查询请求中还携带首 ^艮文, 所述首 文的目的地址为所述 CN的节点信息。

特别地,对应前述实施例 4, 如图 13所示,在图 12所示的映射服务器 的基础上,所述映射服务器还包括报文转发模块,用于根据所述 CN的移动 接入网关信息向所述对端节点 MAG转发所述首报文。

对应实施例 1 , 如图 14所示,在图 12所示的映射服务器的基础上,所 述映射服务器还包括:

代理绑定更新消息接收模块, 用于接收移动节点(MN )移动接入网关 ( MAG )发送的代理绑定更新消息;

家乡网络前缀分配模块,用于为所述 MN分配家乡网络前缀;

代理绑定确认消息发送模块,用于向移动节点 MAG回复代理绑定确认 消息,消息中携带分配给所述 MN的家乡网络前缀;

所述绑定关系维护模块中保存的绑定关系是根据分配的家乡网络前缀及 所述代理绑定更新消息确定的所述 MN的家乡网络前缀和代理转交地址的绑 定关系。

另外,本发明还提供了一种报文转发路径管理系统,该系统包括如前所 述的移动接入网关 (MAG )和映射服务器。

一般地,家乡网络前缀就是家乡地址的前 64位。鉴于家乡网络前缀和家 乡地址之间这种特殊对应关系,知道家乡地址的网元(如映射服务器或 MAG ) 可推知相应的家乡网络前缀。

本发明实施例提供的技术方案,相比于现有技术具有以下优点:通过向 映射服务器查询对端节点的移动接入网关信息,报文不需要通过固定锚点进 行转发,从而优化了数据转发路径,减小了数据传输时延。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读 存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块可以釆用硬件 的形式实现,也可以釆用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特 定形式的硬件和软件的结合。

工业实用性

本发明实施例报文转发路径管理方法、网元和系统通过移动节点 (MN)附 着的移动接入网关 (MAG ) 查询对端节点(CN ) 的移动接入网关信息,从 而通过两个移动接入网关实现 MN和 CN之间的报文转发,解决因 LMA造成 的流量转发瓶颈问题。