[发明专利]在具有移动终端的分组交换网络中的路由选择

说明书

发明领域

本发明涉及电信信号的路由选择。具体地说，本发明涉及一种把电信信号路由选择到固定和移动电信介质的方法，使得用户可以在任何一种介质上以相同方式使用类似的服务，并通过交换设备和其他基于网络的设备的更大的通用性来允许系统运营商降低成本。本发明关注于基于分组的通信的路由选择(例如使用所谓的“因特网协议”(IP)在“因特网”中使用的路由选择)。

背景技术

当前的移动介质系统的设计结构是，移动用户和相关的系统在网络接口(通常是无线电基站)合作以使得一个移动节点能够从与一个基站通信改变为与另一个基站通信，并使得网络能够更新该新位置的智能点。在蜂窝网络中，这些智能点是本地位置寄存器和访问者位置寄存器(HLR和VLR)，而在“移动IP”中这些位置被称为本地代理和外部代理。在两种情况下，“访问者”位置寄存器或“外部”代理都保持一个只与那些正在与在它们的监管下的基站合作的用户有关的记录，而它们对应的“本地”位置寄存器或“本地”代理则保持一个有关它们的相关用户的永久记录，其中包括一个有关每个“本地”单元正与哪个VLR或外部代理合作的记录。一个入局消息中的地址标识出相关的HLR/本地代理，参考该信息来识别适当的VLR/外部代理以得到更具体的路由选择细节。这允许在靠近用户当前位置的VLR/外部代理内实现微小的位置变化，而无需通知距离较远的HLR/本地代理，从而显著减少了信令开销。

移动性的其他成本是提供该本地代理/外部代理接口，尤其是对于分组系统，还包括隧穿(把消息从一个地址转发到另一个地址)的成本，地址用尽(无法重新使用一个正发生转发的地址)，和三角路由选择。

在固定介质系统中，IP路由选择基于从潜在目的地到潜在发送者的IP地址块或前缀的分配(具有相关的度量或路由成本)，使得发送者和中间路由器可以确定到目的地的最好的下一个跳点(相邻路由器)。为网络中的所有目的地预先计算这些路由，使得发送者可以在产生信息时立即发送。当源和目的地具有固定位置，并且通信带宽足以满足路由的穷尽交换时，路由的预先计算和所配置的路由选择交换技术是可能的。但是，随着漫游比例的增加，这种模型趋于失败，需要一个更动态的路由选择方法。

R.Ramjee，T.La Por，S.Thuel，K.Varadh在1999年2月19日公开了一个作为因特网草案的称为“HAWAII”的提议，名称是“使用HAWAII的IP微移动性支持”，刊登在因特网工程工作组网站HTTP：∥www.ietf.org/internet-drafts/draft-rimjee-micro-mobility-hawaii-00.txt。HAWAII使用专门的路径建立方案，当在一个路由选择域中时在特定的路由器中安装基于主机的转发记录，以支持域内微移动性，并且默认使用“移动IP”用于域间微移动性。在HAWAII中，当移动主机在域内移动的同时其保留自己的网络地址。HAWAII体系结构依赖于域中的一个网关路由器(称为域根路由器)，该域中的默认路由被指向该域根路由器。基于每个移动主机的永久IP地址为其分配一个本地域。路径建立方案更新一个域中的单个路由选择路径，使得在无线电链路层的越区切换之前和之后到移动主机的接续都是可能的。只有那些沿着域根路由器和当前服务于移动主机的基站之间的单个路由选择路径设置的路由器具有用于移动主机IP地址的路由选择表记录。该域中的其余路由器把任何寻址到移动主机的分组沿着依赖于路由选择域的树型性质的默认路由(以域根路由器为根)上行路由选择，以提供与沿着该单个路由选择路径(对于该单个路由选择路径，路由器具有用于移动主机IP地址的单独主机记录)向移动主机进行的下行路由选择的交叉。

在HAWAII中，域之间的移动性由“移动IP机制”支持。本地域根路由器被指定为本地代理，通过外部域根路由器转发被封装的IP分组。

HAWAII提议的缺陷包括移动IP隧道集中在网络的核心中的很少几个节点(域根路由器)中，使得任何这些节点的故障都可能导致由故障节点处理的所有移动IP状态和相关话路的大规模故障。此外，由于从本地域外部到本地域内以及相反方向的所有路由选择都必须通过本地域根路由器发生，因此本地域根路由器的故障也可能导致大规模故障。