[发明专利]用于控制移动节点的层3切换的设备与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制移动节点的层3(L3)切换的系统与方法。

背景技术

目前，因特网基于因特网协议版本4(IPv4)。在IPv4中，源节点将源地址和目的地址合并到一个分组内，以将该分组通过因特网发送到目的地。IPv4中使用的IP地址由32个比特组成，允许大约40亿台主机连接到因特网。然而，由于特殊地址的使用、子网、网络地址分配等，实际可以连接到因特网的主机数目受到了较大的限制。此外，随着因特网的扩张和多媒体业务的增长，移动通信终端、用户信息装置等以及计算机，都适于连接到因特网。由于可用的IPv4地址不足，大量的用户信息装置，包括移动通信终端、电视和冰箱，无法全部连接到因特网。通过使IPv4更高效，以解决可用IP地址不足的问题并实现高性能的因特网，已开发了IPv6技术。

因特网协议版本6(IPv6)基于128比特的地址体系，与32比特的IPv4相比提供了流畅的IP地址。由于128比特的地址体系增大了路由器用于确定路由的路由表中的内容量，搜索合适路由的时间增加了。幸好IPv6地址体系比IPv4地址体系具有更多的层，可以缩短搜索合适路由所用的时间。

利用先进的IPv6，可以提供高性能因特网，其有能力应对因特网业务的快速增长和多媒体业务的传播。同时，分配给主机的IP地址由网络标识符和主机标识符组成。网络标识符是用于识别主机所连接的网络的唯一信息，主机标识符是用于识别网络中的主机的唯一信息。已分配有IP地址的主机利用IP地址和传输层端口号生成套接字地址，并利用套接字地址与其它主机建立连接。

一旦一个主机(第一主机)连接到另一个主机(第二主机)，当连接被保持时，第一主机的IP地址应当保持不变。在移动的环境中，当连接到第二主机的第一主机移动到另一个网络时，必须改变网络标识符。这就改变了分配给第一主机的IP地址。由于IP地址的改变导致套接字地址改变，现有连接被释放。因此必须尝试重连接。

为了解决主机向另一个网络的移动所引起的连接释放问题，因特网工程任务组(IETF)提出移动IPv6(以下称为“MIPv6”)协议。即使移动节点(MN)移动到另一个网络，MIPv6协议也能够保持现有连接。换句话说，MIPv6协议提供了一种机制，即使因特网中连接到对应(correspondent)节点的移动节点移动到另一位置，和因特网上另一主机(“对应节点(CN)”)的连接也能保持不变。

同时，通信技术的发展包括建设无线网络，例如蜂窝网、无线LAN、Wibro网等等。无线网络使用户能够在无线环境下使用各种多媒体服务，例如因特网语音协议(VoIP)、视频电话、IP-TV、视频点播(VoD)。然而，如果服务基站由于用户在无线环境中的移动而发生改变，服务就被阻挡。因此，即使当用户移动时，也需要切换技术来提供无缝服务。切换可分成层2(L2)切换和层3(L3)切换。当用户移动到另一基站时发生L2切换，当用户移动到另一IP子网时发生L3切换。L2切换通过蜂窝网、无线LAN、Wibro网来进行，L3切换通过使用分配给用户的相同IP地址的上述移动IP(MIP)来进行。

MIPv6网络包括归属代理(HA)、MIPv6移动节点、多个路由器、基站、以及对应节点(CN)。移动节点是一种使用户能够接收因特网服务的终端，路由器将分组中继到移动节点。归属代理管理移动节点的IP地址，对应节点是因特网中为移动节点提供多媒体服务的任意主机。当移动节点移动到另一基站时发生切换。

为了描述MIPv6网络中的切换过程，假设移动节点从属于归属代理的第二基站移动到属于第二路由器的第三基站。首先，用作归属代理的第一路由器的覆盖区域内移动节点向对应节点发送数据并从对应节点接收数据。如果移动节点的用户从第一路由器的覆盖区域移动到第二路由器的覆盖区域，移动节点感测到第二基站的移动。这里，当移动到第二路由器的覆盖区域时，移动节点通过已有的接入到达检查来感测在L3状态下的移动。

在意识到L3切换的必要性后，移动节点向第二路由器发送路由器邀请(RS)消息。当接收到RS消息时，第二路由器生成包含其自身前缀信息之类信息的路由通告(RA)消息，并将其发送到移动节点。响应路由通告消息，移动节点提取前缀信息并生成其自身的转发地址(CoA，Care-of-Address)。

移动节点向归属代理发送绑定更新(BU)消息，报告预先生成的转发地址。归属代理把绑定更新(BU)消息中包含的转发地址注册到其数据库中，并通过向移动节点发送绑定更新肯定应答消息来进行响应。