[发明专利]一种演进分组系统中PMIPv6的实现方法

说明书

技术领域

本发明属于移动互联网技术扩展领域，特别涉及一种演进分组系统中PMIPv6的实现方法。

背景技术

移动互联网的兴起使得移动用户对通信网络的带宽需求变得比以前任何时候都迫切。3GPP在启动LTE计划以制定支持更高速率的无线接入网络，并随后成立了系统构架演进（SAE）项目以对现有的网络构架进行重新设计。项目的最终成果是推出了演进分组系统（EPS）。EPS是一个开放的系统，其核心网关和移动性管理实体能够支持其他各种非3GPP接入网络。EPS采用了包括双栈移动IPv6、移动IPv4 以及代理移动IPv6(PMIPv6)在内的网络层移动性管理协议来支持终端在不同网络中的移动性。

许多标准化组织以及研究人员都在对PMIPv6进行研究，其中主要的标准化组织包括IETF、3GPP以及3GPP2等。本发明通过对IETF所定义的PMIPv6标准进行深入研究，并参考了EPS中对标准PMIPv6做的扩展，在移动IPv6开源软件UMIP(USAGI-patched Mobile IPv6 for Linux)的基础上，开发了PMIPv6协议。所开发的协议支持PMIPv6信令流程及路由机制，支持部分3GPP扩展。

发明内容

本发明的目的是提出一种演进分组系统中PMIPv6的实现方法，其特征在于，包括：第一部分为EPS中通过对IETF所定义的PMIPv6标准进行深入研究，对PMIPv6的网络层移动性管理协议的研究；第二部分为基本的PMIPv6协议的实现；

1）EPS与PMIPv6的关键技术

EPS由演进分组核心（EPC）网络和各种无线接入网络两大部分构成，其中演进分组核心网络提供通向包括互联网在内的外部数据网络和运营商业务(IMS网络)的通道，负责执行鉴权功能，密钥协商，追踪节能模式的非激活终端的移动情况，并且支持多种不同接入技术之间的移动切换。无线接入网络负责包括传送数据在内的所有激活终端与无线相关的功能；

EPS中基于主机的网络层移动性管理协议，3GPP 在EPC网络中采用了IETF定义的两种类型的网络层移动性管理协议：基于主机的移动性管理协议和基于网络的代理移动IPv6协议，其中，主机的移动性管理协议为X2栈移动IPv6和移动IPv4；使得终端能够在不同接入技术间移动的同时保持业务的连续性；

2）PMIPv6协议的设计和实现是基于 UMIP（mipv6-daemon-umip-0.4）软件实现的， 

（1）UMIP的实现机制分析

UMIP主要分为移动节点(MN)，家乡代理(HA)和通信对端(CN) 三个部分， 通过读取配置文件或者输入不同参数来加载不同部分的代码，实现不同功能，MIPv6中主要的数据结构绑定更新列表(BUL)与绑定缓存(BCE)通过哈希的方式进行存放与读取；

（2）PMIPv6的模块设计

由于PMIPv6是基于网络的移动性管理协议，对MN不需要进行任何修改， PMIPv6中MAG的实现虽然重用了一些MN中的模块，如BUL的数据结构，移动头部的处理，但是大部分都作了修改和扩充；舍弃MN和CN的功能；而对于LMA的实现， 重用了HA的一些功能，并依据RFC5213对HA做了相应改动和扩展。

所述主机的移动性管理协议

1）移动IPv4(MIPv4)

移动IPv4协议是IETF制定的移动性标准，可以让移动节点在现有的网络架构下随时地连接上网络并且可以实现在不同子网中漫游。移动IPv4协议不需要更改现有的网络协议，可以使节点使用同一个IP地址连接在任何子网上，在移动过程中保持现有通信；

2）移动IPv6

移动IPv6中的移动节点、家乡代理、家乡地址和转交地址的概念与移动IPv4相同或类似，不过，移动IPv6又吸收了许多IPv6的优点，对移动IPv4做了许多改进，提高路由优化功能和动态家乡代理发现的能力，提供了管理IPv6网络移动性的功能，因此移动IPv6协议比移动IPv4协议具有更多优势：

a）移动IPv6协议为每个移动节点分配了全球的IP地址，无论它们在何处连接到互联网上，为移动节点服务的链路要预留足够多的IP地址来给移动节点分配一套(至少一个)转交地址，在IPv4地址短缺的情况下，要预留足够多的全球IPv4地址是不太可能的；