CN1204766C

CN1204766C - 移动通信网、外区代理路由器、地址服务器及传送方法

Info

Publication number: CN1204766C
Application number: CNB031226442A
Authority: CN
Inventors: 谷英明
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: US7286542B2; CN1452423A; US20030198192A1; JP3659236B2; JP2003309596A

Abstract

一种移动通信网络系统能够实现路由优化功能和隐私保护的需求。地址服务器确定将分配给多个可变IP子网络的网络地址和这些网络地址的使用周期，并将网络地址分发给可变IP子网络中具有外区代理功能的路由器。在分配的网络地址的使用周期期满时，首先分配专用路由器的新网络地址。利用IP路由控制装置将具有新网络地址的子网络的增加通知固定IP子网络的各个路由器。

Description

移动通信网、外区代理路由器、地址服务器及传送方法

技术领域

本发明涉及移动通信网络系统、外区代理路由器、地址服务器及其中采用的分组传送方法。更特别地，本发明涉及由固定IP(互联网协议)子网络构成的网络系统。

背景技术

本申请要求以2002年4月18日提交的日本专利申请号2002-115572为基础的优先权。上述日本专利申请的公开文本引入在此作为参考。

常规地，在这种类型的由固定IP子网络构成的网络系统中，在使用移动IP[移动IP(版本4)]时，具有下面两种类型的布置结构作为执行IP终端(移动节点)的位置管理的本地代理的布置结构。

第一种布置结构是在局域网(LAN)等中频繁使用的结构。在这种结构中，将移动IP兼容路由器安排在诸如以太网Ethernet(商标)等的桌面LAN中。路由器用作本地代理，包含属于子网络的IP终端，并且此路由器还用作漫游至此子网络的外部IP终端的外区代理。

第二种布置结构是采用虚拟子网络的结构，即子网络实际上不具有附属终端，用于将移动IP终端当作在外部移动的终端而不管其位置如何，因此本地代理发送分组给此移动IP终端所在的子网络。在这种情况中，可以在任何地方安排本地代理。然而，在连接至外部网络的网关的附近安排本地代理是有效的。

在这种情况中，在第二种布置结构中，如图6所示，在通过本地链路101连接至本地代理(HA)11的移动IP终端[移动节点(MN)]13移动以致于通过外部链路102连接至外区代理(FA)12时，本地代理11将分组从通信对方(CN)14传送给移动IP终端13、传送给外区代理12，以便从外区代理12传送至移动IP终端13。

这里，移动IP(版本4)已描述在1996年10月的C.Perkins(IBM)，Editor的IETF(互联网工程任务组)的RFC(请求注解)2002中。

此移动IP(版本4)的基本操作将在下面进行讨论。移动IP终端13通过接收代理的公共通知或在本地链路101中或在外部链路102中执行代理发现。在移动IP终端13在本地链路101中进行代理发现时，不使用移动业务。

在移动IP终端13在外部链路102中进行代理发现时，外区代理12的地址或从DHCP(动态主机配置协议)中获得的地址(并置的：第二地址)被登记到专用本地代理11作为转交地址(careof address)。此时，移动IP终端13可以通过外区代理12向本地代理11登记此转交地址。另一方面，移动IP终端13在从外部链路102返回至本地链路101时，向本地代理11更新位置登记。

由本地代理11俘获从通信对方14发送至移动IP终端13的分组被利用隧道传送至此转交地址并根据此转交地址传送至移动IP终端13。从移动IP终端13发送至通信对方14的分组基本上利用通用IP分组传送机构(例如，IP路由器网络100)进行传送。

也已提出通过在将分组从通信对方14传送至移动IP终端13时将移动IP终端13的当前地区位置(转交地址)通知通信对方14从而在通信对方14与移动IP终端13之间执行路由优化的路由优化功能的选择。应注意：在移动IP(版本6)中，如图7所示，已进行不作为可选传送方法的研究。

在上述的常规网络系统中，在选择通过本地代理的前一种传送方法时，能够使业务集中到本地代理上，从而明显限制整个网络系统的通过量。

另一方面，在选择使用后一种路由优化功能的选择时，虽然能够避免业务集中到本地代理上，但由于要将移动IP终端的当前地区位置通知通信对方而不能满足隐藏移动IP终端的当前地区位置的隐私保护的要求。

发明内容

因此，本发明目的是解决上述问题并提供能够同时实现路由优化功能和隐私保护的移动通信网络系统、外区代理路由器、地址服务器及其中使用的分组传送方法。

根据本发明的第一方面，提供一种由多个子网络构成并且可应用移动互联网协议的移动通信网络系统，此网络系统包括：

用于随机改变这些子网络的地址的装置；

在多个子网络中提供的第一通知装置，用于将各个专用子网络的当前分配地址通知包含在专用子网络中的终端；和

在多个子网络中提供的第二通知装置，用于将各个专用子网络的当前分配地址通知相邻路由器，

在子网络中，冗余地保持改变之前的地址与改变之后的地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

根据本发明的第二方面，提供一种外区代理路由器，安排在构成可应用移动互联网协议的移动通信网络系统的每个子网络中，此外区代理路由器包括：

第一通知装置，用于将专用子网络的当前分配地址通知包含在专用子网络中的终端；和

第二通知装置，用于将专用子网络的当前分配地址通知相邻路由器，

冗余地保持改变之前的地址和改变之后的地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

根据本发明的第三方面，提供一种地址服务器，此地址服务器连接至移动通信网络系统中的多个固定互联网协议子网络之中的任何一个子网络，此移动通信网络系统由多个固定互联网协议子网络和多个可变互联网协议网络构成并且可应用移动互联网协议，此地址服务器包括：

分发装置，用于随机改变和分发所述多个可变互联网协议子网络的网络地址，以便冗余保持改变之前的网络地址和改变之后的网络地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

根据本发明的第四方面，提供由多个子网络构成并可应用移动互联网协议的移动通信网络系统中的一种分组传送方法，此方法包括：

随机改变这些子网络的地址的步骤；

将各个专用子网络的当前分配地址通知包含在专用子网络中的终端的步骤；和

将各个专用子网络的当前分配地址通知相邻路由器的步骤，

在子网络中，冗余地保持改变之前的地址和改变之后的地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

也就是说，根据本发明的移动通信网络系统通过根据由IETF(互联网工程任务组)定义的移动IP(互联网协议)公开移动互联网协议终端所在的地址来实现路由的优化并阻止侵犯隐私。

更特别地，根据本发明的移动通信网络系统由具有固定网络地址的多个固定IP子网络和具有可变网络地址的多个可变IP子网络构成。其中，在可变IP子网络中提供在移动IP协议中定义的外区代理路由器。

此时，在根据本发明的移动通信网络系统中，通过将具有外区代理路由器的IP网络中的网络地址的随机改变与路由选择信息的更新和移动IP终端能够临时出现在其中的可变IP子网络的网络地址的改变同步，变得有可能阻止从移动IP终端所在的子网络的网络地址中反向追溯路由器的物理位置。

另一方面，通过给相关子网络的路由器冗余地分配改变之前与改变之后的网络地址，能够防止在随机改变网络地址时不传送分组。

附图说明

从下面给出的具体描述中并从本发明的优选实施例的附图中将更全面地理解本发明，然而，这些具体描述和附图不应用于限制本发明而只是用于解释与理解目的。

在这些附图中：

图1是表示根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例的结构的方框图；

图2是表示根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例的网络地址的更新程序的流程图；

图3是表示利用图1的地址服务器进行的地址分配示例的示意图；

图4是表示可变IP子网络中的外区代理路由器和出现在一个地区中的移动IP终端的操作的流程图；

图5是表示根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例的操作的顺序图；

图6是表示常规移动通信网络系统结构的一个示例的方框图；和

图7是表示常规移动通信网络系统结构的另一示例的方框图。

具体实施方式

下面参见附图结合根据本发明的移动通信网络系统的优选实施例具体讨论本发明。在下面的描述中，提出许多特定细节以提供本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员来说，本发明显然可以不利用这些特定细节来实施。在其他示例中，未具体表示出公知结构，以避免不必要地使本发明难以理解。

图1是表示根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例结构的方框图。在图1中，利用固定IP(互联网协议)子网络21-2n和可变IP子网络31-3n来构造此移动通信网络系统。其中网络地址是固定的固定IP子网络21-2n形成子网络群2。

固定IP子网络22连接至地址服务器6。固定IP子网络23连接至外部IP网络4。另一方面，在移动通信网络系统1中，存在移动IP终端51。在外部IP网络4中，连接IP终端52。

连接固定IP子网络21-2n，以便相互建立通信。其中，一个或多个子网络通过传输链路连接到外部IP网络4。虽然在图1中只有固定IP子网络23连接至外部IP网络4，但也有可能多个固定IP子网络通过这些链路连接至同一外部IP网络。

可变IP子网络31-3n分别连接至一个或多个固定IP子网络。地址服务器6连接至固定IP子网络22。通过其他的固定IP子网络21、23-2n能够从固定IP子网络22中与所有的可变IP子网络31-3n建立通信。在这种情况中，地址服务器6可以连接任何固定IP子网络21-2n。

出现在移动通信网络系统1中的移动IP终端51将任何一个固定IP子网络21-2n当作本地网络。假定：在通信条件下，移动IP终端51出现在任何一个可变IP子网络31-3n(在图1的情况中，可变IP子网络34)中，并且将从不出现在专用本地网络中。

作为如此结构的实施例，考虑一种网络结构，其中固定IP子网络21-2n是终端不能直接连接至的转接路由器网络，并且可变IP子网络31-3n是能够与此终端进行无线连接的无线LAN(局域网)。

例如，在将固定IP子网络21当作移动IP终端51的本地网络时，将相应的本地代理(未表示出)放置在固定IP子网络21中。在这种情况中，将从属于外部IP网络4的IP终端52发送至移动IP终端51的分组传送到作为接收者的固定IP子网络中的地址，在由本地代理的代理接收之后，并且又将此分组传送至移动IP终端51当前所在的、在其中登记的子网络(图1中的可变IP子网络)。

如图1所示，在移动IP终端51出现在可变IP子网络34中时，固定IP子网络21中的本地代理知道移动IP终端51出现在可变IP子网络34中并将到达的分组传送给可变IP子网络34。在这种情况中，可变IP子网络的IP地址是从地址服务器6中分配的临时值。将此临时分配的IP地址通知此网络中的相应路由器、出现在可变IP子网络34中的移动IP终端51以及作为通信对方的IP终端52。此时，作为通信对方的IP终端52可以知道要通信的移动IP终端51的当前IP地址。

如上所述，在将寻址至移动IP终端51的分组重新传送到此移动IP终端所在的子网络(图1的可变IP子网络34)时，将放置在此移动IP终端所在的子网络中的外区代理路由器(未表示出)的地址通知作为发送器的IP终端52。利用所通知的地址，发送器IP终端52直接将下一个分组以及后续分组(第二与后续分组)传送给获得的外区代理路由器。

应注意：在上述移动IP(版本4)中，将外区代理路由器安排在所有的可变IP子网络31-3n中。然而，在移动IP(版本6)中，将外区代理服务器安排在可变IP子网络31-3n之中的某些可变IP子网络中而不安排在其他的可变IP子网络中。另一方面，外部代理路由器检测出现在子网络中的移动IP终端(根据来自移动IP终端的登记)、从本地代理接收隧道分组、将分组传送至移动IP终端并执行类似于典型路由器的IP分组传送。

图2是表示根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例的网络地址的改变程序的流程图。参见图1与2，将讨论其中具有外区代理功能的路由器放置在可变IP子网络31-3n之一中的程序。

地址服务器6为各个可变IP子网络31-3n确定网络地址及其使用周期(图2的步骤S1)。将这些信息分发给各个可变IP子网络中具有外部代理功能的路由器(图2的步骤S2)。此时的传输装置可以是使用在分发时分配的网络地址进行分组传送的装置或在替换方案中可以预先设置在路由器的存储器中。

具有外区代理功能并放置在各个可变IP子网络31中的路由器对分配的网络地址的使用周期的逝去进行响应(图2的步骤S11)，以便分配专用路由器的新的网络地址并利用IP路由控制装置(第二通知装置)(未表示出)将具有新的网络地址的子网络的增加通知固定IP子网络21-2n(图2的步骤S12)。

此时使用的IP路由控制装置可以是采用诸如RIP(路由选择信息协议)、OSPF(开放最短路径优先)等的离散IP路由选择协议的装置或者在替换方案中可以是利用路由信息服务器集中控制的装置。

在各个固定IP子网络21-2n中，根据来自具有外区代理功能的路由器的通知修改路由选择表(未表示出)并将此表放置在可变IP子网络31-3n中(图2的步骤S21)。

在分配网络地址给相应可变IP子网络31-3n时，地址服务器6确定网络地址的使用周期，以便在转换网络地址时，一个可变IP子网络对于给定周期将具有两个网络地址。

图3是表示利用图1的地址服务器6进行的地址分配的示例的示意图。在图3中，附图标记A-Z代表预先获得以便分配给可变IP子网络31-3n的网络地址。

如图3所示，有时转换将分配给相应可变IP子网络31-3n的网络地址。在转换网络地址时，对于给定的转换周期T，给可变子网络31-3n分配两个网络地址。

将转换周期T设置在所要求的最大周期上，从而利用第一通知装置(未表示出)将新的网络地址通知相应的可变IP子网络31-3n，响应于此，可变IP子网络31-3n中的移动IP终端将当前子网络的改变通知相应本地代理和通信对方，并完成从通信对方发送的分组的传送，直至在响应中转换分组传送目的地的子网络。

在图3中，可变IP子网络31以“A”→“B”→“C”→“D”→“E”的顺序转换网络地址。在转换网络地址时，对于给定转换周期T，将“A”与“B”、“B”与“C”、“C”与“D”以及“D”与“E”以重叠方式分配给可变IP子网络31。

可变IP子网络32以“Y”→“Z”→“A”→“B”→“C”的顺序转换网络地址。在转换网络地址时，对于给定转换周期T，将“Y”与“Z”、“Z”与“A”、“A”与“B”以及“B”与“C”以重叠方式分配给可变IP子网络32。

可变IP子网络33以“W”→“X”→“Y”→“Z”→“A”的顺序转换网络地址。在转换网络地址时，对于给定转换周期T，将“W”与“X”、“X”与“Y”、“Y”与“Z”以及“Z”与“A”以重叠方式分配给可变IP子网络33。

同样地，可变IP子网络3n以“I”→“J”→“K”→“L”→“M”的顺序转换网络地址。在转换网络地址时，对于给定转换周期T，将“I”与“J”、“J”与“K”、“K”与“L”以及“L”与“M”以重叠方式分配给可变IP子网络3n。

图4是表示可变IP子网络31-3n中的外区代理路由器和出现在此子网络中的移动IP终端51的操作的流程图，而图5是表示根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例的操作的顺序图表。将结合图1-5来讨论根据本发明的移动通信网络系统的一个实施例的操作。

在图5中，表示在整个给定的转换周期T中将可变IP子网络32的网络地址从“Z”转换为“A”时的操作，其中网络地址重叠。在图5中，FA32表示可变IP子网络32的外区代理路由器，MN(1)到MN(m)表示出现在可变IP子网络32中的移动IP终端，并且CN(1)到CN(m)表示将分组馈送给移动IP终端MN(1)到MN(m)的通信对方。

应注意：图5中的表达式“DST＝X：MN(K)”代表此分组的最后目的地是移动IP终端MN(K)，并且转接此分组的外区代理的网络地址是X。

在转换网络地址之前，通信对方CN(1)到CN(m)在将分组馈送给各个移动IP终端MN(1)到MN(m)时，通过附加指示根据移动IP协议识别外区代理路由器FA32的网络地址“Z”的报头来馈送分组。继续馈送分组，直至接收到各个相应的移动IP终端的当前子网络改变的通知。

在外区代理路由器FA32中所指定的地址转换周期期满时(图4的步骤S31)，外区代理路由器FA32将专用路由器的地址设置为转换之前的地址“Z”与转换之后的地址“A”的冗余地址(图4的步骤S32)，并且利用第一通知装置发出表示网络地址是转换之后的地址“A”的代理通知给可变IP子网络32内的各个移动IP终端MN(1)到MN(m)(图4的步骤S33)。

可变IP子网络32中的各个移动IP终端MN(1)到MN(m)对通知消息进行应答(图4的步骤S41)，以判断其中专用节点出现的子网络从转换之前的地址“Z”变换为转换之后的地址“A”(图4的步骤S42)，并通过外区代理路由器FA32将当前子网络的改变通知相应的本地代理和通信对方CN(1)到CN(m)(图4的步骤S43)。

此时，发送分组给Z：MN(K)的通信对方CN(k)对接收终端所在的子网络的改变进行应答，从而将此分组的发送目的地改变为A：MN(k)。如上所述，利用所示的实施例，由于移动终端所在的子网络的网络地址能够以随机方式进行变化，所以使反向追溯当前子网络的位置非常困难。因此，能够实现路由优化功能和隐私保护。

如上所述，在由多个子网络构成并能够应用移动IP的移动通信网络系统中，通过随机改变子网络的地址、在通知改变内容时在改变子网络的路由控制消息之后执行路由器通知并在子网络中传送将利用改变之前的地址传送的所有分组的时间周期期间冗余地保持改变之前的地址以及改变之后的地址，本发明能够实现路由优化功能和隐私保护。

虽然本发明已根据其示例性的实施例进行表示和描述了，但本领域技术人员应明白可以对此进行上述以及各种其他的改变、省略和增加而不背离本发明的精神与范围。因此，不应将本发明理解为限于上述的特定实施例，并且根据所附的权利要求书中所述的特性，本发明包括能够在其所包含的以及等效的范畴内实施的所有可能的实施例。

Claims

1.一种由多个子网络构成并且可应用移动互联网协议的移动通信网络系统，该网络系统包括：

用于随机改变所述子网络的地址的装置；

在所述多个子网络中提供的第一通知装置，用于将各个子网络当前分配的地址通知包含在每个子网络中的终端；和

在所述多个子网络中提供的第二通知装置，用于将各个子网络当前分配的地址通知相邻路由器，

在所述子网络中，保持改变之前的地址和改变之后的地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

2.根据权利要求1的移动通信网络系统，其中所述多个子网络由多个固定IP子网络和多个可变IP子网络构成。

3.根据权利要求2的移动通信网络系统，其中所述多个固定IP子网络之中的每一个子网络具有对应于移动互联网协议终端的本地代理，并且

所述多个可变IP子网络之中的每个子网络临时包含所述移动互联网协议终端。

4.根据权利要求2的移动通信网络系统，其中在安排在所述多个可变IP子网络之中的每个子网络中的外区代理路由器中冗余地保持所述改变之前的地址和所述改变之后的地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

5.根据权利要求4的移动通信网络系统，其中通过所述本地代理将从发送器发送给所述移动互联网协议终端的分组数据传送给所述外区代理路由器。

6.根据权利要求1的移动通信网络系统，其中所述第二通知装置通过离散控制处理与集中控制处理之中的任何一个处理将所述地址通知相邻路由器。

7.一种外区代理路由器，安排在构成可应用移动互联网协议的移动通信网络系统的每个子网络中，所述外区代理路由器包括：

第一通知装置，用于将子网络的当前分配地址通知包含在子网络中的终端；和

第二通知装置，用于将子网络的当前分配地址通知相邻路由器，

保持改变之前的地址与改变之后的地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

8.根据权利要求7的外区代理路由器，其中所述子网络是移动通信网络系统中的可变IP子网络，所述移动通信网络系统由具有对应于移动互联网协议终端的本地代理的固定IP子网络和临时包含所述移动互联网协议终端的可变IP子网络构成。

9.根据权利要求8的外区代理路由器，其中通过本地代理将分组数据从发送器传送给所述移动互联网协议终端。

10.根据权利要求7的外区代理路由器，其中所述第二通知装置通过离散控制处理与集中控制处理之中的任何一个处理将所述地址通知相邻路由器。

11.一种地址服务器，该地址服务器连接至移动通信网络系统中的多个固定IP子网络之中的任何一个子网络，所述移动通信网络系统由多个固定IP子网络和多个可变互联网协议网络构成并且可应用移动互联网协议，所述地址服务器包括：

分发装置，用于随机地改变和分发所述多个可变IP子网络的网络地址，以便保持改变之前的网络地址和改变之后的网络地址，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

12.根据权利要求11的地址服务器，其中所述分发装置在转换所述网络地址时在预先设置给定的转换周期中给相关的可变互联网协议子网络分配两个网络地址。

13.一种由多个子网络构成并可应用移动互联网协议的移动通信网络系统中的分组传送方法，该方法包括：

随机改变所述子网络的地址的步骤；

将各个子网络的当前分配地址通知包含在每个子网络中的终端的步骤；和

将各个子网络的当前分配地址通知相邻路由器的步骤，

14.根据权利要求13的分组传送方法，其中所述多个子网络由多个固定IP子网络和多个可变IP子网络构成。

15.根据权利要求14的分组传送方法，其中所述多个固定IP子网络之中的每个子网络具有对应于移动互联网协议终端的本地代理，和

16.根据权利要求14的分组传送方法，其中所述改变之前的地址与所述改变之后的地址冗余地保持在安排在所述多个可变IP子网络之中的每个可变IP子网络中的外区代理路由器中，直至利用改变之前的地址完成分组传送。

17.根据权利要求16的分组传送方法，其中通过所述本地代理将从发送器发送给所述移动互联网协议终端的分组数据传送至所述外区代理路由器。

18.根据权利要求13的分组传送方法，其中将所述地址通知相邻路由器的所述步骤通过离散控制处理与集中控制处理之中的任何一个处理将所述地址通知相邻路由器。