CN1706152A - Ip网络中的路由最优化代理 - Google Patents

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Abstract

一种系统和方法提供了IP网络中的路由最优化代理。在对应节点和路由最优化代理之间建立安全关联。为绑定移动节点和对应节点之间的更新执行鉴权进程。由路由最优化代理将分组从对应节点寻址到移动节点。分组所采用的路由可以是被优化的。

Description

IP网络中的路由最优化代理
背景技术
在常规IP网络中，被指定漫游移动节点的分组不能到达，而节点不在其本地链路中。为了不管节点的移动而继续通信，节点应该在每次移动到新的链路时改变其IP地址。当前，对于移动节点在漫游时与网络中其他节点(对应节点)通信的一种可能的技术是使用本地代理。使用这种技术，对应节点不需要知道移动节点的实际地址。对应节点而是能够通过其本地代理和本地地址与移动节点通信。然后，本地代理在对应节点和移动节点之间往返地转发业务。但是，由于分组可能必须通过经过本地代理的长的、耗时的迂回，所以这种方法具有非最优化的路由。本领域技术人员还没有找到使移动节点能够与对应节点通信而没有多余路由的有效系统。
发明内容
本发明的目的是提供IP网络中路由最优化的代理。在一个方面，本发明的目的是使用路由最优化代理与IP网络中移动节点交互作用的方法。该方法在对应节点和路由最优化代理之间建立关联。为了绑定移动节点和对应节点之间的更新，执行鉴权进程。该方法支持移动节点和对应节点之间通过路由最优化代理的通信。
在另一方面，本发明的目的是IP网络中的通信系统。该通信系统包括移动节点和包括路由最优化代理的对应节点。移动节点通过外部链路连接到IP网络。路由最优化代理被配置为支持移动节点和对应节点之间通信的路由最优化。
再一方面，本发明的目的是IP网络装置。该装置包括处理器和存储器。用包括建立与对应节点的安全关联；确定在外部链路上连接到IP网络的移动节点；以及使用移动节点的转交地址将分组从对应节点寻址到移动节点的计算机可执行指令编码存储器。
附图说明
图1表示IP网络中移动节点与对应节点通信的示意图；
图2表示移动节点与具有路由最优化代理的对应节点通信的示意图；
图3表示说明在移动节点和具有路由最优化代理的对应节点之间绑定的示例性鉴权进程的示意图；
图4表示移动节点和具有路由最优化代理的对应节点之间通信进程的处理流程图；以及
图5表示根据本发明的实施例一个示例性配置中的路由最优化服务器。
具体实施方式
以下参考附图对本发明的示例性实施例进行详细的描述，附图构成描述的一部分，并且以说明的方式表示附图，本发明可以实现附图的具体示例性实施例。对每个实施例的描述足够详细，使本领域技术人员能够实现本发明，并且应该了解，可以使用其他实施例，也可以进行其他变化，而不会背离本发明的实质和范围。因此，以下详细的描述宾白不是限制性的，本发明的范围只由权利要求书限定。
在说明书和权利要求书中，以下术语明确表示与此相关的意思，除非上下文清楚地写明。
术语“IP”表示任何类型的因特网协议。
术语“节点”表示执行IP的装置。
术语“路由器”表示转发不是明确寻址到其自身的IP分组。
术语“可路由地址”表示使得分组被发送到由地址所识别的接口的接口标识符。
术语“链路”表示节点能够在上面通信的通信环境或媒体。
术语“本地地址”表示分配给移动节点的可路由地址，被用作移动节点的永久地址。
术语“本地链路”表示由移动节点的本地地址所指向的链路。
术语“外部链路”表示除了移动节点的本地链路以外的任何链路。
术语“移动节点”表示能够将其附加点从一个链路改变到另一个链路而经由其本地地址仍然可到达的节点。
术语“对应节点”表示移动节点与其通信的对等节点。对应节点可以是移动的或者固定的。
术语“转交地址”表示在访问外部链路时与移动节点相关的可路由地址。
术语“本地代理”表示移动节点向其登记其当前转交地址的、移动节点的本地链路上的路由器。在移动节点不在本地期间，本地代理截接目的地为移动节点本地地址的、本地链路上的分组，对它们进行封装，并且将它们通过管道发送到移动节点的登记的转交地址。
术语“绑定”表示移动节点的本地地址与移动节点的转交地址的关联，以及该关联的漫游使用期限。
参考附图，在全部附图中，相同的附图标记表示相同的部分。另外，单数的引用包括复数的引用，除非有相反说明或者与这里的公开不一致。
在本地代理执行鉴权步骤并批准通信以后，移动节点和对应节点可以直接通信。典型地，使用路由协议(例如路由信息协议(RIP)和开放式最短路径优先(OSPF))IP网络中通信的路由。使用移动节点和对应节点之间最短(对于路由算法)路由被称为路由最优化。通过执行路由最优化，分组可以采取移动节点和对应节点之间的直达路由，而无需绕道通过本地代理。
但是，路由最优化对于对应节点是昂贵的，尤其是当对应节点是为很多客户端处理事物的静态服务器时。为了具有路由最优化能力，对应节点必须执行需要持续升级以满足移动用户的额外状态和协议。而且，如果移动节点与特定系统中多个对应节点通信，则每个对应节点都必须被升级，以便具有路由最优化能力。
本发明的目的是为与移动节点通信的对应节点提供路由最优化代理。本发明的系统和方法使对应节点能够具有路由最优化能力而不需要多余的部件和升级。可以由服务器集中地使能用于多个对应节点的路由最优化。在阅读以下详细描述以后将明白本发明的这些和其他方面。
图1表示移动节点与IP网络中对应节点通信的示意图。如图所示，移动节点103位于对于使用无线连接134通过本地代理132连接到IP网络100太远的位置。为了在其当前位置建立连通性，移动节点103用无线连接124通过外部链路122连接到IP网络100。
移动节点103和对应节点之间的通信可以路由通过本地代理132。本地代理132被配置为处理对应节点112和移动节点103之间的通信业务。对应节点112发送目的地为移动节点103的分组到本地代理132。然后，本地代理132使用与移动节点103相关的主转交地址、通过外部链路122将分组转发到移动节点103。这个实现使对应节点112能够与移动节点103通信，而不需要对应节点112知道在其当前位置与移动节点103相关的转交地址。但是，因为目的地为移动节点103的分组必须路由通过经由本地代理132的可能很长的、耗时的迂回，这种实现并不是当移动节点103远离本地代理132时处理其通信的有效方法。
在另一种实现中，对应节点112可以直接与移动节点103通信。对应节点114可以联系本地代理132，以便鉴权和批准与移动节点103的通信。在通信被鉴权和批准以后，对应节点114可以直接发送分组到移动节点103，而无需通过本地代理132。如图所示，对应节点114可以包括支持为移动节点103和对应节点114之间的分组使用最短路由的路由最优化软件部件116。为了确保通信的完整性，对应节点114和移动节点103二者可能都同意使用路由最优化。因此，执行和维持与路由最优化相关的状态和协议。
图2表示移动节点与具有路由最优化代理的对应节点通信的示意图。如图1所示，移动节点103位于距离本地代理132很远的位置，并且通过外部链路122连接到IP网络100。如图2所示，移动节点103与一群对应节点212-215通信，这群对应节点将与使能路由最优化相关的工作推给路由最优化代理205。
可以以多种配置实现路由最优化代理205。在一个示例性配置中，路由最优化代理205被实现为能够为多个客户端使能路由最优化的服务器。路由最优化代理205也可以被实现为防火墙，使得到达和来自对应节点212-215的所有业务必须通过路由最优化代理205。在防火墙实现中，在快速路径上转发到服务器的所有常规业务。必需附加处理的业务是涉及安全的业务。哪个业务需要附加处理取决于客户端和服务器所请求的安全等级。在另一种实现中，路由最优化代理可以使用网络地址解译标准来在内部网络中转发分组。
在操作中，每个对应节点212-215维持与路由最优化代理205的安全关联。能够通过手动配置或者使用公共密钥结构实现安全关联。路由最优化代理205为对应节点212-215使能路由最优化。特别地，可以配置路由最优化来使用移动节点的转交地址将分组寻址到移动节点103以及从移动节点103寻址分组。从对应节点212-215的角度看，它们可能不知道发送内分组到移动节点103的路由被使用路由最优化代理205最优化。从移动节点103的角度看，它可能不知道路由最优化代理205正在为移动节点103和对应节点212-215之间的业务处理路由最优化。
图3表示说明用于移动节点和具有路由最优化代理的对应节点之间绑定的示例性鉴权进程的示意图。在IETF规范中更详细地描述了常规鉴权进程。简单地说，用于绑定的鉴权进程使对应节点能够获得某些保证，即移动节点实际上在其声称的转交地址以及其本地地址处是可寻址的。借助于这个保证，对应节点将能够从移动节点接受绑定更新，以便发送分组到移动节点的转交地址。常规的鉴权进程包括本地测试初始/转发测试初始化(Home Test Init/Care-of Test Init：HoTI/CoTI)交换、IP安全(IPSec)、密码地生成的地址(CGA)等。
在图3中表示用于具有路由最优化代理303的对应节点304的示例性HoTI/CoTI交换鉴权进程300。在对应节点304和路由最优化代理303已经建立安全关联以后，可以进行鉴权进程300。在这个实施例中，路由最优化代理303为对应节点304执行交换鉴权进程。
当移动节点301通过本地代理302发送本地测试初始(HoTI)消息305到对应节点304时，鉴权进程300开始。HoTI消息的内容可以包括：可以是本地地址的源地址；可以是对应地址的目的地址；以及参数：hot init cookie。
移动节点301发送转发测试初始(CoTI)消息(310)到对应节点304。CoTI消息的内容可以包括：可以是转交地址的源地址；可以是对应地址的目的地址；以及参数：care-of init cookie。
响应于HoTI消息305，路由最优化代理303(代表对应节点304)可以通过本地代理发送本地测试(HoT)消息315到移动节点301。HoT消息315可以包括：可以是对应地址的源地址；可以是本地地址的目的地址；以及参数：HoT cookie；home cookie；home nonce index。
响应于CoTI消息310，路由最优化代理303(代表对应节点304)可以发送转发测试(CoT)消息(320)到移动节点。CoT消息320可以包括：可以是对应地址的源地址；可以是转交地址的目的地址；以及参数：CoT cookie；care-of cookie；care-of nonce index。
发送HoTi、Hot、CoTI和CoT之后，移动节点301可以发送绑定更新325到对应节点，以便创建两个节点之间的绑定。响应于绑定更新，路由最优化代理303可以发送可选的绑定确认到移动节点。
图4表示移动节点和具有路由最优化代理的对应节点之间的通信的处理的流程图。从开始框开始，处理400移动到框410，在框410中，在对应节点和路由最优化代理之间建立安全关联。可以使用常规鉴权进程或其他鉴权进程来建立安全关联。处理在框415中继续。
在框415中，执行用于移动节点和对应节点之间绑定更新的鉴权进程。可以使用诸如图3所示鉴权进程300的进程，使得路由最优化代理代表对应节点处理鉴权。在框420中，执行移动节点和对应节点之间的绑定更新。在框425中，使能移动节点和对应节点之间的通信，使得在两个节点之间发送的分组采用由路由最优化代理所确定的路由。然后，处理400结束。
图5表示一种示例性配置中的路由最优化服务器。为了说明的目的，路由最优化服务器500只被表现为具有在计算装置中共有的部件的子集。能够实现本发明的计算装置可以具有比图5所示的那样多的、少的或不同的部件。路由最优化服务器500可以包括多个硬件部件。在非常基础的配置中，路由最优化服务器500典型地包括中央处理单元502、系统存储器504、以及网络部件516。
根据计算装置的额外配置和类型，系统存储器504可以包括易失性存储器、非易失性存储器、数据存储设备等。系统存储器504的那些例子都被认为是计算机存储媒体。计算机存储媒体包括但不限于RAM、EEPROM、快速擦写存储器或其他存储技术、CD-ROM、数字多能光碟(DVD)或其他光存储器、磁盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储装置、或者能够用于存储希望的信息并能够由路由最优化服务器500访问的任何其他媒体。任何这样的计算机存储媒体可以是路由最优化服务器500的部分。
路由最优化服务器500可以包括用于接收输入的输入部件512。输入部件512可以包括键盘、鼠标、或其他输入装置。输出部件514可以包括显示器、扬声器、打印机等。
路由最优化服务器500还可以包括用于与IP网络中其他设备通信的网络部件516。特别地，网络部件516使路由最优化服务器500能够与移动节点和对应节点通信。路由最优化服务器500可以被配置为使用网络部件516接收和发送分组到和来自对应节点和移动节点。在这种配置中，路由最优化服务器500作为用于对应节点的路由最优化代理。
网络部件516发送和接收的信号是通信媒体的一个例子。通信媒体典型地可以由计算机可读指令、数据结构、程序模块、或模块化的数据信号中的其他数据、例如载波或其他传输机制来实现，并且包括任何信息传递媒体。术语“模块化的数据信号”表示这样的信号，即其具使其特性中的一个或多个以这样的方式设置或改变，以便编码信号中的信息。作为例子而不是限制，通信媒体包括有线媒体，例如有线网络或直接布线连接(direct-wired connection)，以及无线媒体，例如声音、RF、红外和其他无线媒体。这里使用的术语“计算机可读媒体”包括存储媒体和通信媒体二者。
路由最优化服务器500的软件部件典型地存储在系统存储器504中。系统存储器504典型地包括操作系统505、一个或多个应用506、以及数据507。如图所示，系统存储器504还可以包括路由最优化模块508。路由最优化模块508是用于处理与使用路由最优化服务器500作为路由最优化代理的对应节点相关的分组的软件部件。路由最优化模块508包括用于寻址移动节点和对应节点之间分组的计算机可执行指令。
以上说明、例子和数据提供了对本发明的完整描述。由于可以进行本发明的很多实施例而不背离本发明的实质和范围，所以本发明存在于随后所附的权利要求书中。

Claims (29)

1.一种用于与IP网络中的移动节点交互作用的方法，包括：
在对应节点和路由最优化代理之间建立关联；
执行用于绑定所述移动节点和所述对应节点之间更新的鉴权进程；以及
通过所述路由最优化代理，在所述移动节点和所述对应节点之间进行通信。
2.根据权利要求1的方法，还包括使用所述移动节点的转交地址，将分组从所述对应节点寻址到所述移动节点。
3.根据权利要求2的方法，还包括使用最优路由，从所述对应节点发送至少一个所述分组到所述移动节点。
4.根据权利要求1的方法，还包括使用网络地址解译，将分组从所述对应节点寻址到所述移动节点。
5.根据权利要求1的方法，其中在所述对应节点和所述路由最优化代理之间建立关联还包括建立安全关联。
6.根据权利要求5的方法，其中所述安全关联通过手动配置建立。
7.根据权利要求5的方法，其中所述安全关联由公共密钥结构建立。
8.根据权利要求1的方法，其中所述路由最优化代理以服务器形式实现。
9.根据权利要求1的方法，其中所述路由最优化代理以防火墙形式实现。
10.根据权利要求1的方法，其中使用以下至少一个执行所述鉴权进程：HoTI/CoTI交换、IPSec进程；以及CGA进程。
11.一种IP网络中的通信系统，包括：
通过外部链路连接到所述IP网络的移动节点；
对应节点；以及
路由最优化代理，被配置为保持与对应节点的关联，并且为所述移动节点和所述对应节点之间的通信实现路由最优化。
12.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理被配置为使用所述移动节点的转交地址，将分组从所述对应节点寻址到所述移动节点。
13.根据权利要求12的通信系统，其中使用最优路由发送所述分组中至少一个。
14.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化被配置成为绑定所述移动节点和所述对应节点之间的更新而执行鉴权进程。
15.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理与所述对应节点之间的关联是安全关联。
16.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理以服务器形式实现。
17.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理以防火墙形式实现。
18.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理被配置为使用网络地址解译来寻址分组。
19.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理被配置为与多个对应节点交互作用。
20.根据权利要求11的通信系统，其中所述路由最优化代理被配置为处理以下中至少一个：公共密钥结构、HoTI/CoTI交换、IPSec进程以及CGA进程。
21.根据权利要求11的通信系统，其中所述对应节点是静态服务器。
22.一种IP网络装置，包括：
处理器；以及
利用计算机可执行指令编码的存储器，这些指令包括：
建立与对应节点的安全关联；
确定在外部链路上连接到IP网络的移动节点；以及
使用所述移动节点的转交地址，将分组从所述对应节点寻址到所述移动节点。
23.根据权利要求22的IP网络装置，其中所述计算机可执行指令还包括为绑定所述对应节点和所述移动节点之间的更新而执行鉴权进程。
24.根据权利要求22的IP网络装置，其中所述计算机可执行指令还包括使用最优路由发送所述分组中的至少一个。
25.根据权利要求22的IP网络装置，其中所述计算机可执行指令还包括使用网络地址解译，将至少一个分组寻址到所述移动节点。
26.一种系统，包括：
用于在对应节点和路由最优化代理之间建立关联的装置；
用于为绑定移动节点和所述对应节点之间的更新而执行鉴权进程的装置；以及
用于通过所述路由最优化代理，在所述移动节点和所述对应节点之间通信的装置。
27.根据权利要求26的方法，还包括用于使用移动节点的转交地址，将分组从所述对应节点寻址到所述移动节点的装置。
28.根据权利要求27的系统，还包括用于使用最优路由将分组从所述对应节点发送到所述移动节点的装置。
29.根据权利要求28的方法，还包括用于在所述对应节点和所述路由最优化代理之间建立安全关联的装置。
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