CN1768517A - 用于访问漫游移动节点的方法、设备和系统 - Google Patents

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Abstract

一种方法、设备和系统提供对移动节点的可靠访问。转交地址(“COA”)的请求被截取，并且在请求中的移动节点主机名被替换成备用的已配置名称。这些更改的请求然后在网络堆栈上被向下传递。类似地，对COA请求的答复也被截取，并且备用的已配置名称可以被替换成移动节点主机名。然后这些答复可以在网络堆栈上被向上传递。一个移动IP注册请求扩展可用来创建在移动节点主机名和移动节点归属地址之间的域名服务(“DNS”)服务器中的映射入口。这个映射入口确保移动节点经由它的主机名始终是可达的。

Description

用于访问漫游移动节点的方法、设备和系统
发明领域
本发明涉及移动计算领域，并且更具体地说涉及一种用于确保对漫游移动节点的可靠访问的方法、设备和系统。
发明背景
主机名是一个唯一的名称，在网络上可以通过它来识别一个计算装置。通过使用户能够使用唯一的名称而不是地址来访问计算装置，主机名可用来简化对这些装置的访问。主机名通常通过域名系统(“DNS”)服务器被转换成因特网地址。
移动计算环境中主机名的使用已引起了别的考虑。随着移动计算装置(下文称为“移动节点”)变得越来越普及，已经开发了各种协议来解决移动计算要求。例如，为了使移动节点用户能够从一个位置移动到另一位置(“漫游”)的同时继续保持它们与同一网络的连接，因特网工程任务组(“IETF”)已经公布了漫游标准(移动IPv4，IETF RFC3344，2002年8月，下文称为“移动IPv4”，以及移动IPv6，IETF移动IPv6，因特网草案draft-ietf-mobileip-ipv6-19.txt.(正在进行的工作)，2002年10月，下文称为“移动IPv6”)。
移动IPv4当前是主流标准，并且现今许多网络是适应移动IPv4的。移动IPv4引入了网络访问标识符(“NAI”)的概念。NAI可用于适应移动IPv4或移动IPv6的网络中来唯一地识别一个移动节点。虽然一个移动节点通常由一个主机名识别，但它也可以与一个以上的NAI相关联。类似于主机名，NAI也可以被DNS服务器转换成因特网地址。
附图简述
在附图中以举例但不限制的方式说明本发明，附图中相同的标记表示类似的元件，其中：
图1说明一个现今已知的公司内联网结构；
图2是说明可以配置MN 140的各种方式的表格；
图3说明根据本发明实施例的一个移动IP网络堆栈；和
图4是说明本发明一个实施例的流程图。
详细描述
本发明的实施例提供一种用于可靠访问漫游移动节点的方法、设备和系统。在说明书中所提及的本发明的“一个实施例”或“实施例”是指结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，出现在整个说明书中各个地方的短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等等不一定都指同一实施例。
图1说明一个已知的公司内联网(“公司内联网100”)的结构。公司内联网100可以包括有线与无线网络并且可以包括多个子网。子网是指可以共享同一公共地址格式的网络的部分。例如，在传输控制协议/因特网协议(“TCP/IP”)的网络上，所有的子网可以使用相同的开头三个数字组(比如100.10.10)。
如前所述，一个移动节点(下文称为“MN 140”)可以有一个主机名和与之相关的一个NAI。符合移动IPv4和/或移动IPv6标准(下文共同被称为“移动IP标准”)的移动节点现今可以在公司内联网100内的子网上自由地漫游。当MN 140退出它的归属子网时，它可以按照两个方式中的一种方式来继续保持它的当前传输连接以及恒定的可达到性。在第一方案中，MN 140在它退出它的归属子网时可以向归属代理(“HA 130”)注册。在注册过程期间，MN 140通知HA 130有关MN 140的“转交地址”(下文称为“COA”)，即MN 140在其新子网上的地址。HA 130此后截取寻址到MN 140的所有IP分组，并把这些分组重新路由到MN 140的COA。当MN 140从一个子网移动到另一子网时，MN 140可以经由动态主机配置协议(“DHCP”)或其它类似的协议获得新的COA。为了确保HA 130能够把分组正确地路由到MN 140，MN 140必须当它在公司内联网100上漫游时用其新的COA连续地更新HA 130。此配置通常被称为“共址(co-located)”通信模式。
可替代地，在适应移动IPv4的网络中，当MN 140离开它的归属子网时，它可以经由MN 140的新(“外部”)子网上的一个外部代理(“FA135”)向HA 130注册。通过利用FA 135进行注册，MN 140在向HA 130注册时可以使用FA 135的IP地址作为它的COA。在这个方案中，HA 130继续截取寻址到MN 140的所有分组，但是这些分组现在被重新路由到FA 135，即如向HA 130提供的MN 140的COA。FA 135检查它接收到的所有分组，并把适当的分组发送给在外部子网上其当前位置处的MN140。此配置通常被称为“非共址”通信模式。使用共址还是非共址模式的判断是本领域普通技术人员熟知的。某些网络例如可以强迫MN140向FA 135注册以便保持它的传输连接。在其它网络中，MN 140可以选择向FA 135注册或者以共址模式操作。
总之，当MN 140跨越子网漫游时，它可以使下述与之相关联：(i)主机名；(ii)NAI；(iii)恒定的归属地址；以及(iv)COA。正如对本领域普通技术人员来说将很显然的那样，当MN 140漫游时MN 140的这些多个标识符可能引起不一致。这些不一致性的细节在下面进行描述。
图2是说明可以把MN 140配置来符合移动IPv4标准的各种方式的表格。正如所说明的，移动节点可以根据六个方案之一来配置。在方案1中，处于共址模式的MN 140可以被指定一个与其主机名不同的NAI。当MN 140获得它的COA(例如经由DHCP或其它类似的协议)时，在DNS服务器中可以创建一个映射入口，从而把COA映射到MN 140的主机名{主机名，COA}。这个COA可以随着MN 140在子网上漫游而连续地变化。另外，MN 140可以被配置成通过它对HA 130的注册请求中的一个NAI扩展来获得它的归属地址。HA 130可以从HA 130的IP地址群中或者通过经由一个DHCP(或其它类似的协议)请求向DHCP服务器请求一个归属地址来把该归属地址发给MN 140。在后一种情况中，响应于HA 130的请求，DHCP服务器可以向MN 140发出一个归属地址，并向DNS服务器发送一个更新以便创建DNS服务器中的一个映射入口{NAI，MN_H}。如前所述，一个通信者节点(“CN”)可能企图使用MN 140的NAI和/或主机名来达到MN 140。可是，在上面的方案1中，如果CN试图使用MN 140的主机名而不是所解析成的MN 140的归属地址来访问MN 140，则主机名被解析成MN 140的COA。因为这种通信不是经由负责保持MN 140的移动连接性的HA 130来路由的，所以经由MN 140的主机名也许不可能可靠地达到MN 140。
在方案2中，处于非共址模式的移动节点140可以被指定一个与其主机名不同的NAI。MN 140再次可以被配置成通过一个NAI注册获得其归属地址，从而在DNS服务器中产生一个映射入口{NAI，MN_H}。可是，在这个非共址方案中，MN 140在向HA 130注册时可以使用FA 135的地址作为它的COA。因此，与方案1不同，MN 140没有获得一个COA，这将在DNS服务器中导致主机名和COA之间的一个映射。结果，对于DNS服务器中MN 140的主机名根本不可能有一个映射入口，并且CN不可能经由MN 140的主机名达到MN 140。另外，虽然这个方案没有触发DNS服务器中MN 140的主机名的一个映射入口，但是DNS服务器可能仍然包括它的绑定表格中的一个旧入口(例如，MN 140的主机名可能仍然被映射到来自前一配置中的一个老的COA)。在这种情形中，当CN试图经由MN 140的主机名达到MN 140时，主机名将在DNS服务器中被解析成旧的COA，从而导致CN不能够达到MN 140。
根据方案3，处于共址模式的MN 140可以被指定一个与其主机名相同的NAI。如上在方案1中所述，DNS服务器可以包括映射{NAI，MN_H}和{主机名，COA}。可是，在这种情况中，因为NAI和主机名相同，所以由于MN 140的主机名和NAI之间的IP地址争用，则DNS服务器中的映射可能不可预测。假定映射被输入到DNS服务器中的顺序，映射可能彼此覆盖。结果，最多经由MN 140的主机名或者NAI对MN 140的访问可能是不可预测的。
在方案4中，处于非共址模式中的MN 140可以被指定一个与其主机名相同的NAI。这个方案没有引起任何问题，因为如上在方案2中所述，NAI在DNS服务器中被映射到MN 140恒定的归属地址{NAI，MN_H}。可是，在这种情况中，因为NAI与主机名相同，所以尽管事实是没有主机名的映射，但MN 140仍然将是可达到的。换言之，试图使用MN 140的主机名达到MN 140的CN将输入同一名称作为MN 140的NAI，该名称将在DNS服务器中被解析为MN_H。
在方案5中，处于共址模式的MN 140可以被指定一个静态归属地址(例如，通过一个公司的IT部门)，并且在DNS服务器中也可以创建一个映射{主机名，MN_H}。可是，当MN 140漫游并获得一个COA时，在DNS服务器中还可以创建第二入口{主机名，COA}。对于MN 140的主机名的两个映射导致主机名的一个IP地址争用。更具体地说，主机名的第二映射可以改写第一个，从而在DNS服务器中留下{主机名，COA}映射。结果，如上在方案1中所述，使用MN 140的主机名不再可能可靠地到达MN 140，因为主机名被映射到MN 140的COA。
在最后的方案(方案6)中，处于非共址模式的MN 140可以被指定一个静态归属地址，从而导致DNS服务器中的一个映射入口{主机名，MN_H}。正如对本领域普通技术人员来说很显然的那样，这个方案没有问题，因为在非共址模式中，DNS服务器中没有为MN 140创建其它映射入口。CN因此可以经由MN 140的主机名可靠地达到MN 140。
总之，上面的方案1、2、3和5对于MN 140在它从子网漫游到子网时导致各种可访问性的问题。本发明的实施例通过使用一个已配置的备用名称来解决了这些问题。更具体地说，在本发明的实施例中，DHCP向MN 140请求COA，并且对这些请求的答复在MN 140内被截取，并分别被替换成已配置的备用名称和主机名。这消除了DNS服务器中主机名对COA的映射，因此消除了上述问题。在下面相对于图3进一步详细地描述使用已配置的备用名称的这个概念。
图3说明了根据本发明实施例在MN 140上的一个移动IP网络堆栈。网络堆栈的概念以及在网络堆栈“向上”和“向下”传递消息对本领域普通技术人员来说是熟知的，并且它们的进一步说明在此被省略以免不必要地使本发明模糊。正如所说明的，移动IP层(“MIP数据层303”)截取由MN 140发送的DHCP请求以便获得一个COA(下文称为“COA请求”)。可是，代替直接把请求向下路由到网络堆栈(即到链路层302和物理层301)，根据本发明的一个实施例，配置模块305(概念性地示出为包含在MIP数据层303内)可以用一个已配置的备用名称代替COA请求中MN 140的主机名。这个已配置的备用名称然后可以在网络堆栈被向下传递到链路层302和物理层301。在一个实施例中，COA请求是一个DHCP请求，并且DHCP服务器可以处理该请求，并送回一个具有COA分配的DHCP答复(下文称为“COA答复”)。一收到这个COA答复，配置模块305就可以用实际的主机名代替该答复中的已配置的备用名称，并把COA答复在网络堆栈向上传递到TCP/IP层304。
正如对本领域普通技术人员来说很显然的那样，通过根据上述实施例截取并修改COA请求和COA答复，MN 140的主机名可以不再被映射到它在DNS服务器中的COA。因此，为了确保DNS服务器中有MN 140主机名的某种映射，在本发明的一个实施例中，可以使用一个新的注册请求扩展(“主机名扩展”)。主机名扩展可以按照在移动IPv4标准中规定的准则被创建，并可被配置成通知HA 130请求在DNS服务器中在MN140的主机名和MN的归属地址之间创建一个映射入口{主机名，MN_H)。以这种方式，HA 130可以确保MN 140的主机名被始终如一地映射到DNS服务器中MN 140的归属地址。MN 140的NAI继续被映射到MN 140的归属地址{NAI，MN_H}。根据本发明的一个实施例，不管主机名和NAI是否相同，这两个映射使得MN 140都能够经由MN 140的主机名和NAI而可到达。
图4是说明本发明一个实施例的流程图。虽然下列操作可以被描述为一个顺序过程，但是许多操作实际上可以并行或同时被执行。另外，在不背离本发明实施例的精神的情况下，可以重新排列操作顺序，在401中，一个COA请求或COA答复可以被截取。在402，该请求和/或答复可以被检查。在COA请求的情况下，在403，该请求中的移动节点主机名可以被一个已配置的备用名称替换，并且在404被在网络堆栈上向下传递。可替代地，在COA答复的情况下，在405，已配置的备用名称可以被移动节点主机名替换，并且在406，该答复可以在网络堆栈上向上传递。另外，在这些事件之前、期间或之后的任何时刻，在407，移动节点的归属代理可以请求在DNS服务器中创建一个映射入口，从而把移动节点的主机名映射到移动节点的归属地址。
根据本发明实施例的移动节点、归属代理和外部代理可以在各种数据处理装置上被实现。正如对本领域普通技术人员来说很显然的那样，这些数据处理装置可以包括各种软件，并且可以包括能够支持移动网络的任何装置，包括但不限于大型机、工作站、个人计算机、膝上型计算机、便携手持计算机、PDA和/或蜂窝电话。在一个实施例中，移动节点可以包括诸如膝上型计算机、手持计算装置、个人数字助理和/或蜂窝电话之类的便携数据处理系统。根据一个实施例，归属代理和/或外部代理可以包括诸如个人计算机、工作站和/或大型计算机之类的数据处理装置。在可替换的实施例中，归属代理和外部代理还可以包括与用于实现移动节点的那些系统类似的便携数据处理系统。
根据本发明的实施例，数据处理装置可以包括能够执行指令以实现本发明实施例的各种组件。例如，数据处理装置可以包括和/或耦合到至少一个机器可访问介质。正如在此说明书中使用的那样，“机器”包括但不限于具有一个或多个处理器的任何数据处理装置。正如在此说明书中使用的那样，机器可访问介质包括任何存储和/或发送可由数据处理装置访问的任何形式的信息的机构，机器可访问介质包括但不限于：可记录/不可记录介质(比如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储器介质、光存储介质和快闪存储器装置)，以及电、光、声的或其它形式的传播信号(比如载波、红外信号和数字信号)。
根据一个实施例，数据处理装置可以包括诸如一个或多个处理器之类的各种其它熟知的组件。一个(多个)处理器和机器可访问介质可以使用一个桥接/存储器控制器而被通信地耦合，并且处理器能够执行存储在机器可访问介质中的指令。桥接/存储器控制器可以耦合到图形控制器，并且图形控制器可以控制显示装置上显示数据的输出。桥接/存储器控制器可以耦合到一个或多个总线。诸如通用串行总线(“USB”)主控制器之类的主机总线主控制器可以耦合到一个(多个)总线，并且多个装置可以耦合到USB。例如，诸如键盘和鼠标之类的用户输入装置可以被包括在用于提供输入数据的数据处理装置中。
在上述说明书中，参考本发明的特定示例实施例已经描述了本发明。可是，应该理解，在不背离如所附权利要求中阐明的本发明实施例的更宽的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和变化。相应地，说明书和附图被视为说明性的而不是限制性的。

Claims (22)

1.一种用于确保对移动节点可靠访问的方法，包括：
截取一个转交地址(“COA”)请求，该COA请求包括一个移动节点主机名；
用一个备用的已配置名称替换COA请求中的移动节点主机名；和
将具有该备用的已配置名称的COA请求发送给一个服务器。
2.根据权利要求1的方法，还包括：
截取来自服务器的一个COA答复，该COA答复包括备用的已配置名称；
用移动节点主机名替换该备用的已配置名称；和
发送具有移动节点主机名的COA答复给移动节点。
3.根据权利要求2的方法，还包括发送一个注册请求，以便在域名服务(“DNS”)服务器中映射移动节点主机名和移动节点归属地址的一个入口。
4.根据权利要求3的方法，其中发送注册请求包括：发送一个具有主机名扩展的移动IP注册请求。
5.根据权利要求1的方法，其中服务器包括一个动态主机控制协议(“DHCP”)服务器，以及COA请求包括一个DHCP请求。
6.一种用于确保对移动节点可靠访问的系统，包括：
一个移动节点，它能够发送一个转交地址(“COA”)请求，该COA请求包括一个移动节点主机名；
一个配置模块，它能够截取该COA请求，并用一个备用的已配置名称替换移动节点主机名，该配置模块还能够重发该COA请求；和
一个服务器，它能够接收该COA请求。
7.根据权利要求6的系统，其中服务器还能够响应该COA请求并发送一个COA答复给移动节点，其中该答复包括备用的已配置名称。
8.根据权利要求7的系统，其中配置模块还能够截取COA答复并用移动节点主机名替换该备用的已配置名称，该配置模块另外能够把具有移动节点主机名的COA答复发送给移动节点。
9.根据权利要求6的系统，还包括一个域名服务(“DNS”)服务器，该服务器能够映射移动节点主机名和移动节点归属地址的一个入口。
10.根据权利要求6的系统，其中服务器包括一个动态主机控制协议(“DHCP”)服务器，以及COA请求包括一个DHCP请求。
11.根据权利要求6的系统，其中移动节点包括该配置模块。
12.一种用于确保对移动节点可靠访问的系统，包括：
一个移动节点，它能够发送一个转交地址(“COA”)请求，该COA请求包括一个移动节点主机名；和
一个配置模块，它能够截取该COA请求，并用一个备用的已配置名称替换移动节点主机名，该配置模块还能够重发该COA请求给一个服务器。
13.根据权利要求12的系统，其中配置模块能够截取来自服务器的COA答复，其中COA答复包括备用的已配置名称，该配置模块还能够用移动节点主机名替换该备用的已配置名称，该配置模块另外能够把具有移动节点主机名的COA答复发送给移动节点。
14.根据权利要求12的系统，其中服务器包括一个动态主机控制协议(“DHCP”)服务器，以及COA请求包括一个DHCP请求。
15.根据权利要求12的系统，其中移动节点包括该配置模块。
16.一种用于确保对移动节点可靠访问的设备，包括：
一个配置模块，它能够截取来自移动节点的一个转交地址(“COA”)请求，其中该COA请求包括一个移动节点主机名，该配置模块还能够用一个备用的已配置名称替换该移动节点主机名并且重发该COA请求。
17.根据权利要求16的设备，其中配置模块能够截取一个COA答复，并且其中该COA答复包括备用的已配置名称，该配置模块还能够用移动节点主机名替换该备用的已配置名称，该配置模块另外能够把具有移动节点主机名的COA答复重发给移动节点。
18.一种包括机器可访问介质的产品，在所述机器可访问介质上存储的指令在被机器执行时，使得所述机器用来：
截取来自移动节点的一个转交地址(“COA”)请求，该COA请求包括一个移动节点主机名；
用一个备用的已配置名称替换该移动节点主机名；和
发送具有备用的已配置名称的COA请求给一个服务器。
19.根据权利要求18的产品，其中指令在被机器执行时还使所述机器用来：
截取来自服务器的一个COA答复，其中该答复COA包括该备用的已配置名称；
用移动节点主机名替换该备用的已配置名称；和
发送具有移动节点主机名的COA答复给移动节点。
20.根据权利要求19的产品，其中指令在被机器执行时还使所述机器用来：发送一个注册请求，以便在域名服务(“DNS”)服务器中映射移动节点主机名和移动节点归属地址的一个入口。
21.根据权利要求20的产品，其中指令在被机器执行时还使所述机器用来：发送一个具有主机名扩展的移动IP注册请求。
22.根据权利要求19的产品，其中服务器包括一个动态主机控制协议(“DHCP”)服务器，以及COA请求包括一个DHCP请求。
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