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CN101204099B - 基于地址解析协议的无线接入点 - Google Patents

基于地址解析协议的无线接入点 Download PDF

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CN101204099B
CN101204099B CN2006800222496A CN200680022249A CN101204099B CN 101204099 B CN101204099 B CN 101204099B CN 2006800222496 A CN2006800222496 A CN 2006800222496A CN 200680022249 A CN200680022249 A CN 200680022249A CN 101204099 B CN101204099 B CN 101204099B
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Abstract

一种无线接入点(200)，当确定存在对支持移动台通信需求的需求时，获取(102)第一因特网协议(IP)地址并且将无故地址解析协议消息自动地发射到本地路由器，从而使得后者将第一IP地址关联到无线接入点的媒体访问控制地址。在优选实施例中，无线接入点还可以将注册请求自动地发射到远程网络元件(例如归属代理)，其将该第一IP地址呈现为转交地址，以与作为移动台归属地址的其他IP地址结合使用。

Description

基于地址解析协议的无线接入点
相关申请
本申请涉及与本申请相同日期提交的下述专利申请(其中，在这里通过引用包括这些专利申请的内容)：
METHOD AND APPARATUS TO FACILITATECOMMUNICATIONS USING SURROGATE AND CARE-OFINTERNET PROTOCOL ADDRESSES(用于使用从代理和转交因特网协议地址促进通信的方法和设备)(代理人记录号CE14029R)；
METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING LATENCYDURING WIRELESS CONNECTIVITY CHANGES(用于降低无线连接性变更期间的等待时间的方法及设备)(代理人记录号CE14027R)；
METHOD AND APPARATUS TO FACILITATE MOBILESTATION COMMUNICATIONS USING INTERNETPROTOCOL-BASED COMMUNICATIONS(用于使用基于因特网协议的通信促进移动台通信的方法及设备)(代理人记录号CE14115R)；
METHOD，APPARATUS，AND SYSTEM FOR ESTABLISHING ADIRECT ROUTE BETWEEN AGENTS OF A SENDER NODE AND ARECEIVER NODE(用于建立发送节点与接收节点的代理之间的直接路由的方法、设备及系统)(代理人记录号CE14008R)；
SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING A DISTRIBUTEDVIRTUAL MOBILITY AGENT(用于提供分布式虚拟移动代理的系统及方法)(代理人记录号CE14028R)；以及
SYSTEM AND METHOD FOR PAGING AND LOCATIONUPDATE IN A NETWORK(用于网络中的寻呼及位置更新的系统及方法)(代理人记录号CE14114R).
技术领域
本发明通常涉及通信系统，更具体地涉及支持无线移动性以及关于相应的无线连接性的变更的通信系统。
背景技术
单向及双向无线通信是相对公知方面的努力。在许多情况下，各种网络元件包括支持一个或多个移动台通信需求的基础设施。这些通信需求可以包括语音呼叫、数据通信等。在许多情况下，现代通信网络包括基本上限定了网络边缘的大量地理上区分的无线接入点。这种地理区分接下来促进各种网络资源的有效复用，例如无线电频率承载信道、控制信道、时隙、扩频码等。对这些资源的积极复用随后促进可行地支持相对较大的用户群。
当移动用户相对于通信系统基础设施移动时，这种通信网络通常服务于支持移动用户的通信需求。然而，这导致了对支持各种移动性管理功能的需求，例如但是不限于：
-连接模式移动性(例如，目前正在通信的移动台从一个无线接入点到另一个无线接入点的切换)；
-空闲模式移动性(例如，支持并且实现所支持移动台的位置更新和/或寻呼)；
-订户及呼叫会话管理(例如，鉴权、授权以及计费服务、政策管理等)；
-无线电频率资源管理(例如，资源调度、准入控制、动态服务质量管理、负载平衡等)等等。
当支持这种移动性管理能力时，存在各种问题及关注。例如，基础设施必须相对于给定移动台的当前系统连接点保持最新，以便确保预计送到该移动台的数据分组及时地到达。遗憾的是，由于移动性管理要求倾向于增长，所以，增加了基础设施的复杂度(包括但不限于层次区分以及网络元件分层)。因此，在日益复杂的基础设施内保存日益增加的移动性管理信息量通常需要相当多的内部资源，并且甚至可能导致对给定系统的体系结构本来可能扩大的程度的限制。
附图说明
通过提供在下面详细描述中所描述的基于地址解析协议的无线接入点的方法及设备，尤其当结合附图进行研究时，至少部分地满足上述要求，其中
图1包括根据本发明的各种实施例所配置的流程图；
图2包括根据本发明的各种实施例所配置的方框图；以及
图3包括根据本发明的各种实施例所配置的信号流图。
本领域的技术人员应了解，为了简洁和清楚，图示说明了附图中的单元并且没有必须地按照比例描绘。例如，为了有助于增进对本发明各种实施例的理解，附图中某些单元的尺寸和/或相对位置相对于其它单元可能进行了放大。此外，通常没有描述在商业上可行的实施例中有用或必需的普通但公知的单元，以促进减少对本发明的这些多种实施例的含糊之处。应进一步理解，可能按照事件发生的具体顺序来描述或描写了某些行为和/或步骤，但是本领域的技术人员应了解，实际上不要求关于顺序的这种特性。还应了解，除了在此另外陈述的特别含意，在此使用的术语及措辞具有与关于它们相应的调查研究的各自领域的这些术语及措辞一致的普通含意。例如，在此使用的措辞“因特网协议”将容易地理解为指的是任何目前现有或今后开发的因特网协议，包括但不限于IPv4和IPv6。
具体实施方式
一般来讲，按照这些各种的实施例，在确定了对支持移动台通信需求的需求时(例如当移动台按照初始连接而连接到通信系统时、或者当一些其它移动性管理事件发生时)，对应的无线接入点可以获取第一因特网协议地址，并且将类似于无故地址解析协议消息(例如，ARP)的消息(在一些情况下也具有与已知的近邻发现相似的协议)自动地发射到与无线接入点共享相同子网的路由器，从而使得路由器将该第一因特网协议地址关联并绑定到无线接入点的链路层(媒体访问控制(MAC))地址。然后，该第一因特网协议地址可以用来促进实现将预计最终传递到移动台的数据重定向到该第一因特网协议地址。
按照一个方案，该第一因特网协议地址可以包括例如从本地动态主机配置协议(DHCP)服务器获取的因特网协议地址。按照另一个方案，可以从第二无线接入点获取第一因特网协议地址(适当时，例如当移动台正从该第二无线接入点切换到该无线接入点时)。
按照优选方案，使用第一因特网协议地址来促进将针对移动台的数据重定向可以进一步包括：经由前述的路由器，将注册请求自动地发射到子网的远程网络元件(例如中间或归属子网的归属代理)。该注册请求可以将第二因特网协议地址呈现为归属地址，以及将第一因特网协议地址呈现为转交地址，从而促进实现期望的重定向。该第二因特网协议地址的源和属性可以根据给定系统和/或移动台的需要和/或能力而改变。
例如，当移动台包括支持因特网协议的平台时，该第二因特网协议地址可以包括移动台本身的因特网协议地址。作为另一实例，第二因特网协议地址还可以包括可能由无线接入点代表移动台获取的其他替代因特网协议地址。
这些教导容易应用于或关于各种各样的移动性管理事件而使用，包括例如切换、新连接激活、寻呼事件、位置更新消息等。本领域的技术人员应了解，这些教导产生会话内容，其中在很多情况下可以避免在整个通信系统层次上持续的移动性管理事件驱动的位置/地址更新。例如，如此配置之后，当下一次移动到共享包括前述无线接入点的相同子网的其他无线接入点时，只需要更新该新无线接入点与路由器之间的隧道内容；由于路由器现在能够将已经建立的寻址信息与新近建立的寻址内容进行关联，所以存在于例如前述的远程网络元件与路由器本身之间的预先建立的分组转发内容可以保持原样。
本领域的技术人员还应了解并理解，所指出的地址解析协议消息使用允许该已经存在能力的调节使用超过了正常的预期。这接下来避免需要新的消息传递能力和/或消息格式，并由此允许在现有网络结构内使用较少的修改和/或平台升级来进行这些教导的部署。由于这样增加的分层及相对复杂度目前将不总是需要在由给定移动台可能经历的每个移动性管理事件的隧道创建及拆卸方面的相称的增加，所以这些教导还允许关于扩展网络层次更大的向上调节性。
在对下面详细的描述进行全面的检查及研究时，这些及其它好处可以变得更加清楚。现在参考附图，并且具体地参考图1，通过首先理解无线接入点可以提供其便利的方式，这些概念可能得到最好的理解。(在此使用的“无线接入点”将理解为包括诸如无线基站的移动台接口以及诸如外区代理的移动代理。由于另外这些单元在现有技术中是公知的，所以为了简洁及清楚，在此将不提供进一步的详细描述。)
按照优选过程100，无线接入点将首先确定101对于支持移动台的至少一个通信需求的需求。这可以包括：例如，检测移动台相对于该无线接入点的移动性管理事件。这些较低与各种各样目前已知的并且可能今后将开发的移动性管理事件兼容，包括但是不限于：
-移动台从无线接入点的切换；
-移动台向无线接入点的切换；
-至无线接入点的新连接的激活；
-将寻呼发送到移动台；
-接收来自移动台的寻呼响应；以及
-接收来自移动台的位置更新消息；等等。
检测步骤本身可以使用各种现有技术中已知并且本领域技术人员公知的现有触发和/或监测设备来实现。
在作出该确定101时，无线接入点可以随后通过获取102第一因特网协议地址来至少部分地作出响应。该第一因特网协议地址优选地将作为移动台的替代地址(surrogate address)(下面将变得更加清楚)并且可以例如从诸如现有技术中已知的动态主机配置协议服务器的本地子网资源获得。例如，当支持移动台到本地子网的第一连接时，可以优选采用该方案。
在其它情况下，可以优选地从其他源获取该第一因特网协议地址。例如，当该本地子网的第二无线接入点已经获取该移动台的替代因特网协议地址时，有利的是，经由例如使用本地子网通信资源的对等方道对等方通信，将来自第二无线接入点的该现有替代因特网协议地址简单地传递到当前无线接入点。当合乎给定应用设定的需求时，可以使用第一因特网协议地址的其它源。
在获取102该第一因特网协议地址时，无线接入点将随后优选地将无故地址解析协议(gratuitous address resolution protocol)消息类似的消息(其可以包括例如近邻发现协议消息或服务于促进将因特网协议地址绑定到链路层地址的其它相似协议和/或消息)自动地发射103到与该无线接入点本身共享相同子网的路由器。术语“无故”意图表示并指出：在缺失来自移动台的特定通信时，无线接入点发出该ARP消息，用于传送这种消息，如现有技术中更加普通地表征这种消息的使用那样。替代地，通过这些教导，优选地，无线接入点被配置并设置为发出该ARP消息，作为对检测移动台通信需求并随后获取第一因特网协议地址的自动响应。
当然，地址解析协议消息将包括并呈现无线接入点本身的媒体访问控制地址，如本领域技术人员应了解的。因此，在接收到地址解析协议时，路由器将根据现有实践，将第一因特网协议地址自动地关联并绑定到无线接入点的(媒体访问控制)链路层地址。下面将使得这种关联的好处更加清楚。同时，本领域的技术人员应了解并理解，由于所述响应包括这种路由器对这种地址解析协议消息的通常响应，所以通常不需要特别额外的编程来确保路由器的该响应。
这些前述步骤现在允许无线接入点来使用104第一因特网协议地址，以促进将预计最终传递到移动台的数据随后重定向到该第一因特网协议地址(其中，将第一因特网协议地址理解为优选地作为移动台的替代地址)。
该使用步骤104可以采取各种形式，以适应给定应用设定的需求和/或要求及限制。在优选方案中，这种使用可以至少部分地包括：经由路由器将注册请求自动地发射到子网的远程网络元件。该网络元件可以包括例如归属代理(例如层次上的中间归属代理或移动台归属子网的归属代理)。注册请求本身可以包括例如现有技术中已知的移动因特网协议注册请求。
通过将一个或多个这种注册请求自动地发射到一个或多个这种网络元件，当将预计送到移动台的数据转发到该移动台的归属因特网协议地址时，无线接入点可以建立按上面指出的所获取的替代因特网协议地址作为转交地址来使用。在接收到这样的数据分组时，路由器可以接下来使用它的将无线接入点的MAC地址绑定带该转交地址的信息，来将数据分组转发到无线接入点。并且，在接收到这样的转发数据分组时，无线接入点可以使用其自己的、将所获取的替代因特网协议地址(和/或可能直接或可能不直接关联到移动台的“归属”地址)关联到移动台的信息，从而识别分组的最终目的地。
可以使用启用无线接入点平台的各种各样方案中的任一个来容易地支持这种过程，所述无线接入点平台包括：专用平台以及部分或全部可编程的平台。图2提供了这种无线接入点200的至少一些有用部件的视图。在优选方案中，无线接入点200包括：移动台接口201(例如选择的无线基站)以及子网接口202。在优选方案中，该子网接口202用作提供用于实现上述行为的机制，所述行为是：从诸如动态主机配置协议服务器的本地资源(和/或从构成该子网一部分的其他无线接入点)获取来自本地子网的替代因特网协议地址。在优选配置中，该子网接口202还用作实现如上所述的无故地址解析协议消息到路由器的自动传输。
无线接入点200的这一具体的示例性实施例还描述了存储设备，用于对应于给定移动台的因特网协议地址203及前述的第二因特网协议地址204(即，上述的替代因特网协议地址)。当移动台包括支持因特网协议和/或支持移动因特网协议的元件时，先提到的因特网协议地址203可以包括例如可能由移动台本身提供的因特网协议地址。在替代实施例中，如果需要，该因特网协议地址203还可以包括由无线接入点200代表移动台所获取的地址。
如此配置之后，无线接入点可以容易地支持上述教导。特别地，无线接入点可以获取所建议的因特网协议地址，并且实现到路由器和/或所描述的其它网络元件的自动传输。无线接入点将还具有必需的资源，用于响应于这些行为，促进将已经经由路由器接收到的数据分组进行正确的路由。
现在参考图3，将提供说明性的情况来帮助理解这些教导的好处及适用性。本领域的技术人员应了解并理解，该示例性情况不是穷尽的，并且只包括许多可能情况中的一种。因此，还应了解，这些教导与特定实例的限制相比显著具有更为广泛的应用，诸如现在所描述的这些特定实例可能只是表明了其表面。
在该说明性情况中，无线接入点检测301给定移动台(例如，按照各种各样移动性管理事件的任一个)，其具有预先分配的第一因特网协议地址IP1。无线接入点接下来与本地子网源(例如其他无线接入点、动态主机配置协议服务器等)通信302，以获取无线接入点将用来作为移动台替代地址的其他因特网协议地址IP2。
无线接入点随后优选地将无故地址解析协议消息303发射到本地子网路由器。该消息303呈现了替代因特网协议地址IP2和无线接入点本身的媒体访问控制地址。子网路由器随后根据其通常及习惯性功能，将该因特网协议地址IP2绑定304到媒体访问控制地址。
在该实例中，无线接入点接下来将移动因特网协议注册请求305发射到其他网络元件，在本实例中，该其他网络元件包括：在对应于移动台的子网中的移动性管理代理(例如归属代理)。该注册请求305将IP1地址呈现为移动台的归属地址，以及将IP地址2呈现为转交地址。因此，当随后该归属代理接收到承载IP1地址的数据分组306时，归属代理现在将使用IP2转交地址307，通过将该数据分组隧道传送到子网路由器。后者接下来将IP2地址关联到无线接入点的预先绑定的媒体访问控制地址，并且使用该媒体访问控制地址来将分组308转发到无线接入点。无线接入点现在将使用其信息来解封装分组、识别正确的最终目的地(即移动台)，以及经由其移动台接口将该分组309转发到移动台。
本领域的技术人员应了解并理解，在很多情况下，这些行为主要是现有编程的响应和或现有请求及消息的进一步调节的结果。还应理解，如此部署之后，可以容易地支持移动台在当前子网内的进一步移动，而不必须需要在每一个情况下建立并且也不需要包括到达所述归属代理的隧道。相反，当替代地址IP2被传递到经由切换接收移动台的下一个无线接入点时，该下一个无线接入点只需要将其自己的无故地址解析协议消息发射到路由器，以使得后者现在将该替代地址IP2绑定到其自己的媒体访问控制地址。在这种情况下，当将分组转发到移动台时，归属代理可以简单地继续使用IP1和IP2地址，以及尽管移动台已经连接到不同的无线接入点，但是本地路由器仍将实现正确的路由。
本领域的技术人员应了解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以相对于上述实施例进行各种修改、改变及组合，以及将这些修改、改变及组合看作是在本发明概念的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于路由数据的方法，包括：
由包括多个无线接入点的子网的第一无线接入点确定对支持移动台的至少一个通信需求的需求；
由所述第一无线接入点获取第一因特网协议地址，该第一因特网协议地址由所述多个无线接入点的第二无线接入点关联于所述移动台而使用；
所述第一无线接入点将无故地址解析协议消息自动地发射到与所述第一无线接入点共享相同子网的路由器，从而使得所述路由器将所述第一因特网协议地址关联到所述第一无线接入点的媒体访问控制地址；
由所述第一无线接入点将注册请求自动地发射到所述子网的远程网络元件，其中所述注册请求将第二因特网协议地址呈现为所述移动台的归属地址，并且将所述第一因特网协议地址呈现为所述移动台的转交地址，以便所述网络元件将数据路由到所述移动台；
第一无线接入点使用所述媒体访问控制地址，从所述路由器接收预计最终传递到所述移动台的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
所述路由器从所述网络元件接收预计最终传递到所述移动台并寻址到所述第一因特网协议地址的数据；
所述路由器使用所述第一无线接入点的所述媒体访问控制地址来路由预计最终传递到所述移动台的数据。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
经由所述子网，接收承载所述第二因特网协议地址的通信；
将所述通信的至少一部分转发到所述移动台。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
确定对支持移动台的至少一个通信需求的需求包括：检测所述移动台相对于所述第一无线接入点的移动性管理事件；以及
获取第一因特网协议地址包括：接收来自其他无线接入点的所述第一因特网协议地址。
5.一种无线接入点，包括：
移动台接口；
因特网协议地址，该因特网协议地址对应于经由所述移动台接口与所述无线接入点相连的给定移动台；
第二因特网协议地址，该第二因特网协议地址由所述无线接入点经由子网接口获取并且由与所述无线接入点相同子网的另一无线接入点关联于所述给定移动台而使用，其中，所述无线接入点将该第二因特网协议地址关联到所述给定移动台；
子网接口，该子网接口被配置及设置为：将无故地址解析协议消息发射到与所述无线接入点共享相同子网的路由器，从而使得所述路由器将所述第二因特网协议地址关联到所述无线接入点的媒体访问控制地址，从路由器接收使用所述媒体访问控制地址路由的、预期送往所述给定移动台的数据；
其中，该无线接入点将注册请求发射到所述子网的远程网络元件，其中所述注册请求将所述因特网协议地址呈现为所述移动台的归属地址，并且将所述第二因特网协议地址呈现为所述移动台的转交地址；以及
其中，所述无线接入点使用与所述给定移动台相对应的所述因特网协议地址将从所述路由器接收到的数据经由所述移动台接口转发到所述给定移动台。
6.根据权利要求5所述的无线接入点，其中，所述子网接口包括：用于从所述子网获取所述第二因特网协议地址的装置。
7.根据权利要求5所述的无线接入点，其中，所述子网接口包括：装置，用于从构成所述子网一部分的一个或多个其他无线接入点以及从动态主机配置协议服务器获取所述第二因特网协议地址。
8.根据权利要求5所述的无线接入点，其中，所述子网接口进一步包括：装置，用于将无故地址解析协议消息自动地发射到所述路由器，从而使得所述路由器将所述第二因特网协议地址关联到所述无线接入点的媒体访问控制地址。
9.一种用于促进经由通信系统进行通信的方法，所述通信系统部分地包括子网，该子网本身包括多个无线接入点，所述方法包括：
在所述无线接入点中的第一无线接入点处：
检测移动台，其中该移动台具有预先分配的本地因特网协议地址；
从子网源获取其他因特网协议地址，以用于与所述移动台的通讯；
将无故地址解析协议消息发射到子网路由器，该无故地址解析协议消息承载媒体访问控制地址和对应于所述移动台的所述其他因特网协议地址；
在所述子网路由器处：
接收所述无故地址解析协议消息；
将所述其他因特网协议地址与所述无线接入点中第一无线接入点的所述媒体访问控制地址进行关联；
接收承载所述本地因特网协议地址以及所述其他因特网协议地址的通信；
使用来自所述通信的所述其他因特网协议地址，识别与其关联的所述媒体访问控制地址；
使用识别到的媒体访问控制地址，将所述通信转发到所述无线接入点中的所述第一无线接入点；
在所述无线接入点中的所述第一无线接入点处：
接收由所述子网路由器转发的所述通信；
使用所述其他因特网协议地址来识别所述移动台；以及
将所述通信转发到所述移动台。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，从子网源获取其他因特网协议地址以用于与所述移动台的通讯包括：接收来自本地动态主机配置协议服务器以及其他无线接入点中的一个或多个的所述其它因特网协议地址。
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