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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der
IP-Mobilität
in einem Mobil-IP-Netzwerk.
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Ein
solches Verfahren, System und die dazugehörigen Vorrichtungen zur Unterstützung der
Internet Protocol-Mobilität
sind gemäß dem Stand
der Technik bekannt, z. B. aus der „Internet Engineering Task
Force (IETF) Anfrage mit dem Titel „Internet Protocol Mobility
Support for IPv4" mit
Referenz RFC 3220",
herausgegeben von C. Perkins vom Nokia Research Centre und veröffentlicht
im Januar 2002.
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In
diesem Dokument wird beschrieben, dass die Unterstützung der
Makro-Mobilität
mithilfe des Mobile Internet Protocol (MIP) verarbeitet werden kann,
wie in IETF angegeben. Mobile IP MIP definiert hier drei zusätzliche
Netzwerkelemente, d. h. den Home Agent HA im Heimnetzwerk, den Foreign Agent
FA im Fremdnetzwerk und den Mobilknoten.
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Der
Home Agent ist ein Router eines Heimnetzwerks eines Mobilknotens,
das Datagramme über
Tunnel überträgt zur Zustellung
an den Mobilknoten, wenn dieser sich nicht in seinem Heimnetzwerk
befindet. Der Home Agent verwaltet außerdem die aktuelle Standortinformation
für den
Mobilknoten, wenn sich der Mobilknoten außerhalb seines Heimnetzwerks
befindet. Der Foreign Agent ist ein Agent in einem von einem Mobilknoten
besuchten Netzwerk, der dem Mobilknoten Weiterleitungsdienste bereitstellt,
während
der Mobilknoten bei diesem Agent registriert ist. Der Foreign Agent
nimmt die Datagramme, die vom Home Agent des Mobilknotens im Tunnel
platziert wurden, aus dem Tunnel und stellt sie dem Mobilknoten
zu. Für
die von einem Mobilknoten gesendeten Datagramme kann der Foreign Agent
als Standard-Router für
registrierte Mobilknoten agieren.
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Einem
Mobilknoten wird in einem Heimnetzwerk eine langfristige IP-Adresse
zugeordnet; diese Adresse wird als Mobilknoten-Heimadresse bezeichnet.
Diese Heimadresse wird auf die gleiche Weise verwaltet wie eine
einem stationären
Host zugeordnete „permanente" IP-Adresse. Wenn
der Mobilknoten sich außerhalb
seines Heimnetzwerks befindet, wird ihm eine zusätzliche Besucheradresse (eine Adresse,
die zu einem Fremdnetzwerk gehört),
die so genannte "Care-of
Adress" (CoA) zugeordnet;
diese Adresse stellt den aktuellen Anschlusspunkt des Mobilknotens
in dem besuchten Netzwerk dar. Der Mobilknoten verwendet seine Heimadresse
als Ausgangsadresse für
alle von ihm gesendeten IP-Datagramme.
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Die
für einen
Mobilknoten MN bestimmten Pakete werden immer an die Heim-IP-Adresse
des Mobilknotens adressiert. Wenn sich der Mobilknoten MN nicht
im Heimnetzwerk befindet, sondern in einem besuchten Netzwerk, leitet
der Home Agent, der die Position (Care-of-Adresse) des Mobilknotens kennt,
die Pakete über
einen Tunnel an den Foreign Agent FA des besuchten Netzwerks weiter,
und der Foreign Agent FA stellt die Pakete letztendlich dem Mobilknoten
MN zu.
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Wenn
ein solches besuchtes Netzwerk das Mobile Internet Protocol (MIP)
jedoch nicht unterstützt,
d. h. keinen Foreign Agent (FA) bietet, kann kein Dienst zur Unterstützung der
Mobilität
bereitgestellt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein System und
zugehörige
Vorrichtungen zur Unterstützung
der IP-Mobilität
in einem IP-Netzwerk des oben beschriebenen bekannten Typs bereitzustellen,
bei dem jedoch die Mobilität
effektiv unterstützt
wird, ohne dass das besuchte Netzwerk eine formale Mobilitätsunterstützung bietet.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe erreicht durch das in Anspruch 1 beschriebene
Verfahren, das in Anspruch 2 definierte System und die zugehörigen Vorrichtungen
gemäß den Ansprüchen 5, 6,
7, 8, 9, 10.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe dadurch erreicht, dass der Mobilknoten, der von
einem Heimnetzwerk in das be suchte Netzwerk wechselt („Roaming"), auf Anforderung
des Mobilknotens einem gegenüber
dem besuchten Netzwerk externen Foreign Agent zugewiesen wird, d.
h. einem Foreign Agent im Heimnetzwerk oder sogar in einem zugehörigen Broker-Netzwerk.
Daraufhin kann ein Pfad zwischen dem Home Agent und dem zugeordneten
Foreign Agent eingerichtet werden. Anschließend erhält der Foreign Agent die Möglichkeit,
einen Pfad zwischen dem Foreign Agent und dem Mobilknoten einzurichten
auf der Basis der Zieladresse, die dem Foreign Agent vom Mobilknoten
bereitgestellt wurde.
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Die
an den Mobilknoten adressierten, durch den Home Agent von einem
entsprechenden Knoten empfangenen Daten können vom Home Agent entlang
des zuvor eingerichteten Pfads von dem empfangenden Home Agent über den
Foreign Agent an den Mobilknoten weitergeleitet werden.
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Ein
weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
im System gemäß Anspruch
3 und in der zugehörigen
Vorrichtung gemäß Anspruch
11 definiert.
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Die
Zieladresse ist eine Internet Protocol-Adresse des Mobilknotens;
dabei handelt es sich um eine temporäre Adresse, die dem Mobilknoten von
einem Dynamic Host Control Protocol Server des besuchten Netzwerks
zugeordnet wurde. Durch die Verwendung dieser temporär zugeordneten
Internet Protocol-Adresse
des Mobilknotens kann ein direkter Pfad zwischen dem Foreign Agent
und dem Mobilknoten eingerichtet werden.
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Ein
weiterer Vorteil eines solchen Verfahrens der Einrichtung eines
Pfads unter Verwendung eines Foreign Agent, der gegenüber dem
besuchten Netzwerk extern ist, d. h. im Heimnetzwerk oder sogar
in einem zugehörigen
Broker-Netzwerk liegt, wie oben beschrieben, liegt darin, dass der
Mobilknoten beim Ortswechsel in den Versorgungsbereich eines anderen
besuchten Netzwerks den Home Agent nicht über seine aktuelle Position
informieren muss, sondern lediglich der Foreign Agent über den
letzten Standort des Mobilknotens informiert wird. Da der Foreign Agent
näher am
Mobilknoten platziert werden kann, d. h. im Heimnetzwerk oder sogar
in einem an das besuchte Netzwerk angrenzenden zugehörigen Broker-Netzwerk,
ist die Entfernung zwischen dem Mobilknoten und dem Foreign Agent
geringer als zwischen dem Mobilknoten und dem Home Agent, daher wird
die Zeit, die die Daten zum Erreichen des Foreign Agent benötigen, verkürzt. Durch
das Platzieren des Foreign Agent näher am Mobilknoten wird die Registrierungslatenz
verringert, und der Foreign Agent kann somit deutlich schneller
reagieren, wenn ein Mobilknoten in ein anderes besuchtes Netzwerk wechselt,
wodurch die Paketverluste durch Netzwerkwechsel verringert werden.
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Dies
ist ein Unterschied zu der Situation, bei der der Home Agent bei
einem Netzwerkwechsel über
die neueste Care-Of-Adresse
des Mobilknotens aktualisiert wird, und bei der es wegen der größeren Entfernung
zwischen dem Home Agent und dem Mobilknoten auch länger dauert,
den Home Agent über die
neue Care-of-Adresse zu informieren. In der Zwischenzeit sendet
der Home Agent, wegen der Latenz bei der Aktualisierung des Home
Agent mit der neuen Adresse, weiterhin während des Registrierungsprozesses
Pakete an die alte Care-of-Adresse des Mobilknotens. Da der Mobilknoten
in ein anderes besuchtes Netzwerk gewechselt ist, kann er diese
Pakete nicht empfangen, was zu einem Paketverlust führt.
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Ein
weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
im System gemäß Anspruch
4 und in den zugehörigen
Vorrichtungen gemäß Anspruch
12 enthalten.
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Die
Zieladresse ist die Internet Protocol-Adresse eines Zugriffs-Routers
AR am Rand des besuchten Netzwerks. Durch die Verwendung dieser temporären Internet
Protocol-Adresse kann ein Pfad zwischen dem Foreign Agent und dem
Zugriffs-Router eingerichtet werden, und darüber hinaus wird der Zugriffs-Router in die Lage
versetzt, einen Pfad zwischen diesem Zugriffs-Router und dem Mobilknoten (MN)
auf der Basis der Weiterleitungsinformationen, die diesem Zugriffs-Router
vom Mobilknoten bereitgestellt werden, einzurichten. Ein weiterer
Vorteil eines solchen Verfahrens der Einrichtung eines Pfads unter
Verwendung eines Foreign Agent und des Zugriffs-Routers, wie oben
beschrieben, liegt darin, dass der Mobilknoten beim Ortswechsel
in den Versorgungsbereich eines anderen besuchten Netzwerks den
Home Agent nicht über
seine aktuelle Position informieren muss, sondern lediglich den
Foreign Agent über
seinen letzten Standort informieren muss. Dieser Foreign Agent funktioniert
wie ein Anker, der die Registrierungslatenz verringert.
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Ein
weiterer Vorteil des Verfahrens zum Einrichten eines Pfads unter
Verwendung eines Foreign Agent und des Zugriffs-Routers, wie oben beschrieben, liegt
darin, dass dem Mobilknoten keine zusätzliche temporäre Internet
Protocol-Adresse zugeordnet werden muss, da der Zugriffs-Router
hinsichtlich der Position des Mobilknotens im besuchten Netzwerk
auf dem Laufenden gehalten wird. Die Heim-Internet Protocol-Adresse
des Mobilknotens sollte zum Adressieren des Mobilknotens verwendet
werden. Da der Zugriffs-Router die vom Foreign Agent über den
Tunnel gesendeten Datagramme aus dem Tunnel nimmt, werden darüber hinaus
die über
die Funkverbindung gesendeten Datagramme vor dem Senden über die
Funkverbindung an den Mobilknoten durch den Zugriffs-Router nicht über einen
zusätzlichen
Header verkapselt; hierdurch werden wertvolle Funkressourcen eingespart.
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Es
ist zu beachten, dass der in den Patentansprüchen verwendete Begriff „umfassen" nicht als Einschränkung hinsichtlich
der nachfolgend aufgelisteten Mittel aufzufassen ist. Die Formulierung „Eine Vorrichtung
umfasst die Mittel A und B" ist
somit nicht auf Vorrichtungen begrenzt, die ausschließlich aus den
Komponenten A und B bestehen. Sie bedeutet vielmehr, dass A und
B hinsichtlich der vorliegenden Erfindung die einzigen relevanten
Komponenten darstellen.
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Ebenso
ist zu beachten, dass der ebenfalls in den Patentansprüchen verwendete
Begriff „gekoppelt" nicht als Beschränkung auf
Direktverbindungen aufzufassen ist. Die Formulierung „Eine mit
Vorrichtung B gekoppelte Vorrichtung A" ist somit nicht auf Vorrichtungen oder
Systeme begrenzt, bei denen der Ausgang von Vorrichtung A direkt
mit dem Eingang von Vorrichtung B verbunden ist. Sie bedeutet, dass ein
Pfad zwischen einem Ausgang von A und einem Eingang von B besteht,
wobei dieser Pfad weitere Vorrichtungen oder Mittel umfassen kann.
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Diese
und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden verdeutlicht
und die Erfindung selbst wird am besten verständlich durch die folgende Beschreibung
einer Ausführungsform
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen, wobei gilt:
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1 zeigt
ein Mobile Internet Protocol-Netzwerk MIPN, in dem das Verfahren
zur Unterstützung
der Internet Protocol-Mobilität ausgeführt wird.
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2 zeigt
den funktionalen Aufbau des Mobilknotens und des Home Agent der
vorliegenden Erfindung zur Verwendung im Mobile Internet Protocol-Netzwerk
MIPN gemäß der Darstellung
in 1.
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3 zeigt
den funktionalen Aufbau des Foreign Agent des Mobile Internet Protocol-Netzwerks MIPN
gemäß der Darstellung
in 1.
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4 zeigt
den funktionalen Aufbau des Zugriffs-Routers des Mobile Internet
Protocol-Netzwerks MIPN gemäß der Darstellung
in 1.
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In
den folgenden Abschnitten werden mit Bezug auf die Zeichnungen eine
erste und eine zweite Implementierung des Verfahrens zur Unterstützung der
Internet Protocol-Mobilität
und der zugehörigen Vorrichtungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die Beschreibung der ersten Ausführungsform
wird ergänzt
durch eine Beschreibung der zweiten Ausfüh rungsform in der gleichen
Weise wie für
die erste Ausführungsform.
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Im
ersten Abschnitt dieser Beschreibung werden die Hauptelemente des
Mobile Internet Protocol-Netzwerks gemäß der Darstellung in 1 behandelt.
Im zweiten Abschnitt werden alle Verbindungen zwischen den zuvor
erwähnten
Elementen und den beschriebenen Teilen definiert. Anschließend werden
alle relevanten Funktionsteile der Erfindung beschrieben, gefolgt
von einer Beschreibung aller Verbindungen. Im nächsten Abschnitt ist die tatsächliche
Ausführung
des Verfahrens für
die Session-Einrichtung beschrieben. Diese Beschreibung wird ergänzt durch
eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform in der gleichen
Weise wie für
die erste Ausführungsform.
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Das
Mobile Internet Protocol-Netzwerk MIPN aus 1 umfasst
ein Heimnetzwerk HN, eine Art eines besuchten Netzwerks VN und ein
Broker-Netzwerk BN mit Bezug auf das Heimnetzwerk HN. Das Heimnetzwerk
ist ein Netzwerk mit Unterstützung
des Mobile Internet Protocol, mit dem der Mobilknoten verbunden
ist. Das Broker-Netzwerk ist ein Netzwerk mit Unterstützung des
Mobile Internet Protocol, bei dem es sich jedoch nicht um das Heimnetzwerk
handelt, sondern um ein über
eine Vereinbarung der entsprechenden Netzwerkanbieter mit dem Heimnetzwerk
HN gekoppeltes Netzwerk. Das besuchte Netzwerk VN ist ein Netzwerk,
das keine Einrichtungen zur Unterstützung des Mobile Internet Protocol
(im Folgenden MIP genannt) bietet und daher den Netzwerkwechsel
(„Roaming") vom Heimnetzwerk
HN oder dem Broker-Netzwerk BN in das besuchte Netzwerk nicht unterstützt. Auch
wenn eine Vielzahl verschiedener Arten von besuchten Netzwerken
und Broker-Netzwerken existiert, wird nur jeweils eine dieser Arten
vorgestellt und beschrieben, um die Beschreibung möglichst
einfach zu halten.
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Das
Heimnetzwerk HN umfasst einen Home Agent HA, bei dem es sich um
einen Router im Heimnetzwerk des Mobilknotens handelt, der Datagramme
an den Mobilknoten sendet, wenn er sich außerhalb seines Heimnetzwerks
befindet. Der Home Agent HA verwaltet außerdem die aktuelle Standortinformation
für den
Mobilknoten, wenn sich der Mobilknoten außerhalb seines Heimnetzwerks
befindet. Der Home Agent kann, basierend auf der Adresse des Foreign
Agent, einen Pfad zwischen dem Home Agent HA und dem Foreign Agent
FA einrichten.
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Darüber hinaus
umfasst das Heimnetzwerk HN einen in einem Router implementierten
Foreign Agent FA, der einen Pfad zwischen dem Foreign Agent FA und
dem Mobilknoten MN einrichten kann auf der Basis einer dem Mobilknoten
MN zugeordneten temporären
Internet Protocol-Adresse, die dem Foreign Agent FA über den
Mobilknoten MN bereitgestellt wird. Der Foreign Agent FA stellt
dem Mobilknoten MN Weiterleitungsdienste bereit, wenn der Mobilknoten
bei dem Mobilknoten registriert ist. Der Foreign Agent FA nimmt
die Datagramme aus dem Tunnel, die vom Home Agent des Mobilknotens
im Tunnel platziert wurden, und stellt dem Mobilknoten MN Datagramme
zu durch Verwendung eines Tunnels, der vom Foreign Agent zwischen
dem Foreign Agent FA und der temporären Internet Protocol-Adresse des
Mobilknotens eingerichtet wurde. Für die von einem Mobilknoten
MN gesendeten Datagramme kann der Foreign Agent FA als Standard-Router
für registrierte
Mobilknoten agieren.
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Um
die Beschreibung dieser Ausführungsform
einfach zu halten, werden nur zwei an das Netzwerk angeschlossene
Foreign Agents FA, FA2 beschrieben, auch wenn normalerweise eine
Vielzahl solcher Foreign Agents vorliegt. Ein erster Foreign Agent
FA liegt im Heimnetzwerk HN, und der zweite Foreign Agent FA2 liegt
im Broker-Netzwerk BN.
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Darüber hinaus
gibt es eine Vielzahl von Mobilknoten, von denen nur ein Mobilknoten
MN in der Figur dargestellt und im Text beschrieben ist, um die Beschreibung
einfach zu halten. Der Mobilknoten MN ist ein mit dem Mobile Internet
Protocol konformer Knoten, der sich im Mobile Internet Protocol- Netzwerk MIPN so
weit bewegen kann, wie das Mobile Internet Protocol im Netzwerk
unterstützt
wird.
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Das
am meisten relevante Teil dieses Mobilknotens MN, wie in 2 dargestellt,
ist das Foreign Agent Zuordnungs-Anforderungsteil
(„Foreign
Agent Assignment Requesting Part",
FAARP), das beim Erkennen eines Eintrags des Mobilknotens MN im
besuchten Netzwerk VN die Foreign Agent Zuordnungseinheit („Foreign
Agent Assigning Entity", FAAE)
des Heimnetzwerks HN auffordern kann, dem Mobilknoten MN einen Foreign
Agent FA zuzuordnen. Darüber
hinaus gibt es ein Teil, das so angepasst ist, dass es bei einem
(nicht dargestellten) Dynamischen Host Control Protocol-Server eine
temporäre
Internet Protocol-Adresse
anfordert, und ein Empfangsteil (nicht dargestellt), das so angepasst ist,
dass es die temporäre
Internet Protocol-Adresse empfängt, und
zusätzlich
gibt es noch ein Zieladressen-Weiterleitungsteil („Destination
Address Forwarding Part",
DAFP), das so angepasst ist, dass es beim Roaming des Mobilknotens
von diesem Heimnetzwerk HN in das besuchte Netzwerk VN1, eine Zieladresse
an den Home Agent HA weiterleitet.
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Das
Foreign Agent Zuordnungs-Anforderungsteil FAARP umfasst einen Ausgangsanschluss, der
gleichzeitig einen Ausgangsanschluss O0 des Mobilknotens
MN darstellt. Der Ausgangsanschluss des Zieladressen-Weiterleitungsteils
(„Destination Address
Forwarding Part")
DAFP ist ebenfalls mit dem Ausgangsanschluss O0 des
Mobilknotens MN gekoppelt.
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Die
Hauptelemente des Home Agent HA entsprechend der Darstellung in 2 sind
die Foreign Agent Zuordnungseinheit FAAE, die dem Mobilknoten, der
sich in das besuchte Netzwerk VN bewegt, einen Foreign Agent zuordnen
kann, das Home Agent Pfadeinrichtungsteil („Home Agent Path Establishing
Part") HAPEP, das
so angepasst ist, dass es einen Pfad, beispielsweise einen Tunnel,
zwischen dem Home Agent HA und dem zugeordneten Foreign Agent FA
einrichtet, und das Unterbre chungsteil („Intercepting Part") IP, das die für den Mobilknoten
MN bestimmten Daten abfangen kann.
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Die
Foreign Agent Zuordnungseinheit FAAE („Foreign Agent Assigning Entity") umfasst einen Eingangsanschluss
I3, der gleichzeitig einen Eingangsanschluss
I1 des Mobile Home Agent darstellt. Das Foreign
Agent Unterbrechungsteil IP umfasst einen Eingangsanschluss, der
gleichzeitig einen Eingangsanschluss I2 des
Mobile Home Agent bildet. Das Unterbrechungsteil IP umfasst des
Weiteren einen Ausgangsanschluss, der mit einem Eingangsanschluss des
Home Agent-Pfadeinrichtungsteils („Home Agent Path Establishing
Part") HAPEP gekoppelt
ist, das wiederum einen Ausgangsanschluss umfasst, der gleichzeitig
ein Ausgangsanschluss O2 des Home Agent
HA ist. Darüber
hinaus umfasst die Foreign Agent-Zuordnungseinheit FAAE einen Ausgangsanschluss,
der mit einem Eingangsanschluss des Home Agent-Pfadeinrichtungsteils
HAPEP gekoppelt ist.
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Die
Foreign Agent-Zuordnungseinheit FAAE gemäß der Darstellung in 2 umfasst
ein Foreign Agent Zuordnungsanforderungs-Empfangsteil („Foreign
Agent Assignment Request Reception Part") FAARRP, das zum Empfangen einer vom
Mobilknoten MN gesendeten Dienstanforderung eines Foreign Agent
angepasst ist, ein Foreign Agent-Zuordnungsteil („Foreign
Agent Assigning Part")
FAAP, das beim Empfang der Dienstanforderung eines Foreign Agent FA
des Mobilknotens MN dem Mobilknoten MN einen Foreign Agent zuordnen
kann, und ein Benachrichtigungsteil („Notification Part") NP zur Benachrichtigung
des Foreign Agent FA über
eine Zuordnung des Foreign Agent FA zur Bereitstellung des Foreign Agent-Dienstes
gegenüber
dem Mobilknoten MN.
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Das
Foreign Agent Zuordnungsanforderungs-Empfangsteil FAARRP umfasst
einen Eingangsanschluss, der gleichzeitig einen Eingangsanschluss
I3 der Foreign Agent-Zuordnungseinheit FAAE
darstellt. Das Foreign Agent Zuordnungsanforderungs-Empfangsteil
FAARRP umfasst des Weiteren einen Ausgangsanschluss, der mit einem
Eingangsanschluss des Foreign Agent-Zuordnungsteils FAAP gekoppelt
ist, das wiederum einen Ausgangsanschluss umfasst, der mit einem
Eingangsanschluss des Benachrichtigungsteils NP gekoppelt ist. Das
Benachrichtigungsteil NP umfasst einen Ausgangsanschluss, der gleichzeitig
einen Ausgangsanschluss O1 der Foreign Agent-Zuordnungseinheit FAAE
darstellt.
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Der
Foreign Agent FA wiederum umfasst ein Foreign Agent-Empfangsteil FARP,
das so angepasst ist, dass es vom Home Agent HA gesendete Daten empfangt
und beispielsweise die empfangenen Daten aus dem Tunnel nimmt, ein
Steuerungsteil („Control
Part") CP, das aus
den vom Home Agent HA gesendeten Daten eine Zieladresse ermitteln
kann, und ein Foreign Agent-Pfadeinrichtungsteil
FAPEP zum Einrichten eines Pfads, beispielsweise durch Tunnelung,
zwischen diesem Foreign Agent FA und dem Mobilknoten MN auf der
Basis der Zieladresse.
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Das
Foreign Agent-Empfangsteil FARP umfasst einen Eingangsanschluss,
der gleichzeitig einen Eingangsanschluss I4 des
Foreign Agent FA darstellt. Dieses Foreign Agent-Empfangsteil FARP
umfasst einen Ausgangsanschluss, der mit einem Eingangsanschluss
des Steuerungsteils CP gekoppelt ist, das wiederum über einen
Eingangsanschluss mit einem Ausgangsanschluss des Foreign Agent-Pfadeinrichtungsteils
FAPEP gekoppelt ist. Dieses Foreign Agent-Pfadeinrichtungsteil FAPEP
umfasst einen Ausgangsanschluss, der gleichzeitig einen Ausgangsanschluss
O3 des Foreign Agent FA darstellt.
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Darüber hinaus
gibt es eine Datenverbindung zwischen dem Foreign Agent-Empfangsteil FARP
und dem Foreign Agent-Pfadeinrichtungsteil FAPEP.
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Zur
Erläuterung
des Betriebs der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen,
dass sich der Mobilknoten MN vom Heimnetzwerk HN (siehe gestrichelte
Linie zwischen MN und MN' in 1,
wobei MN' für die zweite
Position im besuchten Netzwerk VN steht) zum besuchten Netzwerk
VN hin bewegt. Beim Roaming vom Heimnetzwerk HN zum besuchten Netzwerk
hin besorgt sich der Mobilknoten MN eine temporäre Internet Protocol-Adresse im besuchten
Netzwerk, die vom „Dynamic
Host Control Protocol" DHCP
(nicht dargestellt) zugeordnet wird. Der Mobilknoten MN erkennt,
dass das besuchte Netzwerk VN das Mobile Internet Protocol nicht
unterstützt,
da innerhalb eines bestimmten Zeitraums keine Foreign Agent-Ankündigungen
vorliegen. Das Foreign Agent Zuordnungs-Anforderungsteil FAARP des
Mobilknotens MN fordert beim Erkennen des Eintritts des Mobilknotens
MN im besuchten Netzwerk VN die Foreign Agent-Zuordnungseinheit
FAAE des Heimnetzwerks HN auf, dem Mobilknoten MN einen Foreign
Agent FA zuzuweisen. Diese Anforderung umfasst eine Mobile Internet
Protocol Registrierungsanforderung, die im Folgenden als MIP-Registrierungsanforderung
bezeichnet wird, mit einer Erweiterung für die Foreign Agent-Dienstanforderung
des Mobilknotens. Die temporär
zugeordnete Internet Protocol-Adresse, die vom Zieladress-Weiterleitungsteil
weitergeleitet wurde, wird als Ursprungsadresse der Registrierungsanforderungsnachricht
verwendet.
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Anschließend empfängt das
Foreign Agent Zuordnungsanforderungs-Empfangsteil FAARRP die Dienstanforderung
eines Foreign Agent FA und leitet die Anforderung an das Foreign
Agent-Zuordnungsteil
FAAP weiter, das nach Empfang der Registrierungsanforderung und
nach der Authentifizierung des Mobilknotens die Foreign Agent-Anforderungserweiterung
verarbeitet. Der Home Agent HA ordnet anschließend den Foreign Agent FA des
Heimnetzwerks HN dem Mobilknoten MN zu. Die Zuordnung des Foreign
Agent FA2 im Broker-Netzwerk wäre ebenso
geeignet gewesen.
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Das
Foreign Agent-Zuordnungsteil FAAP kann standardmäßig einen statischen Foreign
Agent zum Zuordnen auf Anforderung verwenden, es kann jedoch alternativ
dazu auch eine Liste der zuzuordnenden Foreign Agents verwenden.
Die Liste kann in einer Tabelle der Foreign Agents im Foreign Agent Speicherungsteil
(„Foreign
Agent Holding Part") FAHP
des Home Agent HA gespeichert werden. Der zugeordnete Foreign Agent
kann so gewählt
werden, dass der Foreign Agent so nah wie möglich am Mobilknoten liegt.
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Alternativ
dazu kann die Foreign Agent Zuordnungseinheit FAAE einen Foreign
Agent zuordnen, der von einem Autorisierungs-/Authentifizierungs-/Abrechnungs-Server
bereitgestellt wird, der einen Bestandteil des Heimnetzwerks HN
darstellt. Dieser Server kann ein Server sein, der das Diameter-Protokoll
oder das RADIUS-Protokoll implementiert, oder ein anderer Dynamic
Agent Zuordnungs-Server. Es kann auch eine Kombination aus einer
ersten Foreign Agent Zuordnungseinheit FAAE im Home Agent HA und
einer zweiten Foreign Agent Assigning Entity FAAE in einem zum Heimnetzwerk gehörenden Netzwerkelement
außerhalb
des Home Agent angeordnet sein (z. B. in einem Autorisierungs-/Authentifizierungs-/Abrechnungs-Server).
Die Foreign Agent Zuordnungseinheit FAAE kann sich in einem zum
Heimnetzwerk gehörenden
Netzwerkelement außerhalb
des Home Agent befinden (z. B. in einem Autorisierungs-/Authentifizierungs-/Abrechnungs-Server).
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Die
Zuordnung eines Foreign Agent wird dem Mobilknoten bekannt gegeben
und dem Foreign Agent FA, der dem Mobilknoten einen Mobilitätsdienst
bereitstellen soll. Diese Benachrichtigung wird vom Benachrichtigungsteil
und dem Home Agent Pfadeinrichtungsteil HAPEP übernommen. Der Foreign Agent
muss darüber
benachrichtigt werden, dass seine Dienste am Mobilknoten benötigt werden, der
Foreign Agent muss angewiesen werden, einen Tunnel zwischen dem
Foreign Agent und der temporären
Adresse des Mobilknotens zu erstellen, und der Mobilknoten muss über den
Foreign Agent, der dem Mobilknoten diese Dienste bereitstellt, informiert
werden. Diese Benachrichtigung kann auf beliebig viele Arten erfolgen.
Der Home Agent kann beispielsweise die vom Mobilknoten gesendete
Registrierungsanforderung mithilfe des Tunnels, der mithilfe des
HAPEP zwischen dem Home Agent und dem Foreign Agent erstellt wurde,
an den Foreign Agent senden. Das Foreign Agent-Empfangsteil FARP
empfängt
die Nachricht, nimmt die Daten vom Tunnel und geht davon aus, dass
die Registrierungsanforderung von einem Mobilknoten empfangen wurde
und somit das Steuerungsteil CP die Registrierungsanforderung über das Mobile
IP-Protokoll verarbeitet. In einem weiteren Verfahren zur Durchführung der
Benachrichtigung sendet der Home Agent eine Registrierungsantwort an
den Foreign Agent als Reaktion auf die Registrierungsanforderungsnachricht,
die vom Mobilknoten an den Home Agent gesendet wurde. In diesem
Fall empfängt
der Foreign Agent keine Registrierungsanforderungsnachricht. Dies
ist eine Änderung
gegenüber
der regulären
Arbeitsweise der Mobile IP Foreign Agent-Implementierung, da der
Foreign Agent die Registrierungsanforderungen nur beantwortet, wenn er
eine Registrierungsanforderung vom Mobilknoten empfangen hat. Es
gibt verschiedene weitere Verfahren, mit denen ein Foreign Agent über die
Notwendigkeit von Foreign Agent-Diensten an einem Mobilknoten informiert
werden kann.
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Zusammen
mit der Benachrichtigung über Foreign
Agent-Dienste an
den Foreign Agent durch den Home Agent weist der Home Agent außerdem den
Foreign Agent an, einen Tunnel zwischen dem Foreign Agent und der
temporären
Adresse des Mobilknotens zu erstellen. Nachdem der Tunnel erstellt wurde,
leitet der Foreign Agent mithilfe des FAPEP die Registrierungsantwort über den
Tunnel an den Mobilknoten weiter.
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Nach
dem Empfang der Registrierungsantwort verarbeitet der Mobilknoten
diese und notiert die Adresse des Foreign Agent, die nichts Anderes
ist als die Mobile IP Care-Of-Address des Mobilknotens.
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Jeder
entsprechende Knoten, der Daten an den Mobile Host senden möchte, kann
die Daten in ähnlicher
Weise an die normale Home Internet Protocol-Adresse senden wie in
der Situation, bei der der Mobilknoten im Heimnetzwerk liegt. Der
Home Agent fängt
dann die von einem entsprechenden Knoten gesendeten Daten ab und
tunnelt die Daten an den zugeordneten Foreign Agent FA. Der zugeordnete Foreign
Agent FA tunnelt anschließend
die Daten direkt an den Mobilknoten an der temporär zugeordneten
Internet Protocol-Adresse. Der Mobilknoten wiederum nimmt nach dem
Empfang der getunnelten Daten diese vom Tunnel und verarbeitet sie.
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Bei
einem Roaming in ein anderes besuchtes Netzwerk fordert der Mobilknoten
MN vom besuchten Netzwerk eine temporäre Adresse an, wie oben beschrieben.
Anschließend
sendet der Mobilknoten MN eine Nachricht an den ihm zugeordneten Foreign
Agent FA, wobei die Nachricht mit der neu angeforderten temporären Internet
Protocol-Adresse die Erstellung eines Tunnels zwischen dem Foreign Agent
FA und der neuen temporären
Internet Protocol-Adresse des Mobilknotens MN anfordert.
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Diese
Nachricht könnte
eine geänderte
Registrierungsanforderung sein mit dem Unterschied, dass die Nachricht
nicht den ganzen Weg bis zum Home Agent HA zurück geschickt, sondern an den Foreign
Agent adressiert wird. Der Foreign Agent ändert anschließend seinen
Eintrag für
den Mobilknoten, richtet einen neuen Tunnel zwischen dem Foreign
Agent und der neuen Adresse des Mobilknotens ein und entfernt zum
Abschluss den alten Tunnel. Der Foreign Agent FA sendet eine Antwort
an den Mobilknoten mit dem Hinweis, dass die Verarbeitung erfolgreich
war.
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Mit
Blick auf die zweite Ausführungsform wird
ein neues Netzwerkelement eingeführt,
d. h. ein Zugriffs-Router (Access Router"). Dieser Zugriffs-Router ist ein Router
am Rand des besuchten Netzwerks VN, und er kann einen Pfad vom Zugriffs-Router AR zum Mobilknoten
MN erstellen.
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Der
Zugriffs-Router AR umfasst ein Zugriffs-Router Pfadeinrichtungsteil
(„Access
Router Path Establishing Part")
ARPEP zum Einrichten eines Pfads zwischen dem Zugriffs-Router AR
und dem Mobilknoten MN auf der Basis der dem Zugriffs-Router AR vom Mobilknoten
MK bereitgestellten Weiterleitungsinformationen, ein Steuerinformations-Empfangsteil
(„Control Information
Reception Part")
CIRP, das die Weiterleitungsinformationen zum Einrichten eines Pfads
zwischen dem Zugriffs-Router
und dem Mobilknoten empfangen kann, und ein Zugriffs-Router-Empfangsteil
(„Access
Router Reception Part")
ARRP, das die vom Foreign Agent FA gesendeten Daten empfangen kann.
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Das
Zugriffs-Router-Empfangsteil ARRP umfasst einen Eingangsanschluss,
der gleichzeitig einen Eingangsanschluss I5 des
Zugriffs-Routers AR darstellt. Dieses Zugriffs-Router-Empfangsteil ARRP umfasst
einen Ausgangsanschluss, der mit einem Eingangsanschluss des Steuerungsinformations-Empfangsteils
CIRP gekoppelt ist, das wiederum über einen Eingangsanschluss
mit einem Ausgangsanschluss des Zugriffs-Router-Pfadeinrichtungsteils ARPEP
gekoppelt ist. Dieses Zugriffs-Router-Pfadeinrichtungsteil ARPEP umfasst einen
Ausgangsanschluss, der gleichzeitig einen Ausgangsanschluss O4 des Zugriffs-Routers AR darstellt. Darüber hinaus gibt
es eine Datenverbindung zwischen dem Zugriffs-Router-Empfangsteil
ARRP und dem Zugriffs-Router-Pfadeinrichtungsteil ARPEP. Das Steuerinformations-Empfangsteil
CIRP umfasst einen Eingangsanschluss, der gleichzeitig einen Eingangsanschluss
I6 des Zugriffs-Routers AR darstellt.
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Der
Foreign Agent FA kann auf der Basis der Internet Protocol-Adresse
des Zugriffs-Routers, die dem Foreign Agent FA über den Mobilknoten MN bereitgestellt
wird, einen Pfad zwischen dem Foreign Agent FA und dem Zugriffs-Router
AR einrichten. Der Foreign Agent FA stellt dem Mobilknoten MN Weiterleitungsdienste
bereit, wenn der Mobilknoten bei dem Mobilknoten registriert ist.
Der Foreign Agent nimmt die Datagramme aus dem Tunnel, die vom Home Agent
des Mobilknotens im Tunnel platziert wurden, und stellt dem Zugriffs-Router
Datagramme zu durch Verwendung eines Tunnels, der vom Foreign Agent zwischen
dem Foreign Agent FA und der temporären Internet Protocol-Adresse des Zugriffs-Routers
eingerichtet wurde.
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Zur
Erläuterung
des Betriebs der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird wiederum davon ausgegangen, dass
sich der Mobilknoten MN vom Heimnetzwerk HN (siehe gestrichelte
Linie zwischen MN und MN' in 1,
wobei MN' für die zweite
Position im besuchten Netzwerk VN steht) zum besuchten Netzwerk
VN hin bewegt.
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Der
Mobilknoten erstellt nach dem Empfang einer Router-Ankündigung
von einem Zugriffs-Router AR innerhalb des besuchten Netzwerks VN
eine Zugriffs-Router-Erweiterung. Der Mobilknoten MN fordert seinen
Home Agent HA auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform
auf, dem Mobilknoten MN Foreign Agent-Dienste zuzuordnen. Dies erfolgt
durch Verwendung einer MIP-Registrierungsanforderung mit Erweiterung
für die
Foreign Agent Dienstanforderung durch den Mobilknoten MN; die Heimadresse
des Mobilknotens wird als Ausgangsadresse der Registrierungsanforderungsnachricht
verwendet. Die Zugriffs-Router-Erweiterung
wird ebenfalls der Registrierungsanforderung hinzugefügt, was bedeutet,
dass die Zieladresse des Zugriffs-Routers in die Registrierungsanforderung
eingebunden wird.
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Nach
dem Empfang der Registrierungsanforderung und nach der Authentifizierung
des Mobilknotens MN verarbeitet der Home Agent HA die Erweiterungsanforderung
des Foreign Agent FA. Die Foreign Agent Zuordnungseinheit ordnet
anschließend
einen Foreign Agent zu. Der Foreign Agent muss darüber benachrichtigt
werden, dass seine Dienste am Mobilknoten benötigt werden, der Foreign Agent
muss angewiesen werden, einen Tunnel zwischen dem Foreign Agent
und dem Zugriffs-Router zu erstellen, und der Mobilknoten muss über den
Foreign Agent, der dem Mobilknoten diese Dienste bereitstellt, informiert
werden. Diese Benachrichtigung kann auf beliebig viele Arten erfolgen.
Der Home Agent kann beispielsweise die vom Mobilknoten gesendete
Registrierungsanforderung mithilfe des Tunnels, der mithilfe des
HAPEP zwischen dem Home Agent und dem Foreign Agent erstellt wurde,
an den Foreign Agent senden. Das Foreign Agent-Empfangsteil FARP
empfängt
die Nachricht, nimmt die Daten vom Tunnel und geht davon aus, dass
die Registrierungsanforderung von einem Mobilknoten empfangen wurde
und somit das Steuerungsteil CP die Registrierungsanforderung über das
Mobile IP-Protokoll verarbeitet. In einem weiteren Verfahren zur
Durchführung
der Benachrichtigung sendet der Home Agent eine Registrierungsantwort
an den Foreign Agent als Reaktion auf die Registrierungsanforderungsnachricht,
die vom Mobilknoten an den Home Agent gesendet wurde. In diesem
Fall empfängt
der Foreign Agent keine Registrierungsanforderungsnachricht. Dies
ist eine Änderung
gegenüber
der regulären
Arbeitsweise der Mobile IP Foreign Agent-Implementierung, da der Foreign
Agent die Registrierungsanforderungen nur beantwortet, wenn er eine
Registrierungsanforderung vom Mobilknoten empfangen hat. Es gibt
verschiedene weitere Verfahren, mit denen ein Foreign Agent über die
Notwendigkeit von Foreign Agent-Diensten an einem Mobilknoten informiert werden
kann.
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Zusammen
mit der Benachrichtigung über Foreign
Agent-Dienste an
den Foreign Agent durch den Home Agent weist der Home Agent außerdem den
Foreign Agent an, einen Tunnel zwischen dem Foreign Agent und dem
Zugriffs-Router zu erstellen. Nachdem der Tunnel erstellt wurde,
leitet der Foreign Agent mithilfe des FAPEP die Registrierungsantwort über den
Tunnel an den Zugriffs-Router weiter.
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Das
Zugriffs-Router-Empfangsteil ARRP nimmt nach dem Empfangen der Nachricht
vom Foreign Agent die Nachricht vom Tunnel, und anschließend leitet
das ARPEP die Registrierungsantwort über die entsprechende Schnittstelle
an den Mobilknoten weiter. Diese entsprechende Schnittstelle wird
mithilfe des Eingangs des Steuerinformations-Empfangsteils CIRP
ermittelt. Dieser Eingang ist eine Antwort des Mobilknotens auf
eine Ankündigung des
Zugriffs-Routers an einer bestimmten Schnittstelle des Zugriffs-Routers.
Die Weiterleitung der Daten vom Zugriffs-Router an den Mobilknoten
erfolgt über die
gleiche Schnittstelle. Nach dem Empfang der Registrierungsanforderung
verarbeitet der Mobilknoten diese und notiert die Adresse des Foreign
Agent, die nichts Anderes ist als die Mobile IP Care-Of-Address des
Mobilknotens. Als Letztes ist anzumerken, dass die oben beschriebenen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in Form von Funktionsblöcken beschrieben
sind. Aus der Funktionsbeschreibung dieser Blöcke ist für den Fachmann im Bereich der Konstruktion
elektronischer Geräte
klar, wie Ausführungsformen
dieser Blöcke
mithilfe bekannter elektronischer Komponenten gefertigt werden können. Daher
wird hier auf eine ausführliche
Darstellung der Architektur des Inhalts der Funktionsblöcke verzichtet.
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Während die
Grundsätze
der Erfindung oben im Zusammenhang mit einer spezifischen Vorrichtung
beschrieben wurden, sollte klar sein, dass diese Beschreibung lediglich
als Beispiel dient und nicht als Einschränkung zum Umfang der Erfindung
gemäß der Definition
in den angehängten
Ansprüchen.