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CN102056236B - 基于Wimax网络架构实现的通信网络及终端接入方法 - Google Patents

基于Wimax网络架构实现的通信网络及终端接入方法 Download PDF

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CN102056236B
CN102056236B CN200910208469.3A CN200910208469A CN102056236B CN 102056236 B CN102056236 B CN 102056236B CN 200910208469 A CN200910208469 A CN 200910208469A CN 102056236 B CN102056236 B CN 102056236B
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Abstract

本发明公开了基于Wimax网络架构实现的通信网络及终端接入的方法,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,接入业务网络中包括基站和接入网关,所述连接业务网络中包括ILCR,该通信网络还包括分组数据网络,所述接入网关用于为终端提供接入服务和控制,维护终端与通信对端的连接信息,与其他接入网关配合实现终端跨接入网关和跨ILCR的切换;ILCR用于维护终端的会话连接,维护终端和通信对端的映射信息,实现数据报文的路由和转发。本发明还提供了终端接入上述通信网络的方法。本发明架构的部署中考虑了兼容终端、兼容上层业务的需求,仅需升级网络侧设备,兼容不更改终端的应用场景。

Description

基于Wimax网络架构实现的通信网络及终端接入方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种基于Wimax网络架构实现的通信网络。
背景技术
在传统的TCP/IP网络环境中,IP为因特网(Internet)提供了路由功能,它给所有节点(包括主机和路由器)都分配了逻辑地址,即IP地址,且每台主机的各个端口都分配一个IP地址。IP地址包括网络前缀和主机部分,同一条链路上的所有主机的IP地址通常有相同的网络前缀和不同的主机部分。这使得IP可以依据目的节点的IP地址的网络前缀部分来进行路由选择,从而使路由器秩序保存一条简单的网络前缀路由,而不必为每台主机保存一条单独的路由。在这种情况下,由于采用了网络前缀路由,因此当节点从一条链路切换到另一条链路而没有改变其IP地址时,该节点则不可能在新链路上接收到数据报文,从而也就无法与其他节点进行通信。
现有应用TCP/IP协议的网络技术存在如下不足:
采用固定锚点的方式支持终端的移动性,如,LTE网络中采用GTP协议,规定网关PGW作为终端的移动锚点;Wimax网络中采用Mobile IP协议,把家乡代理(HA:Home Agent)作为锚点。固定锚点的引入带来了数据包路径迂回的问题,加重了传输延时和带宽浪费。而MIPV6的路由优化过程需要参与通信的主机支持MIPV6协议,部署困难。
IP地址具有双重功能:既作为网络层的通信终端主机网络接口在网络拓扑中的位置标识,又作为传输层主机网络接口的身份标识。当主机的IP地址发生变化时,不仅路由要发生变化,通信终端主机的身份标识也会发生变化,这样会导致路由负载越来越重,而且主机标识的变化会导致应用和连接的中断。现有技术身份标识和位置分离框架HIP、LISP等是为了克服现有网络技术的这一不足而构建的一种全新的网络框架。基于主机的HIP协议等需要对终端及上层业务做较大改动,部署困难;通信两端同时移动、位置更新阶段需要网络参与维护通信链路,否则将发生报文丢失问题。基于网络的LISP协议,对于移动性和多穴性是身份位置分离后附带解决的问题,现在还没有具体的方案和实现方法。
图1是现有Wimax系统的网络架构,如图所示,现有技术的Wimax系统一般由三部分组成:终端、Wimax接入业务网络(Wimax Access ServiceNetwork,简称W-ASN)和Wimax连接业务网络(Wimax Connect ServiceNetwork,简称W-CSN)。
W-ASN主要执行如下的功能:完成Wimax终端的二层(L2)连接、传递AAA消息到H-CSN(归属CSN)、NSP的网络选择与发现、为Wimax终端的三层(L3)连接提供中继、无线资源管理、W-ASN与W-CSN之间隧道维护。在移动的场景下,W-ASN还需要支持如下的功能:W-ASN锚定的移动性管理(W-ASN Anchored MM)、W-CSN锚定的移动性管理(W-CSNAnchored MM)、寻呼和空闲模式(Idle Mode)操作。
W-ASN还用于管理IEEE 802.16空中接口,为Wimax终端用户提供无线接入。W-ASN至少由一个基站(Base Station,简称BS)和一个接入网关(W-ASN Gateway,简称AGW)组成,可以包含单个AGW或多个AGW。W-ASN在R1参考点与MS(Mobile Station,移动站)互通,在R3参考点与W-CSN互通,在R4参考点与另一个W-ASN互通。管理W-ASN的运营商称为NAP(Network Access Provider,网络接入运营商)。
W-CSN是一套网络功能的组合,W-CSN可以由HA(移动IP的家乡代理)、AAA代理或服务器(AAA Proxy/Server)、计费服务器、互连网关设备等组成。如上所述,管理W-CSN的运营商称为NSP(Network ServiceProvider,网络服务运营商)。
W-CSN主要提供如下的功能:终端用户会话连接、终端的IP地址分配、Internet接入、AAA代理或服务器、终端用户的策略及许可控制、W-ASN与W-CSN之间的隧道维护、终端用户计费和结算、W-CSN间的漫游、W-CSN间的移动性管理和Wimax业务。
应用TCP/IP协议的现有移动通信网络,包括Wimax系统,同样具有上述现有应用TCP/IP协议的网络技术的缺陷。
现有技术中有关身份标识和位置分离的解决方案主要有两种,一种是基于主机的实现,另一种是基于路由器的实现,每种实现中又有相关的多种技术进行支持,这些方案中终端用户的身份标识(AID)在移动过程中不改变,根据终端的位置另行分配位置标识来实现数据报文的路由和转发。但是,对于如何基于Wimax系统实现具有身份标识与位置分离架构的通信网络,都没有提出相应的实现方案。
发明内容
针对以上现有技术的缺陷,本发明要解决的技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,可以实现基于网络的用户终端的身份标识和位置分离。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,可以支持移动终端的应用场景,有效解决了该场景下的迂回路由问题。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,在该架构的部署中考虑兼容终端、兼容上层业务的需求,仅需升级网络侧设备,兼容不更改终端的应用场景。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,可以在终端接入该通信网络时实现身份标识和位置分离。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,可以实现终端在通信网络中通信时的身份标识和位置分离。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,可以实现终端在通信网络中离线时的身份标识和位置分离。
本发明要解决的又一技术问题是提供一种基于Wimax网络架构实现的通信网络,可以实现终端在通信网络中切换时的身份标识和位置分离。
为了解决上述问题,本发明提供了一种基于Wimax网络架构实现的身份标识(AID)与位置分离的通信网络,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,所述接入业务网络中包括基站和接入网关,其特征在于,所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR)和身份位置寄存器(ILR),该通信网络还包括用于按位置标识(RID)路由和转发ILCR间数据报文的广义转发平面,其中:
所述接入网关用于为终端提供接入服务和控制,维护终端与通信对端的连接信息,与其他接入网关配合实现终端跨接入网关和跨ILCR的切换;
所述ILCR用于维护终端的会话连接,为终端分配指向本ILCR的RID,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,到ILR查询终端的RID,实现数据报文的路由和转发,以及与其他ILCR配合实现终端跨ILCR的切换;
所述ILR用于接收所述接入网关或ILCR对本ILR归属用户终端的注册和注销请求,维护归属用户终端的AID-RID映射信息,以及接收对终端RID的查询请求,将请求中该终端AID对应的RID返回给查询请求方。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述接入网关包括:连接维护模块和数据转发模块,其中:
所述连接维护模块用于保存终端与通信对端的连接信息,包括终端AID与通信对端AID的对应关系;获知终端离线后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或切出或与终端通信终止后时删除该通信对端与终端的连接信息;
所述离线处理模块用于在确定接入的终端离线时,通知连接维护模块;及在确定通信对端离线时,通知连接维护模块;
所述数据转发模块用于在基站和ILCR之间进行数据报文转发。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关中的离线处理模块还用于在确定接入的终端离线时,通知所述通信对端接入的接入网关该终端离线,以及在收到对端接入网关发送的终端离线通知时,确定作为通信对端的该终端离线;
所述接入网关中的离线处理模块根据连接维护模块中保存的所述连接信息查找到该终端所有通信对端的AID,根据所述通信对端的AID在本地或到通信对端归属地AAA服务器查询到通信对端接入的接入网关。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述ILCR包括隧道建立模块、映射管理模块和报文转发模块,其中:
所述隧道建立模块用于建立接入网关与ILCR之间的隧道,为终端分配RID,并将终端的AID和该RID发送到映射管理模块;
所述映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;
所述报文转发模块,用于收到终端和通信对端不属于同一ILCR(即未接入到同一ILCR)的上行数据报文后,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端的RID和终端的RID一起封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;以及将广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后发送给终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
还包括注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后请求该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID;
所述注册注销模块位于接入网关中,所述ILCR中的隧道建立模块还将终端的AID和为终端分配RID发送到接入网关的该注册注销模块;或者,所述注册注销模块位于ILCR中,所述ILCR中的隧道建立模块还将终端的AID和为终端分配RID发送到本ILCR的该注册注销模块。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILCR还包括离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知映射管理模块;在确定通信对端离线时,通知映射管理模块;
所述ILCR中的映射管理模块还用于在获知终端离线或切出时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本ILCR的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时删除该通信对端的AID-RID信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述报文转发模块包括第一转发单元和第二转发单元,其中:
第一转发单元用于在收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID且终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID,查询到的通信对端的AID-RID保存到映射管理模块;
第二转发单元用于对收到的广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后,通过ILCR与该终端的连接发往该终端;并判断所述数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述连接业务网络还包括分组转发功能(PTF);所述第一转发单元收到基站发来的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,将该终端RID作为源地址封装在数据报文中,转发到PTF;所述PTF用于在收到ILCR或其他PTF送达的数据报文后,根据数据报文中通信对端AID查到对应的RID作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR;或者
所述第一转发单元收到基站发来的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,先缓存所述数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关还包括切换模块和锚定数据通道功能(DPF)模块,所述切换模块用于终端在存在通信对端时移动到另一锚定DPF模块或ILCR的服务区域触发的切换的控制,包括:
所述切出单元用于实现对终端切出的控制,通知ILCR该终端切换,将连接维护模块保存的该终端与通信对端的连接信息发送到切入接入网关,切换期间收到的发送给该终端的数据报文转发到切入接入网关,终端切出后通知连接维护模块;
所述切入单元用于实现对终端切入的控制,将切出接入网关发来的该终端与通信对端的连接信息保存到连接维护模块;
所述连接维护模块还用于在获知终端切出后删除该终端与通信对端的连接信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILCR还包括切换控制模块,用于终端在存在通信对端时移动到另一ILCR服务区域触发的切换的控制,包括:
切出控制单元,用于实现对终端切出的控制,向终端移动到的切入ILCR发送切换请求,切换期间收到的发送给该终端的数据报文转发给切入ILCR,在该终端切出后通知映射管理模块;
切入控制单元,用于实现对终端切入的控制,为终端分配指向本ILCR的RID并将该终端的AID和该RID发送到映射管理模块,或发送到映射管理模块和接入网关;以及向对端ILCR发送终端RID更新通知,携带该终端的AID-RID映射信息;
所述映射管理模块对接入本ILCR的所有终端的通信对端一起管理,收到对端发来的终端RID更新通知后,更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述切入控制单元向对端ILCR发送终端RID更新通知时,先根据该终端的AID到接入网关的连接维护模块查找到该终端所有通信对端的AID,然后到映射管理模块查找到所述通信对端的RID,根据查找到的RID向对端ILCR发送终端RID更新通知;或者
所述ILCR的切入控制单元还用于向同一侧的接入网关发送终端RID更新通知,所述接入网关的切入单元还用于将终端RID更新通知发送到对端接入网关,及收到对端接入网关传送的终端RID更新通知后转发到ILCR。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关中的数据转发模块收到数据报文后,判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块,如未保存则添加到连接维护模块中;或者
所述ILCR中的报文转发模块收到数据报文后,判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块,如未保存则传送到接入网关的连接维护模块保存。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILR在收到对归属用户终端的注册请求后保存或更新该终端的AID-RID映射信息,收到对归属用户终端的注销请求后将该终端的AID-RID映射信息删除或置为无效;如果收到对非归属用户终端的注册、注销请求,则转发给该终端归属地ILR处理。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILCR是集合了Wimax网络架构中家乡代理和/或核心路由器的功能,并扩展了实现身份标识和位置分离所需的新功能得到的;所述连接业务网络还包括Wimax网络架构中用于认证、授权和计费的原有网元;
所述接入网关是在Wimax网络架构中接入网关具有的功能实体的基础上,扩展了实现身份标识和位置分离所需的新的功能模块得到的,所述Wimax网络架构中接入网关所具有的功能实体包括锚定数据通道功能(DPF)模块和鉴权器。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILCR中的隧道建立模块采用动态建立隧道的方式,在终端接入过程中在接入网关与ILCR之间的隧道建立基于终端的隧道。
为了解决上述技术问题,本发明又提供了第二种基于Wimax网络架构实现的身份标识(AID)与位置分离的通信网络,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,所述接入业务网络中包括基站和接入网关,其特征在于,所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR)和身份位置寄存器(ILR),该通信网络还包括用于按位置标识(RID)路由和转发ILCR间数据报文的广义转发平面,其中:
所述ILCR用于为终端分配指向本ILCR的RID,到终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端的会话连接,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,实现数据报文的路由和转发,及与其他ILCR配合实现终端跨ILCR的切换;
所述ILR用于接收对本ILR归属用户终端的注册和注销请求,维护归属用户终端的AID-RID映射信息,以及接收对终端RID的查询请求,将请求中该终端AID对应的RID返回给查询请求方。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述ILCR包括隧道建立模块、注册注销模块、映射管理模块和报文转发模块:
所述隧道建立模块用于建立接入网关与ILCR之间的隧道,为终端分配RID,并将终端的AID和该RID发送到映射管理模块和注册注销模块;
所述注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后请求该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID;
所述映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;
所述报文转发模块,用于收到终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端的RID和终端的RID一起封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;以及将下行数据报文解封装,剥去其中的RID后发送给终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述ILCR还包括连接维护模块、离线处理模块和映射管理模块,其中:
所述连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;获知终端离线或移出后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息;
所述离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知注册注销模块、映射管理模块和连接维护模块;在确定通信对端离线时,通知映射管理模块和连接维护模块;
所述映射管理模块还用于在获知终端切出或离线时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本ILCR的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时,删除该通信对端的AID-RID信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述离线处理模块在确定通信对端离线时,还根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再到映射管理模块查询到所有通信对端的RID,然后向对端ILCR发送终端离线通知;
所述离线处理模块收到对端ILCR发来的终端离线通知后,确定作为通信对端的该终端离线。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述报文转发模块包括第一转发单元和第二转发单元,其中:
第一转发单元用于在收到接入网关发来的包含终端AID和通信对端AID且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元用于将收到的广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID,通过ILCR与该终端的连接发往该终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述连接业务网络还包括分组转发功能(PTF);所述第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,将该终端RID作为源地址封装在数据报文中,转发到该通信对端归属地PTF;所述PTF用于在收到ILCR或其他PTF送达的数据报文后,根据数据报文中通信对端AID查到对应的RID作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR;或者
所述第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,先缓存所述数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述第一转发单元还用于将查询到的通信对端的AID-RID映射信息保存到映射管理模块;
所述第二转发单元收到广义转发平面发来的下行数据报文后,还判断所述数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中;
所述第一转发单元和第二转发单元还判断收到的数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块中,如没有,保存到连接维护模块中。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:还包括切换控制模块,该切换控制模块又包括切出控制单元和切入控制单元,其中:
所述切出控制单元用于实现对终端切出的控制,当终端移动时,根据移动的目的地确定终端要移动到的切入ILCR,移动完成后通知映射管理模块和连接维护模块该终端切出,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入ILCR;
所述切入控制单元,用于实现对终端切入的控制,在终端从另一ILCR移动到本ILCR的服务区域时,为终端分配指向本ILCR的RID,将该终端的AID和该RID发送到注册注销模块并保存到映射管理模块;
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述切入控制单元还用于查询对端ILCR的位置信息,向对端ILCR发送终端RID更新通知,携带该终端的AID-RID映射信息;查询时,先根据终端AID到连接维护模块保存的终端与通信对端的连接信息中查到所有通信对端的AID,再用查到的AID到映射管理模块保存的通信对端AID-RID映射信息中查到对应的RID,查到的RID即为对端ILCR的位置信息;
所述映射管理模块对接入本ILCR的所有终端的通信对端一起管理,收到对端发来的终端RID更新通知后,更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILR在收到对归属用户终端的注册请求后保存或更新该终端的AID-RID映射信息,收到对归属用户终端的注销请求后将该终端的AID-RID映射信息删除或置为无效;如果收到对非归属用户终端的注册、注销请求,则转发给该终端归属地ILR处理。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述ILCR是集合了Wimax网络架构中家乡代理和/或核心路由器的功能,并扩展了实现身份标识和位置分离所需的新功能得到的;所述连接业务网络还包括Wimax网络架构中用于认证、授权和计费的原有网元;
为了解决上述技术问题,本发明又提供了第三种基于Wimax网络架构实现的身份标识(AID)与位置分离的通信网络,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,所述接入业务网络中包括基站和接入网关,其特征在于,所述连接业务网络中包括身份位置寄存器(ILR),该通信网络还包括用于按位置标识(RID)路由和转发数据报文的广义转发平面,其中:
所述接入网关用于为终端提供接入服务和控制,为终端分配RID,向终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,实现数据报文的路由和转发,及与其他接入网关配合实现终端跨接入网关的切换;
所述ILR用于接收对本ILR归属用户终端的注册和注销请求,维护归属用户终端的AID-RID映射信息,以及接收对终端RID的查询请求,将请求中该终端AID对应的RID返回给查询请求方。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述接入网关包括RID分配模块、注册注销模块、映射管理模块和数据转发模块,其中:
所述RID分配模块,用于在终端请求接入或终端切入过程中为终端分配RID,将该RID和该终端的AID发送到映射管理模块和注册注销模块;
所述注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后到该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID;
所述映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;
所述数据转发模块,用于在收到上行数据报文后,在其中的终端和通信对端不属于同一ILCR时,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端RID封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,转发到与其建立隧道的ILCR;以及用于将下行数据报文解封装,发送给终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:所述接入网关还包括连接维护模块和离线处理模块,其中:
所述连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;获知终端离线或移出后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息;
所述离线处理模块,用于在确定接入本接入网关的终端离线后,通知注册注销模块、连接维护模块和映射管理模块;在确定通信对端离线时,通知连接维护模块和映射管理模块;
所述映射管理模块在获知终端切出或离线时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本接入网关的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时,删除该通信对端的AID-RID信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述RID分配模块为终端分配RID指向本接入网关;所述离线处理模块确定通信对端离线时,还根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再到映射管理模块查询到所有通信对端的RID,然后向对端接入网关发送终端离线通知,携带该终端的AID;以及在收到对端接入网关发来的终端离线通知后,确定作为通信对端的该终端离线;或者
所述RID分配模块为终端分配RID指向ILCR;所述离线处理模块确定通信对端离线时,还根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再从本地或通信对端AAA归属地服务器查询到对端接入网关的位置信息,然后向对端接入网关发送终端离线通知,携带该终端的AID;以及在收到对端接入网关发来的终端离线通知后,确定作为通信对端的该终端离线。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关还包括切换模块,用于当终端移动到另一接入网关服务区域触发的切换的控制,包括:
切出单元用于实现终端的切出,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入接入网关,切换完成后通知连接维护模块,若切换导致终端RID指向的接入网关或ILCR发生变化,还通知映射管理模块。可选地,将该终端与通信对端的连接信息和/或该终端通信对端的AID-RID映射信息发送到切入接入网关保存;
切入单元用于实现终端的切入,若切换导致终端RID指向的接入网关或ILCR变化,为终端分配新的RID,将该终端新的AID-RID映射信息保存到映射管理模块,并将该终端AID和新分配的RID发送到注册注销模块。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入业务网络具有与广义转发平面的数据面接口;所述数据转发模块包括:
第一转发单元,用于收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID,且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中发送到广义转发平面;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元,用于将广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR),用于维护终端的会话连接,建立接入网关与ILCR之间的隧道,以及在广义转发平面与接入网关之间转发以RID格式为源地址和目的地址的数据报文;
所述接入网关的RID分配模块为终端分配的RID指向本接入网关;所述数据转发模块包括:
第一转发单元,用于在收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID,且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元,用于对ILCR发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID和隧道封装后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是基于终端的动态隧道;或者
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是静态隧道,所述ILCR还用于在接入网关与ILCR间的隧道建立后缓存终端的AGW-AID-RID映射信息并进行维护,以及在终端移动到另一ILCR的服务区域后,删除该终端的AGW-AID-RID映射信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR),用于维护终端的会话连接,建立接入网关与ILCR之间的隧道,以及在广义转发平面与接入网关之间转发以RID格式为源地址和目的地址的数据报文;
所述接入网关的RID分配模块为终端分配的RID指向与本接入网关建立隧道的ILCR;所述数据转发模块包括:
第一转发单元,用于收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID,且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端RID或本接入网关地址作为源地址,将通信对端RID作为目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元,用于对ILCR发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID和隧道封装,或者剥去其中的RID、接入网关地址和隧道封装,或者剥去其中的隧道封装后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是基于终端的动态隧道;或者
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是静态隧道,所述ILCR包括报文转发模块,该报文转发模块又包括:
第一转发单元,用于在收到接入网关发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,根据源AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将作为源地址的接入网关地址替换为终端RID并剥去隧道封装后,转发给映射转发平面或广义转发平面;
第二转发单元,用于在收到广义转发平面发来的下行数据报文后,根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文中的目的RID替换为接入网关地址并做隧道封装后,转发到该终端接入的接入网关;或者在收到广义转发平面发来的下行数据报文后,剥去数据报文中封装的RID并做隧道封装,根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文转发到该终端接入的接入网关。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述连接业务网络还包括分组转发功能(PTF);所述接入网关中的第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,将该终端RID封装在数据报文中,转发到该通信对端归属地PTF;或者将该终端RID作为源地址封装在数据报文中并做隧道封装后,转发到该通信对端归属地PTF;
所述PTF用于在收到ILCR或其他PTF送达的数据报文后,根据数据报文中通信对端AID查到对应的RID作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR或对端接入网关。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关中的第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,先缓存所述数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR或直接发送到广义转发平面。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关中的第一转发单元还用于将查询到的通信对端的AID-RID映射信息保存到映射管理模块;
所述接入网关中的第二转发单元收到下行数据报文后,还判断所述数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中;
所述接入网关中的第一转发单元和第二转发单元还判断收到的数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块中,如没有,保存到连接维护模块中。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关的切入单元还用于查询对端接入网关的位置信息,向所有对端接入网关发送终端RID更新通知,携带该终端新的AID-RID映射信息;
所述接入网关中的映射管理模块还用于收到对端发来的终端RID更新通知后更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。
进一步地,上述通信网络还可具有以下特点:
所述接入网关是在Wimax网络架构中接入网关具有的功能实体的基础上,扩展了实现身份标识和位置分离所需的新的功能模块得到的,所述Wimax网络架构中接入网关所具有的功能实体包括锚定数据通道功能(DPF)模块和鉴权器。
上述基于Wimax网络架构实现的通信网络,支持移动终端的应用场景,有效解决了该场景下的迂回路由问题。
上述基于Wimax网络架构实现的通信网络的部署考虑了兼容终端、兼容上层业务的需求,仅需升级网络侧设备,兼容不更改终端的应用场景。
使得终端可以按身份标识发起通信,而按照RID实现对对端的寻址,本发明还提供了一种终端开机接入上述第一种和第二种通信网络的方法,包括:
终端开机后,进行接入认证和初始业务流创建,然后从接入网关获取身份标识(AID);
在所述接入网关向身份位置核心路由器(ILCR)发起隧道建立的过程中,所述ILCR为该终端分配指向本ILCR的位置标识(RID),保存该终端AID和RID的映射信息,并将为终端分配的RID通知给所述接入网关;
所述接入网关或ILCR在获得该终端的AID和RID后,向该终端归属地ILR发起注册请求,携带该终端的AID和RID;该ILR收到该注册请求后,并保存该终端当前的AID-RID映射关系。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述终端从所述接入网关获取的AID是在该终端的接入认证流程中,由该终端归属地AAA服务器下发给所述接入网关的。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述终端是通过动态主机配置协议(DHCP)流程或通过移动IP方式从接入网关获取所述终端的AID的,该AID为该终端签约时分配的静态IP地址。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
在所述隧道建立的过程中,所述ILCR还到该终端归属地AAA服务器进行认证,获取密钥信息。
为了使得终端可以按身份标识发起通信,而按照RID实现对对端的寻址,本发明还提供了一种终端开机接入上述第三种通信网络的方法,包括:
终端开机后,进行接入认证和初始业务流创建,然后从接入网关获取所述终端的身份标识(AID);
所述接入网关为该终端分配位置标识(RID),保存该终端AID和RID的映射信息,并向所述终端归属地的ILR发送注册请求,携带该终端的AID和RID;
该ILR收到该注册请求后,并保存所述终端当前的AID-RID映射关系。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述终端从所述接入网关获取的AID是在终端的接入认证流程中,由该终端归属地AAA服务器下发给所述接入网关的。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述终端是通过动态主机配置协议(DHCP)流程或通过移动IP方式从接入网关获取本终端的AID,该AID为该终端签约时分配的静态IP地址。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
是在所述终端向本接入网关获取AID的过程中,触发所述接入网关为所述终端分配RID的。
进一步地,上述方法还可具有以下特点:
所述接入网关与ILCR之间建立的是静态隧道,所述接入网关为所述终端分配的AID指向本接入网关或指向与其建立有静态隧道的ILCR;或者
所述接入网关与ILCR之间建立的是基于终端的动态隧道,所述接入网关为所述终端分配的AID指向本接入网关。
上述终端接入该通信网络的方法,在终端接入为终端分配了身份标识和位置标识,并且到ILC对终端的RID进行了注册,使得终端可以按身份标识发起通信,而按照RID实现对对端的寻址。
附图说明
图1是现有Wimax网络架构示意图。
图2为本发明一种身份标识和位置分离(SILSN)架构的网络拓扑示意图。
图3为图2中SILSN网络与传统IP网络的拓扑关系的示意图。
图4a是本发明实施例一至六的基于Wimax架构实现的SILSN网络的示意图。
图4b是本发明实施例七基于Wimax架构实现的SILSN网络的示意图。
图5是本发明实施例用户开机入网的第一种流程图。
图6是本发明实施例用户开机入网的第二流程图。
图7是本发明实施例用户开机入网的第三种流程图。
图8是本发明实施例用户开机入网的第四种流程图。
图9是本发明实施例一接入网关和ILCR的模块图。
图10是本发明实施例二接入网关和ILCR的模块图。
图11是本发明实施例六接入网关和ILCR的模块图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
图2所示是一种身份标识和位置分离(SILSN:Subscriber Identifier &Locator Separation Network)架构,该SILSN架构的网络拓扑划分为拓扑关系上没有重叠的接入网和骨干网,接入网位于骨干网的边缘,负责所有终端的接入,骨干网负责接入的终端间数据报文的路由和转发。
SILSN架构的网络中有两种标识类型:接入标识(AID:Access Identifier)和路由标识(RID:Routing Identifier)。其中,AID是终端的用户身份标识,网络为每个终端用户分配一个AID,在终端移动过程中始终保持不变;RID是网络为终端分配的位置标识,在骨干网使用。应说明的是,身份标识和位置标识在不同的SILSN架构可以有不同的名称,但实质是一样的。用户签约成为本架构网络用户后,可以在该用户归属认证中心及归属ILR中进行开户放号操作,认证中心及ILR记录该用户的属性数据,包括为该用户分配的AID。完成开户放号的处理后,AID被静态分配给该用户,在该用户有效合法存续期间,该用户的AID不变。
SILSN架构中,终端可以是移动终端、固定终端和游牧终端中的一种或多种,如手机、固定电话、电脑和服务器等等。
SILSN架构中,接入网用于为终端提供二层(物理层和链路层)接入手段,维护终端与ASN之间的物理接入链路。可能的二层接入手段包括:蜂窝移动网技术(GSM/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/Wimax/LTE)、DSL、宽带光纤接入或WiFi接入等等。
SILSN架构中,接入服务节点用于为终端提供接入服务、维护终端与网络的连接,为终端分配RID,维护AID-RID映射信息,到映射转发平面登记注册和查询终端的RID,以及实现数据报文的路由和转发等功能。
SILSN架构中,骨干网的主要网元包括:
接入服务节点(ASN:Access Service Node)用于为终端分配RID,维护终端的AID-RID映射信息,到ILR登记注册和查询终端的RID,以及实现数据报文的路由和转发,终端须经过ASN接入骨干网。ASN分配的RID包含该ASN的地址信息,将该RID作为数据报文的目的地址时,该数据报文将被路由到该ASN。
通用路由器(CR:Common Router),用于根据数据报文中的RID进行选路,转发以RID为目的地址的数据报文。
身份位置寄存器(ILR:Identity Location Register),ILR用于保存终端的身份标识和位置标识映射信息,文中也写为AID-RID映射信息,处理对终端位置的注册、注销和查询;
可选地,骨干网还可以包括:
分组转发功能(PTF:Packet Transfer Function),也称为分组转发功能节点,用于路由和转发以AID为目的地址的数据报文。
互联服务节点(ISN),具有与通用路由器、ASN和ILR的接口,用于查询、维护本网络终端的AID-RID映射信息,封装、路由和转发本网络与传统IP网络之间往来的数据报文,实现两个网络的互联互通。
上述ILR,或ILR和PTF构成了骨干网的映射转发平面,CR,或CR和ISN构成了骨干网的广义转发平面。骨干网中还可以包括认证中心等其他网元。
SILSN架构初期可以传统IP网络的一个或多个孤岛形式存在和发展,或作为传统IP网络的扩展部分。SILSN架构与传统IP网络的拓扑关系如图3所示,SILSN架构的骨干网部分与传统IP处于同一平面,通过ISN与传统IP网络互通。SILSN架构具备独立组网的能力,可以形成脱离传统IP网络独自发展的网络,在该阶段,功能实体ISN将不再存在。
SILSN架构主要是针对现有移动互联网提出的一种身份标识和位置分离的技术,下面以Wimax网络架构为基础,提出在Wimax网络架构上实现SILSN架构的实施例,主要针对为实现终端身份标识和位置分离需要的在原有系统上进行的改进的相关内容进行描述。
图4a是基于Wimax网络架构实现SILSN架构的示意图,图中实线表示承载面的连接,虚线表示控制面的连接。在具有SILSN架构的系统中,Wimax传统终端可以实现无固定锚点的移动性,解决了数据包路径迂回的问题,而且还可以达到解决IP地址双重身份的目的。
文中,将终端的通信对端接入的网元简称为对端网元;在终端切换时,将终端切出的网元简称为切出网元,将终端切入到的网元称为切入网元;在描述两个网元之间传送信息时,如没有特别指出某网元是对端网元,应理解为终端接入的同一侧的网元之间的信息传送;另外,为了表述方便,在表述某个网元的功能时,将接入到该网元的用户终端称为终端,与接入该网元的用户终端通信的称为通信对端。
另外,当一个网元收到另一个网元发送的信息时,会将该信息分发到保存或处理该信息的模块,该功能在下文中不再另行说明。
实施例一
本实施例基于Wimax网络架构实现的具有SILSN架构的通信网络中,也包括接入业务网络(W-ASN)、连接业务网络(W-CSN)和广义转发平面,如图4a所示。在W-CSN中,具有AAA代理或服务器(AAA Proxy/Server)、计费服务器、互连网关设备等Wimax架构中的原有网元,还设置了身份位置核心路由器(Identity Location Core Route,简称ILCR)、身份位置寄存器(ILR)和分组转发功能(PTF),ILR和PTF可以合设,此时表示为ILR/PTF,各W-CSN中的ILR/PTF构成了映射转发平面。其中,ILCR集合了HA、W-CR的功能,并扩展实现SILSN架构所需的新功能,扩展的功能模块可以与原功能模块合设,也可以单独设置。W-ASN中包括基站和接入网关,其中的接入网关在Wimax架构中的接入网关所具有的功能实体(如锚定数据通道功能(Anchor DPF)、鉴权器等)的基础上,扩展了实现SILSN所需的新功能。此外,该通信网络中的广义转发平面包括支持按RID路由和转发数据报文的分组数据网络(其他实施例同此)。W-CSN与广义转发平面之间具有数据面接口,表示为D接口。
本实施例中,ILCR与接入网关之间建立基于终端的动态隧道,在终端向网络注册登记或切换时,由ILCR按既定策略为终端分配RID,由接入网关向ILR注册。ILCR分配的RID应指向该ILCR,根据业务需要,ILCR可以为一个终端分配专用的一个或多个RID,也可为多个终端分配相同的RID。在进行数据报文转发时由ILCR向ILR查询AID-RID映射信息,在终端离线时,由接入网关向ILR注销AID-RID映射信息。
请参照图9,本实施例的WiMAX系统包括以下几部分:
接入网关(AGW),位于WiMAX接入业务网络(W-ASN)中,用于为用户终端提供接入服务和控制,到终端归属地ILR对终端进行注册和注销,维护终端与通信对端的连接信息。接入网关还可用于与其他接入网关配合实现终端跨AGW、跨ILCR的切换。接入网关还具有在Wimax系统中的其他功能,如与AAA服务器配合完成对终端的认证等,文中对这部分功能不再加以详细说明。
本实施例中,接入网关包括下述与扩展功能相关的功能实体:
注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后请求该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID。
离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知注册注销模块和连接维护模块;可选地,通知所有对端接入网关该终端离线,及在确定通信对端离线时,通知连接维护模块和ILCR。离线处理模块可以从本地或通信对端AAA归属地服务器查询到对端接入网关的位置信息。离线处理模块可依据流实时检测机制,或依据收到终端离线的相关信令等来确定终端是否离线。需要说明的是,终端离线时通知对端该终端离线是可选地,对端也可通过流实时检测机制来确定通信对端是否离线。
连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;在终端离线或移出后(包括存在或不存在通信对端的场景)或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息。终端移出或与通信对端通信终止可以由接入网关中相关的功能模块通知连接维护模块,ILCR类似。
数据转发模块,用于在基站和ILCR之间进行数据报文转发,可在接收数据报文后,判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块,如未保存,通知连接维护模块保存该终端与通信对端的连接信息。
切换模块,用于终端在存在通信对端时移动到另一锚定DPF模块或ILCR的服务区域触发的切换的控制,包括切出单元和切入单元:
切出单元用于实现对终端切出的控制,通知ILCR该终端切换,将切换期间收到的发送给该终端的数据报文转发到切入接入网关,终端切出后通知连接维护模块;可选地,将连接维护模块保存的该终端与通信对端的连接信息发送到切入接入网关。
切入单元用于实现对终端切入的控制,将切出接入网关发来的该终端与通信对端的连接信息保存到连接维护模块。
在WiMAX系统中,注册注销模块可以与接入网关的功能实体鉴权器或锚定DPF模块合设。连接维护模块可以与鉴权器或锚定DPF模块合设,当不与锚定DPF合设时,需要锚定DPF模块从数据报文中获取终端和通信对端的AID,将新的或有变化的终端AID和通信对端AID的对应关系通知给连接维护模块保存或更新。数据转发模块可以与锚定DPF模块合设。切换控制模块可以与锚定DPF模块合设。
身份位置核心路由器(ILCR),位于WiMAX核心业务网络(W-CSN)中,用于维护终端的会话连接,为终端分配指向本ILCR的RID,到ILR查询终端(此处的终端包括通信对端)的RID,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,以及实现数据报文的路由和转发。ILCR还用于与其他ILCR配合实现终端跨ILCR的切换。
本实施例中,ILCR包括下述与扩展功能相关的功能实体:
隧道建立模块,用于建立接入网关与ILCR之间的隧道,为终端分配RID,并将终端的AID和该RID发送到接入网关的注册注销模块和本地的映射管理模块;本实施例采用动态建立隧道的方式,即在终端接入过程中建立基于终端的隧道。
映射管理模块,用于缓存终端与通信对端的AID-RID映射信息;获知终端切出或离线时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本ILCR的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时,删除该通信对端的AID-RID信息;收到对端发来的终端RID更新通知后,更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息;映射管理模块可以对接入本ILCR所有通信对端的映射信息统一管理。
离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知映射管理模块;在确定通信对端离线时,通知映射管理模块;离线处理模块可以依据流实时检测机制,或依据收到终端离线的相关信令等来确定终端是否离线,可以根据收到的接入网关发来的终端离线通知或流实时检测机制等方式确定相应的通信对端离线。
报文转发模块,用于收到上行数据报文后,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端的RID和终端的RID一起封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,当终端与通信对端不属于同一ILCR时,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR,以及将下行数据报文解封装,剥去其中的RID后发送给终端。
报文转发模块包括第一转发单元和第二转发单元,其中:
第一转发单元用于在收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID的上行数据报文后,当终端与通信对端不属于同一ILCR时,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;
如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID,查询到的通信对端的AID-RID保存到映射管理模块。此时对数据报文,可以将该终端RID作为源地址封装在数据报文中,转发到PTF(目的地址可以是通信对端归属地PTF的RID,也可以是拜访地PTF的RID,由拜访地PTF再发送到通信对端归属地PTF,等等),由该PTF转发到对端ILCR;也可以先缓存,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR。
第一转发单元查找终端(或通信对端)归属地ILR和/或PTF可以通过查询本地配置的终端(或通信对端)AID与其归属地ILR和/或PTF的对应关系信息来实现。
第二转发单元用于对收到的广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后,通过ILCR与该终端的连接发往该终端;可选地,还判断数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中。
若第一转发单元根据AID判断上行数据报文中的终端与通信对端属于同一ILCR时,第一转发单元可以不进行RID的封装和/或查询RID,直接发给本ILCR第二转发单元处理,第二转发单元也不需要剥去RID的封装。当然也可以不判断,均采用上述不属于同ILCR时的方式进行封装、路由和转发。其他实施例同此。
对于属于同一ILCR的终端,是否可以将在ILCR中处理数据报文做为一种可选方式,而不是必选,即不排除ILCR并不判断终端与通信对端之间是否属于同一ILCR,应用现有IP路由机制来路由。权要中也应该体现这一点。其他实施例中也类似
切换控制模块,用于终端在存在通信对端时移动到另一ILCR服务区域触发的切换的控制,包括切出控制单元和切入控制单元,其中:
切出控制单元用于实现对终端切出的控制,向终端移动到的切入ILCR发送切换请求;将切换期间收到的发送给该终端的数据报文转发给切入ILCR;在该终端切出后通知映射管理模块;可选地,将该终端通信对端的AID-RID映射信息发给切入ILCR保存。在切换期间,切出控制单元也可不将通信对端的AID-RID映射信息发给切入ILCR,此时可由切入ILCR在后续数据报文转发过程中通过查询ILR重建该映射信息。
切入控制单元,用于实现对终端切入的控制,为终端分配指向本ILCR的RID并将该终端的AID和该RID发送到映射管理模块和接入网关;以及查询对端ILCR的位置信息,向对端ILCR发送终端RID更新通知,携带该终端的AID-RID映射信息。切入控制单元可以根据终端的AID到接入网关的连接维护模块查找到该终端所有通信对端的AID,然后到映射管理模块查找到所述通信对端的RID,该RID即为对端ILCR的位置信息。其他实施例也可以如此。
需要说明的是,切出一侧向切入一侧传递终端的通信对端的AID-RID映射信息,传递终端与通信对端的通信关系信息是可选的,切入一侧也可以在终端发起通信的过程中获取这些信息。其他实施例同此。
身份位置寄存器和分组转发功能(ILR/PTF)位于骨干网的映射转发平面中,可以为同一实体上的两个功能模块。
ILR用于接收对归属用户终端的注册和注销请求,维护该终端的AID-RID映射信息,以及在收到对终端的查询请求后,将请求中包含的该终端AID所对应的RID返回给查询请求方。ILR可在收到对归属用户终端的注册请求后保存或更新该终端的AID-RID映射信息,收到对归属用户终端的注销请求后将该终端的AID-RID映射信息删除或置为无效。如果收到对非归属用户终端的注册、注销请求,则转发给该终端归属地ILR处理。ILR可以与AAA服务器合设,即扩展现有AAA服务器以支持ILR功能,也可以是网络中独立的网元。
分组转发功能(PTF)是可选的,PTF在实体上可以与ILR合设或单独设置,用于在收到ILCR或其他PTF送达(目的地址为本PTF地址)的数据报文后,根据通信对端AID查到对应的RID(如可到ILR查找或本地查找)并作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR。
如图4a所示,本架构中的主要接口沿用现有WiMAX网络中的接口,对其功能进行了扩展。包括:
●R3接口是接入网关与W-CSN之间的接口,在漫游时,R3接口是接入网关与拜访W-CSN之间的接口。接口功能与现有WiMAX网络中的R3接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于向终端归属地ILR注册终端的RID;在漫游时,上述接入网关与终端归属地ILR间的控制面信令,都会由拜访地ILR通过R5接口转发给归属ILR。
R3接口的控制面还用于与ILCR建立隧道,传递终端RID信息,还可以用于传递通信对端AID信息。
R3接口的数据面还用于在接入网关和ILCR间的数据转发,其报文格式为:
  二层报头   隧道封装(R3)  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
其中,源AID是发送数据报文的终端的AID,目的AID是数据报文发送到的终端的AID;接入网关在转发数据报文之前,在数据报文上增加了隧道封装,隧道封装方式有很多,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TE based)、GRE、MIP和IPsec等,本发明不局限于任何一种特定的隧道封装方式。
●R4接口是接入网关之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R4接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于用户移动时传递终端与通信对端连接信息。
●R5接口是漫游时拜访W-CSN与归属W-CSN之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R5接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于向终端归属地ILR注册和注销。
在跨ILCR切换时,R5接口还是ILCR之间的接口,用于切换管理信令的传递,在通信对端之间位置变化时传递RID更新消息,ILCR间的数据转发,其数据报文在切换的不同时期可能存在下述格式:
当切出ILCR进行RID封装和解封装时,报文格式为:
  二层报头   隧道封装(R5)  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
当切入ILCR进行RID封装和解封装时,报文格式为:
  二层报头   隧道封装(R5)  源RID   目的RID  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
ILCR在转发数据报文之前,在数据报文上增加了隧道封装,隧道封装方式有很多,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TE based)、GRE和IPsec等,本发明不局限于任何一种特定的隧道封装方式。
●D接口是ILCR与广义转发平面之间的接口,用于终端数据报文在ILCR与广义转发平面之间的转发。其接口的数据报文的格式为:
  二层报头   源RID   目的RID   IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
D接口的数据报文是在R1接口的数据报文的基础上封装了作为源地址的源RID和作为目的地址的目的RID,其中源RID是为发送数据包的终端分配的RID,目的RID是为数据包发送到的通信对端分配的RID。
●E接口是ILCR与映射转发平面(ILR/PTF)之间的接口。
控制面,用于查询和维护AID-RID映射信息。用户面,用于终端数据报文在ILCR与PTF之间的转发,其接口的数据报文的格式为:
  二层报头  源RID   RIDi  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
E接口的数据报文也是在R1接口的数据报文的基础上封装了作为源地址的源RID,作为目的地址的RIDi,其中源RID是发送数据包的终端的RID,RIDi是映射转发平面中拜访地PTF或通信对端归属地PTF的路由地址,可由ILCR上的配置数据得到。
对于本实施例的通信网络,还存在如下变形:
第一变例,本变例中,接入网关中不存在注册注销模块功能,该功能模块在ILCR中实现。终端与通信对端的连接信息仍然由接入网关中的连接维护模块进行维护,AID-RID的映射信息也仍然由ILCR维护。此时,ILCR的隧道建立模块和切换控制模块不需要将终端的AID和为终端分配的RID发送到接入网关。
第二变例,本变例中,由ILCR中的切出控制单元获取终端与通信对端的连接信息并通知接入网关,ILCR的离线处理模块可以根据流实时检测机制来确定终端和/或通信对端是否离线并通知接入网关,ILCR中的报文转发模块收到数据报文后,判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块,如未保存则传送到接入网关的连接维护模块。ILCR也可以在本地设置连接维护模块。
第三变例,本变例中,如R5接口不具有传递终端RID更新通知的功能时,当终端移动导致接入的ILCR发生变化时,切入ILCR需要将终端RID更新通知经过切入接入网关、对端接入网关传递到对端ILCR。相应地,在功能模块上,ILCR的切入控制单元还用于向接入网关发送终端RID更新通知,接入网关的切入单元还用于将终端RID更新通知发送到对端接入网关,以及收到对端接入网关传送的终端RID更新通知后转发到ILCR。R3接口也需要增加此功能。
实施例二
本实施例通信网络的结构仍参照图4a,包括接入业务网络(W-ASN)、连接业务网络(W-CSN)和广义转发平面,W-ASN和W-CSN中包括的网元也与实施例一相同,与实施例一的区别在于实现SILSN所需的新功能模块所处的网元不同。
在本实施例中,ILCR与接入网关之间建立静态隧道,在终端到网络注册或切换时,由接入网关为终端分配指向本接入网关的RID和向ILR注册。在进行数据报文转发时,由接入网关向ILR查询AID-RID映射信息,在终端离线时,由接入网关向ILR注销该终端的RID。
接入网关和ILCR的模块图如图10所示。
接入网关位于WiMAX接入业务网络(W-ASN)中,为用户终端提供接入服务和控制,维护终端的会话连接,为终端分配指向本接入网关的RID,到终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息。接入网关还用于与AAA服务器配合完成对终端的认证,以及与其他AGW配合实现终端跨AGW、跨ILCR的切换。
本实施例中,接入网关包括下述与扩展功能相关的功能实体:
RID分配模块,用于在终端请求接入或终端切入过程中为终端分配指向本接入网关的RID,将该RID和该终端的AID发送到注册注销模块和映射管理模块。
注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后到该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带该终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID。
连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;获知终端离线或移出后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息。
映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;获知终端切出或离线时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本接入网关的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时,删除该通信对端的AID-RID信息;收到对端发来的终端RID更新通知后更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。映射管理模块可以对接入本接入网关所有终端的通信对端一起管理。
离线处理模块,用于在确定接入本接入网关的终端离线后,通知注册注销模块、连接维护模块和映射管理模块,可选地,存在通信对端的终端离线时,根据该终端的AID到连接维护模块查找到该终端所有通信对端的AID,再到映射管理模块或ILR查找到所述通信对端的RID,根据查到的RID向所有对端接入网关发送终端离线通知,携带该终端的AID;在确定通信对端离线时,通知连接维护模块和映射管理模块。离线处理模块可根据终端离线流程的相关信令、流实时检测机制等来确定终端离线,根据对端发来的终端离线通知、流实时检测机制等来确定通信对端离线。
数据转发模块,用于在基站和ILCR之间进行数据报文转发,收到上行数据报文且终端与通信对端不属于同一ILCR时,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端RID和终端RID封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中转发给ILCR;以及将下行数据报文解封装,剥去其中的RID后发送给终端。
包括第一转发单元和第二转发单元,其中:
第一转发单元用于在收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID,查询到的通信对端的AID-RID保存到映射管理模块,此时对数据报文,可以在封装了作为源地址的终端RID后转发到PTF,或在封装了作为源地址的终端RID并做隧道封装后转发到ILCR(由ILCR转发到PTF),也可以先缓存数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR。
第二转发单元用于对ILCR发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID和隧道封装后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端;可选地,判断数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中。
另外,第一转发单元和第二转发单元还可判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块中,如没有,保存到连接维护模块中。
切换模块,用于终端存在通信对端时移动到另一接入网关服务区域触发的切换的控制,包括切出控制单元和切入控制单元,其中:
切出单元用于实现终端的切出,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入接入网关。切换完成后通知连接维护模块,还通知映射管理模块。可选地,切出单元将该终端与通信对端的连接信息和/或该终端通信对端的AID-RID映射信息发送到切入接入网关保存。
切入单元用于实现终端的切入;为终端分配RID,保存该终端的AID-RID映射信息,并将该终端AID和为该终端分配的RID发送到注册注销模块;可选地,向所有对端接入网关发送终端RID更新通知,携带该终端新的AID-RID映射信息。切入网关可根据该终端的AID到连接维护模块查找到该终端所有通信对端的AID,再到映射管理模块或ILR查找到所述通信对端的RID,根据查到的RID来发送终端RID更新通知。
在WiMAX系统中,RID分配模块可以与锚定DPF合设。注册注销模块可以与接入网关的功能实体鉴权器或锚定DPF模块合设。连接维护模块可以与鉴权器或锚定DPF模块合设,当不与锚定DPF合设时,需要锚定DPF模块从数据报文中获取终端和通信对端的AID,将新的或有变化的终端AID和通信对端AID的对应关系通知给连接维护模块保存或更新。映射管理模块、数据转发模块和切换模块可以与锚定DPF合设。
身份位置核心路由器(ILCR),位于WiMAX核心业务网络(W-CSN)中,用于维护终端的会话连接,建立接入网关与ILCR之间的隧道,以及在广义转发平面与接入网关之间路由并转发以RID格式为源地址和目的地址的数据报文,该功能作用与现有技术中的路由器没有区别。终端可以接入到归属ILCR,也可以接入到拜访ILCR。
本实施例中,ILCR包括下述与扩展功能相关的功能实体:
隧道建立模块,用于建立接入网关与ILCR之间的静态隧道,即在AGW或ILCR上电时建立基于网元级的隧道。
映射管理模块,用于在接入网关(AGW)与ILCR之间的隧道建立后缓存终端的AGW-AID-RID映射信息并进行维护,其中的AID和RID信息可以从数据报文中提取,AGW信息根据AGW与隧道的对应关系得到。
报文转发模块,用于在广义转发平面与接入网关之间转发接入本ILCR的终端的数据报文,需要进行隧道的封装和解封装。与现有技术中的路由器没有区别。还可用于将接入网关发送到PTF的数据报文剥去隧道封装后转发到该PTF。
切换控制模块,用于当终端移动到另一ILCR服务区域的场景,包括切出控制单元和切入控制单元,该模块是可选地。其中:
切出控制单元,用于控制终端移出本ILCR,根据移动目的地确定切入ILCR,向该切入ILCR发切换请求,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入ILCR,切换完成后通知映射管理模块。映射管理模块删除该终端的AGW-AID-RID映射信息。
切入控制单元,用于控制终端接入切入ILCR。
身份位置寄存器/分组转发功能(ILR/PTF)同实施例一的ILR/PTF,PTF可选。认证中心同实施例一中的认证中心。
如图4a所示,本架构中的主要接口沿用现有WiMAX网络中的接口,对其功能进行了扩展。包括:
●R3接口是接入网关与W-CSN之间的接口,在漫游时,R3接口是接入网关与拜访W-CSN之间的接口。接口功能与现有WiMAX网络中的R3接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于接入网向终端归属地ILR注册、注销和查询;数据面,可以用于接入网关与映射转发平面PTF间的数据转发,其数据报文的格式为:
  二层报头  源RID   RIDi IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
R3接口的该数据报文是在R1接口的数据报文的基础上封装了作为源地址的源RID,作为目的地址的RIDi,其中源RID是为发送数据包的终端分配的RID,RIDi是映射转发平面中拜访地PTF或通信对端归属地PTF的路由地址,可由接入网关上的配置数据得到。
上述接入网关与ILR/PTF之间的控制面信令和数据面报文,在漫游时,都会由拜访ILR/PTF通过R5接口转发给归属ILR/PTF。
或者,上述接入网关与PTF之间不进行报文转发,而由接入网关将报文做隧道封装后发送给ILCR,由ILCR剥去隧道封装后转发给PTF。接入网关和ILCR之间传递的该数据报文格式如下:
  二层报头   隧道封装(R3)  源RID   RIDi IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
R3接口的数据面还用于在接入网关和ILCR间的数据转发,其报文格式为:
  二层报头   隧道封装(R3)   源RID   目的RID   IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
接入网关和ILCR接口的数据报文在R1接口的数据报文的基础上封装了作为源地址的源RID和作为目的地址的目的RID,其中源RID是发送数据包的终端分配的RID,目的RID是数据包发送到的通信对端的RID。
接入网关在转发数据报文之前,还在数据报文上增加了隧道封装,隧道封装方式有很多,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TEbased)、GRE、MIP和IPsec等,本发明不局限于任何一种方式。
●R4接口,是接入网关之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R4接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于在终端RID变化时传递终端RID更新通知,还可在切换时传递终端与通信对端的连接信息,通信对端AID-RID映射信息,在终端离线时传递终端终端离线通知。
数据面,用于在终端切换时将数据报文从切出接入网关转发到切入接入网关,其报文格式在切换的不同时期可能存在下述格式:
当切出接入网关进行RID封装和解封装时,报文格式与现有技术相同。
当切入接入网关进行RID封装和解封装时,报文格式为:
  二层报头   隧道封装(R4)  源RID   目的RID IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
●R5接口是漫游时拜访W-CSN与归属W-CSN之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R5接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于拜访ILR和归属ILR之间,或拜访ILR、中继ILR与归属ILR之间转发接入网关与终端归属地ILR之间的注册、注销和查询终端RID的信令;数据面,用于接入网关与映射转发平面间的数据转发,其数据报文的格式同R3接口。
数据面,用于接入网关与映射转发平面PTF间的数据转发,其数据报文的格式同R3接口中接入网关与映射转发平面PTF间数据报文的格式。
在跨ILCR切换时,R5接口还是ILCR之间的接口,用于切换管理信令的传递,ILCR间的数据转发,其数据报文的格式为:
  二层报头   隧道封装  源RID   目的 IP报文头(...,源   数据报
  (R5)  RID   AID,目的AID,...)   文净荷
ILCR在转发数据报文之前,在数据报文上增加了隧道封装,隧道封装方式有很多,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TE based)、GRE和IPsec等,本发明不局限于任何一种特定的隧道封装方式。
●D接口,同实施例一中的D接口。
●E接口,可选,数据面同实施例一中的E接口数据面,不存在控制面接口。
实施例三
本实施例通信网络的结构仍参照图4a,包括接入业务网络(W-NSP)、连接业务网络(W-CSN)和广义转发平面,W-NSP和W-CSN中包括的网元也相同,区别在于实现SILSN所需的新功能模块所处的网元不同。
本实施例中,ILCR与接入网关之间建立静态隧道,在终端向网络注册或切换时,由接入网关为终端分配指向RID、向终端归属地ILR注册该终端的RID。接入网关分配的RID应指向与本接入网关建立静态隧道的ILCR。在进行数据报文转发时由接入网关在本地或向通信对端归属地PTF查询通信对端RID,在终端离线时,接入网关向终端归属地ILR注销该终端的RID。与实施例二相比,由于分配的RID是指向与接入网关建立静态隧道的ILCR,所以数据报文的格式有所不同,进而接入网关和ILCR对数据报文头的处理有所不同。
其中:
本实施例接入网关的总体功能与实施例二相同,其中包含的注册注销模块、连接维护模块、映射管理模块和切换模块的功能也与实施例二接入网关中的相应模块相同。包含的RID分配模块和数据转发模块在具体处理上与实施例二有所区别,如下:
离线处理模块与实施例二基本相同,区别在于:因为分配的RID指向ILCR,离线处理模块在通知对端接入网关终端离线时,需要根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再从本地或通信对端AAA归属地服务器查询到对端接入网关的位置信息。也可以通过通信对端RID先发到对端ILCR,由对端ILCR转到对端接入网关。
RID分配模块与实施例二基本相同,区别在于为终端分配的RID是指向与本接入网关建立静态隧道的ILCR,目的地址为该RID的数据报文将被最终路由到该ILCR。
数据转发模块,用于在基站和ILCR之间进行数据报文转发,包括第一转发单元和第二转发单元,其中的第一转发单元与实施例二中接入网关的第一转发单元功能基本相同,只需将实施例二封装到接入网关发送到广义转发平面的数据报文中的终端RID替换为本接入网关地址。第二转发单元用于在收到来自ILCR的数据报文后,剥去该数据报文中封装的通信对端RID、接入网关地址以及隧道封装后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。可选地,判断数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中。在本实施例的一种变形中,由ILCR来剥去下行数据报文中的RID后转发到接入网关,此时接入网关只需要剥去隧道封装后就可以发往该终端了,接入网关通过终端发送的报文来获取通信对端的AID-RID映射信息。
本实施例的ILCR的总体功能与实施例二中的ILCR相同,其中包含的隧道建立模块、映射管理模块和切换控制模块的功能与实施例二ILCR中的相应模块相同,报文转发模块的具体处理上与实施例二有所区别,如下:
报文转发模块,用于在广义转发平面、映射转发平面与接入网关之间转发接入本ILCR的终端的数据报文,包括:
第一转发单元,用于在收到接入网关发来的上行数据报文后,根据源AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将作为源地址的接入网关地址替换为终端RID并剥去隧道封装后,根据目的地址将数据报文转发给映射转发平面或广义转发平面。
第二转发单元,用于在收到广义转发平面发来的下行数据报文后,根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文中的目的RID替换为接入网关地址并做隧道封装后,将数据报文转发到该终端接入的接入网关。在本实施例的一种变形中,在收到广义转发平面发来的下行数据报文后,剥去数据报文中封装的RID并做隧道封装,查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文转发到该终端接入的接入网关。
身份位置寄存器/分组转发功能(ILR/PTF)、认证中心同实施例二中的ILR/PTF和认证中心。
如图4a所示,本架构中的主要接口沿用现有WiMAX网络中的接口,,对其功能进行了扩展。包括:
●R3接口功能与现有WiMAX网络中的R3接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于向归属终端地ILR注册、注销和查询终端的RID;数据面,用于接入网关与映射转发平面PTF间的数据转发,或由接入网关将报文做隧道封装后发送给ILCR,由ILCR剥去隧道封装后转发给PTF。其功能和报文格式与实施例二相同。
R3接口的数据面还用于在接入网关和ILCR间的数据转发。其报文格式可为:
  二层报头   隧道封装(R3)   AGW地址   目的RID IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
该数据报文在R1接口的数据报文的基础上封装作为源地址的AGW地址和作为目的地址的目的RID,目的RID是数据包发送到的通信对端的RID。
在本实施例的一个变例中,接入网关和ILCR间数据转发的报文格式也可以与实施例二相同,将发送数据包的终端的RID封装为源地址,如下:
  二层报头   隧道封装(R3)  源RID   目的RID IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
此时,接入网关分配的RID地址仍指向ILCR,但接入网关中的第一转发单元不再将本接入网关地址作为源地址封装在上行数据报文中,其功能与实施例二接入网关的第一转发单元相同。而ILCR上的报文转发模块的功能可以与实施例二ILCR中的报文转发模块相同,无需进行AGW地址与源RID之间的替换,当然还是可以由ILCR剥去报文中的RID,接入网关就不需要剥去收到报文中的RID了。
●R4接口,同实施例二中的R4接口。
●R5接口,同实施例二中的R5接口。
●D接口,同实施例二中的D接口。
●E接口,同实施例二中的E接口。
实施例四
本实施例中,身份位置核心路由器(ILCR)与接入网关之间建立基于终端的动态隧道,在终端向网络注册或切换时,由接入网关为终端分配RID,向ILR注册终端的RID,进行数据报文转发时由接入网关向ILR查询AID-RID映射信息,在终端离线时,由接入网关向ILR注销终端的RID。
本实施例的通信网络与实施例二的通信网络基本相同,只是接入网关与ILCR之间是建立动态隧道,即ILCR的功能实体“隧道建立模块”在终端接入过程中建立基于终端的隧道,此时ILCR不再需要映射管理模块,切换控制模块也不需要进行AGW-AID-RID映射信息的维护。除此之外本架构的其他功能实体及其作用与实施例二中对应的功能实体相同。
实施例五
本实施例中,身份位置核心路由器(ILCR)与接入网关之间建立基于终端的动态隧道,在终端向网络注册或切换时,由接入网关为终端分配RID和向ILR注册终端的RID。接入网关分配的RID应指向该接入网关连接到的ILCR。在进行数据报文转发时由接入网关向ILR查询AID-RID映射信息,在终端离线时,由接入网关向ILR注销终端的RID。
本实施例五基于WiMAX系统实现的具有身份标识和位置分离架构的通信网络与实施例三的通信网络基本相同,只是接入网关与ILCR之间是建立动态隧道,即ILCR的功能实体“隧道建立模块”在终端接入过程中建立基于终端的隧道,此时ILCR中不再需要映射管理模块和切换控制模块进行AGW-AID-RID映射信息的维护。除此之外本架构的其他功能实体及其作用与实施例三中对应的功能实体相同。
实施例六
本实施例中,身份位置核心路由器(ILCR)与接入网关之间建立基于终端的动态隧道,在终端向网络注册或切换时,由ILCR为终端分配RID和向ILR注册终端的RID(也可以说是注册终端的AID-RID映射信息)。ILCR分配的RID应指向该ILCR。在进行数据报文转发时由ILCR向ILR查询AID-RID映射信息,在终端离线时,由ILCR向ILR注销终端的RID。
本实施例基于WiMAX系统实现的具有身份标识和位置分离架构的通信网络包括以下几部分:
接入网关,其功能与现有技术相同。
身份位置核心路由器(ILCR),位于WiMAX核心业务网络(W-CSN)中,用于为终端分配RID,到终端归属ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端的会话连接,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,以及实现数据报文的路由和转发。ILCR还用于与其他ILCR配合实现终端跨ILCR的切换。
如图11所示,本实施例中,ILCR包括下述与扩展功能相关的功能实体:
隧道建立模块,用于建立接入网关与ILCR之间的隧道,为终端分配RID,并将终端的AID和该RID发送到映射管理模块和注册注销模块;本实施例采用动态建立隧道的方式,即在终端接入过程中建立基于终端的隧道。
注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后请求该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID。
连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;获知终端离线或移出后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息。该模块是可选的,如果映射管理模块中保存有终端及通信对端AID-RID的对应关系信息,连接维护模块可以忽略。
映射管理模块,同实施例一中ILCR的映射管理模块。
离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知注册注销模块、映射管理模块和连接维护模块,可选地,还查询对端ILCR的位置信息,通知对端ILCR该终端离线。在确定通信对端离线时,通知映射管理模块和连接维护模块。离线处理模块可以依据流实时检测机制,或依据收到终端离线的相关信令等来确定终端是否离线,可以根据收到的终端离线通知或流实时检测机制等方式确定相应的通信对端离线。离线处理模块查询对端ILCR位置信息的方法可以是先根据终端AID到连接维护模块保存的终端与通信对端的连接信息中查到所有通信对端的AID,再用查到的AID到映射管理模块保存的通信对端AID-RID映射信息中查到对应的RID,查到的RID即为对端ILCR的位置信息。
报文转发模块,具有实施例一中ILCR的报文转发模块的功能,包括第一转发单元和第二转发单元。只是在本实施例中,第一转发单元收到的上行数据报文是接入网关发来的,另外第一转发单元和第二转发单元还判断收到的数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块中,如没有,保存到连接维护模块中。
切换控制模块,包括切出控制单元和切入控制单元,其中:
切出控制单元用于实现对终端切出的控制,当终端移动时,根据移动的目的地确定终端要移动到的切入ILCR,移动完成后通知映射管理模块和连接维护模块该终端切出,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入ILCR。可选地,将该终端与通信对端的连接信息和/或通信对端的AID-RID映射信息发送到切入ILCR。
切入控制单元,用于实现对终端切入的控制,在终端从另一ILCR移动到本ILCR的服务区域时,为终端分配指向本ILCR的RID,将该终端的AID和该RID发送到注册注销模块并保存到映射管理模块;可选地,查询对端ILCR的位置信息(查询方法同离线处理模块),向对端ILCR发送终端RID更新通知,携带该终端的AID-RID映射信息。
身份位置寄存器/分组转发功能(ILR/PTF),同实施例一中的ILR/PTF。认证中心,同实施例一中的认证中心。
如图4a所示,本架构中的主要接口沿用现有WiMAX网络中的接口,对其功能进行了扩展。包括:
●R3接口是接入网关与W-CSN之间的接口,在漫游时,R3接口是接入网关与拜访W-CSN之间的接口。接口功能与现有WiMAX网络中的R3接口功能相同。
●R4接口是接入网关之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R4接口功能相同。
●R5接口是漫游时拜访W-CSN与归属W-CSN之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R5接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于ILCR向终端归属地ILR注册、注销终端的RID;数据面,可用于ILCR与映射转发平面PTF间的数据转发,其数据报文的格式同E接口。
在跨ILCR切换时,R5接口还是ILCR之间的接口,用于切换管理信令的传递,在终端RID变化时还用于向对端ILCR传递终端RID更新通知,还可用于切出ILCR向切入ILCR传递终端与通信对端的连接信息,通信对端的AID-RID映射信息。数据面,用于ILCR间的数据转发,其数据报文的格式为:
  二层报头   隧道封装(R5)  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
ILCR在转发数据报文之前,在数据报文上增加了隧道封装,隧道封装方式有很多,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TE based)、GRE和IPsec等,本发明不局限于任何一种特定的隧道封装方式。
●D接口同实施例一中的D接口。
●E接口是ILCR与映射转发平面之间的接口。
控制面,用于ILCR向ILR注册、注销和查询终端的RID。用户面,用于终端数据报文在ILCR与映射转发平面PTF之间的转发,其接口的数据报文的格式为:
  二层报头  源RID   RIDi  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
E接口的数据报文在R1接口的数据报文的基础上封装了作为源地址的源RID和作为目的地址的RIDi,其中源RID是发送数据包的终端的RID,RIDi是映射转发平面中拜访地PTF或通信对端归属地PTF的路由地址,可由ILCR上的配置数据得到。
实施例七
图4b是本实施例基于Wimax网络架构实现的具有身份标识与位置分离架构的通信网络(也可以称为实现了身份标识与标置分离的WiMAX系统网络)的示意图,该通信网络包括接入业务网络(W-ASN)、连接业务网络(W-CSN)和广义转发平面,W-CSN中具有AAA代理或服务器(AAAProxy/Server)、计费服务器、互连网关设备等Wimax架构中的原有网元,还设置了身份位置寄存器(ILR)/分组转发功能(PTF),各W-CSN中的ILR/PTF构成了映射转发平面。W-CSN中HA和/或W-核心路由器可以保留,也可以将其功能也转移到接入网关来实现。W-ASN中包括基站和接入网关,其中的接入网关在Wimax架构中的接入网关所具有的功能实体的基础上,扩展了实现SILSN所需的新功能。此外,该通信网络中的广义转发平面包括支持RID路由和转发的多个路由器,W-ASN与广义转发平面之间具有数据面接口,表示为D1接口。W-CSN与广义转发平面之间可以具有数据面接口,表示为D2,PTF通过该接口将数据报文发送到广义转发平面,由广义转发平面再发送到通信对端接入的接入网关。
本实施例中,WiMAX网络中不存在ILCR,接入网关作为对外的数据通道端点。在终端向网络注册登记或切换时,由接入网关为终端分配指向本接入网关的RID并向ILR注册终端的RID。根据业务需要,接入网关可以为一个终端分配专用的一个或多个RID,也可为多个终端分配相同的RID。在进行数据报文转发时,由接入网关向ILR查询AID-RID映射信息,在终端离线时,由接入网关向ILR注销终端的RID(也可以说是向ILR注销终端的AID-RID映射信息)。
本实施例的通信网络中:
接入网关位于WiMAX接入业务网络(W-ASN)中,用于为用户终端提供接入服务和控制,为终端分配指向本接入网关的RID,向终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,实现数据报文的路由和转发,以及与其他接入网关配合实现终端跨AGW的切换。
本实施例中,接入网关包括下述功能实体:
RID分配模块,同实施例二中接入网关的RID分配模块。
注册注销模块,同实施例二接入网关的注册注销模块。
连接维护模块,同实施例二中接入网关的连接维护模块。
映射管理模块,同实施例二中接入网关的映射管理模块。
数据转发模块,包括第一转发单元和第二转发单元:
第一转发单元,用于收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中发送到广义转发平面;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;,将查询到的通信对端的AID-RID保存到映射管理模块;此时对数据报文,可以在封装了作为源地址的终端RID后转发到PTF,也可以先缓存数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中转发到广义转发平面。
第二转发单元,用于将广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端;可选地,判断数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中。
切换模块,同实施例二中接入网关的切换模块。
身份位置寄存器/分组转发功能(ILR/PTF),同实施例一中的ILR/PTF。认证中心,同实施例一中的认证中心。
如图4b所示,本架构中的主要接口沿用现有WiMAX网络中的接口,对其功能进行了扩展。包括:
●R3接口是接入网关与W-CSN之间的接口,在漫游时,R3接口是接入网关与拜访W-CSN之间的接口。接口功能与现有WiMAX网络中的R3接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于接入网关向终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID;数据面,用于接入网关与映射转发平面间的数据转发,其数据报文的格式为:
  二层报头  源RID   RIDi IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
R3接口的数据报文是在R1接口的数据报文的基础上新封装了一个三层报头,新的三层报头中的源地址为源RID,目的地址为RIDi,其中源RID是发送数据包的终端的RID,RIDi是映射转发平面中拜访地PTF或通信对端归属地PTF的路由地址,可由接入网关上的配置数据得到。
上述接入网关与ILR之间的控制面信令和数据面报文,在漫游时,都会由拜访ILR通过R5接口转发给归属ILR。
●R4接口是接入网关之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R4接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于在终端RID变化时传递终端RID更新通知,还可在切换时传递终端与通信对端的连接信息,通信对端AID-RID映射信息,在终端离线时传递终端离线通知。
数据面,用于在终端切换时将数据报文从切出接入网关转发到切入接入网关,其报文格式在切换的不同时期可能存在下述格式:
当切出接入网关进行RID封装和解封装时,报文格式与现有技术相同。
当切入接入网关进行RID封装和解封装时,报文格式为:
  二层报   隧道封  源RID   目的 IP报文头(...,源   数据报文净
  头   装(R4)  RID   AID,目的AID,...)   荷
●R5接口是漫游时拜访W-CSN与归属W-CSN之间的接口,接口功能与现有WiMAX网络中的R5接口功能的不同之处主要体现在以下方面:
控制面,用于拜访ILR和归属ILR之间,或拜访ILR、中继ILR与归属ILR之间转发接入网关与终端归属地ILR之间的注册、注销和查询终端RID的信令;数据面,用于接入网关与映射转发平面间的数据转发,其数据报文的格式同R3接口。
●D1接口是接入网关与广义转发平面之间的接口,用于终端数据报文在接入网关与广义转发平面之间的转发。其接口的数据报文的格式为:
  二层报头  源RID  目的RID  IP报文头(...,源AID,目的AID,...)   数据报文净荷
D1接口的数据报文是在R1接口的数据报文的基础上新封装了一个三层报头,该新的三层报头中包括源RID和目的RID,其中源RID是为发送数据包的终端分配的RID,目的RID是为数据包发送到的通信对端分配的RID。
●D2接口是归属PTF与广义转发平面之间的接口,用于终端数据报文在归属PTF与广义转发平面之间的转发。其接口的数据报文的格式同D1接口。
在上述所有本发明系统架构网络(简称本架构网络)中,AID标识一个终端用户身份,在本架构网络内部采用AID识别终端用户。为支持传统终端,本架构网络的AID可以采用传统网络中IPV4/IPv6的地址。
本架构网络中,在数据报文发送过程中,接入网关或ILCR可以根据流实时检测机制来建立、更新终端与通信对端的连接信息。
本架构网络中,RID可以采用现有传统网中路由器普遍支持的IPV4/IPv6地址格式,标示当前终端所在的ILCR位置。RID的作用域在本架构网络骨干网的广义转发平面。
图5、图6是在实施例一通信网络的基础上,终端接入网络的流程图,该终端可以是传统终端。
图5适用与接入网关直接获取通信对端AID的场景,本实施例以简单IP终端(即不支持移动IP的终端)为例来说明开机入网的流程,其具体步骤描述如下:
步骤501,终端开机,通过基站、AGW、拜访AAA服务器与归属AAA服务器交互进行终端的接入认证流程。在此流程中,归属AAA服务器将终端的静态签约IP地址发送给AGW;
步骤502,终端初始业务流创建流程。在此流程中可以同时创建终端的预置业务流;
步骤503,终端通过动态主机配置协议(DHCP)流程获取IP地址。此IP地址即为该终端的AID;
在另一实施例中,AID也可以不同于IP地址,该签约的AID同样可以保存在终端归属AAA服务器中,通过接入认证流程发送给AGW。
步骤504,由步骤503触发,在终端获取IP地址的DHCP流程中,AGW需要向ILCR发起AGW与ILCR的隧道建立流程;
其中AGW与ILCR之间的隧道可以多种方式,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TE based)、GRE、MIP和IPsec等,本发明不局限于任何一种特定的隧道方式。当采用MIP,隧道的创建、维护与现有WiMAX网络相同。
步骤504a,ILCR在隧道建立时,为该终端分配RID,其RID指向该ILCR。ILCR保存该终端AID与RID的映射关系;
在实施例一的变例一中,注册注销模块是在ILCR,此时,在该步骤中由ILCR向该终端归属地ILR发起注册流程。
步骤504b,ILCR将为终端分配的RID在隧道建立流程中通知给AGW;
步骤505,由步骤504触发,在建立AGW与ILCR之间的隧道时,ILCR需要向归属AAA服务器认证,获取密钥信息;
在实施例一的变例一中,若注册注销模块是由ILCR来实现的,则在此步骤中,可以同时触发向ILCR向终端归属地ILR发起的AID注册流程,注册ILCR为终端分配的RID;
步骤506,若预置业务流创建未在步骤503中发生,则可以在此步骤中进行。此时还可能进行初始业务流或预置业务流的修改;
步骤507,若注册注销模块是由AGW来实现的,则需要执行此步骤。AGW向终端归属地ILR发起注册流程,注册ILCR为终端分配的RID;
步骤508,归属ILR收到AGW的AID注册请求后,并保存终端当前AID-RID的映射关系;
当AID注册流程是在步骤505中执行时,本步骤可以在步骤505后直接执行。
此时,终端已经成功接入网络,并可以开始进行数据报文传输。
步骤509,终端与通信对端进行数据报文传输;
步骤509a,AGW收到终端与通信对端的数据报文后,获取报文中的AID信息,建立终端与通信对端的连接信息(即终端AID与通信对端AID的映射),并缓存在本地。
在本步骤中,AGW也可以先检查本地缓存的终端与通信对端连接信息,若不存在终端与该通信对端的连接信息,再创建并缓存这两者的连接信息;
步骤509b,ILCR收到终端发送的到通信对端的数据报文后,根据该数据报文中作为目的地址的通信对端的AID查询本地缓存中的AID-RID映射信息,如查到该通信对端的RID,将该通信对端的RID作为目的地址,该终端的RID作为源地址,封装在该数据报文中(如可以封装在该数据报文新加的三层报文头中),然后将封装后的数据报文转发到广义转发平面;如没有查到通信对端的RID,将数据报文做隧道封装后转发到映射转发平面的PTF,并向通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
ILCR收到通信对端发送到接入本ILCR的终端的数据报文后,剥去该数据报文中封装的RID,通过本ILCR与该终端的连接发往该终端。
图6适用与ILCR直接获取通信对端AID后再通知接入网关的场景,基于实施例一的第二变例的通信网络。本实施例以简单IP终端(即不支持移动IP的终端)为例来说明开机入网的流程,其具体步骤描述如下:
步骤601至步骤608,同步骤501至步骤508。
步骤609,终端与通信对端进行数据报文传输。
步骤609a,同步骤509b。
步骤609b,ILCR收到终端与通信对端的数据报文后,获取报文中的AID信息,建立终端与通信对端连接信息(AID1-AID2的映射),并缓存在本地。在本步骤中,ILCR也可以先检查本地缓存的终端与通信对端连接信息,若不存在终端与该通信对端的连接信息,再创建并缓存这两者的连接信息。
步骤610,当ILCR本地不存在终端与该通信对端的连接信息时,ILCR向AGW通知获取的终端与通信对端的连接信息(AID1-AID2的映射)。AGW本地缓存该连接信息。
图7是在本实施例二、三的基础上,终端接入网络的流程图,该终端可以是传统终端。
图7适用与AGW与ILCR之间在用户入网前已经静态建立隧道的场景,本实施例以简单IP终端(即不支持移动IP的终端)为例来说明开机入网的流程,其具体步骤描述如下:
步骤701,AGW/ILCR上电后,根据策略或配置在AGW与ILCR之间建立静态隧道;
其中AGW与ILCR之间的隧道可以多种方式,如L2TPv3、IP-in-IP、MPLS(LDP-based和RSVP-TE based)、GRE、MIP和IPsec等,本发明不局限于任何一种特定的隧道方式。当采用MIP,隧道的创建、维护与现有WiMAX网络相同。
步骤702,终端开机,通过基站、AGW、拜访AAA服务器与归属AAA服务器交互进行终端的接入认证流程。在此流程中,归属AAA服务器将终端的静态签约IP地址发送给AGW;
步骤703,终端初始业务流创建流程。在此流程中可以同时创建终端的预置业务流;
步骤704,终端通过DHCP流程获取IP地址。此IP地址即为该终端的AID;
步骤704a,在获取IP地址过程中,AGW为该终端分配RID,在实施例二中RID指向该AGW,在实施例三中RID指向与该AGW存在静态隧道的ILCR,AGW保存该终端AID与RID的映射关系;
步骤705,若预置业务流创建未在步骤703中发生,则可以在此步骤中进行。此时还可能进行初始业务流或预置业务流的修改。
步骤706,AGW向终端归属地ILR发起的AID注册流程,注册AGW为终端分配的RID;
步骤707,归属ILR收到AGW的注册请求后,并保存终端当前AID-RID的映射关系。
此时,终端已经成功接入网络,并可以开始进行数据报文传输。
步骤708,终端与通信对端进行数据报文传输。
步骤708a,AGW收到终端与通信对端的数据报文后,获取报文中的AID信息,建立终端与通信对端连接信息(AID1-AID2的映射),并缓存在本地。在本步骤中,AGW也可以先检查本地缓存的终端与通信对端连接信息,若不存在终端与该通信对端的连接信息,再创建并缓存这两者的连接信息。
基于实施例二的通信网络时,AGW收到终端发送到通信对端的数据报文后,根据该数据报文中作为目的地址的通信对端的AID查询本地缓存中的AID-RID映射信息,如查到该通信对端的RID,将该通信对端的RID作为目的地址,该终端的RID作为源地址,封装在该数据报文中(如可以封装在该数据报文新加的三层报文头中),然后将封装后的数据报文转发到ILCR;如没有查到通信对端的RID,将数据报文做隧道封装后转发到映射转发平面,并通知映射管理模块查询通信对端的RID。
AGW收到来自通信对端的数据报文后,剥去该数据报文中封装的RID,恢复为通信对端发送的数据报文的格式后,通过本AGW与该终端的连接发往该终端。
ILCR在AGW与广义转发平面中转发以RID格式为源地址和目的地址的数据报文。
基于实施例三的通信网络时,AGW收到基站(即接入本ILCR的终端)发来的数据报文后,根据该数据报文中作为目的地址的通信对端的AID查询本地缓存中的AID-RID映射信息,如查到该通信对端的RID,将该通信对端的RID作为目的地址,该AGW的地址作为源地址,封装在该数据报文中(如可以封装在该数据报文新加的三层报文头中),然后将封装后的数据报文转发到ILCR;如没有查到通信对端的RID,将数据报文做隧道封装后转发到映射转发平面,并通知映射管理模块查询通信对端的RID。
AGW收到来自ILCR的数据报文后,若ILCR未剥去该数据报文中封装的RID,则去该数据报文中封装的RID,恢复为通信对端发送的数据报文的格式后,通过本AGW与该终端的连接发往该终端。
ILCR收到外部网络发来的数据报文后,剥去数据报文中封装的RID,根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,然后将数据报文转发到该终端接入的AGW;或者根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文中的目的RID替换为AGW的地址,然后将数据报文转发到该终端接入的AGW。
ILCR收到来自AGW的数据报文后,根据源AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将源地址中的AGW地址替换为终端的RID,然后将数据报文转发出去。
在上述实施例四、五基础上,终端开机接入网络的流程图,该终端可以是传统终端同样可以使用图7的流程,只是步骤701建立静态隧道的流程需要改为在步骤704后动态隧道的建立,同时会触发到AAA服务器的认证流程,如步骤505。其他步骤与图7的步骤相同。在此处不再详述。
图8是在实施例六的通信网络基础上,终端接入网络的流程图,该终端可以是传统终端。
图8适用与AGW与ILCR之间在建立动态隧道的场景,本实施例以简单IP终端(即不支持移动IP的终端)为例来说明开机入网的流程,其具体步骤描述如下:
步骤801至步骤804,同步骤501至步骤504。
步骤805,由步骤804触发,在建立AGW与ILCR之间的隧道时,ILCR需要向归属AAA服务器认证,获取密钥信息。
步骤806,同步骤506。
步骤807,ILCR向归属ILR发起的AID注册流程,注册ILCR为终端分配的RID。
步骤807与步骤806之间没有必然的顺序关系。
步骤808同步骤508。
步骤809,终端与通信对端进行数据报文传输。
步骤809a,同步骤509b。
步骤809b,ILCR收到终端与通信对端的数据报文后,获取报文中的AID信息,建立终端与通信对端连接信息(AID1-AID2的映射),并缓存在本地。在本步骤中,ILCR也可以先检查本地缓存的终端与通信对端连接信息,若不存在终端与该通信对端的连接信息,再创建并缓存这两者的连接信息。
图5、图6、图7和图8均以不支持移动IP的传统简单IP终端为例,对于传统移动IP的终端,开机入网流程与其类似,只是获取终端获取IP地址的方式由DHCP方式改为移动IP方式,在此不再详述。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
为简化描述,以上所述不仅适用与WiMAX网络,也可以适用于其他移动通信网络。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (50)

1.一种基于Wimax网络架构实现的身份标识(AID)与位置分离的通信网络,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,所述接入业务网络中包括基站和接入网关,其特征在于,所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR)和身份位置寄存器(ILR),该通信网络还包括用于按位置标识(RID)路由和转发ILCR间数据报文的广义转发平面,其中:
所述接入网关用于为终端提供接入服务和控制,维护终端与通信对端的连接信息,与其他接入网关配合实现终端跨接入网关和跨ILCR的切换;
所述ILCR用于维护终端的会话连接,为终端分配指向本ILCR的RID,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,到ILR查询终端的RID,实现数据报文的路由和转发,以及与其他ILCR配合实现终端跨ILCR的切换;
所述ILR用于接收所述接入网关或ILCR对本ILR归属用户终端的注册和注销请求,维护归属用户终端的AID-RID映射信息,以及接收对终端RID的查询请求,将请求中该终端AID对应的RID返回给查询请求方。
2.如权利要求1所述的通信网络,其特征在于,所述接入网关包括:连接维护模块和数据转发模块,其中:
所述连接维护模块用于保存终端与通信对端的连接信息,包括终端AID与通信对端AID的对应关系;获知终端离线后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或切出或与终端通信终止后时删除该通信对端与终端的连接信息;
所述离线处理模块用于在确定接入的终端离线时,通知连接维护模块;及在确定通信对端离线时,通知连接维护模块;
所述数据转发模块用于在基站和ILCR之间进行数据报文转发。
3.如权利要求2所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关中的离线处理模块还用于在确定接入的终端离线时,通知所述通信对端接入的接入网关该终端离线,以及在收到对端接入网关发送的终端离线通知时,确定作为通信对端的该终端离线;
所述接入网关中的离线处理模块根据连接维护模块中保存的所述连接信息查找到该终端所有通信对端的AID,根据所述通信对端的AID在本地或到通信对端归属地AAA服务器查询到通信对端接入的接入网关。
4.如权利要求1或2所述的通信网络,其特征在于,所述ILCR包括隧道建立模块、映射管理模块和报文转发模块,其中:
所述隧道建立模块用于建立接入网关与ILCR之间的隧道,为终端分配RID,并将终端的AID和该RID发送到映射管理模块;
所述映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;
所述报文转发模块,用于收到终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端的RID和终端的RID一起封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;以及将广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后发送给终端。
5.如权利要求4所述的通信网络,其特征在于:
还包括注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后请求该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID;
所述注册注销模块位于接入网关中,所述ILCR中的隧道建立模块还将终端的AID和为终端分配RID发送到接入网关的该注册注销模块;或者,所述注册注销模块位于ILCR中,所述ILCR中的隧道建立模块还将终端的AID和为终端分配RID发送到本ILCR的该注册注销模块。
6.如权利要求4所述的通信网络,其特征在于:
所述ILCR还包括离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知映射管理模块;在确定通信对端离线时,通知映射管理模块;
所述ILCR中的映射管理模块还用于在获知终端离线或切出时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本ILCR的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时删除该通信对端的AID-RID信息。
7.如权利要求4所述的通信网络,其特征在于,所述报文转发模块包括第一转发单元和第二转发单元,其中:
第一转发单元用于在收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID且终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID,查询到的通信对端的AID-RID保存到映射管理模块;
第二转发单元用于对收到的广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后,通过ILCR与该终端的连接发往该终端;并判断所述数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中。
8.如权利要求7所述的通信网络,其特征在于:
所述连接业务网络还包括分组转发功能(PTF);所述第一转发单元收到基站发来的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,将该终端RID作为源地址封装在数据报文中,转发到PTF;所述PTF用于在收到ILCR或其他PTF送达的数据报文后,根据数据报文中通信对端AID查到对应的RID作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR;或者
所述第一转发单元收到基站发来的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,先缓存所述数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR。
9.如权利要求2所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关还包括切换模块和锚定数据通道功能(DPF)模块,所述切换模块用于终端在存在通信对端时移动到另一锚定DPF模块或ILCR的服务区域触发的切换的控制,包括:
所述切出单元用于实现对终端切出的控制,通知ILCR该终端切换,将连接维护模块保存的该终端与通信对端的连接信息发送到切入接入网关,切换期间收到的发送给该终端的数据报文转发到切入接入网关,终端切出后通知连接维护模块;
所述切入单元用于实现对终端切入的控制,将切出接入网关发来的该终端与通信对端的连接信息保存到连接维护模块;
所述连接维护模块还用于在获知终端切出后删除该终端与通信对端的连接信息。
10.如权利要求4所述的通信网络,其特征在于:
所述ILCR还包括切换控制模块,用于终端在存在通信对端时移动到另一ILCR服务区域触发的切换的控制,包括:
切出控制单元,用于实现对终端切出的控制,向终端移动到的切入ILCR发送切换请求,切换期间收到的发送给该终端的数据报文转发给切入ILCR,在该终端切出后通知映射管理模块;
切入控制单元,用于实现对终端切入的控制,为终端分配指向本ILCR的RID并将该终端的AID和该RID发送到映射管理模块,或发送到映射管理模块和接入网关;以及向对端ILCR发送终端RID更新通知,携带该终端的AID-RID映射信息;
所述映射管理模块对接入本ILCR的所有终端的通信对端一起管理,收到对端发来的终端RID更新通知后,更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。
11.如权利要求10所述的通信网络,其特征在于:
所述切入控制单元向对端ILCR发送终端RID更新通知时,先根据该终端的AID到接入网关的连接维护模块查找到该终端所有通信对端的AID,然后到映射管理模块查找到所述通信对端的RID,根据查找到的RID向对端ILCR发送终端RID更新通知;或者
所述ILCR的切入控制单元还用于向同一侧的接入网关发送终端RID更新通知,所述接入网关的切入单元还用于将终端RID更新通知发送到对端接入网关,及收到对端接入网关传送的终端RID更新通知后转发到ILCR。
12.如权利要求4所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关中的数据转发模块收到数据报文后,判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块,如未保存则添加到连接维护模块中;或者
所述ILCR中的报文转发模块收到数据报文后,判断数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块,如未保存则传送到接入网关的连接维护模块保存。
13.如权利要求1所述的通信网络,其特征在于:
所述ILR在收到对归属用户终端的注册请求后保存或更新该终端的AID-RID映射信息,收到对归属用户终端的注销请求后将该终端的AID-RID映射信息删除或置为无效;如果收到对非归属用户终端的注册、注销请求,则转发给该终端归属地ILR处理。
14.如权利要求1所述的通信网络,其特征在于:
所述ILCR是集合了Wimax网络架构中家乡代理和/或核心路由器的功能,并扩展了实现身份标识和位置分离所需的新功能得到的;所述连接业务网络还包括Wimax网络架构中用于认证、授权和计费的原有网元;
所述接入网关是在Wimax网络架构中接入网关具有的功能实体的基础上,扩展了实现身份标识和位置分离所需的新的功能模块得到的,所述Wimax网络架构中接入网关所具有的功能实体包括锚定数据通道功能(DPF)模块和鉴权器。
15.如权利要求1所述的通信网络,其特征在于:
所述ILCR中的隧道建立模块采用动态建立隧道的方式,在终端接入过程中在接入网关与ILCR之间的隧道建立基于终端的隧道。
16.一种基于Wimax网络架构实现的身份标识(AID)与位置分离的通信网络,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,所述接入业务网络中包括基站和接入网关,其特征在于,所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR)和身份位置寄存器(ILR),该通信网络还包括用于按位置标识(RID)路由和转发ILCR间数据报文的广义转发平面,其中:
所述ILCR用于为终端分配指向本ILCR的RID,到终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端的会话连接,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,实现数据报文的路由和转发,及与其他ILCR配合实现终端跨ILCR的切换;
所述ILR用于接收对本ILR归属用户终端的注册和注销请求,维护归属用户终端的AID-RID映射信息,以及接收对终端RID的查询请求,将请求中该终端AID对应的RID返回给查询请求方。
17.如权利要求16所述的通信网络,其特征在于,所述ILCR包括隧道建立模块、注册注销模块、映射管理模块和报文转发模块:
所述隧道建立模块用于建立接入网关与ILCR之间的隧道,为终端分配RID,并将终端的AID和该RID发送到映射管理模块和注册注销模块;
所述注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后请求该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID;
所述映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;
所述报文转发模块,用于收到终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端的RID和终端的RID一起封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;以及将下行数据报文解封装,剥去其中的RID后发送给终端。
18.如权利要求17所述的通信网络,其特征在于,所述ILCR还包括连接维护模块、离线处理模块和映射管理模块,其中:
所述连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;获知终端离线或移出后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息;
所述离线处理模块,用于在确定接入的终端离线时,通知注册注销模块、映射管理模块和连接维护模块;在确定通信对端离线时,通知映射管理模块和连接维护模块;
所述映射管理模块还用于在获知终端切出或离线时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本ILCR的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时,删除该通信对端的AID-RID信息。
19.如权利要求18所述的通信网络,其特征在于:
所述离线处理模块在确定通信对端离线时,还根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再到映射管理模块查询到所有通信对端的RID,然后向对端ILCR发送终端离线通知;
所述离线处理模块收到对端ILCR发来的终端离线通知后,确定作为通信对端的该终端离线。
20.如权利要求17或18或19所述的通信网络,其特征在于,所述报文转发模块包括第一转发单元和第二转发单元,其中:
第一转发单元用于在收到接入网关发来的包含终端AID和通信对端AID且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元用于将收到的广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID,通过ILCR与该终端的连接发往该终端。
21.如权利要求20所述的通信网络,其特征在于:
所述连接业务网络还包括分组转发功能(PTF);所述第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,将该终端RID作为源地址封装在数据报文中,转发到该通信对端归属地PTF;所述PTF用于在收到ILCR或其他PTF送达的数据报文后,根据数据报文中通信对端AID查到对应的RID作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR;或者
所述第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,先缓存所述数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,经广义转发平面路由并转发到对端ILCR。
22.如权利要求20所述的通信网络,其特征在于:
所述第一转发单元还用于将查询到的通信对端的AID-RID映射信息保存到映射管理模块;
所述第二转发单元收到广义转发平面发来的下行数据报文后,还判断所述数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中;
所述第一转发单元和第二转发单元还判断收到的数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块中,如没有,保存到连接维护模块中。
23.如权利要求17或18或19所述的通信网络,其特征在于,还包括切换控制模块,该切换控制模块又包括切出控制单元和切入控制单元,其中:
所述切出控制单元用于实现对终端切出的控制,当终端移动时,根据移动的目的地确定终端要移动到的切入ILCR,移动完成后通知映射管理模块和连接维护模块该终端切出,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入ILCR;
所述切入控制单元,用于实现对终端切入的控制,在终端从另一ILCR移动到本ILCR的服务区域时,为终端分配指向本ILCR的RID,将该终端的AID和该RID发送到注册注销模块并保存到映射管理模块;
24.如权利要求23所述的通信网络,其特征在于:
所述切入控制单元还用于查询对端ILCR的位置信息,向对端ILCR发送终端RID更新通知,携带该终端的AID-RID映射信息;查询时,先根据终端AID到连接维护模块保存的终端与通信对端的连接信息中查到所有通信对端的AID,再用查到的AID到映射管理模块保存的通信对端AID-RID映射信息中查到对应的RID,查到的RID即为对端ILCR的位置信息;
所述映射管理模块对接入本ILCR的所有终端的通信对端一起管理,收到对端发来的终端RID更新通知后,更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。
25.如权利要求16所述的通信网络,其特征在于:
所述ILR在收到对归属用户终端的注册请求后保存或更新该终端的AID-RID映射信息,收到对归属用户终端的注销请求后将该终端的AID-RID映射信息删除或置为无效;如果收到对非归属用户终端的注册、注销请求,则转发给该终端归属地ILR处理。
26.如权利要求16所述的通信网络,其特征在于:
所述ILCR是集合了Wimax网络架构中家乡代理和/或核心路由器的功能,并扩展了实现身份标识和位置分离所需的新功能得到的;所述连接业务网络还包括Wimax网络架构中用于认证、授权和计费的原有网元;
27.一种基于Wimax网络架构实现的身份标识(AID)与位置分离的通信网络,包括Wimax网络架构中的接入业务网络和连接业务网络,所述接入业务网络中包括基站和接入网关,其特征在于,所述连接业务网络中包括身份位置寄存器(ILR),该通信网络还包括用于按位置标识(RID)路由和转发数据报文的广义转发平面,其中:
所述接入网关用于为终端提供接入服务和控制,为终端分配RID,向终端归属地ILR注册、注销和查询终端的RID,维护终端与通信对端的连接信息,维护终端和通信对端的AID-RID映射信息,实现数据报文的路由和转发,及与其他接入网关配合实现终端跨接入网关的切换;
所述ILR用于接收对本ILR归属用户终端的注册和注销请求,维护归属用户终端的AID-RID映射信息,以及接收对终端RID的查询请求,将请求中该终端AID对应的RID返回给查询请求方。
28.如权利要求27所述的通信网络,其特征在于,所述接入网关包括RID分配模块、注册注销模块、映射管理模块和数据转发模块,其中:
所述RID分配模块,用于在终端请求接入或终端切入过程中为终端分配RID,将该RID和该终端的AID发送到映射管理模块和注册注销模块;
所述注册注销模块,用于在收到终端AID和为该终端分配的RID后到该终端归属地ILR对该终端RID进行注册,携带终端的AID和RID;获知终端离线后,请求该终端归属地ILR注销该终端的RID;
所述映射管理模块,用于缓存终端及通信对端的AID-RID映射信息并进行维护;
所述数据转发模块,用于在收到上行数据报文后,在其中的终端和通信对端不属于同一ILCR时,将从映射管理模块或通信对端归属地ILR查询到的通信对端RID封装在包含终端AID和通信对端AID的数据报文中,转发到与其建立隧道的ILCR;以及用于将下行数据报文解封装,发送给终端。
29.如权利要求28所述的通信网络,其特征在于,所述接入网关还包括连接维护模块和离线处理模块,其中:
所述连接维护模块,用于保存终端与通信对端的连接信息;获知终端离线或移出后或与通信对端通信终止后删除该终端与通信对端的连接信息;获知通信对端离线或与终端通信终止后,删除该通信对端与终端的连接信息;
所述离线处理模块,用于在确定接入本接入网关的终端离线后,通知注册注销模块、连接维护模块和映射管理模块;在确定通信对端离线时,通知连接维护模块和映射管理模块;
所述映射管理模块在获知终端切出或离线时,删除该终端的AID-RID映射信息,删除该终端通信对端中与接入本接入网关的其他终端没有通信关系的通信对端的AID-RID映射信息;获知终端与通信对端通信终止后,且该通信对端与接入本ILCR的其他终端没有通信关系,则删除该通信对端的AID-RID映射信息;获知通信对端离线或与终端通信终止时,删除该通信对端的AID-RID信息。
30.如权利要求29所述的通信网络,其特征在于:
所述RID分配模块为终端分配RID指向本接入网关;所述离线处理模块确定通信对端离线时,还根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再到映射管理模块查询到所有通信对端的RID,然后向对端接入网关发送终端离线通知,携带该终端的AID;以及在收到对端接入网关发来的终端离线通知后,确定作为通信对端的该终端离线;或者
所述RID分配模块为终端分配RID指向ILCR;所述离线处理模块确定通信对端离线时,还根据终端AID到连接维护模块中查找到该终端所有通信对端的AID,再从本地或通信对端AAA归属地服务器查询到对端接入网关的位置信息,然后向对端接入网关发送终端离线通知,携带该终端的AID;以及在收到对端接入网关发来的终端离线通知后,确定作为通信对端的该终端离线。
31.如权利要求28所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关还包括切换模块,用于当终端移动到另一接入网关服务区域触发的切换的控制,包括:
切出单元用于实现终端的切出,切换期间收到的发往该终端的数据报文转发到切入接入网关,切换完成后通知连接维护模块,若切换导致终端RID指向的接入网关或ILCR发生变化,还通知映射管理模块。可选地,将该终端与通信对端的连接信息和/或该终端通信对端的AID-RID映射信息发送到切入接入网关保存;
切入单元用于实现终端的切入,若切换导致终端RID指向的接入网关或ILCR变化,为终端分配新的RID,将该终端新的AID-RID映射信息保存到映射管理模块,并将该终端AID和新分配的RID发送到注册注销模块。
32.如权利要求27所述的通信网络,其特征在于:
所述接入业务网络具有与广义转发平面的数据面接口;所述数据转发模块包括:
第一转发单元,用于收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID,且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中发送到广义转发平面;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元,用于将广义转发平面发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。
33.如权利要求27所述的通信网络,其特征在于,
所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR),用于维护终端的会话连接,建立接入网关与ILCR之间的隧道,以及在广义转发平面与接入网关之间转发以RID格式为源地址和目的地址的数据报文;
所述接入网关的RID分配模块为终端分配的RID指向本接入网关;所述数据转发模块包括:
第一转发单元,用于在收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID,且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元,用于对ILCR发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID和隧道封装后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。
34.如权利要求33所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是基于终端的动态隧道;或者
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是静态隧道,所述ILCR还用于在接入网关与ILCR间的隧道建立后缓存终端的AGW-AID-RID映射信息并进行维护,以及在终端移动到另一ILCR的服务区域后,删除该终端的AGW-AID-RID映射信息。
35.如权利要求27所述的通信网络,其特征在于,
所述连接业务网络中包括身份位置核心路由器(ILCR),用于维护终端的会话连接,建立接入网关与ILCR之间的隧道,以及在广义转发平面与接入网关之间转发以RID格式为源地址和目的地址的数据报文;
所述接入网关的RID分配模块为终端分配的RID指向与本接入网关建立隧道的ILCR;所述数据转发模块包括:
第一转发单元,用于收到基站发来的包含终端AID和通信对端AID,且该终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询到通信对端的RID,将该终端RID或本接入网关地址作为源地址,将通信对端RID作为目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR;如查询不到通信对端的RID,到通信对端归属地ILR查询通信对端的RID;
第二转发单元,用于对ILCR发来的下行数据报文解封装,剥去其中的RID和隧道封装,或者剥去其中的RID、接入网关地址和隧道封装,或者剥去其中的隧道封装后,通过本接入网关与该终端的连接发往该终端。
36.如权利要求35所述的通信网络,其特征在于,
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是基于终端的动态隧道;或者
所述接入网关(AGW)与ILCR间建立的是静态隧道,所述ILCR包括报文转发模块,该报文转发模块又包括:
第一转发单元,用于在收到接入网关发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,根据源AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将作为源地址的接入网关地址替换为终端RID并剥去隧道封装后,转发给映射转发平面或广义转发平面;
第二转发单元,用于在收到广义转发平面发来的下行数据报文后,根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文中的目的RID替换为接入网关地址并做隧道封装后,转发到该终端接入的接入网关;或者在收到广义转发平面发来的下行数据报文后,剥去数据报文中封装的RID并做隧道封装,根据目的AID查询本地缓存中的AGW-AID-RID映射信息,将数据报文转发到该终端接入的接入网关。
37.如权利要求32至36中任一权利要求所述的通信网络,其特征在于:
所述连接业务网络还包括分组转发功能(PTF);所述接入网关中的第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,将该终端RID封装在数据报文中,转发到该通信对端归属地PTF;或者将该终端RID作为源地址封装在数据报文中并做隧道封装后,转发到该通信对端归属地PTF;
所述PTF用于在收到ILCR或其他PTF送达的数据报文后,根据数据报文中通信对端AID查到对应的RID作为目的地址封装在报文头后,将该数据报文经广义转发平面发送到对端ILCR或对端接入网关。
38.如权利要求32至36中任一权利要求所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关中的第一转发单元收到基站发来的终端和通信对端不属于同一ILCR的上行数据报文后,如在映射管理模块查询不到通信对端的RID,先缓存所述数据报文,在查询到通信对端的RID后再将该终端和通信对端的RID作为源、目的地址封装在数据报文中,做隧道封装后转发到ILCR或直接发送到广义转发平面。
39.如权利要求32至36中任一权利要求所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关中的第一转发单元还用于将查询到的通信对端的AID-RID映射信息保存到映射管理模块;
所述接入网关中的第二转发单元收到下行数据报文后,还判断所述数据报文中通信对端的AID-RID映射信息在映射管理模块中是否存在,如不存在则保存到映射管理模块中;
所述接入网关中的第一转发单元和第二转发单元还判断收到的数据报文中终端AID与通信对端AID的对应关系是否已保存在连接维护模块中,如没有,保存到连接维护模块中。
40.如权利要求31所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关的切入单元还用于查询对端接入网关的位置信息,向所有对端接入网关发送终端RID更新通知,携带该终端新的AID-RID映射信息;
所述接入网关中的映射管理模块还用于收到对端发来的终端RID更新通知后更新本地保存的该终端的AID-RID映射信息。
41.如权利要求27所述的通信网络,其特征在于:
所述接入网关是在Wimax网络架构中接入网关具有的功能实体的基础上,扩展了实现身份标识和位置分离所需的新的功能模块得到的,所述Wimax网络架构中接入网关所具有的功能实体包括锚定数据通道功能(DPF)模块和鉴权器。
42.一种终端开机接入如权利要求1或16所述通信网络的方法,包括:
终端开机后,进行接入认证和初始业务流创建,然后从接入网关获取身份标识(AID);
在所述接入网关向身份位置核心路由器(ILCR)发起隧道建立的过程中,所述ILCR为该终端分配指向本ILCR的位置标识(RID),保存该终端AID和RID的映射信息,并将为终端分配的RID通知给所述接入网关;
所述接入网关或ILCR在获得该终端的AID和RID后,向该终端归属地ILR发起注册请求,携带该终端的AID和RID;该ILR收到该注册请求后,并保存该终端当前的AID-RID映射关系。
43.如权利要求42所述的方法,其特征在于:
所述终端从所述接入网关获取的AID是在该终端的接入认证流程中,由该终端归属地AAA服务器下发给所述接入网关的。
44.如权利要求42或43所述的方法,其特征在于:
所述终端是通过动态主机配置协议(DHCP)流程或通过移动IP方式从接入网关获取所述终端的AID的,该AID为该终端签约时分配的静态IP地址。
45.如权利要求42或43所述的方法,其特征在于:
在所述隧道建立的过程中,所述ILCR还到该终端归属地AAA服务器进行认证,获取密钥信息。
46.一种终端开机接入如权利要求27所述通信网络的方法,包括:
终端开机后,进行接入认证和初始业务流创建,然后从接入网关获取所述终端的身份标识(AID);
所述接入网关为该终端分配位置标识(RID),保存该终端AID和RID的映射信息,并向所述终端归属地的ILR发送注册请求,携带该终端的AID和RID;
该ILR收到该注册请求后,并保存所述终端当前的AID-RID映射关系。
47.如权利要求46所述的方法,其特征在于:
所述终端从所述接入网关获取的AID是在终端的接入认证流程中,由该终端归属地AAA服务器下发给所述接入网关的。
48.如权利要求46所述的方法,其特征在于:
所述终端是通过动态主机配置协议(DHCP)流程或通过移动IP方式从接入网关获取本终端的AID,该AID为该终端签约时分配的静态IP地址。
49.如权利要求46或47或48所述的方法,其特征在于:
是在所述终端向本接入网关获取AID的过程中,触发所述接入网关为所述终端分配RID的。
50.如权利要求46或47或48所述的方法,其特征在于:
所述接入网关与ILCR之间建立的是静态隧道,所述接入网关为所述终端分配的AID指向本接入网关或指向与其建立有静态隧道的ILCR;或者
所述接入网关与ILCR之间建立的是基于终端的动态隧道,所述接入网关为所述终端分配的AID指向本接入网关。
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