DE60127871T2

DE60127871T2 - Einrichtung, verfahren und system für verbessertes routing bei der mobil-ip-vernetzung

Info

Publication number: DE60127871T2
Application number: DE60127871T
Authority: DE
Inventors: Jarno Rajahalme
Original assignee: Nokia Inc
Current assignee: Nokia Inc
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2021-08-17
Also published as: US20040181603A1; ATE359641T1; EP1421746A1; ES2283428T3; DE60127871D1; EP1421746B1; WO2003017586A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, ein System und ein Verfahren für eine verbesserte Unterstützung des mobilen Internetprotokolls einer bei Kommunikation mit dem mobilen Internetprotokoll, und betrifft insbesondere ein Gerät, ein System und ein Verfahren für verbessertes Routing mit dem mobilen Internetprotokoll in Kommunikationsnetzwerken.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit der fortlaufenden Entwicklung mobiler und drahtloser Kommunikationssysteme und Netzwerke in den letzten Jahren zusammen mit der Verfügbarkeit immer zunehmender Auswahl an tragbaren und mobilen Geräten, die verbesserte Verbindungsfähigkeit (Konnektivität) bieten, erwecken insbesondere Informations- und Nachrichtenquellen und Dienste, die durch das Internet angeboten werden, wachsende Aufmerksamkeit.
Obwohl das Internet lange Zeit stationär gewesen war und nur in einem Sinn vor langem tragbar wurde, sind die heutigen Anstrengungen in einem wesentlichen Umfang auf mobile EDV (Computing) und Vernetzung (Networking) konzentriert, in denen Aktivitäten nicht unterbrochen werden, wenn ein Anwender den Anschlusspunkt an das Internet seiner Ausstattung ändert, aber sämtlich benötigte Neuverbindung automatisch und nicht interaktiv erfolgt.
Zu diesem Zweck wurde das mobile Internetprotokoll (bzw. Mobile Internet Protocol, Mobile IP) als Standardprotokoll vorgeschlagen, das auf dem Internetprotokoll (IP) von der Version 4 (IPv4) an und weiter verbessert in Version 6 (IPv6) aufbaut, um Mobilität für Anwendungen und bestehende höhere Protokollschichten transparent macht.
Dadurch hängt ein effektiver Einsatz des mobilen IP bzw. Mobile IP (IPv6, oder IPv4 mit Leitwegoptimierung) im Wesentlichen von der Unterstützung für Mobile IP durch so genannte korrespondierende Knoten bzw. Korrespondenzknoten ab, wie IP-Netzwerkserver wie zum Beispiel Web-Server, E-Mail-Server, Streaming-Medien-Server, Sofortmitteilungs-Server, Telefonie-Server, Proxy-Server und ähnliche, oder IP-Peer-Endgeräte bzw. IP-Partner-Endgeräte. Routing zu Korrespondenzknoten bzw. korrespondierenden Knoten wird basierend auf der Zieladresse in den IP-Paketen durchgeführt. Jedoch ist direktes Routing vom Korrespondenzknoten zurück zum mobilen Knoten von einem durch den Korrespondenzknoten bzw. korrespondierenden Knoten verwalteten Bindungszwischenspeicher (Binding Cache) abhängig. Einträge in den Bindungszwischenspeicher halten eine Abbildung, (Mapping) zwischen der langfristigen Heimatadresse des mobilen Knotens und der kurzfristigeren Care-of-Adresse des mobilen Knotens aufrecht. Ohne den Bindungszwischenspeicher würden Pakete an den mobilen Knoten über die Heimatadresse geleitet bzw. geroutet werden, was signifikante zusätzliche Routing-Verarbeitung verursachen würde und damit die Paketauslieferung verzögert. Mit dem Bindungszwischenspeicher ist der Korrespondenzknoten in der Lage, das Paket direkt an die aktuelle Care-of-Adresse des mobilen Knotens zu leiten bzw. zu routen, womit unnötige Routing-Verarbeitung und zugehörige Verzögerung vermieden wird.
Mobilität gibt jedoch Veranlassung zu signifikanten Sicherheitsproblemen hinsichtlich der Sicherstellung der IP-Paketauslieferung nur an den beabsichtigten Empfänger. Dies ist extrem wichtig, da andererseits zum Beispiel ein Schurken-Host die IP-Konnektivität eines mobilen Knotens beanspruchen könnte, sodass der Korrespondenzknoten nicht mehr mit dem echten mobilen Knoten, oder dem Host, kommunizieren würde, der die betroffene Heimatadresse besitzt, sondern der gesamte Verkehr für diese Adresse würde stattdessen an den Schurken-Host geleitet werden.
Daher liegt es in der Verantwortung des Korrespondenzknotens, einen mobilen Knoten zu authentifizieren, in dem eine Bindungsaktualisierung (Binding Update) gesendet wird, und den mobilen Knoten zu autorisieren, dass ihm erlaubt ist, den Besitz der beanspruchten Heimatadresse zu beanspruchen. Dies wird mit einer so genannten Führung des Bindungszwischenspeichers (Binding Cache Management) durchgeführt.
Es ist jedoch aus den folgenden Gründen unerwünscht, einer derartigen Führung des Bindungszwischenspeichers zusätzlichen Berechnungsaufwand und Sicher heitsfunktionalitäten, Konfiguration und damit in Verbindung stehende Fürhung, der Verantwortlichkeit einiger Korrespondenz-Hosts hinzuzufügen.
Ein erster Grund besteht darin, dass zum Beispiel in einem Serverpool, in dem individuelle Serverauslastung typischerweise während hohen Verkehrs in bestimmten Perioden des Tages Maximalwerte erreicht, und zusätzliche Berechnungs- und/oder Speicherauslastung es notwendig machen würde, zusätzliche Server in den Pool einzufügen.
Ein zweiter Grund liegt in der Möglichkeit, dass ein mobiles IP-Anwender-Endgerät mit einer beliebigen Anzahl individueller Server aus demselben Pool in Kontakt stehen kann. In diesem Fall würde jeder Server die übertragenen Bindungsaktualisierungen separat verarbeiten, das heißt die Nachrichten, die eine neue Bindung zu einer Einheit, die eine neue Care-of-Adresse für einen mobilen Knoten kennen muss, bereitstellt, was zur Gesamtauslastung des Server-Pool oder der Server-Farm entsprechend zusätzlich hinzukäme. Zusätzlich, wenn ein Auslastungsausgleichungsverfahren verwendet wird, bei dem IP-Pakete für eine einzelne IP-Adresse auf eine Anzahl separater Hosts zur Verarbeitung verteilt werden, ist zu erwarten, dass nur ein individueller Server die Bindungsaktualisierung vom mobilen Host empfängt, was dazu führt, dass der mobile Knoten eine virtuell unbegrenzte Anzahl an zusätzlichen Bindungsaktualisierungen sendet, selbst wenn eine positive Bindungsbestätigung durch einen individuellen Server-Host zurückgesendet wurde.
Als ein dritter Grund liegt darin, dass Internetdienstanbieter des Korrespondenzknoten im Allgemeinen keine ökonomische Motivation haben, Unterstützung für mobiles IP in jeden Korrespondenzknoten hinzuzufügen. Wenn mobiles IP durch Korrespondenzknoten nicht unterstützt wird, würde der gesamte Verkehr für den mobilen Knoten über den Heimatagenten des mobilen Knotens gesendet werden und daher die Verkehrsauslastung zu sowohl dem Heimatagenten als auch dem Heimatnetzwerk hinzufügen, da üblicherweise über den Heimatagenten geleitete Pakete einen längeren Leitweg (Route) nehmen als direkt vom Korrespondenzknoten an den aktuellen Netzwerkanschlusspunkt des mobilen Knotens geleitete Pakete.
Entsprechend gibt es zwei Hauptnachteile für Unterstützung von mobilen IP in Korrespondenzknoten, die wesentliche Probleme für Internetdienstanbieter darstellen: Das erste besteht darin, dass Bindungsaktualisierungen für mobiles IP beim Verarbeiten in Bindungszwischenspeichereinträge der IP-Schicht übersetzt werden, die sowohl Platz als auch Verarbeitungszeit für jeden Korrespondenzknoten in Anspruch nehmen; und der zweite besteht darin, dass, um die Bindungsaktualisierung zu verarbeiten, jeder Korrespondenzknoten Sicherheitsverarbeitung durchführen muss, wie zum Beispiel Internet-Protokoll-Sicherheit-(bzw. Internet Protocol Security, IPsec)-Verarbeitung einschließlich Schlüsselverwaltung, Sitzungsschlüsselerzeugung und Ähnlichem oder beliebigen anderen geeigneten Sicherheitsverarbeitung, was zu signifikantem Berechnungsoverhead und zusätzliche Zuständen führt, die für jeden verbundenen Host über die Lebenszeit der zum Beispiel individuellen Übertragungssteuerungsprotokoll-(Transfer Control Protocol, TCP)-Verbindungen verwaltet werden müssen.
Die vorstehend erwähnten Nachteile können insbesondere sich zu praktisch unverwaltbaren Belastungen führen, in einem Fall, in dem zum Beispiel ein individueller Server eine große Anzahl Kurzdienstanforderungen für eine große Anzahl an individuellen mobilen Client Hosts bedient.
US 2001/0012777 A1 offenbart ein Kommunikationssystem eines Netzwerks, das ein mobiles Endgerät unterstützt. Dort führen innerhalb eines Netzwerks eingerichtete Geräte eine Kommunikation zum Verwalten oder Einstellen von Kommunikationsparametern, die benötigt werden, wenn ein mobiles Endgerät, das sich zwischen Unternetzwerken bewegt, mit einem Korrespondenzendgerät kommuniziert, das dann mit einem mobilen Endgerät über diese Geräte kommuniziert. Dadurch muss das Korrespondenzendgerät nicht eine besondere Fähigkeit aufweisen, um einen Kommunikationsdienst mit einem mobilen Endgerät zu empfangen, so dass das Korrespondenzendgerät niemals einer hohen Verarbeitungsauslastung ausgesetzt wird.
Ein weiterer Stand der Technik, die Spezifikation RFC 2002, das ein Internetstandardverfolgungsprotokoll für die Internetcommunity spezifiziert, spezifiziert Protokollverbesserungen, die transparentes Routing von Internetprotokoll-(IP)-Datagrammen an mobile Knoten im Internet ermöglichen. In RFC 2002 werden neue Einheiten für die Architektur eingeführt. Gemäß diesem Stand der Technik verwendet ein mobiler Knoten seine Heimatadresse als die Quelladresse für alle IP-Datagramme, die er sendet, ausgenommen den Datagrammen, die für bestimmte Mobilitätsverwaltungsfunktionen gesendet werden. Soweit es die Ausnahme betrifft, wird stattdessen eine Care-of-Adresse verwendet oder die IP-Quelladresse bei der RFC 2002, wenn ein mobiler Knoten in einem fremden Netzwerk registriert ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Ansehung des oben Stehenden besteht die Aufgabe der Erfindung im Bereitstellen eines Geräts, eines Verfahrens und eines Systems, die Unterstützung für mobiles IP zu einem bestehenden Netzwerk derart hinzufügen, dass Korrespondenzhosts, die einen Teil der bestehenden Netzwerke bilden, nicht in irgendeiner Weise verändert werden müssen, und dass Führung (Management) von Sicherheitszuordnungen und Richtlinien für die Korrespondenzhostseite als ein Ganzes vereinfacht wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Gerät, wie in Anspruch 1 definiert, ein Verfahren, wie in Anspruch 16 definiert, bzw. ein System, wie in Anspruch 25 definiert.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der begleitenden abhängigen Ansprüche.
Insbesondere wird ein Gerät für Internet-Protokoll-Routing zur Verfügung gestellt, das gekennzeichnet ist durch Verwaltungsmittel, die eingerichtet sind, einen Mobilitätsbezogenen Bindungszwischenspeicher außerhalb eines individuellen Korrespondenzknotens zu verwalten; und Führungsmittel, die eingerichtet sind, den Bindungszwischenspeicher im Namen des Korrespondenzknotens zu führen.
Demzufolge stellt das vorgeschlagene Netzwerkgerät und korrespondierende Verfahren die Fähigkeit zur Verfügung, den Bindungszwischenspeicher, der bei der Auslieferung mobiler IP-Pakete außerhalb eines individuellen Korrespondenzhost benötigt wird, zu verwalten und zu führen und außerdem für die zu geordneten Sicherheitsfunktionen Sorge zu tragen, damit ein individueller Korrespondenzhost von jeglicher auf den mobilen IP-Korrespondenzknoten bezogene Funktionalität entlastet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Gerät weiter umfassen Untersuchungsmittel, die eingerichtet sind, jedes Paket, das durch das Gerät geleitet wird, nach Nachrichten, die mit IP-Adressbindungen in Beziehung stehen, zu durchsuchen; Verarbeitungsmittel, die eingerichtet sind, die Nachrichten, die mit IP-Adressbindungen in Beziehung stehen, die in einem Paket erfasst wurden, einschließlich aller notwendiger Signalisierung für den Abschluss der Adressbindungsverarbeitung zu verarbeiten; und Bindungszwischenspeichereintrag-Bildungsmittel, die eingerichtet sind, einen Bindungszwischenspeichereintrag in einen Bindungszwischenspeicher basierend auf der Adressbindungsverarbeitung zu bilden.
Ein derartiges Gerät umfasst bevorzugt weiter Verwaltungsmittel, die eingerichtet sind, für die zugeordneten Sicherheitsfunktionen Sorge zu tragen.
Bevorzugt können die Modifikationsmittel eingerichtet sein, die Nachrichten, die mit IP-Adressbindungen in Beziehung stehen, des Pakets nach der Verarbeitung durch die Verarbeitungsmittel zu entfernen.
In Fällen, in denen mehrere Korrespondenzknoten in der Routing-Richtung vorhanden sind, können die Verarbeitungsmittel eingerichtet sein, die Verarbeitung der mit der IP-Adresse in Verbindung stehenden Bindungsnachrichten nach Verarbeitung der ersten Adressbindungsverarbeitung, die dieselbe Heimatadresse für die Care-of-Adress-Abbildung spezifiziert, zu beenden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können die Untersuchungsmittel eingerichtet sein, jedes Paket, das durch das Gerät geleitet wird, nach einer Quelladresse zu durchsuchen und optional nach einer mobilen IP-Heimatadressoption, die zu einem bestehenden Bindungszwischenspeichereintrag passt; Ersetzungsmittel können vorgesehen sein, um eine Care-of-Adresse in einem Quelladressfeld des passenden Pakets durch eine Heimatadresse, wie sie in dem passenden Bindungszwischenspeichereintrag spezifiziert ist, zu ersetzen; und Routing-Mittel können vorgesehen sein, um das Paket an einen Korrespondenzknoten zu leiten, der durch die Zieladressen in dem Paket spezifiziert wird.
Darüber hinaus können Entfernungsmittel vorgesehen sein, um die mobile IP-Heimatadressoption aus dem Paket nach der Verarbeitung durch die Verarbeitungsmittel zu entfernen.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung können die Untersuchungsmittel eingerichtet sein, die Zieladresse jedes IP-Pakets, das durch das Gerät geleitet wird, nach einem Passen bzw. einer Übereinstimmung mit einer Heimatadresse in einem bestehenden Bindungszwischenspeichereintrag zu untersuchen. In diesem Fall können Abfangmittel vorgesehen sein, um das passende bzw. übereinstimmende IP-Paket abzufangen und das Paket an die Care-of-Adresse des Empfängers, wie sie aus dem passenden bzw. übereinstimmenden Bindungszwischenspeichereintrag gefunden wurde, zu tunneln. Darüber hinaus können Hinzufügungsmittel vorgesehen sein, um einen Routing-Header zum passenden bzw. übereinstimmenden IP-Paket hinzuzufügen, um das Paket an die Care-of-Adresse des Empfängers, wie sie aus dem passenden bzw. übereinstimmenden Bindungszwischenspeichereintrag gefunden wurde, zu leiten.
Das Routing-Gerät kann in einem oder einer Vielzahl von Routern bzw. Routing-Einrichtungen, durch die der Verkehr zu und von dem Korrespondenzknoten geleitet wird, angeordnet sein. Für einen individuellen Korrespondenzknoten kann das Routing-Gerät in einem Zugangs-Router bzw. in einer Zugangs-Routing-Einrichtung, die den individuellen Korrespondenzknoten bedient, angeordnet sein.
Als eine weitere Option kann das Routing-Gerät als eine Anwendung eingerichtet sein, die angepasst ist, in ein Netzwerk von Korrespondenzknoten eingefügt zu werden und für alle mit dem mobilen IP-Korrespondenzknoten in Beziehung stehende Funktionalitäten für alle Korrespondenz-Hosts im Netzwerk Sorge zu tragen. Insbesondere kann das Routing-Gerät als eine Erweiterung für Sicherheitsanwendungen und/oder Auslastungsausgleichungsanwendungen vorgesehen sein.
Für einen individuellen Korrespondenzknoten kann das Routing-Gerät in einer höheren Schicht eines den Korrespondenzknoten bedienenden Routers angeordnet sein.
Unter Verwendung eines Geräts, das wie vorstehend dargestellt konstruiert ist, schlägt die Erfindung somit eine Netzwerkeinheit, ein Verfahren und ein System vor, das es dem Korrespondenzknoten ermöglicht, einen mobilen Host zu bedienen, ohne irgendeine zusätzliche Funktionalität für oder Konfiguration des Korrespondenzknotens selbst zu benötigen und gleichzeitig von direktem Routing Gebrauch zu machen, das durch die Bindungsaktualisierung, die durch einen mobilen Knoten Gebrauch zu machen (das heißt Pakete an den mobilen Knoten nicht über seinen Heimatagenten zu leiten).
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Führung von Sicherheitsrichtlinien im Vergleich zu deren Führung innerhalb individueller Korrespondenzknoten wesentlich vereinfacht und zusätzlich Verarbeitungskapazität kann für Authentifizierung und Autorisierung der Bindungsaktualisierungsanforderungen auf die vorgeschlagene Netzwerkeinheit statt einer separaten Übertragung auf jeden Korrespondenzknoten übertragen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert unter Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, das im Moment als beste Art zut Ausführung der Erfindung angesehen wird, in Zusammenhang mit der begleitenden Zeichnung beschrieben, in der
1 schematisch ein Strukturdiagramm eines Netzwerks zeigt zum Bereitstellen eines mobilen Zugriffs einschließlich eines Geräts gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Das in 1 dargestellte Netzwerk basiert grundsätzlich auf bekannten Protokollen und Mechanismen, die für die Internet-Netzwerkschicht entwickelt worden sind, um Mobilität gemäß den Spezifikationen des mobilen IP zu unterstützen, die der Internet-Netzwerkschicht-Protokoll IP durch Bereitstellen von Routing in einem dynamischen Netzwerk mit Änderungen bei der Konnektivität Mobilitätsunterstützung hinzufügen.
Zu diesem Zweck ermöglicht das mobile IP im Wesentlichen einem mobilen Knoten (MN) 1 aus einer Vielzahl von mobilen Knoten MN₁ bis MN_n, die Bindungsaktualisierungen senden, zwei IP-Adressen zu verwenden, eine Heimatadresse, die den mobilen Knoten logisch als an sein Heimatnetzwerk angeschlossen erscheinen lässt und eine so genannte Care-of-Adresse, die sich an jedem neuen Anschlusspunkt ändert und den jeweiligen Anschlusspunkt im Hinblick auf die Netzwerktopologie des mobilen Knotens identifiziert. In der obigen Konfiguration erfordert mobiles IP die Anwesenheit eines Netzwerkknotens, der als ein Heimatagent (HA) 2 fungiert, der Pakete, die an die Heimatadresse des mobilen Knotens gesendet wurden, an den mobilen Knoten an seiner aktuellen Care-of-Adresse tunnelt.
In der IP-Paketübertragung wird Adressierung unter Verwendung von Bindungen ausgeführt, die enthalten die Heimatadresse des mobilen Knotens, das heißt die Adresse in dem zugeordneten Heimatnetzwerk, die Care-of-Adresse des mobilen Knotens und eine Registrierungslebensdauer. Wann immer ein mobiler Knoten 1 sich in ein fremdes Netzwerk bewegt, ist eine Bindungsaktualisierung erforderlich, die eine Nachricht ist, die einer Netzwerkeinheit, die die dann neue Care-of-Adresse für den mobilen Knoten 1 kennen muss, eine neue Bindung zur Verfügung stellt.
Im Allgemeinen kann jeder beliebige IP-Knoten die Eigenschaft besitzen, ein mobiler Knoten oder ein Korrespondenzknoten zu sein. Darüber hinaus wird angemerkt, dass 1 keine zusätzlichen Router zeigt, die möglicherweise zur Bereitstellung von Verbindungen zum Internet/Verbindungsnetzwerk eingerichtet sind.
Basierend auf dem Vorstehenden wird das vorliegende Ausführungsbeispiel im Folgenden mittels eines Beispiels einer Server-Farm genau beschrieben, die auf der Seite der 1 rechter Hand dargestellt ist, in der ein Server-Aufstellungsortsnetzwerk oder eine Server-Farm 4 mit dem Internet über einen Zugangsrouter (R) 5 verbunden ist, der sämtlichen mit mobilen IP in Verbindung stehenden Korrespondenzknoten, oder Hosts, Verarbeitung für eine Anzahl von Servern (S₁, S₂, ..., S_n) 4a bis 4n zur Verfügung stellt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel enthalten die Server 4a bis 4n keine Bindungszwischenspeicher. Stattdessen wird ein Bindungszwischenspeicher außerhalb der individuellen Korrespondenzknoten (zum Beispiel S₁ bis S_n 4a bis 4n) des serverseitigen Netzwerks 4 in einer Netzwerkeinheit bzw. einem Netzwerkelement, wie hier vorgeschlagen, verwaltet, der dann die erforderliche Bindungszwischenspeicherverarbeitung und Sicherheitsfunktionen für alle Server 4a bis 4n in dem serverseitigen Netzwerk 4 bereitstellt und damit die individuellen Korrespondenzknoten von allen Funktionalitäten in Bezug mit einem mobilen IP-Korrespondenzknoten entlastet.
Das Netzwerkelement, das diese Funktionalität bereitstellt, wird hier ein Korrespondenzagent (CA) 6 genannt und ist bevorzugt in einem oder einer Vielzahl von Routern integriert, durch die der Verkehr zu und von dem zugeordneten Korrespondenzknoten oder den Knoten geleitet wird.
Im Allgemeinen kann für einen individuellen Korrespondenzknoten, wie zum Beispiel ein Partner-Mobilendgerät, der Korrespondenzagent 6 in zum Beispiel den Zugangsrouter 5 oder irgendeinen Router auf einer höheren Schicht integriert werden, der diesen Korrespondenzknoten bedient. Soweit es Netzwerke am Aufstellungsort der Server, wie zum Beispiel das Serveraufstellungsortsnetzwerk 4, das in 1 gezeigt ist, betrifft, ist bzw. sind die bzw. der Router 5, der bzw. die das Unternetze bzw. die Unternetzwerke des Aufstellungsorts bedient bzw. bedienen, in diesem Fall bevorzugt angepasst, die Bindungszwischenspeicher im Namen aller Server 4a bis 4n, wie schematisch veranschaulicht, zu führen.
Etwas genauer umfasst der Korrespondenzagent Abrufmittel, die IP-Pakete, die von dem Internet/Verbindungsnetzwerk kommen, durch Erfassen ankommender IP-Pakete, die durch das Gerät geleitet werden, abrufen, Untersuchungsmittel, die jedes ankommende Paket nach mobilen IP-Bindungsaktualisierungen, die darin enthalten sind, untersuchen, Verarbeitungsmittel, die eine in einem Paket erfasste Bindungsaktualisierung verarbeiten, Bindungszwischenspeicherein tragsbildungsmittel, die einen Bindungszwischenspeichereintrag in einem zugeordneten Bindungszwischenspeicher außerhalb des Korrespondenzknotens basierend auf der erfassten Bindungsaktualisierung bilden, Austauschmittel, die die Care-of-Adresse des mobilen Knotens, die in einem Quelladressfeld der Bindungsaktualisierung enthalten ist, mit einer mobilen IP-Heimatadresse, wie sie in dem gebildeten Bindungszwischenspeichereintrag spezifiziert ist, austauschen und Routing-Mittel, die das Paket dann an einen Korrespondenzknoten leiten.
In Übereinstimmung mit dem Obigen besteht eine besondere Implementierung des Korrespondenzagenten 6 im Bereitstellen einer mobilen IP-Korrespondenzanwendung, die in das Netzwerk des bzw. der Korrespondenzknoten eingefügt bzw. angeschlossen werden kann und dann für sämtliche Funktionalität betreffend mobile IP-Korrespondenzknoten für sämtliche Korrespondenzknoten an einem Aufstellungsort sorgen.
Alternativ kann die Funktionalität des Korrespondenzagenten 6 auch als ein Erweiterungsgerät für als solches bekannte Sicherheitsanwendungen und Auslastungsausgleichsanwendungen eingerichtet werden, die allgemein stromaufwärts auf einer höheren Schicht des Zugriffsnetzwerkes abhängig von bestimmten Netzwerkdimensionierungsgründen vorgesehen sind.
Im Folgenden wird hier der Betrieb des oben erwähnten Korrespondenzagenten 6 schematisch beschrieben.
Im Fall von IP-Paketen, die vom IP-Netzwerk kommen, ruft der Korrespondenzagent 6 ein Paket ab durch Erfassen und Untersuchen jedes hereinkommenden Pakets, das durch ihn geleitet wird, nach mobilen IP-Bindungsaktualisierungen und bildet die Bindungszwischenspeichereinträge basierend auf den von dem mobilen Knoten 1 empfangenen Bindungsaktualisierungen. Mit anderen Worten die Bindungsaktualisierung wird an den Korrespondenzknoten gerichtet bzw. adressiert, aber durch den Korrespondenzagenten 6 verarbeitet.
Zusätzlich kann der Korrespondenzagent 6 konfiguriert sein, eine Bindungsbestätigung oder irgendeine andere benötigte Signalisierung gemäß dem mobilen IP, soweit notwendig, zu senden.
Nachdem eine erfasste mobile IP-Bindungsaktualisierung verarbeitet worden ist, falls es andere nicht mobile IP betreffende Optionen oder Nutzlast in dem Paket gibt, wird das Paket normal an den adressierten Korrespondenzknoten geleitet, zum Beispiel einen der Server 4a bis 4n oder einen "alleinstehenden" Korrespondenzknoten 3 des Internet/Verbindungsnetzwerks. Zu diesem Zweck werden die Inhalte des hereinkommenden Pakets verändert, um die Care-of-Adresse im Quelladressfeld mit der Heimatadresse des mobilen Knotens 1, wie entweder durch den Bindungszwischenspeichereintrag oder eine mögliche Heimatadressoption des mobilen IP spezifiziert, zu ersetzen.
Eine Care-of-Adresse im Quelladressfeld der Pakete, die zu einem Bindungszwischenspeichereintrag passt bzw. mit diesem übereinstimmt, kann in die Heimatadresse des mobilen Knotens geändert werden, wie sie aus dem Bindungszwischenspeichereintrag ermittelt wurde. Dies eignet sich für sowohl Pakete, die eine Bindungsaktualisierungsoption enthalten als auch für alle anderen Pakete.
Für alle hereinkommenden IP-Pakete mit einer mobilen IP-Heimatadresse, kann der Korrespondenzagent 6 konfiguriert werden, um sowohl die ursprüngliche Quelladresse mit der Heimatadresse in der Heimatadressoption zu ersetzen oder optional die Heimatadressoption aus dem Paket zu entfernen, wenn das Paket nicht gegen Veränderung geschützt ist. Es wird angemerkt, hinsichtlich des Letzteren, dass durch Belassen der Heimatadressoption an seiner Stelle kein Schaden für den betroffenen Korrespondenzknoten entsteht, selbst wenn er die Heimatadressoption verarbeitet, da sowohl die Heimatadressoption als auch das Quelladressfeld dieselbe IP-Adresse enthalten.
Zusätzlich wenn die Korrespondenzknoten die Heimatadressoptionsverarbeitung wie durch die Spezifikation des mobilen IP vorgeschrieben implementieren, gibt es keine funktionelle Beeinträchtigung beim intakt Belassen der Heimatadressoption und der begleitenden IP-Quelladresse, da der Korrespondenzknoten die Heimatadresse in der Heimatadressoption als logische Quelladresse verwenden würde, selbst wenn der Korrespondenzknoten keinen Bindungszwischenspeicher unterhält.
Für durch den Korrespondenzknoten an den mobilen Knoten 1 zurückgesendete IP-Pakete, kann der Korrespondenzagent 6 wiederum die gesendeten Pakete abfangen und sie entweder an den mobilen Knoten 1, gerade so wie es der Heimatagent machen würde, tunneln oder wenn das Paket nicht gegen Veränderung geschützt ist, einen Routing-Header hinzufügen, gerade so wie der Korrespondenzknoten selbst es tun würde, wenn er den Bindungszwischenspeicher in sich selbst angeordnet haben würde (entsprechend der normalen Korrespondenzknotenfunktionalität des mobilen IP).
In Fällen, in denen der mobile Knoten 1 mit mehr als einem Korrespondenzknoten hinter dem Korrespondenzagenten 6 korrespondiert, kann der Korrespondenzagent 6 eingerichtet sein, die Verarbeitung der Bindungsaktualisierungen nach der ersten empfangenen zu verwerfen oder zu begrenzen, da bereits eine aktive Bindung für dieselbe Heimatadresse in einer Korrespondenzknotenadressen-Abbildung (Mapping) vorhanden ist.
Darüber hinaus kann der mobile Knoten 1, der erkennt, dass die IP-Pakete von zusätzlichen Korrespondenzknoten nicht über den Heimatagenten ankommen, sondern direkt geleitet werden, konfiguriert sein, keine zusätzlichen Bindungsaktualisierungen zu senden (selbst wenn der mobile Knoten tatsächlich keine Bindungsaktualisierung mit der individuellen entsprechenden Adresse, die das Paket sendet, austauscht).
Wie oben beschrieben, ist der vorgeschlagene mobile IP-Korrespondenzagent 6 eine Netzwerkeinheit, die einen Bindungszwischenspeicher unterhält und mobiles IP betreffende Bindungsaktualisierungen und Sicherheitsfunktionalität im Namen der bzw. anstelle der Korrespondenzknoten selbst verwaltet. Sie ermöglicht zum Beispiel bestehenden Serverfarmen, unangetastet zu bleiben, während noch Unterstützung für direktes Routing der Korrespondenzknoten den mobilen IP-Clients hinzugefügt wird. Optional ermöglicht der vorgeschlagene Korrespondenzagent 6 einem mobilen Host, nur eine Bindung mit dem gesamten Server aufstellungsbereich zu führen, selbst wenn mit mehr als einem Korrespondenzknoten im betroffenen Aufstellungsbereich kommuniziert wird. Der vorgeschlagene Korrespondenzagent 6 ermöglicht weiter Anwendungsprodukte mit mobilen IP-Korrespondenzagenten zum Anschließen bzw. Einfügen und/oder "Plug-and-Play"-Unterstützung mobiler Clients seitens eines Serveraufstellungsort aufzubauen. Zusätzlich kann die Korrespondenzagentenfunktionalität auch in andere Netzwerkelemente wie zum Beispiel Zugangsrouter integriert werden.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf irgendwelche speziellen Signalisierungssequenzen zur Führung eines Bindungszwischenspeichers beschränkt ist, sondern in Verbindung mit beliebigen möglichen Bindungszwischenspeichersignalisierung verwendet werden kann. Daher kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Gerät zum Internet-Protokoll-Routing, wobei a) Verwaltungsmittel eingerichtet sind, eines mobilitätsbezogenen Bindungszwischenspeicher außerhalb eines individuellen Korrespondenzknotens (S1, ..., Sn, CN) zu verwalten; und b) Führungsmittel eingerichtet sind, den Bindungszwischenspeicher im Namen des Korrespondenzknotens (S1, ..., Sn, CN) zu führen, wobei das Gerät gekennzeichnet ist durch c) Austauschmittel, die eingerichtet sind, eine Care-of-Adresse im Quellenadressfeld eines Pakets, das durch einen mobilen Knoten (MN) gesendet und durch das Gerät geroutet wurde, mit einer Heimatadresse, wie von den Verwaltungsmittel gespeichert, auszutauschen.
Gerät gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Untersuchungsmittel, die eingerichtet sind, jedes Paket, das durch das Gerät geroutet wird, nach Nachrichten mit Bezug zu IP-Adressbindung zu untersuchen; Verarbeitungsmittel, die eingerichtet sind, die in einem Paket festgestellten Nachrichten mit Bezug zu IP-Adressbindung einschließlich jeglicher notwendiger Signalisierung für den Abschluss der Adressbindungsverarbeitung, zu verarbeiten; und Bildungsmittel für einen Eintrag in den Bindungszwischenspeicher, die eingerichtet sind, einen Bindungszwischenspeichereintrag in einem Zwischenspeicher für Bindungen basierend auf der Adressbindungsverarbeitung zu bilden.
Gerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel eingerichtet sind, für die zugehörigen Sicherheitsfunktionen zu sorgen.
Gerät gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch Modifizierungsmittel, die eingerichtet sind, die Nachrichten mit Bezug zu IP-Adressbindung nach der Verarbeitung durch die Verarbeitungsmittel aus dem Paket zu entfernen.
Gerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass mehrere korrespondierende Knoten (S1, ..., Sn) in der Routing-Richtung vorhanden sind, die Verarbeitungsmittel eingerichtet sind, die Verarbeitung der Nachrichten mit Bezug zu IP-Adressbindung abzubrechen, nach dem die erste Adressbindungsverarbeitung, die dieselbe Heimatadressen-zu-Care-of-Adressen-Abbildung festlegt, verarbeitet worden ist.
Gerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersuchungsmittel vorgesehen sind, jedes Paket, das durch das Gerät geroutet wird, nach einer Quellenadresse und optional einer Heimatadress-Option des mobilen IP, die zu einem vorhandenen Bindungszwischenspeichereintrag passt, zu untersuchen; und Routingmittel vorgesehen sind, um das Paket zu einem Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN), der durch die Zieladresse in dem Paket festgelegt ist, zu routen; wobei die Austauschmittel vorgesehen sind, die Care-of-Adresse in dem Quellenadressfeld von einem passenden Paket mit einer Heimatadresse, wie in dem passenden Bindungszwischenspeichereintrag festgelegt, auszutauschen.
Gerät gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch Entfernungsmittel, die eingerichtet sind, die Heimatadress-Option des mobilen IP aus dem Paket zu entfernen.
Gerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersuchungsmittel vorgesehen sind, die Zieladresse von jedem IP-Paket, das durch das Gerät geroutet wird, nach einer Passung mit einer Heimatadresse in einem vorhandenen Bindungszwischenspeichereintrag zu untersuchen.
Gerät gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch Abfangmittel, die eingerichtet sind, das passende IP-Paket abzu fangen und das Paket zu der Care-of-Adresse des Empfängers, wie anhand des passenden Bindungszwischenspeichereintrag festgestellt, zu tunneln.
Gerät gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch Hinzufügungsmittel, die eingerichtet sind, einen Routing-Header zu dem passenden IP-Paket hinzuzufügen, um das Paket an die Care-of-Adresse des Empfängers, wie anhand des passenden Bindungszwischenspeichereintrag festgestellt, zu routen.
Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät in einem oder einer Vielzahl von Routern, durch die der Verkehr zu und von dem Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN) geroutet wird, angeordnet ist.
Gerät gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für einen individuellen Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN) das Gerät in einem Zugangsrouter, der den individuellen Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN) bedient, angeordnet ist.
Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eingerichtet ist, als eine Anwendung, die angepasst ist, in ein Netzwerk aus Korrespondenzknoten angeschlossen zu werden und für mobiles IP betreffende Funktionalitäten aller Korrespondenzknoten für alle Korrespondenz-Hosts in dem Netzwerk zu sorgen.
Gerät gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät als eine Erweiterung für Sicherheitsanwendungen und/oder Auslastungsausgleichsanwendungen vorgesehen ist.
Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen individuellen Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN) das Gerät in einem Router auf höhere Schicht, der den Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN) bedient, angeordnet ist.
Verfahren zum Internet-Protokoll-Routing, das ein Internet-Protokoll-Routinggerät verwendet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Verwalten eines mobilitätsbezogenen Bindungszwischenspeichers außerhalb eines individuellen Korrespondenzknotens (S1, ..., Sn, CN); und b) Führen des Bindungszwischenspeichers im Namen des Korrespondenzknotens (S1, ..., Sn, CN), wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch den Schritt c) Austauschen einer Care-of-Adresse in dem Quellenadressfeld eines Pakets, das von einem mobilen Knoten (MN) gesendet und durch das Gerät mit einer Heimatadresse, wie in dem Verwaltungsschritt speichert, geroutet wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Schritte: Untersuchen jedes Pakets, das durch das Routing-Gerät geroutet wird, nach Nachrichten mit Bezug zu IP-Adressbindung; Verarbeiten der Nachrichten mit Bezug zu IP-Adressbindung, die in einem Paket erkannt wurden, einschließlich jeglicher notwendiger Signalisierung für den Abschluss der Adressbindungsverarbeitung; und Bilden eines Bindungszwischenspeichereintrags in einem Bindungszwischenspeicher basierend auf der Adressbindungsverarbeitung.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt, der Adressbindungen betrifft, aus dem Paket nach dem Verarbeitungsschritt entfernt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, in dem mehrere Korrespondenzknoten in der Routing-Richtung vorhanden sind, die Verarbeitung von Adressbindungsnachrichten abgebrochen wird, nach dem die erste Adressbindungsverarbeitung, die dieselbe Heimatadressen-zu-Care-of-Adressen-Abbildung festlegt, verarbeitet worden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Schritte: Untersuchen jedes Pakets, das durch das Gerät geroutet wird, nach einer Quellenadresse und optional einer Mobil-IP-Heimatadressen-Option, die zu einem vorhandenen Bindungszwischenspeichereintrag passt; und Routen des Pakets zu einem Korrespondenzknoten (S1, ..., Sn, CN), der durch die Zieladresse in dem Paket festgelegt ist; wobei die Care-of-Adresse in dem Quellenadressfeld von einem passenden Paket mit einer Heimatadresse, wie sie in dem passenden Bindungszwischenspeichereintrag festgelegt ist, ausgetauscht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 20, gekennzeichnet durch den Schritt des Entfernens der Heimatadress-Option des mobilen IP aus dem Paket.
Verfahren gemäß Anspruch 16, gekennzeichnet durch den Schritt des Untersuchens jedes Pakets, das durch das Gerät geroutet wird, nach einer Zieladresse, die zu einer Heimatadresse in einem vorhandenen Bindungszwischenspeichereintrag passt, wenn IP-Pakete an das IP-Netzwerk durch einen beliebigen entsprechenden Knoten gesendet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 22, gekennzeichnet durch Abfangen eines passenden IP-Pakets und Tunnel des Pakets an die Care-of-Adresse des Empfängers, wie anhand des passenden Bindungszwischenspeichereintrag festgestellt.
Verfahren gemäß Anspruch 22, gekennzeichnet durch Hinzufügen eines Routing-Headers zu einem passenden IP-Paket, um das Paket an die Care-of-Adresse des Empfängers, wie anhand des passenden Bindungszwischenspeichereintrag festgestellt, zu routen.
Ein Internet-Protokoll-Routingsystem, umfassend ein Mobil-Internet-Protokoll-Routinggerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.