專利名稱：網(wǎng)絡中的路由選擇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在網(wǎng)絡中、尤其在與移動節(jié)點連接的網(wǎng)絡中的路由選擇。
背景技術：
圖1是允許與移動裝置5的無線通信的網(wǎng)絡1的示意圖示。移動裝 置可為例如移動電話或諸如BlackBerryTM裝置的手持無線裝置，并通 常被稱為"移動節(jié)點"(MN)。
眾所周知，移動節(jié)點5可經(jīng)由多個接入點4 ( "AP")中之一連接 到網(wǎng)絡l。每個接入點具有地理覆蓋范圍的所定義區(qū)域，且由于移動 節(jié)點5移動，當它從一個接入點服務的地理區(qū)域轉(zhuǎn)到另 一接入點服務 的地理區(qū)域時，它被從一個接入點交接到另一接入點。在移動節(jié)點從 一個接入點交接到另 一接入點時，移動節(jié)點的用戶沒有體驗到通信的 任何故障或中斷是合乎需要的。
基于網(wǎng)絡的本地移動性管理(Network-based Local Mobility Mangement: NetLMM)是IETF認可的給移動節(jié)點提供擴展層2鏈路假 象的方法。對NetLMM問題的一種具體解決方案目前正在IETF的 NETLMM工作組中被標準化。如IETF正在開發(fā)的基本體系結構在圖1 中給出，并由H. Levkowetz、 Editor等人在"The NetLMM Protocol"因 特網(wǎng)草案draft-giaretta-netlmm-dt-protocol-02 (進行中，2006年10月) 進行了描述。
在圖1的網(wǎng)絡中，又#1稱為移動接入網(wǎng)關(Mobile Access Gateway: MAG)的若干接入路由器(Access Router: AR) 3a、 3b、 3c參與到 NetLMM域(domain) 。 NetLMM域的接入^各由器與本地移動性錨2a、 2b相關聯(lián)；在圖l的示例中，接入路由器3a、 3b參與到與一個本地移動性錨2a相關聯(lián)的一個NetLMM域，而接入路由器3c參與到與另 一本地 移動性錨2b相關聯(lián)的不同NetLMM域。在一個NetLMM域中的接入路 由器都在它們的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP)路由器通告(RA)消息中宣告 相同的IPv6路由選擇前綴。這創(chuàng)建了在這些AR之間擴展相同IPv6鏈路 的假象，因而只要該移動節(jié)點停留在該NetLMM域就避免了對移動節(jié) 點與NetLMM域之間的任意顯式移動性信令的需要。換句話說，移動 節(jié)點只要其移動性被限制在該NetLMM域內(nèi)就保持其IP地地r^圖1 中，在受控于接入路由器的 一個接入點與受控于同 一接入路由器的另 一接入點之間移動(圖l中用"鏈路內(nèi)移動性"表示)的移動節(jié)點或 者在受控于接入路由器的一個接入點與受控于另一接入路由器但與 和第 一接入路由器相同的本地移動性錨相關聯(lián)的另 一接入點之間移 動(圖l中用"本地移動性"表示)的移動節(jié)點停留在一個NetLMM域 中。但是，在受控于和一個本地移動性錨相關聯(lián)的接入路由器的一個 接入點與受控于和另 一本地移動性錨相關聯(lián)的接入路由器的另 一接 入點之間移動(圖l中用"全局移動性"表示)的移動節(jié)點從一個 NetLMM域移動到另一NetLMM域。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面提供了包括布置在一個或多個NetLMM域中的多個 接入路由器的網(wǎng)絡。該域包括存儲在一個或多個布隆過濾器(Bloom filter)或布隆過濾器等同物(equivalent)中的分布式路由選擇信息。 "布隆過濾器等同物"表示可用來測試要素是否是集合的成員、 并且與布隆過濾器一樣或更適合集合隸屬關系(membership)的壓縮 表示的任意數(shù)據(jù)結構。例如，備選地本發(fā)明可使用存儲路由選擇信息 的近似狀態(tài)機而不是布隆過濾器來實現(xiàn)。
路由選擇信息包含關于哪些移動節(jié)點當前處于該域的哪些接入 路由器之后的信息，以便允許去往指定移動節(jié)點的分組被引導到正確 的接入路由器(即到指定移動節(jié)點當前處于其之后的接入路由器)。"分布式"路由選擇信息表示該路由選擇信息在域的接入路由器上是 分布式的，而不是位于中心知識庫。優(yōu)選地，該域的接入路由器維持 對當前與該域相關聯(lián)的移動節(jié)點的路由選擇信息。
本發(fā)明因此用由域的NetLMM接入路由器一起實現(xiàn)的分布式路由 選擇結構代替圖l網(wǎng)絡的集中式NetLMM本地移動性錨(LMA)點功 能性。這可提供更好的縮放性。此外，圖l的本地移動性錨的排除消 除了詞絡故障的潛在個別原因。通過使用布隆過濾器「^吏得^#方法 的存儲與通信開銷可接受。
規(guī)定網(wǎng)絡包括布置在一個或多個域中的多個接入路由器并不旨 在排除該網(wǎng)絡可包含不在該域中的一個或多個其它接入路由器的可 能性。
優(yōu)選地，接入路由器與相應本地布隆過濾器或布隆過濾器等同物 相關聯(lián)；接入路由器的本地布隆過濾器或布隆過濾器等同物包括與當 前從接入路由器可到達的移動節(jié)點有關的信息。
用于域的分布式路由選擇信息可被存儲在與布置在分布式體系 結構中的接入路由器相關聯(lián)的相應布隆過濾器或布隆過濾器等同物 中。在完全分布式體系結構(例如圖2)中，用于域的路由選擇信息 包括與該域的每個接入路由器相關聯(lián)的相應布隆過濾器或布隆過濾 器等同物。但是在部分分布式體系結構中，具有從屬于其的一個或多 個分級接入路由器的接入路由器送出含有與當前處于分級接入路由 器之后的移動節(jié)點有關的信息的布隆過濾器或布隆過濾器等同物。
接入路由器中之一可適合在當前處于該接入^各由器之后的移動 節(jié)點中存在變化時更新其相應布隆過濾器或布隆過濾器等同物。
這些接入路由器可包含主身份協(xié)議代理(Host Identity Protocol proxy)。
域可還包括在接入路由器中之一以下分級關聯(lián)的一個或多個分 級接入路由器。在這種情況下，具有分級相關接入路由器的接入路由 器可適合從其關聯(lián)分級相關接入路由器中的每個接收相應布隆過濾器或布隆過濾器等同物，并確定收到的布隆過濾器或布隆過濾器等同
物與其自身布隆過濾器或布隆過濾器等同物的并集(union)。它還可 適合將收到的布隆過濾器或布隆過濾器等同物與其自身布隆過濾器 或布隆過濾器等同物的并集轉(zhuǎn)發(fā)給該域的其它接入路由器。
布隆過濾器或布隆過濾器等同物可為計數(shù)(counting)布隆過濾 器計數(shù)。
本發(fā)明的第二方面提供一種在NetLMM域t^供^各由選#^妁 方法，包括在該域的接入路由器，由于處于該接入路由器之后的移 動節(jié)點的變化而更新含有與當前處于該接入路由器之后的移動節(jié)點 有關的信息的第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物。與第一布隆過濾 器或布隆過濾器等同物的更新有關的信息被發(fā)送給該域的至少 一 個 其它接入^各由器。
可使用流行性算法(epidemic algorithm)來向其它接入路由器發(fā) 送與第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物的更新有關的信息。
所述變化可為在該接入路由器之后的移動節(jié)點的到達。在這種情 況下，所述方法可包括向該接入路由器的第一布隆過濾器或布隆過濾 器等同物添加該移動節(jié)點的身份。與第一布隆過濾器或布隆過濾器等 同物的更新有關的信息可被尋址到該移動節(jié)點先前在其之后的接入 路由器。
備選地，所述變化可為移動節(jié)點從該接入路由器之后的消失。在 這種情況下，所述方法可包括從該接入路由器的第一布隆過濾器或布 隆過濾器等同物刪除該移動節(jié)點的身^f分。與第一布隆過濾器或布隆過 濾器等同物的更新有關的信息可被尋址到最近已發(fā)送去往該移動節(jié) 點的信息的接入路由器。
該方法還包括以下步驟(i)創(chuàng)建含有與當前處于接入路由器之后 的移動節(jié)點有關的信息的第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物，以及 (ii)向該域的至少一個其它接入路由器發(fā)送與創(chuàng)建的第 一布隆過濾器 或布隆過濾器等同物有關的信息。步驟(ii)可還包括向該域的接入網(wǎng)關發(fā)送步驟(i)中獲得的第 一布 隆過濾器或布隆過濾器等同物。
該方法還包括在接入路由器接收與處于第三接入路由器之后的 移動節(jié)點的變化有關的信息。然后在該接入^^由器更新包含與當前處 于第三接入路由器之后的移動節(jié)點有關的信息的第二布隆過濾器或 布隆過濾器等同物。
該方法可包括在接入路由器維持多個第-^4H奩過濾器i^W過 濾器等同物。各第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物含有與當前處于 相應其它接入路由器之后的移動節(jié)點有關的信息。
該方法可包括在接入路由器維持第三布隆過濾器或布隆過濾器 等同物。第三布隆過濾器或布隆過濾器等同物含有至少與在該接入路 由器到來的分組的來源有關的信息。
可從第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物識別移動節(jié)點已經(jīng)處 于其后的接入路由器。
可從第三布隆過濾器或布隆過濾器等同物識別已經(jīng)發(fā)送了去往 該移動節(jié)點的分組的接入路由器。
本發(fā)明的第三方面提供路由分組的方法，該方法包括以下步驟 在NetLMM域的接入路由器或接入網(wǎng)關接收分組；以及從存儲在一個 或多個布隆過濾器或布隆過濾器等同物中的路由選擇信息確定分組 的目的地。
所述目的地可為從在該域內(nèi)的其它接入路由器可到達的移動節(jié)點。
確定分組目的地的步驟可包括在接入路由器查詢從該域的其它 接入路由器收到的相應布隆過濾器或布隆過濾器等同物。
該方法還包括將分組路由到從路由選擇信息確定的目的地。 本發(fā)明的第四方面提供NetLMM域的接入路由器。該接入路由器 包括存儲在第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物的路由選擇信息。第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物包括與當前處于接入路由器之后
ii該接入路由器可適合由于至在該接入路由器之后的所述移動節(jié) 點中之一的路線的變化而更新第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物， 并適合向該域的至少一個其它接入路由器發(fā)送與第一布隆過濾器或 布隆過濾器等同物的更新有關的信息。
該接入路由器可適合在該接入路由器之后的移動節(jié)點的到達之 后將該移動節(jié)點 的身份添加到第 一布隆過濾器或-牟隆過濾器^^H
該接入路由器可適合在該接入路由器之后的移動節(jié)點的消失之 后從第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物刪除該移動節(jié)點的身份。
該接入路由器可適合使用流行性算法向該域的其它接入路由器 發(fā)送與第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物的更新有關的信息。
第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物可為計數(shù)布隆過濾器或?qū)?應的等同數(shù)據(jù)結構。
第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物可為含有與當前處于接入 路由器之后的移動節(jié)點有關的信息的布隆過濾器或布隆過濾器等同 物和含有與當前處于在該接入路由器以下分級關聯(lián)的另 一接入路由 器之后的移動節(jié)點有關的信息的布隆過濾器或布隆過濾器等同物的 并集。
該接入路由器可還包括第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物。第 二布隆過濾器或布隆過濾器等同物包含與當前處于另 一接入路由器 之后的移動節(jié)點有關的信息。
該接入路由器可適合從所述另一接入路由器接收與對第二布隆 過濾器或布隆過濾器等同物的更新有關的信息。
該接入路由器可還包括第三布隆過濾器或布隆過濾器等同物。第 三布隆過濾器或布隆過濾器等同物至少包含與在該接入路由器的入
局(incoming)分組的來源有關的信息。
12現(xiàn)在將參考附圖以示例性示例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，
其中
圖1是IETF NETLMM工作組提議的網(wǎng)絡體系結構的示意框圖2是本發(fā)明的 一種網(wǎng)絡體系結構的示意框圖3是本發(fā)明的 一種網(wǎng)絡體系結構的示意框圖4是本發(fā)明的 一 種網(wǎng)絡體系結構的示意框圖5是^^發(fā)明的發(fā)起路^i^擇方法韻示意流程國；
圖6是本發(fā)明的生成路由選擇信息的方法的示意流程圖7是示出在移動節(jié)點移動時所執(zhí)行的步驟的示意流程圖。
具體實施例方式
將參考其中路由選擇信息被存儲在布隆過濾器中的實施例描述 本發(fā)明。但是，本發(fā)明不局限于使用布隆過濾器，且本發(fā)明可通過將 路由選擇信息存儲在同樣或更適合集合隸屬關系的緊湊表示的任意 數(shù)據(jù)結構中來實現(xiàn)。例如，備選地，本發(fā)明可通過使用存儲路由選擇 信息的近似狀態(tài)機(Approximate State Machine)來實現(xiàn)。近似狀態(tài)機 例如由Bonomi等人在ACM SIGCOMM 2006會議的會議集中在 "Beyond Bloom Filters: From Approximate Membership Check to Approximate State Machines"(可在http:〃www.sigcomm.org/sigcomm 2006/discussion/showpaper.php paper id二30^孚至U )中進4亍了描述。
圖2是示出依照本發(fā)明的 一種實施例的網(wǎng)絡10的示意框圖。在圖2 的網(wǎng)絡10中，接入路由器/移動接入網(wǎng)關13a-13e屬于一個NetLMM域， 而接入路由器/移動接入網(wǎng)關13f屬于另一NetLMM域(在圖2中沒有全 部示出)。各接入路由器具有一個或多個關聯(lián)接入點(為清晰起見， 從圖2中省略了與接入路由器13a-13c關聯(lián)的接入點)。域的接入路由 器具有分布式體系結構，且不需要圖l的本地移動性錨。
圖2的分布式體系結構要求路由選擇信息在NetLMM域的各接入 路由器13a-13e之間是分布式的，以便給出由NetLMM域的接入路由器一起實現(xiàn)的分布式路由選擇結構。依照本發(fā)明，通過使用布隆過濾器 來存儲路由選擇信息，使得這種方法的存儲與通信開銷可容忍。布隆 過濾器是表示集合隸屬關系的存儲效益方法。它們在例如
http:〃en.wikipedia,org/wiki/Blooom filter進4亍了詳纟田描述。
起初，在NetLMM域中的各接入路由器計算表示當前在其之后的 移動節(jié)點的集合的本地布隆過濾器。使用計數(shù)布隆過濾器代替簡易布 隆過濾器是優(yōu)選詢，因為這使得在移動節(jié)點離開一個接入路由^I中從 該接入路由器的布隆過濾器刪除節(jié)點更容易。接著，在該域中的每個 接入路由器的本地布隆過濾器被分發(fā)給特定NetLMM域中的所有其它 接入^各由器，且還被分發(fā)給面向該網(wǎng)絡的固定部分或任意外部網(wǎng)絡的 任意最終接入網(wǎng)關。接入路由器向該域的其它接入路由器并向該域的 接入網(wǎng)關發(fā)送的布隆過濾器，在被其它接入路由器或任意接入網(wǎng)關收 到時被稱為"出局(Outgoing)布隆過濾器"。出局布隆過濾器用于 提供該域中的分組路由選擇信息。(要注意，接入網(wǎng)關并不創(chuàng)建本地 布隆過濾器，因為移動節(jié)點在不丟失其目前基于NetLMM的IP地址的 情況下不能移到網(wǎng)絡的那些部分。即，移動性被限制到NetLMM域中 的接入路由器集合，且本發(fā)明能因此提供鏈路內(nèi)或本地移動性但不提 供全局移動性)。
這種方法在圖5中示意示出。起初，在步驟l，對域的一個接入路 由器確定布隆過濾器，以便表示當前在該接入路由器之后的移動節(jié)點 的集合。接著在步驟2，該布隆過濾器被發(fā)送給該域的其它接入路由 器(并還被發(fā)送給該域的任意接入網(wǎng)關)。接著在步驟3，判決是否 已對該域中要確定布隆過濾器的所有接入路由器確定了布隆過濾器， 且重復步驟1與2直到在步驟3獲得"是"判決。
用于NetLMM域中的每個接入路由器的出局布隆過濾器一起構成 該域的路由選擇表。當在例如域的接入網(wǎng)關接收到去往指定移動節(jié)點 的分組時，必需確定該分組將,皮發(fā)送到哪個4妄入^^由器。為此，參考 來自該域的所有接入路由器的出局布隆過濾器(例如，使用O(log n)
14算法)，以便確定該指定移動節(jié)點當前處于哪個接入路由器之后。接
著，將分組發(fā)送給該接入路由器。(符號"O(logn)"是用于算法復雜 性測量的標準符號。它基本上表示以對數(shù)縮放的任意算法，即假設算 法對n個元素起作用則需要O(log n)次運算來運行該算法，其中O為線 性函數(shù)。)
使用布隆過濾器的一個好處是，使用適當硬件能夠并行(即同時) 檢查大量布隆過濾器。附時參考該域妁接入路由器的出-局布l^it濾器 是優(yōu)選的，因為這使確定將向其發(fā)送分組的接入路由器所需的時間最 小。對布隆過濾器的同時檢查在例如以下文檔進行了描述(在不同上 下文中)
http:〃www.arl.wustl.edu/~sarang/Deep.. Packet Inspection —using Parallel
Bloom filters.r)df h加:〃drona.csa.iisc.emet.in/ mit/papers/HiPC05.pdf
要注意，布隆過濾器的一個特征是它可給出偽真(false positive)， 但是不會給出偽假(false negative )。即，在參考來自NetLMM域的所 有接入路由器的出局布隆過濾器以確定指定移動節(jié)點當前處于該域 的哪個接入路由器之后時，可能返回多于一個的匹配一即除了識別 在該域中指定移動節(jié)點當前在其之后的真正接入路由器外，還可能將 一個或多個別的接入路由器錯誤地識別為具有當前處于它們之后的 指定移動節(jié)點。這種情況下，分組被路由到所識別的接入路由器中的 每一個，只不過最終被任意不正確識別的接入路由器丟棄，任意不正 確識別的接入路由器將注意到所收到的分組去往在該接入路由器不 存在的移動節(jié)點。
由于布隆過濾器不給出偽假，因此在參考出局布隆過濾器時所返 回的接入路由器列表必須包括正確的接入路由器，即必須包括指定移 動節(jié)點當前在其之后的接入路由器。
這種方法的原理步驟在圖6中示出。起初，在步驟l，在域的接入 路由器或接入網(wǎng)關接收到去往該域的移動節(jié)點的分組。因此，在這種 方法中，接入路由器或接入網(wǎng)關起初參考(步驟2)從該域的一個接入路由器收到的出局布隆過濾器，以便確定該移動節(jié)點當前是否處于 該接入路由器之后。接著，檢查(步驟3)是否已經(jīng)參考從該域的每 一個接入路由器收到的出局布隆過濾器。如果還沒有檢查所有布隆過 濾器，則針對從該域的另 一接入路由器收到的出局布隆過濾器重復步
驟2并再次重復步驟3。(可使用適當?shù)挠嫈?shù)器來追蹤已經(jīng)參考了哪些 布隆過濾器，其中該計數(shù)器在步驟3的每個"否"判決之后遞增。) 重復步驟2與3,直到已經(jīng)參考了該域中每一個其它接入路由器的出局 布隆過濾器，且在步驟3獲得"是"的判決。然后，將分組發(fā)送給(步 驟4)在步驟2得出"是"判決的每一個接入路由器。
備選地，發(fā)送分組的步驟可在步驟3之前執(zhí)行，使得每當在步驟2 獲得"是"判決時，將分組發(fā)送給具有給出了 "是"判決的布隆過濾 器的接入路由器。
如果每一個布隆過濾器給出"否"判決，則這將表明目標移動節(jié) 點不在該域的任意接入路由器之后(例如，如果該移動節(jié)點剛好離開 該域)。這種情況下，只將該分組丟棄，如在IP網(wǎng)絡中已知的那樣。
如果分組去往與接入路由器本地附連的移動節(jié)點，則該接入路由
器可使用其入局布隆過濾器(將在下文定義)來路由該分組，或者它 可在參考其布隆過濾器之前使用其它路由選擇機制來路由該分組。使
用接入路由器的入局布隆過濾器可更有資源效益。
只要移動節(jié)點從一個接入路由器移到另 一接入路由器，就必須更 新對應的布隆過濾器。這在下文詳細描述，但是簡單的說，這通過將 對應變化分發(fā)給域中的所有接入路由器中的相關布隆過濾器來實現(xiàn)。 該原理步驟在圖7中示出。
在圖7的步驟l,移動節(jié)點從一個接入路由器移動到另一接入路由 器。在步驟2，"新"接入路由器(即移動節(jié)點已經(jīng)移到的接入路由 器)將該移動節(jié)點的身份添加到其本地布隆過濾器，且在步驟3將對 應變化的細節(jié)發(fā)送給在該域中的所有其它接入路由器，并發(fā)送給該域 中的任意接入網(wǎng)關，使它們更新其各自的出局布隆過濾器。同樣，在步驟4,"舊"接入路由器(即，移動節(jié)點從其移出的接入路由器)
從其本地布隆過濾器刪除該移動節(jié)點的身份，并在步驟5將對應變化 的細節(jié)發(fā)送給該域中的其它接入路由器(以下除外在如圖4的半分 布式體系結構的情況下，"舊"接入路由器不把變化的細節(jié)直接發(fā)送 給分級從屬于另一接入路由器的接入路由器13e、 13f)，并發(fā)送給該 域中的接入網(wǎng)關，使它們更新其各自的出局布隆過濾器。(有可能發(fā) 送整個更新的布隆過濾器而不是發(fā)送對布隆過濾器的更新的細節(jié)，但 是在實踐中，這可能由于需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量而不合乎需要。)
圖7中，步驟2與3在"新"接入路由器執(zhí)行，而步驟4與5在"舊" 接入路由器執(zhí)行。因此在圖7中，步驟2與3示出為與步驟4與5并行發(fā) 生，執(zhí)行步驟2與4或者步驟3與5的確切順序不是根本。要注意，起初 使新接入路由器向其它接入路由器并向任意接入網(wǎng)關發(fā)送其已更新 布隆過濾器的細節(jié)就足夠。舊接入路由器向其它接入路由器并向任意 接入網(wǎng)關發(fā)送其已更新布隆過濾器的細節(jié)的任意延遲將只意味著分 組將被發(fā)送到新舊接入路由器一如同在布隆過濾器中固有偽真所導 致的任意偽真的情況，由于從接入路由器的本地布隆過濾器刪除移動 節(jié)點的延遲而導致的任意偽真僅引起某些分組在網(wǎng)絡中被復制、只不 過最終被注意到收到的分組去往不再處于其后的節(jié)點的接入路由器 丟棄。相應地，可用懶散(lazy)、流行性(epidemic)方式來分發(fā)對 應的添加與刪除。在優(yōu)選實施例中，從AlanDemers等人的"Epidemic algorithm for replicated database maintenance" ( 6th PODC， pages 1-12， New York, NY， 1987)采納的流行性閑聊(epdemic gossiping )算法被 改進成遵守該域的所觀察業(yè)務模式，因此提供增加的效率。
與圖1的當前IETF NetLMM體系結構相比，本發(fā)明提供以下優(yōu)點 排除本地移動性錨意味著在網(wǎng)絡中不存在單個故障點。本發(fā)明還提供 比圖l的分級接入路由器可能更好的縮放性。
此外，本發(fā)明還可與Marks與Clerk參考P54283WO的、具有與本 發(fā)明相同申請日的共同未決申請PCT/EP 2007/......中描述的發(fā)明"Network-Based Local Mobility Management" —起應用，其中圖1網(wǎng) 絡的接入路由器提供有HIP (Host Identity Protocol:主身份協(xié)議)功能 性。簡而言之，在基本NetLMM解決方案中，假設接入路由器/移動接 入網(wǎng)關是靜止的。在它們能夠?qū)τ谙聦覫P基礎設施四處移動而這些變 化對NetLMM功能性不可見的意義上，通過4吏用基于HIP的移動性，該 共同未決發(fā)明允許它們是移動的。因此，該共同未決發(fā)明允許支持移 動子網(wǎng)絡與其它類型的移動路由器。當把本發(fā)明與該共同未決發(fā)明結 合時，該結合允許移動NetLMM接入路由器相互連接，而不需要額外 的基礎設施。圖3是示出其中圖2實施例的接入路由器提供有HIP功能 性的實施例的示意框圖。
合并HIP功能性的其它細節(jié)可在共同未決申請PCT/EP 2007/......
中找到，該申請的內(nèi)容通過引用合并于此。
在圖2的實施例中，接入路由器具有完全分布式體系結構。但是， 本發(fā)明不限于此，且還可應用到如圖4所示的部分分布式體系結構中。 在圖4的部分分布式體系結構中，單個接入路由器通過僅僅形成它從 在其下面的接入路由器收到的本地布隆過濾器的并集來表示接入路 由器的分級。接著，它將該并集分發(fā)給其它接入路由器，同時它自己 將所收到的本地布隆過濾器保持分離，作為其與在其下面的接入路由 器有關的出局布隆過濾器，以便能夠正確路由任意收到的分組。在圖 4的示例中，接入路由器13a-13d具有如上文所述的分布式體系結構。 但是，接入路由器13d表示接入路由器的分級，這里用兩個接入路由 器13e、 13f表示。接入路由器13e、 13f將其本地布隆過濾器轉(zhuǎn)發(fā)給接 入路由器13d,接入路由器13d形成接入路由器13e、 13f的本地布隆過 濾器與其自身布隆過濾器的并集，并將該并集轉(zhuǎn)發(fā)給在NetLMM域中 的其它接入路由器13a-13c且還轉(zhuǎn)發(fā)給該域中的任意接入網(wǎng)關(未示 出)。當在例如接入路由器13a接收到去往處于接入路由器13d、 13e 或13f中任一個之后的移動節(jié)點的入局分組時，接入路由器13a將參考 其出局布隆過濾器、確定該分組將被發(fā)送給接入路由器13d,然后將該分組發(fā)送給接入路由器13d。
接入路由器13d維持在其下面的接入路由器13e、 13f的各出局布隆 過濾器(即接入路由器13e、 13f送出的本地布隆過濾器)以及其自身 的本地布隆過濾器。在分組到達接入路由器13能，接入路由器13d參 考本地布隆過濾器與其出局布隆過濾器，以便確定該分組去往的移動 節(jié)點在接入路由器13d本身之后、在接入路由器13e之后、在接入路由 器13f之后還是在任意其它接入路由器之后，并相應地路由該分組。
備選地，圖4的實施例可通過給接入路由器13a-13f提供HIP功能性 來實現(xiàn)。原則上，還能夠通過只給具有分布式體系結構的接入路由器 13a-l 3d提供HIP功能性來實現(xiàn)圖4的實施例。
現(xiàn)將詳細描述本發(fā)明的各種特征。基本上，有三個主要部分
1. 維持Ne仏MM域的結構或哪些接入^各由器正參與到該域 的知識。
2. 維持關于移動節(jié)點的位置信息。
3. 優(yōu)選用于凄t據(jù)更新的流行性算法。
在圖2的實施例中，在NetLMM域中的所有接入路由器需要維持在 該域中的其它接入路由器的路由選擇信息(但是，這對于圖4的部分 分布式實施例并非如此)。單個接入路由器可被認為是NetLMM域的 退化形式。
為了將新接入路由器加入到現(xiàn)有NetLMM域，需要給它指派身份。 在如圖2的簡單NetLMM網(wǎng)絡中，這種身份可能為例如新接入路由器的 靜態(tài)IP地址。另一方面，在如圖3的基于HIP代理的NetLMM網(wǎng)絡中， 該身份可為新接入路由器的HIP身份(公共密鑰)。
為了加入該域，新接入路由器需要執(zhí)行以下功能
1. 了解該域中所有現(xiàn)有接入路由器的布隆過濾器?？蓮囊呀?jīng) 處于該域的任意接入路由器了解到這些。
2. 將其身份及其初始本地布隆過濾器分發(fā)給該域中的所有 現(xiàn)有接入路由器，并分發(fā)給該域中的任意接入網(wǎng)關。 一種
19實現(xiàn)方法是僅分發(fā)新接入路由器的身份，因為初始布隆過 濾器可被假設為空。備選地，通過允許由于新接入路由器 開始推送其本地布隆過濾器的副作用而建立新接入^各由 器的身份，甚至可能沒必要分發(fā)該身份(參見下文)。
在圖4的部分分布式實施例中，當例如接入路由器13f加入時，它 需要只向接入路由器13d發(fā)送其身份及本地布隆過濾器，接入路由器 13d然后更新其布隆過濾器(即，將收到的布隆過濾器添加為與接入 路由器13f相關的新出局布隆過濾器，并更新或復原并集布隆過濾器)， 并將對先前送出的布隆過濾器并集的改變的細節(jié)發(fā)送給在該域中具 有分布式體系結構的其它接入路由器13a-13c(并發(fā)送給該域中的任意 4妾入網(wǎng)關)。
為了從域中刪除接入路由器，刪除該接入路由器的身份，并從該 域的其它接入路由器刪除對應出局布隆過濾器。 一種可能的實現(xiàn)方法 是給布隆過濾器更新協(xié)議添加表示所涉及接入路由器正被刪除的標 記。
合并兩個(或多個)域是可能的。合并域時，假設所有接入路由 器具有不同身份。因此，為了加入域，用該域的所有接入路由器的身
份及布隆過濾器充斥(flood)網(wǎng)絡就足夠。然而， 一般而言，這能夠 根據(jù)下文所述的推送算法來實現(xiàn)，為了不使網(wǎng)絡暫時過載需要留心一 些注意。
為了維持并有效分發(fā)與給定移動節(jié)點在哪個接入路由器可到達 有關的信息，各接入路由器維持以下數(shù)據(jù)結構
本她布發(fā)i^濾器表示從該接入路由器可直接到達的移動節(jié)點 (或者在圖4的部分分布式實施例中，表示從該接入路由器或者從任 意從屬接入路由器可直接到達的移動節(jié)點)。在其它接入路由器復制 該過濾器，以便將其用作與該接入路由器相關的出局布隆過濾器；參 見下文。這些過濾器優(yōu)選為計數(shù)布隆過濾器，以便允許簡易添加或刪 除。A^^—謦《處器每個接入路由器一個。這些過濾器被從其它接 入路由器接收到，且對離開當前接入路由器的業(yè)務集中表示出局分組 將被送往哪些遠程接入路由器。
入^羊—發(fā)3^器每個接入路由器一個。這些過濾器被保留在本 地，而不是分布式的。它們表示至少與入局業(yè)務的始發(fā)移動節(jié)點有關
的信息。 -使用它們來^吏流行性閑聊買賣(epidemic gossip mongering) 算法更有效率。這些過濾器通常是簡易布隆過濾器(不是計數(shù)布隆過 濾器)且被定期替換；可保持它們的若干代。
在新移動節(jié)點到達NetLMM域時，需要以下步驟
1. 4吏用眾所周知的IP方法、例如^f吏用由J. Laganier、 S. Narayanan、 F. Templin在"Network-based Localized Mobility Management Interface between Mobile Node and Access Router"(因凈+網(wǎng)草 案draft-ietf-netlmm-mn-ar-if-Ol，進行中，2006年6月)中規(guī)定 的SEND與D AD來給該移動節(jié)點指派身份。
2. 將新移動節(jié)點的身份添加到該移動節(jié)點已經(jīng)到達的接入路由 器的本地布隆過濾器。
3. 將該移動節(jié)點已經(jīng)到達的接入路由器的本地布隆過濾器的變 化分發(fā)給其它接入路由器，如下文所述。其它接入路由器將該 數(shù)據(jù)輸入到它們的對應出局布隆過濾器。
當移動節(jié)點從被稱為"舊接入路由器"的一個接入路由器移到被 稱為"新接入路由器，，的另一接入路由器時，需要以下步驟
1. 新接入路由器通知舊接入路由器關于移動節(jié)點的到達。新接入 路由器通過參考其出局布隆過濾器來確定舊接入路由器，即確 定在移動節(jié)點到達它之前它先前將去往該移動節(jié)點的分組送 往哪個接入路由器。如果存在若干匹配，則它將更新消息發(fā)送 給所有匹配的接入路由器(還參見下文的流行性更新的描述)。
2. 新接入路由器繼續(xù)，與新移動節(jié)點的情況一樣，參見上文。
3. 舊接入路由器繼續(xù)，與消失的移動節(jié)點的情況一樣，參見下文。
21優(yōu)選的是，新位置的信息在與消失的位置有關的信息之前，使得 一直存在用于現(xiàn)在的移動節(jié)點的路由選擇信息。
當接入路由器通過自身或者由于新接入路由器所發(fā)送的變化消
息所觸發(fā)而注意到移動節(jié)點已經(jīng)消失時，它執(zhí)行以下步驟
1. 接入路由器確定MN不再通過例如由J. Laganier、 S. Narayanan 、 F. Templin在 "Network-based Localized Mobility Management Interface between Mobile Node and Access Router"(因4寺網(wǎng)草案draft-ietf-netlmm-mn-ar-if-
01，進行中，2006年6月)中規(guī)定的標準IP方法可直接到達。
2. 接入路由器從其本地布隆過濾器刪除該MN的身份。
3. 將布隆過濾器的變化分發(fā)給其它接入路由器，例如如下文 在流行性更新的描述中所述。
當NetLMM域的接入路由器的本地布隆過濾器變化時，將這些變 化分發(fā)皇會在該域中其它接入路由器，以便允許它們更新它們的出局布 隆過濾器。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，本地布隆過濾器的變化使用由 Alan Demers等人在 "Epidemic algorithm for replicated database maintenance " ( 6thPODC, page 1-12, New York, NY (1987))中提議的 謠言買賣(rumourmongering)與反熵(anti-entropy)算法來分發(fā)，其 中存在以下改進
1. 在移入或達到節(jié)點的情況下，首先依照出局布隆過濾器將 更新發(fā)送給該節(jié)點已經(jīng)在其中的接入路由器。
2. 在移出或消失節(jié)點的情況下，首先將更新發(fā)送給已經(jīng)存在 從其到給定移動或消失節(jié)點的最近業(yè)務的接入路由器或 網(wǎng)關。
接入路由器能夠使用它們的入局布隆過濾器輕易追蹤入局業(yè)務 來自哪里。
一旦已經(jīng)首先把更新發(fā)送給舊位置和最近數(shù)據(jù)源，則可同樣使用Demers等人所提議的謠言買賣與反熵算法。
上文已經(jīng)參考某些優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限 于這些所述實施例，且本發(fā)明可根據(jù)所述實施例而改變。因此，保護
權利要求
1.一種網(wǎng)絡，包括布置在一個或多個NetLMM域中的多個接入路由器；其中所述域包括分布式路由選擇信息，所述分布式路由選擇信息存儲在一個或多個布隆過濾器或布隆過濾器等同物中。
2. 如權利要求l所述的網(wǎng)絡，其中所述接入路由器與相應布隆過 濾器或布隆過濾器等同物相關聯(lián)，接入路由器的布隆過遮蓋或布隆—過 濾器等同物表示當前從所述接入路由器可到達的移動節(jié)點。
3. 如權利要求2所述的網(wǎng)絡，其中所述分布式路由選擇信息存儲 在與以分布式體系結構布置的所述接入路由器相關聯(lián)的相應布隆過 濾器或布隆過濾器等同物中。
4. 如權利要求2或3所述的網(wǎng)絡，其中所述接入路由器中之一適合 在當前處于所述接入路由器之后的移動節(jié)點有變化時更新其相應布 隆過濾器或布隆過濾器等同物。
5. 如權利要求4所述的網(wǎng)絡，其中所述接入路由器還適合通知其 它接入路由器關于其布隆過濾器或布隆過濾器等同物的更新。
6. 如任一前述權利要求所述的網(wǎng)絡，其中所述接入路由器包括主 身份協(xié)議代理。
7. 如任一前述權利要求所述的網(wǎng)絡，其中域還包括在所述接入路 由器中之一 下分級關聯(lián)的 一個或多個分級接入路由器。
8. 如權利要求7所述的網(wǎng)絡，其中所述接入路由器中所述之一適 合從其關聯(lián)分級接入路由器中的每一個接收相應布隆過濾器或布隆 過濾器等同物，且適合確定所收到的布隆過濾器或布隆過濾器等同物 與其自身布隆過濾器或布隆過濾器等同物的并集。
9. 如權利要求8所述的網(wǎng)絡，其中所述分布式接入^ 各由器中所述 之一適合向所述域的其它分布式接入路由器轉(zhuǎn)發(fā)所收到的布隆過濾 器或布隆過濾器等同物與其自身布隆過濾器或布隆過濾器等同物的 所述并集。
10. 如任一前述權利要求所述的網(wǎng)絡，其中所述布隆過濾器或布 隆過濾器等同物是計數(shù)布隆過濾器。
11. 一種在NetLMM域中提供路由選擇信息的方法，包括以下步驟a) 在所述域的接入路由器，由于處于所述接入路由器之后的移 動節(jié)點的變化而更新含有與當前處于所述接入路由器之后的移動節(jié) 點有關的信息的第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物；4it瓜b) 向所述域的至少一個其它接入路由器發(fā)送與所述第一布隆過 濾器或布隆過濾器等同物的所述更新有關的信息。
12. 如權利要求ll所述的方法，其中步驟b)包括使用流行性算法 來向其它接入路由器發(fā)送與所述第一布隆過濾器或布隆過濾器等同 物的所述更新有關的信息。
13. 如權利要求11或12所述的方法，其中所述變化是在所述接入 路由器之后的移動節(jié)點的到達，且步驟a)包括將所述移動節(jié)點的身份 添加到所述接入路由器的所述第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物。
14. 如權利要求13所述的方法，其中步驟b)包括發(fā)送與所述第一 布隆過濾器或布隆過濾器等同物的所述更新有關的、4皮尋址到所述移 動節(jié)點已經(jīng)在其之后的接入路由器的信息。
15. 如權利要求ll所述的方法，其中所述變化是移動節(jié)點從所述 接入路由器之后的消失，且步驟a)包括將所述移動節(jié)點的身份從所述 接入路由器的所述第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物刪除。
16. 如權利要求15所述的方法，其中步驟b)包括發(fā)送與所述第一 布隆過濾器或布隆過濾器等同物的所述更新有關的、被尋址到最近已 經(jīng)發(fā)送了去往到所述移動節(jié)點的消息的接入路由器的信息。
17. 如權利要求11至16中任一項所述的方法，還包括以下步驟 在步驟a)之前，(i)創(chuàng)建含有與當前處于所述接入路由器之后的移動節(jié)點有關的 第一布隆過濾器或布隆過濾器等同物，以及(ii )向所述域的至少 一個其它接入路由器發(fā)送與所創(chuàng)建的第一 布隆過濾器或布隆過濾器等同物有關的信息。
18. 如權利要求17所述的方法，其中步驟(ii)還包括向所述域的 接入網(wǎng)關發(fā)送在步驟(i)中獲得的所述第一布隆過濾器。
19. 如權利要求11至18中任一項所述的方法，還包括以下步驟c) 在所述接入路由器接收與在第三接入路由器之后的移動節(jié)點 的變化有關妁信息；-以及d) 在所述接入路由器更新第二布隆過濾器或布隆過濾器等同 物，所述第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物含有與當前處于所述第 三接入路由器之后的移動節(jié)點有關的信息。
20. 如權利要求18所述的方法，還包括在所述接入路由器維持 多個第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物，各第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物含有與當前處于相應其它接入路由器之后的移動節(jié)點 有關的信息。
21. 如權利要求11至20中任一項所述的方法，還包括在所述接 入路由器維持含有至少與在所述接入路由器到來的分組的來源有關 的信息的第三布隆過濾器或布隆過濾器等同物。
22. 如在從屬于權利要求14時的權利要求19至21中任一項所述的 方法，還包括從所述第二布隆過濾器或布隆過濾器等同物識別所述 移動節(jié)點已經(jīng)處于其后的接入路由器。
23. 如在從屬于權利要求16時的權利要求21所述的方法，還包括 從所述第三布隆過濾器或布隆過濾器等同物識別最近已經(jīng)發(fā)送了去 往所述移動節(jié)點的分組的接入路由器。
24. —種^^由分組的方法，所述方法包括以下步驟 在NetLMM域的接入路由器或接入網(wǎng)關接收分組；以及 從存儲在一個或多個布隆過濾器或布隆過濾器等同物中的路由選擇信息確定所述分組的目的地。
25. 如權利要求24所述的方法，其中所述目的地是從在所述域中的其它接入路由器可到達的移動節(jié)點。
26. 如權利要求24或25所述的方法，其中確定所述分組的目的地 的步驟包括在所述接入路由器查詢從所述域的其它接入路由器收到 的相應布隆過濾器或布隆過濾器等同物。
27. 如權利要求24、 25或26所述的方法，還包括將所述分組路由 到從所述路由選擇信息確定的目的地。
28. —種NetLMM域的接入路由器，-^N^接入路由-器-第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物中的路由選擇信息，所述第 一布 隆過濾器或布隆過濾器等同物含有與當前處于所述接入路由器之后 的移動節(jié)點有關的信息。
29. 如權利要求28所述的接入路由器，適合由于至處于所迷接入 路由器之后的所述移動節(jié)點之一的路線的變化而更新所述第一布隆 過濾器或布隆過濾器等同物，并適合向所述域的至少一個其它接入路 由器發(fā)送與所述布隆過濾器或布隆過濾器等同物的更新有關的信息。
30. 如權利要求29所述的接入路由器，適合在所述接入路由器之 后的移動節(jié)點的到達之后將所述移動節(jié)點的身份添加到所述第 一 布 隆過濾器或布隆過濾器等同物。
31. 如權利要求29所述的接入路由器，適合在所述接入路由器之 后的移動節(jié)點的消失之后將所述移動節(jié)點的身份從所述第 一布隆過 濾器或布隆過濾器等同物刪除。
32. 如權利要求28至31中任一項所述的接入路由器，適合使用流 行性算法向所述域的其它接入路由器發(fā)送與所述布隆過濾器或布隆 過濾器等同物的更新有關的信息。
33. 如權利要求28至32中任一項所述的接入路由器，其中所述第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物是計數(shù)布隆過濾器。
34. 如權利要求28至33中任一項所述的接入路由器，其中所述第 一布隆過濾器或布隆過濾器等同物是含有與當前直接在所述接入路 由器之后的移動節(jié)點有關的信息的布隆過濾器或布隆過濾器等同物與含有與當前在所述接入路由器之下分級關聯(lián)的其它接入路由器之 后的移動節(jié)點有關的信息的布隆過濾器或布隆過濾器等同物的并集。
35. 如權利要求28至34中任一項所述的接入路由器，還包括第二 布隆過濾器或布隆過濾器等同物，所述第二布隆過濾器或布隆過濾器 等同物含有與當前在其它接入路由器之后的移動節(jié)點有關的信息。
36. 如權利要求35所述的接入路由器，適合,人所述其它接入路由 器接收與對所述第二布隆過濾器或布t過濾器等同物的更新有關的 信息。
37. 如權利要求28至36中任一項所述的接入路由器，還包括至少 過濾器或布隆過濾器等同物。
全文摘要
一種網(wǎng)絡包括設置在一個或多個NetLMM域中的多個接入路由器(13a-13f)。域包括具有一個或多個布隆過濾器或布隆過濾器等同物形式的分布式路由選擇信息。在一種實施例中，各接入路由器(13a-13f)可具有提供與哪些移動節(jié)點(5)當前處于相應接入路由器之后有關的信息的關聯(lián)本地布隆過濾器或布隆過濾器等同物。各接入路由器向該域的每一個其它接入路由器發(fā)送其關聯(lián)本地布隆過濾器或布隆過濾器等同物。接入路由器使用從該域的每一個其它接入路由器收到的布隆過濾器或布隆過濾器等同物來確定哪個接入路由器發(fā)送去往指定移動節(jié)點的分組。另一實施例使用部分分布式路由選擇信息。
文檔編號H04L12/56GK101690023SQ200780053349
公開日2010年3月31日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權日2007年6月14日
發(fā)明者P·尼坎德 申請人:艾利森電話股份有限公司