РЕАЛИЗУЕМЫЕ БАЗОВОЙ СТАНЦИЕЙ СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ
METHODS AND DEVICE FOR ESTABLISHMENT OF CONNECTIONS REALISED BY BASIC STATION

Родственные заявки
Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США № 60/725589, поданной 11 октября 2005 года и озаглавленной «WIRELESS TERMINAL METHODS AND APPARATUS FOR ESTABLISHING CONNECTIONS AND BASE STATION METHODS AND APPARATUS FOR ESTABLISHED CONNECTIONS», которая явно включена в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе связи и, более конкретно, к способам и устройству для установления соединений в сети беспроводной связи, такой как сеть сотовой связи.
Предшествующий уровень техники изобретения
Система связи зачастую включает в себя множество узлов сети связи, соединенных с узлами доступа, через которые оконечные узлы, такие как мобильные устройства, соединяются с сетью связи. Узлы сети связи могут быть размещены иерархически. Серверы аутентификации, авторизации и учета (AAA) являются узлами, которые обычно размещаются сравнительно высоко в иерархической архитектуре сети связи. Как правило, они предоставляют информацию, используемую для целей контроля доступа и безопасности. Узлы доступа зачастую имеют защищенную линию связи с сервером ААА в случаях использования таких серверов. Защищенная линия связи может проходить через один или несколько узлов иерархической архитектуры.
Операторы, как правило, управляют сеансами доступа в IP-сетях с использованием протокола RADIUS и ассоциированных серверов ААА RADIUS. В дальнейшем системы AAA могут основываться на новых протоколах, таких как DIAMETER. В системе, использующей сервер ААА RADIUS, при попытке пользователя получить доступ к сети связи оператора для длительного сеанса доступа, локальный маршрутизатор доступа, как правило, выдает один или несколько запросов на доступ RADIUS серверу аутентификации для аутентификации того пользователя на основе его идентификационной информации, такой как идентификатор доступа к сети (NAI). База данных AAA, как правило, хранит идентификационную информацию пользователей, которым разрешен доступ к ее системе, наряду с параметрами услуг, которыми они могут воспользоваться. Если пользователь аутентифицирован успешно, его порт доступа на устройстве доступа устанавливается в состояние согласно политике, соответствующей авторизации услуги пользователя. Как правило, авторизация услуги предоставляется маршрутизатору доступа сервером авторизации через RADIUS. При успешной авторизации использование услуги во время сеанса доступа регистрируется маршрутизатором доступа, а также отсылается в качестве учетных записей на сервер отчета с использованием сообщений запроса учета в протоколе RADIUS. Сервер учета может являться частью сервера ААА или, наоборот, может являться независимым сервером, использующим протокол, аналогичный протоколу, используемому сервером авторизации. Если пользователь в течение одного сеанса соединяется с множеством маршрутизаторов доступа, то в серверах учета должно быть сгруппировано множество сеансов.
Как правило, системы ААА используются совместно с реализацией Интернет-протоколом мобильной связи (Mobile IP или MIP) для управления распределениями IP-адресов (HoAs), для динамического распределения собственных агентов (HA), для распространения на маршрутизатор доступа профилей мобильных узлов (MN), а также для распространения ключей защиты для аутентификации сообщений MIP и предоставления эфирной линии связи. Мобильный узел, являющийся оконечным узлом, способным к изменению своей точки подключения к сети связи, как правило, отсылает сообщение MIP для получения доступа к системе, которое инициирует запрос AAA для аутентификации и авторизации мобильного узла. Затем профиль AAA мобильного узла (MN) и состояние безопасности передаются с системы ААА на маршрутизатор доступа для управления услугами, используемыми мобильным узлом (MN).
Мобильные узлы (MN) могут изменить свою точку подключения к сети связи, например, в связи с их перемещением из одной соты в другую. Это инициирует изменение точки подключения к сети связи мобильных узлов (MN) с первого узла доступа, например первого маршрутизатора, на второй узел доступа, например второй маршрутизатор. Этот процесс общеизвестен как эстафетная передача обслуживания. В рамках эстафетной передачи обслуживания CoA/CCoA мобильного узла (MN) должны быть обновлены, а затем переданы собственному агенту (HA) с использованием сигнализации MIP для переадресации пакетов новому мобильному узлу (MN) через новый маршрутизатор доступа. В рамках процесса эстафетной передачи обслуживания, во избежание разрыва связи с мобильным узлом (MN), необходимо передать новому маршрутизатору доступа, по меньшей мере, часть информации о состоянии первого маршрутизатора доступа, соответствующего мобильному узлу (MN), задействованному в эстафетной передаче обслуживания. Этот процесс известен как «передача состояния». Передача состояния может включать в себя, например, передачу ранее представленной через RADIUS информации о состоянии профиля AAA точке доступа (AP), в которой начался сеанс доступа мобильного узла (MN). Она также может включать в себя, например, передачу векторов защиты воздушной линии связи, МN-NAI, IP-адреса мобильного узла (MN), MN-EUI-64, оставшегося срока действия регистрации MIP, членства мобильного узла (MN) в группе многоадресной передачи, состояния управления установлением соединений, состояния резервирования ресурсов, состояния приоритетного обслуживания, состояния сеанса SIP, состояния сжатия, предыстории планирования мобильного узла (MN) и/или множества других потенциальных элементов информации о состоянии определенной точки доступа (AP) мобильного узла (MN).
По меньшей мере, в одной известной системе передача информации о состоянии во время эстафетной передачи обслуживания достигается с помощью посылки новым узлом доступа, к которому подключается мобильный узел, сообщения о передаче состояния через сеть связи старому узлу доступа, к которому был подключен мобильный узел. В ответ старый узел доступа посылает информацию о состоянии новому узлу доступа. Альтернативно, базовый узел используется для хранения состояния, ассоциированного с определенным мобильным узлом. При попытке перемещения упомянутого мобильного узла к другому намеченному узлу доступа упомянутый намеченный узел доступа может восстановить состояние, ассоциированное с упомянутым мобильным узлом, благодаря упомянутому базовому узлу.
Протоколы Mobile IP (версий 4 (v4) и 6 (v6)), также известные как MIPv4 [MIPv4] и MIPv6 [MIPv6], предоставляют мобильному узлу (МN) возможность регистрации его временного местоположения, указываемого посредством временного адреса (CoA), в его собственном агенте (HA). Затем собственный агент (HA) сохраняет соответствие (также называемое привязкой) между постоянным адресом мобильного узла (MN), иначе называемым домашним адресом (HoA), и зарегистрированным временным адресом (CoA) для переадресации пакетов для мобильного узла (MN) в его текущее местоположение с использованием способов инкапсуляции IP (туннелирования). Используемый мобильным узлом (MN) временный адрес (CoA) может являться адресом, принадлежащим внешнему агенту (FA) в маршрутизаторе доступа при использовании MIPv4, или же он может являться адресом, временно выделенным непосредственно мобильному узлу (MN) из префикса маршрутизатора доступа, в этом случае он называется соотнесенным временным адресом (CCoA). Последняя модель также применима к MIPv4, в то время как в MIPv6 она является единственным режимом работы. Следует отметить, что в контексте настоящего документа термины CCoA и CoA, а также обновление регистрации и привязки (BU) являются взаимозаменяемыми, поскольку они являются соответствующими терминами как для MIPv4, так и для MIPv6.
Минимально возможное сообщение запроса регистрации, совместимое с MIPv4, включает в себя, по меньшей мере, следующие заголовки и поля.
- Заголовок IP (длина которого равна, по меньшей мере, 160 битам);
- Заголовок UDP (длина которого равна, по меньшей мере, 64 битам).
Заголовок UDP сопровождается изображенными ниже полями MIP (длина которых, по меньшей мере, равна 192 битам).
Тип 1 (Запрос регистрации)
S - Совместные привязки. При установке бита «S» мобильный узел запрашивает собственный агент о сохранении его предшествующих привязок мобильности.
В - Дейтаграммы широковещания. При установке бита «В» мобильный узел запрашивает собственный агент о туннелировании ему любых принимаемых по домашней сети связи широковещательных дейтаграмм.
D - Декапсуляция с помощью мобильного узла. При установке бита «D» мобильный узел будет самостоятельно декапсулировать дейтаграммы, которые были посланы по временному адресу. Следовательно, мобильный узел использует соотнесенный временный адрес.
М - Минимальная инкапсуляция. При установке бита «М» мобильный узел запрашивает свой собственный агент об использовании минимальной инкапсуляции [34] для туннелированных мобильному узлу дейтаграмм.
G - инкапсуляция GRE (протокол общей инкапсуляции при маршрутизации). При установке бита «G» мобильный узел запрашивает свой собственный агент об использовании инкапсуляции GRE [16] для туннелированных мобильному узлу дейтаграмм.
r - Нулевая передача; игнорируется при приеме.
T - Запрошенное обратное туннелирование.
x - Нулевая передача; игнорируется при приеме.
Срок действия
Количество секунд, оставшихся до истечения регистрации. Значение «ноль» указывает на запрос отмены регистрации. Значение «0xffff» указывает бесконечность.
Домашний адрес
IP-адрес мобильного узла.
Собственный агент
IP-адрес собственного агента мобильного узла.
Временный адрес
IP-адрес для конца туннеля.
Идентификация
Сгенерированное мобильным узлом 64-битовое число, используемое для сопоставления запросов регистрации ответа на запрос регистрации, а также для защиты от атак с повторением в отношении пакетов сообщений запроса регистрации.
Расширения (длина которых равна, по меньшей мере, 176 битам)
Фиксированная часть запроса регистрации, сопровождаемая одним или несколькими расширениями. Разрешенное авторизацией расширение в обязательном порядке включается во все запросы регистрации.
Тип
32
Длина
4 плюс количество байтов в аутентификаторе.
SPI
Индекс параметра защиты (4 байта). Непрозрачный идентификатор.
Аутентификатор
Стандартный алгоритм аутентификации, использующий HMAC-MD5 для вычисления 128-битового «профиля сообщения» сообщения запроса регистрации.
Расширение аутентификатора
Тип
32
Длина
4 плюс количество байтов в аутентификаторе.
SPI
Индекс параметра защиты (4 байта). Непрозрачный идентификатор.
Аутентификатор
Стандартный алгоритм аутентификации, использующий HMAC-MD5 для вычисления 128-битового «профиля сообщения» сообщения запроса регистрации.
Изображенное выше минимально возможное сообщение запроса регистрации, совместимое с MIPv4, имеет длину, равную 592 битам, что может привести к неэффективному использованию ресурсов при его передаче по беспроводной линии связи для регистрации и эстафетной передачи обслуживания. Следует отметить, что на практике типичные сообщения запроса регистрации, совместимые с MIPv4, значительно больше вычисленного минимального значения, а упомянутое минимальное значение используется в иллюстративных целях.
Минимально возможное сообщение ответа на запрос регистрации, совместимое с MIPv4, включает в себя, по меньшей мере, следующие заголовки и поля.
- Заголовок IP (длина которого равна, по меньшей мере, 160 битам);
- Заголовок UDP (длина которого равна, по меньшей мере, 64 битам).
Заголовок UDP сопровождается изображенными ниже полями MIP (длина которых, по меньшей мере, равна 160 битам).
Тип
3 (Ответ на запрос регистрации)
Код
Значение, указывающее результат запроса регистрации.
Срок действия
Если поле «Код» указывает, что регистрация была одобрена, то в поле «Срок действия» устанавливается количество секунд, оставшихся до истечения регистрации. Значение ноль указывает отмену регистрации мобильного узла. Значение 0xffff указывает бесконечность.
Домашний адрес
IP-адрес мобильного узла.
Собственный агент
IP-адрес собственного агента мобильного узла.
Идентификация
64-битовое число, используемое для сопоставления запросов регистрации ответа на запрос регистрации, а также для защиты от атак с повторением пакетов в отношении сообщений запроса регистрации.
Расширения (длина которых равна, по меньшей мере, 176 битам)
Фиксированная часть ответа на запрос регистрации, сопровождаемая одним или несколькими расширениями. Разрешенное авторизацией расширение в обязательном порядке включается во все сообщения ответа на запрос регистрации.
Расширение аутентификатора
Тип
32
Длина
4 плюс количество байтов в аутентификаторе.
SPI
Индекс параметра защиты (4 байта). Непрозрачный идентификатор.
Аутентификатор
Стандартный алгоритм аутентификации, использующий HMAC-MD5 для вычисления 128-битового «профиля сообщения» сообщения запроса регистрации.
Изображенное выше минимально возможное сообщение ответа на запрос регистрации, совместимое с MIPv4, имеет длину, равную 560 битам, что может привести к неэффективному использованию ресурсов при его передаче по беспроводной линии связи для регистрации и эстафетной передачи обслуживания. Следует отметить, что на практике типичные сообщения ответа на запрос регистрации, совместимые с MIPv4, значительно больше вычисленного минимального значения, а упомянутое минимальное значение используется в иллюстративных целях.
Также следует отметить, что специалистам в данной области техники хорошо известно, что минимально возможная обновленная привязка, совместимая с Mobile IPv6 (MIPv6) (эквивалентная запросу регистрации MIPv4), больше минимально возможного сообщения запроса регистрации, совместимого с MIPv4. В заключение следует отметить, что специалистам в данной области техники хорошо известно, что минимально возможное подтверждение (Ack) привязки, совместимое с Mobile IPv6 (MIPv6) (эквивалентной ответу на запрос регистрации, совместимому с MIPv4), больше минимально возможного сообщения ответа на запрос регистрации, совместимого с MIPv4.
Ввиду вышеизложенного обсуждения следует понимать, что существует потребность в новых и более эффективных способах осуществления установления сетевых линий связи с узлами доступа в случае начальной регистрации мобильного узла в сети связи, эстафетной передачи обслуживания к новому узлу доступа или же в других случаях, когда мобильный узел входит в новую соту.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на способы и устройство для установления соединений между беспроводными терминалами и узлами доступа.
Различные способы и устройство по изобретению могут быть использованы для установления линий связи с одним или несколькими мобильными узлами. Установленные линии связи могут быть использованы для поддержки сеансов связи с одним или несколькими оконечными узлами, такими как мобильные устройства.
Различные новые признаки направлены на реализуемые мобильным узлом способы управления установлением начальных линий связи с первым узлом доступа. Другие признаки направлены на установление новой линии связи как часть эстафетной передачи обслуживания мобильного узла от первого узла доступа ко второму узлу доступа во время процесса эстафетной передачи обслуживания с использованием высокоэффективных сообщений и сигнала.
Высокоэффективные сообщения, которые зачастую намного короче сообщений MIPv4 или MIPv6, которые могли бы использоваться для выполнения подобных задач, формируются, используются и хранятся согласно различным вариантам осуществления изобретения.
В то время как некоторые признаки направлены на способы и устройство беспроводного терминала, а также на новые сообщения согласно изобретению, хранящиеся в беспроводном терминале, другие признаки направлены на новые способы и устройство узла доступа.
Изобретение также направлено на устройства хранения данных, такие как запоминающие устройства, которые хранят одно или несколько из новых сообщений согласно настоящему изобретению.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения обсуждаются далее в подробном описании.
Перечень фигур чертежей
Фиг.1 изображает схему сети иллюстративной системы связи, осуществленной согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 изображает иллюстративный оконечный узел, осуществленный согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 изображает иллюстративный узел доступа, осуществленный согласно настоящему изобретению.
Фиг.4 изображает иллюстративный узел сервера, осуществленный согласно настоящему изобретению.
Фиг.5 изображает иллюстративный узел собственного агента, осуществленный согласно настоящему изобретению.
Фиг.6 изображает иллюстративное сообщение запроса регистрации IP уменьшенного размера, осуществленное согласно настоящему изобретению.
Фиг.7 изображает иллюстративное сообщение ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера, осуществленное согласно настоящему изобретению.
Фиг.8 изображает иллюстративную сигнализацию, выполняемую согласно настоящему изобретению в случаях перехода оконечного узла от одного узла доступа к другому узлу доступа.
Подробное описание
Способы и устройство по настоящему изобретению для установления линий связи и сетевых соединений с узлами доступа, используемых для поддержки сеансов связи с одним или несколькими оконечными узлами, такими как мобильные устройства, могут быть совместно использованы с широким диапазоном систем связи. Например, изобретение может быть использовано совместно с системами, которые поддерживают мобильные устройства связи, такие как оборудованные модемами ноутбуки, персональные цифровые органайзеры (PDA), а также широкое разнообразие других устройств, которые поддерживают интерфейсы беспроводной связи в интересах мобильности устройства.
Фиг.1 изображает иллюстративную систему 100 связи, осуществленную согласно настоящему изобретению, такую как сеть сотовой связи, которая включает в себя множество узлов, взаимосвязанных с помощью линий связи. Узлы иллюстративной системы 100 связи обмениваются информацией с использованием сигналов, например сообщений, на основе протоколов связи, таких как Интернет-протокол (IP). Линии связи системы 100 могут быть осуществлены, например, с использованием проводов, волоконно-оптических кабелей и/или способов беспроводной связи. Иллюстративная система 100 связи включает в себя множество оконечных узлов 144, 146, 144', 146', 144", 146", которые обращаются к системе связи через множество узлов 140, 140', 140" доступа. Оконечные узлы 144, 146, 144', 146', 144", 146" могут являться, например, устройствами или терминалами беспроводной связи, а узлы 140, 140', 140" доступа могут являться, например, маршрутизаторами беспроводного доступа или базовыми станциями. Иллюстративная система 100 связи также включает в себя множество других узлов 104, 106, 109, 110 и 112, используемых для обеспечения взаимосвязанности или же для обеспечения определенных услуг или функций. В частности, иллюстративная система 100 связи включает в себя сервер 104, используемый для поддержки передачи и хранения состояния, относящегося к оконечным узлам. Узел 104 сервера может являться либо сервером AAA, либо сервером передачи контекста, либо сервером, включающим в себя как функциональные возможности сервера AAA, так и функциональные возможности сервера передачи контекста.
Представленная на фиг.1 иллюстративная система 100 изображает сеть 102 связи, которая включает в себя сервер 104, узел 109 собственного агента и узел 106, каждый из которых соединен с промежуточным узлом 110 сети связи с помощью соответствующей сетевой линии 105, 108 и 107 связи соответственно. Промежуточный узел 110 сети 102 связи также обеспечивает взаимосвязанность узлам сети связи, которые являются внешними по отношению к сети 102 связи, через сетевую линию 111 связи. Сетевая линия 111 связи соединена с другим промежуточным узлом 112 сети связи, который обеспечивает дополнительную возможность установления соединения с множеством узлов 140, 140', 140" доступа через сетевые линии 141, 141', 141" связи соответственно.
Каждый узел 140, 140', 140" доступа изображен в качестве обеспечивающего возможность установления соединения с множеством N оконечных узлов (144, 146), (144', 146'), (144", 146") соответственно через соответствующие линии (145, 147), (145', 147'), (145", 147") связи. В иллюстративной системе 100 связи каждый узел 140, 140', 140" доступа изображен в качестве использующего технологии беспроводной связи, например беспроводные линии связи, для обеспечения доступа. Зона радиосвязи, например сота 148, 148', 148" связи каждого узла 140, 140', 140" доступа соответственно, иллюстрирована в виде круга, обрамляющего соответствующий узел доступа.
В дальнейшем иллюстративная система 100 связи используется в качестве основы для описания различных вариантов осуществления изобретения. Альтернативные варианты осуществления изобретения включают в себя различные сетевые топологии, где количество и тип узлов сети связи, количество и тип узлов доступа, количество и тип оконечных узлов, количество и тип серверов и собственных или других агентов, количество и тип линий связи, а также взаимосвязанность между узлами могут отличаться от изображенных в иллюстративной системе 100 связи, которая изображена на фиг.1.
В различных вариантах осуществления настоящего изобретения некоторые из изображенных на фиг.1 функциональных объектов могут быть опущены или объединены. Местоположение или размещение этих функциональных объектов в сети связи также могут различаться.
Фиг.2 изображает подробный чертеж иллюстративного оконечного узла 200, такого как мобильный узел, осуществленного согласно настоящему изобретению. Изображенный на фиг.2 иллюстративный оконечный узел 200 является подробным представлением устройства, которое может быть использовано в качестве любого из изображенных на фиг.1 оконечных узлов 144, 146, 144', 146', 144", 146". В изображенном на фиг.2 варианте осуществления оконечный узел 200 включает в себя процессор 204, интерфейс 230 беспроводной связи, интерфейс 240 пользовательского ввода/вывода, а также запоминающее устройство 210, соединенные друг с другом с помощью шины 206. Следовательно, через шину 206 различные компоненты оконечного узла 200 могут обмениваться информацией, сигналами и данными. Компоненты 204, 206, 210, 230, 240 оконечного узла 200 располагаются в корпусе 202.
Интерфейс 230 беспроводной связи обеспечивает механизм, с помощью которого внутренние компоненты оконечного узла 200 могут посылать сигналы на внешние устройства и узлы сети связи, такие как узлы доступа, а также принимать сигналы от них. Интерфейс 230 беспроводной связи включает в себя, например, схему 232 приемника с соответствующей приемной антенной 236 и схему 234 передатчика с соответствующей передающей антенной 238, используемые для соединения оконечного узла 200 с другими узлам сети связи, например, через беспроводные каналы связи.
Иллюстративный оконечный узел 200 также включает в себя устройство 242 пользовательского ввода, такое как клавишная панель, а также устройство 244 пользовательского вывода, такое как дисплей, соединенные с шиной 206 через интерфейс 240 пользовательского ввода/вывода. Следовательно, устройства 242, 244 пользовательского ввода/вывода могут обмениваться информацией, сигналами и данными с другими компонентами оконечного узла 200 через интерфейс 240 пользовательского ввода/вывода и шину 206. Интерфейс 240 пользовательского ввода/вывода и ассоциированные устройства 242, 244 обеспечивают механизм, с помощью которого пользователь может управлять оконечным узлом 200 для выполнения различных задач. В частности, устройство 242 пользовательского ввода и устройство 244 пользовательского вывода обеспечивают функциональные возможности, которые предоставляют пользователю возможность управления оконечным узлом 200 и приложениями, такими как модули, программы, процедуры и/или функции, которые исполняются в запоминающем устройстве 210 оконечного узла 200.
Процессор 204 под управлением различных модулей, таких как включенные в запоминающее устройство 210 процедуры, управляет работой оконечного узла 200 для выполнения различной сигнализации и обработки, как обсуждается ниже. Включенные в запоминающее устройство 210 модули исполняются при запуске или же вызываются другими модулями. При исполнении модули могут обмениваться данными, информацией и сигналами. Также при исполнении модули могут совместно использовать данные и информацию. В изображенном на фиг.2 варианте осуществления запоминающее устройство 210 оконечного узла 200 по настоящему изобретению включает в себя модуль 212 сигнализации/управления и сигнальные/управляющие данные 214.
Модуль 212 сигнализации/управления управляет генерацией сигналов, а также обработкой, касающейся принимаемых и отсылаемых сигналов, например сообщений, для управления хранением, поиском и обработкой информации о состоянии. Хранящиеся в запоминающем устройстве 210 сообщения включают в себя сообщение 610 запроса на установление соединения, сообщение 660 ответа на запрос на установление соединения, сообщение 800 запроса регистрации IP и сообщение 900 ответа на запрос регистрации IP. Сообщения 800 и 900 могут являться уменьшенными сообщениями согласно изобретению, например, малого размера, которые меньше известных сообщений Mobile IPv4 и/или v6. Хранящиеся в запоминающем устройстве сообщения могут являться сгенерированными и/или принятыми сообщениями. Более подробно сообщения будут обсуждаться ниже. Сигнальные/управляющие данные 214 включают в себя информацию о состоянии, такую как параметры, статус и/или другую информацию, касающуюся работы оконечного узла. В частности, сигнальные/управляющие данные 214 могут включать в себя информацию 216 о конфигурации, такую как идентификационная информация оконечного узла, а также эксплуатационную информацию 218, такую как информация о текущем состоянии обработки, состоянии ожидающих обработки ответов и т.д. Модуль 212 может обратиться к данным 214 и/или изменить их, например обновить информацию 216 о конфигурации и/или эксплуатационную информацию 218.
Фиг.3 изображает подробный чертеж иллюстративного узла 300 доступа, осуществленного согласно настоящему изобретению. Изображенный на фиг.3 иллюстративный узел 300 доступа является подробным представлением устройства, которое может быть использовано в качестве любого из изображенных на фиг.1 узлов 140, 140', 140" доступа. В изображенном на фиг.3 варианте осуществления узел 300 доступа включает в себя процессор 304, запоминающее устройство 310, сетевой/межсетевой интерфейс 320 и интерфейс 330 беспроводной связи, соединенные друг с другом с помощью шины 306. Следовательно, через шину 306 различные компоненты узла 300 доступа могут обмениваться информацией, сигналами и данными. Компоненты 304, 306, 310, 320, 330 узла 300 доступа располагаются в корпусе 302.
Сетевой/межсетевой интерфейс 320 обеспечивает механизм, с помощью которого внутренние компоненты узла 300 доступа могут посылать сигналы на внешние устройства и узлы сети связи, а также принимать сигналы от них. Сетевой/межсетевой интерфейс 320 включает в себя схему 322 приемника и схему 324 передатчика, используемые для соединения узла 300 с другими узлами сети связи, например, через медные провода или волоконно-оптические линии связи. Интерфейс 330 беспроводной связи также обеспечивает механизм, с помощью которого внутренние компоненты узла 300 доступа могут посылать сигналы на внешние устройства и узлы сети связи, такие как оконечные узлы, а также принимать сигналы от них. Интерфейс 330 беспроводной связи включает в себя, например, схему 332 приемника с соответствующей приемной антенной 336 и схему 334 передатчика с соответствующей передающей антенной 338. Интерфейс 330 используется для соединения узла 300 доступа с другими узлами сети связи, например, через беспроводные каналы связи.
Процессор 304 под управлением различных модулей, таких как включенные в запоминающее устройство 310 процедуры, управляет работой узла 300 доступа для выполнения различной сигнализации и обработки. Включенные в запоминающее устройство 310 модули исполняются при запуске или же вызываются другими модулями, которые могут присутствовать в запоминающем устройстве 310. При исполнении модули могут обмениваться данными, информацией и сигналами. Также при исполнении модули могут совместно использовать данные и информацию. В изображенном на фиг.3 варианте осуществления запоминающее устройство 310 узла 300 доступа по настоящему изобретению включает в себя модуль 312 управления состоянием и модуль 314 сигнализации/управления. В соответствии с каждым из этих модулей запоминающее устройство 310 также включает в себя данные 313 управления состоянием и сигнальные/управляющие данные 315. Сообщения, хранящиеся в запоминающем устройстве 310, включают в себя сообщение 610 запроса на установление соединения, сообщение 660 ответа на запрос на установление соединения, сообщение 800 запроса регистрации IP и сообщение 900 ответа на запрос регистрации IP. Сообщения 800 и 900 могут являться уменьшенными сообщениями согласно изобретению, например, малого размера, которые меньше известных Mobile IPv4 и/или v6. Запоминающее устройство 310 также включает в себя сообщение 680 запроса регистрации MIPv4 или MIPv6. Хранящиеся в запоминающем устройстве сообщения могут являться сформированными и/или принятыми сообщениями. Более подробно сообщения будут обсуждаться ниже.
Модуль 312 управления состоянием управляет обработкой принятых от оконечных узлов или других узлов сети связи сигналов, касающейся хранения и поиска состояния. Данные 313 управления состоянием включают в себя, например, информацию, связанную с оконечным узлом, например состояние или часть состояния, либо местоположение состояния текущего оконечного узла, если оно сохранено в каком-либо другом узле сети связи. Модуль 312 управления состоянием может обратиться к управляющим данным 313 и/или изменить их.
Модуль 314 сигнализации/управления управляет обработкой сигналов, направленных к/от оконечных узлов по интерфейсу 330 беспроводной связи, а также к/от других узлов сети связи по сетевому/межсетевому интерфейсу 320, по мере необходимости для других операций, таких как основная функция беспроводной связи, управление сетью и т.д. Сигнальные/управляющие данные 315 включают в себя, например, данные, связанные с оконечным узлом, относящиеся к выделению беспроводного канала связи для основной операции, а также другие данные, связанные с сетью связи, такие как адрес серверов поддержки/управления, информация о конфигурации для связи по основной сети. Модуль 314 сигнализации/управления может обратиться к сигнальным/управляющим данным 315 и/или изменить их.
Фиг.4 изображает подробный чертеж иллюстративного узла 400 сервера, осуществленного согласно настоящему изобретению. Изображенный на фиг.4 иллюстративный узел 400 сервера является подробным представлением устройства, которое может быть использовано в качестве изображенного на фиг.1 сервера 104. В изображенном на фиг.4 варианте осуществления узел 400 сервера включает в себя процессор 404, запоминающее устройство 410, сетевой/межсетевой интерфейс 420, соединенные друг с другом с помощью шины 406. Следовательно, через шину 406 различные компоненты узла 400 доступа могут обмениваться информацией, сигналами и данными. Компоненты 404, 406, 410, 420 узла 400 доступа располагаются в корпусе 402.
Сетевой/межсетевой интерфейс 420 обеспечивает механизм, с помощью которого внутренние компоненты узла 400 сервера могут посылать сигналы на внешние устройства и узлы сети связи, а также принимать сигналы от них. Сетевой/межсетевой интерфейс 420 включает в себя схему 422 приемника и схему 424 передатчика, используемые для соединения узла 400 с другими узлам сети связи, например, через медные провода или волоконно-оптические линии связи.
Процессор 404 под управлением различных модулей, таких как включенные в запоминающее устройство 410 процедуры, управляет работой сервера 400 для выполнения различной сигнализации и обработки. Включенные в запоминающее устройство 410 модули исполняются при запуске или же вызываются другими модулями, которые могут присутствовать в запоминающем устройстве 410. В изображенном на фиг.4 варианте осуществления запоминающее устройство 410 сервера 400 настоящего изобретения включает в себя модуль 412 управления базовым состоянием и данные 413 управления базовым состоянием, а также модуль 415 AAA.
Модуль 412 управления базовым состоянием управляет обработкой принятых от других серверов, узлов доступа или узлов сети связи сигналов, касающейся хранения и поиска состояния. Данные 413 управления базовым состоянием включают в себя, например, информацию о состоянии оконечного узла. Модуль 412 управления базовым состоянием может обратиться к данным 413 управления базовым состоянием и/или изменить их.
Модуль 415 AAA выполняет операцию, относящуюся к аутентификации, авторизации и учету.
Фиг.5 изображает иллюстративный узел 500 собственного агента, осуществленный согласно настоящему изобретению. Иллюстративный узел 500 собственного агента может быть использован в изображенной на фиг.1 системе, например, в качестве узла 109 собственного агента, который служит в качестве собственного агента. В изображенном на фиг.5 варианте осуществления узел 500 собственного агента включает в себя интерфейс 501 ввода/вывода, процессор 503 и запоминающее устройство 507, соединенные друг с другом с помощью шины 502. Элементы 501, 502, 503 и 507 узла 500 собственного агента 500 располагаются в корпусе 508, например пластиковом и/или металлическом корпусе, представленном в виде прямоугольника, обрамляющем внутренние элементы 501, 502, 503 и 507 узла. Следовательно, через шину 502 различные компоненты узла 500 доступа могут обмениваться информацией, сигналами и данными. Интерфейс 501 ввода/вывода включает в себя схему, используемую для соединения узла 500 с другими узлами сети связи, например, через волоконно-оптические линии связи и потенциально с оконечными узлами, например, через беспроводные каналы связи.
Процессор 503 под управлением различных модулей, таких как включенные в запоминающее устройство 507 процедуры, управляет работой узла 500 собственного агента для выполнения различной сигнализации, маршрутизации и других операций, как будет обсуждаться ниже. Включенные в запоминающее устройство 507 модули исполняются при запуске или же вызываются с помощью других модулей. При исполнении модули могут обмениваться данными, информацией и сигналами. Также при исполнении модули могут совместно использовать данные и информацию. В изображенном на фиг.5 варианте осуществления запоминающее устройство 507 узла 500 собственного агента настоящего изобретения включает в себя модуль 506 агента обеспечения мобильности, который включает в себя, например, параметры, информацию о сеансе связи и/или состоянии оконечного узла, информацию о безопасности и/или другую информацию, касающуюся взаимодействия оконечного узла и/или связи с узлом доступа и/или другим устройством. Модуль 506 агента обеспечения мобильности также включает в себя определенное состояние оконечного узла, включая соответствия между домашними адресами оконечного узла и временными адресами.
Модуль 506 агента обеспечения мобильности предоставляет узлу 500 возможность поддержки услуг управления возможностью установления соединения и мобильностью. Следовательно, узел 500 собственного агента может обеспечить услуги мобильности узла, установления сеанса связи и технического обслуживания для подсоединенных оконечных узлов. Модуль 506 агента обеспечения мобильности может быть осуществлен с помощью множества способов. В изображенном на фиг.5 варианте осуществления он осуществлен с использованием группы подмодулей. Как иллюстрировано, модуль 506 агента обеспечения мобильности включает в себя подмодуль 505 MIPv4 и подмодуль 504 MIPv6. Благодаря включению в свой состав подмодулей 505 и 504 модуль 506 агента обеспечения мобильности может поддерживать сигнализацию Mobile IP множества версий, включая MIPv4 и MIPv6. В различных вариантах осуществления модуль 506 агента обеспечения мобильности включает в себя поднабор изображенных на фиг.5 подмодулей 505 и 504. Например, в вариантах осуществления, где Mobile IPv6 не требуется, подмодуль 504 MIPv6 собственного агента может быть опущен.
Фиг.6 изображает иллюстративное сообщение 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера, осуществленное согласно настоящему изобретению. Несмотря на то что упомянутое сообщение 800 является достаточным для целей установки возможности соединения на сетевом уровне, а также для переадресации туннелей Mobile IP, как показано в изобретении, оно по размеру меньше минимально возможного сообщения регистрации, совместимого с Mobile IPv4, описанного в разделе «Предшествующий уровень техники». Иллюстративное сообщение 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера включает в себя: поле 810 «тип сообщения», зарезервированное поле 820, поле 830 «D» (отмена регистрации), поле 840 «I» (начальное), идентификатор 850 сообщения, а также возможны несколько необязательных расширений 860.
Поле 810 «тип сообщения» включает в себя значение, которое идентифицирует упомянутое сообщение в качестве сообщения запроса регистрации IP уменьшенного размера. В одном варианте осуществления настоящего изобретения значение поля «тип сообщения» идентифицирует сообщение в качестве сообщения протокола управления мобильностью, упоминаемого как сообщение «L3RegistrationRequest».
Зарезервированное поле 820 зарезервировано для перспективного использования. В одном варианте осуществления настоящего изобретения значение зарезервированного поля 820 устанавливается отправителем равным нулю, вследствие чего оно игнорируется приемником.
Поле 830 «D» (отмена регистрации) включает в себя значение, которое указывает цель посылки этого сообщения: для регистрации сетевого уровня или же для отмены регистрации ранее зарегистрированного сетевого уровня.
Поле 840 «I» (начальное) включает в себя значение, которое указывает на то, является ли данное сообщение сообщением запроса на начальную регистрацию для этого сетевого уровня или сообщением запроса на последующую регистрацию для сетевого уровня, который был установлен ранее.
Идентификатор 850 сообщения включает в себя значение, которое отличает сообщение 800 от, по меньшей мере, другого сообщения того же типа (сообщение 800), посланного ранее. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения поле 850 «идентификатор сообщения» принимает значения монотонно увеличивающегося порядкового номера. В других иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутое поле 850 «идентификатор сообщения» принимает значения временной метки. В иных иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутое поле 850 «идентификатор сообщения» частично включает в себя порядковый номер и частично временную метку.
Несколько необязательных расширений 860 могут включать в себя различные дополнительные параметры. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения подобные расширения включают в себя расширение 870 идентификатора намеченного узла доступа, которое идентифицирует узел доступа, которому было послано сообщение 800 (например, изображенный на фиг.8 намеченный узел 530 доступа), расширение идентификатора последнего узла 880 доступа, которое идентифицирует узел доступа, последний, с которым оконечный узел (например, изображенного на фиг.8 оконечного узла 510), посылающий сообщение 800, соединяется на сетевом уровне (например, изображенный на фиг.8 узел 520 доступа), а также расширение 890 аутентификатора, аутентифицирующее сообщения 800. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения каждое из упомянутых расширений 870 и 880 включает в себя, по меньшей мере, поле «тип», значение которого идентифицирует тип расширения, поле «длина», значение которого идентифицирует длину расширения, а также поде «идентификатор», значение которого идентифицирует либо намеченный узел доступа, либо последний узел доступа. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения расширение 890 аутентификатора включает в себя, по меньшей мере, поле «тип», значение которого идентифицирует тип расширения, поле «длина», значение которого идентифицирует длину расширения, а также поле «аутентификатор», значение которого криптографически аутентифицирует сообщение, причем упомянутое значение поля «аутентификатор» вычисляется на основе ключа, доступного как отправителю, так и приемнику. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения расширение 880 идентификатора последнего узла доступа не включается, если значение поля 840 «I» указывает на то, что сообщение 800 является начальной регистрацией, в то время как расширение 880 идентификатора последнего узла доступа включается, если значение поля 840 «I» указывает на то, что сообщение 800 не является начальной регистрацией. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения расширение 890 аутентификатора является необязательным расширением, поэтому оно может быть исключено из сообщения 800. Согласно различным вариантам осуществления изобретения возможны различные комбинации необязательных расширений, включая два или три расширения 890, а также их отсутствие.
В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения поле 810 «тип сообщения» имеет длину, равную 8 битам, зарезервированное поле 820 имеет длину, равную 14 битам, поле 830 «D» является флагом, имеющим длину, равную 1 биту, поле 840 «I» является флагом, имеющим длину, равную 1 биту, идентификатор 850 сообщения состоит из порядкового номера, имеющего длину 16 бит, и временной метки, имеющей длину 32 бита. В этом варианте осуществления настоящего изобретения, если необязательные расширения, идентификатор 870 намеченного узла доступа и идентификатор 880 последнего узла доступа включены в сообщение 800, то каждый из вышеперечисленных элементов состоит из поля «тип», имеющего длину, равную 8 битам, поля «длина», имеющего длину, равную 8 битам, и идентификатора, имеющего длину, равную максимум 64 битам. В этом варианте осуществления настоящего изобретения, если необязательное расширение 890 аутентификатора включено в сообщение 800, то оно содержит поле «тип», имеющее длину, равную 8 битам, поле «длина», имеющее длину, равную 8 битам, и аутентификатор, имеющий длину, равную максимум 64 битам. В этом варианте осуществления настоящего изобретения максимальная длина сообщения 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера составляет 312 бит, что значительно меньше минимально возможного сообщения запроса регистрации, совместимого с MIPv4, которое, как показано в разделе «Предшествующий уровень техники», имеет длину, равную 592 битам.
Фиг.7 изображает иллюстративное сообщение 900 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера, осуществленное согласно настоящему изобретению. Несмотря на то что упомянутое сообщение 900 является достаточным для целей установки возможности соединения на сетевом уровне, а также для переадресации туннелей Mobile IP, как показано в изобретении, оно по размеру меньше минимально возможного сообщения регистрации, совместимого с Mobile IPv4, которое показано в разделе «Предшествующий уровень техники». Иллюстративное сообщение 900 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера включает в себя: поле 910 «тип сообщения», поле 920 «идентификатор сообщения», поле 930 «код ответа», зарезервированное поле 940, поле 950 «срок действия», а также возможны несколько необязательных расширений 960.
Поле 910 «тип сообщения» включает в себя значение, которое идентифицирует упомянутое сообщение в качестве сообщения ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения значение поля «тип сообщения» идентифицирует сообщение 900 ответа на запрос регистрации IP в качестве сообщения протокола управления мобильностью, упоминаемого как сообщение «L3RegistrationResponse».
Идентификатор 920 сообщения включает в себя значение, которое сопоставляет сообщение 900 с соответствующим сообщением 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поле 920 «идентификатор сообщения» принимает значения от, по меньшей мере, части значения поля 850 «идентификатор сообщения» соответствующего сообщения 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера, причем упомянутое сообщение 900, в ответ на поле 930 «код ответа», включает в себя значение, которое указывает на успех или неудачу процесса регистрации IP.
Зарезервированное поле 940 зарезервировано для перспективного использования. В одном варианте осуществления настоящего изобретения значение этого зарезервированного поля 940 устанавливается отправителем равным нулю, вследствие чего оно игнорируется приемником.
Поле 950 «срок действия» включает в себя значение, которое указывает срок действия регистрации IP. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения значение поля 950 «срок действия» соответствует сроку действия IP-адреса, ассоциированного с приемником сообщения 900. В некоторых таких вариантах осуществления настоящего изобретения приемник сообщения 900 должен послать другое сообщение запроса регистрации IP уменьшенного размера до истечения значения поля 950 «срок действия» после приема сообщения 900.
Несколько необязательных расширений 960 могут включать в себя различные дополнительные параметры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такие расширения включают в себя расширение 970 домашнего адреса, являющееся IP-адресом, ассоциированным с приемником сообщения 900 (например, IP-адресом изображенного на фиг.8 оконечного узла 510), расширение 980 адреса собственного агента, идентифицирующее адрес собственного агента MIP, обслуживающего домашний адрес, включенный в расширение 970, а также расширение 990 аутентификатора, аутентифицирующее сообщение 900. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения каждое из упомянутых расширений 970 и 980 включает в себя, по меньшей мере, поле «тип», значение которого идентифицирует тип расширения, поле «длина», значение которого идентифицирует длину расширения, а также поле «адрес», значение которого представляет собой IP-адрес. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения расширение 990 аутентификатора включает в себя, по меньшей мере, поле «тип», значение которого идентифицирует тип расширения, поле «длина», значение которого идентифицирует длину расширения, а также поле «аутентификатор», значение которого криптографически аутентифицирует сообщение, причем упомянутое значение поля «аутентификатор» вычисляется на основе ключа, доступного как отправителю, так и приемнику. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения расширение 970 домашнего адреса и расширение 980 адреса собственного агента включаются только тогда, когда значение поля 840 «I» в соответствующем сообщении 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера, а также в сообщении 900 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера, указывает на начальную регистрацию, в то время как расширение 970 домашнего адреса и расширение 980 адреса собственного агента не включаются в сообщение, когда значение поля 840 «I» в сообщении 800 запроса регистрации IP уменьшенного размера, а также в сообщении 900 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера, указывает на последующую регистрацию. Согласно различным вариантам осуществления изобретения возможны различные комбинации необязательных расширений, включая один, два или три расширения 970, 980, 990, а также их отсутствие.
В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения поле 910 «тип сообщения» имеет длину, равную 8 битам, идентификатор 920 сообщения состоит из порядкового номера, имеющего длину, равную 16 битам, поле 930 «код ответа» имеет длину, равную 8 битам, зарезервированное поле 940 имеет длину, равную 8 битам, а поле 950 «срок действия» имеет длину, равную 16 битам. В этом варианте осуществления настоящего изобретения, если необязательные расширение 970 домашнего адреса и расширение 980 адреса собственного агента включены в сообщение 900, то каждое из них включает в себя поле «тип», имеющее длину, равную 8 битам, поле «длина» имеющее длину, равную 8 битам, и IP-адрес, имеющий длину, равную максимум 32 битам. В этом варианте осуществления данного расширения, если необязательное расширение 990 аутентификатора включено в сообщение 900, то оно включает в себя поле «тип», имеющее длину, равную 8 битам, поле «длина», имеющее длину, равную 8 битам, и аутентификатор, имеющий длину, равную максимум 64 битам. В этом варианте осуществления настоящего изобретения максимальная длина сообщения 900 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера составляет 232 бита, что значительно меньше минимально возможного сообщения ответа на запрос регистрации, совместимого с MIPv4, которое, как показано в разделе «Предшествующий уровень техники», имеет длину, равную 560 битам.
Фиг.8 изображает иллюстративную сигнализацию, выполненную согласно с иллюстративными вариантами осуществления изобретения. Сигнализация изображена в контексте изображенной на фиг.1 иллюстративной системы 100. Оконечный узел 510 соответствует любому из оконечных узлов 144, 146, 144', 146', 144", 146" иллюстративной системы 100, а также осуществлен согласно иллюстративной реализации изображенного на фиг.2 оконечного узла 200, узел 520 доступа и намеченный узел 530 доступа являются упрощенными реализациями изображенного на фиг.3 иллюстративного узла 300 доступа, а также соответствуют любому из узлов 140, 140', 140" доступа изображенной на фиг.1 иллюстративной системы 100. Сервер 540 является упрощенной реализацией изображенного на фиг.4 сервера 400, а также соответствует серверу 104 изображенной на фиг.1 иллюстративной системы 100. Узел 550 собственного агента является упрощенным представлением изображенного на фиг.5 собственного агента 500, а также соответствует узлу 109 собственного агента изображенной на фиг.1 иллюстративной системы 100.
На фиг.8 вертикальные сплошные линии 511, 521, 531, 541 и 551 представляют узлы 510, 520, 530, 540 и 550 во времени, где части линий 511, 521, 531, 541 и 551, находящиеся сверху фиг.8, изображают более раннее время по сравнению с частями упомянутых линий, находящимися внизу фиг.8. Сплошные горизонтальные линии 610, 620, 640, 660, 670, 680, 690, 700, 710 и 720 изображают сигналы между узлами 510, 520, 530, 540 и 550. Широкие двойные линии 600, 630 и 650 со стрелками изображают группы сигналов, которыми осуществляется обмен между узлами 510, 520, 530, 540 и 550. Штриховые линии 621 и 641 изображают альтернативные сигналы по отношению к сигналам 620 и 640. Пунктирные линии 630 и 650 изображают необязательные сигналы. Сигнал передается между двумя узлами, если линия, изображающая такой сигнал или группу сигналов, указывает на точку вертикальной линии, изображающей упомянутый узел во временном масштабе. Например, сигнал 610 передается оконечным узлом 510 во время 610a и принимается намеченным узлом 530 доступа во время 610c.
Далее будет описано установление физического уровня. В точке 600a изображенный на фиг.8 оконечный узел 510 передает сигнал, часть группы сигналов 600, намеченному узлу 530 доступа, запрашивающему доступ к упомянутому узлу 530 на физическом уровне. В точке 600c намеченный узел 530 доступа принимает сигнал, часть группы сигналов 600, и передает другой сигнал, часть группы сигналов 600, оконечному узлу 510, предоставляя доступ к оконечному узлу 510 на физическом уровне.
Далее будет описано установление канального уровня. В точке 610а оконечный узел 510 передает сообщение 610 запроса на установление соединения намеченному узлу 530 доступа, запрашивая установление канального уровня и уровня управления доступом к среде передачи с намеченным узлом 530 доступа. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения сообщение 610 запроса на установление соединения включает в себя первый идентификатор, идентифицирующий оконечный узел 510. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутое сообщение 610 также включает в себя второй идентификатор, идентифицирующий узел доступа, с которым оконечный узел 510 ранее установил соединение, например узел 520 доступа. В точке 610c упомянутый намеченный узел 530 доступа принимает сообщение 610 запроса на установление соединения, когда включенные в упомянутое сообщение 610 временные параметры (например, идентификаторы) уже сохранены в памяти намеченного узла 530 доступа. В других иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения сообщение 610 является сообщением запроса эстафетной передачи обслуживания, указывающее на то, что оконечный узел 510 ранее установил соединение с этим или другим узлом доступа (например, узлом 520 доступа)
Далее будет описан иллюстративный вариант осуществления передачи базового контекста. В точке 620c упомянутый узел 530 передает серверу 540 сообщение 620 запроса состояния, запрашивая авторизацию и другое состояние, соответствующее оконечному узлу 530. Сообщение 620 запроса состояния включает в себя, по меньшей мере, некоторые параметры, сохраненные в точке 610c в запоминающем устройстве узла 530, такие как идентификатор оконечного узла 510. В точке 620d сервер 540 принимает сообщение 620 запроса состояния, а также выполняет поиск связанного с оконечным узлом 510 состояния в своем запоминающем устройстве. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения, где сервер 540 является сервером передачи базового состояния, в точке 640d упомянутый сервер 540 передает сообщение 640 ответа на запрос состояния, включающее в себя состояние авторизации и другое связанное с оконечным узлом 510 состояние (например, ключи защиты, IP-адреса и другие параметры). В точке 640c намеченный узел 530 принимает упомянутое сообщение 640 и сохраняет в своем запоминающем устройстве, по меньшей мере, часть включенного в сообщение 640 состояния, связанного с оконечным узлом 510.
Далее будет описан вариант осуществления сервера АAA. В некоторых других иллюстративных вариантах осуществления настоящего изобретения, где сервер 540 является сервером аутентификации и авторизации (AAA), в точке 630d сервер 540 передает сообщение, часть необязательной группы сообщений 630, запрашивая подтверждение для идентификационной информации оконечного узла 510. В точке 630a упомянутый узел 510 принимает сообщение, часть группы сообщений 630, и передает серверу 540 сообщение с подтверждением идентификационной информации и часть группы сообщений 630. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сервер 540 и оконечный узел 510 обмениваются между собой дополнительными сообщениями, которые подтверждают идентификационную информацию узла 510 и сервера 540. Если сервер 540 удовлетворен идентификационной информацией оконечного узла 510, то в точке 640d он посылает сообщение 640, включающее в себя состояние авторизации и другое связанное с оконечным узлом 510 состояние (например, ключи защиты, IP-адреса и другие параметры). В точке 640с намеченный узел 530 доступа принимает упомянутое сообщение 640 и сохраняет в своем запоминающем устройстве, по меньшей мере, часть включенного в сообщение 640 состояния, связанного с оконечным узлом 510.
Далее будет описан иллюстративный вариант осуществления одноранговой передачи контекста. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения в точке 621c вместо сообщения 620 намеченный узел 530 доступа посылает узлу 520 доступа сообщение 621, причем упомянутый узел 520 доступа является последним узлом доступа, с которым оконечный узел 510 установил соединение. Согласно настоящему изобретению упомянутое сообщение 621 включает в себя, по меньшей мере, некоторые параметры, сохраненные в точке 610c в запоминающем устройстве узла 530, такие как идентификатор оконечного узла 510. В точке 621b узел 520 доступа принимает сообщение 621, а также выполняет поиск связанного с оконечным узлом 510 состояния в своем запоминающем устройстве. В точке 641b упомянутый узел 520 доступа передает ответное сообщение 641, включающее в себя состояние авторизации и другое связанное с оконечным узлом 510 состояние (например, ключи защиты, IP-адреса и другие параметры). В точке 641c намеченный узел 530 принимает упомянутое сообщение 641 и сохраняет в своем запоминающем устройстве, по меньшей мере, часть включенного в сообщение 641 состояния, связанного с оконечным узлом 510.
Далее будет описана необязательная фаза ассоциации безопасности, используемая в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, в которых по линии связи между оконечным узлом 510 и намеченным узлом 530 доступа требуется шифрование трафика данных, в точке 650c упомянутый узел 530 передает сообщение, часть необязательной группы сообщений 650, для установления, по меньшей мере, ключа шифрования с оконечным узлом 510. В точке 650а упомянутый узел 510 принимает сообщение, часть группы сообщений 650, и передает узлу 530 доступа сообщение об установлении ключа, части группы сообщений 650. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения намеченный узел 530 доступа и оконечный узел 510 обмениваются дополнительными сообщениями для установления ключа шифрования.
Далее будет описано завершение установления канального уровня. В точке 660с намеченный узел 530 доступа посылает сообщение 660 ответа на запрос установления соединения, предоставляя оконечному узлу 510, по меньшей мере, доступ на канальном уровне. В точке 660а оконечный узел 510 принимает упомянутое сообщение 660. В варианте осуществления настоящего изобретения, в котором сообщение 610 является сообщением 660 запроса эстафетной передачи обслуживания, сообщение 660 является сообщением ответа на запрос эстафетной передачи обслуживания.
Далее будет описано установление сетевого уровня. В точке 670а оконечный узел 510 формирует в своем запоминающем устройстве, а затем передает узлу доступа 530 сообщение 670 запроса регистрации IP уменьшенного размера, запрашивая установление сетевого уровня и перенаправление пакета через упомянутый узел 530. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления изобретения упомянутое сообщение 670 запроса регистрации IP уменьшенного размера осуществлено в соответствии с изобретением согласно изображенному на фиг.6 типу 800 сообщения. В точке 670c намеченный узел 530 доступа принимает сообщение 670, а также сохраняет в своем запоминающем устройстве значения, по меньшей мере, некоторых полей, включенных в упомянутое сообщение 670. В точке 680с намеченный узел 530 доступа формирует сообщение 680 запроса регистрации MIP, а также передает его собственному агенту 550. Согласно настоящему изобретению поле «идентификация» сообщения 680 запроса регистрации MIP включает в себя, по меньшей мере, часть поля «идентификатор сообщения» изображенного на фиг.6 сообщения 800.
Далее будет описан вариант осуществления начальной регистрации. В одном иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения сообщение 670 запроса регистрации IP уменьшенного размера осуществлено согласно изображенному на фиг.6 сообщению 800, поле 840 «I» которого указывает на начальную регистрацию. В этом варианте осуществления изобретения в точке 680с намеченный узел 530 доступа формирует сообщение 680 запроса регистрации MIP, а также передает его собственному агенту 550. Для формирования сообщения 680 запроса регистрации MIP намеченный узел 530 доступа объединяет связанное с оконечным узлом 510 состояние с состоянием, принятым в точке 640c от сервера 540. В одном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором сервер 540 является сервером AAA, связанное с оконечным узлом 510 состояние, которое хранится в узле 530, включает в себя связанные с оконечным узлом 510 значения домашнего адреса и адреса собственного агента, причем упомянутые значения домашнего адреса и адреса собственного агента могут быть равны нулю. В одном варианте осуществления настоящего изобретения включенный в упомянутое сохраненное состояние адрес собственного агента не равен нулю, и намеченный узел 530 доступа использует упомянутое значение в составе соответствующего поля сообщения 680 запроса регистрации MIP. В другом варианте осуществления настоящего изобретения включенный в упомянутое сохраненное состояние адрес собственного агента равен нулю, и намеченный узел 530 доступа использует локально сформированное значение адреса собственного агента в составе соответствующего поля сообщения 680 запроса регистрации MIP. В другом варианте осуществления настоящего изобретения включенный в упомянутое сохраненное состояние домашний адрес не равен нулю, и намеченный узел 530 доступа использует упомянутое значение в составе соответствующего поля сообщения 680 запроса регистрации MIP. В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения включенный в упомянутое сохраненное состояние домашний адрес равен нулю, и намеченный узел 530 доступа использует нулевое значение в составе соответствующего поля сообщения 680 запроса регистрации MIP.
В точке 710е собственный агент 550 формирует и передает сообщение 710 ответа на запрос регистрации для удовлетворения ранее принятого запроса регистрации. В точке 710с намеченный узел 530 доступа принимает сообщение 710 ответа на запрос регистрации, а также сохраняет, по меньшей мере, часть включенных в поля сообщения 710 значений в своем запоминающем устройстве. В точке 720c упомянутый узел 530 формирует в запоминающем устройстве, а затем передает сообщение 720 запроса регистрации IP уменьшенного размера для удовлетворения запроса регистрации сетевого уровня оконечному узлу 530. В этом иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое сообщение 720 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера осуществлено согласно изображенному на фиг.7 типу 900 сообщения. В этом варианте осуществления изобретения поле 920 «идентификатор сообщения» изображенного на фиг.7 сообщения 900 копируется с соответствующего идентификатора сообщения, включенного в поле 850 «идентификатор сообщения» изображенного на фиг.6 сообщения 800, переданного в ответ на то сообщение, значение домашнего адреса, включенное в сообщение 710 от собственного агента 550, используется в качестве части значения расширения 970 домашнего адреса изображенного на фиг.7 сообщения 900, значение срока действия, включенное в упомянутое сообщение 710, используется в качестве верхнего предела для значения поля 950 «срок действия» изображенного на фиг.7 сообщения 900, а значение адреса собственного агента, включенное в упомянутое сообщение 710, используется в качестве части значения расширения 980 адреса собственного агента изображенного на фиг.7 сообщения 900.
Далее будет описан вариант осуществления последующей регистрации. В одном иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения сообщение 670 запроса на регистрацию IP уменьшенного размера осуществлено согласно изображенному на фиг.6 сообщению 800, а поле 840 «I» указывает на то, что регистрация не является начальной. Согласно одному варианту осуществления изобретения, как обсуждалось со ссылкой на фиг.6, в сообщение 800 запроса неначальной регистрации включается расширение 880 идентификатора последнего узла доступа. Согласно настоящему изобретению упомянутый идентификатор последнего узла доступа устанавливается в идентификатор, идентифицирующий узел 520 доступа.
В этом варианте осуществления изобретения в точке 680с намеченный узел 530 доступа формирует сообщение 680 запроса регистрации MIP, а затем передает его собственному агенту 550. Для формирования сообщения 680 запроса регистрации MIP намеченный узел доступа 530 объединяет состояние, связанное с оконечным узлом 510, с состоянием, принятым в точке 640c от сервера 540. В одном варианте осуществления данного расширения, где сервер 540 является сервером передачи базового контекста, сохраненное в узле 530 состояние, связанное с оконечным узлом 510, включает в себя связанные с оконечным узлом 510 значения домашнего адреса и адреса собственного агента. В одном варианте осуществления настоящего изобретения намеченный узел 530 доступа использует упомянутые значения домашнего адреса и адреса собственного агента в качестве части соответствующего поля сообщения 680 запроса на регистрацию MIP.
В точке 690c намеченный узел 530 доступа также формирует сообщение 690 запроса регистрации MIP, а затем передает его узлу 520 доступа, идентифицированному в расширении идентификатора последнего узла доступа сообщения 670. В точке 690b узел 520 доступа принимает сообщение 690, а затем, в точке 700b, передает ответное сообщение 700. В точке 700с намеченный узел 530 доступа принимает упомянутое сообщение 700. В другом варианте осуществления настоящего изобретения сообщения 690 и 700 являются сообщениями обновленной привязки, в то время как в другом варианте осуществления настоящего изобретения присутствуют другие сообщения переадресации пакетов. Согласно настоящему изобретению сообщение 690 идентифицирует, по меньшей мере, оконечный узел 510. В одном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый идентификатор является IP-адресом (домашним адресом) оконечного узла 510.
В точке 710е собственный агент 550 формирует и передает сообщение 710 ответа на запрос регистрации для удовлетворения принятого ранее запроса регистрации. В точке 710с намеченный узел 530 доступа принимает сообщение 710 ответа на запрос регистрации и сохраняет, по меньшей мере, часть включенных в поля сообщения 710 значений в своем запоминающем устройстве. В точке 720c упомянутый узел 530 формирует в своем запоминающем устройстве, а затем передает сообщение 720 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера для удовлетворения запроса регистрации сетевого уровня оконечного узла 510. В иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутое сообщение 720 ответа на запрос регистрации IP уменьшенного размера осуществлено согласно изображенному на фиг.7 типу 900 сообщения. В этом варианте осуществления изобретения поле 920 «идентификатор сообщения» изображенного на фиг.7 сообщения 900 копируется с соответствующего идентификатора сообщения, включенного в поле 850 «идентификатор сообщения» изображенного на фиг.6 сообщения 800, переданного в ответ на сообщение 720, а значение срока действия, включенное в упомянутое сообщение 710, используется в качестве верхнего предела для значения поля 950 «срок действия» изображенного на фиг.7 сообщения 900. В этом варианте осуществления изобретения изображенные на фиг.7 расширения 970 и 980 домашнего адреса и адреса собственного агента не включаются в сообщение 720.
В одном иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения оконечный узел 510 устанавливает соединение с намеченным узлом 530 доступа изображенным на фиг.8 способом, в то время как у оконечного узла 510 отсутствует установленное соединение с тем же самым или другим узлом доступа на физическом, канальном или сетевом уровне. В другом иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения оконечный узел 510 устанавливает соединение с намеченным узлом доступа 530 изображенным на фиг.8 способом, в то время как у оконечного узла 510 присутствует, по меньшей мере, одно установленное соединение с тем же самым или другим узлом доступа, например узлом 520 доступа, на физическом, канальном или сетевом уровне.
В различных вариантах осуществления описанные в настоящем документе узлы осуществлены с использованием одного или нескольких модулей для выполнения этапов, соответствующих одному или нескольким способам настоящего изобретения, таких как этапы обработки сигналов, формирования сообщений и/или передачи. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления различные признаки настоящего изобретения осуществлены с использованием модулей. Такие модули могут быть осуществлены с использованием программного обеспечения, аппаратных средств или комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. Многие из вышеописанных способов или этапов способа могут быть осуществлены с использованием машиноисполняемых команд, например программного обеспечения, включенных в машиночитаемый носитель, такой как запоминающее устройство, например оперативное запоминающее устройство (RAM), накопитель на гибких магнитных дисках и т.д., для управления машиной, например универсальным компьютером, с или без дополнительных аппаратных средств для осуществления всех или частей вышеупомянутых описанных способов, например, в одном или нескольких узлах. Соответственно, в частности, настоящее изобретение направлено на машиночитаемый носитель, включающий в себя машиноисполняемые команды для предписания машине, например процессору и ассоциированным аппаратным средствам, выполнять одну или несколько этапов вышеописанного способа(ов).
Ввиду вышеизложенного описания изобретения специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные дополнительные изменения в способах и устройстве по вышеописанному изобретению. Такие изменения должны рассматриваться в пределах объема изобретения. В различных вариантах осуществления способы и устройство по настоящему изобретению могут быть использованы с CDMA, мультиплексированием с ортогональным разделением частот (OFDM) или с различными другими типами способов связи, которые могут быть использованы для обеспечения беспроводных линий связи между узлами доступа и мобильными узлами. В некоторых вариантах осуществления узлы доступа осуществлены в качестве базовых станций, которые устанавливают линии связи с мобильными узлами с использованием OFDM и/или CDMA. В различных вариантах осуществления мобильные узлы осуществлены в качестве ноутбуков, персональных цифровых органайзеров (PDA) или других портативных устройств, включающих в себя схемы приемника/передатчика и логические средства и/или процедуры для осуществления способов по настоящему изобретению.