DE60021448T2 - System und Verfahren zur Optimierung eines Leitweges in einem drahtlosen Netzprotokoll für Internet - Google Patents

System und Verfahren zur Optimierung eines Leitweges in einem drahtlosen Netzprotokoll für Internet Download PDF

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Description

  • Diese Beschreibung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikations-Netzwerke und insbesondere auf ein System und Verfahren zur Routen- oder Leitweg-Optimierung in einem drahtlosen Internetprotokoll-(IP-) Netzwerk.
  • Eine übliche Kommunikationssprache oder Protokoll, das in Kommunikations-Netzwerken verwendet wird, ist das Datenübertragungs-Steuerprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP). TCP/IP erleichtert die Übertragung von Informationen in verschiedenen Netzwerk-Typen, unter Einschluss des Internets, von Intranets und Extranets, und drahtlosen Netzwerken.
  • TCP/IP ist ein Programm mit zwei Schichten. Das Datenübertragungs-Steuerprotokoll (TCP), das sich auf die höhere Schicht bezieht, verwaltet die Zusammenfügung einer Mitteilung oder Datei in kleinere Pakete, die über ein bestimmtes Netzwerk übertragen und von einer TCP-Schicht empfangen werden, die die Pakete in die ursprüngliche Mitteilung neu zusammenfügt. Das Internetprotokoll (IP), das sich auf die untere Schicht bezieht, wickelt den Adressenteil jedes Paketes ab, so dass es zum richtigen Ziel gelangt. Jede Quelle auf dem Netzwerk prüft diese Adresse, um festzustellen, wohin die Mitteilung weiterzuleiten ist. Selbst wenn einige Pakete von der gleichen Mitteilung über unterschiedliche Leitwege oder Routen gelenkt werden, als andere, werden Sie am Ziel neu zusammengefügt.
  • TCP/IP verwendet ein Klienten/Server-Modell der Kommunikation. Beispielsweise fordert ein Computer-Benutzer (ein Klient) eine bestimmte Web-Seite (einen Dienst) von einem anderen Computer (einem Server) in dem Netzwerk an, und diese wird ihm geliefert. Die TCP/IP-Kommunikation ist hauptsächlich eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, was bedeutet, dass jede Kommunikation von einem Punkt (oder Host-Computer) in dem Netzwerk zu einem anderen Punkt oder Host-Computer erfolgt. TCP/IP und die Anwendungen höherer Ebene, die dieses Protokoll verwenden, werden insgesamt als „verbindungslos" bezeichnet, weil jede Anforderung des Klienten als eine neue Anforderung betrachtet wird, die nicht zu einer vorhergehenden in Beziehung steht (im Gegensatz zu üblichen Telefongesprächen, die eine dedizierte Verbindung für die Dauer eines Anrufs erfordern). Weil die Übertragung verbindungslos ist, sind Netzwerk-Pfade frei und können daher kontinuierlich verwendet werden. Es ist verständlich, dass die TCP-Schicht als solche nicht verbindungslos ist, soweit es eine Mitteilung betrifft. Ihre Verbindung bleibt aktiv, bis alle Pakete in der Mitteilung empfangen wurden. Es ist weiterhin verständlich, dass die allgemeine Charakteristiken des TCP/IP dem Fachmann mit durchschnittlichen Kenntnissen bekannt sind, so dass sie hier nicht weiter beschrieben werden.
  • Bestimmte TCP/IP-Netzwerke ermöglichen die Verwendung von mobilen Knoten, wie z. B. ein Laptop-Computer, der mit einer drahtlosen Lokalnetz-(LAN-) Karte ausgerüstet ist. Ein derartiges Netzwerk stellt dem Benutzer die Fähigkeit bereit, auf Dienste unter Verwendung ihres mobilen Knotens zuzugreifen, während er sich durch das Netzwerk bewegt. Beim Zugriff auf diese Dienste können jedoch Pakete verloren gehen, wodurch die Dienstgüte beeinträchtigt wird und das Netzwerk nicht in optimaler Weise genutzt werden kann, was verschiedene Ineffizienzen hervorruft.
  • Um diese Probleme zu lösen, schlägt eine bekannte Routen-Optimierungstheorie vor, Pakete (oder Datagramme) von einem Korrespondenten-Knoten (wie z. B. einem persönlichen Computer) zu einem mobilen Knoten zu senden, ohne über den Heimatagenten (HA, wie z. B. einen Server) zu gehen. Die bekannte Optimierungstheorie nimmt an, dass alle fremden Netzwerke Fremd-Agenten (FA's) enthalten.
  • In bestimmten Fällen kann jedoch ein fremdes Netzwerk keinen FA enthalten. Beispielsweise kann ein fremdes Netzwerk einfach keinen konfigurierten FA haben oder den FA aufgrund eines Systemausfalls verlieren. Wenn das fremde Netzwerk keinen FA enthält, wird eine zusammengefügte („zu Händen von-Adresse" (CCOA) an die mobilen Knoten anstelle einer üblichen „zu Händen von„-Adresse (COA) geliefert. Wenn sich der mobile Knoten zu einem neuen fremden Netzwerk bewegt, erhält er eine neue CCOA und registriert sich dann mit dem neuen fremden Netzwerk oder meldet sich bei diesem an. Entsprechend der bekannten Routen-Optimierungstheorie wird jedoch ein Korrespondenten-Knoten erst mit der COA des mobilen Knotens aktualisiert, nachdem eine vorgegebene Zeitperiode abgelaufen ist. Im Einzelnen muss der Bindungs-Zwischenspeicher-Eintrag des Korrespondenten-Knoten für den mobilen Knoten in dem alten fremden Netzwerk ablaufen, bevor der Korrespondenten-Knoten mit der neuen COA aktualisiert wird. Bis dies eintritt, sendet der Korrespondenten-Knoten weiter Datenpakete an die alte COA, was einen Datenverlust und eine Beeinträchtigung des Dienstes hervorruft.
  • Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform (die in „Mobility Support in IPV6" von C. Perkins und G. Johnson, Mobicom Proceedings of the Annual International Conferencer on Mobile Computing and Networking, 10.-12. November 1996, Seiten I-II, XP002901803, New York, USA beschrieben ist) sendet der mobile Knoten bei einer Änderung seiner COA eine Bindungs-Aktualisierungsmitteilung an seinen Heimat-Agenten. Er sendet weiterhin eine Bindungs-Aktualisierung direkt an irgendwelche Korrespondenten-Knoten, die eine überholte COA für den mobilen Knoten haben, als Teil irgendeines normalen Paketes, das an einen Korrespondenten-Knoten gesandt wird, oder allein in einem getrennten Paket.
  • Zusammenfassung
  • Ein technischer Fortschritt wird durch ein System und ein Verfahren zur Leitweg- oder Routenoptimierung in einem drahtlosen Internetprotokoll-(IP-) Netzwerk bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Optimierung einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen Internetprotokoll-Umgebung geschaffen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Führen einer Liste von Korrespondenten-Knoten, mit denen der mobile Knoten derzeit in Kommunikation steht, durch den mobilen Knoten; wenn der mobile Knoten seine Adresse ändert, senden einer Registrierungsanforderung mit einer Korrespondenten-Knoten-Erweiterung (CNE), die die Liste von Korrespondenten-Knoten einschließt, von dem mobilen Knoten an den Heimat-Agenten; Senden einer Bindungs-Aktualisierung von dem Heimat-Agenten an jeden der Korrespondenten-Knoten auf der Liste; und Senden einer Bindungs-Bestätigungsmitteilung von jedem Korrespondenten-Knoten an den Heimat-Agenten.
  • Weitere ausführliche Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Systems, die die Registrierung eines mobilen Knotens zeigt.
  • 2 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Systems, die einen Korrespondenten-Knoten zeigt, der Pakete an einen mobilen Knoten sendet.
  • 3 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Systems, die zeigt, wie ein Korrespondenten-Knoten eine Bindungs-Anforderung an einen Heimat-Agenten sendet.
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Systems, die einen mobilen Knoten zeigt, der sich von einem alten Fremd-Agenten zu einem neuen Fremd-Agenten bewegt.
  • 5 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Systems, die einen Korrespondenten-Knoten zeigt, der Daten direkt an einen mobilen Knoten über die „zu Händen von"-Adresse eines neuen Fremd-Agenten sendet.
  • 6 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Systems, die die Verwendung einer zusammengesetzten „zu Händen von"-Adresse zeigt.
  • 7 ist eine schematische Ansicht eines Systems, die einen Korrespondenten-Knoten zeigt, der Datenpakete an einen mobilen Knoten gemäß der vorliegenden Erfindung sendet.
  • 8 ist eine schematische Ansicht eines Systems, die einen Korrespondenten-Knoten zeigt, der Datenpakete an einen mobilen Knoten über eine neue „zu Händen von"-Adresse gemäß der vorliegenden Erfindung sendet.
  • 9 ist eine schematische Ansicht eines Computers und Speichers gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Optimierung einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einnner drahtlosen Internet-Protokoll-Umgebung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen Internetprotokoll-Umgebung, wobei der mobile Knoten eine alte Adresse von einem alten Fremd-Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Entfernen eines Eintrages eines mobilen Knotens von einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen Internetprotokoll-Umgebung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm eines alternativen Verfahrens zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen Internetprotokoll-Umgebung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Zum besseren Verständnis soll zunächst ein Beispiel einer Umgebung diskutiert werden. Die 16 erläutern viele übliche Techniken in konventionellen Kommunikations-Netzwerken. Diese Techniken sind jedoch angegeben, um die Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Es ist verständlich, dass die folgende Beschreibung viele unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele zur Realisierung unterschiedlicher Merkmale liefert. Techniken und Anforderungen, die lediglich für bestimmte Ausführungsformen spezifisch sind, sollten nicht in andere Ausführungsformen importiert werden. Weiterhin werden spezielle Beispiele von Netzwerken, Komponenten und Mitteilungen nachfolgend beschrieben, um die vorliegende Beschreibung zu vereinfachen. Dies sind selbstverständlich Beispiele, und sie sollen nicht die Erfindung gegenüber dem beschränken, was in den Ansprüchen beschrieben ist.
  • In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 allgemein ein IP-Netzwerk. Ein mobiler Knoten 12 registriert sich bei dem Netzwerk 10 durch Senden (1) einer Diensteanforderungs-Mitteilung an einen Fremd-Agenten (FA) 18, über eine Fremd-Verbindungsstrecke (oder Basisstation) 14. Der FA ist ein Server, der beispielsweise von einem Internet-Diensteanbieter (ISP) außerhalb des Servers des örtlichen ISP (oder HA 16) des Benutzers betrieben wird. In diesem Szenarium hat sich der Benutzer von dem Dienstbereich seines HA 16 fort bewegt und muss sich somit bei dem FA 18 registrieren. Der FA 18 leitet (2) die Dienstanforderung an den HA 16 des Benutzers über die Heimat-Verbindungsstrecke (oder Basisstation) 20 weiter. Der HA kann dann die Anforderung akzeptieren oder verweigern, und die Entscheidung wird dann (3, 4) an den mobilen Knoten 12 über den FA 15 und die Fremd-Verbindungsstrecke 14 weitergeleitet.
  • Gemäß 2 ist weiterhin ein Korrespondenten-Knoten für das Netzwerk 10 in 1 vorgesehen. Bei dem vorliegenden Beispiel liefert der Korrespondenten-Knoten 24 Pakete an den mobilen Knoten 12. Ein erstes Paket (1) wird von dem HA 16 abgefangen und dann an den mobilen Knoten über das IP-basierte Netzwerk 22 und die zu Händen von-Adresse des HA (COA, auch als IP-Adresse bekannt) 25 gesandt. Der HA 16 fängt das Paket des Korrespondenten-Knoten 24 auf der Grundlage des Inhaltes des empfangenen Paketes ab, und der HA leitet ab, dass der Bindungs-Pufferspeicher des Korrespondenten-Knoten nicht die neue COA des mobilen Knotens enthält. Der Bindungs-Pufferspeicher (oder Pufferspeicher) enthält die alten (wenn eine alte FA verwendet wird) und die neuen (wenn eine neue FA verwendet wird) IP-Adressen (oder COA's), die dem mobilen Knoten 12 zugeordnet sind. Auf der Grundlage dieser Adressen kann ein Korrespondenten-Knoten Pakete direkt an einen mobilen Knoten „tunneln". Somit sendet der HA 16 eine Bindungs-Aktualisierungsmitteilung (2) an den Korrespondenten-Knoten 24. Der Korrespondenten-Knoten 224 aktualisiert dann seinen Bindungs-Pufferspeicher und beginnt, diese COA 26 dazu zu verwenden, um Daten direkt an den mobilen Knoten 12 weiterzuleiten (3). Dieses Szenarium, das als Dreieck-Pfadlenkung bekannt ist, stellt eine Einschränkung der bekannten Routen-Optimierungstheorie dar, weil die Pakete des Korrespondenten-Knotens an einen mobilen Knoten einem Pfad folgen, der länger als der optimale Pfad ist (weil die Pakete anfänglich an den mobilen Knoten über den HA weitergeleitet werden müssen).
  • Gemäß 3 sendet der Korrespondenten-Knoten 24 eine Bindungs-Anforderung (1) an den HA 16, um den Bindungs-Pufferspeicher des Korrespondenten-Knotens mit der neuen COA des mobilen Knotens 12 zu aktualisieren. Diese Bindungs-Anforderung wird ausgesandt, wenn die Registrierungs-Lebensdauer (oder Lebensdauer) zwischen den Korrespondenten-Knoten 24 und der alten COA (nicht gezeigt) abläuft (gleich Null ist). Die Registrierungs-Lebensdauer ist die Zeitdauer, über die eine Bindung, die von den HA 16 akzeptiert wird, gültig ist. Der HA 16 sendet dann eine Bindungs-Aktualisierung an den Korrespondenten-Knoten mit der derzeitigen COA des mobilen Knotens. Der Korrespondenten-Knoten 24 kann dann Daten (3) direkt an die COA 26 des mobilen Knotens senden.
  • 4 zeigt die Hinzufügung eines alten FA 28 zu dem Netzwerk 10. Der mobile Knoten 12 verwendet das Netzwerk 10 über den alten FA 28 und die alte Fremd- Verbindungsstrecke 30. Wenn sich der mobile Knoten 12 aus dem Überdeckungsgebiet des alten FA 28 in das Überdeckungsgebiet des neuen FA 18 bewegt, sendet der mobile Knoten 12 eine Registrierungsanforderung (1), die die COA des neuen FA 18 enthält. Der HA 16 sendet (2) eine Registrierungsantwort an den mobilen Knoten 12 zurück. Der neue FA sendet dann (3) eine Bindungs-Aktualisierung an den alten FA 28, um dem alten FA die neue COA zu geben. Der alte FA 28 sendet dann (4) eine Bindungs-Bestätigung an den neuen FA.
  • 5 zeigt die Fortsetzung der Mitteilungsübermittlung in 4. Der Korrespondenten-Knoten 24 versucht, Daten an den mobilen Knoten 12 zu senden. Weil dem Korrespondenten-Knoten 24 die neue FA 18-COA des mobilen Knotens 12 nicht bekannt ist, sendet er (5) die Daten an den alten FA 28. Der alte FA 28 leitet dann (6) die Daten an den mobilen Knoten 12 über die COA des neuen FA 18 weiter. Der alte FA 28 sendet weiterhin eine Bindungs-Warnung (7) an den HA 16. Der HA 16 sendet dann eine Bindungs-Aktualisierung (8) an den Korrespondenten-Knoten 24 mit der neuen COA des mobilen Knotens 12. Die Bindungs-Aktualisierung kann nur dann gemacht werden, wenn die Registrierungs-Lebensdauer des Korrespondenten-Knotens 24 abgelaufen ist. Sobald diese Aktion aufgetreten ist, kann der Korrespondenten-Knoten 24 Daten direkt an den mobilen Knoten 12 über die neue COA des FA 18 senden.
  • Die derzeitige Optimierungstheorie nimmt an, dass alle Fremd-Netzwerke FA's enthalten. In manchen Fällen kann jedoch ein Fremd-Netzwerk keinen FA enthalten. Derartige Fälle schließen die fehlende Konfiguration eines FA in einem Fremd-Netzwerk oder den Verlust des FA aufgrund eines Systemausfalls ein. Wenn das Fremd-Netzwerk keinen FA enthält, so kann eine zusammengesetzte „zu Händen von"-Adresse (CCOA) anstelle einer COA verwendet werden.
  • 6 zeigt das Netzwerk 10, das ein altes Fremd-Netzwerk 34 einschließt, das einen alten FA mit einer CCOA-Fähigkeit 32 und ein neues Fremd-Netzwerk 38 enthält, das einen Server mit einer CCOA-Fähigkeit 36, jedoch keinen neuen FA enthält. Wenn sich der mobile Knoten 12 zu dem neuen Fremd-Netzwerk 38 bewegt, erhält er eine neue CCOA, und registriert sich dann mit dem neuen Fremd-Netzwerk 38. Nach der Routen-Optimierungstheorie des Standes der Technik wird jedoch der Korrespondenten-Knoten 24 nicht mit der COA des mobilen Knotens 12 aktualisiert, bevor nicht der Bindungs-Pufferspeicher-Eintrag des Korrespondenten-Knotens für den mobilen Knoten 12 in dem alten Fremd-Netzwerk 34 abläuft. Bevor dies erfolgt, sendet der Korrespondenten-Knoten 24 weiterhin Datenpakete an die alte COA, was einen Datenverlust unter eine Beeinträchtigung des Dienstes hervorrufen wird.
  • Es wird nunmehr auf 7 Bezug genommen, in der die Bezugsziffer 40 ein Kommunikations-Netzwerksystem zur Realisierung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Es ist verständlich, dass das System 40 keinen Fremd-Agenten einschließt. Ein erstes Paket des Korrespondenten-Knotens 54 an den mobilen Knoten 42 wird von dem HA 46 (über die Heimat-Verbindungsstrecke 50) abgefangen (1) und dann an den mobilen Knoten über das IP-basierte Netzwerk 54 und die zu Händen von-Adresse des HA (COA, auch als IP-Adresse oder eine Adresse bekannt) 56 gesandt. Der HA 46 fängt das Paket des Korrespondenten-Knotens ab, weil auf der Grundlage einer Liste 52 (die von dem HA geführt wird) (2), die die Korrespondenten-Knoten einschließt, die jedem mobilen Knoten zugeordnet sind, der HA ableitet, das der Bindungs-Pufferspeicher des Korrespondenten-Knotens nicht die neue COA 58 des mobilen Knotens enthält. Der Bindungs-Pufferspeicher (oder Pufferspeicher) enthält die alten (wenn ein alter FA verwendet wird) und neuen (wenn ein neuer FA verwendet wird) IP-Adressen (oder COA's), die dem mobilen Knoten 42 zugeordnet sind. Auf der Grundlage dieser IP-Adressen kann ein Korrespondenten-Knoten Pakete direkt an einen mobilen Knoten „tunneln". Somit sendet der HA 46 bei (3) eine Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung an den Korrespondenten-Knoten 54. Der Korrespondenten-Knoten 24 aktualisiert dann seinen Bindungs-Pufferspeicher und beginnt, diese COA 58 dazu zu verwenden, Daten direkt an den mobilen Knoten 42 (über das Fremd-Netzwerk 48 und die Fremd-Verbindungsstrecke 44 weiterzuleiten (4). Dieses Szenarium ergibt die Fähigkeit, dass Pakete den mobilen Knoten erreichen, ohne dass Nutzen aus den Fähigkeiten eines Fremd-Agenten gezogen wird.
  • 8 zeigt den mobilen Knoten 42, der sich von einem alten Fremd-Netzwerk 60 zu einem neuen Fremd-Netzwerk 64 bewegt (Bereichswechsel), wobei keines der Fremd-Netzwerke einen Fremd-Agenten einschließt. Wenn der mobile Knoten 42 in das neue Fremd-Netzwerk 64 eintritt, sendet er (1) eine Registrierungsanforderung mit seiner neuen COA an den HA 46. Der HA 46 sendet (2) dann eine Registrierungsantwort an den mobilen Knoten 42. Der HA 46 vergleicht (3) die neue COA des mobilen Knotens mit der alten COA über die Liste 52 (die von dem HA geführt wird (3)), die die Korrespondenten-Knoten einschließt, die jedem mobilen Knoten zugeordnet sind. Weil die neue COA und die alte COA unterschiedlich sind, sendet (4) der HA 46 eine Bindungs-Aktualisierung an den Korrespondenten-Knoten 54 (und alle die – nicht gezeigten – Korrespondenten-Knoten, die derzeit mit dem mobilen Knoten 42 kommunizieren. Der Korrespondenten-Knoten sendet (5) dann eine Bindungs-Bestätigung an den HA 46 und ist nunmehr in der Lage, Daten direkt an den mobilen Knoten über die neue COA 58 (und das neue Fremd-Netzwerk 64 und die Verbindungsstrecke 68) zu senden (6). Somit kann der Korrespondenten-Knoten 54 nunmehr direkt mit dem mobilen Knoten 42 kommunizieren, ohne die Fähigkeiten eines Fremd-Agenten zu nutzen, und dies in weit weniger Schritten, als dies bei der bekannten Routen-Optimierungstheorie möglich war (wie sie in den 4 und 5 beschrieben wurde).
  • Wenn der mobile Knoten zu seinem HA zurückkehrt, sollt der vorhergehende Eintrag für den mobilen Knoten von dem Korrespondenten-Knoten entfernt werden. Um dies durchzuführen, würde der mobile Knoten an den HA eine Abmelde-Anforderung senden, wenn der mobile Knoten zu seinem Heimat-Netzwerk (oder Heimat-Standort) zurückkehrt. Der HA würde dann an den Korrespondenten-Knoten eine Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung senden (die an jeden Korrespondenten-Knoten gesandt wird, mit dem der mobile Knoten derzeit kommuniziert), wobei die Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung einen Lebensdauer-Wert von Null umfasst. Der Korrespondenten-Knoten würde dann den Eintrag für den mobilen Knoten in seinem Bindungs-Pufferspeicher ungültig machen.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform zur Optimierung einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen IP-Umgebung kann der mobile Knoten eine Liste von Korrespondenten-Knoten führen, mit denen der mobile Knoten derzeit kommuniziert. Wenn der mobile Knoten seine Adresse ändert (das heißt, sich zu einem anderen Netzwerk bewegt), so kann er eine Registrierungsanforderung an den HA mit einer Korrespondenten-Knoten-Erweiterung (CNE) senden, die die Liste von Korrespondenten-Knoten einschließt. Der HA kann dann an jeden der Korrespondenten-Knoten auf der Liste eine Bindungs-Aktualisierung senden. Jeder der Korrespondenten-Knoten würde dann an den HA eine Bindungs-Bestätigungs-Mitteilung senden. Die CNE schließt ein Typ-Feld, ein Längen-Feld, ein reserviertes Feld und eine Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse ein, die von dem mobilen Knoten zur Kommunikation mit dem Korrespondenten-Knoten verwendet wird. Die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse wird mit der Bindungs-Aktualisierung gesandt, um es den Korrespondenten-Knoten zu ermöglichen, ihren Speicher mit der derzeitigen Adresse der mobilen Knoten zu aktualisieren.
  • 9 zeigt einen Computer 70, der einen Prozessor 72 und einen Speicher 74 umfasst. Der Computer 70 kann ein Personalcomputer oder Laptop, ein mobiler Knoten, ein Korrespondenten-Knoten, ein Heimat-Agent, ein altes Fremd-Netzwerk und ein neues Fremd-Netzwerk sein, wobei sich der Computer in irgendeinem Teil eines drahtlosen IP-Netzwerkes befinden kann. Zusätzlich kann der Computer 70 irgendein Gerät sein, das IP-bezogene Information senden und empfangen kann. Der Prozessor 72 kann eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein digitaler Signalprozessor, ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein Mikrocomputer und/oder irgendein Gerät sein, das digitale Information auf der Grundlage von Programmierbefehlen manipuliert. Der Speicher 74 kann ein Festwertspeicher , ein Lese-Schreib-Speicher, ein Flash-Speicher und/oder irgendein Gerät sein, das digitale Information speichert. Der Speicher 74 ist mit dem Prozessor 72 gekoppelt und speichert Programmierbefehle, die, wenn sie von dem Prozessor gelesen werden, bewirken, dass der Prozessor bestimmte Aktionen ausführt. Diese Aktionen schließen das Senden von Datenpaketen und Mitteilungen zu und von dem Heimat-Agenten, dem mobilen Knoten, irgendwelchen Korrespondenten-Knoten und/oder irgendwelchen Fremd-Agenten ein, wie dies hier erläutert wurde.
  • 10 beschreibt ein Verfahren zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen IP-Umgebung. Das Verfahren beginnt am Schritt 80, an dem ein Korrespondenten-Knoten an einen Heimat-Agenten ein Datenpaket sendet. Im Schritt 82 sendet der Heimat-Agent an den mobilen Knoten das Datenpaket unter Verwendung einer ersten Adresse. Im Schritt 84 führt der Heimat-Agent eine Liste von Korrespondenten-Knoten die dem mobilen Knoten zugeordnet sind. Das Verfahren geht zum Schritt 86 über, in dem der Heimat-Agent an den Korrespondenten- Knoten eine Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung sendet. Im Schritt 88 sendet der Korrespondenten-Knoten direkt an den mobilen Knoten nachfolgende Datenpakete unter Verwendung der ersten Adresse.
  • 11 beschreibt ein Verfahren zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen IP-Umgebung, in der der mobile Knoten eine alte Adresse von einem alten Fremd-Netzwerk hat. Das Verfahren beginnt im Schritt 90, in dem der mobile Knoten an einen Heimat-Agenten eine Registrierungsanforderung sendet, die eine neue Adresse umfasst. Im Schritt 92 sendet der Heimat-Agent an den mobilen Knoten eine Registrierungs-Antwort als Antwort auf die Registrierungsanforderung. Im Schritt 94 vergleicht der Heimat-Agent die neue Adresse mit der alten Adresse, und, wenn die neue Adresse und die alte Adresse nicht gleich sind, sendet der Heimat-Agent im Schritt 96 an den Korrespondenten-Knoten eine Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung. Das Verfahren geht zum Schritt 98 über, in dem der Korrespondenten-Knoten an den Heimat-Agenten eine Bindungs-Bestätigung als Antwort auf die Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung sendet. Im Schritt 100 sendet der Korrespondenten-Knoten an den mobilen Knoten alle nachfolgenden Mitteilungen über die neue Adresse.
  • 12 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung des Eintrages eines mobilen Knotens von einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen IP-Umgebung. Das Verfahren beginnt im Schritt 102, in dem der mobile Knoten an den Heimat-Agenten eine Abmelde-Anforderung sendet, wenn der mobile Knoten zu seinem Heimat-Standort zurückkehrt. Im Schritt 104 sendet der Heimat-Agent an den Korrespondenten-Knoten eine Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung, wobei die Bindungs-Aktualisierungs-Mitteilung einen Lebensdauer-Wert von Null umfasst. Im Schritt 106 macht der Korrespondenten-Knoten den Eintrag für den mobilen Knoten ungültig.
  • 13 beschreibt ein alternatives Verfahren zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten und einem Korrespondenten-Knoten in einer drahtlosen IP-Umgebung. Das Verfahren beginnt im Schritt 108, in dem der mobile Knoten eine Liste von Korrespondenten-Knoten führt, mit denen der mobile Knoten derzeit kommuniziert. Im Schritt 110 sendet, wenn der mobile Knoten seine Adresse ändert, der mobile Knoten an den Heimat-Agenten eine Registrierungsanforderung mit einer Korrespondenten-Knoten-Erweiterung (CNE), die die Liste von Korrespondenten-Knoten einschließt. Das Verfahren geht zum Schritt 112 über, in dem der Heimat-Agent an jeden der Korrespondenten-Knoten auf der Liste eine Bindungs-Aktualisierung sendet. Im Schritt 114 sendet jeder der Korrespondenten-Knoten an den Heimat-Agenten eine Bindungs-Bestätigungs-Mitteilung.
  • Die vorliegende Erfindung weist somit mehrere Vorteile auf. Beispielsweise wird die bekannte Routen-Optimierungstheorie vereinfacht, weil die Bindungs-Anforderungs- und Bindungs-Warn-Mitteilungen nicht mehr verwendet werden. Damit ergibt sich eine effiziente Nutzung der Netzwerk-Bandbreite, weil diese periodischen Mitteilungen beseitigt werden. Weiterhin kann das System der vorliegenden Erfindung Fremd-Netzwerke mit CCOA- und Fremd-Agenten-COA-Fähigkeiten berücksichtigen. Zusätzlich wird der Bindungs-Pufferspeicher des Korrespondenten-Knotens in effizienter Weise verwendet, weil er nur dann aktualisiert wird, wenn der mobile Knoten seine COA ändert.
  • Es ist verständlich, dass Abänderungen an dem Vorstehenden durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann das System zusätzliche Netzwerke (wie z. B. ein „Multimedien"-Netzwerk), Elemente (die Radio-Sprache- und Datendienste liefern) und Kommunikationsgeräte (wie z. B. schnurlose Telefone, Computer und „Netzwerkgeräte") einschließen. Zusätzlich sollte es verständlich sein, dass andere Modifikationen, Änderungen und der Ersatz von Elementen in der vorstehenden Beschreibung vorgesehen sind, und dass in manchen Fällen einige Merkmale der Offenbarung ohne die entsprechende Verwendung anderer Merkmale verwendet werden können. Entsprechend sollten die beigefügten Ansprüche breit und in einer Weise ausgelegt werden, die mit dem Schutzumfang der Offenbarung übereinstimmt.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten (42) und einem Korrespondenten-Knoten (94) in einer drahtlosen Internetprotokoll-Umgebung, wobei das Verfahren den Schritt des: Führens einer Liste von Korrespondenten-Knoten (42), mit denen der mobile Knoten (42) derzeit in Kommunikation steht, durch den mobilen Knoten (42) umfasst; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es weiterhin die folgenden Schritte umfasst: wenn der mobile Knoten (42) seine Adresse ändert, Senden einer Registrierungsanforderung mit einer Korrespondenten-Knoten-Erweiterung, die die Liste von Korrespondenten-Knoten (52) einschließt, von dem mobilen Knoten (42) an den Heimat-Agenten (46); Senden einer Bindungs-Aktualisierung von dem Heimat-Agenten (46) an jeden der Korrespondenten-Knoten (54) auf der Liste (52); und Senden einer Bindungs-Bestätigungsmitteilung von jedem der Korrespondenten-Knoten (54) an den Heimat-Agenten (46).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Erweiterung zumindest ein Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einem Typfeld; einem Längenfeld; einem reservierten Feld; und einer Internetprotokoll-Adresse eines Korrespondenten-Knotens.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse von dem mobilen Knoten (42) verwendet wird, um mit dem Korrespondenten-Knoten (54) zu kommunizieren.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse mit der Bindungs-Aktualisierung ausgesandt wird, um es dem Korrespondenten-Knoten (54) zu ermöglichen, seinen Speicher mit der derzeitigen Adresse des mobilen Knotens zu aktualisieren.
  5. System zum Optimieren einer Route zwischen einem mobilen Knoten (42) und einem Korrespondenten-Knoten (54) in einer drahtlosen Internetprotokoll-Umgebung, mit: Einrichtungen zum Führen einer Liste von Korrespondenten-Knoten (54), mit denen der mobile Knoten (42) derzeit in Kommunikation steht, durch den mobilen Knoten (42); und dadurch gekennzeichnet, dass das System weiterhin Folgendes umfasst: wenn der mobile Knoten (42) seine Adresse ändert, Einrichtungen zum Senden einer Registrierungsanforderung mit einer Korrespondenten-Knoten-Erweiterung, die die Liste von Korrespondenten-Knoten (52) einschließt, von dem mobilen Knoten (42) an den Heimat-Agenten (46); Einrichtungen zum Senden einer Bindungs-Aktualisierung von dem Heimat-Agenten (46) an jeden der Korrespondenten-Knoten (54) auf der Liste; und Einrichtungen zum Senden, von jedem der Korrespondenten-Knoten (54) an den Heimat-Agenten (46), einer Bindungs-Bestätigungsmitteilung.
  6. System nach Anspruch 5, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Erweiterung zumindest ein Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einem Typfeld; einem Längenfeld; einem reservierten Feld; und einer Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse.
  7. System nach Anspruch 6, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse von den Einrichtungen des mobilen Knotens zum Senden verwendet wird, um mit dem Korrespondenten-Knoten (54) zu kommunizieren.
  8. System nach Anspruch 6, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse mit der Bindungs-Aktualisierung von den Sendeeinrichtungen des Heimat-Agenten (46) ausgesandt wird, um es dem Korrespondenten-Knoten (54) zu ermöglichen, seinen Speicher mit der derzeitigen Adresse des mobilen Knotens zu aktualisieren.
  9. Computersystem, mit: einem ersten Prozessor, der einem mobilen Knoten (42) zugeordnet ist, einem zweiten Prozessor, der einem Heimat-Agenten (46) zugeordnet ist, und einer Vielzahl von dritten Prozessoren, die einer Vielzahl von Korrespondenten-Knoten (54) zugeordnet sind; und mit jedem Prozessor gekoppelten Speichern, wobei jeder Speicher Programmbefehle speichert, die, wenn sie von dem damit gekoppelten Prozessor gelesen werden, bewirken, dass der erste Prozessor eine Liste von Korrespondenten-Knoten (52) führt, mit denen der mobile Knoten (42) derzeit in Kommunikation steht; und dadurch gekennzeichnet, dass die Programmbefehle: bewirken, dass der erste Prozessor bei einer Änderung der Adresse des mobilen Knotens (42) an den Heimat-Agenten (46) eine Registrierungsanforderung mit einer entsprechenden Knoten-Erweiterung sendet, die die Liste von Korrespondenten-Knoten (52) einschließt; bewirken, dass der zweite Prozessor von dem Heimat-Agenten (46) an jeden der Korrespondenten-Knoten (54) auf der Liste eine Bindungs-Aktualisierung sendet; und bewirken, dass die dritten Prozessoren von jedem der Korrespondenten-Knoten (54) an den Heimat-Agenten (46) eine Bindungs-Bestätigungsmitteilung senden.
  10. Computersystem nach Anspruch 9, bei dem die Korrespondenten-Knoten-Erweiterung zumindest ein Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einem Typfeld; einem Längenfeld; einem reservierten Feld; und einer Internet-Protokolladresse eines Korrespondenten-Knotens.
  11. Computersystem nach Anspruch 10, das weiterhin Programmierbefehle umfasst, die bewirken, dass der erste Prozessor die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse verwendet, um mit dem Korrespondenten-Knoten (54) zu kommunizieren.
  12. Computersystem nach Anspruch 10, das weiterhin Programmierbefehle umfasst, die bewirken, dass der zweite Prozessor die Korrespondenten-Knoten-Internetprotokoll-Adresse mit der Bindungs-Aktualisierung sendet, um es dem Korrespondenten-Knoten (54) zu ermöglichen, seinen Speicher mit der derzeitigen Adresse des mobilen Knotens zu aktualisieren.
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