使用扩展的路由协议的蜂窝网络中的基于网络的宏移动制造技术

一种新的架构在蜂窝网络中提供了基于网络的移动，该移动以诸如虚拟专用局域网（ＬＡＮ）业务（ＶＰＬＳ）、边界网关协议（ＢＧＰ）和ＢＧＰ　ＭＰＬＳ第三层虚拟专用网络（ＶＰＮ）的互联网协议（ＩＰ）／多协议标签交换（ＭＰＬＳ）技术为基础。该架构由为蜂窝网络移动的不同方面提供功能的多个构件构成。一个构件是ＩＰ／ＭＰＬＳ网络中的基于网络的宏移动。本文描述的宏移动技术以对诸如ＢＧＰ的路由协议的扩展为基础。另一构件涉及在保持用户的ＩＰ地址的同时在网络设备间传输用户上下文。本文描述的技术提供了用于以对诸如ＢＧＰ的路由协议的扩展为基础的移动用户管理的用户上下文传输机制。移动架构的另一构件是基于ＶＰＬＳ的基于网络的微移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络，更具体地，涉及蜂窝网络。
技术介绍
蜂窝网络是多个蜂窝的集合，其中，每个蜂窝都包括能够向用户的移动设备传输 和中继信号的至少一个基站。“蜂窝”通常表示使用特定频率或频率范围来传输数据的蜂窝 网络的不同区域。典型基站是附有通过特定频率来传输和接收数据的多个天线的塔。诸如 蜂窝或移动电话、智能电话、相机电话、个人数字助理(PDA)和膝上型计算机的移动设备， 可以以指定的频率向基站发起或传输信号，以发起呼叫或数据会话并开始传输数据。回程网络(backhaul network)将基站连接到网关设备。(从移动用户角度看) 回程网络是提供从基站到网关设备的连接的第二层(L2)网络。许多蜂窝服务提供商正朝 着基于二代(2G)、三代(3G)和其他无线技术移动回程网络的互联网协议(IP)/多协议标 签交换(MPLS)的方向发展。微波接入(WiMax)和长期演进(LTE)技术也可能朝这个方向 发展。例如，最近，蜂窝服务提供商已经开始升级蜂窝网络，以支持诸如高速接入到基于分 组(packet-based)的网络(例如，因特网)、使用互联网协议的语音(VoIP)和互联网协议 电视(IPTV)的业务。为了升级蜂窝网络，蜂窝服务提供商将在基站接收到的来自移动设备 的蜂窝信号，例如，时分多址(TDMA)信号、正交频分复用(OFDM)信号或码分多址(CDMA)信 号，转换成用于在基于分组的网络中传输的互联网协议(IP)包。为了便于从蜂窝信号到IP 包的转换和传输，已经提出了多项标准，例如，由全球移动通信系统(GSM)协会提出的通用 分组无线业务(GPRS)标准，由互联网工程任务组(IETF)提出的移动IP标准，以及由第三 代伙伴计划(3GPP)、第三代伙伴计划2(3GPP/2)和WiMax论坛的全球互通提出的其他标准。“微移动(micro mobility) ”被定义为锚定(anchored)在固定IP网关设备的移 动。即使移动设备可以与用于到达IP网关的不同的回程网络网关(BNG)和/或基站进行通 信，只要移动设备的IP网关在移动设备移动位置时不改变，移动设备就位于微移动域内。 WiMax的微移动方案需要涉及基站和接入业务网络(ASN)网关(在WiMax技术中，为“R2 和R4接口”)的新的控制协议。“宏移动(macromobility)”被定义为使移动节点从一个IP 网关移动到另一个IP网关而保留其IP地址的移动。现有的宏移动方案使用移动IP及对 移动IP的扩展，这具有一些限制。一些现有的宏移动方案包括客户端移动IP、客户端移动 IPv4、代理(Proxy)移动IPv4、移动IPv6以及客户端移动IPv6。不管蜂窝服务提供商选择采用哪种标准，每种标准通常都限定蜂窝网络架构，在 该架构中，特定的移动设备与特定的网关设备和锚定设备相关。即，在发起基于分组的数据 通信会话时，移动设备被同时绑定到蜂窝网络架构中的网关设备和锚定设备。通常，每个网关设备都是与接近通信会话的起始点的一个或多个基站相关的IP网关或其它IP使能的接 入路由器。借助于基站的传输和中继能力，每个网关设备都能处理由移动设备发起的数据 会话，并将IP通信路由到基于分组的网络。即，网关设备将移动设备发起的任何数据通信 均路由到锚定设备。这种包含移动设备、网关设备和锚定设备的路由配置称为“三角路由”。 锚定设备典型地是面向业务的IP使能的路由器，其存储针对特定移动设备的策 略和其他信息(统称为“用户上下文”)。例如，用户上下文可以定义服务水平或质量、加密 密钥、寻址信息、组播组会员资格以及用于对向特定移动设备提供的业务进行计费的计费 信息。当相关的移动设备移动通过蜂窝网络时，锚定设备为持续接入基于分组的网络所需 的用户特定的上下文信息(称为“用户上下文”)提供“锚点(anchor)”或基准位置(set location)。锚定设备可以根据用户上下文对数据通信做标记、加标签或进行处理，然后将 数据通信路由到基于分组的网络内的期望的目的地。在一些蜂窝架构中，网关设备可以称 为“外地代理”，而“锚定设备”可以称为“本地代理”。虽然上述的网络架构支持精确计费，但是用于会话的到锚定设备的所有数据包的 连续三角路由可能会在上述业务的传送中产生大量的延迟，从而降低向移动设备提供的服 务的质量。因此，通过使得用户与固定锚定设备相关，上述架构不能有效地路由通信量，并 且可能在接入基于分组的网络和由基于分组的网络所支持的业务中引起延迟。随着升级蜂 窝基站以支持更高传输速率，这种缺陷可能变成特定约束，这是因为，增加的延迟可能形成 实现更高数据传输速率的瓶颈，并且违背与用户的服务质量(QoS)协议。
技术实现思路
通常，用于为IP通信量提供移动性的新架构是以互联网协议(IP)/多协议标签交 换(MPLS)技术为基础来描述的，例如，虚拟专用局域网(LAN)业务(VPLS)、边界网关协议 (BGP)和BGPMPLS第三层虚拟专用网(VPN)。包含这种架构的这些技术在本文中称为“移动 MPLS”。本文描述的架构解决了现有IP移动方案的多个缺点。这种架构可以应用于第三代 (3G)IP数据业务、WiMax、LTE和为移动用户提供基于IP的业务的其他任何无线接入技术。本文描述的移动MPLS架构由为蜂窝网络移动的不同方面提供功能的多个构件组 成。一个构件是IP/MPLS网络中的基于网络的宏移动。本文描述的宏移动方案以对路由协 议的扩展和VPN为基础。该技术使诸如边界网关协议(BGP)的路由协议以如下方式扩展， 艮口，使移动用户VPN路由在路由设备间通信，以提供基于网络的宏移动。例如，BGP可以以 如下方式扩展，即，允许了连同MPLS移动VPN标签一起通知到移动用户的可达性。在这种 方式下，上述技术虑及了每个用户路由状态的通告，并且使得输入该路由的移动VPN的每 个成员能够将通信量直接路由到移动用户所连接的IP网关设备，从而绕过了移动用户的 当前锚定设备，避免了三角路由。根据本文描述的技术，移动用户VPN路由通告被定义用于诸如BGP的路由协议。 例如，移动用户VPN路由通告可以被定义为与使用BGP消息通过网络进行通信的通告路由 相关的网络层可达性信息(NLRI)。因此，所定义的移动用户VPN路由通告可以被路由设备 用来对移动用户可达性信息进行编码，以指示其他路由设备对与所通告的路由相关的网络 通信量进行控制。移动用户VPN路由通告可以以使数量可变的属性确定的可扩展方式来定 义。此外，移动用户VPN路由通告可以以使编码的移动用户可达性信息作为不透明BGP数据来处理的方式来定义。因此，路由器和不支持扩展的其他网络设备可以忽略编码的移动 用户可达性信息。建立宏移动方案的挑战之一在于最优路由和移动用户状态之间的权衡。去往或来 自移动用户的包的有效路由通常需要网络中的每个用户路由状态。诸如移动IPv4或代理 移动IP的方案可能会以无效路由(三角路由)为代价来减少此状态。本文描述的方案使 服务提供商(SP)在三角路由模式和最优路由模式之间进行选择，具有提供有效路由(即， 最短路径路由)或者避免(询问)每个用户状态的灵活性。此外，本文描述的由此方案提 供的实施例使SP基于每个用户作出这样的决定。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　　使用蜂窝网络的网关设备接收来自移动设备的连接至所述网关设备以接入基于分组的网络的请求，所述移动设备和与所述网关设备相关的基站进行无线通信；　　使用所述网关设备选择一个模式，用于路由去往所述移动设备的包，其中，选择所述一个模式包括：选择最优路由模式和三角路由模式中的一个，其中，所述最优路由模式使去往所述移动设备的单播通信量能够绕过所述移动设备的当前锚定设备并被直接路由到所述网关设备，而所述三角路由模式使所述移动设备的单播通信量能够被路由到将所述通信量传送到所述网关设备的锚定设备；以及　　根据所选的模式，所述网关设备使用扩展的路由协议向所述蜂窝网络中的一个或多个其他网络设备通告移动用户（ＭＳ）虚拟专用网络（ＶＰＮ）路由通告，其中，所述ＭＳ　ＶＰＮ路由通告对与连接至所述网关设备的所述移动设备相关的可达性信息进行编码。

【技术特征摘要】
US 2009-1-12 61/143,993;US 2009-4-10 12/421,6801.一种方法，包括使用蜂窝网络的网关设备接收来自移动设备的连接至所述网关设备以接入基于分组 的网络的请求，所述移动设备和与所述网关设备相关的基站进行无线通信；使用所述网关设备选择一个模式，用于路由去往所述移动设备的包，其中，选择所述一 个模式包括选择最优路由模式和三角路由模式中的一个，其中，所述最优路由模式使去往 所述移动设备的单播通信量能够绕过所述移动设备的当前锚定设备并被直接路由到所述 网关设备，而所述三角路由模式使所述移动设备的单播通信量能够被路由到将所述通信量 传送到所述网关设备的锚定设备；以及根据所选的模式，所述网关设备使用扩展的路由协议向所述蜂窝网络中的一个或多个 其他网络设备通告移动用户(MS)虚拟专用网络(VPN)路由通告，其中，所述MS VPN路由通 告对与连接至所述网关设备的所述移动设备相关的可达性信息进行编码。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通告MSVPN路由通告包括在使用所述网关设 备选择所述最优路由模式时，使用所述网关设备向所述蜂窝网络中的其他网络设备通告所 述MSVPN路由通告，所述其他网络设备是与所述网关设备相关的移动VPN的成员，其中，所 述MS VPN路由通告对与所述移动设备相关的完整网址进行编码。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述MSVPN路由通告对所述移动设备的下一跳、 所述移动设备在其中运行的移动VPN的路由判别符、以及用于到达连接有所述移动用户的 网关的多协议标签交换(MPLS)移动VPN标签进行编码。4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在通告所述MS VPN路由通告时，所述网关设备作为所述移动设备的锚定设备运行，以 取代所述移动设备的当前锚定设备，其中，作为锚定设备运行包括存储所述移动设备的用户上下文，以及根据所述用户上下文处理与所述移动设备相关的数据通信。5.根据权利要求4所述的方法，其中，存储所述用户上下文包括存储以下中的一个或 多个与所述移动用户相关的服务水平或质量、QoS调度、速率限制、告警参数、按流分类器 /过滤器、加密密钥、寻址信息、所述移动用户的组播组会员资格以及用于对提供给所述移 动用户的业务进行计费的收费计费信息。6.根据权利要求1所述的方法，其中，通告MS VPN路由通告包括在使用所述网关设备选择所述三角路由模式时，使 用所述网关设备向所述蜂窝网络中的锚定设备通告目标MS VPN路由通告，以使所述锚定设 备能够将去往所述移动设备的包路由到所述网关设备，其中，所述目标MS VPN路由通告包 括路由目标，所述路由目标是由所述锚定设备的IP地址组成的基于互联网协议(IP)的路 由目标，所述方法进一步包括使用所述网关设备接收从所述锚定设备去往所述移动设备的所 传送的包。7.根据权利要求6所述的方法，其中，接收所传送的包包括通过MPLS隧道接收MPLS包。8.根据权利要求1所述的方法，其中，通告MSVPN路由通告包括在使用所述网关选 择最优路由模式时，使用所述网关通告MS VPN路由通告，所述MS VPN路由通告携带N0_EXPORT属性，所述N0_EXP0RT属性避免了在自治系统外部通告所述MS VPN路由通告。9.根据权利要求1所述的方法，其中，选择一个模式包括基于与所述移动设备相关的 服务水平协议(SLA)来选择所述一个模式。10.根据权利要求1所述的方法，其中，通告所述MSVPN路由通告包括在单个MS VPN 路由中集合到多个移动设备的可达性。11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括自治系统边界路由器(ASBR)通告集合 的MS VPN路由通告，所述集合的MSVPN路由通告汇总了到由自治系统中的多个网关设备拥 有的子网上的所有移动设备的可达性。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网关设备位于第一自治系统(AS)，进一步 包括使用所述网关设备接收来自第二移动设备的连接至所述网关设备以接入基于分组的 网络的请求；使用所述网关设备确定所述第二移动设备的子网是否在不同于所述第一 AS的第二 AS 中；以及仅当所述第二移动设备的子网不在不同于所述第一 AS的第二 AS中时，通告所述第二 移动设备的MS VPN路由通告。13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用所述网关设备接收来自所述移动设备的组播加入请求，其中，所述组播加入请求 指定了用于接收来自源的组播通信量的组播组；根据BGP组播VPN(MPVN)，将所述组播加入请求从所述网关设备传播到被选择作为上 游组播跳(UMH)的提供商边界路由器；在所述网关设备接收来自所述UMH的组播通信量；以及将接收到的组播通信量发送到所述移动设备。14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网关设备包括第一网关设备，以及，所述移 动设备从所述第一网关设备移动到第二网关设备，所述方法进一步包括使用所述第一网关设备接收去往所述移动设备的网络通信量；当所述第一网关设备已经接收到来自所述第二网关设备的MS VPN路由通告时，将所述 网络通信量传送到所述第二网关设备。15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网关设备包括第一网关设备，定义包括所 述移动设备可能移动到的所述第一网关设备的地理邻区中的一组网关设备的切换IP网关 区(HIZ)，所述方法进一步包括在所述移动设备从所述第一网关设备移动到第二网关设备后，接收去往所述移动设备 的网络通信量；以及将所述网络通信量传送到所述HIZ中的所有其他网关设备。16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述扩展的路由协议包括扩展的边界网关协议 (BGP)。17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括根据与所述移动设备相关的用户上下文，使用所述网关设备处理和与所述移动设备进 行的数据会话相关的数据通信，其中，所述用户上下文指定了定义应用于所述数据通信的一个或多个策略的用户指定信息，其中，所述MS VPN路由通告将所述用户上下文编码为所述MS VPN路由通告的BGP属性。18.根据权利要求17所述的方法，其中，通告所述MSVPN...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉胡尔阿加沃尔，
申请(专利权)人：丛林网络公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]