基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法及装置 【技术领域】
本发明涉及网络技术领域，尤其涉及基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法及装置。
背景技术
DMMS(Decentralized Mobility Management Service，非中心化移动性管理业务架构)在网络边缘部署移动性管理设备MA(Mobility Agent，移动代理)，为移动节点提供移动性服务；MN(Mobile Node，移动节点)的位置信息通过D-DNS(Domain Name Server，域名服务器；Dynamic-DNS(动态域名服务器)进行管理；CN(Corresponding Node，对端节点)为与MN进行通信的对端节点；oMA(old MA)为在oAN(old AN接入网)网络边缘采用的非中心化的移动性管理设备；nMA为在nAN网络边缘采用的非中心化的移动性管理设备。
如图1所示，在MN进行切换时，为了保证与CN通信的连续性，采用了SHIM6(Site Multihoming by IPv6 Intermediation，通过IPv6中间介质进行的站点多穴操作)协议，进行交互，并在oMA与nMA间建立SHIM6关联用于数据转发；具体流程为：
(1)当MN进入一个新网络时，首先会到D-DNS上去注册或者更新其ID与IP地址的绑定关系；其中，MN在oAN网络中地址为oIP；而当CN要发起与MN的通信时，CN会主动通过MN的ID去D-DNS查询MN的IP地址；
(2)MN通过CN地址主动发起与CN的通信；或者，CN通过到D-DNS查询到MN当前的地址oIP，实现与MN的通信；
(3)MN移动到邻接网络(nAN)，并通过移动检测获取邻接网络信息。例如：可以通过RS和RA消息获取邻接网络信息。
(4)MN采用DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)，从nAN获得一个新的IP地址；
(5)MN在移动的过程中，为了始终与CN保持通信的连续性，将仍然采用oIP作为数据包的源地址向CN进行数据传输，此时，nAN中的nMA将根据收到的数据包，分析出MN是从oAN移动而来的用户，进而发起与oMA的SHIM6交互，通过进行4次握手如图2中所示的I1，R1，I2，R2；在nMA与oMA之间建立SHIM6连接。
(6)nMA与oMA之间的SHIM6连接建立后，nMA将通过对MN发送的数据包加上SHIIM6头的方式，通过oMA，把数据包发给CN，同时，在整个过程中，CN仍会将数据发往MA的oIP，而oMA收到CN的数据包后，同样会通过添加SHIM6头的方式，将数据包通过nMA转发给MN。
切换过程中操作，无需MN参与，因此无需MN进行任何升级。与图1所对应的具体信令流程如图2所示。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：MN在跨越MA从源网络切换到邻接网络中进行通信时，无法快速获取邻接网络信息，并完成相关配置。
【发明内容】
本发明的实施例提供了一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法及装置。该方法，包括：
在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动，获取移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息；
根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息；
移动节点从源网络切换到邻接网络，为移动节点配置目的地址信息。
一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换装置，包括：
信息获取单元：用于在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动，获取移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息；
目的地址配置信息获取单元：用于根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息；
地址信息配置单元：用于移动节点从源网络切换到邻接网络，为移动节点配置目的地址信息。
本发明实施例提供的基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法及装置，本发明实施例通过在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动时，获取移动节点在源网络的位置信息、邻接网络路由信息以及移动节点在邻接网络的目的地址配置信息，从而在移动节点在进入到邻接网络之前，为移动节点配置邻接网络的目的地址配置信息。当移动节点进入到邻接网络时，则可以节省为移动节点配置邻接网络的目的地址配置信息的时间，从而缩短了移动节点的切换时间。与现有技术中，MN在跨越MA从源网络切换到邻接网络中进行通信时，无法快速获取邻接网络信息，并完成相关配置相比，本发明实施例通过移动节点在移动到邻接网络前，为移动节点配置邻接网络的目的地址配置信息，从而缩短了移动节点在移动到邻接网络后进行邻接网络的目的地址配置信息地切换时间。
【附图说明】
图1为现有技术中在MN进行切换时，为了保证与CN通信的连续性，采用SHIM6协议进行交互的网络结构示意图；
图2为现有技术中在MN进行切换时，为了保证与CN通信的连续性，采用SHIM6协议，进行信令交互的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法流程图；
图5为本发明实施例本发明实施例提供的一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换装置结构示意图；
图6为本发明实施例本发明实施例提供的另一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换装置结构示意图；
图7为本发明实施例提供的由源网络oMA进行移动检测，当MN从源网络oMA覆盖范围移动到nMA覆盖范围的切换操作具体流程图；
图8为本发明实施例提供的由MN进行移动检测，当MN从源网络oMA覆盖范围移动到nMA覆盖范围的切换操作具体流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明实施例基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法及装置进行详细描述。
如图3所示，本发明实施例提供的一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法，在实现本发明实施例的过程中，该方法，包括：
301：在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动，获取移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息；
302：根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息；
303：移动节点从源网络切换到邻接网络，为移动节点配置目的地址信息。
如图4所示，本发明实施例提供的另一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法，在实现本发明实施例的过程中，该方法，包括：
401：在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动，获取移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息；所述的邻接网络路由信息通过移动检测技术根据移动节点所移动方向所确定的邻接网络的路由信息。
402：根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，判断移动节点是否即将发生切换；
403：确认邻接网络移动代理将作为移动节点的服务器；
404：将封装有源网络地址配置信息和移动节点请求分配邻接网络的目的地址配置信息的HI消息(Handover Initiate，切换发起消息)，向邻接网络移动代理发送；
405：接收Hack消息(Handover Acknowledge)：切换应答消息)，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息。
406：根据所述移动节点在源网络的地址配置信息和目的地址配置信息，建立双向隧道；
407：探测移动节点与源网络无连接后，将移动节点与对端节点的通信数据通过双向隧道进行数据存储转发；该步骤当源网络的移动代理探测到移动节点与源网络无连接后，可以通过双向隧道进行数据存储转发；当探测到移动节点与源网络无连接后，移动节点还未与邻接网络连接上时，移动节点与对端节点通信的数据通过移动节点的新旧移动代理对其进行存储，双向隧道进行数据转发，直到移动节点与邻接网络建立连接，存储于新旧移动代理中的移动节点与对端节点通信的数据通过双向隧道进行转发。
408：移动节点从源网络进入到邻接网络覆盖范围内，所述移动节点与邻接网络建立连接；
409：移动节点根据所述邻接网络目的地址配置信息，与邻接网络确认目的地址配置信息并保留源地址配置信息；
410：移动节点将源地址配置信息更新为目的地址配置信息。
如图5所示，本发明实施例本发明实施例提供的一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换装置；该装置，包括：
信息获取单元501：用于在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动，获取移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息；
目的地址配置信息获取单元502：用于根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息；
地址信息配置单元503：用于移动节点从源网络切换到邻接网络，为移动节点配置目的地址信息。
如图6所示，本发明实施例本发明实施例提供的另一种基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换装置；该装置，包括：
信息获取单元501：用于在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动，获取移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息；
判断单元601：用于根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，判断移动节点即将发生切换。如果判断移动节点即将发生切换，则继续进入目的地址配置信息获取单元502。
目的地址配置信息获取单元502：用于根据所述移动节点在源网络的位置信息及邻接网络路由信息，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息；该单元，进一步包括：
信息确认子单元602：用于确认邻接网络移动代理将作为移动节点的服务器；当所述信息确认子单元602确认邻接网络可以作为移动节点的服务器后，移动节点则可以通过信息发送子单元603发送HI消息。
信息发送子单元603：用于将封装有源网络地址配置信息和移动节点请求分配邻接网络的目的地址配置信息的HI消息，向邻接网络移动代理发送；
信息接收子单元604：用于接收Hack消息，获取移动节点在邻接网络的目的地址配置信息。
隧道建立单元605：用于根据所述移动节点在源网络的地址配置信息和目的地址配置信息，建立双向隧道；
探测单元606：用于探测移动节点与源网络无连接后，将移动节点与对端节点的通信数据通过双向隧道进行数据存储转发。即所述移动节点在移动到邻接网络覆盖范围内后，对于在源网络所建立的会话，仍需要保持通信时，移动节点依然通过其源网络地址与对端节点保持通信，其通信的数据由双向隧道进行存储转发；而当移动节点在邻接网络中建立的会话，则通过移动节点目前所在的网络的地址与CN直接进行通信，不需经过双向隧道。
地址信息配置单元503：用于移动节点从源网络切换到邻接网络，为移动节点配置目的地址信息。该单元，进一步包括：
建立连接子单元607：用于移动节点从源网络进入到邻接网络覆盖范围内，所述移动节点与邻接网络建立连接；
地址配置信息确认子单元608：用于移动节点根据所述邻接网络目的地址配置信息，与邻接网络确认目的地址配置信息并保留源地址配置信息；当移动节点建立连接后，便可以通过地址配置信息确认存储单元607确认目的地址配置信息可用，并将保存源地址配置信息，从而保持切换前与CN进行的通信会话的连续性；而当移动节点在邻接网络中建立的会话，则通过移动节点目前所在的网络的地址与CN直接进行通信，不需经过双向隧道。
信息更新存储子单元609：用于移动节点将源地址配置信息更新为目的地址配置信息并保留源地址配置信息。
在实现本发明实施例基于DMMS快速切换方案中采用的主要功能实体及其功能包括：移动代理MA、LMS(Location Management Server，位置管理服务器)、移动节点MN、对端通信节点CN。
1、移动代理MA(网关)：位于接入网络的移动性管理设备，主要功能包括：
a)为第一次入网的用户进行认证、鉴权和注册；
b)通过DHCPv6协议，为所有通过认证，需要进入本接入网的终端分配IP地址；
c)可以临时缓存MN的新、旧IP地址(nCoA，pCoA)，与邻居MA建立双向隧道，为MN进行数据转发，以便使MN在进行跨MA切换时，可以保持会话连续性；
d)在无需MN进行修改、升级和过多参与的情况下，实现移动性管理功能；
2. 位置管理服务器(LMS)：主要功能有：
a)管理终端的ID-IP的帮定关系；
b)提供动态修改机制，使终端在改变IP地址后能通过与位置管理服务器的交互进行及时更新；
c)提供查询机制，使CN可以通过查询方式获取MN当前地址。
3、移动节点(MN)：移动终端，无需支持IPv6(Internet Protocol Version 6，互联网协议第6版)协议外的特殊协议，包括笔记本电脑、单模或多模手机、PDA(Personal digital assistant，个人数字助理)、IAD(Integrated Access Device，集成接入设备)等。
4、对端通信节点(CN)：可以与MN进行通信的节点，可以是固定节点，也可以为移动节点，同样只需支持IPv6协议。如果为移动节点，功能将与MN相同。
如图7所示，为本发明实施例提供的由源网络oMA进行移动检测，当MN从源网络oMA覆盖范围移动到nMA覆盖范围的切换操作具体流程图；
如图所示的MN进入oMA覆盖范围，并发起与CN通信，以及当MN移动到nMA覆盖范围的切换操作具体流程为：
(1)当MN进入oMA覆盖网络并获取IP后，将会在位置服务器(LMS)进行注册(或更新)其ID与IP地址的绑定关系；其中，在oAN中地址为oIP，oMA为oAN网络的移动代理；如果CN发起与MN的通信，需要主动通过MN的ID去LMS查询MN的IP地址；
(2)MN通过CN地址主动发起与CN的通信，通过3次握手，建立与CN的TCP连接，并开始进行会话；
(3)MN向邻接网络nAN移动，oMA根据获取的MN位置信息及其邻接网络nAN的路由信息，判断MN即将发生切换；oMA主动向MN发送RtAdv(RouterAdvertisement，路由器通告消息)，告知MN有关地址配置的相关信息；此处，根据网络类型的不同，有关位置信息交互的方法也不同，具体情况根据实现而定，不作统一规范；其中，所述的网络包括：第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd-Generation Partnership Project)网络，系统架构演进(SAE，System ArchitectureEvolvement)，微波存取全球互通(WiMAX，Worldwide Interoperability forMicrowave Access)等等。
(4)MN根据RtAdv消息中信息，发起DHCPv6流程，向nMA发送DHCPv6Solicit(Dynamic Host Configuration Protocol version6 Solicit，动态主机配置协议请求消息)，oMA作为DHCPv6Relay(动态主机配置协议中继)，将该消息转发给nMA；
(5)nMA通过oMA中继，向MN返回DHCPv6Adv.(Dynamic HostConfiguration Protocol version6 Advertisement，动态主机配置协议通告消息)，指示其可作为MN的DHCPv6服务器；
(6)MN向nMA发送DHCPv6Req.(Dynamic Host Configuration Protocolversion6Request动态主机配置协议请求消息)消息，请求分配IP地址；oMA收到MN发送的DHCPv6Req.消息后，将其封装在HI消息中，连同MN的oIP等信息一起，向nMA发送，发起切换；
(7)收到带有DHCPv6Req.消息(动态主机配置协议请求消息)的HI(Handover Initiate，切换发起消息)后，将从IP地址池中为MN分配邻接网络中使用的nIP，同时将分配的nIP与MN的oIP进行临时绑定，以便建立双向隧道；此外，还将对HI消息进行应答，向oMA发送封装有DHCPv6 Reply消息的Hack(Handover Acknowledge，切换应答消息)；
(8)oMA收到HAck消息后，提取相关信息，完成双向隧道建立，并继续作为DHCPv6 Relay，将DHCPv6 Reply消息向MN转发；此时，oMA与nMA间为保持MN通信连续性而建立的转发数据的双向隧道已经建立完成；其中，所述提取相关信息，可以包括邻接网络为移动节点所分配的nIP，也可以包括nIP与MN的oIP的绑定关系，还可以包括nMA确认oMA中所存储的为MN分配的nIP可以使用的确认消息。
(9)MN收到DHCPv6 Reply消息后，可以根据其中的信息完成nIP的配置；
(10)MN继续向nMA方向移动，与oMA断开连接。oMA探测到MN无连接后，采用存储转发机制，通过双向隧道，向nMA进行数据转发；
(11)MN来到nMA覆盖的邻接网络后，进行附着流程，实现与邻接网络的连接；
(12)MN采用配置的nIP，向nMA发送DHCPv6 Confirm(动态主机配置协议确认消息)，请求对nIP使用的确认；同时，MN还根据需要，保留了oIP，用于保持切换前与CN进行的通信会话的连续性；
(13)nMA返回DHCPv6 Reply消息，通知MN可以在邻接网络中使用nIP；
(14)nMA将来自CN，并由oMA转发的数据包发送给MN的oIP，从而保持切换过程中的通信连续性；
(15)MN将向位置服务器进行位置更新操作，以便其它CN节点能通过查询位置服务器，获取MN当前地址(nIP)并主动发起通信。
如图8所示，为本发明实施例提供的由MN进行移动检测，当MN从源网络oMA覆盖范围移动到nMA覆盖范围的切换操作具体流程图；
(1)当MN进入oMA覆盖网络并为接口1(InF1)获取IP后，MN将到位置服务器(LMS)进行注册(或更新)其ID与IP地址的绑定关系；其中，MN在oAN中地址为oIP，oMA为oAN网络的移动代理；MN有两个或多个接口，各接口采用不同的无线接入技术，用InF1，InF2表示；
(2)MN通过CN地址，采用InF1主动发起与CN的通信，建立与CN的TCP连接，并开始进行会话；
(3)MN向邻接网络nAN移动，通过L2及其它移动检测技术，判断MN即将发生异构网络间切换后，打开InF2接口；如果为同构网络则使用相同的接口。此处打开InF2接口的触发条件还可采用InF2对该类无线信号进行扫描的方式，当无线信号强度超过预置的门限后，可以进行后续切换准备操作；
(4)MN通过InF2向oMA发起路由器请求消息(RtSol)，以便获取地址配置相关信息；所述的相关信息包括：发起请求获取邻接路由信息和地址配置方式的信息。从而可以根据所述地址配置方式的信息，MN采用DHCPv6协议进行IP地址配置。
(5)oMA返回路由器通告(RtAdv)消息，在消息中指示MN采用DHCPv6协议进行IP地址配置，并提供邻居路由信息；
此外，如果在终端发起的切换流程中，MN在探测到即将发生切换后，如果正好收到了oMA周期性发送的RtAdv.消息，将不再发送RtSol消息进行路由请求，而是直接根据收到的RtAdv消息中信息，继续后续切换流程。
(6)MN根据RtAdv消息中信息，通过InF2发起DHCPv6流程，向nMA发送DHCPv6 Solicit消息，oMA作为DHCPv6 Relay，将该消息转发给nMA；
(7)nMA通过oMA中继，向MN的InF2返回DHCPv6 Adv.消息，指示其可作为MN的DHCPv6服务器；
(8)MN通过InF2向nMA发送DHCPv6 Req.消息，请求分配IP地址；当oMA收到MN发送的DHCPv6 Req.消息后，将其封装在HI消息中，连同MN的oIP等信息一起，向nMA发送，发起切换；
(9)nMA收到带有DHCPv6 Req.消息的HI消息后，将从IP地址池中为MN分配邻接网络中使用的nIP，同时将分配的nIP与MN的oIP进行临时绑定，以便建立双向隧道；此外，还将对HI消息进行应答，向oMA发送封装有DHCPv6Reply消息的HAck消息；
(10)oMA收到HAck消息后，提取相关信息，完成双向隧道建立，并继续作为DHCPv6 Relay，将DHCPv6 Reply消息向MN转发；此时，oMA与nMA间为保持MN通信连续性而建立的转发数据的双向隧道已经建立完成；
(11)MN的InF2收到DHCPv6 Reply消息后，可以根据其中的信息完成nIP的配置；
(12)MN继续向nMA方向移动，其InF1与oMA的连接断开。oMA探测到MN无连接后，采用存储转发机制，通过双向隧道，向nMA进行数据转发；
(13)MN移动到nMA覆盖的邻接网络后，通过InF2进行附着流程，实现与新网络的连接；
(14)MN的InF2采用配置的nIP，向nMA发送DHCPv6 Confirm消息，请求对nIP使用的确认；同时，InF2还根据需要，配置了oIP，用于保持切换前与CN进行的通信会话的连续性；
(15)nMA返回DHCPv6 Reply消息，通知MN可以在新网络中使用nIP；
(16)nMA保存MN的oIP信息，将来自CN，并由oMA转发的数据包发送给MN的InF2的oIP地址，从而保持切换过程中的通信连续性；
(17)MN将通过InF2向位置服务器进行位置更新操作，以便其它CN节点能通过查询位置服务器，获取MN当前地址nIP并主动发起通信。
本发明实施例提供的基于非中心化移动性管理业务架构的快速切换方法及装置，本发明实施例通过在源网络覆盖范围内，移动节点向邻接网络移动时，获取移动节点在源网络的位置信息、邻接网络路由信息以及移动节点在邻接网络的目的地址配置信息，从而在移动节点在进入到邻接网络之前，为移动节点配置邻接网络的目的地址配置信息。当移动节点进入到邻接网络时，则可以节省为移动节点配置邻接网络的目的地址配置信息的时间，从而缩短了移动节点的切换时间。与此同时，通过所获取在源网络的位置信息及邻接网络路由信息与移动节点邻接网络的目的地址配置信息，建立双向隧道。从而不但在移动节点从源网络切换到邻接网络的过程中，可以通过所述双向隧道进行数据传输，保持移动节点在切换过程中的通信连续性，而且建立双向隧道的信令流程简单。与现有技术中，由于SHIM6协议不是一个轻量级协议，实现复杂，并且导致MA之间大量的信令交互；而且MN在跨越MA从源网络切换到邻接网络中进行通信时，无法快速获取邻接网络信息，并完成相关配置相比，本发明实施例不但可以通过简单的信令流程建立双向隧道，保证移动节点在切换过程中的通信连续性，而且通过移动节点在移动到邻接网络前，为移动节点配置邻接网络的目的地址配置信息，从而缩短了移动节点在移动到邻接网络后进行邻接网络的目的地址配置信息的切换时间。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如上述方法实施例的步骤，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。