专利名称：最优家乡代理分配的制作方法
最优家乡代理分配相关申请的交叉引用本申请要求2007年2月16日申请的题为"最优家乡代理分配" (Optimal Home Agent Allocation)的美国专利申请第[待定]号的优先权， 该申请要求2006年2月17日申请的美国临时专利申请第60/774,493号和 2006年3月6日申请的美国临时专利申请第60/780,176号两者的优先权， 出于所有目的通过对所有上述申请的全部引用将其结合在本申请中。技术领域具体实施例 一般涉及无线网络技术。
背景技术：
在无线网络中，家乡代理(home agent, HA)或者承载管理器 (bearer manager, BM)是由移动节点的家乡网络(home network)指定 的。例如，移动节点可与家乡网络关联并且所述移动节点可能漫游到在不 同区域的其它网络，所述其它网络被称为访问网络(visiting network)。 所述移动节点可通过网际协议网关(Internet Protocol Gateway, IPGW)附 接到所述访问网络，并且请求到该网络的接入。访问网络可通过认证、授 权禾口计费(authentication, authorization, and accounting; AAA)域认i正移 动节点。例如，访问AAA服务器可向在该移动节点的家乡网络中的家乡 AAA服务器发送接入请求。该请求指示还未指定家乡代理地址。然后， 家乡AAA服务器以AAA接入接受消息(AAA access accept message)响 应，所述AAA接入接受消息包括分配的家乡代理地址。这个地址是用于 在移动节点的家乡网络中的家乡代理的。因此，所述移动节点的家乡代理 现在可用来将分组路由(route)到所述移动节点或者从所述移动节点路由 分组。然后，所述移动节点将向在其家乡网络中的家乡代理登记。在通信
期间，分组可通过移动节点的家乡网络被路由。当移动节点在访问网络中 漫游时，由于使到移动节点或来自移动节点的分组通过在家乡网络中的家乡代理进行路由而引入延迟(latency)。例如，移动节点可能不在家乡网 络附近，例如家乡网络可能是在纽约但是移动节点可能是在圣弗朗西斯 科。因此，会在通信中引入一些延迟，因为分组是从圣弗朗西斯科路由到 纽约的，并且反之亦然。这些会在延迟敏感业务中产生问题，例如是在实 时业务(IP话音(VoIP)、流视频等)中。
图1示出了最优分配家乡代理的系统的示例。图2示出了图1中所示的系统的更详细的实施例。图3图示了用于指定最优的家乡代理的方法。图4示出了对用于移动节点的消息进行路由的示例。
具体实施方式
概述具体实施例提供承载管理器或者家乡代理的最优分配。在一个实施例 中，从移动节点接收消息，所述消息请求到访问网络的接入，所述访问网 络不同于所述移动节点的家乡网络。认证请求被发送到所述家乡网络，所述认证请求请求对接入的认证。所述认证请求指示还未指定家乡代理。在一个示例中，访问AAA服务器可向家乡AAA服务器发送接入请求。然 后，家乡AAA服务器发送响应，该响应指示访问AAA服务器可以为所 述移动节点指定家乡代理。然后，访问AAA服务器指定最优地确定的家 乡代理。例如，在访问网络中的一个访问家乡代理被指定给所述移动节 点。所述访问家乡代理不同于在移动节点的家乡网络中找到的家乡代理。 例如，所述访问家乡代理可能比移动节点的家乡代理更接近于移动节点。 当登记请求被接收时，IP网关可发送所述登记请求给所述访问家乡代理。 所述登记请求可以不发回到家乡网络。因此，由于不通过家乡网络路由分 组，所以延迟减少。此外，移动节点的通信现在可经过访问家乡代理来路 由，就像所述访问家乡代理是在家乡网络中被指定的家乡代理一样。实施例示例图1示出了最优地分配家乡代理的系统的示例。如图所示，设有访问网络116和家乡网络118。访问网络116包括IP网关102、访问AAA服务 器104和访问家乡代理114。家乡网络118包括家乡AAA服务器IIO和家 乡代理112。此外，移动节点108可试图通过无线接入网(RAN) 106连 接到访问网络116。尽管功能被描述为由系统中的不同实体执行，但是应 当理解功能可以由所描述的实体之外的其它实体执行。家乡网络118可以是指定给移动节点108的永久的家乡网络。例如， 移动节点108可以具有与移动节点的家乡地址的网络前缀匹配的网络前 缀。传统上，标准IP路由机制将把发往移动节点家乡地址的分组传递到移 动节点的家乡网络。访问网络116可以是与家乡网络118不同的网络。例如，访问网络 116可以是与家乡网络U8不同位置的网络。移动节点108可以是任何移动节点，所述任何移动节点例如是蜂窝电 话、移动电子邮件设备、膝上型电脑、个人数字助理(PDA)、智能电话 (smart telephone)等。尽管描述了移动节点，但是应该理解移动节点 108也可包括固定设备。移动节点108也可被称为接入终端。移动节点108可无线连接到访问网络116。例如，移动节点108通过 无线接入网106进行连接，无线接入网106可包括基站，以及允许层2移 动接入和空中通信的其他组件。尽管描述了无线网络，但是移动节点108 并非一定要通过无线网络连接。而是，移动节点108可通过例如局域网等 的有线网连接。当移动节点108漫游到家乡网络118以外的网络时，移动节点108将 发送接入请求给被访问的网络。例如，移动节点108通过无线接入网106 发送接入请求并且所述接入请求在IP网关102处被接收到。IP网关102被 配置为与其它网络相接口 (interface)，即在RAN层2网络和IP层3网络
之间。
一般地， 一个家乡代理被指定给移动节点108。所述家乡代理可以是承载管理器，所述承载管理器提供例如移动性业务、准入控制、QoS等 的与承载(bearer)有关的业务和功能。在移动节点108被允许接入访问网络116之前，来自移动节点108的 接入请求需要被认证。在一个实施例中，AAA服务器被用来认证移动节点 108。尽管描述了 AAA服务器，但是应该理解其它认证方法也可以被使 用。此外，协议远程认证拨号用户服务(RADIUS)也可以用于发送认证 消息。然而，应该理解也可使用其它协议，例如使用DIAMETER终端 访问控制器访问控制系统(TACACS)等。访问AAA服务器104是在访问网络116中的AAA服务器。IP网关 102将接入请求发送给访问AAA服务器104，然后访问AAA服务器104 将接入请求转发给家乡AAA服务器110以用于认证。在发送接入请求的 过程中，访问AAA服务器指示还未为移动节点108分配家乡代理。然后，家乡AAA服务器110确定是否应该在家乡网络118中指定家 乡代理。例如，可能因不同理由希望在访问网络116中的家乡代理被指 定。这可能是因为访问网络116离移动节点108更近，并且因此，与访问 网络116中的家乡代理通信比与家乡网络118中的家乡代理通信产生更少 的延迟。此外，拥有访问网络中的家乡代理会消除不必要的到家乡网络 118的往返。例如，如果指定了家乡网络118中的家乡代理，则消息不得 不通过访问网络116路由到家乡网络118中的家乡代理，并且然后路由回 到访问网络116到移动节点108。因此，家乡AAA服务器110可确定对移动节点108而言，家乡代 理112不是最优的家乡代理。家乡AAA服务器110发送接入响应给访问 AAA服务器104，所述接入响应指示移动节点108是否已被认证。此外， 如果移动节点108已经被认证，则所述响应指示访问AAA服务器104 可以为移动节点108指定访问家乡代理。在这种情况下，访问AAA服务 器104可指定被确认对移动节点108而言是最优的访问家乡代理。所述访 问家乡代理可以替代以传统方式指定的家乡网络118中的家乡代理。在一 个实施例中，访问AAA服务器104指定在位置上与移动节点108最近的
访问家乡代理114。在其它具体实施例中，还可考虑例如延迟、负载等不同的因素，来指定访问家乡代理114。通过使访问网络116指定访问家乡 代理，可减少在与访问家乡代理114的通信中的延迟。尽管访问家乡代理114是作为访问网络116的一部分示出，但是应当理解访问家乡代理可以在任何访问网络中被指定。然后访问AAA服务器104发送响应给IP网关102，所述响应包括访 问家乡代理114的地址。然后，IP网关102可将该地址存储在存储器(例 如高速缓存)中。然后，对该接入请求的响应被发送给移动节点108，所 述响应指示移动节点108已经被认证。在认证后，移动节点108可能想要向访问网络116登记。IP网关102 接收来自移动节点108的登记请求。首先，IP网关102确定该登记请求发 送到哪里，例如是到已指定的访问家乡代理114。在这种情况下，从高速 缓存中确定访问家乡代理114的地址并将所述登记请求路由到该地址。然 后，利用访问家乡代理114完成登记过程，就像家乡代理112被指定为家 乡代理原本要完成的一样。然而，在这种情况下，访问家乡代理114变成 移动节点108的家乡代理。因此，当登记过程中的用于移动节点108的消 息被接收到时，它们不经过家乡代理112而是经过访问家乡代理114。这 减少了用于建立连接的登记过程中的延迟，这是因为访问家乡代理114可 能离移动节点108更近。此外，由于消息不经过家乡网络118发送，因此使用访问家乡代理 114可减少在所述承载路径中的延迟。例如，如果移动节点108已经漫游 到远离家乡网络118的位置，则通过访问网络116发送消息给家乡网络 118，并且可能发送回来，这是不希望的。在一个示例中，如果移动节点 108想要发起与附接到访问网络116的另一个移动节点的呼叫，则不希望 经过家乡网络118从访问网络116发送通信再发回给访问网络116。而 是，使移动节点108通过访问网络116和访问家乡代理114通信更有效。 这对于例如VoIP、视频流应用等的延迟敏感应用可能是重要的。例如，分 组通过家乡网络118流经访问网络116会造成延迟，所述延迟会影响正在 传递的数据的质量，所述正在传递的数据例如是正在播放的视频。然而，
通过使用访问家乡代理114作为移动节点108的家乡代理，就避免了所述 延迟。图2示出了图1中所示的系统的更详细的实施例。如图所示，IP网关 102包括接入请求处理器202、家乡代理地址存储器204、存储装置206和 登记请求处理器214。访问AAA服务器104包括接入^l青求处理器208和家 乡代理指定器210。首先，移动节点108发送接入请求给IP网关102。然后，接入请求处 理器202确定移动节点108需要被认证，并且接入请求处理器202发送请 求给访问AAA服务器104。然后接入请求处理器208可发送接入请求给家 乡AAA服务器110。该消息可包括参数，所述参数包括等于0的家乡代理 (HA)域，或者该消息可包括指示家乡代理未被指定的另外的任意数 字。例如，家乡代理(HA )域中的地址可以是0.0.0.0或者 255.255.255.255。然后，家乡代理指定确定器212确定家乡AAA服务器IIO应当是在 家乡网络118中指定家乡代理还是允许访问网络116指定家乡代理。在这 种情况下，确定访问网络116应该最优地指定家乡代理。因此，发送AAA 接入接受消息，该AAA接入接受消息具有对访问网络U6应该指定家乡 代理的指示。接入请求处理器208接收所述响应并且然后家乡代理指定器210确定 将指定给移动节点108的访问家乡代理114。例如，位置离移动节点108 最近的家乡代理被确定。访问家乡代理地址被确定并且被发送给家乡代理 地址存储器204。然后，访问家乡代理地址可被缓存到或者存储到IP网关 102中的存储装置206。然后，请求处理器202可发送接入响应给移动节 点108，所述接入响应指示移动节点108已经被认证以接入访问网络 116。然后，移动节点108可发送登记请求(RRQ)给IP网关102。当请求 处理器202接收所述登记请求时，它确定是否己经给移动节点108指定家 乡代理。在这种情况下，存储在存储装置206中的访问家乡代理地址被确 定。然后，登记请求处理器202将登记请求路由到在所存储的家乡代理地
址处的访问家乡代理114。因此，访问家乡代理114然后可在通信中被用作移动节点108的家乡代理。图3图示了用于指定最优的家乡代理的方法。步骤302接收来自移动 节点108的接入请求。该接入请求指示还未给移动节点108指定家乡代 理。步骤304发送接入请求给家乡网络118。然后，家乡网络118可处理 该请求来确定是否应指定家乡网络118中的家乡代理。假设在家乡网络中 没有指定家乡网络118中的家乡代理，则响应被发送回访问网络116，该 响应指示访问网络116应该指定家乡代理。步骤306接收所述响应，所述响应指示访问网络116应该为移动节 点108指定访问家乡代理114。步骤308确定指定给移动节点108的访问家乡代理114。例如，不同 的访问家乡代理被确定并且最优的一个被选择。然后，步骤310指定访问家乡代理114给移动节点108。步骤312发 送访问家乡代理114的地址给IP网关102，这样，IP网关102现在可以将 消息路由到移动节点108的访问家乡代理114。在该家乡代理被选择后，IP网关102就可以辅助用于移动节点108的 消息路由。图4示出了对用于移动节点108的消息进行路由的示例。步骤 402接收来自移动节点108的登记请求。该登记请求可指示家乡代理还 未被指定。步骤404确定已经被指定给移动节点108的访问家乡代理114的地 址。这可能已经从自访问AAA服务器104发送的消息中被缓存。步骤406发送登记请求给访问家乡代理114。然后，访问家乡代理 114辅助登记过程。消息可以被访问家乡代理114路由，就像访问家乡代 理114是家乡网络118中的家乡代理112—样。因此，之前原本将会通过 家乡代理112的任何消息现在可以通过访问家乡代理114进行路由。这些 消息并非一定要通过家乡网络118。因此，具体实施例具有许多优点。例如，由于对家乡网络118的往返 不是必须的，所以承载路径是被最优化的。当然，数据可流经访问网络
116而不经过家乡网络118。而且，可以以低延迟建立连接。例如，在访问家乡代理114被指定后，它就可以处理用于移动节点108的建立而不需 要与家乡网络118的任何联系。而且，家乡代理是在AAA认证期间被指 定的，从而，在访问家乡代理114被指定以后，不需要对家乡AAA服务 器110另外的往返。虽然已经针对具体实施例进行了描述，但这些具体实施例只是示例性 的，而不是限制性的。任何合适的编程语言都可用来实现具体实施例的例程，所述编程语言 包括C、 C++、 Java、汇编语言等。可以采用不同的编程技术，例如面向 过程的或者面向对象的。所述例程可以在单个处理设备上或者在多处理器 上执行。虽然以特定的顺序给出了步骤、操作或者计算，但是所述顺序在 不同的具体实施例中是可以改变的。在一些具体实施例中，在本说明书中 被示为顺序的多个步骤可以被同时执行。这里描述的操作顺序可以被另一 进程中断、挂起或者以其他方式控制，所述另一个进程例如是操作系统、 内核等。所述例程可以在操作系统环境中运行，或者作为占有系统处理的 全部或者主要部分的独立例程运行。可以在硬件、软件或两者的组合中执 行功能。除非另有说明，功能也可以全部或者部分手动执行。在本申请的描述中，提供了大量特定细节，例如组件和/或方法的示例，以提供对具体实施例的全面理解。然而，本领域技术人员将认识到，在没有这些特定细节中的一个或者多个的情况，或者用其他装置、系统、配件、方法、组件、材料、部件和/或类似物，具体实施例也可以实现。在其他情况下，已知的结构、材料或者操作没有特别示出或者详细描述以避 免混淆具体实施例多个方面。为了具体实施例的目的，"机器可读介质"可以是包含、存储、传 输、传播、或者传送程序，以由指令执行系统、装置、系统或者设备使 用，或者结合指令执行系统、装置、系统或者设备使用的任何介质。仅作 为示例而非限制，机器可读介质可以包括电子、磁、光、电磁、红外或者 半导体系统、装置、系统、设备、传播介质或计算机存储器。具体实施例可以是在软件或者硬件或者两者的组合中以控制逻辑的形式实现。当由一个或者多个处理器执行时，所述控制逻辑可以是可运行来 执行具体实施例中所描述的操作的。"处理器"或"处理"包括处理数据、信号或者其他信息的任何人、 硬件和/或软件系统、机构或者组件。处理器可以包括具有通用中央处理单 元、多处理单元、用于实现功能的专用电路的系统或者其他系统。处理无 需受限于地理位置或者具有时间限制。例如，处理器可以以"实时"、"离线"、"批处理"等方式执行其功能。处理的多个部分可以在不同的 时刻和不同的位置由不同的(或相同的)处理系统执行。在整个说明书中，提到"一个实施例"、"实施例"、"特定实施 例"或者"具体实施例"是指本发明的至少一个实施例而不必是所有实施 例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特性。因此，在整个本说 明书中的多个位置处出现短语"在具体实施例中"、"在实施例中"或"在特定实施例中"不一定是指相同的实施例。此外，任何特定实施例的 具体的特征、结构或者特性可以与一个或多个其他具体实施例以任何合适 的方式组合。应当理解，考虑本申请的教导，在本申请描述并示出的具体 实施例的其他变动和修改也是可以的，并且应当被认为是本发明的精神和 范围的一部分。具体实施例可以通过使用编程的通用数字计算机，通过使用专用集成 电路、可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列、光、化学、生物、量子 或者纳米工程系统、组件和机构，等等来实现。 一般而言，具体实施例的 功能可以用本领域已知的任意装置来实现。可以使用分布式的联网系统、 组件和/或电路。数据的通信或者传送可以是有线的、无线的或者通过其他 手段的。将意识到，当按照具体应用有用时，附图中示出的一个或多个元件也 可以用更加分离或者更加集成的方式实现，或者在某些情况下甚至被删除 或者使得不可工作。实现可以被存储到机器可读介质中以允许计算机执行 上述任何方法的程序或者代码也在本发明的精神和范围内。另外，附图中的任何信号箭头应当仅被认为是示例性的，而非限制性 的，除非另外专门说明。此外，除非另外说明，这里使用的术语"或"一
般意思是"和/或"。组件或者步骤的组合也被认为是已提到的，其中，术 语被预见为是提供了分离或者组合的能力。说明书和权利要求书中使用的"一"、"一个"和"所述"包括复数 引用，除非上下文清楚地另外表明。此外，说明书和权利要求书中使用的 "在……中"的意思包括"在……中"和"在……上"，除非上下文清楚 地另外表明。前面对说明性具体实施例的描述(包括在摘要中所描述的)，不是要 穷举或者将本发明限制为这里所公开的准确的形式。尽管这里仅仅是为了 说明目的描述本发明的特定具体实施例和示例，但是本领域技术人员将认 识到并意识到，在本发明的精神和范围内可以有各种等同修改。如上所 述，对本发明的这些修改可以根据前面对说明性具体实施例的描述作出， 并且要被包括在本发明的精神和范围内。因此，尽管在本申请中已参考具体实施例描述了本发明，但是各种修 改、改变和替换也在前面的公开中，并且将意识到，在某些情况下，具体 实施例的某些特征将被采用，而没有对其他特征的相应使用，也不脱离之 前所阐述的本发明的范围和精神。因此，可以做出许多修改来使特定情况 或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明不受限于在所附权利要求书 中使用的特定术语和/或作为设想来实现本发明的最佳模式公开的具体实施 例，而是本发明将包括任意的和所有具体实施例以及落在所附权利要求书 的范围内的等同物。
权利要求
1. 一种方法，包括接收消息，所述消息请求对访问网络的接入，所述访问网络与移动节点的家乡网络不同，所述家乡网络包括所述移动节点的家乡代理；确定要指定给所述移动节点的访问家乡代理，所述访问家乡代理与所述家乡网络中移动节点的家乡代理不同；以及将所述访问家乡代理而不是所述家乡网络中的移动节点的家乡代理指定给所述移动节点。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述访问家乡代理是被最优地 选择出来，以减少在与所述移动节点的通信中的延迟的家乡代理。
3. 根据权利要求1所述的方法，还包括发送认证消息给所述家乡网络，所述认证消息请求指定家乡代理；以及接收来自所述家乡网络的响应，所述响应指示所述访问家乡代理应 该由所述访问网络中的实体指定。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，所述认证消息是通过访问AAA服务器发送给家乡AAA服务器的，其中，所述家乡AAA服务器利用所述 响应进行响应。
5. 根据权利要求1所述的方法，还包括 存储所述访问家乡代理的地址； 接收来自所述移动节点的登记请求；以及发送所述登记请求给所述访何家乡代理，而不是所述移动节点的家乡 网络。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所接收到的消息是用于所述移动 节点的认证消息。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述访问家乡代理而不是所述移 动节点的家乡代理辅助建立用于所述移动节点的承载路径。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述访问家乡代理接收发往所 述移动节点的分组而不让所述分组经过所述家乡网络进行路由。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中AAA服务器指定所述访问家乡 代理。
10. —种装置，包括 一个或者多个处理器；以及编码在一个或多个有形介质中，由所述一个或多个处理器执行的逻辑，所述逻辑当被执行时可操作用于接收消息，所述消息请求对访问网络的接入，所述访问网络与移动节 点的家乡网络不同，所述家乡网络包括所述移动节点的家乡代理；确定要指定给所述移动节点的访问家乡代理，所述访问家乡代理与所述家乡网络中移动节点的家乡代理不同；以及将所述访问家乡代理而不是所述家乡网络中的移动节点的家乡代理指 定给所述移动节点。
11. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述访问家乡代理是被最优 地选择出来，以减少在与所述移动节点的通信中的延迟的家乡代理。
12. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述逻辑在被执行时还可操 作用于发送认证消息给所述家乡网络，所述认证消息请求指定家乡代理；以及接收来自所述家乡网络的响应，所述响应指示所述访问家乡代理应 该由所述访问网络中的实体指定。
13. 根据权利要求12所述的装置，其中，所述认证消息是通过访问AAA服务器发送给家乡AAA服务器的，其中，所述家乡AAA服务器利 用所述响应进行响应。
14. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述逻辑在被执行时还可操作用于存储所述访问家乡代理的地址； 接收来自所述移动节点的登记请求；以及发送所述登记请求给所述访问家乡代理，而不是所述移动节点的家乡 网络。
15. 根据权利要求10所述的装置，其中，所接收到的消息是用于所述 移动节点的认证消息。
16. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述访问家乡代理而不是所述移动节点的家乡代理辅助建立用于所述移动节点的承载路径。
17. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述访问家乡代理接收发往 所述移动节点的分组而不让所述分组经过所述家乡网络进行路由。
18. 根据权利要求10所述的装置，其中，AAA服务器指定所述访问家 乡代理。
19. 一种装置，包括用于接收消息的装置，所述消息请求对访问网络的接入，所述访问网 络与移动节点的家乡网络不同，所述家乡网络包括所述移动节点的家乡代 理；用于确定要指定给所述移动节点的访问家乡代理的装置，所述访问家 乡代理与所述家乡网络中移动节点的家乡代理不同；以及用于将所述访问家乡代理而不是所述家乡网络中的移动节点的家乡代 理指定给所述移动节点的装置。
全文摘要
具体实施例提供了一种承载管理器或家乡代理的最优化分配。在一个实施例中，消息从移动节点被接收，所述移动节点请求对与移动节点的家乡网络不同的访问网络的接入。认证请求被发送到家乡网络，所述认证请求请求对接入的认证。所述认证请求指示家乡代理还未被指定。然后，家乡AAA服务器发送响应，所述响应指示访问AAA服务器可以为移动节点指定家乡代理。然后，所述访问AAA服务器指定被最优地确定的家乡代理。所述访问家乡代理与在移动节点的家乡网络中找到的家乡代理是不同的。当登记请求被接收到时，IP网关可发送所述登记请求给所述访问家乡代理，所述登记请求可不被发送回所述家乡网络。
文档编号H04L29/06GK101401462SQ200780005846
公开日2009年4月1日 申请日期2007年2月20日 优先权日2006年2月17日
发明者帕维茨·耶格纳, 蒂莫西·斯达莫尔斯, 贾亚拉曼·耶尔, 阿南德·K·奥斯瓦尔 申请人:思科技术公司