专利名称：一种固定通信网络中物理网络识别信息通告方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种固定通信网络中物 理网络识别信息通告方法及通信装置。
背景技术：
随着网络通信技术的飞速发展，固定移动融合得到越来越多 的关注，比如一个移动终端在户外时它可以通过其移动^秦口 ，典型地如WiMAX (微波存取全球互通)接口 、或3G (第三代移动通 信)接口接入其相应的无线通信网络享受服务；我们知道，在 WiMAX接入网络中，其基站(BS)通过其下行广播信道的DL-MAP 消息对BSID (基站标识码)进行广播，移动终端检测和扫描相 邻基站的信息，并决定请求完成不同基站间的网络切换。然而， 当移动终端漫游到室内，无线网络信号微弱、甚至没有，用户此 时希望通过其他网络接口 ，典型地如WLAN (无线局域网)接口 、 Ethernet (以太网)^接口4妄入其相应的固定网络享受月l务。移动 终端要从无线通信网络切换到固定通信网络上来，相关业务要进 行不中断的切换，它首先需要知道切换后的固定通信网络中特定 的物理网络信息，以通过无线通信网络通知相关业务管理控制层 对固定通信网络资源进行分配、调度，之后对湘关业务进行切换、 并最后释放无线通信网络中的相关资源。显然，目前的固定通信 网络不具备主动通知物理网络信息的能力。即使不考虑前述终端的的移动性要求，作为一个固定通信网 络的用户终端，它有时也需要知道自己在固定通信网络中的哪个 特定的物理网络，以提供快速定位能力、触发同一前缀子网下的 微移动性管理(micro-mobility management)等月艮务。
尽管在当前的固定通信网络中，我们可以通过适当的^支术手 段处理确切地对特定网络环境下的前述物理网络位置进行鉴别，例如在如下特定网络环境中当一个用户网^各独享一个地址空间 时，其所在的终端设备可以很容易地通过从路由器广播消息RA 中的网络前缀来标识该用户终端所在的唯一物理网络。但更多的 实际网络环境中多个用户网络共享一个子网空间，前述方式就 不能准确地对用户终端进行定位。结合如图l所示，多个用户网 络(U1、 U2、 U3)分别通过具有三层感知能力的二层网络接入设 备(12A、 12B)连接于同一个路由设备11某端口 、共享一个子网 空间，各用户终端(如图所示的电脑、电视机顶盒、移动终端) 仅仅通过获取路由器通告RA消息中的网络前缀等网络参数信息 (如路由器的地址)显然不能具体标识其所在的物理网络位置而 向业务层准确地提供定位信息，而且当移动终端从一个用户网络 Ul移动到另外一个用户网络U2或U3时，它也不能向网络层、 业务层准确地提供物理网络位置以进行业务切换以及微移动性 管理。因此，固定通信网络需要有一种简单的机制向其接入的网络 设备，包括不具有全局寻址能力的网络接入设备、用户终端(包 括漫游的移动终端)等提供其所在的物理网络信息。发明内容本发明旨在提供一种技术方案，在固定网络环境下，网络接 入设备通过其下行网络端口提供一个全网可寻址的物理网络识 别信息通告。根据本发明的 一个方面，这里提供一种固定通信网络系统中 物理网络识别信息通告方法，所述固定通信网络系统包括路由 设备、若千网络接入设备、以及与所述网络接入设备相连的用户 网络，所述方法包括步骤a)、网络接入设备接收并识别来自 路由设备方向的协议消息；步骤b)、网络接入设备将一个物理 网络识别信息插入所述协议消息并向相应端口下的网络转发，所 述物理网络识别信息表示该端口下的网络在所述路由设备范围 内唯一可寻址信息。根据本发明的另外一个方面，这里提供一种固定通信网络系统中的网络接入设备，包括接收装置，接收并识别来自上行网 络端口的协议消息；处理装置，在所述协议消息中插入物理网络 识别信息并向相应端口的下行网络转发，所述物理网络识别信息 表示该端口下的网络在所述固定通信网络系统范围内唯一可寻 址信息。根据本发明的另外一个方面，这里提供一种通信网络终端设 备，包括识别装置，接收并识别来自固定网络端口的特定协议 消息，提取其中包含的物理网络识别信息；处理装置，将所述物 理网络识别信息发送给网络业务系统以执行定位操作。本发明所带来的技术效果对于不具有全网可寻址能力的网络接入设备，通过接收来自 路由设备方向特定协议消息中的所包含的网络物理识别信息、可 进一步为其所连接的下级网络接入设备提供有效的物理网络识 别信息。对于用户网络终端来说，本发明克服了现有网络通信中 当 一个移动终端从移动通信网络漫游到固定通信网络所面临的 业务切换问题，以及为固定通信网络中用户终端的物理网络定 位、同一子网中微移动性管理触发提供了有效的解决方式。
通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质 和优点将变得更加明显，附图中相同的元件具有相同的标识，其 中图1是一种典型的固定通信网络接入系统结构；图2是一种结合本发明所示意的固定通信网络系统结构；图3是根据本发明的基于动态主机配置协议方式的物理网络
识别信息通告实施例；图4是根据本发明的基于路由器通告方式的物理网络识别信 息通告实施例；图5是根据本发明所提供的一种通信网络终端设备结构实施例。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。 本发明结合图2A、 2B所示进行说明，多个用户网络(U1、 U2、 U3)分别通过具有三层感知能力的二层网络接入设备(22A、 22B)连接于同一个路由设备21某端口 、共享一个子网空间，路 由设备ll、网路接入设备22A、 22B以特定的网络协议方式对下 行端口所连接的网络进行物理网络识别信息通告，我们需要保证 所通告的物理网路识别信息在路由设备11端口下的唯一性。 物理网络识别信息本发明意义下的物理网络识别信息，用于远离路由设备的网 络接入设备、或用户网络中的终端设备识别其所在的具体物理网 络，它是路由设备端口下全网可寻址的识别信息。路由设备可以将 一 个初始的第 一 物理网络识别信息，例如其 端口 IP地址通过特定的协议消息通告给与之相连的网络接入设 备。当然，与路由设备直接相连接的网络接入设备也可以通过其 它方式获得上述路由设备端口 IP地址作为第 一 物理网络识别信 息。网络接入设备将所述第 一物理网络识别信息(为了避免歧 义，我们将路由设备方向物理网络识别信息统称为第 一物理网络 识别信息)与网络接入设备自身端口相关的第二物理网络识别信 息 一 起即可构成该端口下的物理网络在所述路由设备范围内唯 一可寻址信息。一种实施方式，我们可以通过"网络接入设备的管理IP地址+端口号"来定义远离路由器的与该网络接入设备某端口相连的 第二物理网络识别信息。另外 一 种实施方式可以由网络管理系统预先对^各由i殳备端口下的所有网络接入设备标识ID进行配置，我们以"网络接入 设备标识ID +端口号"来定义远离路由设备的与该网络接入设 备某端口相连的第二物理网络识别信息。当然，结合图2A我们需要认识到，在作为路由设备21和与 用户网络U2 、 U3直接相连的网络接入设备22B之间的固定通信 网络可能存在中间的网络接入设备22A,如果最后的网络接入设 备22B不具有全局可寻址的网络设备标识ID,路由设备21与用 户网络U2、 U3之间的网络接入设备22A、 22B可以都通过特定协 议消息依次加上其自身端口所处第二物理网络识别信息，如此， 与网络接入设备22B相连接的用户网络U2中的用户终端可知道 其所处位置，即^^由器端口 IP地址+ Sub-Nl + U2识别信息。 其中，Sub-Nl表示网络接入设备22A的第二物理网络识别信息； U2表示网络接入设备22B的第二物理网络识别信息。图2B中当靠近用户网络U2、U3的最后一个网络接入设备2 2 B 具有全局可寻址的网络i殳备标识ID时，与其相连的其上级网络 接入设备22A端口不直4姿连其它用户物理网络，该网绍4秦入设 备22A端口可以不用在特定协议消息中添加第二物理网络识别 信息，如此，与网络接入设备22B相连接的用户网络U2中的用 户终端可知道其所处位置，即"各由器端口 IP地址+ U2识别信 息。其中，网络接入设备22A的第二物理网络识别信息"。物理网络识别信息的通告方式扩展DHCP (动态主机配置协议)/DHCPv6的实现方案一般典型的DHCP协议中，DHCP/DHCPv6协议消息封装在UDP 用户数据协议报文里，用户终端与DHCP服务器交互以获得所需 网络配置信息(比如IP地址、DNS服务器地址等)，网络接入 设备实现对DHCP协议消息的转发，本发明通过在DHCP协议消息
中定义新的Option (选项)或Sub-option (子选项)用以携带所 定义的物理网络识别信息。路由设备、网络接入设备截获来自路 由器方向的DHCP消息,如DHCP OFFER ( DHCP提供)消息或DHCP ACK (DHCP响应)消息；或DHCPv6协议下截获来自路由器方向 的魔Pv6消息，如DHCP Advertise( DHCP广播)消息、DHCP Reply (DHCP回答)消息、或DHCP Reconfigure (DHCP重新配置)消 息；并进一步对所述协议消息进行处理和转发通过选择在上述 DHCP/DHCPv6协议消息中添加携带物理网络识别信息的Option 或Sub-op t i on子选项，该消息将要朝哪个端口的物理网络转发， 就在该Option或Sub-option中填上对应的物理网络识别信息；路由设备可以将 一 个初始的第 一 物理网络识别信息，例如其 端口 IP i也Jt止添力口在上述净寺定的Option或Sub-option中并该 DHCP协议消息向下一级网络接入设备进行转发；当网络接入设备接收到来自路由设备方向的前述特定 DHCP/DHCPv6消息，可进一步将前述定义的与其自身相关的第二 物理网络识别信息添加在特定的Option或Sub-option中，从对 应的下行网络端口发送出去。当然路由设备的端口 IP地址也可以通过其它方式由下一级 网络接入设备获得(比如路由器通告消息)并用来作为第一物理 网络识别信息、与第二物理网络识别信息一起由网络接入设备与 添加在DHCP协议消息特定的Option中；图3A示意了一种基于DHCP Option的实施方式，其中，"代 码"表示该选项类型，我们可以约定一个新的值来代表该选项所 需携带的内容标识一物理网络识别信息；"长度"表示该选项的 长度；"选项内容"用于携带本发明所定义的物理网络识别信 息。图例进一步示意了 "选项内容"的一种实施方式，它可具 有"子选项个数"，表示该Option所具有的Sub-Option数目， 具体可以是执行插入物理网路识别信息的网络接入设备个数； "子选项长度"用来定义每个子选项内容的长度，例如2个字节
长度； "子选项内容"具体代表网络接入设备或路由设备执行 物理网络识别信息插入的具体值，如前所述，当路由设备发出一DHCP消息，所对应的子选项内容1为第一物理网络识别信息，例如该路由器端口 IP地址。下级的网络接入设备在接收到来自路由设备方向的DHCP消息，可以在子选项内容2中插入第二物 理网络识别信息，例如该网络接入i殳备标识ID +端口号。如此用 户终端在接收到具有上述选项的DHCP协议消息时，根据还原其 中所携带的物理网络识别信息即可知道其具体的物理网路位置。此外，我们也可以采用在现有的DHCP选项下定义新的 Sub-Option来携带前述物理网络识别信息，具体可参考相关协 议规范这里就不再累述。扩展路由器请求/路由器通告(RS/RA)的实现方案通常，用户终端通过路由器请求RS机制发现路由器相关信 息，而路由器通告RA消息则是告知与路由器自身相关的网络信 息，例如网络前缀、路由器端口 IP地址。本发明通过上述RA 协议消息方式定义新的0pt ion或Sub-opt ion以传递前述物理网 络识别信息，所述RA协议消息可根据来自下行方向网络接入设 备或终端设备的特定请求予以响应；或由该^各由"&备或网络4秦入 设备向其非路由器方向端口周期性进行通告。考虑到用户终端并不会都直接连接与路由设备，而是通过我 们前面所说用户物理网络、中间的网络接入设备等再连接到路由 设备，那么网络接入设备也需要具有相应的路由器通告消息识 别、处理和转发的能力。具体地说。我们可以定义新的路由器通 告消息中的0pt ion或Sub-opt ion，用于携带物理网络识别信息。路由i殳备可以将一个初始的第 一物理物理网络识别信息，例 如其端口 IP地址添加在上述特定的RA协i义消息中的Option或 Sub-opt ion中，网络接入设备识别来自上行路由设备方向的相应的路由器 通告消息，在所定义的Option或Sub-option中添加合适第二物
理网络识别信息，并通过对应的端口送往对应的物理网络。当然^各由设备的端口 IP地址也可以通过其它方式由下一级 网络接入设备获得(比如路由器通告消息)并用来作为第 一物理 网络识别信息、与第二物理网络识别信息 一起由网络接入设备与添力口在净争定RA消息的Option或Sub—option中。一般典型的IPv6路由器通告消息格式如图4A所示，其中， 消息的"类型"字段值为134，表明这是一个IPv6路由器通告 消息，"代码"用于标识该路由器通告消息类型，我们可以约定 一个新的值来代表该选项所需携带的内容标识 一 物理网络识别 信息；"选项内容" 一般用来表示路由器通告所携带的具体网络 参数信息，这里用来携带本发明定义的网络物理识别信息，图4 进一步示意了 "选项内容"的一种实施方式，它可具有"子选项 个数，，，表示该选项所包含的子选项数目，具体可以是执行插入 本发明定义的物理网路识别信息的网络接入设备个数；"子选项 长度"，用来约定每个子选项内容-物理网路识别信息的长度， 例如2个字节长度；"子选项内容"具体代表每个网络接入设备 或路由设备所插入的物理网络识别信息具体值，如前所述，当路 由设备发出一 RA消息，其对应的子选项内容1为第一物理网络 识别信息，例如该路由器端口 IP地址。下级的网络接入设备在 接收到来自路由设备方向的RA消息，可以在子选项内容2中插 入第二物理网络识别信息，例如该网络接入设备标识ID +端口 号。如此用户终端在接收到具有上述选项的RA协议消息时，根 据还原其中所携带的物理网络识别信息即可知道其具体的物理 网踏J立置。此外，我们也可以采用在现有的RA通告消息选项下定义新 的Sub-0ption来携带前述物理网络识别信息，具体可参考相关 协议规范，这里就不再累述。链路层实现方案定义新的链路层协议或者扩展某些已有协议，例如定义新的
二层BPDU (桥协议数据单元)帧，该帧被路由器端口广播，而 网络接入设备识别这些帧，并插入适当的物理网络识别信息向其 非路由设备方向端口周期性通告包含所述BPDU帧；当然，路由 设备或网络接入设备可根据来自下行方向网络接入设备或终端 i殳备的特定请求予以响应、向该端口发出连接于该端口的物理网 络识别信息的BPDU帧。前面三种物理网络识别信息通告实施方式揭示了路由设备、 网络接入设备如何对特定的协议消息进行识别并进行处理，将本 发明所定义的物理网络识别信息通过所述协议消息通告给与之 相连接的下一级网络接入设备、用户终端，它们在收到所述协议 消息时，即可根据其中所携带的物理网络识别信息执行网络定 位、网络切换、微移动性管理等操作。图5进一步揭示了相应的用户终端结构实施例，它包括一个 识别装置51、 一个处理装置52,结合图2所示意的通信网络系 统识别装置51它接收并识别来自路由设备方向的包含物理网 络识别信息的协议消息，该协议消息可以是DHCP协议消息、路 由器通告RA消息、也可以是特定的链路层协议消息；处理装置 52提取协议消息中所携带的物理网络识别信息，将所述物理网 络识别信息发送给网络业务系统以执行定位操作。根据本发明的另外一种实施方式，处理装置52将所述物理 网络识别信息通过其WiMax、 3G等移动网络端口向移动网络系统 发送给相应的业务管理系统以执行网络切换操作。尽管上述说明为本发明提供了 一些实施例，并非用来限定本 发明的保护范围，本技术领域的专业人员可以在不脱离本发明的 范围和精神的前提下，对实施例进行各种修改，这种修改均属于 本发明的范围内。
权利要求
1、一种固定通信网络系统中物理网络识别信息通告方法，所述固定通信网络系统包括路由设备、若干网络接入设备、以及与所述网络接入设备相连的用户网络，所述方法包括步骤a)、网络接入设备接收并识别来自路由设备方向的协议消息；步骤b)、网络接入设备将一个物理网络识别信息插入所述协议消息并向相应端口下的网络转发，所述物理网络识别信息表示该端口下的网络在所述路由设备范围内唯一可寻址信息。
2.如权利要求l所述的方法，其特征在于进一步包含 步骤c)、用户网络中的网络终端接收并识别所述协议消息所携带的物理网络识别信息，以执行终端定位、或网络切换操作。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a)所述协 议消息为动态主机配置协议DHCP消息、路由器通告RA消息、或 链路层协议消息。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于步骤a)、 b)所 述协议消息通过特定选项或子选项携带所述物理网络识别信息。
5. 如权利要求1至4所述的方法，其特征在于步骤a)所 述第 一 物理网络识别信息可以是由路由设备发出的、对应该路由 器端口的IP地址。
6.如权利要求1至4所述的方法，其特征在于步骤b)所 述物理网络识别信息可以是网络接入设备管理层IP地址和端口 号。
7. 如权利要求1至4所述的方法，其特征在于步骤b)所 述物理网络识别信息可以是网络接入设备在该路由设备端口下 对应的唯一设备标识ID和端口号。
8. 一种固定通信网络系统中的网络接入设备，其特征在于 包括接收装置接收并识别来自上行网络端口的协议消息； 处理装置在所述协议消息中插入物理网络识别信息并向相 应端口的下行网络转发，所述物理网络识别信息表示该端口下的 网络在所述固定通信网络系统范围内唯一可寻址信息。
9、 如权利要求8所述的通信网络接入设备，其特征在于所 述接收装置识别的协议消息为链路层协议消息、动态主机配置协 议DHCP消息、或路由器通告RA消息。
10、 如权利要求8所述的通信网络接入设备，其特征在于所 述物理网络识别信息可以是其设备管理层IP地址和端口号。
11、 如权利要求8所述的通信网络接入设备，其特征在于所 述物理网络识别信息可以是网络接入设备在该路由设备端口下 对应的唯一i殳备标识ID和端口号。
12、 一种通信网络终端设备，其特征在于包括 识别装置接收并识别来自固定网络端口的特定协议消息，提取其中包含的物理网络识别信息；处理装置将所述物理网络识别信息发送给网络业务系统以 执行定位操作。
13、 如权利要求12所述的通信网络终端设备，其特征在于 所述处理装置将所述物理网络识别信息通过移动网络系统发送 给业务管理系统以执行业务切换操作。
全文摘要
本发明提供了一种固定通信网络系统中物理网络识别信息通告方法，所述固定通信网络系统包括路由设备、若干网络接入设备、以及与所述网络接入设备相连的用户网络，所述方法包括步骤a)网络接入设备接收并识别来自路由设备方向的协议消息；步骤b)网络接入设备将一个物理网络识别信息插入所述协议消息并向相应端口下的网络转发，所述物理网络识别信息表示该端口下的网络在所述路由设备范围内唯一可寻址信息。本发明解决了移动终端漫游到固定通信网络所面临的业务切换，以及固定通信网络中用户终端的物理网络定位、微移动性管理问题。
文档编号H04W84/12GK101400098SQ200710046529
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月27日 优先权日2007年9月27日
发明者姚春艳, 温海波 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司