CN1353559A - 一种移动终端跨ip网际漫游的方法 - Google Patents

Abstract

一种移动终端跨IP网际漫游的方法,其首先由移动终端主动广播其家代理的地址和自己的身份认证特征信息;再由家代理完成对移动终端的身份认证及截获发往移动终端的数据报文和建立到外代理的隧道进行数据报文转发;最后由外地代理完成移动终端的身份认证的转发并和家代理共同完成对移动终端的数据报文转发。本方法不需要修改移动终端的路由特征,能确保终端在漫游中通信的连续性、安全性和正确性,对移动终端要求低,应用范围大,实用性更强,大大扩展了支持Windows平台操作系统。

Description

一种移动终端跨IP网际漫游的方法

本发明涉及一种不需改变路由实现移动终端跨IP网际漫游的方法。

现有的TCP/IP协议体系结构如图1所示，其TCP/IP网络是由因特网的骨干网和各IP子网构成。各IP子网中的TCP/IP终端设备，即运行TCP/IP协议栈软件的计算设备是通过路由器接入因特网的。路由器是负责本子网数据报转发的设备，它可由专门的硬件设备组成，也可由运行路由软件的计算机构成，根据接入方式的不同，将通过有线方式接入网络的终端，称为有线终端，也称为固定终端SH，以无线方式通过无线接入点AP接入网络的称为无线终端MT。无线接入点AP是负责有线和无线数据互通的设备。

每个终端设备都至少有一个IP地址，IP地址分为网络号和主机号两部分。每个终端中都维持一张路由表，当一个终端想和其他终端，即通信对端通信时，它首先查询路由表，根据通信对端的IP地址的网络号判断其是否在本子网，若在，则直接用地址解析协议请求其物理地址MAC，并向其发送数据报；否则，它将用地址解析协议请求路由器的物理地址MAC，然后将数据报发给路由器，由路由器负责对数据报的转发。路由器再根据目的IP地址，即通信对端的IP地址的网络部分将数据报发往相应的其他路由器。如果路由器接收到的数据报是发往本子网的，则其直接将该数据报发往拥有该IP地址的终端。如图1，当固定终端2向移动终端6发送数据报时，固定终端2从移动终端6的IP地址判断它在IP子网4，应通过路由器3转发，所以将数据报发到路由器3，路由器3根据数据报中的目的IP地址判断出此数据报是发往IP子网4，于是将其发送到因特网8中相应的路由器，当该数据报到达路由器5时，由于数据报的目的地址在本子网，故路由器5将数据报转发给移动终端6，这样固定终端2发送的数据报就正确地到达移动终端6。当移动终端6移动到IP子网7时称为漫游，路由器3还是根据数据报中的目的地址将其发送到路由器5，而路由器5无法在本子网中找到移动终端6，导致固定终端2和移动终端6.无法通信。因此说，由于TCP/IP的IP编址方式和路由算法，它不支持终端跨IP子网的漫游。为了克服TCP/IP不支持终端跨IP子网漫游的问题，现有技术提出了移动IP的解决方案。在不改变原有网络拓扑的基础上引入了家代理、外地代理和移动终端三个实体。如图2，其中家代理和外地代理是指运行了家代理和外地代理软件的计算机或路由器。移动终端是指运行了移动终端软件的计算机、手持计算设备等。三个子网分别是不同的IP子网，移动终端6是归属于子网4的移动终端，9和11、10和12分别是子网4与子网7的家代理与外地代理。当移动终端6由子网4漫游到子网7时，我们称子网4是移动终端6的家网，称子网7是移动终端6的访问网或外地网。对移动终端6的漫游管理将由外地代理12与家代理9协作完成。

本发明工作流程：在图2中，假设移动终端6由子网4漫游至子网7。这时，移动终端6首先从外地代理12获得该外代理的IP地址，然后修改移动终端6内的路由表，将原来指向路由器5的表项改为指向外地代理12，同时删除子网4的直达表项，即要求动态修改路由特征，再通过外地代理12向家代理9登录，进行身份认证和通知当前的转交地址。下面我们观察在子网1中的固定终端2向移动终端6发送数据报的情景。由于固定终端2向移动终端6发送数据报时仍然使用移动终端6原来的IP地址，故发出的包将到达子网4。如果移动终端6已在家代理9处登录成功，则家代理9把这些数据报接收下来后，并利用隧道技术将数据报转发到外地代理12。最后由外地代理12把从这些包转交给移动终端6。图中的虚线示出了数据报的路径。

由上可知，传统的移动IP技术要求动态改变移动终端的路由特征，而很多操作系统，如占很大市场份额(≥90)的Windows95/98/Me操作系统不支持对路由表的动态修改；改变路由表必须重新启动计算机。这就必须导致移动终端在移动过程中无法保持对网络的无缝即不间断访问，造成网络连接中断，许多实时的网络应用如VOD视频点播、VOIP网上电话、网络会议等应用无法实现。另外，如果正在下载一个长文件期间，计算机从新启动必然导致当前TCP连接中断，用户也必须重新下载，造成时间和经济上的损失，甚至失去实用价值。而要使这些操作系统支持对路由表的修改，必须重写TCP/IP协议栈。TCP/IP协议栈在整个操作系统中占很大的比重，而且许多商用操作系统不提供TCP/IP协议栈的源代码，导致对其修改工作量极其巨大，甚至超过实现整个移动IP的工作量。

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种不需要修改移动终端的路由特征，能确保终端在漫游中通信的连续性、安全性和正确性，对移动终端要求低，应用范围大，实用性更强，大大扩展了支持Windows平台操作系统的移动终端跨IP网际漫游的方法。

本发明设计方案如下：

一种移动终端跨IP网际漫游的方法，其特殊之处在于：

1)首先由移动终端主动广播其家代理的地址和自己的身份认证特征信息，供外地代理和家代理进行对其数据转发和身份识别，广播含身份认证特征的报文；

2)由家代理完成对移动终端的身份认证及截获发往移动终端的数据报文和建立到外代理的隧道进行数据报文转发，其包括对外地代理转发来的移动终端的认证和对本子网内移动终端的身份认证报文的处理，具体方法是：①接收含移动终端身份认证特征的报文，进行判断；②如果该报文是由外地代理转发的，则对移动终端进行认证，否则，转至④；若认证成功，就向外地代理发送认证成功报文，更改移动终端的管理信息库，截获发往移动终端的数据报文，建立到外地代理的隧道；若不成功，则向外地代理发放认证失败报文，转回①；④如果该报文是由本子网内移动终端发出，则判断移动终端是否在移动终端管理信息库中，若在，则拆除相应的隧道，更改移动终端管理信息库，不在，则返回①；

3)由外地代理完成移动终端的身份认证的转发并和家代理共同完成对移动终端的数据报文转发，它包括，I、移动终端身份认证报文的处理：①对移动终端身份认证报文的处理和地址解析请求的捕获，从接收的含移动终端身份认证特征的报文中提取该移动终端的IP地址，其家代理IP地址和移动终端认证信息，构造移动终端认证转发报文；②向移动终端家代理发送含移动终端认证特征信息的报文；③若认证成功，则建立到移动终端的主机路由；认证不成功，则返回①；④更新移动终端管理信息库，返回①；II、对地址解析请求的捕获：①捕获无响应的地址请求报文，从该报文中提取源IP地址；②若源IP地址是合法和移动终端IP地址，从该报文中提取请求的目的IP地址，用含本机的MAC地址特征的响应报文来应答，返回①；③若源IP地址不是合法的终端IP地址，返回①。

上述方法中广播含身份认证特征的报文可是定期或不定期的。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本方法不需要修改移动终端的路由特征，利用外地代理主动截获移动终端数据报文技术、移动终端的主动身份认证协议和数据报转发来实现漫游，并保证了通信的连续性、安全性和正确性，对移动终端的要求大大降低，不需其支持对路由表的动态修改，从而降低了其开发和生产成本；支持包括Windows95/98/Me等在内的操作系统，与传统的移动IP技术相比，应用范围大大扩展，实现简单，实用性强。

附图图面说明如下：

图1为TCP/IP网络拓扑结构原理图；

图2为移动IP网络拓扑结构图。

下面将结合具体实施例对本发明作进一步详述：

本发明中的定义与现有技术相同，也涉及家代理、外代理和移动终端，但其内部特征有很大区别。家代理和外地代理指运行代理软件的计算机和路由器，移动终端指运行了移动终端软件的计算机等终端设备。

本发明实现方法如下：

1、首先由移动终端主动广播其家代理的地址和自己的身份认证特征信息，供外地代理和家代理进行对其数据转发和身份识别，定期或不定期广播含身份认证特征的报文。

2、由家代理完成对移动终端的身份认证及截获发往移动终端的数据报文和建立到外代理的隧道进行数据报文转发。其包括对外地代理转发来的移动终端的认证和对本子网内移动终端的身份认证报文的处理。具体方法是：(1)接收含移动终端身份认证特征的报文，进行判断；(2)如果该报文是由外地代理转发的，则对移动终端进行认证，否则，转至(4)；(3)若认证成功，就向外地代理发送认证成功报文，更改移动终端的管理信息库，截获发往移动终端的数据报文，建立到外地代理的隧道；若不成功，则向外地代理发放认证失败报文，转回(1)；(4)该报文是由本子网内移动终端发出，则判断移动终端是否在移动终端管理信息库中，若在，则拆除相应的隧道，更改移动终端管理信息库。不在，则回到(1)。

3、由外地代理完成移动终端的身份认证的转发并和家代理共同完成对移动终端的数据报文转发。它包含：对移动终端身份认证报文的处理和地址解析请求的捕获。从接收的含移动终端身份认证特征的报文中提取该移动终端的IP地址、其家代理的IP地址和移动终端认证信息，构造移动终端认证转发报文；向移动终端家具代理发送含移动终端认证特征信息的报文，若认证成功，则外代理在自己的路由表中添加到移动终端的主机路由项；不成功，则返回对移动终端身份认证报文的处理和地址解析请求的捕获。更新移动终端管理信息库；对移动终端地址请求的处理是：通过捕获无响应的地址请求报文，从该报文中提取源IP地址；若源IP地址是合法的，即通过认证的移动终端IP地址，从该报文中提取请求的目的IP地址，用含本机的MAC地址特征的响应报文来应答，完成对移动终端的数据报文捕获和转发。若不是，则返回捕获无响应的地址请求报文，从该报文中提取源IP地址。

总的工作流程参见图2，当移动终端6漫游到另一个IP子网7时，外地代理12通过接收移动终端6的身份认证报文，向其家代理9转发身份认证，家代理9根据外地代理12转发来的移动终端6认证报文对移动终端6进行身份认证，如果认证成功，则向外地代理12发送认证成功报文，并建立到外地代理12的隧道，对移动终端6进行数据报的转发；若不成功，家代理9向外地代理12发放认证失败报文，外地代理12若收到家代理9发来的移动终端6认证成功报文，则用含本机MAC地址特征的报文应答来捕获移动终端6的数据报文并转发，而不需移动终端6修改其路由特征，从而实现移动终端6跨IP子网的漫游。

Claims (2)

1、一种移动终端跨IP网际漫游的方法，其特征在于：

1)首先由移动终端主动广播其家代理的地址和自己的身份认证特征信息，供外地代理和家代理进行对其数据转发和身份识别，广播含身份认证特征的报文；

2)由家代理完成对移动终端的身份认证及截获发往移动终端的数据报文和建立到外代理的隧道进行数据报文转发，其包括对外地代理转发来的移动终端的认证和对本子网内移动终端的身份认证报文的处理，具体方法是：①接收含移动终端身份认证特征的报文，进行判断；②如果该报文是由外地代理转发的，则对移动终端进行认证，否则，转至④；若认证成功，就向外地代理发送认证成功报文，更改移动终端的管理信息库，截获发往移动终端的数据报文，建立到外地代理的隧道；若不成功，则向外地代理发放认证失败报文，转回①；④如果该报文是由本子网内移动终端发出，则判断移动终端是否在移动终端管理信息库中，若在，则拆除相应的隧道，更改移动终端管理信息库，不在，则返回①；

3)由外地代理完成移动终端的身份认证的转发并和家代理共同完成对移动终端的数据报文转发，它包括，I、移动终端身份认证报文的处理：①对移动终端身份认证报文的处理和地址解析请求的捕获，从接收的含移动终端身份认证特征的报文中提取该移动终端的IP地址，其家代理IP地址和移动终端认证信息，构造移动终端认证转发报文；②向移动终端家代理发送含移动终端认证特征信息的报文；③若认证成功，则建立到移动终端的主机路由；认证不成功，则返回①；④更新移动终端管理信息库，返回①；II、对地址解析请求的捕获：①捕获无响应的地址请求报文，从该报文中提取源IP地址；②若源IP地址是合法和移动终端IP地址，从该报文中提取请求的目的IP地址，用含本机的MAC地址特征的响应报文来应答，返回①；③若源IP地址不是合法的终端IP地址，返回①。

2、如权利要求1所述的一种移动终端跨IP网际漫游的方法，其特征在于：所述的广播含身份认证特征的报文是定期或不定期的。

Images