本发明提出了一种实现一体化网络寻呼机制的方法。该方法是一种基于网络的寻呼机制,内容包括寻呼域体系结构、终端状态模式、移动检测机制和寻呼的信令流程。终端的位置信息由一体化网络中的映射服务器统一管理,进行寻呼时有利于快速,准确地查询终端的位置。寻呼信令不必在无线链路上传输,就可以查询到移动终端的位置,节省了无线链路的资源。本发明提出的寻呼机制由一体化网络中的接入交换路由器和映射服务器完成,减少了终端的参与,有利于网络提供多种类型终端的接入,增强了网络的可扩展性。
1.一种实现一体化网络寻呼机制的方法,其特征在于,在所述网络中由映射服务器管理移动终端的位置信息;所述移动终端的状态模式为空闲状态或激活状态;接入交换路由器检测移动终端的位置;所述映射服务器通过所述接入交换路由器获得移动终端的位置信息。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述寻呼机制为,当映射服务器接收到查找移动终端确切位置的消息时,映射服务器根据移动终端的接入标识查询其状态模式:如果移动终端为激活状态,映射服务器将包含交换路由标识的响应消息返回给接入交换路由器;如果移动终端为空闲状态,映射服务器根据映射表里移动终端的寻呼域标识,给该寻呼域内的所有接入交换路由器发送寻呼请求消息;移动终端当前连接的接入交换路由器收到寻呼请求消息,为该移动终端分配交换路由标识,并汇报给映射服务器,此消息也作为寻呼请求消息的响应;映射服务器再将包含交换路由标识的响应消息返回给发起查询的接入交换路由器。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述寻呼机制由一体化网络中的接入交换路由器和映射服务器完成。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述接入交换路由器检测移动终端的位置,包括以下步骤:步骤一:接入交换路由器周期性发送包含其自身和其所在寻呼域标识的网络通告;步骤二:移动终端鉴别是否发生同一寻呼域内接入交换路由器间的移动;步骤三:移动终端鉴别是否发生不同寻呼域间移动,并向接入交换路由器发送寻呼域响应消息;步骤四:接入交换路由器收到上述寻呼域响应消息,判断移动终端是否为寻呼域间移动,如果是,给该移动终端分配交换路由标识,并将该标识和当前所在寻呼域标识汇报给映射服务器;否则判断移动终端的状态模式,如果为激活状态,为其分配交换路由标识,并将该标识汇报给映射服务器;如果终端为空闲状态,接入交换路由器记录移动终端接入到本域。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,如果移动终端发起通信,则从空闲状态转变为激活状态,接入交换路由器将该移动终端的状态模式设置为激活状态,并通告给映射服务器,其用户状态定时器被重新设置为最大值;接入交换路由器每次为移动终端转发数据包后,保持该移动终端的激活状态,其用户状态定时器更新为最大值。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一体化网络根据映射服务器的位置被划分为多个映射域。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,每个映射服务器管理本地的映射域,存储本域移动终端的身份信息与位置信息之间的映射关系。
8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于,在映射域内划分寻呼域,每个寻呼域由若干个接入交换路由器组成,并使用唯一的寻呼域标识。
9.如权利要求1、2或5所述的方法,其特征在于,所述移动终端设置定时器,保存该移动终端的状态模式。
10.如权利要求1、2或5所述的方法,其特征在于,所述移动终端的状态模式由接入交换路由器、映射服务器和该移动终端本身共同维护,利用定时器和状态通告机制保持状态一致。技术领域
本发明属于计算机网络技术领域,涉及一种实现一体化网络寻呼机制的方法与系统。
背景技术
引入寻呼机制可以有效减少移动过程中的信令开销,当移动终端在一定时间内不需要发送或者接收数据包时,终端会进入空闲状态,频繁移动而发送的位置更新信令是没必要的。因此,处于空闲状态的用户进行位置更新会浪费网络的资源。为了减少网络的信令负担,处于空闲状态的终端在一定区域内移动时不必每次都向网络注册它的当前位置。当数据包发送给处于空闲状态的终端时,可以通过寻呼机制查询终端的确切位置。传统互联网支持寻呼机制是在移动IPv4和移动IPv6的基础上实现的,其基本的实现机制如下。假设网络中外地代理(Foreignxa0Agent,FA)FA1、FA2、FA3组成一个寻呼域,处于空闲状态的移动终端(Mobilexa0Node,MN)从FA1漫游到FA3,不进行位置更新操作。当家乡代理(Homexa0Agent,HA)接收到发送给MN的数据包时,先转发给FA1。FA1查询到MN处于空闲状态,给同一个寻呼域内的FA2、FA3发送寻呼请求消息,FA1、FA2、FA3在无线链路上发送广播消息查找终端所在位置。MN收到寻呼请求消息向HA进行位置更新,HA将数据包转发给FA3。然后,FA3给FA1发送寻呼请求响应消息,FA1转发缓存的数据包给MN。这种在移动IP基础上实现的寻呼机制是存在以下主要缺点:1.存在三角路由问题:HA会根据MN移动之前的更新地址发送数据包到旧FA,旧FA再转发给MN。同时存在数据包乱序的问题:MN收到寻呼请求消息向HA进行位置更新后,HA直接发送给MN的数据包可能先于旧FA转发的数据包到达MN。2.需要修改终端的协议栈才能支持寻呼机制。由于终端的数目和类型极其繁多,修改所有终端的协议栈将是一项成本非常高的工作。3.网络的区域没有统一规划,并且没有有效的位置管理实体,进行寻呼时不利于快速,准确地定位移动终端,而且不利于网络管理者对终端的移动行为进行有效的控制和管理,从而增加了网络管理者的网络维护难度、提高网络的运营成本。4.寻呼信令需要在无线链路上广播,才能查询到移动终端的位置,占用了宝贵的无线链路资源。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种一体化网络寻呼机制的实现方法。其中,移动终端的位置信息由一体化网络中的接入交换路由器(AccessSwitchxa0Router,ASR)和映射服务器(Identifiersxa0Mappingxa0Server,IDMS)保存,由映射服务器发起寻呼,查询到移动终端的位置后,再由通信对端的接入交换路由器发送数据包,数据包按照传统的路由方式转发。先利用信令建立通信链路,再转发数据包。寻呼机制由一体化网络中的接入交换路由器和映射服务器完成,终端无需修改协议栈。本发明还提出了一体化网络的寻呼体系结构。所述一体化网络根据映射服务器的位置划分为多个映射域,每个映射服务器管理本地的映射域,存储本域终端的身份信息与位置信息之间的映射关系。寻呼域在映射域的基础之上划分,每个寻呼域由若干个接入交换路由器组成,并使用唯一的寻呼域标识。本发明还设计了以网络为基础的寻呼的方式。映射服务器发起寻呼请求消息,查询、定位终端的位置信息,接入交换路由器负责响应寻呼请求。当映射服务器接收到查找移动终端确切位置的消息时,映射服务器根据移动终端的接入标识查询其状态模式。如果移动终端为激活状态,则映射服务器将标识终端位置信息的交换路由标识返回给接入交换路由器。如果移动终端为空闲状态,映射服务器根据映射表里移动终端的寻呼域标识,给该寻呼域内的所有接入交换路由器发送寻呼请求消息。终端当前连接的接入交换路由器收到寻呼请求消息,为移动终端分配交换路由标识,并汇报给映射服务器,此消息也作为寻呼请求消息的响应。所述终端的状态模式分为空闲状态和激活状态,由接入交换路由器、映射服务器以及终端本身共同维护终端的状态模式,利用定时器和状态通告机制保持状态一致。当移动终端在一定时间内没有发送或者接收数据包时,移动终端进入空闲状态,接入交换路由器向映射服务器通告该终端的空闲状态。如果终端发起通信,则从空闲状态转变为激活状态,接入交换路由器终端的状态模式设置为激活状态,并通告给映射服务器,其用户状态定时器被重新设置为最大值。接入交换路由器每次为移动终端转发数据包后,接入交换路由器上终端的状态模式保持激活状态不变,其用户状态定时器更新为最大值。此外,终端本身也设置定时器,保存终端的状态模式。对于不同模式的终端,其位置更新的策略不同。处于空闲状态的终端移动到新的接入交换路由器,新的接入交换路由器不必为其分配交换路由标识和发送更新信令给映射服务器。处于激活状态的终端移动到新的接入交换路由器或者处于空闲状态的终端移动到新的寻呼域,新的接入交换路由器要为其分配交换路由标识,并将包含接入标识和交换路由标识的信令发送给映射服务器。本发明还设计了支持寻呼的移动检测机制,包括广播、鉴别同一寻呼域内接入交换路由器间移动、鉴别不同寻呼域间移动和检查终端状态等四个步骤:步骤一:广播:接入交换路由器周期发送网络通告,通告消息包含接入交换路由器标识和寻呼域标识。步骤二:鉴别同一寻呼域内接入交换路由器间移动:移动终端收到网络通告消息,先比较通告消息和数据库中的接入交换路由器标识。如果一致,则表明终端没有移动,终端记录接收消息的时间及数目。如果不一致,则说明终端发生了移动,将通告消息中接入交换路由器标识存储到数据库中。步骤三:鉴别不同寻呼域间移动:比较通告消息和存储中的寻呼域标识,如果寻呼域标识不同,则说明终端移动到了另一个寻呼域,终端发送寻呼域响应消息,消息中标识终端为寻呼域间移动,同时存储接入交换路由器标识和寻呼域标识;如果寻呼域标识相同,终端存储接入交换路由器标识,同时也将发送寻呼域响应消息,消息内容中包含终端当前的状态模式。步骤四:检查终端状态:接入交换路由器收到终端发送的寻呼域响应消息,先判断终端是否为寻呼域间移动,如果是,则给终端分配交换路由标识,将终端的交换路由标识和当前所在寻呼域标识汇报给映射服务器;否则判断终端的状态模式,如果终端为激活状态,则也为其分配交换路由标识,将终端的交换路由标识汇报给映射服务器;如果终端为空闲状态,则接入交换路由器不必为其分配交换路由标识和汇报映射关系,只要求记录终端接入到本域。本发明是一种基于网络的寻呼机制,使得网络管理者容易快速,准确的查找移动终端,而且能够节省无线链路资源,支持多种类型终端,充分利用网络的资源。
附图说明
图1为本发明的一体化网络寻呼体系结构的示意图;图2为一体化网络映射服务器的映射信息条目的定义示意图;图3为一体化网络接入交换路由器的映射信息条目的定义示意图;图4为本发明具体实施例的移动性检测的流程图;图5为本发明具体实施例的多家乡终端的位置更新过程流程图。附图标记:1-映射域;11-接入交换路由器;12-广义交换路由器;13-映射服务器;21、22-寻呼域;30-移动终端。
具体实施方式
实施例一一体化网络首先根据映射服务器的位置划分为多个映射域,图1只画了一个映射域1。映射服务器13管理映射域1,存储着本地终端身份信息与位置信息之间的映射关系。而映射域1又被划分为2个寻呼域21、22,每个寻呼域由2个接入交换路由器组成,并用唯一的寻呼域标识。寻呼区域范围的确定由网络管理者来完成,需要考虑许多因素(比如,移动节点的密度分布,节点的活跃度和移动性等),为了尽量减少位置更新信令,应该保证大多数移动节点只在一个寻呼区域中移动。寻呼区域的范围大小影响信令的开销,如果区域过大,则每次寻呼终端都会发送大量的寻呼信令。如果区域过小,终端在同一个寻呼域内移动切换的概率就小,发送位置更新信令的概率就大,不能有效地减少信令的花费。图2为映射服务器中映射信息条目示意图。其中,“接入标识”标志代表终端的身份信息;“交换路由标识”标志代表终端的位置信息,其为终端所连接的接入交换路由器为其分配的交换路由标识;“接入交换路由器标识”表示终端连接的接入交换路由器;“终端状态模式”表示终端所处的状态,分为空闲模式和激活模式;“寻呼域标识”表示终端所在寻呼域。寻呼域标识会链接到一个寻呼域列表,它包括该寻呼域中的所有接入交换路由器。当映射服务器接收到查找移动终端确切位置的消息时,映射服务器根据MN的接入标识查询其状态模式。如果MN为激活状态,映射服务器将包含交换路由标识的响应消息返回给发起查询的接入交换路由器。如果MN为空闲状态,映射服务器根据映射表里MN的寻呼域标识,给该寻呼域内的所有接入交换路由器发送寻呼请求消息。图3为接入交换路由器映射表的示意图。其中,“接入标识”标志代表终端的接入标识;“交换路由标识”标志代表终端的位置信息,其为终端所连接的接入交换路由器为其分配的交换路由标识;“终端状态模式”表示终端所处的状态,分为空闲状态和激活状态;“状态模式定时器”表示终端从激活状态转变为空闲状态的时间间隔。本发明当接入交换路由器中的“状态模式定时器”为0时,移动终端进入空闲状态,接入交换路由器向映射服务器通告该终端的空闲状态。如果终端发起通信,则从空闲状态转变为激活状态,接入交换路由器终端的状态模式设置为激活状态,并通告给映射服务器,其“状态模式定时器”被重新设置为最大值。接入交换路由器每次为移动终端转发数据包后,接入交换路由器上终端的状态模式保持激活状态不变,“状态模式定时器”更新为最大值。实施例二图4所示,为一体化网络终端的移动性检测的过程。终端开机进行初始化设置S401,接收接入交换路由器周期发送的网络通告S402,通告消息包含接入交换路由器标识和寻呼域标识。移动终端收到网络通告消息,先比较通告消息和数据库中的接入交换路由器标识S403。如果一致,表明终端没有移动,终端记录接收消息的时间及数目。如果不一致,说明终端发生了移动,将通告消息中接入交换路由器标识存储到数据库中,并比较通告消息中和存储的寻呼域标识S404。如果寻呼域标识不同,说明终端移动到了另一个寻呼域,终端发送寻呼域响应消息,消息中标识终端为寻呼域间移动,接入交换路由器收到响应消息后,为终端分配交换路由标识;如果寻呼域标识相同,终端也将发送寻呼域响应消息,消息内容中包含终端当前的状态模式,接入交换路由器收到消息判断终端的状态模式,如果终端为激活状态,为其分配交换路由标识,汇报给映射服务器;如果终端为空闲状态,记录终端接入到本域。移动终端记录网络通告的时间,如果在一定时间内没有接收到网络通告,终端认为离开了该接入交换路由器。同时,移动终端也记录接收消息的个数,收到一定数目后,发送响应消息给接入交换路由器,保持连接状态。实施例三图5所示,为一体化网络寻呼机制的消息流程。移动终端在寻呼域1内开机,检测到ASR1发送的网络通告后,向ASR1发送接入请求消息。ASR1为MN分配交换路由标识,并将映射关系汇报给映射服务器S501。映射服务器存储MN的映射关系和其所在的寻呼域标识,返回汇报映射关系响应消息S502。当MN和其他终端进行通信,按照一体化网络的分离映射机制传递数据包。通信过程中,ASR1的状态模式定时器重新设置,通信完成后定时器开始计时直到时间结束,将终端的状态模式设置为空闲。之后,ASR1要给映射域内的映射服务器发送空闲状态通告消息S503。当处于空闲模式的MN从ASR1切换到ASR2,MN收到ASR2的网络通告后发送响应消息给ASR2,但ASR2并不为MN分配交换路由标识,也不会汇报映射关系到映射服务器,但要标识MN已经接入到ASR2。当通信对端节点(Correspondentxa0Node,CN)要与MN通信,向其接入的ASR4发送数据包S504。由于ASR4上没有MN的映射关系,ASR4需要到MN所在映射域的服务器上查询MN的映射关系S505。映射服务器查询到MN处于空闲模式,并获得MN所在的寻呼域标识,向寻呼域中的所有接入交换路由器ASR1、ASR2、ASR3发送寻呼请求消息S506。ASR2接收到寻呼请求消息,为MN分配交换路由标识,并汇报映射关系给映射服务器,此消息也作为寻呼请求的响应S507。映射服务器给ASR2发送汇报映射关系响应消息S508,向ASR4发送查询MN响应消息S509。ASR4收到查询响应,把CN发送数据包中的接入标识映射为交换路由标识,转发给MN当前连接的ASR2。ASR2收到数据包,反向查询通信对端的映射关系S510,收到查询响应后S511,把数据包中的交换路由标识映射为接入标识,完成双方的正常通信。此外,接入交换路由器和终端之间还要定时发送位置信息更新信令,让接入交换路由器知道MN的状态模式以及它是否离开本域。这样,即使接入交换路由器中终端状态模式的定时时间到达,接入交换路由器通过位置信息更新信令检测到终端离开本域,也不会发送空闲状态通告消息。因为终端还可能在其他接入交换路由器上处于激活状态,避免了错误的状态通告。