切换方法和切换设备

                          技术领域

本发明涉及一种移动互连网协议(IP)版本6(IPv6)环境下的切换方法和设 备，更具体地讲，涉及用于移动IPv6环境下的快速移动终端的切换方法和切 换设备。

                          背景技术

近来，无线网络访问因为其允许节点在通信和访问网络期间以适中的速 度移动，所以已经成为人们越来越感兴趣的领域。

图1是解释现有技术IPv6无线网络的结构的参照示图。移动IPv6被设 计以管理IPv6网络之间的移动节点的移动。

参照图1，当移动节点100处于被确定为接入路由器(AR)、旧AR 110 的小区的家乡网络(home network)中时，移动节点100与作为IPv6节点的对 应节点(correspondent node)通信。然而，当移动节点100移动到被确定为新 AR 120的小区的另一子网时，移动节点100的家乡地址(home address)不再有 效，并且由对应节点传输的分组被传送到先前的家乡网络。因此，移动节点 100应获得在由移动节点100正在访问的子网中的新的有效地址的转交地址 (care-of address，CoA)，并且应在其家乡代理130和对应节点中注册此新的转 交地址。因此，将移动节点的家乡地址与当前转交地址相连被称为“绑定”。

移动节点在属于同一子网的接入点之间的移动由第2层(L2)协议管理。 同时，如果移动节点连接到另一子网中的接入点(AP)，则移动节点的IPv6地 址不再有效，并且这类移动应该由L3协议来管理。当移动节点从一个无线点 移动到另一子网中的另一无线点时，L3协议提供到IPv6移动节点的无缝连 接，并且称作L3切换(handover)。

现在将简要地解释切换过程。移动节点分析由接入路由器周期地发送的 路由器公告(router advertisement)，并且因此检测移动节点是否已经移动到新 的子网。移动节点可通过发送路由器请求消息来要求接入路由器发送路由器 公告。包含在此路由器公告中的信息帮助移动节点产生新的转交地址。移动 节点基于给定的信息来执行地址产生。首先，地址自动形成与包括在路由器 公告中的链接本地地址和网络前缀一起被执行，并且随后冗余地址检测与此 地址一起被执行以检验此地址是否唯一。

然而，移动节点不能在新的点上接收IP分组除非切换被完成。这段时间 包括检测新的子网中的新的前缀所花费的时间、设置新的转交地址花费的时 间、向对应节点和家乡代理通告移动节点的新的位置花费的时间，并且被称 作‘切换延迟(handover latency)’。

实际上，此切换延迟在实时多媒体应用中可能过长。在多种情况下，此 切换延迟可极大地降低移动节点的IPv6流的质量。

快速切换的概念已经被引入以减小由于移动节点的这种切换所引起切换 延迟和分组丢失。

因为由传统切换方法通过使用仅仅第3层信息执行切换的事实引起缺 点，所以快速切换方法用来通过使用第2层信息来更有效地执行切换处理。 为了优化移动节点的移动，快速切换用两种方法执行切换：一种是使用L2 触发的预先切换(anticipated handover)，另一种是基于隧道(tunnel-based)的切 换。

在预先切换方法中，移动节点已经移动到新的网络的事实不是通过接收 路由器公告信号，而是通过在移动节点移动到新的网络中的时刻接收层2中 的信号(L2触发)来识别。通过这样做，在网络情况中的改变能够被早一点识 别以便切换可被执行。

图2是用于解释在相关高速切换方法中的“预先切换”的参照示图。

参照图2，在预先切换方法中，移动节点200或当前接入路由器230接 收表示移动节点200将执行L2切换的L2触发。此触发包含允许目标接入路 由器240的识别的信息。

如果移动节点200接收到L2触发，则移动节点200开始切换，并且请 求当前接入路由器230快速切换。然后，当前接入路由器230将新的子网中 的可获得的IPv6地址发送到移动节点200和目标接入路由器240。

然后，目标接入路由器240检验接收的地址在该子网中是否可获得，并 且如果可获得，将检验结果发送到当前接入路由器230。如果该地址可获得， 则当前接入路由器230发送表示该地址可被使用的验证消息到移动节点200。

当移动节点建立与新的接入点220的连接时，移动节点能够立即使用作 为输出分组的源地址的新CoA，并且将绑定更新发送到家乡代理和对应节点。

基于隧道的切换使存在于网络和新的网络的路由器能够形成到彼此的隧 道，并且能够在切换产生CoA期间通过此隧道来处理分组。此方法延迟CoA 的产生，并且直到新的通信连接被建立利用该存在的CoA，以便可减小分组 丢失。

图3是用于解释相关技术高速切换方法中的“基于隧道的切换”的参照 示图。参照图3，在基于隧道的切换方法中，当移动节点300从当前接入路 由器AR0 310移动到新的接入路由器AR1 320时，移动节点300延迟设置新 的CoA。因此，移动节点300仅执行L2切换并且在新的子网中继续使用先 前的CoA。另外，移动节点300不需要交换任何分组。两个接入路由器AR0 310和AR1 320不需与移动节点300相互作用而从L2触发设置双向隧道。发 送到移动节点的分组在先前子网中接收，并且由先前接入路由器AR0 310转 发到新的接入路由器AR1 320。由移动节点发送的分组沿着从新的接入路由 器AR1 320到先前接入路由器AR0 310的相反路径。

然后，移动节点当执行通信时产生并注册CoA。L2触发的使用使接入路 由器无需传输任何分组便能够检测移动节点的移动。当移动节点300移动时， 与第三接入路由器AR2 330连接，以相似的方式被执行。

同时，因为IPv6的使用的多样化，希望IPv6终端将以像汽车和高速火 车一样高速运输的模式被安装。通常快速移动终端具有方向性，通过其正在 移动的终端以预定的方向移动，因此，该移动能够在这种特定条件下被预测。

根据以上描述的预先切换和基于隧道的切换的两个概念的快速切换解决 传统移动IPv6切换处理的许多问题。然而，其不能解决所有的问题，具体地 讲，在以高速移动的终端中，存在另外的问题。

例如，在预先切换的情况下，当移动节点在L2触发时间点开始切换并 且当移动节点不能从先前网络接收分组并且必须使用新的网络时已经完成切 换处理时，该效果被最大化。在这种情况下，切换处理应比L2触发时间点较 早开始。当移动节点的速度非常高时，可能存在这样的情况，当切换被完成 时，移动节点已经移动到另一网络。因此，用于需要较快速的切换开始的快 速移动终端的解决方案还未提供。

另外，在基于隧道的切换的情况下，在存在许多快速移动终端的情形下， 形成通道的负荷在每一路由器中变得非常大。另外，因为路由器应管理每一 移动终端的通道信息，所以加到路由器上的负荷在其中快速移动终端变得拥 塞的高速公路或高速火车上变得更加严重。因此，为了向快速移动终端提供 平滑切换(smooth handover)功能，需要具有较早切换开始时间并且在路由器上 施加较少负荷的切换处理。

另外，因为主要应用包括VoIP和多媒体流，所以当分组能够在发送方和 接收方想要的时间到达接收方时，尽可能的降低分组丢失的实时传输概念也 被需要用于多种应用的操作。

                           发明内容

在本发明的一方面中，提供一种能够降低在移动IPv6环境中的快速移动 终端的切换延迟和分组丢失的切换方法和切换设备。

根据本发明的一方面，提供一种包括基于移动节点的移动速度来向接入 路由器请求切换的方法。

在一方面中，请求切换操作包括测量移动节点的移动速度，或基于当移 动节点被连接到由移动节点访问的路由器的IP的时刻的时间信息，通过计算 移动节点的移动速度来获得移动节点的移动速度。

在一方面中，请求切换还包括：基于获得的移动速度数据来确定用于在 移动节点的L2触发以前开始切换操作的快速移动终端的切换模式；并且如果 用于快速移动终端的移动模式被确定，则在移动节点的L2触发之前产生并发 送转交地址(CoA)请求消息。

根据本发明的另一方面，提供一种向接入路由器提供的切换方法包括基 于移动节点的目的地接入路由器的信息来执行隧道，以便到目的地接入路由 器的路径上的接入路由器分享通道。

在一方面中，执行隧道包括：从移动节点接收包括目的地接入路由器信 息的CoA请求消息；发送具有作为目的地的目的地接入路由器的CoA请求 消息；从接收CoA请求消息的中间接入路由器接收CoA响应消息；和发送 直接到移动节点的分组的复制的分组到中间接入路由器。

根据本发明的另一方面，提供了一种向接入路由器提供的切换方法包括 基于关于由移动节点访问的接入路由器的信息移动节点预测由移动节点将连 接的接入路由器；和通过使用预测的接入路由器执行切换。

在一方面中，切换方法还包括：从移动节点接收包括关于由移动节点访 问的接入路由器的信息的CoA请求消息；基于包括在CoA请求消息中的接 入路由器信息，预测由移动节点将连接的接入路由器；发送具有作为目的地 的预测的接入路由器的CoA请求消息；从接收CoA请求消息的预测的接入 路由器接收CoA响应消息；和发送直接到移动节点的分组的复制的分组到预 测的接入路由器。

在一方面中，切换方法还包括：从接入路由器接收包括关于由移动节点 访问的接入路由器的信息的CoA消息；基于包括在CoA消息中的移动节点 的移动速度信息，预测由移动节点将连接的下一接入路由器；发送具有作为 目的地的预测的接入路由器的CoA请求消息；从接收CoA请求消息的预测 的接入路由器接收CoA响应消息；和发送直接到移动节点的分组的复制的分 组到预测的接入路由器。

根据本发明的另一方面，提供了一种切换方法包括：在L2触发的第一 时间点，从先前接入路由器接收由先前接入路由器从移动节点接收的CoA请 求消息，产生CoA，并且使用产生的CoA从先前接入路由器接收直接到移动 节点的复制的分组；和使用在响应于在L2触发的第二时间点来自移动节点的 释放请求中的CoA，发送复制的分组。

在该切换方法的一方面中，L2触发的第一时间点是指当相应于移动节点 当前属于的小区的L2信号的强度下降到下限阈值以下并且同时相应于下一 小区的L2信号的强度上升到上限阈值以上时的时间，并且L2触发的第二时 间表示当相应于移动节点当前属于的小区的L2信号的强度下降到上限阈值 以下并且同时相应于下一小区的L2信号的强度上升到下限阈值以上时的时 间。

根据本发明的另一方面，提供一种向移动节点提供的切换设备包括切换 加速器，用于基于移动节点的移动速度向接入路由器请求切换。

根据本发明的一方面的切换设备，切换加速器包括移动速度计算/测量单 元，用于计算或测量移动节点的移动速度。

根据本发明的一方面的切换设备，移动速度计算/测量单元包括移动速度 测量单元，具有用于测量移动节点的移动速度的传感器。

根据本发明的一方面的切换设备，移动速度计算/测量单元包括移动速度 计算单元，用于基于当移动节点被连接到由移动节点访问的路由器的IP时的 时刻的时间信息，来计算移动节点的移动速度。

根据本发明的一方面的切换设备，切换加速器包括：切换模式确定单元， 用于基于由移动速度计算/测量单元输入的移动速度，来确定用于在移动节点 的L2触发之前开始触发操作的快速移动终端的切换模式；和切换请求单元， 用于如果切换模式确定单元确定用于快速移动终端的切换模式，则在移动节 点的L2触发之前产生并且发送CoA请求消息。

在本发明一方面的CoA请求消息包括移动节点的移动速度和提供移动 节点的目的地的信息。

根据本发明的另外方面，提供向接入路由器提供的切换设备，包括提前 切换代理，用于基于移动节点的目的地接入路由器的信息，执行隧道以便到 目的地接入路由器的路径上的接入路由器共享隧道。

在本发明的一方面中，在切换设备中，直接到移动节点的复制的分组被 传输到共享隧道的接入路由器。

根据本发明的另外方面，提供一种向接入路由器提供的切换设备，包括： 提前切换代理，用于基于关于由移动节点访问的接入路由器的信息，预测将 由移动节点连接的下一接入路由器，并且向预测的下一接入路由器请求切换。

                        附图说明

通过结合附图对其示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述方面和/ 或优点将会变得更加清楚，其中：

图1是用于解释传统IPv6无线网络的结构的参照示图；

图2是用于解释在传统高速切换方法中的“预先切换”的参照示图；

图3是用于解释在传统高速切换方法中的“基于隧道的切换”的参照示 图；

图4是用于解释根据本发明实施例的用于以高速移动的终端的提前切换 (pre-handover)方法的参照示图；

图5是显示执行根据本发明实施例的提前切换方法的通信装置的结构的 示例的方框图；

图6是显示根据本发明实施例的图5中显示的切换加速器的详细结构的 示例的方框图；

图7A是显示根据本发明实施例的图6中所示的移动速度计算/测量单元 的详细结构的实施例的方框图；

图7B是显示根据本发明实施例的图6中所示的移动速度计算/测量单元 的详细结构的另一实施例的方框图；

图8是用于解释应用到根据本发明实施例的切换消息的分组的参照示 图；

图9是根据本发明实施例的切换消息的结构的示图；

图10是显示图5中所示的接入路由器的提前切换代理的详细结构的示例 的方框图；

图11是用于解释图5中所示的接入路由器的路由器信息的参照示图；

图12是根据本发明实施例的提前切换操作方法的流程图；

图13是通过根据本发明实施例的隧道操作方法执行的操作的流程图；

图14是根据图13的隧道操作方法的实施例的消息流的示图；

图15是根据图13的隧道操作方法的另一实施例的消息流的示图；和

图16是根据隧道操作方法的另一实施例的消息流的示图。

                     具体实施方式

现在，详细描述本发明的实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的 标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本发明。

在本发明的一方面中，从自动形成到重复地址检测(DAD)的转交地址 (CoA)建立处理，其在切换处理中花费大量时间，被提前执行以便L3切换发 生后移动节点能够立刻地使用新的CoA。

另外，考虑到快速移动终端通常具有预定方向性，在本发明的一方面中， 主要用于传统应用中的第2层的两路广播(bicasting)技术通过应用第3层隧道 技术被扩展。即，为了基于快速移动的移动节点的方向性来建立到目的地的 路由，终端的速度通过用于接入路由器和快速移动的终端之间的连接的时间 来测量，以便即使当终端的速度增加时，第3层切换能够在合适的时间内被 执行。

图4是用于解释根据本发明实施例的用于快速移动的终端的切换方法的 参照示图。参照图4，接入路由器(AR)AR0 410属于IP0地址网络(小区0)， AR1 420属于IP1地址网络(小区1)，并且AR2属于IP2地址网络(小区2)。

当对L2信号确定上限阈值和下限阈值时，L2触发1和L2触发2都被 使用。L2触发1表示当相应于当前小区的当前L2信号下降到上限阈值以下 并且同时相应于下一小区的下一L2信号上升到下限阈值以上时的时间点。 L2触发2表示当相应于当前小区的当前L2信号降低到下限阈值以下并且同 时相应于下一小区的下一L2信号上升到上限阈值以上时的时间点。

每当移动节点400连接到接入第2层的路由器(AR)时移动节点400存储 连接信息，并且使用该连接信息计算速度。同时，当移动节点400连接到第 3层的新的AR，速度计算以与在第2层相同的方式被执行，并且移动节点400 的速度被计算。在L2触发2时间点，将在下一小区中使用的CoA由接入路 由器来请求。

如果L2触发1发生在小区0，则移动节点400发送释放请求(release request)消息到AR0 410。接收此消息之后，AR0 410发送释放消息到AR1 420， 并且AR1 420按照移动节点400的新的CoA开始释放分组，其通过网络被接 收。

其次，如果L2触发2发生在小区0和小区1之间，则移动节点400发 送CoA请求消息并且从AR1 420接收新的CoA，并且通过接收关于新的CoA 的分组，完成小区0和小区1之间的切换处理。此时，根据L2触发2接收由 移动节点400发送的CoA请求消息的AR1 420分析CoA请求消息并且发送 CoA请求消息到移动节点将要紧接着连接的接入路由器AR2 430，以便AR2 430可提前产生新的CoA。AR2执行用于产生移动节点400的新的CoA的工 作。

图5是显示根据本发明实施例的执行快速移动终端的切换方法的通信装 置的结构的示例的方框图。参照图5，执行快速移动终端的切换方法的通信 装置包括移动节点510、接入点520、和接入路由器530。

移动节点510包括移动IP堆栈511、切换加速器512、和RF信号发送 和接收单元513。移动IP堆栈511存储移动IP信息，并且RF信号发送和接 收单元513与接入点520通信信号。切换加速器512计算移动终端的速度并 且根据速度信息执行切换请求。以后将对切换加速器进行详细解释。

接入点520包括RF发生器521，其被提供以发送并接收接入路由器530 和移动节点510之间的信号。

接入路由器530包括提前切换代理531、移动IP高速切换模块532、和 路由器模块533。移动IP高速切换模块532执行传统高速切换操作，并且路 由器模块533提供接入路由器的路由功能。提前切换代理531对快速移动终 端提供快速第3层切换功能。以后将对提前切换代理531进行详细解释。

现在，根据图5中所示的通信装置的结构，将对快速移动终端的切换操 作进行解释。基于移动节点510的移动速度以及目的地信息，移动节点510 的切换加速器512在L2触发2时间点经过接入点520发送CoA请求消息到 接入路由器530。

接入路由器530的提前切换代理531使用先前切换代理531在先前操作 中已经产生的CoA响应于移动节点510。另外，为了移动节点510能够直接 从紧接着将连接的接入路由器接收CoA，提前切换代理531分析接收到的 CoA请求消息，确定移动节点510移动节点的目的地以及其他，并且请求另 一接入路由器550的先前切换代理551产生CoA。如果来自提前切换代理551 的CoA响应被接收，则提前切换代理531将直接到带有CoA作为目的地址 的移动节点510的分组数据的重复数据发送到提前切换代理551。

如果移动节点510移动并且随后在L2触发1时间点发送释放请求到接 入路由器530，则接入路由器550经过使用已经产生的CoA的接入点540发 送接收到的复制的分组数据到移动节点510。

图6是显示根据本发明实施例的图5中显示的切换加速器的详细结构的 示例的方框图。参照图6，切换加速器512包括移动速度计算/测量单元610、 切换模式确定单元620、和切换请求单元630。

移动速度计算/测量单元610基于第2层和第3层的切换信息来计算或测 量移动节点510的速度，并且连续地存储并管理在数据库中的信息(未示出)。

切换模式确定单元620接收关于由移动速度计算/测量单元610计算的移 动节点510的速度的信息，并且基于此，确定切换模式。例如，如果速度超 过预定阈值，则对于快速移动终端的切换模式被确定，并且如果速度没超过 预定阈值，则对于普通移动终端的切换模式可被确定。

切换请求单元630从切换模式确定单元620接收确定的模式，并且如果 其是对于快速移动终端的切换模式，则产生并发送使用在对于快速移动终端 的切换方法中的切换消息，并且如果其是对于普通移动终端的切换模式，则 产生并发送传统切换消息。参照图8和图9将使用对根据本发明实施例的对 于快速移动终端的切换方法中的切换消息进行详细地解释。

图7A是显示根据本发明实施例的图6中所示的移动速度计算/测量单元 的详细结构的实施例的方框图。

参照图7A，移动速度计算/测量单元610包括路由器历史信息611和移 动速度测量单元612。路由器历史信息611包含以上描述的第2层和第3层 切换信息。第3层切换信息包括关于由移动节点先前访问的路由器的信息， 即，每一路由器IP和作为当移动节点连接到路由器时的速度信息的时间标记。 第2层切换信息包括关于直到现在由移动节点访问的接入点的信息，即，每 一接入点IP和作为移动节点连接到接入点时的速度信息的时间标记。此路由 器历史信息611包括大约包括在当前路由器连接移动节点之前紧接着的路由 器的5个路由器的历史信息。

移动速度测量单元612具有测量移动节点的移动速度的传感器，并且测 量移动速度。使用此传感器，不需要通过使用路由器的历史信息来单独地计 算移动速度。

图7B是显示根据本发明实施例的图6中所示的移动速度计算/测量单元 的详细结构的另一实施例的方框图。参照图7B，移动速度计算/测量单元610 包括路由器历史信息611和移动速度计算单元613。

路由器历史信息611与参照图7A中上述的相同。移动速度计算单元613 基于路由器与包括在路由器历史信息611中的时间标记之间的每一距离来计 算速度。另外，通过将使用第2层切换信息的速度改变与使用第3层切换信 息的速度改变进行比较，移动速度计算单元613可最终修改移动节点的速度。

图8是用于解释根据本发明实施例的对于快速移动终端的切换消息的分 组报头的结构的参照示图。切换消息包括分组报头和内容。

分组报头符合标准IPv6报头结构并且使用逐跳选项报头。逐跳扩展报头 的结构如图8中所示。

下一报头1被用于识别下一报头，Hdr Ext Len 2表示扩展报头的长度， 扩展位(Padding)3作为扩展区域以匹配位的数目，和选项4定义选项。

选项字段可使用定义在标准中的路由器警告选项。根据该标准，在由标 号5表示的路由器警告选项的值6中，因为0、1、2已经被约定用于其他目 的，所以从3到65535的值可被使用。为了被本发明的方面所使用，值6的 值可被可使用除了0、1、和2以外的从3到65535的值中的任何一个。

移动节点和路由器都形成如图8中所示的结构的分组报头以产生切换消 息分组。

图9显示根据本发明实施例的切换消息的内容的结构。参照图9，切换 消息的内容包括长度10、命令11、速度12、保留13、模式14、原始装置IP 15、目的IP 16、和路由器ID&时间标记17至21。

长度10用4位表示整个切换消息的长度。

命令11表示用两位确定的情形的分组。位00表示由移动节点发送到接 入路由器的CoA请求消息；位01表示由接入路由器发送到不同网络中的另 一接入路由器的CoA请求消息；位10表示从不同网络中的另一接入路由器 发送到接入路由器的CoA响应消息；以及位11表示由接入路由器发送到移 动节点的CoA响应消息。对于CoA响应消息，尽管未在图9中示出，但是 CoA信息还被包括在消息中。

速度12用8位表示移动节点的速度。

保留13是为其他目的而保留为空的14位空间，并且还具有扩展位的功 能以填充32位字符串。

模式14用2位表示是否存在最终目的地。例如，位01表示存在最终目 的地，并且00可表示应该连续地估计的中间目的地。当存在预定目的地时， 例如当移动节点使用高速公路、高速火车、或使用全球定位系统(GPS)的自动 路径导航系统时的情况下，目的信息被包括的指示被写在CoA请求消息的模 式14字段中，并且最终目的地信息被写在切换请求消息的目的地IP 16字段 中。

原始装置IP 15用128位表示移动节点的初始IP，并且由接入路由器来 使用以识别移动节点，而不管CoA的改变。

目的IP 16用128位表示最终目的IP，并且如果不存在最终目的地，可 用0来填充。

每一路由器ID&时间标记17至21用64位表示由移动节点访问的接入 路由器的历史信息，并且包括路由器ID和时间标记。例如，在不存在预定目 的地，例如在普通干道(trunk road)中的情况下，移动节点510的切换加速器 512在切换请求消息的路由器ID&时间标记17至21字段中写关于由移动节 点510访问的路由器路径的信息。

图10是显示根据本发明实施例的图5中所示的接入路由器的提前切换代 理的详细结构的示例的方框图。参照图10，提前切换代理531包括切换消息 分析单元561、路由器预测单元562、切换消息产生/发送单元563、和复制的 分组处理单元564。

切换消息分析单元561从移动节点510或另一接入路由器550接收切换 消息，并且分析切换消息的内容。切换消息包括CoA请求消息，用于在产生 CoA之后请求关于CoA的响应；CoA响应消息，用于在产生另一作为对CoA 请求消息的响应的CoA之后响应于CoA请求消息；和释放请求消息，用于 请求接入路由器发送存储在接入路由器530中的复制的分组数据。

如果切换消息是来自移动节点510的CoA请求消息，则切换消息分析单 元561通过与另一接入路由器550的提前切换代理551通信来获得L3隧道通 道。在这种情况下，切换消息产生/发送单元563产生CoA请求消息并发送 CoA请求消息到目的路由器。

如果切换消息分析单元561从另一接入路由器接收CoA请求消息，则切 换消息产生/发送单元563发送接收的CoA消息到下一接入路由器(未示出)， 以便接收的CoA消息可被转发到目的地。另外，通过执行CoA自动配置和 重复地址检测(DAD)，提前切换代理531的预定模块(未示出)确定当移动节点 510进入由提前切换代理531管理的区域时可立刻使用的地址。

如果切换消息分析单元561从另一接入路由器550接收CoA响应消息， 则切换消息产生/发送单元563发送接收的CoA响应消息到移动节点510，并 且通过使用接收的CoA响应消息，复制的分组处理单元564经过分别在接入 路由器530和550之间建立的L3隧道通道，发送在切换处理期间可能被丢失 的分组。同时，此复制的分组处理单元564从另一接入路由器接收复制的分 组并且存储它，并且如果移动节点510在L2触发2附近发送释放请求，则复 制的分组处理单元564将该分组转换为具有作为目标地址的移动节点510的 新的CoA的分组，并且发送转换的分组到移动节点510。释放请求消息由移 动节点510发送到当前接入路由器530，并且当前接入路由器530发送释放 请求到下一接入路由器550。

由接入路由器发送到移动节点的CoA响应消息包括将由移动节点使用 的新产生的CoA。由接入路由器发送到另一接入路由器的CoA响应消息包括 用于为接收复制的分组的移动节点的新产生的CoA。

如果接收的CoA请求消息包括最终目的地，则切换消息产生/发送单元 563产生CoA请求消息以发送到最终目的地并且用逐跳的方法发送CoA请求 消息。

如果CoA请求消息仅包括中间目的地信息，则路由器预测单元562通过 使用中间目的地信息来预测将被连接到移动节点的下一接入路由器。另外， 路由器预测单元562可根据包括在切换请求消息中的移动节点的速度信息来 预测两个或多个由移动节点将连接的接入路由器。

通过使用由路由器预测单元562这样预测的路由器信息，切换请求消息 产生/发送单元563可产生具有作为目的地的此预测路由器的CoA请求消息并 且发送。

现在，参照图11将对用于路由器预测单元562预测下一路由器的方法的 示例进行解释。图11是根据本发明实施例的用于解释图5中所示的接入路由 器使用的路由器信息的参照示图。

路由器的位置信息可通过对每一接入路由器分配唯一ID来给定，并且如 图11所示的按区域的路由器分布式分配(distribution allocation)中，阿拉伯数 字被安排在水平轴，并且英文字母被安排在竖直轴。

当接入路由器被分配的区域被分在5段深度时，分配到接入路由器的ID 的示例可为B2C6A1H7U9。通过以此方式安排路由器信息，路由器的方向性 可仅通过关于由移动节点访问的路由器的信息来确定，并且应该被接下来连 接的接入路由器可被估计。具有相应的路由器的IP地址的每一ID被管理在 在表中。

图12是通过根据本发明实施例的提前切换操作方法执行的操作的流程 图。

图12中所示的操作包括当根据在L2触发之前移动节点的移动速度确定 移动节点以高速移动时，向接入路由器请求CoA以提前获得CoA的操作。

首先，在操作1201中，移动节点510的切换加速器512监测用于建立与 访问的接入路由器的连接花费的时间，并且在操作1202中，基于监测的数据 来计算移动节点510的移动速度。

紧接着，在操作1203中，切换加速器512基于计算的移动速度数据来确 定对于快速移动终端的切换模式，并且在操作1204中，在L2触发2时间点 发送CoA请求消息到接入路由器530。参照图9的描述，在此请求消息中， 最终目的地信息，或被访问的中间操作接入路由器信息以及移动节点的移动 速度信息被插入。

图13是通过根据本发明实施例的隧道操作方法执行的操作的流程图。如 图13中所示的操作包括从移动节点接收CoA请求的当前接入路由器与下一 路由器之间的隧道处理。

参照图13，在操作1301中，移动节点在L2触发2时间点发送CoA请 求消息到当前接入路由器，在操作1302中，接收请求消息的当前接入路由器 530的提前切换代理530分析接收到的CoA请求消息以确定其是否是对于快 速移动终端的CoA请求消息。

如果该分析的结果指示其是对于快速移动终端的CoA请求消息，则提前 切换代理531通过使用提前切换代理531已经在先前操作中产生的CoA来发 送作为对CoA请求消息的响应的CoA响应消息到移动节点510。

然后，在操作1303中，提前切换代理531确定目的地信息是否包括在 CoA请求消息中，并且如果不被包括，则在操作1304中，基于包括在CoA 请求消息中的中间路由器信息来预测下一接入路由器。然后，在操作1305中， 提前切换代理531发送CoA请求到预测的路由器550，并且预测路由器550 的提前切换代理551接收此CoA请求，在操作1306中产生CoA，并且响应 于该请求。

如果目的地信息被包括在CoA请求消息中，则在操作1307中，提前切 换代理531，通过使用目的地信息来向目的地路由器请求CoA。在CoA因此 被向最终目的路由器请求的情况下，在到目的路由器的路径上的所有路由器 按照移动节点将要到达的逐跳选项报头来确定，并且在操作1308中产生新的 CoA并响应。

在操作1309中，接收CoA响应的接入路由器530的提前切换代理531 发送直接到移动节点的分组的复制的分组。

在操作1310中，如果移动节点510移动并且在L2触发1时间点发送释 放请求到接入路由器550，则在先前操作中已经接收并且存储复制的分组的 接入路由器550发送复制的分组到移动节点510。

以上参照图12和13A-13B中所示的流程图对执行在接入路由器之间的 切换的操作进行解释，现在，将参照图14至16对更详细的切换操作进行解 释。

当最终目的地信息不在CoA请求消息中时的基本切换处理显示在图14 中，其中当不存在最终目的地信息时不管L2触发的使得两个或多个接入路由 器分享用于快速移动终端的隧道的切换处理被显示在图15中，以及当存在最 终目的地信息时的切换处理被显示在图16中。

图14是根据根据本发明实施例的隧道操作方法的消息流的示图。参照图 14，在操作1401中在L2触发2时间点，AR0区域中的移动节点发送CoA请 求到作为当前接入路由器的AR0。在操作1402中，通过使用AR0在先前操 作中已经产生的CoA接收该请求的AR0发送CoA响应到移动节点。

从AR0接收CoA响应的移动节点开始能够从AR0接收复制的分组和新 的分组。

因为不存在最终目的地信息，所以在操作1403中，接收CoA请求的AR0 预测下一接入路由器，并且发送新的CoA请求到作为被预测的接入路由器的 AR1。在操作404中，接收新的CoA请求的新的接入路由器AR1产生新的 CoA，并且发送新的CoA响应到AR0。

在操作1405中，接收新的CoA响应的AR0发送直接到移动节点的复制 的分组到AR1。

紧接着，在操作1406中，移动节点移动，并且随后在L2触发1时间点 发送释放请求到当前接入路由器AR0，并且在操作1407中，接收该请求的 AR0传送此释放请求到AR1。然后，通过使用产生的CoA，接收此释放请求 的AR1发送AR1先前从AR0接收并且存储的复制的分组到移动节点。

当移动节点在AR1区域和AR2区域中时，以相同的方式执行此处理。

图15是根据根据本发明另一实施例的隧道操作方法的隧道操作的消息 流的示图。参照图15，在操作1501中，在L2触发2时间点，AR0区域中的 移动节点发送CoA请求到作为当前接入路由器的AR0。在操作1502中，通 过使用AR0在先前操作中已经产生的CoA，接收该请求的AR0首先发送CoA 响应到移动节点。从AR0接收CoA响应的移动节点开始能够从AR0接收复 制的分组和新的分组。

然后，在操作1503中，因为在从移动节点接收的CoA请求中不存在最 终目的地信息，所以AR0预测下一接入路由器，并且发送另一CoA请求到 作为目的地的被预测的接入路由器的AR1。从AR0接收CoA请求的AR1检 查接收的CoA请求消息的速度字段，并且如果确定速度非常高，则在操作 1504中，再次预测另一下一个接入路由器并且发送CoA请求到作为目的地的 预测的接入路由器AR2。

在操作1505中，从AR0接收CoA请求的AR1产生新的CoA，并且发 送CoA响应到AR0。在操作1506中，从AR1接收CoA请求的AR2产生新 的CoA并且发送CoA响应到AR1。

在操作1507中，接收CoA响应的AR0发送直接到移动节点的复制的分 组到AR1，并且在操作1508中，从AR0接收复制的分组的AR1发送复制的 分组到AR2。

紧接着，在操作1509中，在L2触发1时间点，移动节点发送释放请求 到作为当前路由器的AR0。在操作1510中，接收该请求的AR0发送释放请 求到AR1。然后，AR1发送在先前操作中AR1从AR0接收并且存储的复制 的分组到移动节点。

紧接着，在操作1511中，如果移动节点移动到AR1区域并且在L2触 发2时间点发送CoA请求到AR1，则在操作1512中，通过使用AR1在先前 操作中已经产生的CoA，AR1发送CoA响应到移动节点，并且在操作1513 中，AR1发送另一CoA请求到AR2。在操作1514中，通过使用已经产生的 CoA，接收该请求的AR2发送CoA响应到AR1。

然后，在操作1515中，在L2触发1时间点，如果移动节点发送释放请 求到AR1，则在操作1516中，AR1发送释放请求到AR2，并且接收释放请 求的AR2发送先前AR2从AR1接收并且存储的复制的分组到移动节点。

紧接着，在操作1517中，如果移动节点移动到AR2区域并且在L2触发 1时间点发送CoA请求到AR2，则在操作1518中，通过使用AR2已经产生 的CoA，AR2发送CoA响应到移动节点，并且接收该响应的移动节点开始能 够从AR2接收复制的分组和新的分组。

图16是根据根据本发明另一实施例的隧道操作方法的消息流的示图。参 照图16，在操作1601中，在L2触发2时间点，AR0区域中的移动节点发送 带有作为最终目的地的特定接入路由器的CoA请求到接入路由器。以逐跳的 方法，经过到最终目的接入路由器的路径上的接入路由器，此CoA请求被发 送到最终目的接入路由器。

在操作1602中，接收CoA请求的AR0发送AR0已经在先前操作中产 生的CoA响应到移动节点。如果移动节点因此接收CoA响应，则移动节点 可从AR0接收新的分组以及复制的分组。

在操作1603中，接收CoA请求的AR1产生第一个新的CoA并且发送 第一个CoA响应到AR0，并且在操作1604中，接收CoA请求的AR2产生 第二个新的CoA并且发送第二个CoA响应到AR1。

在操作1605中，接收第一个CoA响应的AR0发送直接到移动节点的复 制的分组到AR1，并且在操作1606中，从AR0接收复制的分组的AR1发送 复制的分组到AR2。

在操作1607中，在L2触发1时间点，如果移动节点发送释放请求到 AR0，则在操作1608中，AR0发送此释放请求到AR1，并且如果AR1接收 该释放请求，则AR1发送先前AR1从AR0接收并且存储的复制的分组到移 动节点。

紧接着，在操作1609中，如果移动节点移动到AR1区域并且在L2触发 2时间点发送CoA请求到AR1，则在操作1610中，通过使用AR1在先前步 骤中已经产生的CoA，AR1发送CoA响应到移动节点，并且在操作1611中， AR1发送CoA请求到AR2。在操作1612中，通过使用已经产生的CoA，接 收CoA请求的AR2发送CoA响应到AR1。

然后，在操作1613中，在L2触发1时间点，如果移动节点发送释放请 求到AR1，则在操作1614中，AR1发送该请求到AR2，并且接收此释放请 求的AR2发送先前AR2从AR1接收并且存储的重复的分组到移动节点。

紧接着，在操作1615中，如果移动节点移动到AR2区域并且在L2触发 1时间点发送CoA请求到AR2，则在操作1616中，通过使用AR2已经产生 的CoA，AR2发送CoA响应到移动节点，并且接收该响应的移动节点开始能 够从AR2接收复制的分组和新的分组。

如上所述，关于本发明的方面，平滑服务可为对于将在未来成为IPv6的 主要应用的快速移动终端的实时数据传输而提供。描述的方法可被应用到快 速移动终端的所有通信中，并且其优点可在其中实时可用性更重要的用户数 据报协议(UDP)分组中更具体地显示。其是因为UDP分组不接收确认分组， 以致即使在使用隧道的分组转发处理中，较小的负载被施加到路由器上，并 且传输机制比TCP的传输机制相对地简单，以致每一路由器中的分组处理更 容易。

相关技术是被动的方法，通过其当路由器公告信号被接收或者L2触发 发生时，切换发生。与此比较，本发明实施例的方法基于快速移动终端的方 向性执行主动切换，以致本发明具有能够最准确的了解移动节点的状态的移 动节点本身能够主动地引导切换的优点。通过此方法，分组丢失率可被减小 到零，并且实时应用，例如VoIP和实时流可在移动IPv6环境下被合理地提 供。

另外，在本发明的一方面中，通过将用软件形成的代理程序安装在每一 移动节点和接入路由器中，该方法被完全地实施。更精确的服务也可通过与 GPS或速度测量系统合作来提供。

本发明可作为写在计算机可读取的记录介质上的计算机可读代码被实 现。计算机可读记录介质包括几乎所有类型的记录装置，其中数据可以计算 机可读的方式来存储。例如，计算机可读记录介质包括ROM、RAM、CD-ROM、 磁带、软盘、光学数据存储、或载波(例如，通过互联网的数据传输)。另外， 可读取的计算机记录介质可分布于网络中的彼此连接的多个计算机系统，以 便写在其上的数据可以分散的方式由计算机读取。用于实现本发明的必要的 功能程序、代码和代码段可由本发明相关的技术中的普通技术之一从现有技 术中容易地推断。

本发明的实施例为具有预定方向性的快速移动终端，例如使用高速公路 的交通工具或高速火车中的终端而设计，并且不具有任何在与传统高速切换 方法一起使用中的问题。

将移动IPv6与家庭网络一起应用到交通工具的应用被期望在未来增加， 并且应用上述的方法和设备可充分地提供由服务提供者和用户要求的服务， 例如，收听互联网无线电广播或者在高速火车上观看电影，周期地检查交通 工具的状态，并且使用互联网电话。

本申请要求于2003年12月10日在韩国知识产权局提交的2003-89362 号韩国专利申请的优先权，该申请全部公开于此以资参考。