目前，因特网已发展至在固定网络节点系统的周围部署众多外部数据通信网络的阶段。把这些数据通信网络相应地称为边缘网络，同时把边缘网络所环绕的固定网络节点系统称为核心网络。随着无线技术的出现与发展，越来越多这样的边缘网络在使用无线方案，从而形成了一种称为移动网络，或移动中的网络的特殊边缘网络(参见以下的非专利文献1)。
实质上，移动网络是一种其中整个网络不断改变其与因特网的附接点的节点网络。这通常需要在不同存取路由器(事实上，它们本身也是可移动的)之间不断改变其与因特网的附接点的移动网络中的移动路由器(其把移动网络与因特网加以桥接)。移动网络的例子包括附接于人的网络(称为个人区域网，即PAN)和部署在诸如汽车、火车、轮船或飞机的运载工具中的传感器的网络。对于诸如飞机、火车或公共汽车的大型运输系统，操作人员可能会向乘客提供允许乘客使用他们的膝上机、个人数字助手(PDA)或移动电话与远程主机相连的持久性乘坐时的因特网访问。通常，这样的移动网络中的个体节点连接到一中心设备(即移动路由器)，而且当网络移动时不改变它们的附接。取而代之，当网络整体移动时，移动路由器改变其附接点。
实质上，移动中的网络之问题在于，向整体移动的网络中的节点提供连续的因特网连接性。移动的网络中的节点可能不知道网络在改变其与因特网的附接点。这不同于因特网协议第4版(IPv4)(参见以下的非专利文献3)中的Mobile IPv4(参见以下的非专利文献2)和因特网协议第6版(Ipv6)(参见以下的非专利文献5)中的Mobile IPv6(参见以下的非专利文献4)所涉及的传统的移动性支持问题。在非专利文献2和4中，主要目的是向个体主机，而不是向整个网络提供移动性支持。
在Mobile IP中，每个移动节点具有持久性家乡域(home domain)。当把移动网络附接于其家乡网络时，其被赋予了称为家乡地址的主全局地址。当移动网络离开时，即当将其附接于其它外地(foreign)网络时，通常向其赋予称为转交地址(care-of-address)的临时全局地址。移动性支持的概念是，甚至是当把移动节点附接于其它外地网络时，也可以根据家乡地址到达移动节点。非专利文献2和4中通过引入了称为家乡代理的家乡网络处的实体而实现了这一点。移动节点使用称为绑定更新(Bingding Update)的消息，向家乡代理登记它们的转交地址。家乡代理负责拦截对移动节点的家乡地址进行寻址的消息，并且使用IP-in-IP(IP中IP)隧道(Tunnelling)(参见以下的非专利文献6和7)将分组转发到移动节点的转交地址。IP-in-IP隧道涉及把一个原始IP分组封装于另一个IP分组中。有时，把原始分组称为内部分组，把封装内部分组的新分组称为外部分组。
由于把针对个体主机的移动性支持的概念扩展至针对节点网络的移动性支持，所以移动中网络方案的目的是提供这样一种机制：其中，可以根据移动网络中的节点的主全局地址到达该节点，而无论把移动网络附接于因特网上的何处。存在一些解决移动中的网络的问题的尝试，它们全都是基于Mobile(移动)IP的(参见非专利文献3和4)。
以下的专利文献1中给出了用于移动中的网络的一种提议方案。此处，当控制移动网络的移动路由器处于其家乡域中时，其使用某些路由协议执行对至移动网络和来自移动网络的分组的路由。当移动路由器及其移动网络移动至一个外地域时，移动路由器向其家乡代理登记其转交地址。然后，在移动路由器和家乡代理之间建立IP-in-IP隧道。也在IP-in-IP隧道上执行当移动路由器处于其家乡域时所使用的路由协议。这意味着家乡代理将拦截去往移动网络的每一分组，并且通过IP-in-IP隧道将它们转发到移动路由器。移动路由器然后把分组转发到其移动网络中的主机。当其移动网络中的一个节点希望把分组发送于网络之外时，移动路由器拦截该分组，并且将通过IP-in-IP隧道把该分组转发到家乡代理。家乡代理然后把该分组发出至意欲的接收方。
以下的专利文献2中所公开的另一种方案除了其特别陈述对IPv6(参见非专利文献5)的支持之外大体上相似。
已知各种无线技术(即蓝牙、IEEE 802.11a/b/g、超宽带、红外、通用分组射频服务)，不难想像这样一种情况：其中，存在着嵌套的移动网络，即一个移动网络处于另一个移动网络之中。使用专利文献1中所建议的方案，这引发了称为往复路由(ping-pong routing)或嵌套的隧道的问题。嵌套的隧道是这样一种情况：其中，一个移动路由器与其家乡代理所建立的隧道被封装在另一个移动路由器与其家乡代理所建立的另一个隧道中。隧道的嵌套将导致分组经过的时间的增加，因为分组在抵达其最终目的地之前，需要访问一个以上的家乡代理。另外，多个封装也增大了分组的大小，从而导致了不必要的断片化(fragmentation)。
为了解决这一问题，以下的非专利文献8中所建议的另一种方案涉及对反路由头标(Reverse Routing Header)的使用，以便避免当移动网络嵌套(即一个移动网络把其自己附接于另一个移动网络)时具有太多的封装层。此处，最低层移动网络在到其家乡代理的其隧道分组中建立一个反路由头标。当高层移动路由器在其途中拦截到这一分组时，该更高层移动路由器并不把这一分组封装于另一个IP-in-IP隧道。取而代之，该高层移动路由器把该分组中的源地址拷贝至反路由头标中，并且将其自己的转交地址置为源地址。在这一方式下，当第一移动路由器的家乡代理接收到这一分组时，其可以确定处于第一移动路由器和其本身之间的路径中的移动路由器链。接下来，当该家乡代理希望针对第一移动路由器转发另一个所拦截的分组时，它可以包括一个扩展的2型路由头标，以便可以经由其它高层移动路由器把该分组直接发送至第一移动路由器。
安全是非专利文献8中的反路由头标方案的一个主要问题。以下的非专利文献9针对嵌套的隧道优化问题，建议了一种相对安全的方案。这一方案，称为访问路由器选项(Access Router Option，ARO)方案，在Mobile IPv6中所规定的移动性头标中定义了一个新的选项。该新选项，称为访问路由器选项，被发送方(即移动路由器或移动主机)使用，以把发送方所附接到的访问路由器的主全局地址通知接收方(例如家乡代理或对方节点)。发送了具有访问路由器选项的绑定更新消息之后，接下来，移动节点可以把一个称为“直接转发请求(direct-forwarding-request)”信号的特殊信号插入到其发出的数据分组。这一信号将导致上游移动访问路由器把其自己的绑定更新发送于目的地地址。重复这一过程，直至抵达最顶层移动访问路由器。通过所有上游移动访问路由器向目的地发送绑定更新，该目的地可以建造移动节点所附接的移动访问路由器的链。这可用于构造扩展的2型路由头标，因此，当目的地节点希望向移动节点发回一个分组时，它可以向该分组嵌入路由头标，该分组将经由移动访问路由器链而被直接路由到移动节点。
[非专利文献1]Devarapalli，V.等人，“NEMO Basic SupportProtocol”，IETF Internet Draft：draft-ietf-nemo-basic-02.txt，2003年12月。
[非专利文献2]Perkins，C.E.等人，“IP Mobility Support”，IETFRCF 2002，1996年10月。
[非专利文献3]DARPA“Internet Protocol”，IETF RFC 791，1981年9月。
[非专利文献4]Johnson，D.B.、Perkins，C.E.以及Arkko，J.，“Mobility Support in IPv6”，Internet Draft：draft-ietf-mobileip-ipv6-18.txt，Work In Progress，2002年6月。
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[专利文献1]Leung，K.K.，“Mobile IP Mobile Router”，美国专利6,636,498，2003年10月。
[专利文献2]Markki，O.E.等人，“Mobile Router Support for IPv6”，美国专利申请US20030117965A1，2002年3月。
发送方获知其访问路由器的主全局地址的方式是通过访问路由器所广播的广告消息。非专利文献10中规定了路由器广告。在非专利文献9中，支持这一方案的访问路由器必须主动地在其发出至其入口(ingress)的路由器广告中广播其出口(egress interface)的其主全局地址。以下，把含有主全局地址的路由器广告中的信息称为“访问路由器地址信息(Access-Router-Address-Information)”或简称为“ARA-Info”。这样一来，附接到访问路由器的入口的移动节点将获知访问路由器的主全局地址，并且发现访问路由器支持ARO方案。
当存在位于内侧移动节点和外侧移动路由器之间的介入局部路由器时，这一设置存在问题。图1中对此进行了说明。在图1中，移动节点1000-1附接于局部固定路由器1100-1。局部固定路由器1100-1持久性地连接到移动访问路由器1200-1。通常在诸如火车或轮船的大型交通载体中可以看到这种部署模式，其中，移动访问路由器用于提供火车/轮船对全局因特网的访问。把连接到移动访问路由器的局部固定路由器部署在火车/轮船的每个车厢/船舱中，以向每一车厢/船舱提供无线连接。作为移动主机的膝上机(或无线PAN中的PDA，作为针对无线PAN的移动路由器)，可以附接于这些局部固定路由器之一。
这样的一种部署模式，形成了局部固定路由器驻留在移动节点和移动访问路由器之间的状况。由于局部固定路由器1100-1持久性地连接到移动访问路由器1200-1，所以其不需要拥有或理解移动性协议。其简单地对去往和来自移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1的分组进行路由。因此，局部固定路由器将不使用与移动性相关的协议，这意味着局部固定路由器1100-1所发送的路由器广告将不包含其自己的主全局地址。
网络部署的这一配置，将导致ARO方案的失败，因为局部固定路由器1100-1所广播的路由器广告将不包含任何ARA-Info。另外，即使移动访问路由器1200-1所发送的路由器广告将把其自己主全局地址包含于ARA-Info中，移动节点1000-1也将不能接收到这样的广告。这是因为仅可在一跳(hop)内发送路由器广告，而且按IPv6协议操作的所有路由器都不转发路由器广告。
一种显而易见的方案是，使得所有部署在移动网络中的局部固定路由器支持AR0方案。然而，这样做具有其缺陷。首先，这意味着失去了与传统的路由器的兼容性。其次，通过在不改变其附接点的路由器上支持整套AR0方案(这是一种移动性协议)，不必要地增大了系统的复杂度。这转化为更高的开发成本和更高的维护成本。

本发明通过在每一包含的实施例中规定4种不同的方法，增强了ARO方案。第一种方法是移动节点1000-1在其发出的绑定更新消息中嵌入特殊标记。移动访问路由器1200-1将扫描这样的信号，从而知道发送方正试图发现移动访问路由器。移动访问路由器1200-1然后把其主全局地址告诉发送方。
第二种方法是移动访问路由器1200-1彻底扫描所有进入的分组，以寻找移动节点1000-1所发送的绑定更新消息。因为移动节点1000-1正在使用ARO方案，所以在绑定更新消息中设置了特殊比特。移动访问路由器1200-1将知道，发送方支持ARO方案，但不知道其访问路由器的主全局地址。移动访问路由器1200-1然后把其主全局地址告诉发送方。
第三种方法是，移动节点1000-1把特殊分组发送于其上游中的所有路由器。当接收到这一分组时，支持ARO方案的路由器将答复以它们的主全局地址。
最后一种方法是，部署局部固定路由器1100-1，以便其将具有其所连接到的移动访问路由器的主全局地址的ARA-info嵌入到局部固定路由器1100-1自身发送的路由器广告消息中。
本发明使得，即使局部固定路由器驻留在形成移动网络的移动访问路由器和连接于这一移动网络的移动节点之间，也能够向移动节点和移动网络提供全局连接性。
附图说明
图1描述了共同适用于本发明的第一-第四实施例的系统体系结构的实例；
图2是一个流程图，描述了本发明的第一实施例中移动节点发送绑定更新消息时所使用的算法；
图3是一个流程图，描述了本发明的第一实施例中移动访问路由器处理从入口所接收的进入分组的方法；
图4是一个流程图，描述了本发明的第二实施例中移动节点发送绑定更新消息时所使用的算法；
图5是一个流程图，描述了本发明的第二实施例中用于移动访问路由器处理从入口所接收的进入分组的方法；
图6是一个流程图，描述了本发明的第三实施例中移动节点发送绑定更新消息时所使用的算法；
图7是一个流程图，描述了本发明的第三实施例中用于移动访问路由器处理从入口所接收的进入分组的方法；
图8是一个流程图，描述了本发明的第四实施例中用于移动节点处理从出口所接收的进入分组的方法；
图9是一个流程图，描述了本发明的第四实施例中局部固定节点从其入口发送路由器广告消息时所使用的算法。

本说明书中公开了一种用于向包含传统路由器的漫游网络提供全局连接性的系统、及其相关的装置与方法。为了有助于理解所公开的这一发明，使用了以下的定义：
(i)“分组”为可以在数据网络上传送的任何可能格式的数据的自含(self-contained)单元。一个“分组”通常由两个部分组成：“头标”和“有效载荷”部分。“有效载荷”部分包含要传送的数据，而“头标”部分包含辅助分组的传送的信息。“头标”必须具有分别标识“分组”的发送方和接收方的源地址和目的地地址。
(ii)“分组隧道”涉及封装在另一个分组中的自含分组。“分组隧道”的动作也被称为分组的“封装”。把被封装的分组称为“入隧的分组(tunneledpacket)”或“内部分组”。把封装“内部分组”的分组和称为“隧道分组”或“外部分组”。此处，整个“内部分组”形成“外部分组”的有效载荷部分。
(iii)“移动节点”是一种不断改变其附接于全局数据通信网络的附接点的网络元素。其可用于表示最终用户终端，或用作可以改变其附接于全局数据通信网络的附接点的网关、路由器或智能网络集线器的中间网络元素。把作为最终用户终端的“移动节点”更具体地称为“移动主机”，而把用作网关、路由器或智能网络集线器的中间网络元素更具体地称为“移动路由器”。
(iv)网络元素的“默认路由器”指的是驻留在该网络元素的同一链路上的一个路由器，其中把具有下述目的地的源于该网络元素的所有分组转发到该路由器，所述网络元素不具有其它的该网络元素已知路由来到达该目的地。
(v)移动节点的“访问路由器”指的是一个移动节点与其相关联的，用于附接于数据通信网络的路由器。通常，其为移动节点的默认路由器。移动节点的访问路由器本身可以是移动的，这样的访问路由器称为“移动访问路由器”。
(vi)“家乡地址”是赋予给移动节点的主全局地址，可使用其来抵达移动节点，而不管当前移动节点被附接于全局数据通信网络上何处。在本说明书中，“HoA”为“家乡地址”的缩写。
(vii)把下述附接到全局数据通信网络的移动节点称为“在家乡”，该移动节点的家乡地址与附接点附近区域所使用的地址是拓扑上相容。把由单一管理机制所控制的这一附接点的附近区域称为移动节点的“家乡域”。
(viii)把下述附接到全局数据通信网络的节点称为“离开”，该移动节点的家乡地址与附接点附近区域所使用的地址是拓扑上不相容，把所述附接点的附近区域称为“外地域”。
(ix)“转交地址”是赋予给离开的移动节点的临时全局地址，使得所赋予的“转交地址”与所述移动节点附接于全局数据通信网络的附接点附近区域中所使用的地址拓扑上相容。在本说明书中，“CoA”为“转交地址”的缩写。
(x)“家乡代理”是一种网络实体，该网络实体驻留在移动节点的家乡域，当该移动节点离开时，执行该移动节点的转交地址的登记服务，并且把对该移动节点的家乡地址进行寻址的分组转发于该移动节点的转交地址。注意，家乡代理也是一个路由器。
(xi)“绑定更新”是从移动节点向其家乡代理发送的消息，该消息把发送方的当前转交地址通知接收方。这在接收方处形成了转交地址和家乡址之间的“绑定(binding)”。在本说明书中，“BU”为“绑定更新”的缩写。
在以下的描述中，为了便于解释，给出了具体的数字、时间、结构以及其它参数，以提供对本发明的全面了解。然而，对本领域中的任何技术人员将会很清楚，可以在不使用这些具体细节的情况下，实践本发明。
<第一实施例>
本发明的第一实施例描述了这样一种情况：当一个移动节点发出绑定更新消息时，使用一个嵌入在分组头标中的特殊标记。在检测到这样一个特殊标记时，上游移动访问路由器将把其HoA通知移动节点。
图1说明了其中可以部署本发明的移动节点与全局数据通信网络的系统。把移动节点1000-1附接于局部固定路由器1100-1。把局部固定路由器1100-1本身附接于移动访问路由器1200-1。注意，为了简单起见，仅描述了附接于移动访问路由器1200-1的一个局部固定路由器1100-1，并且仅描述了附接于局部固定路由器1100-1的一个移动节点1000-1。在实际的部署中，可能存在附接于移动访问路由器1200-1的任意数目的局部固定路由器1100-1，以及附接于这些局部固定路由器1100-1任何之一的任意数目的移动节点1000-1。对本领域中的任何技术人员应很清楚，本发明也将适合于这样的情况。
而且，关于移动节点1000-1是移动主机还是移动路由器，并未给出任何规定。事实上，其本身也可以为移动访问路由器1200-1。对术语“移动节点”的特意使用，旨在不失一般性。术语“移动节点”既代表移动主机，也代表移动路由器。本领域中的任何技术人员也应清楚，本发明既适合于移动节点1000-1为移动主机时的情况，也适合于移动节点1000-1为移动(访问)路由器时的情况。
另外，尽管在移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1之间的路径中示出了一个局部固定路由器1100-1，但实际上可能存在串行连接在移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1之间的多个这样的局部固定路由器1100-1。本领域中的任何技术人员应意识到，本发明同样适用于使用移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1之间有一或多个局部固定路由器1100-1的情况。
把移动访问路由器1200-1附接于全局数据通信网络1600-1。这一网络1600-1可以为任何分组交换网络，或者实际上是因特网本身。附接于全局数据通信网络1600-1的是家乡代理1400-1和1400-2，它们分别用作移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1的家乡代理。持久性地附接于移动访问路由器1200-1的局部固定路由器1100-1，不具有移动性协议，从而不需要家乡代理。对方节点1500-1为具有与移动节点1000-1的正在进行的业务会话的全局数据通信网络1600-1上的任何节点(或者在其中移动节点1000-1为移动访问路由器的情况下，为在移动节点1000-1之后的任何移动节点)。
当移动节点1000-1首次启动时，其从局部固定路由器1100-1接收路由器广告消息。然后，移动节点1000-1根据路由器广告中所承载的前缀信息，配置其自身的CoA。接下来，移动节点1000-1需要通过向家乡代理1400-1和对方节点1500-1发送BU消息而将要被绑定到其HoA的新CoA通知它们。由于局部固定路由器1100-1所发送的路由器广告不包含任何ARA-Info，所以移动节点1000-1在其发出的BU消息中不能包括任何访问路由器选项。取而代之，移动节点1000-1把一个特殊标记嵌入BU消息的分组头标中，以指示后继的上游移动访问路由器应答复以它们的HoA。为了易于解释，以下把这样的标记称为“访问路由器地址请求(Access-Router-Address-Request)”信号，或缩写为“ARA-Req”。ARA-Req可以呈特定比特或比特流的形式。例如，在IPv6中，存在着一称为路由器警告选项的逐跳(hop-by-hop)选项(参见非专利文献11)。该特殊标记可以采取路由器警告选项中的特定值的形式。
局部固定路由器1100-1接收分组，并且在确认分组为有效之后，其把分组上游转发于移动访问路由器1200-1。移动访问路由器1200-1将针对任何嵌入的信号例如ARA-Req，检查来自其一或多个入口的进入分组。当检测到ARA-Req时，除了对进入分组的正常处理外，移动访问路由器1200-1还需要采取特定的动作。首先，移动访问路由器1200-1将必须构造一个新的分组，以把其HoA通知移动节点1000-1(如具有ARA-Req信号的进入分组的源地址字段中指定的)。以下把这一分组称为“访问路由器地址答复(Access-Router-Address-Response)”信号，或缩写为“ARA-Res”。其次，移动访问路由器1200-1将必须去除或重新标记具有ARA-Req信号的进入分组，以便后继的上游路由器将不对ARA-Req进行答复。在这一方式下，下述情况是可能的，仅检测到分组中的ARA-Req信号的第一移动访问路由器1200-1将把ARA-Res发送于移动节点1000-1。下述情况也是可能的，当移动访问路由器1200-1上游转发具有ARA-Req信号的进入分组时，如果另一个移动访问路由器1200-1驻留在进一步的上游处，则这一上游移动访问路由器1200-1也将把ARA-Res发送于移动节点1000-1。
移动访问路由器1200-1发送于移动节点1000-1的ARA-Res分组将需要载有下列信息：(1)关于本分组是对ARA-Req的答复的指示，以及(2)指定移动访问路由器1200-1的HoA的值。可选地，ARA-Res分组也可以载有原始分组(具有ARA-Req的分组)的一部分，以便移动节点1000-1可以验证这是有效的答复。
为了去除ARA-Req，确切的方法取决于ARA-Req是如何实现的。如果ARA-Req为分组头标中的比特，则移动访问路由器1200-1可以简单地清除该比特以去除ARA-Req。如果把ARA-Req作为路由器警告选项中的值加以实现，则移动访问路由器1200-1可以简单地丢弃路由器警告选项以去除ARA-Req，或把该值改变成某一其它值，以便后继的路由器将简单地忽视路由器警告选项。
当接收到含有移动访问路由器1200-1的HoA的ARA-Res分组时，则移动节点1000-1然后可以前进来向其家乡代理1400-1和/或对方节点1500-1发送具有含有移动访问路由器1200-1的HoA的访问路由器选项的新BU消息。此时，移动节点1000-1不应该插入ARA-Req，而应该遵循ARO方案所规定的行为。
概括地讲，当发出BU消息时，移动节点1000-1将遵循图2中所描述的算法。在步骤S11000中，移动节点1000-1检查其是否知道其访问路由器的HoA。如果其知道(或者通过从路由器广告消息中抽取的ARA-Info，或通过先前所接收的ARA-Res消息)，则移动节点1000-1将把值等于访问路由器的HoA的访问路由器选项插入BU，如步骤S11100中所示。如果其不知道，则移动节点1000-1把ARA-Req信号插入BU消息的分组头标中，如步骤S11200中所示。
对于移动访问路由器1200-1，本发明要求对其处理来自其入口的进入分组的方式略加修改。图3中说明了这一修改。首先，在步骤S12000中，移动访问路由器1200-1检查分组中是否存在ARA-Req信号。如果没有发现这样的信号，则移动访问路由器1200-1转向步骤S12300，其中其遵循正常的进入分组处理。如果分组包含ARA-Req，则其将在转向步骤S12300之前，转向步骤12100和步骤S12200。在步骤12100中，移动访问路由器1200-1把一个包含其HoA的ARA-Res分组发送到进入分组中所指定的源地址。在步骤S12200中，其从进入分组中去除ARA-Req消息，并且在步骤S12300中，其执行正常的进入分组的处理。
注意，当存储移动访问路由器1200-1的HoA时，移动节点1000-1应该把这一HoA与其当前默认路由器(即局部固定路由器1100-1)的信息一起加以存储。这样做以便当移动节点1000-1移至一个新的位置时，其默认路由器的变化将导致其也清除所存储的移动访问路由器1200-1的HoA。
因此，使用本发明的第一实施例，甚至是在移动节点和移动访问路由器之间存在其它路由器的情况下，移动节点也具有获知上游移动访问路由器的HoA的机制。这允许移动节点把访问路由器选项嵌入绑定更新消息，从而允许ARO方案正常运作。
<第二实施例>
本发明的第二实施例描述了这样一种情况：移动访问路由器1200-1彻底扫描所有通过其一或多个入口的进入分组，以寻找移动节点1000-1所发送的绑定更新消息。由于移动节点1000-1正在使用ARO方案，所以在绑定更新消息中设置了特定比特。移动访问路由器1200-1将知道发送方支持ARO方案但不知道其访问路由器的HoA。于是，移动访问路由器1200-1把其HoA告诉发送方。
对于这一第二实施例，再次使用了图1中的部署模式。当移动节点1000-1首次启动时，其从局部固定路由器1100-1接收路由器广告消息。移动节点1000-1然后根据路由器广告中所载有的前缀信息配置其自身的CoA。接下来，移动节点1000-1需要通过向家乡代理1400-1和对方节点1500-1发送BU消息而将要被绑定到其HoA的新CoA通知它们。由于局部固定路由器1100-1所发送的路由器广告不含有任何ARA-Info，所以移动节点1000-1在其发出的BU消息中不能包括任何访问路由器选项。
移动节点1000-1可以可选择地使用访问路由器选项中预先指定的值(例如全0或1地址)以指示：尽管其正在使用ARO方案，但是其不知道(尚不知道)其访问路由器的HoA。有时这可能是不必要的，因为ARO方案可以要求移动节点1000-1在BU消息中设置特定比特以表示其正在使用ARO方案。据此，访问路由器选项的不存在足以指明移动节点1000-1不知道其访问路由器的HoA。
局部固定路由器1100-1接收分组，在确认分组有效之后，接下来，把分组上游转发于移动访问路由器1200-1。移动访问路由器1200-1将检查其一或多个入口中的进入分组关于是否这些分组中任一个是BU消息。当检测到BU消息时，除了进入分组的正常处理之外，移动访问路由器1200-1将需要进一步检查BU是否指示发送方正在使用ARO方案。
移动访问路由器1200-1发送于移动节点1000-1的ARA-Res分组将需要载有下列信息：(1)关于本分组是通知移动访问路由器1200-1的HoA的消息的指示，以及(2)指定移动访问路由器1200-1的HoA的值。可选地，ARA-Res分组也可以载有原始分组的(具有BU消息的分组)的一部分，以便移动节点1000-1可以验证这是有效答复。
当接收到含有移动访问路由器1200-1的HoA的ARA-Res分组时，则移动节点1000-1可以然后可以前进来向其家乡代理1400-1和/或对方节点1500-1发送具有含有移动访问路由器1200-1的HoA的访问路由器选项的新BU消息。此时，移动节点1000-1应采取ARO方案所规定的行为。
概括地讲，当发出BU消息时，移动节点1000-1将采用图4中所描述的算法。在步骤S21000中，移动节点1000-1检查其是否知道其访问路由器的HoA。如果其知道(或者通过从路由器广告消息抽取的ARA-Info，或者通过先前所接收的ARA-Res消息)，则移动节点1000-1将把值等于访问路由器的HoA的访问路由器选项插入BU，如步骤S21100中所示。如果其不知道，则移动节点1000-1将发送BU消息，以便任何检查该BU消息的节点均将认识到：移动节点1000-1正在使用ARO方案，但不知道其访问路由器的HoA，如步骤S 21200所指示的。换句话说，在步骤S21200中，移动节点1000-1发送具有指示ARO方案的使用的信息，但不具有访问路由器选项的BU。
对于移动访问路由器1200-1，本发明要求对其处理来自其入口的进入分组的方式略加修改。图5中说明了这一修改。首先，在步骤S22000中，移动访问路由器1200-1检查进入分组是否为BU消息。如果其不是，则执行正常的分组处理，如在步骤S22300中所示。如果进入分组是BU消息，则在步骤S22100中，移动访问路由器1200-1进一步检查BU消息是否指出发送方正试图使用ARO方案，但不知道其访问路由器的HoA。这可以从缺少访问路由器选项以及具有指示对ARO方案的使用的比特，或者从包含特殊标记的地址(例如全0地址，或全1地址)的访问路由器选项推导出来。
如果其不能够推导BU消息的发送方正试图使用ARO方案，但不知道其访问路由器的HoA，则移动访问路由器1200-1转向步骤S22300，在步骤S22300中，其遵循原始ARO方案中所规定的正常的进入分组处理。如果其能够推导BU消息的发送方正试图使用ARO方案，但不知道其访问路由器的HoA，则移动访问路由器1200-1转向步骤S22200，在步骤S22200中，在执行S22300中所示的正常的进入分组处理之前，其向进入分组中所指定的源地址发送包含其HoA的ARA-Res分组。
如在第一实施例中那样，当存储移动访问路由器1200-1的HoA时，移动节点1000-1应该将移动访问路由器1200-1的HoA随其当前默认路由器(即局部固定路由器1100-1)的信息一起加以存储。这样做以便当移动访问路由器1200-1移至一个新位置时，其默认路由器的变化将导致其也清除所存储的移动访问路由器1200-1的HoA。
因此，使用本发明的第二实施例，甚至是在移动节点和移动访问路由器之间存在其它路由器的情况下，移动节点也具有获知上游移动访问路由器的HoA的机制。这允许移动节点把访问路由器选项嵌入绑定更新消息，从而允许ARO方案正常运作。
<第三实施例>
本发明的第三实施例描述了这样一种情况：移动节点向其上游中的所有路由器发送特殊分组。当接收到这一分组时，支持ARO方案的路由器将回复以它们的家乡地址。
对于这一第三实施例，再次使用了图1中的部署模式。当移动节点1000-1首次启动时，其从局部固定路由器1100-1接收路由器广告消息。移动节点1000-1然后根据路由器广告中所载有的前缀信息配置其自身的CoA。接下来，移动节点1000-1需要通过向家乡代理1400-1和对方节点1500-1发送BU消息而将要被绑定到其HoA的新CoA通知它们。由于局部固定路由器1100-1所发送的路由器广告不含有任何ARA-Info，所以移动节点1000-1在其发出的BU消息中不能包括任何访问路由器选项。
当发生这种情况时，移动节点1000-1延迟BU消息的发送，取而代之，向所有上游路由器发送出特殊分组以请求知道它们的HoA。这一特殊分组可以呈因特网控制消息协议(ICMP)的形式，其中一特定类型指示其是访问路由器的地址请求。或者，其也可以为正常的路由器恳求消息(参见非专利文献10)，其中一特殊选项指示接收方应该把它们的家乡地址包含在路由器广告答复中。为了便于解释，我们把这一分组称为访问路由器地址探测(AccessRouter Address Probe)消息，或简称为ARA-Probe。
由于移动节点1000-1不知道上游移动访问路由器1200-1的存在，所以它将必须在ARA-Probe的目的地字段中使用广播或多播(multicast)地址。IPv6定义了一种涉及所有路由器的“所有路由器多播地址”。移动节点1000-1可以把该地址用作目的地地址。或者，也可以定义一种特殊的多播地址，以致其仅涉及上游路由器。以下，把这一多播地址称为上游路由器多播地址。这意味着所有路由器将默然忽视从它们的出口所接收的寻址到上游路由器多播地址的任何分组，并且将把从入口所接收的寻址到上游路由器多播地址的分组转发到出口。
为了限制多播地址的泛流(flooding)量，IPv6具有跳限制字段，用于限制可转发一个分组的次数。移动节点1000-1可以使用小的跳限制值(例如2或3)以减小泛流。
局部固定路由器1100-1将接收ARA-Probe。其将很可能不理解这一分组，但将继续向上游转发这一分组(即转发到移动访问路由器1200-1)。一旦移动访问路由器1200-1接收到这一分组，它将把ARA-Res发送于这一ARA-Probe的发送方(即移动节点1000-1)，如本发明的第一实施例中所描述的。
移动访问路由器1200-1向移动节点1000-1发送的ARA-Res分组将需要载有下列信息：(1)关于本分组是对ARA-Pfobe的答复的指示，以及(2)指示移动访问路由器1200-1的HoA的值。可选地，ARA-Res分组也可以载有原始分组的(具有BU消息的分组)的一部分，以便移动节点1000-1可以验证这是有效答复。由于移动访问路由器1200-1已经答复以ARA-Res，所以如果移动访问路由器1200-1不应继续向上游转发ARA-Probe，则其可以前进来丢弃具有ARA-Probe的分组，或者删除ARA-Probe消息或使ARA-Probe消息无效，然后执行与针对正常分组的处理相同的处理。
在移动节点1000-1已接收到ARA-Res之后，其可以发出其填写了访问路由器选项的BU消息。移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1的其余的操作将遵循原始ARO方案中规定的操作。注意，移动节点1000-1使用广播方法接收一个以上的ARA-Res是可能的。在这一情况下，移动节点1000-1应该使用其最初接收的ARA-Res，因为答复回来最快的答复方被视为最近的。
概括言之，当发出BU消息时，移动节点1000-1将采用图6中所描述的算法。在步骤S31000中，移动节点1000-1检查其是否知道其访问路由器的HoA。如果移动节点1000-1知道这一HoA(或者通过从路由器广告消息抽取的ARA-Info，或者通过先前所接收的ARA-Res消息)，则移动节点1000-1将把值等于访问路由器的HoA的访问路由器选项插入BU，如步骤S31100中所示。如果移动节点1000-1不知道这一HoA，则移动节点1000-1将转向步骤S31200，在步骤S31200中，其发出ARA-Probe。然后移动节点1000-1进入等待状态，如步骤S31300中所示，在步骤S31300中，其等待接收有效的ARA-Res，或者等待超时(timeout)。当接收到有效的ARA-Res时，移动节点1000-1将转向步骤S31100，在步骤31100中，其发送插入了访问路由器选项的BU，其中，把访问路由器的HoA的值设置为等于从ARA-Res所抽取的HoA的值。当其为超时时，移动节点1000-1假设其上游中不存在移动访问路由器1200-1，并且前进来发送不具任何访问路由器选项的BU，如步骤S31400中所示。
对于移动访问路由器1200-1，本发明要求对其处理来自其入口的进入分组的方式略加修改。图7中说明了这一修改。首先，在步骤S32000中，移动访问路由器1200-1检查进入分组是否为ARA-Probe。如果分组不是ARA-Probe，则移动访问路由器1200-1转向步骤S32100，在步骤S32100中，其遵循正常的进入分组处理。如果分组是ARA-Probe，则移动访问路由器1200-1将转向步骤S32200，在步骤S32200中，其向进入分组中所指定的源地址发送包含其HoA的ARA-Res分组。
如在以上所提到的第一实施例中那样，当存储移动访问路由器1200-1的HoA时，移动节点1000-1应该将移动访问路由器1200-1的HoA随其当前默认路由器(即局部固定路由器1100-1)的信息一起加以存储。这样做以便当移动节点1000-1移至一个新位置时，其默认路由器的变化将导致其也清除所存储的移动访问路由器1200-1的HoA。
如以上所提到的，使用本发明的第三实施例，甚至是在移动节点和移动访问路由器之间存在其它路由器的情况下，移动节点也具有获知上游移动访问路由器的HoA的机制。这允许移动节点把访问路由器选项嵌入绑定更新消息，从而允许ARO方案正常运作。
<第四实施例>
本发明的第四实施例描述了这样一种情况：局部固定路由器被配置以便其将能够把其所连接到的移动访问路由器的主全局地址嵌入到局部固定路由器本身发送的路由器广告消息中。
对于第四实施例，再次使用了图1中的部署模式。此处，局部固定路由器1100-1被配置来针对其默认路由器(即移动访问路由器1200-1)所发送的路由器广告监听其出口。
一旦检测到路由器广告包含ARA-Info，局部固定路由器1100-1将存储从ARA-Info所抽取的地址。接下来，当局部固定路由器1100-1把其自己的路由器广告发出至其一或多个入口时，其将把包含其默认路由器的这一HoA的ARA-Info插入路由器广告中。因此，对于移动节点1000-1，将看起来仿佛局部固定路由器1100-1是支持ARO方案的移动访问路由器；而实际上，局部固定路由器1100-1不需要了解ARO方案的主要部分。取而代之，其只需要知道如何从它已从移动访问路由器1200-1那里接收的路由器广告中抽取移动访问路由器1200-1的HoA，然后把移动访问路由器1200-1的HoA插入局部固定路由器1100-1自身发送的路由器广告中。
当存储移动访问路由器1200-1的HoA时，局部固定路由器1100-1应该把这一HoA随其当前的默认路由器(即移动访问路由器1200-1)的信息一起加以存储。这样做以便当移动节点1000-1移至一个新位置时，其默认路由器的变化将导致其也清除所存储的移动访问路由器1200-1的HoA。
因此，在本发明的第四实施例中，对于原始ARO方案的唯一修改是局部固定路由器1100-1。移动节点1000-1和移动访问路由器1200-1均遵循原始ARO方案中所规定的过程。图8描述了对来自局部固定路由器1100-1的出口的进入分组的正常处理的修改。在步骤S41000中，局部固定路由器1100-1首先检查来自出口的进入分组是否为路由器广告。如果进入分组不是路由器广告，则执行步骤S41100，在步骤S41100中，将执行分组的正常处理(针对所有一般IP路由器的可能处理)。如果进入分组是路由器广告，则将执行对路由器广告的正常处理，如步骤S41200中所示。这一过程可以导致局部固定路由器1100-1改变其所配置的默认路由器。
在这一处理(步骤S41200的处理)之后，检查路由器广告，以查看其是否来自局部固定路由器1100-1的默认路由器，如步骤S41300中所示。如果其不是来自默认路由器，则不要求进一步的处理。如果其来自默认路由器，则接下来在步骤S41400中检查路由器广告，查看其是否包含ARA-Info。如果路由器广告不包含ARA-Info，则清除存储默认路由器的HoA的内部变量。如果路由器广告包含ARA-Info(默认路由器的HoA)，则在步骤S41600中把这一地址存储在以上提到的内部变量中。
以下所描述的对局部固定路由器1100-1行为的修改，是在把路由器广告发出至其入口时进行的。图9描述了这一修改。在步骤S42000中，局部固定路由器1100-1首先检查其是否拥有(知道)其默认路由器(即移动访问路由器1200-1)的先前所存储的HoA。如果不具有这一HoA，则将执行步骤S42100，在步骤S42100中，局部固定路由器1100-1将发出不具ARA-Info的路由器广告。另一方面，如果其拥有其默认路由器的先前所存储的HoA，则局部固定路由器1100-1将把ARA-Info插入包含默认路由器的HoA的路由器广告中，如步骤S42200中所示。
如以上所述，使用本发明的第四实施例，甚至是在移动节点和移动访问路由器之间存在其它路由器的情况下，移动节点也具有获知上游移动访问路由器的HoA的机制。这允许移动节点把访问路由器选项嵌入绑定更新消息，从而允许ARO方案正常运作。
产业上的可应用性
本发明能够甚至是在局部固定路由器驻留在形成移动网络的移动访问路由器和连接于这一移动网络的移动节点之间的情况下也向移动节点和移动网络提供全局连接性。因此，本发明可适用于提供全局连接性的通信网络技术，特别是使用IP的通信技术。