2 CMIP/PMIP技术下用户接入
移动IP接入时,AGW可以为MS提供PMIP接入或者CMIP接入两种方式。在PMIP模式下,若MS采用DHCP proxy 的方式获得地址,则AGW代表MS发起MIP注册请求给家乡代理HA,HA为MS分配IP地址;若采用DHCP relay 的方式获得地址,则AGW再代表MS发起MIP注册请求给HA,HA确认DHCP server为MS分配的IP地址;在CMIP模式下,MS在业务流建立后,主动发起MIP的注册请求,AGW执行外地代理FA的功能与家乡代理HA交互实现MS的MIP注册,此时HA为MS获得IP地址[4]。
2.1 CMIP模式
如图2所示,在最新的WiMax stage2中定义的CMIPv4模式下终端连接建立流程如下:
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(1)接入认证阶段:用户所属的家乡AAA服务器会在接入认证消息中下发家乡代理地址、认证授权和计费相关密钥。
(2)当接入业务网络中的数据链路与终端或者终端的业务流进行绑定后,触发CMIP模式终端开始注册。
(3)当新的接入业务网络数据链路建立后,外地代理向网络内的终端广播其转交地址。
(4)终端收到外地代理广播的转交地址后,发送移动IPv4注册消息至外地代理FA,并由外地代理FA转发至家乡代理HA。
如果终端此时支持移动IPv4协议栈,则不发送DHCP请求,只发送移动IP信令去获取其家乡地址。
(5)~(6)对于既支持PMIPv4模式又支持CMIPv4模式的接入业务网络,此时外地代理需要通过一个R3_Mobility_Context消息通知网络特定的相关功能实体终端的R3移动模式为外地代理选定的R3移动模式[5]。对于仅支持CMIPv4模式的接入业务网络,此步骤可以省略。
(7)~(9)当终端归属AAA服务器收到由家乡代理发送的携带MN-HA属性的接入请求消息时,AAA服务器需应答一个通过接入消息,其中包含加密的MN-HA共享密钥。如果接入请求消息中包含了动态获取家乡代理及IP配置信息的信元,AAA服务器还需要返回家乡代理的地址以及终端相关的IP配置信息。
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(10)家乡代理转发移动IPv4注册响应消息给外地代理。
(11)移动IPv4注册响应消息被转发至终端。
至此终端注册完成。
2.2 PMIP模式
如图3所示,在最新的WiMax Stage2中定义的Proxy Mobile IPv4模式下的终端连接建立流程如下:
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(1)接入初始阶段:包括用户预附着、接入认证、附着、数据通道的建立和初始业务流的建立。此阶段完成用户的认证策略协商、用户的初始认证鉴权以及用户注册信息的协商存储。
终端所属的家乡AAA服务器会通过接入认证消息下发家乡代理地址、认证授权相关密钥、Proxy Mobile IPv4连接建立相关密钥以及DHCP服务器地址。
图3中:
(2)~(12)为IP地址分配以及移动IP注册阶段:在成功鉴权和授权以及BS与ASN之间建立数据链路之后,终端会通新建立的数据链路发送一个DHCP discover消息。在Stage 2/3中提供了两种PMIP4模式:DHCP Proxy和DHCP Relay。如果是DHCP Relay模式,则DHCP代理服务器根据终端的标识符将其DHCP discover消息转发至相应的DHCP服务器;如果是DHCP Proxy模式,则DHCP代理服务器将会直接给终端返回家乡地址及相关IP配置信息。
对于既支持PMIP4模式又支持CMIP4模式的接入业务网络,其中的DHCP代理服务器需要通过一个R3_Mobility_Context消息通知网络特定的相关功能实体(例如专门存放终端相关信息的服务器)终端的R3移动模式为DHCP代理服务器选定的R3移动模式。对于仅仅支持PMIP4模式的接入业务网络,此步骤可以省略。
当PMIP代理客户端收到终端的家乡地址后,PMIP代理客户端会向外地代理发送一个移动IPv4注册消息并且在最后的DHCP消息交互之前完成移动IPv4注册。移动IPv4注册消息包含以下信息:
①终端的家乡地址:该家乡地址可能由前面步骤所获取DHCP服务器分配,也可能在接入认证完成后由AAA服务器下发。
②转交地址:一般为外地代理的IP地址。
③安全相关信息。
在连接建立流程的最后阶段,终端最终获取了其家乡地址并且在家乡代理上进行了移动IPv4注册。
(13)~(15)为DHCP应答阶段:当移动IPv4注册完成之后,PMIP Client把 MIP注册的结果通知给DHCP relay,DHCP relay把MIP 注册的结果封装到request中发送给DHCP server。选定的DHCP server回复DHCP Ack消息。DHCP relay中继DHCP Ack消息给BS。BS发送DHCP Ack消息给MS,DHCP Ack消息才会伴随着家乡地址发送给终端。
综上所述,MS接入时,可采用以下几种方式获得IP地址:(1)AGW承担DHCP proxy,为MS分配IP地址;(2)AGW承担DHCP relay 的功能,通过DHCP server为MS获得IP地址。在MS下线后,AGW释放该MS所占用的资源,此时与MS相关的连接信息及资源已经被释放。此时若该MS再次接入时,就有可能获得与断开连接前不同的IP地址。若为AGW承担DHCP proxy为MS动态分配IP地址的情况,AGW每次为MS分配一个动态的IP地址,这样终端MS 在两次接入过程中,得到的IP地址也是不同的。这种情况对MS所进行的相关业务,会因为IP地址的改变造成业务中断。例如:①在MS瞬断的情况下,会选择重新接入,此时若分配到一个与断开连接前不同的IP地址,MS的业务也将中断;②BS错误诊断MS掉网时,BS发起MS退网通知给AGW,此时AGW删除了与MS相关的资源,MS需重新注册、重新开始数据业务。