[发明专利]一种实现零代理IP快速漫游的系统及方法

说明书

本发明一种实现零代理IP快速漫游的系统及方法，该系统包括：DHCP处理单元，用于接收移动终端发送的DHCP请求，并进行DHCP ACK响应；ARP处理单元，用于接收移动终端的ARP请求；DNS处理单元，用于接收和分析移动终端发送的DNS请求；静态路由管理单元，用于根据漫游接入的终端动态添加相应的静态路由项，并定期的进行清理不再使用的过期静态路由项。本发明能够有效解决由于漫游切换时延造成数据服务中断，数据分组丢失，能够缩短移动终端漫游过程中由于重新获取IP地址所产生的网络切换时延，简化了子网间的代理配置。

技术领域

本发明涉及无线通信和移动互联网领域，特别涉及一种移动终端在无线通信网络中进行跨越不同子网过程中的如何降低IP地址切换时延的系统及方法。

背景技术

随着移动通信的发展，WLAN、LTE等不同的网络同时在为终端提供服务，当移动终端在移动过程中经常在不同子网间切换。如图1所示，移动终端(STA)在从子网1移动到子网2的过程中，通常情况下移动终端在不同子网使用不同的子网IP地址，这是由于子网部署来决定的。

一般无线网络中存在一个DHCP服务器，为接入的终端分配IP地址，移动终端为DHCP客户端，如图2所示，当移动终端接入到另一个无线网络后，移动终端会发起DHCPRequest，DHCP服务器响应NCK时，移动终端会发起DHCP Discovery，DHCP Server应答DHCPoffer，终端根据DHCP offer发出DHCP Request，服务器返回DHCP ACK完成IP获取。

地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)实现了通过IP地址得知其物理地址，当移动终端接入到网络后，获得IP地址后即会对外发送广播的ARP报文，实现(1)确定其它主机的IP地址是否与本机的IP地址冲突，当其它主机收到免费ARP报文后，如果发现该报文中的IP地址和自己的IP地址相同，则返回一个ARP回应给发送免费ARP报文的主机，告知该主机所用的IP地址有冲突。(2)当主机改变MAC地址时，通过发送免费ARP报文通知其它主机更新ARP缓存表。其中，ARP缓存表用于存储网络中各主机和路由器的IP地址到MAC地址映射。

网络地址转换(Network Address Translation，简称NAT)是用于私网内主机主动发起连接请求，数据包经由网关进行NAT地址转换后向上一级网关传输，经过多条路由送达公网服务器，连接建立以后可以双向传输数据；网关是NAT技术的实现主体设备，网关将局域网内主机的连接经过NAT转换并记录相关的转换信息为NAT表项后，将IP数据包源地址转换为网关上行端口的IP地址与上级一网关出口通信，而当收到上一级网关数据后，网关首先查询NAT表，如果能找到相应的NAT信息，则进行逆NAT转换后发回给局域网内主机，如此实现局域网内主机能完全的与公网服务器进行双向的传输。

网关是为局域网内主机与外网进行通信的出口和入口设备，网关至少具有两个IP地址和对应的物理通信端口，其中一个外网IP用于与上级网关通信，另一个内外IP与局域网内主机通信。网关要与局域网主机进行通信时，通过查找IP路由表确定内网主机所连接的物理通信端口，查找到端口后将数据交给链路层进行发送。

DNS(Domain Name System，域名系统)是互联网运行最重要的基础设施，互联网中的任何一件事情几乎都是开始与一次的DNS查询，DNS主要的功能是将人类更好辨识的域名转换为IP地址。DNS的解析过程是是层级递归查询，当客户端访问一个网址时，不是直接去找根，而是(1)先查hosts文件；(2)如果没有，查本地DNS缓存；(3)如果没有，在查找DNS服务器；现查DNS服务器的本地DNS缓存，如果没有，再查询DNS服务器的解析库，都没有。DNS向根域发起请求，开始迭代查询。直到查到IP地址为止。

移动终端收到该IP地址之后，得到IP是私网IP地址，网络能够进行正常的通信，需要将私网IP转换成可以与Internet连接的公网IP地址。