專利名稱：一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。
背景技術(shù)：
AD-HOC一詞來源于拉丁語，原意是“為某種特定目的(而設(shè)計)的”。這里所說的“AD-HOC網(wǎng)絡(luò)”是指由一組自主的節(jié)點或終端相互合作而形成、獨立于固定的基礎(chǔ)設(shè)施并且采用分布式管理的網(wǎng)絡(luò)，是一種自組織和自管理網(wǎng)絡(luò)。它的起源可以追溯到1972年美國國防部高級研究計劃局開始研究的分組無線電臺網(wǎng)絡(luò)PRNET。IEEE在開發(fā)802.11標準時，將分組無線電臺網(wǎng)絡(luò)改稱為AD-HOC(即自組織)網(wǎng)絡(luò)；1997年IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)成立了MANET(移動AD-HOC網(wǎng)絡(luò))工作組，并推出了一系列的標準和草案。
與傳統(tǒng)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)相比，AD-HOC網(wǎng)絡(luò)可以沒有固定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；所有節(jié)點分布式運行，具有路由器的功能，負責發(fā)現(xiàn)和維護到其它節(jié)點的路由。這種網(wǎng)絡(luò)既可以單獨運行，又可以通過網(wǎng)關(guān)接入到有線骨干網(wǎng)絡(luò)(如因特網(wǎng))。
AD-HOC網(wǎng)絡(luò)具有一些突出的特點節(jié)點常常在網(wǎng)絡(luò)中任意地移動，自由加入和退出網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)頻繁變化；帶寬有限、容量可變的鏈路，多接入、多徑衰減、噪聲和信號干擾等因素將顯著降低無線通信的吞吐量；移動節(jié)點常常依靠電池來提供能量，能量有限；多跳通信，無線節(jié)點的發(fā)射功率有限，常常需要其它的中間節(jié)點來中繼信息；有限的網(wǎng)絡(luò)安全等。
AD-HOC網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應用前景軍事行動和地震、水災或偏遠地區(qū)的救援行動都是AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)應用領(lǐng)域。它也可以作為無線接入網(wǎng)，提供迅速的組網(wǎng)能力。在本地范圍內(nèi)，筆記本和掌上型電腦可以采用AD-HOC的方式在會議中發(fā)布和共享信息。
AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀目前，對AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在AD-HOC網(wǎng)絡(luò)自身，包括路由、組播、安全、鏈路層協(xié)議和服務質(zhì)量等，對它如何接入互聯(lián)網(wǎng)討論的還不多，解決方案也比較少。但近幾年來，隨著個人通信和移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)的問題也開始日益關(guān)注，并提出了一些初步的解決方案，這些方案的基本思路都是在AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個代理網(wǎng)關(guān)，AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點通過這個代理網(wǎng)關(guān)連接到互聯(lián)網(wǎng)。這些方案的區(qū)別在于具體的實現(xiàn)機制不同，如代理發(fā)現(xiàn)技術(shù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換機制、代理網(wǎng)關(guān)工作機制等，另外有些還利用了移動IP(實際上是移動IPv4)技術(shù)。
上述各種方案在解決AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)時所采用的技術(shù)可以歸納為以下幾點①在代理發(fā)現(xiàn)技術(shù)上，AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點利用各種AD-HOC路由協(xié)議來被動的發(fā)現(xiàn)代理網(wǎng)關(guān)；或者由代理網(wǎng)關(guān)主動進行通告，通過泛洪的方式把通告發(fā)送給AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點。②AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點使用內(nèi)部地址，當和外部進行通信時，由代理網(wǎng)關(guān)把內(nèi)部地址轉(zhuǎn)換成外部合法地址；或者和移動IPv4相結(jié)合，利用移動IPv4中的外地代理充當AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的代理網(wǎng)關(guān)，以解決協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換的問題。③代理網(wǎng)關(guān)往往需要對AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的地址進行管理；響應AD-HOC節(jié)點的代理發(fā)現(xiàn)請求；處理AD-HOC節(jié)點的注冊請求；進行協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)發(fā)AD-HOC節(jié)點與外部互聯(lián)網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)等。
這些方案盡管從一定程度上解決了AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)的問題，但存在著很多缺陷，需要進一步的完善和優(yōu)化。下面列出了比較明顯的幾點缺陷(1)在代理發(fā)現(xiàn)技術(shù)方面被動請求方式存在一定的時延，且發(fā)現(xiàn)過程往往依賴于具體的AD-HOC路由協(xié)議，另外，由于AD-HOC網(wǎng)絡(luò)本身是一個松散的自組織網(wǎng)絡(luò)，通信距離有限，通常情況下是多跳網(wǎng)絡(luò)，路由協(xié)議一般大都采用按需驅(qū)動，這就使所有節(jié)點維持對代理的統(tǒng)一認識成為一件比較困難的事情；主動通告方式中，AD-HOC節(jié)點泛洪代理網(wǎng)關(guān)的通告，開銷太大，嚴重浪費AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中有限的資源。
(2)代理網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換開銷大；有些文獻考慮到了和移動IP的結(jié)合，不過是和移動IPv4的結(jié)合，接入節(jié)點個數(shù)受轉(zhuǎn)交地址數(shù)的限制，且每個節(jié)點接入時都必須重復多次“泛洪”操作，造成資源的巨大浪費。
(3)現(xiàn)有的技術(shù)方案考慮了代理網(wǎng)關(guān)在計算資源和電源等方面的優(yōu)勢，但沒有考慮到代理網(wǎng)關(guān)在通信距離等方面的優(yōu)勢。
(4)現(xiàn)有技術(shù)方案都沒有和移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)等代表移動互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展方向的新技術(shù)結(jié)合，只能適用于比較小的范圍，可擴展性比較差。
移動IPv6與移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為了提供互連網(wǎng)絡(luò)的移動性支持，IETF給出了基于IPv4網(wǎng)絡(luò)的移動IP協(xié)議。由于移動IPv4在地址資源、安全性和路由效率等方面存在著很多缺陷，IETF又基于IPv6協(xié)議設(shè)計了移動IPv6，并相繼提出了一系列的草案與標準，其中2004年6月發(fā)布了第一個移動IPv6的標準。
移動IPv6借用了許多移動IPv4的概念，包括移動節(jié)點、家鄉(xiāng)代理、家鄉(xiāng)地址和轉(zhuǎn)交地址，但是移動IPv6在定義中沒有外地代理和外地代理轉(zhuǎn)交地址，移動節(jié)點可以使用IPv6中定義的地址自動配置規(guī)程，以得到一個配置轉(zhuǎn)交地址，這是移動IPv6中定義的唯一一種轉(zhuǎn)交地址。移動IPv6利用了IPv6自動配置、優(yōu)化的報頭和擴展選項，簡化了主機移動協(xié)議的設(shè)計，解決了移動IPv4入口過濾、三角路由等問題，并降低了網(wǎng)絡(luò)開銷，提高了工作性能。
移動IP解決了互聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點的移動性問題，但是沒有解決網(wǎng)絡(luò)(子網(wǎng))的移動性問題，因此，IETF成立了NEMO(移動網(wǎng)絡(luò))工作組，以對網(wǎng)絡(luò)的移動性進行研究。移動網(wǎng)絡(luò)定義了移動路由器和家鄉(xiāng)代理等功能實體，通過移動路由器在家鄉(xiāng)代理上注冊來解決整個網(wǎng)絡(luò)的移動性問題。
移動IPv6和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前在移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中很先進的技術(shù)，不過目前還沒有研究者將它們應用于AD-HOC網(wǎng)絡(luò)，以增加AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和應用范圍。本發(fā)明將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，提出了一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方案所存在的很多缺陷，以及不能將移動IPv6或移動網(wǎng)絡(luò)與AD-HOC網(wǎng)絡(luò)有機結(jié)合起來的不足，本發(fā)明提供一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。一種基于IPv6，利用單向信道、ICMPv6和隧道技術(shù)的AD-HOC接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案，并將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，這些內(nèi)容綜合在一起，構(gòu)成了一種新的基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)包括代理網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)效率低、代理網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換開銷大、可擴展性較差等所存在的問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)基本框架在本框架中，功能實體主要有兩個移動AD-HOC節(jié)點、接入網(wǎng)關(guān)(一般來說是固定的，可以是路由器或基站)。
一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，基于IPv6，利用單向信道、ICMPv6和隧道技術(shù)的AD-HOC接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案，將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，含有移動AD-HOC節(jié)點的接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、AD-HOC節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)通信的技術(shù)和與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)。
移動AD-HOC節(jié)點的接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的工作步驟如下步驟1接入網(wǎng)關(guān)利用單向信道定期向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送ICMPv6報文，該報文中包含有接入網(wǎng)關(guān)通告，接入網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的通告可以采用ICMPv6報文，里面包含著自己的前綴和地址，以及自己是一個接入網(wǎng)關(guān)的信息；步驟2AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點收到這個通告后，并不轉(zhuǎn)發(fā)這個通告，各個節(jié)點收到接入網(wǎng)關(guān)的通告后，記錄相應的信息，包括接入網(wǎng)關(guān)的地址、前綴和通告的序列號等；步驟3AD-HOC節(jié)點接收到至少2個接入網(wǎng)關(guān)的通告，它就利用傳統(tǒng)AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的算法探測各個接入網(wǎng)關(guān)的可達性，并選擇一個可達的做為自己的網(wǎng)關(guān)。
AD-HOC節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)通信的技術(shù)工作步驟步驟1將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)和移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，AD-HOC節(jié)點支持移動IPv6，向外面的一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，在接入網(wǎng)關(guān)的前綴配置一個轉(zhuǎn)交地址，在發(fā)送之前，AD-HOC節(jié)點利用現(xiàn)有AD-HOC路由協(xié)議判斷節(jié)點是否為本網(wǎng)絡(luò)之外的節(jié)點，步驟2利用隧道技術(shù)在原始數(shù)據(jù)包外面再封裝一個IPv6報文，外層報文的目的地址是接入網(wǎng)關(guān)的地址，源地址為該節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址，由源節(jié)點執(zhí)行對目的地址是否屬于本地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的判斷，源節(jié)點向接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送一個隧道包，由接入網(wǎng)關(guān)把這個包解封裝，并轉(zhuǎn)發(fā)出去。利用傳統(tǒng)的AD-HOC路由協(xié)議解決這個隧道包如何從AD-HOC源節(jié)點到達接入網(wǎng)關(guān)。
在本發(fā)明中采用了IPv6以及移動IPv6，由于IPv6具有豐富的地址空間，所以AD-HOC節(jié)點可以都使用合法的全球唯一IPv6地址來與外界通信，這樣接入網(wǎng)關(guān)就不必執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換，它只要把所收到的來自AD-HOC節(jié)點的隧道包解封裝，將里面的原始IPv6報文直接轉(zhuǎn)發(fā)出去就可以了。
與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)工作步驟步驟1一個移動AD-HOC節(jié)點或移動路由器轉(zhuǎn)移到一個外地網(wǎng)路后，收到外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的ICMPv6通告，檢測這個網(wǎng)關(guān)是否可達，步驟2如果可達，就利用這個通告給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址，當它和互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點通信時，各種原始報文(包括給家鄉(xiāng)代理的注冊報文，和通信節(jié)點之間的路由優(yōu)化報文，發(fā)給通信節(jié)點的普通報文等)的生成都遵循移動IPv6的規(guī)范RFC3775，步驟3發(fā)送這個報文的時候，將這個報文封裝在所述的隧道包中；步驟4如果它收到多個外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的通告，那么它就判斷各個網(wǎng)關(guān)的可達性，并選擇其中一個，給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址。
發(fā)明的效果本發(fā)明的有益效果是不僅有效的解決了AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)的問題(降低了接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)的時延和給AD-HOC網(wǎng)絡(luò)帶來的通信開銷；消除了接入網(wǎng)關(guān)在協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換方面的開銷等)，而且成功的將移動IPv6和移動網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)與AD-HOC網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，為移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的一個典型場景；圖2是本發(fā)明技術(shù)方案框架的流程圖；
圖3是實施例2示意圖；圖4是實施例3示意圖。
具體實施例方式
實施例1一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)基本框架在本發(fā)明框架中功能實體主要有兩個移動AD-HOC節(jié)點、接入網(wǎng)關(guān)(一般來說是固定的，可以是路由器或基站)。前者的位置經(jīng)常發(fā)生變化，彼此之間的拓撲變動頻繁；后者具有較高的功率和性能，它的覆蓋范圍比較大，幾乎可以涵蓋整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的范圍，另外其能量(電源)也不受限制。其典型場景如圖1所示。
在圖1中，外面的大圓圈代表IPv6接入網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍，可以看出，存在從接入網(wǎng)關(guān)到各個AD-HOC節(jié)點的單向信道；但是只有少數(shù)幾個節(jié)點存在和接入網(wǎng)關(guān)之間的雙向信道。
下面描述本發(fā)明所提出的改進技術(shù)方案。
傳統(tǒng)的各種互聯(lián)網(wǎng)接入方案大都是基于雙向信道的，這在應用于AD-HOC網(wǎng)絡(luò)時就會產(chǎn)生一個問題，即大多數(shù)AD-HOC節(jié)點和接入網(wǎng)關(guān)之間并不存在一個雙向信道，因為AD-HOC節(jié)點的通信距離十分有限?，F(xiàn)有各種方案在解決這一問題時，都是利用源AD-HOC節(jié)點和接入網(wǎng)關(guān)的之間的其他AD-HOC節(jié)點做中繼，因此，接入網(wǎng)關(guān)被動發(fā)現(xiàn)的模式是源AD-HOC節(jié)點通過中間節(jié)點廣播接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)請求；而在接入網(wǎng)關(guān)主動發(fā)現(xiàn)模式下，各個AD-HOC節(jié)點也是泛洪它所收到的接入網(wǎng)關(guān)通告，造成很大的開銷。事實上，現(xiàn)有的各種方案都把單向信道看作是AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的一個限制因素，而試圖避開它。
而在本發(fā)明所提出的方案中，則是要充分的利用這個單向信道，以最小的開銷實現(xiàn)AD-HOC節(jié)點對接入網(wǎng)關(guān)的認知。具體的講，就是接入網(wǎng)關(guān)利用單向信道定期向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送ICMPv6報文(接入網(wǎng)關(guān)的通信范圍比較大，而AD-HOC節(jié)點的通信范圍則要小的多，即往往存在從接入網(wǎng)關(guān)到AD-HOC節(jié)點的信道，而不存在從AD-HOC節(jié)點到接入網(wǎng)關(guān)的信道，除了離接入網(wǎng)關(guān)特別近的若干節(jié)點外)，該報文中包含有接入網(wǎng)關(guān)通告，之所以使用ICMPv6是為了增加這種方案的可擴展性，并方便和移動IPv6等技術(shù)結(jié)合；AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點收到這個通告后，并不轉(zhuǎn)發(fā)這個通告，因為使用單向信道使得幾乎整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點都可以收到接入網(wǎng)關(guān)的通告；各個節(jié)點收到接入網(wǎng)關(guān)的通告后，記錄相應的信息，包括接入網(wǎng)關(guān)的地址、前綴和通告的序列號等，以后發(fā)送數(shù)據(jù)給外部的節(jié)點，就可以通過接入網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)了。這樣，這種方案就可以實現(xiàn)整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點維持對接入網(wǎng)關(guān)的正確認知。
接入網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的通告可以采用ICMPv6報文，里面包含著自己的前綴和地址，以及自己是一個接入網(wǎng)關(guān)的信息。本發(fā)明為之定義了一種新的ICMPv6報文，格式如表1所示。
表10 7 815 16 31

其中類型字段的值可以設(shè)為150，表示這個一個由接入網(wǎng)關(guān)通告給AD-HOC節(jié)點的ICMP報文，網(wǎng)關(guān)ID是這個網(wǎng)關(guān)的一個標志號，序列號是標識這個報文新舊程度，最后是前綴。這個通告不需要AD-HOC節(jié)點做任何回應的，其目的是讓整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)都知道，如果要接入到互聯(lián)網(wǎng)的話，那么都可以經(jīng)過該網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。
當然，這時有一個問題，就是如果一個節(jié)點位于同時位于兩個或多個接入網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍之內(nèi)，如何選擇自己的網(wǎng)關(guān)，傳統(tǒng)的一些算法可能不再適用，有時信號功率強也不一定代表就可以接入(比如有時在接入網(wǎng)關(guān)附近沒有其他節(jié)點)。事實上這個問題的關(guān)鍵在于可能存在各種不同的場景，比如，某個接入網(wǎng)關(guān)的近距離范圍內(nèi)一個節(jié)點都沒有，而在中遠距離范圍內(nèi)則存在一些節(jié)點，那么這些節(jié)點就有可能把它當作自己的網(wǎng)關(guān)，但是，這些數(shù)據(jù)包是發(fā)不到該接入網(wǎng)關(guān)的，因為沒有可以中繼的節(jié)點。這樣就需要AD-HOC節(jié)點的處理策略發(fā)生改變。和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，移動節(jié)點不能認為收到一個接入網(wǎng)關(guān)的路由通告包，就認為這個網(wǎng)關(guān)是可達的(單向信道的存在)，而是要有一個探測的過程。假設(shè)一個AD-HOC節(jié)點接收到N個接入網(wǎng)關(guān)的通告，它就利用傳統(tǒng)AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的算法探測各個接入網(wǎng)關(guān)的可達性，并選擇一個可達的做為自己的網(wǎng)關(guān)。這和傳統(tǒng)方案中的接入網(wǎng)關(guān)被動發(fā)現(xiàn)方式相比，盡管也需要探測，但是由于它有可選接入網(wǎng)關(guān)的列表，所以在探測時可以做到有的放矢，不僅可以減少源AD-HOC節(jié)點和中間節(jié)點的通信開銷，而且可以加速接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)的過程。
相對于傳統(tǒng)技術(shù)方案而言，本發(fā)明所提出的接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)方案的優(yōu)勢是很明顯的中間節(jié)點不必泛洪接入網(wǎng)關(guān)的通告；即使源節(jié)點進行接入網(wǎng)關(guān)被動發(fā)現(xiàn)，開銷和時延也很小。因此，既有比較高的工作效率，開銷又比較小。
AD-HOC節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)通信的工作過程當一個AD-HOC節(jié)點已經(jīng)知道了可以通過某個接入網(wǎng)關(guān)可以連接到互聯(lián)網(wǎng)后，那么它在今后就可以通過該網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)通信了。下面描述具體的通信過程。
由于本發(fā)明將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)和移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在了一起，因此，AD-HOC節(jié)點支持移動IPv6，那么可以利用接入網(wǎng)關(guān)的前綴配置一個轉(zhuǎn)交地址。當它需要向外面的一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時(在發(fā)送之前，AD-HOC節(jié)點要判斷目的節(jié)點是否為本網(wǎng)絡(luò)之外的節(jié)點，這個問題比較好解決，利用現(xiàn)有AD-HOC路由協(xié)議就可以做到)，可以利用隧道技術(shù)在原始數(shù)據(jù)包外面再封裝一個IPv6報文，外層報文的目的地址是接入網(wǎng)關(guān)的地址，源地址為該節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址。這樣做是因為對目的地址是否屬于本地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的判斷，應該由源節(jié)點執(zhí)行，而不應該由中間的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點來做。這樣，源節(jié)點就可以向接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送一個隧道包，由接入網(wǎng)關(guān)把這個包解封裝，并轉(zhuǎn)發(fā)出去。至于這個隧道包如何從AD-HOC源節(jié)點到達接入網(wǎng)關(guān)，則可以利用傳統(tǒng)的AD-HOC路由協(xié)議來解決。
需要指出的是，在本發(fā)明中采用了IPv6以及移動IPv6，由于IPv6具有豐富的地址空間，所以AD-HOC節(jié)點可以都使用合法的全球唯一IPv6地址來與外界通信，這樣接入網(wǎng)關(guān)就不必執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換，它只要把所收到的來自AD-HOC節(jié)點的隧道包解封裝，將里面的原始IPv6報文直接轉(zhuǎn)發(fā)出去就可以了。
因此，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案也可以有效的降低接入網(wǎng)關(guān)的開銷(如協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換)。
該技術(shù)方案與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合在本技術(shù)方案中，引入移動IPv6和移動網(wǎng)絡(luò)等機制，實現(xiàn)了AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中普通節(jié)點在全網(wǎng)內(nèi)的移動性，大大增加了AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的可擴展性。下面就闡述結(jié)合的方案。
首先考慮和移動IPv6的結(jié)合，當一個移動AD-HOC節(jié)點轉(zhuǎn)移到一個外地網(wǎng)路后，它就會收到外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的ICMPv6通告，然后它就檢測這個網(wǎng)關(guān)是否可達，如果可達，就利用這個通告給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址。當它和互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點通信時，各種原始報文(包括給家鄉(xiāng)代理的注冊報文，和通信節(jié)點之間的路由優(yōu)化報文，發(fā)給通信節(jié)點的普通報文等)的生成都遵循移動IPv6的規(guī)范RFC3775。最后在發(fā)送這個報文的時候，再把這個報文封裝在所述的隧道包中。如果它收到多個外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的通告，那么它就判斷各個網(wǎng)關(guān)的可達性，并選擇其中一個，給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址。其他的細節(jié)處理同上。
AD-HOC網(wǎng)絡(luò)也可以和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。這時，一個移動路由器(相當于一個AD-HOC節(jié)點)移動到外地后，它也會收到外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的ICMPv6通告。各種原始報文的構(gòu)造可以參考文獻(“Network Mobiliry(NEMO)BasicSupport Protocol”，draft-ietf-nemo-basic-support-03，Vijay Devarapalli；RyujiWakikawa；Alexandru Petrescu；Pascal Thubert，June 2004)，同樣，它通過檢測網(wǎng)關(guān)的可達性，選擇一個網(wǎng)關(guān)，并利用隧道技術(shù)把相應的數(shù)據(jù)包發(fā)出去。
本發(fā)明技術(shù)方案框架的流程圖為了對本發(fā)明主要內(nèi)容有一個清晰的認識，畫出了本發(fā)明所提技術(shù)方案的流程圖如圖2所示。需要說明的是，該流程圖只是表示出了技術(shù)方案的框架，具體細節(jié)如上述內(nèi)容。另外，為簡便起見，把移動網(wǎng)絡(luò)中的移動路由器也抽象為AD-HOC節(jié)點。這個流程圖所示的解決方案可以實現(xiàn)AD-HOC節(jié)點在全網(wǎng)內(nèi)的移動。
步驟如下；步驟1AD-HOC節(jié)點(支持移動IPv6或移動網(wǎng)絡(luò))監(jiān)聽接入網(wǎng)關(guān)通告；步驟2IPv6接入網(wǎng)關(guān)利用單向信道定期向整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)發(fā)送路由器通告，為表1所示的ICMPv6報文格式，該報文中包含有接入網(wǎng)關(guān)通告，接入網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的通告可以采用ICMPv6報文，里面包含著自己的前綴和地址，以及自己是一個接入網(wǎng)關(guān)的信息；步驟3AD-HOC節(jié)點接收到這個接入網(wǎng)關(guān)的通告，記錄網(wǎng)關(guān)地址、ID前綴和通告序列號等信息，不對之進行轉(zhuǎn)發(fā)；步驟4AD-HOC節(jié)點根據(jù)接收到的這個接入網(wǎng)關(guān)通告，利用傳統(tǒng)AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的算法探測各個接入網(wǎng)關(guān)的可達性，有目的的對IPv6接入網(wǎng)關(guān)的可達性進行探測；步驟5判斷接入網(wǎng)關(guān)的可達性，選擇一個可達的做為自己的網(wǎng)關(guān)，有可達性轉(zhuǎn)入步驟6；否則轉(zhuǎn)入步驟1程序啟始端；步驟6AD-HOC節(jié)點把這個IPv6接入網(wǎng)關(guān)做為自己的外地網(wǎng)關(guān)，當它向外面的一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，利用路由器通告中的前綴配置一個轉(zhuǎn)交地址，在發(fā)送之前，AD-HOC節(jié)點利用現(xiàn)有AD-HOC路由協(xié)議判斷節(jié)點是否為本網(wǎng)絡(luò)之外的節(jié)點；步驟7AD-HOC節(jié)點支持移動IPv6(或移動網(wǎng)絡(luò))，向自己的家鄉(xiāng)代理(有時還包括通信節(jié)點)注冊；步驟8利用隧道技術(shù)在原始數(shù)據(jù)包外面再封裝一個IPv6報文，當它和互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點通信時，各種原始報文(包括給家鄉(xiāng)代理的注冊報文，和通信節(jié)點之間的路由優(yōu)化報文，發(fā)給通信節(jié)點的普通報文等)生成的注冊報文的構(gòu)造參照移動IPv6的規(guī)范RFC3775(或draft-ietf-nemo-basic-support-03)，外層報文的目的地址是接入網(wǎng)關(guān)的地址，源地址為該節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址，由源節(jié)點執(zhí)行對目的地址是否屬于本地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的判斷，源節(jié)點向接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送一個隧道包；步驟9利用傳統(tǒng)的AD-HOC路由協(xié)議將這個隧道包從AD-HOC源節(jié)點到達接入網(wǎng)關(guān)；步驟10IPv6接入網(wǎng)關(guān)收到隧道包后，把這個隧道包解封裝，按照原始報文的目的地址將包解封裝的隧道包轉(zhuǎn)發(fā)出去；步驟11AD-HOC節(jié)點的家鄉(xiāng)代理(或通信節(jié)點)響應注冊，并給出一個應答；步驟12IPv6接入網(wǎng)關(guān)收到應答后，直接把應答轉(zhuǎn)發(fā)給相應的AD-HOC節(jié)點，不用隧道封裝；步驟13AD-HOC節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理(或通信節(jié)點)的回應，完成注冊過程，之后向互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點或相應通信節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣，按照有關(guān)協(xié)議規(guī)范構(gòu)造原始數(shù)據(jù)報文，把原始數(shù)據(jù)報文封裝在隧道包內(nèi)，發(fā)給IPv6接入網(wǎng)關(guān)；步驟14IPv6接入網(wǎng)關(guān)將隧道包解封裝，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去，同樣，將接收到的發(fā)給AD-HOC節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給AD-HOC節(jié)點。
在圖2中，前4步屬于接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)，后面各步是AD-HOC節(jié)點和外部通信的具體過程。在圖2中，假設(shè)AD-HOC節(jié)點移動到了外地，這樣可以充分的體現(xiàn)移動IPv6(或移動網(wǎng)絡(luò))與AD-HOC的結(jié)合。
下面的實施例2、3，以供在具體實現(xiàn)本發(fā)明所提技術(shù)方案時參考。這兩個實施例分別綜合了移動IPv6和移動網(wǎng)絡(luò)。
實施例2如圖3所示。為了簡便起見，圖中只畫出了4個AD-HOC節(jié)點。
在圖3中，IPv6接入網(wǎng)關(guān)負責AD-HOC網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點都支持移動IPv6；IPv6網(wǎng)關(guān)和所有節(jié)點之間存在單向信道，和節(jié)點A、B之間存在雙向信道。工作步驟如下①IPv6接入網(wǎng)關(guān)利用單向信道向整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)廣播ICMPv6格式的路由器通告；②各個AD-HOC節(jié)點收到這個通告后，記錄相應的信息，包括網(wǎng)關(guān)地址、前綴、ID和通告的序列號，各個節(jié)點都不得轉(zhuǎn)發(fā)這個通告；③以節(jié)點D為例，如果它要上網(wǎng)的話，先利用收到的接入網(wǎng)關(guān)通告驗證該網(wǎng)關(guān)的可達性，若可達，就利用接入網(wǎng)關(guān)通告里的前綴給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址；④節(jié)點D首先構(gòu)造一個原始的移動IPv6報文(格式符合RFC3775)，然后把原始報文封裝到一個隧道包中，隧道包的目的地址設(shè)為接入網(wǎng)關(guān)的地址；⑤節(jié)點D利用AD-HOC路由協(xié)議把這個隧道包發(fā)送到接入網(wǎng)關(guān)；
⑥接入網(wǎng)關(guān)收到這個隧道包，將其解封裝，把里面的原始移動IPv6報文轉(zhuǎn)發(fā)出去；⑦接入網(wǎng)關(guān)把它從外部收到的發(fā)給節(jié)點D的包直接轉(zhuǎn)發(fā)給D，以降低開銷。
實施例3如圖4所示。其中的移動路由器就相當于AD-HOC節(jié)點。
在圖4中，每個移動路由器還可以連接屬于自己的子節(jié)點；IPv6接入網(wǎng)關(guān)負責AD-HOC網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；各個移動路由器都支持移動網(wǎng)絡(luò)；IPv6接入網(wǎng)關(guān)和所有移動路由器之間存在單向信道，和移動路由器A、B之間存在雙向信道。工作步驟如下①IPv6接入網(wǎng)關(guān)利用單向信道向整個AD-HOC網(wǎng)絡(luò)廣播ICMPv6格式的路由器通告；②各個移動路由器收到這個通告后，記錄相應的信息，包括網(wǎng)關(guān)地址、前綴、ID和通告的序列號，各個移動路由器都不得轉(zhuǎn)發(fā)這個通告；注意，移動路由器所連接的子節(jié)點不對這個通告做任何的處理；③以節(jié)點M為例，如果它要上網(wǎng)的話，先連接到移動路由器C，C利用收到的接入網(wǎng)關(guān)通告驗證網(wǎng)關(guān)的可達性，若可達，就利用接入網(wǎng)關(guān)通告里的前綴給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址；④節(jié)點M把數(shù)據(jù)發(fā)給移動路由器C，移動路由器C根據(jù)文獻(“Network Mobility(NEMO)Basic Support Protocol”，draft-ietf-nemo-basic-support-03，Vijay Devarapalli；RyujiWakikawa；Alexandru Petrescu；Pascal Thubert，June 2004)，再構(gòu)造一個原始的移動網(wǎng)絡(luò)報文，然后把原始報文封裝到一個隧道包中，隧道包的目的地址設(shè)為接入網(wǎng)關(guān)的地址；⑤移動路由器C利用AD-HOC路由協(xié)議把這個隧道包發(fā)送到接入網(wǎng)關(guān)；⑥接入網(wǎng)關(guān)收到這個隧道包，將其解封裝，把里面的原始報文轉(zhuǎn)發(fā)出去；⑦接入網(wǎng)關(guān)把它從外部收到的發(fā)給節(jié)點M的包轉(zhuǎn)發(fā)給移動路由器C，不用隧道封裝，以降低開銷；⑧移動路由器C把發(fā)給子節(jié)點M的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給M。
權(quán)利要求
1.一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是基于IPv6，利用單向信道、ICMPv6和隧道技術(shù)的AD-HOC接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案，將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，含有移動AD-HOC節(jié)點的接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、AD-HOC節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)通信的技術(shù)和與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是移動AD-HOC節(jié)點的接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的工作步驟如下步驟1接入網(wǎng)關(guān)利用單向信道定期向整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送ICMPv6報文，該報文中包含有接入網(wǎng)關(guān)通告，接入網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的通告采用ICMPv6報文，里面包含著自己的前綴和地址，以及自己是一個接入網(wǎng)關(guān)的信息；步驟2AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點收到這個通告后，并不轉(zhuǎn)發(fā)這個通告，各個節(jié)點收到接入網(wǎng)關(guān)的通告后，記錄相應的信息，包括接入網(wǎng)關(guān)的地址、前綴和通告的序列號等；步驟3如果AD-HOC節(jié)點接收到至少2個接入網(wǎng)關(guān)的通告，它就利用傳統(tǒng)AD-HOC網(wǎng)絡(luò)中的算法探測各個接入網(wǎng)關(guān)的可達性，并選擇一個做為自己的網(wǎng)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是AD-HOC節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)通信的技術(shù)工作步驟步驟1將AD-HOC網(wǎng)絡(luò)和移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，AD-HOC節(jié)點支持移動IPv6，向外面的一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，利用接入網(wǎng)關(guān)的前綴配置一個轉(zhuǎn)交地址，在發(fā)送之前，AD-HOC節(jié)點利用現(xiàn)有AD-HOC路由協(xié)議判斷節(jié)點是否為本網(wǎng)絡(luò)之外的節(jié)點；步驟2利用隧道技術(shù)在原始數(shù)據(jù)包外面再封裝一個IPv6報文，外層報文的目的地址是接入網(wǎng)關(guān)的地址，源地址為該節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址，由源節(jié)點執(zhí)行對目的地址是否屬于本地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的判斷，源節(jié)點向接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送一個隧道包，由接入網(wǎng)關(guān)把這個包解封裝，并轉(zhuǎn)發(fā)出去，利用傳統(tǒng)的AD-HOC路由協(xié)議解決這個隧道包如何從AD-HOC源節(jié)點到達接入網(wǎng)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)工作步驟步驟1一個移動AD-HOC節(jié)點或移動路由器轉(zhuǎn)移到一個外地網(wǎng)路后，收到外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的ICMPv6通告，檢測這個網(wǎng)關(guān)是否可達；步驟2如果可達，就利用這個通告給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址，當它和互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點通信時，給家鄉(xiāng)代理的注冊報文，和通信節(jié)點之間的路由優(yōu)化報文，發(fā)給通信節(jié)點的普通報文等的生成都遵循移動IPv6的規(guī)范RFC3775；步驟3發(fā)送這個報文的時候，將這個報文封裝在權(quán)利要求3所述的隧道包中；步驟4如果它收到多個外地AD-HOC網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān)的通告，那么它就判斷各個網(wǎng)關(guān)的可達性，并選擇其中一個，給自己配置一個轉(zhuǎn)交地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是有判斷步驟判斷接入網(wǎng)關(guān)的可達性，選擇一個可達的做為自己的網(wǎng)關(guān)，有可達性轉(zhuǎn)入下一步驟；否則轉(zhuǎn)入步驟程序啟始端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是有步驟10IPv6接入網(wǎng)關(guān)收到隧道包后，把這個隧道包解封裝，按照原始報文的目的地址將包解封裝的隧道包轉(zhuǎn)發(fā)出去；步驟11AD-HOC節(jié)點的家鄉(xiāng)代理或通信節(jié)點響應注冊，并給出一個應答；步驟12IPv6接入網(wǎng)關(guān)收到應答后，直接把應答轉(zhuǎn)發(fā)給相應的AD-HOC節(jié)點，不用隧道封裝；步驟13AD-HOC節(jié)點收到家鄉(xiāng)代理或通信節(jié)點的回應，完成注冊過程，之后向互聯(lián)網(wǎng)中的其他節(jié)點或相應通信節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣，按照有關(guān)協(xié)議規(guī)范構(gòu)造原始數(shù)據(jù)報文，把原始數(shù)據(jù)報文封裝在隧道包內(nèi)，發(fā)給IPv6接入網(wǎng)關(guān)；步驟14IPv6接入網(wǎng)關(guān)將隧道包解封裝，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去，同樣，將接收到的發(fā)給AD-HOC節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給AD-HOC節(jié)點。
7.一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其特征是有兩個功能實體移動AD-HOC節(jié)點、接入網(wǎng)關(guān)，接入網(wǎng)關(guān)可以是路由器或基站。
全文摘要
一種基于IPv6的移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，基于IPv6，利用單向信道、ICMPv6和隧道技術(shù)的AD－HOC接入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案，含有移動AD－HOC節(jié)點的接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、AD－HOC節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)通信的技術(shù)和與移動IPv6以及移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù)?；究蚣軆?nèi)的功能實體主要有兩個移動AD－HOC節(jié)點、接入網(wǎng)關(guān)(可以是路由器或基站)。有益效果是不僅有效的解決了AD－HOC網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)的問題，降低了接入網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)的時延和給AD－HOC網(wǎng)絡(luò)帶來的通信開銷，消除了接入網(wǎng)關(guān)在協(xié)議轉(zhuǎn)換和地址轉(zhuǎn)換方面的開銷等；而且將移動IPv6和移動網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)與AD－HOC網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起。
文檔編號H04L12/56GK1645831SQ200510008690
公開日2005年7月27日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者張宏科, 蘇偉, 郜帥, 秦雅娟, 王江林 申請人:北京交通大學