專利名稱：：一種分級(jí)移動(dòng)IPv6避免域間切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及分級(jí)移動(dòng)IPv6(HMIPv6，HierarchicalMobileIPv6)網(wǎng)絡(luò)減少切換延時(shí)的方法，尤其是通過(guò)避免域間切換的發(fā)生來(lái)減少域間切換延時(shí)的方法。
背景技術(shù)：
：為了在下一代互聯(lián)網(wǎng)中支持移動(dòng)性，正TF(InternetEngineeringTaskForce,Internet工程任務(wù)組)于上個(gè)世紀(jì)末開始制定移動(dòng)IPv6(MIPv6，MobileIPv6)協(xié)議，并于2004年形成了RFC3775(MobilitySupportinIPv6)文檔。但是，移動(dòng)IPv6協(xié)議本身還是存在很多缺陷，如移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN，MobileNode,可在不同的網(wǎng)絡(luò)中漫游，并能通過(guò)家鄉(xiāng)地址進(jìn)行訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn))一旦發(fā)生切換就必須向家鄉(xiāng)代理(HA，HomeAgent)和通信對(duì)端(CN，CorrespondentNode)注冊(cè)，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加，將導(dǎo)致信令冗余加劇和切換延時(shí)過(guò)長(zhǎng)。研究人員提出分級(jí)移動(dòng)IPv6協(xié)議來(lái)改善這一問(wèn)題，并引入了移動(dòng)錨點(diǎn)(MAP,MobilityAnchorPoint)代表它所管理區(qū)域內(nèi)的所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文。移動(dòng)錨點(diǎn)是一個(gè)處于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)路由器。移動(dòng)錨點(diǎn)相當(dāng)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本地家鄉(xiāng)代理。從HA和CN發(fā)送到區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(RCoA，RegionalCare-ofAddress)的報(bào)文由MAP接收后，經(jīng)過(guò)封裝再發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA，On-linkCare-ofAddress)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN收到報(bào)文后解封裝，并按照正常的方式處理報(bào)文。因此移動(dòng)節(jié)點(diǎn)只需要在改變MAP域時(shí)才發(fā)送綁定更新消息到HA和CN。而在同一個(gè)MAP域中的不同接入路由器間切換改變鏈路地址，則只需向該MAP發(fā)送本地綁定更新消息，無(wú)須向家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端發(fā)送綁定更新消息。從而將節(jié)點(diǎn)改變MAP域的過(guò)程分為域內(nèi)切換和域間切換。圖1是分級(jí)移動(dòng)IPv6的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，MAP的設(shè)置常常是分為多個(gè)層次的，也就是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)好象一顆多叉樹。這種結(jié)構(gòu)由分層次、樹狀排列的MAP及接入路由器(AR,AcessRouter)組成，其中高層的MAP管理區(qū)域覆蓋多個(gè)低層的MAP,而每個(gè)低層的MAP僅屬于一個(gè)高層的MAP管理區(qū)域。AR位于樹狀結(jié)構(gòu)的葉子處。樹狀結(jié)構(gòu)中的各MAP將自身地址作為RCoA，由帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息周期性的向下層MAP或AR傳遞。同時(shí)，各MAP將在收到的帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息中加入自己的MAP信息并將該消息轉(zhuǎn)交給下層MAP或AR，無(wú)論MAP位于樹狀結(jié)構(gòu)的哪個(gè)層次，其發(fā)出的路由器通告消息都將經(jīng)由樹狀結(jié)構(gòu)的某一條且只有一條分支到達(dá)葉子處的某個(gè)AR。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，為了使信息能不間斷傳輸，接入路由器覆蓋的區(qū)域往往有一部分的重疊。就是說(shuō)，在這個(gè)重疊區(qū)域內(nèi)，MN能收到兩個(gè)不同的AR發(fā)送的通告消息。PAR(PreviousAccessRouter)表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換前使用的AR;NAR(NewAccessRouter)表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)預(yù)計(jì)切換后所使用的AR。在重疊區(qū)域內(nèi)，MN能同時(shí)收到PAR和NAR的信號(hào)。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，更換接入路由器時(shí)，它可能仍然處于原來(lái)的MAP域下，即域內(nèi)切換，此時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)只需要向MAP更新從新的接入路由器得到的鏈路轉(zhuǎn)交地址，無(wú)需向家鄉(xiāng)代理HA和通信對(duì)端CN發(fā)送綁定更新消息。這種情況下的切換速度很快，而且由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的區(qū)域代理沒有改變，由于切換帶來(lái)的對(duì)通信的影響主要是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換路由器的時(shí)間延遲造成的，因此相對(duì)于切換的時(shí)間比較少。圖2是域內(nèi)移動(dòng)的操作過(guò)程。域內(nèi)移動(dòng)后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN只需要與AR2交互產(chǎn)生一個(gè)新的鏈路轉(zhuǎn)交地址，標(biāo)示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的新位置(過(guò)程a)，之后，MN將這個(gè)新的地址向MAP進(jìn)行更新(過(guò)程b)，經(jīng)過(guò)這樣的處理，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就完成了移動(dòng)處理，可以繼續(xù)通信。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換接入路由器后也可能同時(shí)切換了MAP，即域間切換，域間切換由于進(jìn)行了MAP切換需要移動(dòng)節(jié)點(diǎn)重新選擇一個(gè)MAP作為自己的區(qū)域代理，而且需要向選定的MAP發(fā)送綁定請(qǐng)求消息，使MAP在自己的綁定緩存中為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)新的綁定條目，保存移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的鏈路轉(zhuǎn)交地址與區(qū)域轉(zhuǎn)交地址的綁定，并且還要向家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端重新發(fā)送綁定更新消息，對(duì)家鄉(xiāng)地址與RCoA進(jìn)行綁定。造成的延時(shí)較長(zhǎng)，應(yīng)盡量減少M(fèi)AP的域間切換次數(shù)。圖3是域間移動(dòng)的操作過(guò)程。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN移動(dòng)到新的域后，它首先與接入路由器AR1交互產(chǎn)生一個(gè)鏈路轉(zhuǎn)交地址(過(guò)程a);之后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN與MAP進(jìn)行交互，產(chǎn)生區(qū)域轉(zhuǎn)交地址，并向MAP發(fā)送綁定請(qǐng)求(過(guò)程b)，之后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)顧向家鄉(xiāng)代理HA和通信對(duì)端CN發(fā)送綁定更新(過(guò)程c),更新自己的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址。表1域內(nèi)切換與域間切換的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)驗(yàn)表明，在域內(nèi)切換的情況下，HMIPv6能有效提高網(wǎng)絡(luò)性能，減少注冊(cè)時(shí)間。但在域間切換情況下，基本沒有什么改善，甚至由于增加的信令開銷，其性能還要低于標(biāo)準(zhǔn)的MIPv6。目前，減少分級(jí)移動(dòng)IPv6中域間切換的次數(shù)的方法，主要分為以下兩類第1類IETFdraft,draft-ietf-mobileip-hmipv6-08.txt，June2003.((HierarchicalMIPv6MobilityManagements—文中，定義了HMIPv6缺省MAP選擇方法，偏向選擇生命周期和優(yōu)先級(jí)不為零的距離最遠(yuǎn)的MAP。但這種方法隨著距離的增加，AR與MAP間信息交互的延遲也會(huì)增加，而且由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都選擇最遠(yuǎn)的MAP，使該MAP的負(fù)載過(guò)重，成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。因此這種方法不能真正提高域間切換的效率。第2類遼寧大學(xué)杜忠華的碩士學(xué)位論文《分級(jí)移動(dòng)IPv6協(xié)議的研究與改進(jìn)》；計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究2006年第10期胡曉等人的《分級(jí)移動(dòng)IPv6中一種新的自適應(yīng)MAP選擇算法》；計(jì)算機(jī)應(yīng)用2006年第26巻第1期於時(shí)才等人的《HMIPv6中的MAP發(fā)現(xiàn)協(xié)議的研究與改進(jìn)》等文中，從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性能(包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的速度和頻率)，MAP管理性能(包括MAP的資源利用率和負(fù)載等)，以及MAP的選擇策略(包括MAP的優(yōu)先級(jí)、MAP至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)距離等)幾個(gè)因素上利用對(duì)網(wǎng)絡(luò)各資源的比較，選擇比較合適的MAP,以增加移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過(guò)程中域內(nèi)切換的概率，減少域間切換產(chǎn)生的方法。雖然這種方法使MN在移動(dòng)過(guò)程中盡量處于域內(nèi)切換的狀態(tài)，減少域間切換的產(chǎn)生，但并不能保證隨著MN的移動(dòng)，完全不發(fā)生更換MAP的現(xiàn)象，當(dāng)MN的移動(dòng)范圍超出當(dāng)前注冊(cè)的MAP覆蓋范圍時(shí)，雖然可以根據(jù)其特性再選擇合適的MAP,但是只是減少了域間切換的可能性，還是會(huì)發(fā)生域間的切換。而且，由于選擇算法相同，很多移動(dòng)性相似的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將都會(huì)選擇同一MAP進(jìn)行注冊(cè)，此MAP的負(fù)擔(dān)將嚴(yán)重增加，影響網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù)的能力，甚至綁定更新被拒絕。且如果選擇的MAP距離MN比較遠(yuǎn)，當(dāng)發(fā)生切換時(shí)，無(wú)論是域內(nèi)切換還是域間切換，都需要重新對(duì)區(qū)域轉(zhuǎn)交地址和鏈路轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行綁定，這會(huì)使綁定更新消息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)間較長(zhǎng)，增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，引起網(wǎng)絡(luò)的擁塞。圖4是第2類減少域間切換方法的流程圖。MN進(jìn)入支持HMIPv6的網(wǎng)絡(luò)后，首先從接入路由器接收帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息，然后根據(jù)特定的算法計(jì)算出一比較合適的MAP,并向此MAP進(jìn)行注冊(cè)。當(dāng)MN移動(dòng)到其他接入路由器的覆蓋范圍時(shí)，對(duì)是否還處在此MAP的管理區(qū)域內(nèi)進(jìn)行判斷，如果還在MAP的管理區(qū)域內(nèi)，則進(jìn)行域內(nèi)切換，否則進(jìn)行域間切換，重新注冊(cè)新的MAP。因此，域間切換次數(shù)的多少直接影響著網(wǎng)絡(luò)性能的好壞。在HMIPv6中，目前的各種技術(shù)方案都只是能減少發(fā)生域間切換的數(shù)量，并不能避免。因此需要一種能在避免域間切換產(chǎn)生的同時(shí)，盡量縮短AR與接入路由器間的信令交互時(shí)間的方法，來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)的性能。圖5是第1類減少域間切換方法的示意圖。由于選擇的是距離最遠(yuǎn)的MAPO作為當(dāng)前注冊(cè)的MAP，雖然MAPO的管理區(qū)域可以覆蓋到所有接入路由器，在圖3所示的網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)發(fā)生域間切換，但是這種方法在MN很多的時(shí)候，所有的MN都需要通過(guò)MAPO來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)，造成了MAPO的負(fù)載嚴(yán)重，當(dāng)MAPO內(nèi)注冊(cè)的MN達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，為了保證已有連接的服務(wù)質(zhì)量，很可能將不能接受其他MN的注冊(cè)請(qǐng)求，造成其他MN無(wú)法通信。而且如果MAPO的位置距離接入路由器很遠(yuǎn)，那么發(fā)送綁定更新消息帶來(lái)的信令傳輸時(shí)間將會(huì)比較長(zhǎng)，容易造成網(wǎng)絡(luò)延時(shí)增加。因此這種方法不能適應(yīng)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求。圖6是第2類減少域間切換方法的示意圖。如圖所示，根據(jù)該方法，計(jì)算出MN在MAP2的管理區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的可能性比較大，使用MAP2作為當(dāng)前注冊(cè)的MAP，可以有效的減少域間切換的數(shù)量，但是當(dāng)MN改變以往的移動(dòng)特性需要移動(dòng)到MAP2管理區(qū)域以外的范圍時(shí)，如移動(dòng)到AR2或AR6時(shí)，就需要向新的MAP注冊(cè)，在此過(guò)程中，還是會(huì)發(fā)生域間切換。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是在分級(jí)移動(dòng)IPv6的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境下，針對(duì)如何避免域間切換的產(chǎn)生和如何盡可能使MN與MAP的信令交互時(shí)間最少而提出的一種動(dòng)態(tài)切換MAP的方法。具體的技術(shù)方案是-第一步，構(gòu)造MAP層次列表。基本HMIPv6協(xié)議中，MAP的路由器通告消息帶MAP選項(xiàng)，其中的MAp地址域標(biāo)識(shí)了本MAP的IPv6地址(即RCoA)。構(gòu)造MAP層次列表的方法是擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的地址域?yàn)橐粋€(gè)存儲(chǔ)MAP地址信息的堆棧，該堆棧即為MAP層次列表，帶MAP層次列表的MAP選項(xiàng)稱為擴(kuò)展MAP選項(xiàng)。當(dāng)帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息向下層MAP或AR傳遞時(shí)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)MAP,就將該MAP的IPv6地址信息壓入MAP層次列表底部，MAP層次列表原有信息依次上移一層。當(dāng)帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息自頂向下傳遞到各分支的葉子處時(shí)，在各分支的葉子處構(gòu)成了完整的MAP層次列表。以圖1的分級(jí)移動(dòng)IPv6的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇槔珹R1處的MAP層次列表為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表示在從根MAP到AR1這個(gè)分支上有2層MAP區(qū)域，最底層的MAP的地址為MAPI,最高層的MAP的地址為MAPO。AR2處的MAP層次列表為<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>同理，表示有2層MAP區(qū)域，最底層的MAP的地址為MAPI,最高層的MAP的地址為MAPO。AR3處的MAP層次列表為<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表示這個(gè)分支上有3層MAP區(qū)域，最底層的MAP的地址為MAP3，最高層的MAP的地址為MAPO。第二步，MN進(jìn)入支持HMIPv6的網(wǎng)絡(luò)后，依據(jù)從AR收到的帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息中的MAP信息，選擇距離AR最近的MAP進(jìn)行注冊(cè)，即選擇MAP層次列表中層次最低的MAP進(jìn)行注冊(cè)。這樣做的好處是在選擇MAP時(shí)無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，減少由于要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算而產(chǎn)生的一部分延遲，而且選擇距離AR最近的MAP可以減少交互信令在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)間，減少延時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。第三步，當(dāng)MN繼續(xù)移動(dòng)進(jìn)入重疊覆蓋區(qū)域時(shí)，分別收到PAR和NAR發(fā)出的帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息，MN依據(jù)這些消息得到PAR、NAR所在分支的MAP層次列表。MN利用得到的MAP層次列表進(jìn)行搜索，尋找PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP。假設(shè)PAR所在分支的MAP層次列表有I層，NAR所在分支的MAP層次列表有K層。用M(i)表示PAR所在分支上的MAP層次列表中第i層MAP的地址，用M(k)表示NAR所在分支上的MAP層次列表中第k層MAP的地址。搜索方法是第1步，令/=1;第2步，若/^/，轉(zhuǎn)第3步；若/>/，說(shuō)明不存在M(O-M("，沒有找到具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP,說(shuō)明下一步要移動(dòng)到的網(wǎng)絡(luò)中不存在MAP，即網(wǎng)絡(luò)不具有采用HMIPv6進(jìn)行切換的條件，采用標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)IPv6進(jìn)行切換；第3步，令]^=1;第4步，若y^〖，進(jìn)行第5步；若A:〉r，/=/+1，轉(zhuǎn)第2步；第5步，若M(/)-M(。，M(i)與M(k)表示的MAP地址就是PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP的地址，進(jìn)行第四步；若M(/〉M(A:)，h"l,轉(zhuǎn)第4步。第四步，判斷M(i)與M(k)表示的MAP地址是否與MN當(dāng)前注冊(cè)的MAP地址是同一MAP地址，區(qū)分出從PAR到NAR將要發(fā)生的切換是域內(nèi)切換還是域間切換，方法是用搜索得到的在PAR和NAR所處的兩分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP地址即M(i)與當(dāng)前MN注冊(cè)的MAP的地址進(jìn)行比較，如果兩個(gè)地址相同，則說(shuō)明MN移動(dòng)到NAR時(shí)將要發(fā)生的是域內(nèi)切換，轉(zhuǎn)第六步。如果M(i)與當(dāng)前MN注冊(cè)的MAP的地址不同，說(shuō)明將要發(fā)生的是域間切換，為避免域間切換，轉(zhuǎn)第五步。第五步，用MAPP和MAPn分別表示MN當(dāng)前注冊(cè)的MAP和下一步要注冊(cè)的MAP。下一步要注冊(cè)的MAP就是搜索到的那個(gè)在PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP。為了避免域間切換，MN在利用MAPp收發(fā)數(shù)據(jù)的同時(shí)向MAPn注冊(cè)，并用MAPn的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址在HA和CN處進(jìn)行綁定。由于此時(shí)MN還未發(fā)生切換，MN在向MAPn和HA、CN進(jìn)行綁定時(shí)，仍可通過(guò)MAPP收發(fā)數(shù)據(jù)，直到新的綁定完成。當(dāng)新的綁定完成時(shí)，為了避免HA和CN由于要維護(hù)家鄉(xiāng)地址與MAPp、MAPn的兩個(gè)不同RCoA的綁定，而導(dǎo)致的同樣的數(shù)據(jù)既要傳輸給MAPp，又要傳輸給MAPn，形成數(shù)據(jù)的重復(fù)發(fā)送，造成資源的浪費(fèi)和網(wǎng)絡(luò)的擁塞，當(dāng)HA、CN收到MAPn的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址綁定消息時(shí)，一邊向MN回復(fù)綁定確認(rèn)，一邊向MAPp發(fā)送取消與MN的綁定消息，讓MAPp取消與MN的綁定，HA和CN也在自己的綁定緩存中刪除與MAPp的RCoA的綁定信息，這樣，所有的數(shù)據(jù)包再發(fā)送時(shí)將傳送到MAPn，由MAPn代表MN收發(fā)數(shù)據(jù)。MAP的改變，導(dǎo)致MAP管理區(qū)域的改變，使PAR和NAR又處在了同一MAP域內(nèi)，這樣將要發(fā)生的切換由域間切換轉(zhuǎn)變成了域內(nèi)切換，避免了域間切換的產(chǎn)生。第六步，MN在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行周期檢測(cè)，隨著MN的移動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到NAR的信號(hào)強(qiáng)度大于PAR的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，切換到NAR。否則，繼續(xù)使用PAR。采用本發(fā)明可以達(dá)到以下技術(shù)效果-1.保持MN在域內(nèi)進(jìn)行切換，避免了域間切換的發(fā)生MN在移動(dòng)過(guò)程中，始終保持選擇PAR和NAR所在分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)的MAP作為當(dāng)前使用的MAP，且這個(gè)MAP就是使PAR和NAR處于同一MAP區(qū)域且距離PAR和NAR最近的。這樣的好處是MAP域可隨著MN的移動(dòng)和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改變而動(dòng)態(tài)地改變，永遠(yuǎn)保持MN是在域內(nèi)進(jìn)行切換，避免了域間切換的發(fā)生，有效地減少了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。MN在使用MAPP的同時(shí)向MAPn注冊(cè)，且重新向其HA、CN發(fā)送綁定更新消息，這些過(guò)程并沒有增加網(wǎng)絡(luò)中信令的開銷，因?yàn)榧幢悴粍?dòng)態(tài)地改變MAP，發(fā)生域間切換時(shí)，這些消息也是不可避免的需要產(chǎn)生的，本發(fā)明只是把它們提前完成了，并沒有增加新的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。2.提高數(shù)據(jù)包傳輸?shù)男剩瑴p少綁定信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸時(shí)間由于選擇的是距離接入路由器距離盡可能近的某層次MAP為轉(zhuǎn)發(fā)代理，因此提高了數(shù)據(jù)包傳輸?shù)男?，減少綁定信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸時(shí)間，還減輕了由于選擇距離比較遠(yuǎn)的MAP造成MAP區(qū)域過(guò)大，導(dǎo)致的綁定時(shí)間長(zhǎng)且區(qū)域內(nèi)MN數(shù)量過(guò)多以至MAP路由器負(fù)載嚴(yán)重。3.具有更大的靈活性和擴(kuò)展性由于每個(gè)MN隨著移動(dòng)位置的不同，所選擇的MAP也在動(dòng)態(tài)地改變，網(wǎng)絡(luò)中的MN在不同的時(shí)刻、不同的位置，選擇的MAP具有隨機(jī)性，這樣便分散了MAP載荷，避免了網(wǎng)絡(luò)中大量的MN集中注冊(cè)到某一MAP，致使該MAP9載荷過(guò)大發(fā)生拒絕綁定的現(xiàn)象。圖1是分級(jí)移動(dòng)IPv6的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。圖2是域內(nèi)移動(dòng)的過(guò)程示意圖。圖3是域間移動(dòng)的過(guò)程示意圖。圖4是
背景技術(shù)：
所述第1類減少域間切換方法的示意圖。圖5是
背景技術(shù)：
所述第2類減少域間切換方法的流程圖。圖6是
背景技術(shù)：
所述第2類減少域間切換方法的示意圖。圖7是本發(fā)明的流程圖。圖8是本發(fā)明避免域間切換方法的示意圖。具體實(shí)施方式圖1是分級(jí)移動(dòng)IPv6的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，MAP的設(shè)置常常是多個(gè)層次的，也就是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)好象一顆多叉樹。這種結(jié)構(gòu)由分層次、樹狀排列的MAP及接入路由器AR組成，其中高層的MAP管理區(qū)域覆蓋多個(gè)低層的MAP，而每個(gè)低層的MAP僅屬于一個(gè)高層的MAP管理區(qū)域。AR位于樹狀結(jié)構(gòu)的葉子處。樹狀結(jié)構(gòu)中的各MAP將自身地址作為RCoA，RCoA通過(guò)帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息周期性的向下層MAP或AR傳遞。同時(shí)，各MAP將在收到的路由器通告消息中加入自己的MAP信息并將該消息轉(zhuǎn)交給下層MAP或AR，無(wú)論MAP位于樹狀結(jié)構(gòu)的哪個(gè)層次，其發(fā)出的路由器通告消息都將經(jīng)由樹狀結(jié)構(gòu)的某一條且只有一條分支到達(dá)葉子處的某個(gè)AR。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，為了使信息能不間斷傳輸，接入路由器覆蓋的區(qū)域往往有一部分的重疊。就是說(shuō)，在這個(gè)重疊區(qū)域內(nèi)，MN能收到兩個(gè)不同的AR發(fā)送的通告消息，也就是在重疊區(qū)域內(nèi)，MN能同時(shí)收到PAR和NAR的信號(hào)。圖2是域內(nèi)移動(dòng)的過(guò)程示意圖。當(dāng)麗從AR1往AR2移動(dòng)時(shí)，AR1與AR2共用同一個(gè)MAP，發(fā)生的是域內(nèi)移動(dòng)(過(guò)程a)，之后，MN將這個(gè)新的地址向MAP進(jìn)行更新(過(guò)程b),經(jīng)過(guò)這樣的處理，MN就完成了移動(dòng)處理，可以繼續(xù)通信。圖3是域間移動(dòng)的過(guò)程示意圖。當(dāng)腦從舊MAP域移動(dòng)到新的MAP域后，麗首先與接入路由器AR1交互產(chǎn)生一個(gè)鏈路轉(zhuǎn)交地址(過(guò)程a);之后麗與MAP進(jìn)行交互，產(chǎn)生區(qū)域轉(zhuǎn)交地址，并向MAP發(fā)送綁定請(qǐng)求(過(guò)程b)，之后麗向家鄉(xiāng)代理HA和通信對(duì)端CN發(fā)送綁定更新(過(guò)程C),更新自己的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址RCoA。圖4是
背景技術(shù)：
所述第1類減少域間切換方法的示意圖。由于選擇的是距離最遠(yuǎn)的MAPO作為當(dāng)前注冊(cè)的MAP,雖然MAPO的管理區(qū)域可以覆蓋到所有接入路由器，在網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)發(fā)生域間切換，但是這種方法在MN很多的時(shí)候，所有的MN都需要通過(guò)MAPO來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)，造成MAPO的負(fù)載嚴(yán)重，當(dāng)MAPO內(nèi)注冊(cè)的MN達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，為了保證已有連接的服務(wù)質(zhì)量，很可能將不能接受其他MN的注冊(cè)請(qǐng)求，造成其他MN無(wú)法通信。而且如果MAPO的位置距離接入路由器很遠(yuǎn)，那么發(fā)送綁定更新消息帶來(lái)的信令傳輸時(shí)間將會(huì)比較長(zhǎng)，容易造成網(wǎng)絡(luò)延時(shí)增加。圖5是
背景技術(shù)：
所述第2類減少域間切換方法的流程圖。MN進(jìn)入支持HMIPv6的網(wǎng)絡(luò)后，首先從接入路由器接收帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息，然后根據(jù)特定的算法計(jì)算出一比較合適的MAP，并向此MAP進(jìn)行注冊(cè)。當(dāng)MN移動(dòng)到其他接入路由器的覆蓋范圍時(shí)，判斷新接入路由器的覆蓋區(qū)域是是否在當(dāng)前MAP的管理區(qū)域內(nèi)，如果還在當(dāng)前MAP的管理區(qū)域內(nèi)，則進(jìn)行域內(nèi)切換，否則進(jìn)行域間切換，重新注冊(cè)新的MAP。圖6是
背景技術(shù)：
所述第2類減少域間切換方法的示意圖。根據(jù)第2類減少域間切換的方法，計(jì)算出MN在MAP2的管理區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的可能性比較大，使用MAP2作為當(dāng)前注冊(cè)的MAP,可以有效的減少域間切換的數(shù)量，但是當(dāng)MN改變以往的移動(dòng)特性需要移動(dòng)到MAP2管理區(qū)域以外的范圍時(shí)，如移動(dòng)到AR2(屬于MAPI的管理區(qū)域)或AR6(屬于MAPO的管理區(qū)域)時(shí)，就需要向新的MAP注冊(cè)，在此過(guò)程中，還是會(huì)發(fā)生域間切換。圖7是本發(fā)明的流程圖。包括以下步驟第一步，構(gòu)造MAP層次列表。第二步，MN進(jìn)入支持HMIPv6的網(wǎng)絡(luò)后，依據(jù)從AR收到的帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息中的MAP層次列表信息，選擇距離AR最近的MAP進(jìn)行注冊(cè)，即選擇MAP層次列表中層次最低的MAP進(jìn)行注冊(cè)。第三步，當(dāng)MN繼續(xù)移動(dòng)進(jìn)入重疊覆蓋區(qū)域時(shí)，分別收到PAR和NAR發(fā)出的帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息，MN依據(jù)這些消息得到PAR、NAR所在分支的MAP層次列表。國(guó)利用得到的MAP層次列表進(jìn)行搜索，找到PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP。如果沒有找到具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP,說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)中不存在MAP，采用標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)IPv6進(jìn)行切換；如果找到了，則進(jìn)行第四步。11第四步，判斷搜索到的PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP地址是否與MN當(dāng)前注冊(cè)的MAP地址是同一MAP地址，如果是同一MAP,則要發(fā)生的切換是域內(nèi)切換，直接進(jìn)行第六步。如果不是，則進(jìn)行第五步。第五步，為了避免域間切換，MN在利用MAPp收發(fā)數(shù)據(jù)的同時(shí)向MAPn注冊(cè)，并用MAPn的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址在HA和CN處進(jìn)行綁定。由于此時(shí)MN還未發(fā)生切換，MN在向MAPn和HA、CN進(jìn)行綁定時(shí)，仍可通過(guò)MAPp收發(fā)數(shù)據(jù)，直到新的綁定完成。當(dāng)新的綁定完成時(shí)，當(dāng)HA、CN收到MAPn的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址綁定消息時(shí)，一邊向MN回復(fù)綁定確認(rèn)，一邊向MAPp發(fā)送取消與MN的綁定消息，讓MAPp取消與MN的綁定，HA和CN也在自己的綁定緩存中刪除與MAPp的RCoA的綁定信息。第六步，MN在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行周期檢測(cè)，隨著MN的移動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到NAR的信號(hào)強(qiáng)度大于PAR的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，切換到NAR;否則，繼續(xù)使用PAR。與
背景技術(shù)：
所述第2類減少域間切換方法相比，當(dāng)MN移動(dòng)出當(dāng)前MAP域時(shí)，不再需要發(fā)生域間切換，而是通過(guò)動(dòng)態(tài)的切換當(dāng)前注冊(cè)的MAP,使MN始終處于前后兩個(gè)接入路由器所處分支上的具有相同MAP，且是最近的MAP的管理區(qū)域中，這樣就避免了域間切換的產(chǎn)生，減少了切換的延時(shí)。圖8是本發(fā)明避免域間切換方法的示意圖。當(dāng)MN進(jìn)入如圖所示網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，首先從AR1處接收帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息和MAP層次列表，并據(jù)此選擇距離AR1最近的MAP1注冊(cè)，當(dāng)MN繼續(xù)向AR2移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到AR1與AR2的信號(hào)重疊區(qū)域時(shí)，MN接收到AR2的通告消息和MAP層次列表，通過(guò)對(duì)從AR1和AR2得到的MAP層次列表進(jìn)行搜索，得知AR1和AR2具有相同根結(jié)點(diǎn)MAP1，且距離AR1和AR2最近的MAP就是MAP1，又通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)MAP1就是MN當(dāng)前注冊(cè)的MAP，此時(shí)判斷MN將要進(jìn)行的切換就是域內(nèi)切換，AR2的信號(hào)強(qiáng)度大于AR1的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生切換。MN繼續(xù)向AR3移動(dòng)時(shí)，當(dāng)進(jìn)入AR2與AR3的信號(hào)重疊區(qū)域后，通過(guò)搜索發(fā)現(xiàn)MAPO是在AR2和AR3兩分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)的且距離AR2和AR3最近的MAP，將MAPO與當(dāng)前MN注冊(cè)的MAP(為MAP1)比較，發(fā)現(xiàn)不是同一個(gè)MAP，說(shuō)明將要進(jìn)行的是域間切換。此時(shí)，MN向MAPO發(fā)送綁定更新消息，并用MAPO的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址在HA和CN處再次進(jìn)行綁定。注意，此時(shí)MN還未發(fā)生切換，也就是MN在向MAPO和HA、CN進(jìn)行綁定時(shí)，還是通過(guò)MAP1收發(fā)數(shù)據(jù)，直到新的綁定完成。當(dāng)新的綁定完成時(shí)，當(dāng)HA、CN收到MAPO的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址綁定消息后，回復(fù)綁定確認(rèn)的同時(shí)，向MAP1同時(shí)發(fā)送一個(gè)取消與MN的綁定消息，讓MAP1取消與MN的綁定，HA和CN也在自己的綁定緩存中刪除與MAP1的RCoA的綁定信息，這樣，所有的數(shù)據(jù)包再發(fā)送時(shí)將傳送到MAPO，由MAPO通過(guò)雙向隧道與MN進(jìn)行通信。MN在向AR6移動(dòng)的過(guò)程中，每次切換的MAP如圖所示，通過(guò)這種方法動(dòng)態(tài)切換MAP，將圖3所需的b、c兩個(gè)過(guò)程在不中斷通信的同時(shí)提前完成，使所有的切換過(guò)程都轉(zhuǎn)變?yōu)橛騼?nèi)切換，減少了切換的延時(shí)。權(quán)利要求1.一種分級(jí)移動(dòng)IPv6避免域間切換的方法，其特征在于包括以下步驟第一步，構(gòu)造MAP層次列表，方法是擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的地址域?yàn)橐粋€(gè)存儲(chǔ)MAP地址信息的堆棧，該堆棧即為MAP層次列表，帶MAP層次列表的MAP選項(xiàng)稱為擴(kuò)展MAP選項(xiàng)；當(dāng)帶MAP選項(xiàng)的路由器通告消息向下層MAP或AR傳遞時(shí)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)MAP，就將該MAP的IPv6地址信息壓入MAP層次列表底部，MAP層次列表原有信息依次上移一層，當(dāng)帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息自頂向下傳遞到各分支的葉子處時(shí)，在各分支的葉子處構(gòu)成了完整的MAP層次列表；第二步，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN進(jìn)入支持HMIPv6的網(wǎng)絡(luò)后，依據(jù)從接入路由器AR收到的帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息中的MAP信息，選擇距離AR最近的MAP進(jìn)行注冊(cè)，即選擇MAP層次列表中層次最低的MAP進(jìn)行注冊(cè)；第三步，當(dāng)MN繼續(xù)移動(dòng)進(jìn)入重疊覆蓋區(qū)域時(shí)，分別收到PAR和NAR發(fā)出的帶擴(kuò)展MAP選項(xiàng)的路由器通告消息，MN依據(jù)這些消息得到PAR、NAR所在分支的MAP層次列表，PAR指移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換前使用的AR，NAR指移動(dòng)節(jié)點(diǎn)預(yù)計(jì)切換后所使用的AR；MN利用得到的MAP層次列表進(jìn)行搜索，尋找PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP；搜索方法是第1步，令i＝1；第2步，若i≤I，轉(zhuǎn)第3步；若i＞I，采用標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)IPv6進(jìn)行切換；第3步，令k＝1；第4步，若k≤K，進(jìn)行第5步；若k＞K，i＝i+1，轉(zhuǎn)第2步；第5步，若M(i)＝M(k)，M(i)與M(k)表示的MAP地址就是PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP的地址，進(jìn)行第四步；若M(i)≠M(fèi)(k)，k＝k+1，轉(zhuǎn)第4步；所述I為PAR所在分支的MAP層次列表的層數(shù)，K為NAR所在分支的MAP層次列表的層數(shù)，M(i)表示PAR所在分支上的MAP層次列表中第i層MAP的地址，M(k)表示NAR所在分支上的MAP層次列表中第k層MAP的地址；第四步，判斷M(i)與M(k)表示的MAP地址是否與MN當(dāng)前注冊(cè)的MAP地址是同一MAP地址，區(qū)分出從PAR到NAR將要發(fā)生的切換是域內(nèi)切換還是域間切換，方法是用搜索得到的在PAR和NAR所處的兩分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP地址即M(i)與當(dāng)前MN注冊(cè)的MAP的地址進(jìn)行比較，如果兩個(gè)地址相同，則轉(zhuǎn)第六步，如果M(i)與當(dāng)前MN注冊(cè)的MAP的地址不同，轉(zhuǎn)第五步；第五步，用MAPp和MAPn分別表示MN當(dāng)前注冊(cè)的MAP和下一步要注冊(cè)的MAP，下一步要注冊(cè)的MAP就是搜索到的那個(gè)在PAR和NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP；MN在利用MAPp收發(fā)數(shù)據(jù)的同時(shí)向MAPn注冊(cè)，并用MAPn的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址在HA和CN處進(jìn)行綁定；MN在向MAPn和HA、CN進(jìn)行綁定時(shí)，仍通過(guò)MAPp收發(fā)數(shù)據(jù)，直到新的綁定完成；當(dāng)HA、CN收到MAPn的RCoA與MN的家鄉(xiāng)地址綁定消息時(shí)，一邊向MN回復(fù)綁定確認(rèn)，一邊向MAPp發(fā)送取消與MN的綁定消息，讓MAPp取消與MN的綁定，HA和CN也在自己的綁定緩存中刪除與MAPp的RCoA的綁定信息，這樣，所有的數(shù)據(jù)包再發(fā)送時(shí)將傳送到MAPn，由MAPn代表MN收發(fā)數(shù)據(jù)；第六步，MN在移動(dòng)過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行周期檢測(cè)，隨著MN的移動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到NAR的信號(hào)強(qiáng)度大于PAR的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，切換到NAR；否則，繼續(xù)使用PAR。全文摘要本發(fā)明公開了一種分級(jí)移動(dòng)IPv6避免域間切換的方法，目的是提出的一種動(dòng)態(tài)切換MAP的方法，避免域間切換的產(chǎn)生。技術(shù)方案是首先構(gòu)造MAP層次列表，接著依據(jù)AR收到的MAP信息選擇MAP層次列表中層次最低的MAP進(jìn)行注冊(cè)；MN利用得到的MAP層次列表進(jìn)行搜索，尋找MN切換前使用的AR-PAR和MN預(yù)計(jì)切換后所使用的AR-NAR所在的分支上具有相同根結(jié)點(diǎn)且距離接入路由器最近的MAP；然后區(qū)分從PAR到NAR將要發(fā)生的切換是域內(nèi)切換還是域間切換，若是域間切換，提前進(jìn)行MAP綁定更新和HA綁定更新，避免域間切換的產(chǎn)生；最后，隨著MN的移動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到NAR的信號(hào)強(qiáng)度大于PAR的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，切換到NAR。采用本發(fā)明可以避免域間切換的產(chǎn)生，減少M(fèi)N與MAP的信令交互時(shí)間。文檔編號(hào)H04W36/08GK101516082SQ20091004292公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2009年3月23日優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日發(fā)明者崗黨,劉亞萍,劉建洋,張曉哲,王寶生,鋒趙,琳陳,陳曉梅,靜陶申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)