實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上下行數(shù)據(jù)負(fù)載均衡與切換的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域的負(fù)載均衡與切換技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(Mobile Node, MN)上下行數(shù)據(jù)負(fù)載均衡與切換的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中，由于全局移動(dòng)帶來(lái)的各種弊端，如信令開(kāi)銷大、需要修改主機(jī)等，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織因特網(wǎng)工程任務(wù)組(The Internet Engineering Task Force, IETF)提出了基于網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域移動(dòng)管理協(xié)議代理移動(dòng)IPv6 (Proxy Mobile IPv6，PMIPv6)。
[0003]在PMIPv6技術(shù)中，通過(guò)PMIPv6協(xié)議處理一個(gè)麗移動(dòng)管理行為的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域稱為PMIPv6域。在這個(gè)域中，核心的功能實(shí)體是本地移動(dòng)錨(LocalMobility Anchor，LMA)和移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)(Mobile Access Gateway,MAG);其中，LMA是在PMIPv6域內(nèi)MN的家鄉(xiāng)代理,負(fù)責(zé)保持MN可訪問(wèn)，同時(shí)也是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴(MN-HNP)的提供者；MAG位于MN接入的位置，代表MN進(jìn)行移動(dòng)管理，負(fù)責(zé)檢測(cè)MN的移動(dòng)及MN與LMA之間的綁定注冊(cè)等信令交互。
[0004]圖1為一個(gè)PMIPv6域的組成結(jié)構(gòu)示意圖，其中，當(dāng)麗在一個(gè)PMIPv6域中移動(dòng)時(shí)，MN—直使用自身在PMIPv6域中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)地址(Mobile Node’ s Home Address,MN-HoA);代理轉(zhuǎn)交地址(Proxy Care-of Address, Proxy-CoA)由 MAG 配置，是 LMA 和 MAG之間隧道的端點(diǎn)，LMA將這個(gè)Proxy-CoA視為MN的轉(zhuǎn)交地址并進(jìn)行注冊(cè)。
[0005]當(dāng)麗通過(guò)某條接入鏈路連入PMIPv6域時(shí)，該鏈路上的MAG在識(shí)別出麗后決定此MN是否被授權(quán)使用PMIPv6服務(wù)，如果確認(rèn)MN已被授權(quán)，則網(wǎng)絡(luò)將保證MN接入網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備使用任何該網(wǎng)絡(luò)允許的地址配置機(jī)制獲得地址，并使MN可在該P(yáng)MIPv6域中任意移動(dòng)。麗所獲得的地址配置信息包括MN-HNP、該鏈路上的默認(rèn)路由器地址以及其他相關(guān)的配置信息。從麗的角度來(lái)看，整個(gè)PMIPv6域可視為一條單獨(dú)的鏈路，當(dāng)麗更換接入此PMIPv6的鏈路后，該MN仍可保持其初始的地址配置。
[0006]當(dāng)麗進(jìn)入PMIPv6域時(shí)，MAG感知到麗的接入，MAG向LMA發(fā)送代理綁定更新消息(Proxy Binding Update, PBU), LMA在接收到PBU后，向MAG返回代理綁定確認(rèn)消息(ProxyBinding Acknowledgement,PBA),在PBA 中攜帶MN-HNP,同時(shí)LMA將建立綁定緩存(BindingCache entry, BCE)及與MAG間的一條雙向隧道。MAG接到PBA后，建立與LMA間的雙向隧道，這樣，MAG就擁有模擬麗的家鄉(xiāng)鏈路所需的所有信息；之后，MAG在麗接入的鏈路上發(fā)送路由通告(RA)以宣告麗的MN-HNP ;麗接到RA后即可進(jìn)行地址配置，進(jìn)而完成接入PMIPv6域的過(guò)程，使得MN和對(duì)端通信MN的數(shù)據(jù)流量通過(guò)LMA和MAG之間的雙向隧道進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0007]當(dāng)MN從先前的MAG (ρ-MAG)切換到新的MAG (n_MAG)時(shí)，ρ-MAG感知到MN離開(kāi)其接入鏈路，則向LMA發(fā)送取消綁定的PBU，LMA接收此PBU并返回PBA ；n-MAG發(fā)現(xiàn)麗接入后，將按照麗接入PMIPv6域的流程通過(guò)PBU信令更新LMA上的綁定和路由信息。這樣，麗會(huì)在新的鏈路上收到與之前相同的RA，從而確定仍處于相同的鏈路并使用相同的地址配置。
[0008]由此可知，PMIPv6技術(shù)能在MN不參與移動(dòng)信令的前提下實(shí)現(xiàn)MN的移動(dòng)切換，具備實(shí)現(xiàn)上的便利性，易于推廣。但是，一個(gè)PMIPv6域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過(guò)LMA進(jìn)行隧道處理和路由，造成LMA壓力過(guò)大。而且,隨著Internet的發(fā)展,高清晰的視頻業(yè)務(wù)越來(lái)越多，此類業(yè)務(wù)帶來(lái)的大量數(shù)據(jù)報(bào)文對(duì)LMA的處理能力形成了巨大的挑戰(zhàn)。因此，在PMIPv6技術(shù)中，存在單個(gè)LMA負(fù)載過(guò)大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種實(shí)現(xiàn)麗上下行數(shù)據(jù)負(fù)載均衡與切換的方法和系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種實(shí)現(xiàn)MN上下行數(shù)據(jù)負(fù)載均衡與切換的方法，在每個(gè)LMA與各個(gè)MAG之間均建立雙向隧道，該方法還包括:
[0011]每個(gè)LMA以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔自動(dòng)檢查自身的負(fù)載狀況，并將自身的負(fù)載狀況發(fā)送給RMS ；
[0012]RMS接收每個(gè)LMA的負(fù)載狀況并存儲(chǔ)到自身維護(hù)的負(fù)載列表中；
[0013]RMS定期遍歷自身維護(hù)的負(fù)載列表，根據(jù)每個(gè)LMA的負(fù)載狀況實(shí)時(shí)調(diào)整MAG的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
[0014]上述方案中，所述在每個(gè)LMA與各個(gè)MAG之間均建立雙向隧道包括:
[0015]當(dāng)MAG啟動(dòng)時(shí)，同時(shí)讀取配置文件中的多個(gè)LMA信息，并根據(jù)每個(gè)LMA信息分別發(fā)送建立隧道請(qǐng)求信令至對(duì)應(yīng)LMA ；
[0016]LMA接收隧道請(qǐng)求信令，之后，根據(jù)隧道請(qǐng)求信令建立對(duì)應(yīng)的LMA到MAG的隧道并返回建立隧道應(yīng)答信令；
[0017]MAG接收隧道應(yīng)答信令，之后，根據(jù)隧道應(yīng)答信令建立對(duì)應(yīng)的MAG至LMA的隧道。
[0018]上述方案中，所述LMA自身的負(fù)載狀況包括:LMA為每個(gè)MAG轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)、上行數(shù)據(jù)包總個(gè)數(shù)、以及CPU利用率。
[0019]上述方案中，所述根據(jù)每個(gè)LMA的負(fù)載狀況實(shí)時(shí)調(diào)整MAG的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑包括:根據(jù)每個(gè)LMA的負(fù)載狀況確定過(guò)載LMA和輕載LMA ;發(fā)送負(fù)載調(diào)整信令至到達(dá)過(guò)載LMA數(shù)據(jù)包最多的MAG ;所述MAG接收并根據(jù)負(fù)載調(diào)整信令，修改對(duì)應(yīng)路由項(xiàng)；其中，當(dāng)LMA的CPU利用率高于百分比上限，且轉(zhuǎn)發(fā)的上行數(shù)據(jù)包總個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，確定為過(guò)載LMA ;當(dāng)LMA的CPU利用率低于百分比下限時(shí)，確定為輕載LMA。
[0020]上述方案中，所述方法還包括:
[0021]當(dāng)麗切換到當(dāng)前MAG時(shí)，當(dāng)前MAG完成標(biāo)準(zhǔn)的PBU/PBA交換后，將路由更新信令經(jīng)由RMS轉(zhuǎn)發(fā)至每個(gè)LMA ；
[0022]每個(gè)LMA分別調(diào)整對(duì)應(yīng)的路由項(xiàng)，將獲取的麗的數(shù)據(jù)都由隧道口轉(zhuǎn)發(fā)至當(dāng)前MAG。
[0023]上述方案中，所述將路由更新信令經(jīng)由RMS轉(zhuǎn)發(fā)至每個(gè)LMA包括:當(dāng)前MAG發(fā)送路由更新信令至RMS ；RMS接收到路由更新信令后，轉(zhuǎn)發(fā)路由更新信令至每個(gè)LMA。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種實(shí)現(xiàn)MN上下行數(shù)據(jù)負(fù)載均衡與切換的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:LMA、MAG、RMS ;其中，
[0025]所述MAG、用于在每個(gè)LMA與各個(gè)MAG之間均建立雙向隧道；
[0026]所述LMA，用于以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔自動(dòng)檢查自身的負(fù)載狀況，并將自身的負(fù)載狀況發(fā)送給RMS ；
[0027]所述RMS，用于接收每個(gè)LMA的負(fù)載狀況并存儲(chǔ)到自身維護(hù)的負(fù)載列表中；定期遍歷自身維護(hù)的負(fù)載列表，根據(jù)每個(gè)LMA的負(fù)載狀況實(shí)時(shí)調(diào)整MAG的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
[0028]上述方案中，所述LMA自身的負(fù)載狀況包括:LMA為每個(gè)MAG轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)、上行數(shù)據(jù)包總個(gè)數(shù)、以及CPU利用率。
[0029]上述方案中，所述當(dāng)前MAG，還用于當(dāng)麗切換到當(dāng)前MAG時(shí)，完成標(biāo)準(zhǔn)的PBU/PBA交換后，將路由更新信令經(jīng)由RMS發(fā)送至每個(gè)LMA ；
[0030]所述LMA，還用于分別調(diào)整對(duì)應(yīng)的路由項(xiàng)，將獲取的麗的數(shù)據(jù)都由隧道口轉(zhuǎn)發(fā)至當(dāng)前MAG。
[0031]上述方案中，所述當(dāng)前MAG將路由更新信令經(jīng)由RMS發(fā)送至每個(gè)LMA包括:當(dāng)前MAG發(fā)送路由更新信令至RMS ；RMS接收到路由更新信令后，轉(zhuǎn)發(fā)路由更新信令至每個(gè)LMA。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)MN上下行數(shù)據(jù)負(fù)載均衡與切換的方法和系統(tǒng)，在每個(gè)LMA與各個(gè)MAG之間均建立雙向隧道；每個(gè)LMA以預(yù)設(shè)時(shí)間間隔自動(dòng)檢查自身的負(fù)載狀況，并將自身的負(fù)載狀況發(fā)送給路由管理實(shí)體(Route Management Server, RMS);RMS接收每個(gè)LMA的負(fù)載狀況并存儲(chǔ)到自身維護(hù)的負(fù)載列表中；RMS定期遍歷自身維護(hù)的負(fù)載列表，根據(jù)每個(gè)LMA的負(fù)載狀況實(shí)時(shí)調(diào)整MAG的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。另外，當(dāng)MN切換到當(dāng)前MAG時(shí)，當(dāng)前MAG完成標(biāo)準(zhǔn)的PBU/PBA交換后，將路由更新信令經(jīng)由RMS轉(zhuǎn)發(fā)至每個(gè)LMA，每個(gè)LMA分別調(diào)整對(duì)應(yīng)的路由項(xiàng)，將獲取的麗的數(shù)據(jù)都由隧道口轉(zhuǎn)發(fā)至當(dāng)前MAG。如此，在PMIPv6域內(nèi)引入多個(gè)LMA，通過(guò)雙向的、動(dòng)態(tài)的LMA間負(fù)載均衡技術(shù)，能夠解決PMIPv6中單個(gè)LMA負(fù)載過(guò)大的問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)流且動(dòng)態(tài)的負(fù)載均衡與切換。
【附圖說(shuō)明