專利名稱：網(wǎng)絡(luò)中的路由操作控制方法、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及其計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)在通信網(wǎng)絡(luò)中的路由操作進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的技術(shù)，并且本發(fā)明是通過特別關(guān)注在無線移動(dòng)自組織(ad-hoc)網(wǎng)絡(luò)(MANET)中的可能的應(yīng)用而開發(fā)出的。
背景技術(shù)：
MANET是以不存在任何基礎(chǔ)設(shè)施為特征的無線網(wǎng)絡(luò)MANET的節(jié)點(diǎn)既用作主機(jī)(即，它們是通信的端點(diǎn))又用作路由器。實(shí)際上，不能在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間直接遞送的分組被經(jīng)由沿著多跳路徑的其他中間節(jié)點(diǎn)而路由，以使這些分組到達(dá)它們的目的地。
通過路由協(xié)議使得可以在MANET內(nèi)進(jìn)行路由，該路由協(xié)議必須運(yùn)行在屬于MANET的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(稱為“MANET節(jié)點(diǎn)”)上通過交換控制消息，這些節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)必須沿著的最優(yōu)路徑進(jìn)行計(jì)算。節(jié)點(diǎn)通常擁有用于進(jìn)行路由和/或數(shù)據(jù)交換的唯一標(biāo)識(shí)符。
MANET可以是孤立網(wǎng)絡(luò)或者可以經(jīng)由用作網(wǎng)關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到外部網(wǎng)絡(luò)。
具體來說，如果屬于MANET的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行網(wǎng)際協(xié)議并且移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)連接到外部IP網(wǎng)絡(luò)(如，全球因特網(wǎng))，則必須保證全局連接性，即，每個(gè)MANET節(jié)點(diǎn)都必須由一有效IP地址來標(biāo)識(shí)，該有效IP地址是接收由位于該移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)外部的主機(jī)發(fā)送的分組所必需的。
MANET中的路由問題主要由因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)來處理，在IETF中已提出許多MANET路由協(xié)議。在這些MANET路由協(xié)議中，最優(yōu)鏈接狀態(tài)路由(OLSR)協(xié)議已被標(biāo)準(zhǔn)化。
T.Clausen、P.Jacquet的文獻(xiàn)“Optimized Link State RoutingProtocol(OLSR)”，IETF standard，RFC 3626詳細(xì)描述了最優(yōu)鏈接狀態(tài)路由協(xié)議。這是在本說明中對(duì)IETF文檔的進(jìn)行的一系列引用中的第一次引用。在提交本申請(qǐng)時(shí)，通過位于http://www.ietf.org處的IETF網(wǎng)站可以自由地訪問這里所引用的所有IETF文檔。
OLSR是一種“前攝(proactive)”路由協(xié)議這意為定期地生成包含有移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒌目刂葡?，并由屬于MANET的每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送該消息。借助于這種分組，MANET節(jié)點(diǎn)了解朝向所有其他MANET節(jié)點(diǎn)的路徑(即，網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)拓?fù)?。
此外，OLSR協(xié)議使得MANET節(jié)點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)將移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)連接到外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)并建立到這種網(wǎng)關(guān)的路由。為此，最優(yōu)鏈接狀態(tài)路由協(xié)議定義特定類型的路由消息來執(zhí)行網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)。因而每個(gè)MANET節(jié)點(diǎn)都可以針對(duì)跳數(shù)來計(jì)算朝向這些網(wǎng)關(guān)的路由并選擇最優(yōu)的網(wǎng)關(guān)(即，缺省網(wǎng)關(guān))，該最優(yōu)網(wǎng)關(guān)將被用來向位于外部網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)發(fā)送分組(即，上行鏈路業(yè)務(wù)量)。
OLSR協(xié)議并不處理節(jié)點(diǎn)的IP地址配置，而借助于未指定的配置機(jī)制利用唯一的IP地址對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的每個(gè)接口進(jìn)行配置。
因特網(wǎng)工程任務(wù)組已提議了許多用于進(jìn)行自動(dòng)地址配置的方法。這些提議中的一些提議關(guān)注于與全局連接性有關(guān)的問題，如在MANET的情況下的地址配置，其中經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)連接性。
在文獻(xiàn)P.E.Engelstad，A.Tonnesen，A.Hafslund，G.Egeland，“Internet Connectivity for Multi-Homed Proactive Ad Hoc Networks”，in Proceedings of IEEE International Conference on Communication(ICC 2004)，Paris，June 2004中，作者考慮了借助一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)關(guān)連接到因特網(wǎng)的MANET，其中所有節(jié)點(diǎn)都是IPv4節(jié)點(diǎn)并且在該MANET內(nèi)使用OLSR協(xié)議作為路由算法。此外，作者提出分別基于網(wǎng)絡(luò)地址翻譯器(NAT)機(jī)制和移動(dòng)IPv4(MIPv4)協(xié)議的兩種解決方案來處理全局連接性。
在基于NAT機(jī)制的解決方案中，每個(gè)網(wǎng)關(guān)都運(yùn)行NAT這意味著每個(gè)網(wǎng)關(guān)都將去往MANET外部的數(shù)據(jù)分組的源地址替換為它自己的全局地址(該全局地址在外部網(wǎng)絡(luò)上是可路由的)。借助于這種變化，輸出數(shù)據(jù)分組的IP源地址是可全局路由的地址返回業(yè)務(wù)量經(jīng)由給定網(wǎng)關(guān)朝向位于MANET中的其目的地流動(dòng)。因此，外部主機(jī)將使用NAT網(wǎng)關(guān)的IP地址作為目的地IP地址來返回分組。該網(wǎng)關(guān)接著可以將目的地IP地址替換為MANET節(jié)點(diǎn)的IP地址并將返回業(yè)務(wù)量注入MANET中。使用NAT協(xié)議意味著必須經(jīng)由同一網(wǎng)關(guān)對(duì)同一傳輸控制協(xié)議(TCP)會(huì)話的所有分組進(jìn)行路由。所引用的文章的作者證實(shí)了這種特性與OLSR協(xié)議所使用的選擇缺省網(wǎng)關(guān)的機(jī)制不兼容，該缺省網(wǎng)關(guān)在拓?fù)渥兓罂赡鼙惶鎿Q掉。這種替換會(huì)導(dǎo)致所有活動(dòng)的TCP會(huì)話失敗為了避免該情況，作者提出使用IP管道技術(shù)來經(jīng)由同一網(wǎng)關(guān)對(duì)所有分組進(jìn)行路由。
本申請(qǐng)人要指出的是，在基于NAT的解決方案中使用管道技術(shù)意味著進(jìn)行次優(yōu)路由，因此，意味著性能的損失這是因?yàn)?，無論節(jié)點(diǎn)的位置如何，總是朝向同一網(wǎng)關(guān)建立管道，而該節(jié)點(diǎn)本來可以使用更好的網(wǎng)關(guān)來轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)量。
基于移動(dòng)IPv4協(xié)議的解決方案假設(shè)每個(gè)MANET節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行移動(dòng)IPv4協(xié)議，這解決了在節(jié)點(diǎn)改變了它所連接到的網(wǎng)絡(luò)之后保持會(huì)話連續(xù)性的問題。
由屬于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的地址(稱為家鄉(xiāng)地址)來唯一地標(biāo)識(shí)運(yùn)行MIPv4的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。移動(dòng)IPv4定義了分別位于家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)和外地(即，被訪問的)網(wǎng)絡(luò)中的被稱為MIP家鄉(xiāng)代理(MIP-HA)和MIP-外部代理(MIP-FA)的兩個(gè)功能實(shí)體。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它發(fā)現(xiàn)存在一個(gè)或更多個(gè)MIP外部代理，并利用移動(dòng)IPv4信令技術(shù)將所發(fā)現(xiàn)的MIP外部代理中的一個(gè)外部代理的公共地址(被稱為轉(zhuǎn)交地址)注冊(cè)到其MIP家鄉(xiāng)代理。
在進(jìn)行了這種注冊(cè)之后，MIP家鄉(xiāng)代理對(duì)去往位于其家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)上的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的所有業(yè)務(wù)量進(jìn)行攔截，并將該業(yè)務(wù)量以隧道方式向位于MIP外部代理上的轉(zhuǎn)交地址傳輸，該MIP外部代理進(jìn)而直接將該業(yè)務(wù)量遞送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)改變了它所連接到的網(wǎng)絡(luò)之后，該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)新的MIP外部代理并將該新轉(zhuǎn)交地址注冊(cè)到其家鄉(xiāng)代理該家鄉(xiāng)代理執(zhí)行業(yè)務(wù)量重定向。這些應(yīng)用使用家鄉(xiāng)地址(在漫游過程中它不會(huì)變化)作為用于進(jìn)行通信的端點(diǎn)，因而保持了數(shù)據(jù)會(huì)話連續(xù)性。
該解決方案假設(shè)網(wǎng)關(guān)用作MIP外部代理移動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇所選中的缺省網(wǎng)關(guān)作為其MIP外部代理。使用移動(dòng)IPv4保證了全局連接性，這是因?yàn)槊總€(gè)MANET節(jié)點(diǎn)都由家鄉(xiāng)地址唯一地識(shí)別，該家鄉(xiāng)地址是從外部主機(jī)可達(dá)的由家鄉(xiāng)代理將去往家鄉(xiāng)地址的業(yè)務(wù)量以隧道方式朝向缺省網(wǎng)關(guān)(用作MIP外部代理)傳輸，該缺省網(wǎng)關(guān)進(jìn)而經(jīng)由多跳路徑將該業(yè)務(wù)量遞送給節(jié)點(diǎn)。
此外，缺省網(wǎng)關(guān)的變化還導(dǎo)致MIP外部代理變化，但是不會(huì)打斷任何通信會(huì)話節(jié)點(diǎn)利用其家鄉(xiāng)代理對(duì)其新MIP外部代理進(jìn)行注冊(cè)，并且移動(dòng)IPv4協(xié)議保證會(huì)話連續(xù)性。同樣，以上引用的文章的作者指出，該解決方案意味著對(duì)移動(dòng)IPv4的標(biāo)準(zhǔn)操作的修改，這要求移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和外部代理在同一鏈路上。其他IETF稿件提出了借助于多個(gè)網(wǎng)關(guān)將IPv6 MANET連接到全球因特網(wǎng)的各種方式。
例如，R.Wakikawa，J.Malinen，C.Perkins，A.Nilsson，A.Tuominen，in“Global connectivity for IPv6 Mobile Ad HocNetworks”，IETF Internet expired draft，draft-wakikawa-manet-globalv6-03.txt規(guī)定了兩種機(jī)制，通過這兩種機(jī)制，MANET節(jié)點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)并且可以獲得全局IPv6前綴，MANET節(jié)點(diǎn)根據(jù)該全局IPv6前綴可以建立其全局IPv6地址。
第一種機(jī)制是基于需要全局連接性的節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)關(guān)信息的反應(yīng)性請(qǐng)求。第二種機(jī)制基于網(wǎng)關(guān)本身執(zhí)行的對(duì)網(wǎng)關(guān)信息的定期公告。在該標(biāo)題的文章中，作者建議可以通過修改由IPv6定義的路由協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP)來實(shí)現(xiàn)這兩種機(jī)制。這種修改在于配置關(guān)于節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)地址以加入路由協(xié)議，并借助于修改后的路由消息或修改后的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議消息來接收全局前綴從預(yù)定義的MANET_LOCAL前綴開始，利用IPv6無狀態(tài)自動(dòng)配置機(jī)制來獲得臨時(shí)地址。此外，如果節(jié)點(diǎn)運(yùn)行移動(dòng)IPv6(MIPv6)協(xié)議，則也可以使用移動(dòng)IPv6家鄉(xiāng)地址作為臨時(shí)地址。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)第一次加入MANET時(shí)使用這種解決方案。申請(qǐng)人指出，當(dāng)節(jié)點(diǎn)必須改變其全局地址時(shí)該地址配置機(jī)制也是適用的，其中在如下情況下可能發(fā)生節(jié)點(diǎn)必須改變其全局地址的情況當(dāng)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前網(wǎng)關(guān)離開MANET或失效時(shí)或者當(dāng)節(jié)點(diǎn)由于性能原因而改變其在MANET內(nèi)的缺省網(wǎng)關(guān)時(shí)。如果以上任一情況成立，則MANET節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷由于以下操作所需的時(shí)間而產(chǎn)生的顯著延遲選擇新缺省網(wǎng)關(guān)、對(duì)根據(jù)由選中的網(wǎng)關(guān)接收到的前綴而建立的全局地址進(jìn)行配置、以及利用這種新全局地址來重新加入路由協(xié)議。在此過程中，無論從其他MANET節(jié)點(diǎn)還是從外部節(jié)點(diǎn)都訪問不到該節(jié)點(diǎn)，這是因?yàn)樗傻乃邢?nèi)容都是無用的，因?yàn)檫@些消息內(nèi)容已與不再有效的地址相關(guān)聯(lián)。因此，在這種情況下，在普通MANET單元不能將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量路由到已改變其地址的節(jié)點(diǎn)，直到該普通MANET單元接收到由節(jié)點(diǎn)生成的并包含有與新全局地址相關(guān)聯(lián)的拓?fù)湫畔⒌淖銐蛳ⅰ?br> 具體來說，如果在MANET內(nèi)采用前攝路由協(xié)議，則節(jié)點(diǎn)選擇新網(wǎng)關(guān)所需的時(shí)間是可以忽略的，而借助于向整個(gè)MANET路由消息來傳播新地址信息所需的時(shí)間量(這里將其定義為“路由收斂延遲”)可能是顯著的，它在很大程度上取決于路由設(shè)置以及MANET拓?fù)浜突鶖?shù)。
C.Jelger，T.Noel，A.Frey，“Gateway and addressauto-configuration for IPv6 ad-hoc networks”，IETF Internet draft(在http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-jelger-manet-Gateway-autoconf-v6-02.txt處可以獲得)提出了一種解決方案，在該解決方案中，MANET中的每個(gè)網(wǎng)關(guān)都定期地將其全局前綴廣播給所有其第一跳鄰居(即，直接連接到該網(wǎng)關(guān)的節(jié)點(diǎn))，這些第一跳鄰居進(jìn)而在對(duì)它們的全局地址進(jìn)行了配置之后定期地向所有它們的鄰居廣播與所選的全局前綴(以及對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān))有關(guān)的信息。這意味著節(jié)點(diǎn)只接收與由其鄰居使用以對(duì)它們的全局地址進(jìn)行配置的全局前綴有關(guān)的信息。所提出的全局前綴選擇和傳播機(jī)制使得可以保持前綴連續(xù)性，即，在節(jié)點(diǎn)與已選擇了全局前綴的網(wǎng)關(guān)之間存在路徑，該路徑由同樣利用這種全局前綴對(duì)它們的全局地址進(jìn)行了配置的節(jié)點(diǎn)組成)。
本申請(qǐng)人需要指出的是，在全局地址由于網(wǎng)關(guān)故障、失去了朝向所選網(wǎng)關(guān)的連接性、或性能原因，而發(fā)生變化的情況下，節(jié)點(diǎn)會(huì)經(jīng)受與在R.Wakikawa等人的文獻(xiàn)中介紹的以及先前描述的延遲類似的延遲。
H.Cha，J.Park，H.Kim在“Extend Support for GlobalConnectivity for IPv6 Mobile Ad Hoc Networks”IETF Internetexpired draft，draft-cha-manet-extended-support-globalv6-00.txt，October 2003中提出了一種由移動(dòng)IP激發(fā)出的解決方案，該解決方案允許在發(fā)生分割之后保持上層會(huì)話連續(xù)性。該文獻(xiàn)考慮了一種以頻繁的分割和合并過程為特征的MANET場(chǎng)景。當(dāng)MANET分割成兩個(gè)或更多個(gè)MANET時(shí)，可能會(huì)發(fā)生節(jié)點(diǎn)無法找到朝向其當(dāng)前缺省網(wǎng)關(guān)的路由的情況。該節(jié)點(diǎn)可以選擇新的缺省網(wǎng)關(guān)，但是，為了進(jìn)行下行鏈路業(yè)務(wù)量接收，節(jié)點(diǎn)需要從與該新的缺省網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的全局前綴獲得的新全局地址。
所提出的解決方案擴(kuò)展了在R.Wakikawa等人的上述文獻(xiàn)中提出的機(jī)制(即，請(qǐng)求-廣告方法)。MANET節(jié)點(diǎn)利用由其缺省網(wǎng)關(guān)獲得的全局地址來開啟與位于MANET外部的主機(jī)之間的會(huì)話。缺省網(wǎng)關(guān)(節(jié)點(diǎn)從該缺省網(wǎng)關(guān)獲得了所述全局地址)用作家鄉(xiāng)代理。在網(wǎng)絡(luò)分割之后丟失了朝向這種網(wǎng)關(guān)的連接性的情況下，節(jié)點(diǎn)將從其新缺省網(wǎng)關(guān)接收用作轉(zhuǎn)交地址的被稱為定位符的新全局地址。節(jié)點(diǎn)將該定位符注冊(cè)到用作家鄉(xiāng)代理的網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)以隧道方式將去往該節(jié)點(diǎn)的全局地址的所有業(yè)務(wù)量傳回到該定位符。
本申請(qǐng)人需要指出的是，這種網(wǎng)關(guān)因此必須始終是活動(dòng)的并且其失效意味著會(huì)話中斷和過程失效。此外，為了獲得新定位符，節(jié)點(diǎn)會(huì)經(jīng)受與上述延遲類似的延遲。此外，網(wǎng)關(guān)必須保持并更新與由這些網(wǎng)關(guān)為其指定了地址的所有節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的地址信息。
A.Laouiti，S.Boudjit，P.Minet and C.Adjih，“OLSR for IPv6Networks”，in Proceedings of Med-Hoc 2004，June 2004提出了基本OLSR協(xié)議的若干修改，以使得該協(xié)議可以執(zhí)行IPv6無狀態(tài)自動(dòng)配置。該自動(dòng)配置過程依賴于兩個(gè)子過程當(dāng)節(jié)點(diǎn)首次加入MANET時(shí)觸發(fā)的反應(yīng)性復(fù)制地址檢測(cè)處理，和定期復(fù)制地址檢查處理。兩個(gè)處理都利用路由協(xié)議消息具體來說，公開了被稱為“多重地址聲明”的新類型的OSLR消息以執(zhí)行定期檢查，其中該消息包含有在網(wǎng)絡(luò)接口上配置的所有IPv6地址。
本申請(qǐng)人觀察到，考慮了孤立MANET的特定情況，該孤立MANET沒有到外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在地址發(fā)生變化的情況下，尤其是在MANET中存在網(wǎng)關(guān)的情況下，會(huì)帶來與上述延遲類似的延遲。
文獻(xiàn)US20040057440A1提出了一種采用移動(dòng)IPv6來實(shí)現(xiàn)全局連接性的解決方案。網(wǎng)關(guān)運(yùn)行移動(dòng)IPv6協(xié)議并將MANET節(jié)點(diǎn)(它們不必運(yùn)行Mipv6)登記到它們的相應(yīng)家鄉(xiāng)代理。MANET節(jié)點(diǎn)借助于諸如最優(yōu)鏈接狀態(tài)路由(OLSR)或開放最短路徑優(yōu)先(OSPF)這樣的前攝路由協(xié)議來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)。
本申請(qǐng)人需要指出的是，普通MANET節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻都不能成為網(wǎng)關(guān)，因?yàn)镸ANET節(jié)點(diǎn)不支持移動(dòng)IPv6。因此在網(wǎng)關(guān)失效的情況下，MANET變得從因特網(wǎng)斷開。

發(fā)明內(nèi)容
以上討論的所有現(xiàn)有技術(shù)布置都旨在獲得MANET節(jié)點(diǎn)可以使用以將業(yè)務(wù)量發(fā)送到相應(yīng)的MANET外部的全局可路由地址。
R.Wakikawa等人、C.Jelger等人以及H.Cha等人的以上文獻(xiàn)所提出的解決方案未考慮在網(wǎng)關(guān)發(fā)生變化之后由于獲取全局地址而引入的延時(shí)，以及這種全局地址變化可能對(duì)路由協(xié)議造成的后果。
在H.Cha等人和P.Thubert等人的以上文獻(xiàn)中提出的解決方案僅當(dāng)不存在網(wǎng)關(guān)失效時(shí)才正確地操作由于MANET的不可預(yù)測(cè)的性質(zhì)，網(wǎng)關(guān)不可能總是不失效。
此外，當(dāng)由MANET節(jié)點(diǎn)支持移動(dòng)IPv6性能時(shí)，路由延時(shí)對(duì)移動(dòng)IPv6性能存在負(fù)面影響在此期間，無法將由家鄉(xiāng)代理發(fā)送并由網(wǎng)關(guān)接收到的綁定確認(rèn)立即路由到發(fā)送綁定更新的MANET節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)必須首先發(fā)現(xiàn)朝向節(jié)點(diǎn)(其地址改變)的轉(zhuǎn)交地址的路徑。結(jié)果，該節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)移動(dòng)IP退避(back-off)過程，并且越區(qū)切換過程不可能是無縫的。
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中對(duì)路由操作進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的改進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)適于克服以上考慮的先前布置的局限性。
本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過提供一種用于對(duì)路由操作進(jìn)行控制的方法，至少可以部分地解決上述問題，在該方法中，網(wǎng)關(guān)將全局前綴通告給其他節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)使用這些全局前綴來建立多個(gè)有效全局IP節(jié)點(diǎn)地址，最后將這些有效全局IP節(jié)點(diǎn)地址廣播給網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)。
本發(fā)明還涉及對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)的程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品可以加載在至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中并包括軟件代碼部分，該軟件代碼部分用于在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該產(chǎn)品時(shí)執(zhí)行本發(fā)明方法的步驟。如這里使用的那樣，提及這種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)?shù)韧谔峒斑@樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含有用于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制以協(xié)調(diào)本發(fā)明方法的性能的指令。提及“至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)”顯然旨在強(qiáng)調(diào)本發(fā)明可以按分布式/模塊化方式實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例縮短由于全局地址的變化，通過最優(yōu)鏈路狀態(tài)路由多提供方路由器(OLSR-MPR)選擇機(jī)制和拓?fù)鋽?shù)據(jù)傳播而在MANET中產(chǎn)生的路由收斂延時(shí)。在這種布置中，該網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都建立兩組地址一個(gè)主要地址，它是固定的并且與由網(wǎng)關(guān)通告的前綴無關(guān)，和一個(gè)或更多個(gè)次要地址，它們是利用由網(wǎng)關(guān)通告的全局前綴來建立的有效全局IPv6地址；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都使用這種地址中的一個(gè)作為輸出業(yè)務(wù)量的源地址。
對(duì)于本發(fā)明的目的，“有效全局地址”是指全局可路由地址，即，從位于外部網(wǎng)絡(luò)(如，因特網(wǎng))內(nèi)的所有主機(jī)和路由器可訪問到的地址。
每個(gè)節(jié)點(diǎn)都將所有其次要地址插入其所廣播的多重接口聲明(MID)消息或“MI消息”中。此外，這里描述的示例性布置因此引入了新類型的OLSR消息，被稱為PA(前綴公告)，該OLSR消息由網(wǎng)關(guān)定期地生成并廣播。每個(gè)網(wǎng)關(guān)都將其全局前綴插入所生成的前綴廣告消息中。
即使節(jié)點(diǎn)的地址發(fā)生了變化，也可以在沒有顯著延遲的情況下訪問到該節(jié)點(diǎn)通過主要地址實(shí)現(xiàn)MANET內(nèi)的連接，而通過MID消息處理實(shí)現(xiàn)全局連接，因?yàn)槊總€(gè)配置的全局地址都是通過MID消息前攝通告的次要地址。MID消息處理并非不同于在OLSR標(biāo)準(zhǔn)中指定的處理。
此外，這里描述的解決方案使得節(jié)點(diǎn)可以成為網(wǎng)關(guān)，反之亦然。具體地說，網(wǎng)關(guān)在失去了朝向外部網(wǎng)絡(luò)的連接之后而變成節(jié)點(diǎn)時(shí)，其可以通過使用仍然存在于MANET中的其他網(wǎng)關(guān)來立即接收下行鏈路業(yè)務(wù)量。
因此，如在所附權(quán)利要求中限定的那樣，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的路由操作進(jìn)行控制的方法，相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)及其計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。


現(xiàn)在將參照附圖僅以示例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中圖1a和1b示出了混合網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端的設(shè)備的兩個(gè)示例；圖2示出了與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相鏈接的MANET網(wǎng)絡(luò)的示例；圖3示出了MANET節(jié)點(diǎn)的地址屬性；圖4示出了本文描述的布置的典型場(chǎng)景；圖5示出了MANET節(jié)點(diǎn)的地址屬性；以及圖6示出了網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)間的消息交換示例。
具體實(shí)施例方式
圖1a和1b分別示出了在混合自組織網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)10的設(shè)備的兩個(gè)示例，該混合自組織網(wǎng)絡(luò)在圖2中被總體表示為N。具體地說，圖1a和1b以示例的方式表示在說明書其余部分中以10表示的任何移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
圖2示出了本文考慮的應(yīng)用的通常情況，即，自組織網(wǎng)絡(luò)N包括節(jié)點(diǎn)集合(被表示為10和20)，其中對(duì)該集合中的所有節(jié)點(diǎn)10、20廣播與網(wǎng)絡(luò)N有關(guān)的拓?fù)湫畔?。網(wǎng)絡(luò)N已將外部網(wǎng)絡(luò)30與基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)聯(lián)。在圖2的例示性實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)N是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)，并且外部網(wǎng)絡(luò)30是適合于提供對(duì)于因特網(wǎng)的接入的移動(dòng)無線電網(wǎng)絡(luò)(或“蜂窩網(wǎng)絡(luò)”)。該移動(dòng)無線電網(wǎng)絡(luò)30包括服務(wù)器32和多個(gè)無線電站33。網(wǎng)絡(luò)N的若干節(jié)點(diǎn)20適于在MANET N與外部網(wǎng)絡(luò)30之間執(zhí)行網(wǎng)關(guān)功能，并被稱為網(wǎng)關(guān)20。
更確切的是，本文描述的解決方案優(yōu)選地可應(yīng)用于具有以下示例性特征的MANET-如圖1a和1b所示，MANET的所有節(jié)點(diǎn)都配備有已知類型的無線局域網(wǎng)接口(或“WLAN接口”)10a，WLAN接口10a使得可以將數(shù)據(jù)遞送給傳輸范圍內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以配備有一個(gè)以上WLAN接口10a，以用于例如不同位速率的連接。
-如圖1b所示，除了以上接口10a以外，MANET的某些節(jié)點(diǎn)還配備有第二無線電接口，即已知類型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口(或“CN接口”)10b，該CN接口10b使得可以與外部網(wǎng)絡(luò)30互連；優(yōu)選的，這些節(jié)點(diǎn)還配備有SIM卡(未示出)；-節(jié)點(diǎn)中的配備有兩種類型的接口10a和10b的某些節(jié)點(diǎn)借助于CN接口10b而具有朝向外部網(wǎng)絡(luò)30的活動(dòng)鏈接；這些節(jié)點(diǎn)就是上述網(wǎng)關(guān)20；-未配備有蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口10b或沒有朝向外部網(wǎng)絡(luò)30的活動(dòng)鏈接的其他MANET節(jié)點(diǎn)借助于到網(wǎng)關(guān)20的多跳連接，經(jīng)由其他節(jié)點(diǎn)與位于因特網(wǎng)中的主機(jī)進(jìn)行通信；這些節(jié)點(diǎn)是MANET節(jié)點(diǎn)或終端節(jié)點(diǎn)，并由圖2中的10來表示；-MANET的所有節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行如IPv6的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并在它們的每一個(gè)接口上都配置有地址。具體來說，如圖3所示，網(wǎng)關(guān)20具有在CN接口10b上配置的地址CAdd。此外，網(wǎng)關(guān)20擁有一個(gè)或更多個(gè)授權(quán)前綴(P1...PN)，網(wǎng)關(guān)20可以將這些授權(quán)前綴分配給其他MANET節(jié)點(diǎn)10以使得它們可以與外部網(wǎng)絡(luò)30相連接。在蜂窩鏈路激活過程中可以對(duì)這些前綴進(jìn)行靜態(tài)配置或動(dòng)態(tài)獲取(如，通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議和動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議前綴授權(quán)協(xié)議)；-MANET的所有節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行OLSR協(xié)議，OLSR允許使用與在節(jié)點(diǎn)的接口上配置的IPv6地址相獨(dú)立的地址來識(shí)別節(jié)點(diǎn)以及它們的消息。這種地址被稱為“主要地址”并由PAdd來表示，如圖3所示。主要地址PAdd例如可以是IPv6地址，其可以被靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地配置。節(jié)點(diǎn)使用其主要地址PAdd來參與OLSR協(xié)議。這樣，由節(jié)點(diǎn)發(fā)送的所有OLSR消息都將該節(jié)點(diǎn)的主要地址包含在OLSR“發(fā)起方地址”字段中。此外，OLSR通常假定每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有在連接到MANET的每個(gè)接口上配置的一個(gè)地址這種地址被定義為“接口地址”。如果節(jié)點(diǎn)借助于一個(gè)以上接口來連接到MANET，則必須將其所有接口都列入MID(多重接口申明)消息中，該MID消息由節(jié)點(diǎn)定期地生成并在MANET上廣播。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)節(jié)點(diǎn)還具有相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)次要地址，這些次要地址優(yōu)選地是有效的全局IPv6地址，并被用作輸出業(yè)務(wù)量的源地址。稍后將對(duì)次要地址的建立和使用進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
這里描述的解決方案包括兩個(gè)主要階段被稱為“設(shè)立階段”的第一階段和被稱為“常規(guī)操作處理”的第二階段。設(shè)立階段對(duì)MANET節(jié)點(diǎn)執(zhí)行全局定址以允許與因特網(wǎng)進(jìn)行通信。該階段涉及如以下描述的3個(gè)步驟。
設(shè)立階段的第一步驟被稱為“MANET內(nèi)的路徑發(fā)現(xiàn)”步驟。在該步驟期間，MANET節(jié)點(diǎn)10、20通過使用它們?cè)诎l(fā)起方地址字段中的主要地址PAdd，來交換如在OLSR標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的OLSR控制消息。具體地說，網(wǎng)關(guān)20生成并廣播主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)(HNA)消息借助于這些消息，所有節(jié)點(diǎn)都知道哪些是MANET中的網(wǎng)關(guān)20，并建立朝向外部網(wǎng)絡(luò)的路由。
在該步驟結(jié)束時(shí)，借助OLSR消息接收和處理，節(jié)點(diǎn)10、20擁有到所有其他節(jié)點(diǎn)10、20的路徑，這些其它節(jié)點(diǎn)10、20是通過它們的主要地址PAdd標(biāo)識(shí)的，并且可以建立列出所有這些路徑的路由表。在該步驟中，不能以MANET節(jié)點(diǎn)的主要地址PAdd作為IPv6目的地地址來從外部網(wǎng)絡(luò)30到達(dá)MANET節(jié)點(diǎn)，MANET節(jié)點(diǎn)只可以與其他MANET節(jié)點(diǎn)相通信。按相同的方式，這些節(jié)點(diǎn)不能使用它們的PAdd作為用于與MANET外部進(jìn)行通信的IP源地址。
參照?qǐng)D4，可以將設(shè)立階段的第二步驟定義為“前綴廣告的發(fā)送和接收”步驟。在該步驟中，網(wǎng)關(guān)20定期地散布建立MANET節(jié)點(diǎn)的全局地址所需的授權(quán)前綴(P1、...、PN)。每個(gè)網(wǎng)關(guān)20都具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)前綴。借助于被實(shí)現(xiàn)為OLSR消息的前綴廣告(PA)消息來在MANET中散布這些前綴。具體地說，通過被稱為多點(diǎn)中繼(MPR)的OLSR缺省轉(zhuǎn)發(fā)算法來在MANET上廣播PA消息，并由MANET中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收PA消息。在圖4所例示的實(shí)施例中，兩個(gè)代表性網(wǎng)關(guān)20生成相應(yīng)的PA消息PA1和PA2以散布相應(yīng)的授權(quán)前綴集合P1...PM-1和PM...PN?？梢詫A消息視為對(duì)HNA(主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián))消息的補(bǔ)充，如在第一步驟中規(guī)定的那樣，該HNA消息的內(nèi)容被MANET節(jié)點(diǎn)使用，來設(shè)立它們的缺省路由并且因此將上行鏈路業(yè)務(wù)量發(fā)送給位于MANET外部的主機(jī)。
每個(gè)PA消息都具有OLSR頭部，OLSR頭部包括包含有網(wǎng)關(guān)主要地址(圖4中的PAdd1和PAdd2)的發(fā)起方地址字段。每個(gè)PA消息都包括兩個(gè)其他字段，被稱為“網(wǎng)絡(luò)地址字段”和“網(wǎng)掩碼字段”，這兩個(gè)字段包含有與網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的全局前綴(具體地說，這些字段指定可以經(jīng)由該網(wǎng)關(guān)到達(dá)的外部網(wǎng)絡(luò)的地址和網(wǎng)掩碼)。
這里描述的解決方案允許建立被稱為前綴表的數(shù)據(jù)OLSR結(jié)構(gòu)以進(jìn)行PA消息內(nèi)容管理。以下前綴表涉及圖4的具體示例。當(dāng)接收到PA消息時(shí)對(duì)該表進(jìn)行OLSR動(dòng)態(tài)更新。
前綴表

該前綴表具有4列；每列與利用P_GW_Add、P_Net_addr、P_Net_Mask、P_time表示的相應(yīng)字段相關(guān)聯(lián)。每個(gè)前綴表?xiàng)l目行對(duì)應(yīng)于這些字段的不同值集合并包含有與由網(wǎng)關(guān)通告的前綴有關(guān)的信息。更詳細(xì)地說-P_GW_add是生成經(jīng)處理的PA消息的網(wǎng)關(guān)的主要地址；-P_Net_addr和P_Net_mask分別是插入PA消息中的網(wǎng)絡(luò)地址和全局前綴的網(wǎng)掩碼；-P_time是該行變得有效時(shí)的時(shí)刻。
當(dāng)接收到PA消息時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)10都在前綴表中創(chuàng)建一行以初始化對(duì)應(yīng)的字段，或者在前綴表中已存在該行的情況下對(duì)P_time進(jìn)行刷新。具體地說，將P_time初始化為缺省值PtimeValue，并且每次接收到后續(xù)PA消息時(shí)都使用在OLSR消息頭部的(在OLSR標(biāo)準(zhǔn)中定義的)“Vtime”字段中包含的值對(duì)P_time進(jìn)行刷新。當(dāng)P_time到期時(shí)刪除一行。
每個(gè)節(jié)點(diǎn)10都通過對(duì)與每個(gè)網(wǎng)關(guān)20相關(guān)聯(lián)的度量(例如，跳程)進(jìn)行檢查來選擇用以配置其全局地址的其全局前綴對(duì)于MANET的每個(gè)節(jié)點(diǎn)10，將這種信息包含到路由表中。節(jié)點(diǎn)10應(yīng)當(dāng)根據(jù)路由表度量來選擇與具有最佳度量值的網(wǎng)關(guān)20相關(guān)聯(lián)的全局前綴。該網(wǎng)關(guān)將被稱為“最佳”網(wǎng)關(guān)或“缺省”網(wǎng)關(guān)。
將設(shè)立階段的第三步驟稱為“利用全局IPv6地址進(jìn)行接口配置”步驟，執(zhí)行該步驟是為了利用待用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜諭Pv6地址，對(duì)節(jié)點(diǎn)10的每個(gè)接口10a進(jìn)行配置。在該步驟中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)10都對(duì)前綴表進(jìn)行查找并選擇與最佳網(wǎng)關(guān)20相對(duì)應(yīng)的行。然后節(jié)點(diǎn)10建立其全局IPv6地址，將所選行的字段P_Net_addr中包含的值附加到唯一的64位接口標(biāo)識(shí)符。根據(jù)IPv6無狀態(tài)自動(dòng)配置，該標(biāo)識(shí)符可以是例如從該節(jié)點(diǎn)的MAC地址導(dǎo)出的端系統(tǒng)唯一標(biāo)識(shí)符(“EUI-64標(biāo)識(shí)符”)。如在網(wǎng)站地址http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-dupont-ipv6-imei-07.txt上可以獲得的F.Dupont，L.Nuaymi，“IMEI-based universal IPv6interface IDs”，IETF Internet draft中描述的那樣，為了該目的，可以使用SIM卡的國際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)。如果前綴表包含有與最佳網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)以上的行，則節(jié)點(diǎn)10將根據(jù)預(yù)定準(zhǔn)則選擇這些行中的一行；例如，它可以簡單地選擇列表中的第一行。
這里將如此獲得的地址標(biāo)識(shí)為“最佳”次要地址。將該次要地址配置在節(jié)點(diǎn)10的接口10a上。按類似的方式，所考慮的節(jié)點(diǎn)10通過將前綴表中包含的其他通告前綴(即，與最佳網(wǎng)關(guān)20不相關(guān)聯(lián)的通告前綴)附加到唯一64位接口標(biāo)識(shí)符來建立其他次要地址。
因此建立了多個(gè)次要地址(SAdd1、...SAddN)，每個(gè)接收前綴一個(gè)次要地址。另選的，所考慮的節(jié)點(diǎn)可以只使用這些前綴的子集，因此建立數(shù)量比前綴的總數(shù)少的多個(gè)次要地址。
所考慮的節(jié)點(diǎn)10可選地可以如圖5所示的那樣將所有次要地址(SAdd1、...SAddN)都配置在其接口10a上，或者將次要地址的子集配置在其接口10a上。
常規(guī)操作處理包括被稱為“MID消息廣播”步驟的步驟。
如圖6所示，MANET的不同節(jié)點(diǎn)(這里由100、110、120、130、140以及150表示)開始廣播多重接口聲明(MID)消息40，每個(gè)MID消息40都包含有在設(shè)立階段的第三步驟中在接口10a上配置的次要地址(從由最佳網(wǎng)關(guān)通告的前綴推導(dǎo)出)和在設(shè)立階段的第三步驟中建立的所有其他次要地址或這些次要地址的子集。
圖6作為示例示出了由節(jié)點(diǎn)140在MANET中廣播的多個(gè)MID消息40。借助于標(biāo)準(zhǔn)MID消息處理，MANET節(jié)點(diǎn)路由表包含針對(duì)列入MID消息中的每個(gè)次要地址的路由。
以下再現(xiàn)的是在與圖6中的節(jié)點(diǎn)100相關(guān)的路由表中包含的路由信息的示例，其中“TC”是拓?fù)淇刂葡?，“Hello”是打招呼消息，這兩者都如OLSR標(biāo)準(zhǔn)定義的那樣。SAddX{Y}是指節(jié)點(diǎn)Y的次要地址X。
120-From TC msgs:
PAdd{120}-Next HOP＝PAdd{110}From MID msgs:
PAdd{120}:SAdd1{120}-Next HOP＝PAdd{110}SAdd2{120}-Next HOP＝PAdd{110}130-From TC msgs:
PAdd{130}-Next HOP＝PAdd{110}From MID msgs:
PAdd{130}:SAdd1{130}-Next HOP＝PAdd{110}SAdd2{130}-Next HOP＝PAdd{110}110-From Hello msgs:
PAdd{110}-NEIGHBORFrom MID msgs:
PAdd{110}:SAdd1{110}-NEIGHBORSAdd2{110}-NEIGHBOR150-From Hello msgs:
PAdd{150}-Next HOP＝PAdd{110}From MID msgs:
PAdd{150}:SAdd1{150}-Next HOP＝PAdd{110}SAdd2{150}-Next HOP＝PAdd{110}140-From Hello msgs:
PAdd{140}-Next HOP＝PAdd{110}From MID msgs:
PAdd{140}:SAdd1{140}-Next HOP＝PAdd{110}SAdd2{140}-Next HOP＝PAdd{110}因此，在MANET內(nèi)可以對(duì)目的地是節(jié)點(diǎn)的次要地址之一的分組(如，下行鏈路業(yè)務(wù)量)進(jìn)行路由。由MANET節(jié)點(diǎn)接收和生成的所有拓?fù)湫畔⒍缄P(guān)聯(lián)于節(jié)點(diǎn)主要地址，并且因此與節(jié)點(diǎn)的全局地址配置無關(guān)。
如果節(jié)點(diǎn)10檢測(cè)到與用以配置次要地址的前綴相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)關(guān)20已經(jīng)失效，則節(jié)點(diǎn)10停止將該次要地址插入MID消息中。如果失效網(wǎng)關(guān)20被綁定到與用于進(jìn)行數(shù)據(jù)會(huì)話的次要地址相關(guān)聯(lián)的前綴，則節(jié)點(diǎn)將這種地址視為無效，并選擇其多個(gè)次要地址中的另一個(gè)。如果尚未將該次要地址配置在接口10a上，則所考慮的節(jié)點(diǎn)10將它配置在接口10a上。所選次要地址必須是其全局前綴對(duì)應(yīng)于當(dāng)前活動(dòng)網(wǎng)關(guān)20之中的最佳網(wǎng)關(guān)的次要地址。(根據(jù)由路由表獲得的信息作出的)這種選擇優(yōu)化下行鏈路業(yè)務(wù)量路由處理。
MID消息和PA消息處理也必須由網(wǎng)關(guān)20執(zhí)行。網(wǎng)關(guān)20不必執(zhí)行的唯一操作是在其接口10a上對(duì)任何次要地址的配置，這是因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)20已擁有配置在10b接口上的全局地址(CAdd)。
根據(jù)這里描述的解決方案的優(yōu)選實(shí)施例，在對(duì)外部主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的情況下，節(jié)點(diǎn)10使用與由OLSR選擇的缺省網(wǎng)關(guān)20相關(guān)聯(lián)的次要地址作為IP頭部源，來發(fā)送輸出業(yè)務(wù)量。
在網(wǎng)關(guān)由于拓?fù)渥兓蛘咄ǔＳ捎诼酚啥攘孔兓l(fā)生變化的情況下，節(jié)點(diǎn)執(zhí)行以下操作-它通過查看路由表而選擇另一活動(dòng)網(wǎng)關(guān)作為其新缺省網(wǎng)關(guān)。具體地說，節(jié)點(diǎn)在活動(dòng)網(wǎng)關(guān)之中選擇當(dāng)前與最佳度量值相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)關(guān)。由每個(gè)節(jié)點(diǎn)無縫地執(zhí)行該操作；-每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過查看前綴表來改變其全局地址所選地址對(duì)應(yīng)于新缺省網(wǎng)關(guān)的前綴。在所考慮的網(wǎng)關(guān)已關(guān)聯(lián)有一個(gè)以上前綴的情況下，節(jié)點(diǎn)將根據(jù)預(yù)定規(guī)則選擇這些前綴中的一個(gè)，例如它可以選擇前綴表中的第一個(gè)前綴。如果在接口10a上未配置該全局地址，則節(jié)點(diǎn)10將其配置在接口10a上。然后，節(jié)點(diǎn)10開始使用該新全局地址作為IP源地址。
通常，已利用MID消息來通告該地址這意味著所有其他MANET節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)通過該地址知道了到達(dá)該節(jié)點(diǎn)的正確路徑，因此避免它利用該新地址對(duì)OLSR進(jìn)行自引導(dǎo)(bootstrap)；結(jié)果縮短了該節(jié)點(diǎn)不能被其他主機(jī)到達(dá)并且因此不能與它們相通信的時(shí)間(理想的是縮短到零)。
成為節(jié)點(diǎn)10的網(wǎng)關(guān)20執(zhí)行常規(guī)節(jié)點(diǎn)10在其缺省網(wǎng)關(guān)發(fā)生變化之后執(zhí)行的操作。在這種情況下，先前是網(wǎng)關(guān)20的節(jié)點(diǎn)10選擇對(duì)應(yīng)于最佳活動(dòng)網(wǎng)關(guān)20的次要地址并將該次要地址配置在其接口10a上。這種配置允許節(jié)點(diǎn)與位于MANET外部的主機(jī)進(jìn)行通信。由于先前是網(wǎng)關(guān)20的節(jié)點(diǎn)10已經(jīng)正在常規(guī)地發(fā)送MID消息，因此該通信過程不會(huì)受任何延時(shí)的影響。
因此，由于節(jié)點(diǎn)10避免了每次它改變網(wǎng)關(guān)20和地址時(shí)都對(duì)OLSR進(jìn)行自引導(dǎo)，因此網(wǎng)關(guān)20的變化引入可以忽略的延時(shí)并使得已改變了地址的MANET節(jié)點(diǎn)10在地址發(fā)生變化之后立即與其他主機(jī)進(jìn)行通信。
具體地說，當(dāng)MANET節(jié)點(diǎn)使用移動(dòng)IPv6時(shí)，這種延時(shí)的縮短意味著更好的性能。事實(shí)上，根據(jù)這里描述的解決方案，如果節(jié)點(diǎn)10經(jīng)歷從第一網(wǎng)關(guān)到第二網(wǎng)關(guān)的變化并且它正在使用從由第一網(wǎng)關(guān)通告的前綴推導(dǎo)出的地址作為移動(dòng)IP轉(zhuǎn)交地址，那么節(jié)點(diǎn)10將選擇第二網(wǎng)關(guān)和與該第二網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的次要地址，然后它向其家鄉(xiāng)代理(其位于外部網(wǎng)絡(luò)內(nèi))發(fā)送綁定更新消息，將新選擇的地址注冊(cè)為新轉(zhuǎn)交地址。該家鄉(xiāng)代理利用綁定確認(rèn)消息進(jìn)行響應(yīng)。
當(dāng)來自家鄉(xiāng)代理的綁定確認(rèn)消息到達(dá)網(wǎng)關(guān)20處時(shí)，到節(jié)點(diǎn)10的路由將立即可用，這是因?yàn)樵贛ANET中使用了MID消息來通告新的轉(zhuǎn)交地址。因此，將越區(qū)切換延時(shí)縮短為發(fā)送綁定更新消息并接收對(duì)應(yīng)的綁定確認(rèn)消息所需的時(shí)間，因?yàn)槁酚裳訒r(shí)是可以忽略的。
此外，所提出的發(fā)明使由位于MANET外部的主機(jī)生成的下行鏈路業(yè)務(wù)量的路由路徑最優(yōu)化。實(shí)際上，對(duì)特定前綴的選擇限定了這樣的網(wǎng)關(guān)20，即，外部主機(jī)將去往MANET節(jié)點(diǎn)10(其地址從該前綴推導(dǎo)出)的分組路由到該網(wǎng)關(guān)20。
根據(jù)所提出的解決方案，節(jié)點(diǎn)10首先選擇最佳網(wǎng)關(guān)20，然后使用由所選網(wǎng)關(guān)20廣告的全局前綴對(duì)它自己的全局地址進(jìn)行配置。利用由OLSR使用的缺省網(wǎng)關(guān)選擇的同一機(jī)制來選擇最佳網(wǎng)關(guān)20按此方式，兩個(gè)網(wǎng)關(guān)20通常是相同的，因此，上行鏈路和下行鏈路業(yè)務(wù)量將沿著同一最優(yōu)路徑。
此外，本發(fā)明使得網(wǎng)關(guān)20可以成為節(jié)點(diǎn)10并允許它在成為節(jié)點(diǎn)10之后立即與任何其他主機(jī)相通信。
可以將剛剛描述的解決方案推廣到對(duì)所有節(jié)點(diǎn)廣播拓?fù)湫畔⒌娜魏温酚蓞f(xié)議?？梢詫⒈窘鉀Q方案應(yīng)用于借助于路由協(xié)議消息對(duì)與各節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的地址信息進(jìn)行廣播的操作。
網(wǎng)關(guān)20可以是固定節(jié)點(diǎn)，即，它們不改變它們的地理位置。網(wǎng)關(guān)20上的上行鏈路接口可以是有線接口。
可以將這里描述的解決方案應(yīng)用于連接到任何類型的外部基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的混合MANET。
此外，可以將這里描述的解決方案應(yīng)用于包括有線或無線的終端和/或路由器的任何IP網(wǎng)絡(luò)。
因此，在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下，可以在不脫離如由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的前提下，參照僅以示例的方式所描述的細(xì)節(jié)和實(shí)施例，顯著地改變?cè)摷?xì)節(jié)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)(N)中的路由操作進(jìn)行控制的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)(30)相關(guān)聯(lián)并包括節(jié)點(diǎn)(10、20)集合，所述節(jié)點(diǎn)集合中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都關(guān)聯(lián)有用于在所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部通信的主要地址，所述節(jié)點(diǎn)集合包括終端(10)和網(wǎng)關(guān)(20)，所述網(wǎng)關(guān)適合于在所述終端與所述外部網(wǎng)絡(luò)之間提供連接；所述方法包括以下步驟-從所述網(wǎng)關(guān)向所述終端發(fā)送包含有全局前綴(P1...PN)的第一消息(PA)；-基于所述全局前綴為所述終端中的每一個(gè)建立一個(gè)或更多個(gè)次要地址，所述次要地址獨(dú)立于所述主要地址并限定有效全局IP地址；-在所述終端中的每一個(gè)中生成相應(yīng)第二消息(MI)，該第二消息包含有對(duì)應(yīng)次要地址的至少子集；-將所述第二消息廣播給所述節(jié)點(diǎn)集合中的所有終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于所述網(wǎng)關(guān)中的每一個(gè)都關(guān)聯(lián)有一個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)次要地址，并且該方法包括以下步驟在所述網(wǎng)關(guān)中的每一個(gè)中生成包含有所述相應(yīng)次要地址的相應(yīng)第二消息(MI)；和將由所述網(wǎng)關(guān)生成的第二消息廣播給所述集合中的所有節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于將由所述終端生成的第二消息廣播給所述集合中的所有節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于該方法包括以下步驟經(jīng)由所述主要地址實(shí)現(xiàn)所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的連接，并通過處理所述第一消息來實(shí)現(xiàn)與所述外部網(wǎng)絡(luò)的全局連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于每個(gè)終端都具有至少一個(gè)接口(10a、10b)，并且該方法包括以下步驟在生成第二消息的步驟之前，在所述接口上配置所述次要地址的所述至少子集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于所述網(wǎng)關(guān)中的每一個(gè)都關(guān)聯(lián)有至少一個(gè)所述全局前綴，并且從所述網(wǎng)關(guān)向所述終端發(fā)送第一消息(PA)的步驟包括從每個(gè)網(wǎng)關(guān)向所述終端發(fā)送包含有相應(yīng)全局前綴(P1...PM-1，PM...PN)的相應(yīng)第一消息(PA1，PA2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于所述網(wǎng)關(guān)中的每一個(gè)都關(guān)聯(lián)有用于實(shí)現(xiàn)所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的連接的對(duì)應(yīng)主要地址，并且該方法包括以下步驟在所述集合中的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行路由協(xié)議，該路由協(xié)議允許在所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的連接中使用所述主要地址來標(biāo)識(shí)所述節(jié)點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于所述網(wǎng)關(guān)中的每一個(gè)都關(guān)聯(lián)有至少一個(gè)所述全局前綴，并且該方法包括以下步驟為所述終端中的每一個(gè)選擇缺省網(wǎng)關(guān)；并在每個(gè)終端中建立與所述缺省網(wǎng)關(guān)的全局前綴相關(guān)的至少次要地址，以用于與所述外部網(wǎng)絡(luò)的通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于建立一個(gè)或更多個(gè)次要地址的步驟包括將一個(gè)或更多個(gè)所述全局前綴附加到所述終端的各自接口標(biāo)識(shí)符。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于所述第二消息包含有對(duì)應(yīng)終端的所有次要地址。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于在網(wǎng)關(guān)失效的情況下該方法包括以下步驟停止對(duì)所述第二消息中的其全局前綴與所述失效網(wǎng)關(guān)相關(guān)的第二地址進(jìn)行廣播。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于該方法包括通過使用關(guān)聯(lián)于所述網(wǎng)關(guān)的次要地址作為IP頭部源地址，從所述終端中的一個(gè)經(jīng)由網(wǎng)關(guān)向所述外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送輸出業(yè)務(wù)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法的特征在于該方法還包括通過使用關(guān)聯(lián)于另一網(wǎng)關(guān)的另一次要地址作為IP頭部源地址，經(jīng)由所述另一網(wǎng)關(guān)來切換所述輸出業(yè)務(wù)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于該方法包括對(duì)所述集合中的所有節(jié)點(diǎn)，廣播與所述網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的拓?fù)湫畔ⅰ?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法的特征在于該方法包括以下步驟在發(fā)送第一消息的步驟之前，建立表示所述集合中的節(jié)點(diǎn)之間的路由的路由表。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，該方法的特征在于建立一個(gè)或更多個(gè)次要地址的步驟包括從路由表中選擇具有最佳度量值的網(wǎng)關(guān)；并基于與所述具有最佳度量值的網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的全局前綴來建立次要地址。
17.一種具有受控路由操作的通信網(wǎng)絡(luò)(N)，該網(wǎng)絡(luò)(N)可連接到外部網(wǎng)絡(luò)(30)并包括節(jié)點(diǎn)(10、20)集合，所述節(jié)點(diǎn)(10、20)中的每一個(gè)都關(guān)聯(lián)有用于在所述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部通信的主要地址，所述節(jié)點(diǎn)(10、20)集合包括終端(10)和網(wǎng)關(guān)(20)，所述網(wǎng)關(guān)適合于在所述終端與所述外部網(wǎng)絡(luò)之間提供連接，其中-所述集合中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都關(guān)聯(lián)有獨(dú)立于所述主要地址的一個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)次要地址，所述次要地址是有效全局IP地址；并且-所述集合中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都被配置成使用一個(gè)所述次要地址作為去往所述外部網(wǎng)絡(luò)的通信業(yè)務(wù)量的源地址，生成包含有其次要地址的接口消息(MI)并將所述接口消息廣播給所述集合中的其他節(jié)點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于與所述網(wǎng)絡(luò)(N)相關(guān)的拓?fù)湫畔⒈粡V播給所述集合中的所有節(jié)點(diǎn)(10、20)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的節(jié)點(diǎn)被配置成經(jīng)由所述主要地址實(shí)現(xiàn)所述網(wǎng)絡(luò)(N)內(nèi)的連接并通過處理所述接口消息來實(shí)現(xiàn)與所述外部網(wǎng)絡(luò)(30)的全局連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都至少具有接口(10a)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)已在所述接口上配置了所有其次要地址。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述次要地址基于全局前綴，并且每個(gè)網(wǎng)關(guān)都關(guān)聯(lián)有一個(gè)或更多個(gè)所述全局前綴，并且每個(gè)網(wǎng)關(guān)都被配置成生成并廣播包含有其全局前綴的前綴廣告消息。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的所述終端被配置成運(yùn)行路由協(xié)議，該路由協(xié)議允許使用所述主要地址作為獨(dú)立于在所述接口上配置的次要地址的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符地址。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的每個(gè)終端都被配置成根據(jù)路由準(zhǔn)則來選擇缺省網(wǎng)關(guān)并建立具有與所述缺省網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的全局前綴的至少次要地址。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的每個(gè)終端都具有單獨(dú)接口標(biāo)識(shí)符并被配置成通過將所述單獨(dú)接口標(biāo)識(shí)符附加到與所述缺省網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的全局前綴來建立所述至少次要地址。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的每個(gè)終端都被配置成停止對(duì)所述第二消息中的其全局前綴與失效網(wǎng)關(guān)相關(guān)的第二地址進(jìn)行廣播。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述集合中的所述終端被配置成通過使用與第一網(wǎng)關(guān)的全局前綴相關(guān)的次要地址作為IP全局地址來向所述外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送輸出業(yè)務(wù)量，并通過開始使用與第二網(wǎng)關(guān)的全局前綴相關(guān)的第二地址作為IP源地址來切換到所述第二網(wǎng)關(guān)。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的特征在于該網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。
28.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，可加載在至少一個(gè)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中并包括用于執(zhí)行權(quán)利要求1到16中的任何一項(xiàng)的方法的軟件代碼部分。
全文摘要
一種帶有受控路由操作的諸如移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)的通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點(diǎn)(10、20)集合，其中通過諸如IPv6的協(xié)議向該集合中的所有節(jié)點(diǎn)(10、20)廣播與該網(wǎng)絡(luò)(N)有關(guān)的拓?fù)湫畔?。該網(wǎng)絡(luò)(N)關(guān)聯(lián)于諸如標(biāo)準(zhǔn)公共網(wǎng)絡(luò)的外部網(wǎng)絡(luò)(30)并被配置成在網(wǎng)絡(luò)(N)與所述關(guān)聯(lián)的外部網(wǎng)絡(luò)(30)之間執(zhí)行網(wǎng)關(guān)功能。將每個(gè)節(jié)點(diǎn)都被配置成基于由網(wǎng)關(guān)(20)通告的全局前綴來建立兩組地址，這兩組地址包括一個(gè)主要地址，它是固定的并且與由網(wǎng)關(guān)(20)通告的前綴無關(guān)；和一個(gè)或更多個(gè)次要地址，它們是有效全局IP地址。將網(wǎng)絡(luò)(N)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都被配置成使用一個(gè)次要地址作為輸出業(yè)務(wù)量的源地址，并且生成并廣播包含有代替接口地址的所有其次要地址的多個(gè)接口(MI)消息。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101091357SQ200480044759
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者西蒙娜·魯菲諾, 帕特里克·司徙帕爾 申請(qǐng)人:意大利電信股份公司