專(zhuān)利名稱(chēng)：基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，具體地是多級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)下一種基于移動(dòng)和通信量特征的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法。
背景技術(shù)：
基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6(IPv6，Internet ProtocolVersion 6，第6版網(wǎng)際協(xié)議)的多級(jí)移動(dòng)管理方法是一種改進(jìn)的層次移動(dòng)IPv6協(xié)議，它引入多級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供接入服務(wù)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身移動(dòng)特征和通信量特征選擇合適的移動(dòng)錨點(diǎn)，相同條件下發(fā)送域外注冊(cè)信令多的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇高級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)，從而達(dá)到降低層次移動(dòng)IPv6協(xié)議總體域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)(即所有節(jié)點(diǎn)發(fā)出的域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)之和)的目的。為了在IPv6網(wǎng)絡(luò)中為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供跨網(wǎng)段漫游功能，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組(IETF，Internet Engineering Task Force)提出了移動(dòng)IPv6(MIPv6，Mobile IPv6)協(xié)議，之后又提出層次移動(dòng)IPv6(HMIPv6，Hierarchical Mobile IPv6)協(xié)議來(lái)改進(jìn)移動(dòng)IPv6的性能。層次移動(dòng)IPv6引入一種新的實(shí)體——“移動(dòng)錨點(diǎn)”(Mobility Anchor Point，MAP)，它負(fù)責(zé)處理移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在本地域內(nèi)的移動(dòng)。當(dāng)發(fā)生域內(nèi)移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)只需向移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地注冊(cè)信令即可。
節(jié)點(diǎn)的IP地址唯一標(biāo)識(shí)它的互聯(lián)網(wǎng)連接點(diǎn)。如果節(jié)點(diǎn)改變了與互聯(lián)網(wǎng)的連接點(diǎn)，它通常需要改變IP地址才能保持網(wǎng)絡(luò)的連通性。但是，這樣會(huì)使節(jié)點(diǎn)已有的通信全部中斷。為了使節(jié)點(diǎn)具有繼續(xù)通信的能力，必須保證數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)識(shí)IP地址保持不變。當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)中，路由器根據(jù)數(shù)據(jù)包目的地址進(jìn)行選路，從而逐跳地將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地址所標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。為了保證數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)化路由，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到新的網(wǎng)段后，應(yīng)使用當(dāng)前網(wǎng)段的某個(gè)IP地址接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包。移動(dòng)IPv6技術(shù)解決了這些問(wèn)題。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它與通信對(duì)端之間按照傳統(tǒng)的路由技術(shù)進(jìn)行通信，不需要移動(dòng)IPv6的介入。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到外地鏈路時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址保持不變，同時(shí)獲得一個(gè)臨時(shí)的IP地址(即轉(zhuǎn)交地址)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新消息，通告家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址的映射。通信對(duì)端與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通信仍然使用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址，數(shù)據(jù)包仍然發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)；家鄉(xiāng)代理截獲這些數(shù)據(jù)包，并根據(jù)已獲得的映射關(guān)系通過(guò)隧道方式將其轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)則可以通過(guò)家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端進(jìn)行通信。這個(gè)過(guò)程也叫做三角路由過(guò)程。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)也會(huì)將家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址的映射關(guān)系告知通信對(duì)端，當(dāng)通信對(duì)端獲得了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址就可以直接將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其轉(zhuǎn)交地址所在的外地網(wǎng)絡(luò)。這樣通信對(duì)端與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間就可以直接進(jìn)行正常通信。這個(gè)通信過(guò)程也被稱(chēng)作路由優(yōu)化后的通信過(guò)程。
移動(dòng)IPv6技術(shù)方案有一個(gè)很大的缺陷，就是不區(qū)分宏移動(dòng)和微移動(dòng)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)每次執(zhí)行切換都要向家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端注冊(cè)它的新轉(zhuǎn)交地址。相對(duì)于本地域，家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端通常距離移動(dòng)節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)，并可能跨越多個(gè)網(wǎng)段，因此頻繁的切換會(huì)在骨干網(wǎng)中引入大量的信令負(fù)載。
層次移動(dòng)IPv6技術(shù)在移動(dòng)IPv6技術(shù)的基礎(chǔ)上引入移動(dòng)錨點(diǎn)(MAP，Mobility Anchor Point)來(lái)改善移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)錨點(diǎn)域內(nèi)的切換性能。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入一個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)域內(nèi)后會(huì)收到包含移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)(用來(lái)描述移動(dòng)錨點(diǎn)的信息，如IP地址等)的路由器通告(RA，RouterAdvertisement)，此時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要配置兩個(gè)轉(zhuǎn)交地址區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(RCoA，Regional Care-of Address)和鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA，On-linkCare-of Address)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要對(duì)鏈路轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行重復(fù)地址檢測(cè)(DAD，Duplicate Address Detection)操作，成功后發(fā)送本地綁定更新(Local Banding Update，LBU)消息給移動(dòng)錨點(diǎn)。移動(dòng)錨點(diǎn)收到本地綁定更新后，對(duì)區(qū)域轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行重復(fù)地址檢測(cè)，然后返回本地綁定確認(rèn)(Local Banding Acknowledgement，LBA)消息。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)收到成功的本地綁定確認(rèn)消息后，向家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端注冊(cè)其新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址。
如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)是在移動(dòng)錨點(diǎn)域內(nèi)發(fā)生了切換，如改變了接入路由器(Access Router，AR)，這時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址不變，只需要重新配置鏈路轉(zhuǎn)交地址。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在成功對(duì)該鏈路轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行重復(fù)地址檢測(cè)后，向移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新。
層次移動(dòng)IPv6技術(shù)在一定程度上解決了移動(dòng)IPv6中注冊(cè)信令過(guò)多的問(wèn)題，但是它也存在以下不足1.層次移動(dòng)IPv6的總體域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)性能仍不理想。2.層次移動(dòng)IPv6沒(méi)有提供移動(dòng)錨點(diǎn)的配置策略。3.當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)具有多個(gè)供選擇的移動(dòng)錨點(diǎn)時(shí)，層次移動(dòng)IPv6沒(méi)有提供一種有效的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法。
多級(jí)層次移動(dòng)IPv6技術(shù)的目標(biāo)是進(jìn)一步降低層次移動(dòng)IPv6的總體域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)。在多級(jí)層次移動(dòng)IPv6體系結(jié)構(gòu)下，移動(dòng)錨點(diǎn)被劃分為兩個(gè)或更多的級(jí)別。高級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)擁有更大的覆蓋區(qū)域，并管轄多個(gè)低級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)。圖1描述了一個(gè)兩級(jí)層次移動(dòng)IPv6網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；圖2為兩級(jí)層次移動(dòng)IPv6的體系結(jié)構(gòu)圖。
在多級(jí)層次移動(dòng)IPv6體系結(jié)構(gòu)下，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到達(dá)某個(gè)子網(wǎng)時(shí)，它在每個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)級(jí)別上都至少擁有一個(gè)可用移動(dòng)錨點(diǎn)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用基于移動(dòng)速度的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法，在不同級(jí)別的移動(dòng)錨點(diǎn)中選擇最合適的一個(gè)。在相同時(shí)間內(nèi)，高速節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷的移動(dòng)錨點(diǎn)域間切換多于低速節(jié)點(diǎn)，從而發(fā)出更多的域外注冊(cè)信令，所以高速節(jié)點(diǎn)通常選擇較高級(jí)別的移動(dòng)錨點(diǎn)。
假設(shè)MAP被劃分為n級(jí)，那么基于速度的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法需設(shè)置n+1個(gè)閾值T1，T2，......，Tn，Tn+1，其中T1＝+∞，Tn+1＝0。若移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的速度介于閾值Ti和Ti+1(1≤i≤n)之間，那么它應(yīng)該選擇第i級(jí)MAP。表1是三級(jí)層次移動(dòng)IPv6的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇表，四個(gè)速度閾值分別為0、2、6和+∞(m/s)。
表1三級(jí)層次移動(dòng)IPv6的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇表

基于速度的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法僅考慮了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)往家鄉(xiāng)代理的注冊(cè)信令開(kāi)銷(xiāo)。層次移動(dòng)IPv6與移動(dòng)IPv6一樣配置了路由優(yōu)化機(jī)制，節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行家鄉(xiāng)注冊(cè)時(shí)，還必須向所有的通信對(duì)端發(fā)送綁定更新消息，以完成通信對(duì)端注冊(cè)。在移動(dòng)特征相同的情況下，連接有更多通信對(duì)端的節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的域外注冊(cè)信令也更多。因此，節(jié)點(diǎn)所連接的通信對(duì)端數(shù)目也應(yīng)成為移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法的參數(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低層次移動(dòng)IPv6的總體域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)的基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，具體地是多級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)下一種基于移動(dòng)和通信量特征的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法。
本發(fā)明中的多級(jí)層次移動(dòng)IPv6體系結(jié)構(gòu)包括五個(gè)功能單元，功能定義如下IPv6網(wǎng)絡(luò)接入路由器(AR)接入路由器，負(fù)責(zé)向移動(dòng)主機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。
層次移動(dòng)IPv6移動(dòng)錨點(diǎn)(MAP)位于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的特殊路由器，充當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本地家鄉(xiāng)代理。同一訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中可能存在多個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)在子網(wǎng)間切換的主機(jī)或路由器。它在移動(dòng)過(guò)程中不斷地改變網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。
家鄉(xiāng)代理(HA)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)鏈路上的路由器，負(fù)責(zé)維護(hù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置信息，并且把來(lái)自通信對(duì)端的分組通過(guò)隧道轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
通信對(duì)端(CN)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)。
本發(fā)明對(duì)層次移動(dòng)IPv6進(jìn)行改進(jìn)，引入多級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的移動(dòng)特征和通信量特征選擇合適的移動(dòng)錨點(diǎn)為其提供移動(dòng)接入服務(wù)，具體步驟如下步驟1移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入某個(gè)接入路由器覆蓋范圍后，接收到該接入路由器的路由器公告(RA)消息。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)查看路由器公告消息中所包含的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)。
步驟2如果先前為它提供移動(dòng)接入服務(wù)的移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)仍然存在，那么移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA)，并向先前移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息以完成移動(dòng)錨點(diǎn)域內(nèi)切換。
步驟3如果先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)不存在，那么移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要選擇新的移動(dòng)錨點(diǎn)為自己服務(wù)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)計(jì)算移動(dòng)特征和通信量特征的綜合值(稱(chēng)作“綜合量度”)。
步驟4移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將自己的綜合量度和綜合量度閾值進(jìn)行比較，確定應(yīng)該選擇哪個(gè)級(jí)別的移動(dòng)錨點(diǎn)。
步驟5移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(RCoA)和新的鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA)，并向新選擇的移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息以注冊(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)交地址的映射。在收到新移動(dòng)錨點(diǎn)回復(fù)的本地綁定確認(rèn)消息后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端發(fā)送綁定更新消息，以注冊(cè)新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址與家鄉(xiāng)地址的映射。
其中步驟1——路由器公告消息是IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議用來(lái)發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)的消息。移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)是層次移動(dòng)IPv6中定義的用來(lái)描述移動(dòng)錨點(diǎn)的鄰居發(fā)現(xiàn)選項(xiàng)，它包含移動(dòng)錨點(diǎn)的IPv6地址等信息。
其中步驟2——移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)新的接入路由器網(wǎng)絡(luò)前綴和自身網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)志號(hào)，通過(guò)無(wú)狀態(tài)地址配置方法生成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址。
其中步驟3——先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)不存在是指新收到的路由器公告中沒(méi)有包含先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)。綜合量度的計(jì)算公式為C＝(1+Nc)/Tf，其中Nc表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前連接的通信對(duì)端數(shù)目，而Tf表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的平均子網(wǎng)駐留時(shí)間。Tf采用歷史估算法獲得。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)記錄它進(jìn)入和離開(kāi)當(dāng)前子網(wǎng)的系統(tǒng)時(shí)間(te和tl)并計(jì)算兩者之差，可得到它在當(dāng)前子網(wǎng)的駐留時(shí)間Tf_c。歷史估算法綜合考慮Tf_c以及前一次的估算值Tf_p來(lái)計(jì)算Tf最終估算值，其計(jì)算格式如下Tf＝a×Tf_c+(1-α)×Tf_p。
其中步驟4——如果網(wǎng)絡(luò)中存在n級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)，那么相應(yīng)地設(shè)置n+1個(gè)綜合量度的閾值T1，T2，......，Tn，Tn+1，其中T1＝+∞，Tn+1＝0。如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的綜合量度介于閾值Ti和Ti+1(1≤i≤n)之間，那么它應(yīng)該選擇第i級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)。
其中步驟5——移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)新選擇移動(dòng)錨點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)前綴和自身網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)志號(hào)，通過(guò)無(wú)狀態(tài)地址配置方法生成新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址。同時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)還采用與步驟3相同的方法生成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址。
本發(fā)明是一種改進(jìn)的層次移動(dòng)IPv6協(xié)議，引入多級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供移動(dòng)接入服務(wù)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身移動(dòng)特征和通信量特征選擇合適的移動(dòng)錨點(diǎn)，相同條件下發(fā)送域外注冊(cè)信令較多的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇高級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)，大大降低了層次移動(dòng)IPv6的總體域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)。本發(fā)明的特點(diǎn)是1.多級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)易于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中配置；2.基于移動(dòng)和通信量特征的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇算法符合移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的域外注冊(cè)開(kāi)銷(xiāo)函數(shù)，算法復(fù)雜性低、計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)小。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)兩級(jí)層次移動(dòng)IPv6網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2為兩級(jí)層次移動(dòng)IPv6的體系結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式
圖3給出了本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，其中包含兩級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)。本實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)配置如下家鄉(xiāng)代理HA的IPv6地址為3ffe:0:0:1::1/64，家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:1::/64。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的家鄉(xiāng)地址為3ffe:0:0:1::2/64。
通信對(duì)端CN的IPv6地址為3ffe:0:0:9::123/64。
高級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)H-MAP1接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:2::1/64，接口2的IPv6地址為3ffe:0:0:4::1/64，H-MAP1域的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:4::/64。
高級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)H-MAP2接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:3::1/64，接口2的IPv6地址為3ffe:0:0:5::1/64，H-MAP2域的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:5::/64。
低級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)L-MAP1接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:4::2/64，接口2的IPv6地址為3ffe:0:0:6::1/64，L-MAP1域的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:6::/64。
低級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)L-MAP2接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:4::3/64，接口2的IPv6地址為3ffe:0:0:7::1/64，L-MAP2域的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:7::/64。
低級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)L-MAP3接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:5::2/64，接口2的IPv6地址為3ffe:0:0:8::1/64，L-MAP3域的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:8::/64。
接入路由器AR1接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:6::2/64，負(fù)責(zé)的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:10::/64。AR1和L-MAP1相連，L-MAP1和H-MAP1相連，即AR1存在于L-MAP1域和H-MAP1域內(nèi)。
接入路由器AR2接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:7::2/64，負(fù)責(zé)的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:11::/64。AR2和L-MAP2相連，L-MAP2和H-MAP1相連，即AR2存在于L-MAP2域和H-MAP1域內(nèi)。
接入路由器AR3接口1的IPv6地址為3ffe:0:0:8::2/64，負(fù)責(zé)的網(wǎng)絡(luò)地址為3ffe:0:0:12::/64。AR3和L-MAP3相連，L-MAP3和H-MAP2相連，即AR3存在于L-MAP3域和H-MAP2域內(nèi)。
HA、H-MAP1、H-MAP2以及CN通過(guò)一個(gè)IPv6網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
在本實(shí)例中，假設(shè)初始時(shí)MN位于AR1域，它所連接的通信對(duì)端數(shù)為2(Nc＝4)，平均子網(wǎng)駐留時(shí)間為10s。本實(shí)例中的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇表如下表2實(shí)例的移動(dòng)錨點(diǎn)選擇表

初始時(shí)MN計(jì)算出自己的綜合量度為0.5。根據(jù)上述選擇表，MN選擇高級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)H-MAP1為其提供接入服務(wù)。
在本實(shí)例中，MN從AR1域移動(dòng)到AR2域，具體步驟如下步驟1MN查看來(lái)自AR2的路由器公告消息，發(fā)現(xiàn)其中包含了H-MAP1的移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)。
步驟2MN根據(jù)新的網(wǎng)絡(luò)前綴和網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)志符通過(guò)無(wú)狀態(tài)地址配置方法生成新的轉(zhuǎn)交地址3ffe:0:0:11:220:edff:feb4:505f/64，之后向H-MAP1發(fā)送本地綁定更新消息。
在本實(shí)例中，MN從AR2域移動(dòng)到AR3域，具體步驟如下步驟1MN查看來(lái)自AR2的路由器公告消息，發(fā)現(xiàn)其中未包含了H-MAP1的移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)，因而跳過(guò)步驟2執(zhí)行步驟3。
步驟3MN根據(jù)它當(dāng)前的移動(dòng)特征和通信量特征重新計(jì)算綜合量度。此時(shí)MN所連接的通信對(duì)端數(shù)減少為2，其平均子網(wǎng)駐留時(shí)間的估算值也變?yōu)?s。于是，MN的綜合量度變?yōu)?.375。
步驟4MN根據(jù)移動(dòng)錨點(diǎn)選擇表，確定自己應(yīng)該選擇低級(jí)別移動(dòng)錨點(diǎn)L-MAP3為自己提供接入服務(wù)。
步驟5MN利用L-MAP3的網(wǎng)絡(luò)前綴生成新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(RCoA)3ffe:0:0:8:220:edff:feb4:505f/64，同時(shí)利用AR3的網(wǎng)絡(luò)前綴生成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA)3ffe:0:0:12:220:edff:feb4:505f/64。之后，MN向L-MAP3發(fā)送本地綁定更新消息以注冊(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)交地址的映射。在收到L-MAP3的本地綁定確認(rèn)消息后，MN向HA和CN發(fā)送綁定更新消息，以注冊(cè)新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址與家鄉(xiāng)地址的映射。
權(quán)利要求
1.基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，該方法中的多級(jí)層次移動(dòng)IPv6體系結(jié)構(gòu)包括五個(gè)功能單元，功能定義如下IPv6網(wǎng)絡(luò)接入路由器(AR)接入路由器，負(fù)責(zé)向移動(dòng)主機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)；層次移動(dòng)IPv6移動(dòng)錨點(diǎn)(MAP)位于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的特殊路由器，充當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本地家鄉(xiāng)代理，同一訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中可能存在多個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)在子網(wǎng)間切換的主機(jī)或路由器，它在移動(dòng)過(guò)程中不斷地改變網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)；家鄉(xiāng)代理(HA)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)鏈路上的路由器，負(fù)責(zé)維護(hù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置信息，并且把來(lái)自通信對(duì)端的分組通過(guò)隧道轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；通信對(duì)端(CN)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)；其特征在于該方法具體步驟如下步驟1移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入某個(gè)接入路由器覆蓋范圍后，接收到該接入路由器的路由器公告(RA)消息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)查看路由器公告消息中所包含的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)；步驟2如果先前為它提供移動(dòng)接入服務(wù)的移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)仍然存在，那么移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA)，并向先前移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息以完成移動(dòng)錨點(diǎn)域內(nèi)切換；步驟3如果先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)不存在，那么移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要選擇新的移動(dòng)錨點(diǎn)為自己服務(wù)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)計(jì)算移動(dòng)特征和通信量特征的綜合值；步驟4移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將自己的綜合量度和綜合量度閾值進(jìn)行比較，確定應(yīng)該選擇哪個(gè)級(jí)別的移動(dòng)錨點(diǎn)；步驟5移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址(RCoA)和新的鏈路轉(zhuǎn)交地址(LCoA)，并向新選擇的移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息以注冊(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)交地址的映射，在收到新移動(dòng)錨點(diǎn)回復(fù)的本地綁定確認(rèn)消息后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向家鄉(xiāng)代理和通信對(duì)端發(fā)送綁定更新消息，以注冊(cè)新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址與家鄉(xiāng)地址的映射。
2.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，其特征在于所述的步驟1中路由器公告消息是IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議用來(lái)發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)的消息；移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)是層次移動(dòng)IPv6中定義的用來(lái)描述移動(dòng)錨點(diǎn)的鄰居發(fā)現(xiàn)選項(xiàng)，它包含移動(dòng)錨點(diǎn)的IPv6地址等信息。
3.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，其特征在于所述的步驟2中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)新的接入路由器網(wǎng)絡(luò)前綴和自身網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)志號(hào)，通過(guò)無(wú)狀態(tài)地址配置方法生成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址。
4.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，其特征在于步驟3中所述的先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)不存在是指新收到的路由器公告中沒(méi)有包含先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)，綜合量度的計(jì)算公式為C＝(1+Nc)/Tf，其中Nc表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前連接的通信對(duì)端數(shù)目，而Tf表示移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的平均子網(wǎng)駐留時(shí)間；Tf采用歷史估算法獲得，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)記錄它進(jìn)入和離開(kāi)當(dāng)前子網(wǎng)的系統(tǒng)時(shí)間(te和tl)并計(jì)算兩者之差，可得到它在當(dāng)前子網(wǎng)的駐留時(shí)間Tf_c，歷史估算法綜合考慮Tf_c以及前一次的估算值Tf_p來(lái)計(jì)算Tf的最終估算值，其計(jì)算格式如下Tf＝α×Tf_c+(1-α)×Tf_p。
5.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，其特征在于所述的步驟4中如果網(wǎng)絡(luò)中存在n級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)，那么相應(yīng)地設(shè)置n+1個(gè)綜合量度的閾值T1，T2，……，Tn，Tn+1，其中T1＝+∞，Tn+1＝0；如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的綜合量度介于閾值Ti和Ti+1(1≤i≤n)之間，那么它應(yīng)該選擇第i級(jí)移動(dòng)錨點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法，其特征在于所述的步驟5中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)新選擇移動(dòng)錨點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)前綴和自身網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)志號(hào)，通過(guò)無(wú)狀態(tài)地址配置方法生成新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址；同時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用與步驟3相同的方法生成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于移動(dòng)和通信量特征的層次移動(dòng)IPv6的多級(jí)移動(dòng)管理方法。本發(fā)明的步驟包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)查看路由器公告消息中所包含的移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)；如果先前移動(dòng)錨點(diǎn)選項(xiàng)存在，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成新的鏈路轉(zhuǎn)交地址，并向先前移動(dòng)錨點(diǎn)發(fā)送本地綁定更新消息；如果不存在，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要選擇新的移動(dòng)錨點(diǎn)為自己服務(wù)；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將自己的綜合量度和綜合量度閾值進(jìn)行比較，確定應(yīng)該選擇哪個(gè)級(jí)別的移動(dòng)錨點(diǎn)；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)形成新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址和鏈路轉(zhuǎn)交地址，并發(fā)送本地綁定更新消息以注冊(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)交地址的映射，注冊(cè)新的區(qū)域轉(zhuǎn)交地址與家鄉(xiāng)地址的映射。本發(fā)明易于在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中配置、算法復(fù)雜性低、計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)小。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1960327SQ200610053300
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月7日
發(fā)明者萬(wàn)征, 潘雪增, 陳健, 平玲娣, 劉力協(xié) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)