專(zhuān)利名稱(chēng)：一種微移動(dòng)資源預(yù)留方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)/無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量QoS (Quality of Service)保障技 術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種微觀移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的資源預(yù)留方法。
技術(shù)背景在無(wú)線(xiàn)/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，向多媒體應(yīng)用提供QoS保證的一個(gè)重要手段是建 立資源預(yù)留路徑。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生切換后，為維護(hù)應(yīng)用任務(wù)的QoS，資源預(yù) 留路徑也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的切換。在無(wú)線(xiàn)/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，為縮短主機(jī)移動(dòng)而導(dǎo)致 應(yīng)用QoS服務(wù)中斷的時(shí)間，降低RSVP切換延遲、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率是 RSVP路徑切換的主要目標(biāo)。特別在某些微移動(dòng)環(huán)境中， 一些關(guān)鍵的實(shí)時(shí)業(yè) 務(wù)對(duì)傳輸?shù)难舆t抖動(dòng)十分敏感。然而RSVP切換延遲與網(wǎng)絡(luò)資源利用率往 往難以同時(shí)獲得最優(yōu)性能。與移動(dòng)管理相對(duì)應(yīng)，目前在RSVP (Resource reSerVation Protocol)路徑切換方法大體有以下幾類(lèi)RSVP路徑重新建立移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(Mobile Node, MN)發(fā)生切換后，釋 放原來(lái)RSVP路徑上預(yù)留的資源，在新的路徑上重新進(jìn)行資源的預(yù)留。這 種方法網(wǎng)絡(luò)資源利用率較高，缺點(diǎn)是較大的信令開(kāi)銷(xiāo)及切換延遲?；陬A(yù)測(cè)的RSVP路徑切換為縮短RSVP路徑切換延遲、對(duì)MN可 能切換到達(dá)的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，在其新的位置提前進(jìn)行路由計(jì)算和資源預(yù)留 路徑的建立。這類(lèi)方法要求準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)MN將要到達(dá)的位置，當(dāng)移動(dòng)模型 不準(zhǔn)確時(shí)，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的較大浪費(fèi)。在微移動(dòng)環(huán)境中，基于預(yù)測(cè)的RSVP 路徑切換方法HMRSVP(Hierarchical Mobile RSVP)，僅當(dāng)MN移動(dòng)到當(dāng)前 所在子網(wǎng)和訪(fǎng)問(wèn)子網(wǎng)重疊的區(qū)域時(shí)才進(jìn)行提前資源預(yù)留操作，從而提高了 簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)方法的網(wǎng)絡(luò)資源利用率?；谥羔樲D(zhuǎn)發(fā)(Pointer Forwarding, PF)的RSVP路徑擴(kuò)展方案 (PF-RSVP):該方法在HMRSVP方法基礎(chǔ)上，當(dāng)MN發(fā)生切換后，在其 新、舊接入點(diǎn)之間延遲最小的路徑上進(jìn)行資源預(yù)留，并將該路徑與原來(lái)的RSVP路徑進(jìn)行連接，形成切換后的RSVP路徑。這種方案不拆除已經(jīng)建立 起來(lái)的RSVP路徑，切換延遲小，但當(dāng)應(yīng)用會(huì)話(huà)生存期較長(zhǎng)、MH切換頻 繁時(shí)，可能導(dǎo)致RSVP路徑較長(zhǎng)，造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)?；诮徊媛酚善?Crossover Router, CR)的RSVP路徑部分建立方法 (CR-RSVP):這種方法基于流透明(Flow Transparency)思想，盡量重用 切換前RSVP路徑上已經(jīng)預(yù)留的資源，以減少RSVP路徑建立長(zhǎng)度，降低 切換延遲。該方法的關(guān)鍵是交叉路由器CR的計(jì)算以及RSVP部分路徑的 建立。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種微觀移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的資源預(yù)留技術(shù)，它同時(shí)兼顧 移動(dòng)主機(jī)RSVP切換的延遲時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)資源利用率。本發(fā)明針對(duì)移動(dòng)環(huán)境中延遲抖動(dòng)敏感的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供一種基于分步策 略的微移動(dòng)資源預(yù)留方法，它通過(guò)融合RSVP路徑擴(kuò)展方法和RSVP路徑 部分建立方法，同時(shí)兼顧移動(dòng)主機(jī)RSVP切換的延遲時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)資源利用 率，使二者盡可能最優(yōu)。要達(dá)到以上二者最優(yōu)，必須建立RSVP的臨時(shí)路徑，再對(duì)RSVP的臨 時(shí)路徑進(jìn)行優(yōu)化。在微移動(dòng)環(huán)境中，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)切換時(shí)，首先以RSVP切換延 遲為目標(biāo)進(jìn)行路徑選擇及其資源預(yù)留，作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換后數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐R 時(shí)路徑，預(yù)留完成后在此臨時(shí)路徑上臨時(shí)性地恢復(fù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的數(shù) 據(jù)傳輸；然后，在數(shù)據(jù)傳輸期間對(duì)RSVP臨時(shí)路徑的網(wǎng)絡(luò)資源利用率進(jìn)行 優(yōu)化，并保持路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并行執(zhí)行；RSVP優(yōu)化路徑一 旦建成，就立刻將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP切換延 遲為目標(biāo)的臨時(shí)預(yù)留路徑。RSVP的臨時(shí)路徑的建立是當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)移動(dòng)到當(dāng)前所在子網(wǎng) 和訪(fǎng)問(wèn)子網(wǎng)重疊的區(qū)域時(shí)開(kāi)始提前進(jìn)行資源預(yù)留。當(dāng)MN由原先的接入點(diǎn) 切換到新的接入點(diǎn)后，在原先的接入點(diǎn)處設(shè)立一個(gè)指針，指示達(dá)到MN的 下一跳的路由，同時(shí)僅向下一個(gè)可能的接入點(diǎn)進(jìn)行資源預(yù)留。這樣，達(dá)到 切換后的MN的路由只是在原有路徑的基礎(chǔ)上串聯(lián)已預(yù)留的這一段鏈路，形成一個(gè)指針鏈，構(gòu)成MN切換后的RSVP臨時(shí)路徑。至此，基于分步策 略的資源預(yù)留的第一步完成，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的QoS應(yīng)用即可開(kāi)始在此串聯(lián)的臨 時(shí)預(yù)留路徑上恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。在恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，本發(fā)明RSVP臨時(shí)路徑的優(yōu)化工作也隨即開(kāi) 始，數(shù)據(jù)傳輸與優(yōu)化工作并行執(zhí)行，按RSVP路徑部分建立方案對(duì)第一步 所確定的RSVP臨時(shí)路徑進(jìn)行優(yōu)化，RSVP的臨時(shí)路徑的優(yōu)化是首先根據(jù) 路由協(xié)議和微移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的層次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵ふ乙苿?dòng)后MN到達(dá)通信對(duì)端 (Correspondent Node, CN)的代價(jià)最小路徑，并計(jì)算移動(dòng)前后MN與CN 之間的這兩條不同通信路徑的交叉路由器。進(jìn)而MN切換之后仍然可沿用 移動(dòng)前后的公共路徑上已預(yù)留好的資源，僅僅在改變的路徑上進(jìn)行資源預(yù) 留，即從交叉路由器到MN的新接入點(diǎn)進(jìn)行資源預(yù)留，完成RSVP臨時(shí)路 徑的優(yōu)化。從而，MN與CN之間的數(shù)據(jù)傳輸就立刻切換到優(yōu)化路徑上，即 從MN的新接入點(diǎn)到交叉路由器，再在交叉路由器處沿用原先初始路徑中 的部分路徑到達(dá)CN;并釋放臨時(shí)路徑中從新接入點(diǎn)到原先接入點(diǎn)，以及原 先接入點(diǎn)到交叉路由器所預(yù)留的資源。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為層次樹(shù)形性結(jié)構(gòu)的微觀移動(dòng)環(huán)境中，為減少由于MN 移動(dòng)切換而造成的對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用QoS的影響，首先應(yīng)保證在最短的時(shí)間內(nèi)完 成RSVP路徑的切換，使應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸盡可能快地恢復(fù)到切換前的QoS狀 態(tài)。本發(fā)明首先以RSVP切換延遲為目標(biāo)，通過(guò)基于指針轉(zhuǎn)發(fā)的RSVP路 徑擴(kuò)展方法組建RSVP切換后的臨時(shí)路徑，預(yù)留完成后在此臨時(shí)路徑上繼 續(xù)數(shù)據(jù)分組的傳輸。通過(guò)這一步的操作，在最短的時(shí)間內(nèi)完成了移動(dòng)節(jié)點(diǎn) RSVP路徑的切換，快速恢復(fù)了數(shù)據(jù)分組的QoS傳輸。該臨時(shí)路徑可以滿(mǎn) 足應(yīng)用的QoS需求，但其代價(jià)很大，占用鏈路數(shù)過(guò)多，網(wǎng)絡(luò)資源利用率不 高。微移動(dòng)環(huán)境中本發(fā)明方法在完成第一步之后，在數(shù)據(jù)傳輸期間通過(guò) RSVP路徑部分建立方法對(duì)RSVP臨時(shí)路徑的代價(jià)進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，并保持 路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并行執(zhí)行。RSVP優(yōu)化路徑一旦建立，就立 刻將數(shù)據(jù)傳輸從臨時(shí)路徑轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP時(shí)間延遲 為目標(biāo)的臨時(shí)預(yù)留路徑。本發(fā)明微移動(dòng)資源預(yù)留方法的優(yōu)點(diǎn)是在微移動(dòng)環(huán)境中，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā) 生移動(dòng)切換時(shí)，能在極短時(shí)間內(nèi)完成移動(dòng)節(jié)點(diǎn)RSVP路徑的切換，快速恢復(fù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換后數(shù)據(jù)分組的QoS傳輸，極大縮短移動(dòng)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)應(yīng)用的QoS 服務(wù)中斷時(shí)間，減少移動(dòng)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)應(yīng)用因移動(dòng)而導(dǎo)致的延遲抖動(dòng)；并且最 終的RSVP切換路徑占用的鏈路數(shù)也很少，方法的網(wǎng)絡(luò)資源利用率趨于最 優(yōu)。


圖1為本發(fā)明方法微移動(dòng)資源預(yù)留發(fā)明流程圖；圖2為本發(fā)明方法的分步資源預(yù)留的信令消息流示意圖；圖3為采用本發(fā)明方法的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)移動(dòng)當(dāng)前所在子網(wǎng)和訪(fǎng)問(wèn)子網(wǎng)重疊的 區(qū)域(圖中陰影區(qū)域)時(shí)開(kāi)始提前進(jìn)行資源預(yù)留。當(dāng)MN由原先的接入點(diǎn) (Access Router B承擔(dān)，AR)切換到新的接入點(diǎn)(Access Router C)后， 在原先的接入點(diǎn)處設(shè)立一個(gè)指針，指示達(dá)到MN的下一跳的路由，同時(shí)僅 向下一個(gè)可能的接入點(diǎn)進(jìn)行資源預(yù)留，即路徑2。這樣，達(dá)到切換后的MN 的路由只是在原有路徑(路徑1)的基礎(chǔ)上串聯(lián)己預(yù)留的這一段鏈路，形成 一個(gè)指針鏈，構(gòu)成MN切換后的RSVP臨時(shí)路徑，即圖中路徑1與路徑2 串聯(lián)路徑所示。至此，基于分步策略的資源預(yù)留的第一步完成，QoS應(yīng)用 即可開(kāi)始在此串聯(lián)的臨時(shí)預(yù)留路徑上繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，RSVP臨時(shí) 路徑的優(yōu)化工作也隨即開(kāi)始，按RSVP路徑部分建立方案對(duì)第一步所確定 的RSVP臨時(shí)路徑進(jìn)行優(yōu)化，首先根據(jù)路由協(xié)議和微移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的層次網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)鋵ふ乙苿?dòng)后MN到達(dá)通信對(duì)端(Correspondent Node, CN)的代價(jià)最小 路徑，并計(jì)算移動(dòng)前后MN與CN之間的這兩條不同通信路徑的交叉路由 器，如圖3中路由器CR A所示。進(jìn)而MN切換之后仍然可沿用移動(dòng)前后 的公共路徑上己預(yù)留好的資源，僅僅在改變的路徑上進(jìn)行資源預(yù)留，即從 交叉路由器CR A到MN的新接入點(diǎn)AR C進(jìn)行資源預(yù)留，如圖3路徑3 所示，完成RSVP臨時(shí)路徑的優(yōu)化。從而，MN與CN之間的數(shù)據(jù)傳輸就立 刻切換到路徑3上，再途徑CR A沿用路徑1的部分路徑到達(dá)CN,并釋放路徑2以及原先從CRA到ARB所預(yù)留的資源。同理，當(dāng)MN由外地代理接入ARC切換到新的外地代理(ARD)后， 也將依次建立路徑4和路徑5的預(yù)留路徑。本發(fā)明基于分步策略的微移動(dòng)資源預(yù)留方法流程如圖1所示。其整個(gè) 資源預(yù)留過(guò)程的消息流又如圖2所示，當(dāng)MN為發(fā)送者時(shí)為圖2 (a)， MN 為接收者時(shí)為圖2 (b)。如果MN為發(fā)送者，當(dāng)MN接入新子網(wǎng)時(shí)，MN 就立刻向處于樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)位置的網(wǎng)關(guān)GW發(fā)送一個(gè)路徑更新的Route Update消息，途經(jīng)新舊路徑的交叉路由器CR，同時(shí)MN還通過(guò)新子網(wǎng)的 接入路由器AR向舊子網(wǎng)的接入路由器AR發(fā)送一個(gè)PATH消息，然后MN 將收到舊子網(wǎng)的AR回復(fù)的RESV消息，至此，分步資源預(yù)留的第一步完 成，如圖2 (a)的第一步。第二步，MN向新舊路徑上的CR發(fā)送一個(gè)新 的PATH消息，CR收到后回復(fù)RESV消息，從而完成第二步，釋放第一步。當(dāng)MN為接收者時(shí)，其消息流與圖2 (a)類(lèi)似，如圖2 (b)所示。其 路徑更新消息流與圖2 (a)相同，而RSVP信令消息流與圖2 (a)反向。 另外在第一步中新AR還需向舊AR發(fā)送Mspec消息告訴舊接入路由器MN 將移動(dòng)到哪一個(gè)AR。
權(quán)利要求
1、一種微移動(dòng)資源預(yù)留方法，其特征在于當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生微移動(dòng)切換時(shí)，首先以RSVP切換延遲為目標(biāo)進(jìn)行路徑選擇及其資源預(yù)留，預(yù)留完成后在此路徑上臨時(shí)性地恢復(fù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸；然后，在數(shù)據(jù)傳輸期間對(duì)RSVP臨時(shí)路徑的網(wǎng)絡(luò)資源利用率進(jìn)行優(yōu)化，并保持路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并執(zhí)行；RSVP優(yōu)化路徑一旦建成，就立刻將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP切換延遲為目標(biāo)的臨時(shí)預(yù)留路徑。
2、 t^^禾傻求1戶(hù);M一禾t^移^J^I 頁(yè)留方法，欺^ffi在于RSVP的臨EW^ 的粒是當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)畫(huà)移動(dòng)當(dāng)前所在子網(wǎng)秭方問(wèn)子網(wǎng)錢(qián)的區(qū)娜柳媚前進(jìn)行資源 預(yù)留；當(dāng)MN由原先附^X點(diǎn)七，噺附^A點(diǎn)后，fflC先附^A點(diǎn)處^Z:—個(gè)J薛十，指 ，Ij畫(huà)的下1啲路由，同時(shí)僅向下一個(gè)可會(huì)E^ltA點(diǎn)進(jìn)行資^f頁(yè)留；辦，超徹^的MN的路由只是ffl!有謝5mRtlJ:串聯(lián)已預(yù)留e^]S—^r逸各，形成一個(gè)撤tf連，構(gòu)成廳^g的Rsw臨日懶5;靴，基于分^g^]資繊頁(yè)留麟"^誠(chéng)，Qos，艮^ 始被匕串 臨時(shí)預(yù)離欲^1:恢 ^ 。
3、 鵬權(quán)禾腰求l戶(hù);Ml^麵多云旅概鵬方法，欺鞭在于RSVP的臨時(shí)離6M^化是在咴SWfli^同時(shí)，Rsvp臨時(shí)蹈SHiMti:j他隨即開(kāi)始，1M^^與優(yōu)ttx作荊im行，按Rsvp謝5g^a^^jm^^所確定的Rsvp臨日訴斜s^m化，首5feMg路d^fr議禾嘞移動(dòng)網(wǎng)纟^j恩欠網(wǎng)繳說(shuō)hf^^動(dòng)后畫(huà)至^SS(iX^ cn的代1fM小謝丞并i"t^^動(dòng)前后MN與CN力司6^]S^條不^litg紛aH^XS各由器；進(jìn)而固m^臓可沿用移動(dòng)前后的公鄉(xiāng)處e 頁(yè)留^m僅僅在 [處進(jìn)行資嫩頁(yè)留，即從^W由凝歸的新駄點(diǎn)謝亍資凝頁(yè)留，誠(chéng)RSVP臨,彌 優(yōu)化；從而，MN與CN力司^M^it^亥收;M^胱4fcm處，即從MN的新^A點(diǎn) 至I^XS各由器，S^X^由S!^用原先械邰紛5中的部邠斜翌噠CN;并釋放頓訴各徑中Mf 躍倒原射IA點(diǎn)，以鵬射認(rèn)疑iJ^m由器府頁(yè)留臓源。
全文摘要
一種微移動(dòng)資源預(yù)留方法，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生微移動(dòng)切換時(shí)，首先以RSVP切換延遲為目標(biāo)進(jìn)行路徑選擇及其資源預(yù)留，預(yù)留完成后在此路徑上臨時(shí)性地恢復(fù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸；然后，在數(shù)據(jù)傳輸期間對(duì)RSVP臨時(shí)路徑的網(wǎng)絡(luò)資源利用率進(jìn)行優(yōu)化，并保持路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并行執(zhí)行；RSVP優(yōu)化路徑一旦建成，就立刻將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP切換延遲為目標(biāo)的臨時(shí)預(yù)留路徑。其優(yōu)點(diǎn)在于在極短時(shí)間內(nèi)完成了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)RSVP路徑的切換，快速恢復(fù)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換后數(shù)據(jù)分組的QoS傳輸，極大減少了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)應(yīng)用因移動(dòng)而導(dǎo)致的延遲抖動(dòng)；并且最終的RSVP切換路徑占用的鏈路數(shù)很少，網(wǎng)絡(luò)資源利用率趨于最優(yōu)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK101227363SQ200810046849
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者伍華鳳, 徐火生, 戴新發(fā), 蒲昱初 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇九研究所