專利名稱：一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的 切換方法。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks (WMNs))是一種動態(tài)的自組織和自配置 的多跳系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時彼此協(xié)助。WMN包括兩類節(jié)點 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器和網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端，不同于做為常規(guī)無線網(wǎng)絡(luò)路由器的網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋的路由功 能，一個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器包括支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的另外的路由功能。通過多跳通信，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 消耗很少的發(fā)送功率就能達(dá)到同樣的覆蓋范圍。為了進(jìn)一步改善網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的靈活性、可靠 性，并提高帶寬等性能，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器通常配置有使用同樣或不同無線訪問技術(shù)的多個無 線接口。無線網(wǎng)狀網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)錯誤率低，如果允許臨時轉(zhuǎn)發(fā)則該錯誤率可以進(jìn)一步降低，除了 上述這些區(qū)別之外，網(wǎng)狀網(wǎng)和常規(guī)無線路由器通常使用相似的硬件平臺。網(wǎng)狀網(wǎng)路由器具有最小的移動性并構(gòu)成網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端的網(wǎng)狀網(wǎng)骨干，因此，雖然 網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端也能夠做為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的路由器工作，但它們的硬件平臺和軟件可以比網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器簡單很多。例如，網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端的通信協(xié)議可以是輕量級的，網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋功能不需要 在網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端中存在，并且網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端中只需要單個的無線接口，等等。除了由網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器和網(wǎng)狀網(wǎng)客戶端組成的網(wǎng)狀網(wǎng)，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器中的網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋功能實現(xiàn)了無線網(wǎng)狀 網(wǎng)與各種其它網(wǎng)絡(luò)的集成。配置有無線網(wǎng)絡(luò)接口的常規(guī)節(jié)點能夠通過無線網(wǎng)狀網(wǎng)路由器直 接連接到無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，沒有無線網(wǎng)絡(luò)接口的客戶能夠通過如以太網(wǎng)連接到無線網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器來訪問無線網(wǎng)狀網(wǎng)。因此，WMN可以有效地幫助用戶實現(xiàn)任何地點、任何時間的永遠(yuǎn)在 線。相應(yīng)的，WMN使得AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的容量多樣化而不是另外一種AD-HOC網(wǎng)絡(luò)，這一特征給 WMN帶來了很多優(yōu)點，如，低的前端代價、網(wǎng)絡(luò)易維護(hù)、穩(wěn)定性以及可靠的服務(wù)覆蓋，等等，因 此，除了在AD-HOC網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛采用外，WMN在許多應(yīng)用環(huán)境正在經(jīng)歷著快 速的商業(yè)化，例如，寬帶家庭網(wǎng)絡(luò)，社區(qū)網(wǎng)絡(luò)，樓宇自動化，高速城域網(wǎng)以及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一 個移動用戶從一個網(wǎng)狀網(wǎng)覆蓋的區(qū)域移動到另一個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器覆蓋的區(qū)域時，該用戶需 要相應(yīng)地改變與網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的關(guān)聯(lián)，然而，該用戶或許需要保持上層的應(yīng)用不因移動而 中斷，因此，切換是必需的。切換是一種處理，通過該處理，移動終端在從一個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器 覆蓋轉(zhuǎn)移到另一個覆蓋時可以保持連接的持續(xù)性，切換管理的兩個關(guān)鍵問題是位置更新和 路由更新。位置更新意味著維持更新的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與移動用戶的關(guān)聯(lián)信息；路由更新指 的是改變在相關(guān)的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器中的路由信息以便能夠成功轉(zhuǎn)發(fā)來至或到達(dá)該移動用戶 的數(shù)據(jù)包。現(xiàn)有的解決方案設(shè)法從TCP/IP協(xié)議棧參考模型的不同分層支持移動性。我們將 這些移動性管理解決方案分為以下幾類“網(wǎng)絡(luò)層解決方案(第三層解決方案)·鏈路層解決方案(第二層解決方案)
·跨層解決方案(第三層+第二層解決方案)網(wǎng)絡(luò)層解決方案提供了在IP層的移動性相關(guān)特征，它們不依賴于下層的無線訪 問技術(shù)也不做任何假定，用于移動性目的的信令消息承載在IP流量中，鏈路層解決方案提 供了在下層射頻系統(tǒng)的移動性相關(guān)特征，它們在移動用戶在一個訪問路由器覆蓋的范圍內(nèi) 改變位置時確保無中斷的通信，當(dāng)在異構(gòu)訪問網(wǎng)絡(luò)中漫游時，通常建議使用附加的網(wǎng)關(guān)來 處理這種互作用和互操作的問題，信令消息通過無線鏈路傳送。鏈路層解決方案與特定的 無線技術(shù)緊密地聯(lián)系在一起，從鏈路層支持的移動性也稱作訪問移動性或鏈路層移動性。 跨層解決方案主要被建議用于切換管理，該解決方案的目標(biāo)是在第二層的協(xié)助下達(dá)到第三 層的切換，通過提前從鏈路層獲得信號強(qiáng)度報告和移動檢測信息，該系統(tǒng)能夠為網(wǎng)絡(luò)層切 換做更好的準(zhǔn)備從而降低丟包率并減少切換的延時。
網(wǎng)絡(luò)層移動性管理解決方案可以廣泛地分為兩大類宏移動性解決方案和微移動 性解決方案，以下做進(jìn)一步的解釋 移動用戶在兩個網(wǎng)絡(luò)域的移動被稱為宏移動性。一個域是一個行政管理體，包括 不同的訪問網(wǎng)絡(luò)，如無線局域網(wǎng)(WLAN)、服務(wù)提供商的2G網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)?！ひ苿佑脩粼谝粋€域中兩個子網(wǎng)之間的移動被稱為微移動性。本發(fā)明涉及的是無線網(wǎng)狀網(wǎng)WMN的移動性，因此屬于微移動性解決方案。微移動 性解決方案可以廣泛地被分為兩類基于隧道的和基于路由的微移動性方案?；谒淼赖?方案使用本地或分層的注冊和封裝概念以限制移動性相關(guān)的信令消息的范圍，因此減少了 全局信令負(fù)荷和切換延時。移動IP區(qū)域注冊，層次化的移動IP，以及域內(nèi)移動性管理協(xié)議 都是基于隧道的微移動性協(xié)議。基于路由的方案保持著路由器中的特定主機(jī)路由以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù) 據(jù)包，特定的主機(jī)路由基于主機(jī)的移動性而更新。蜂窩IP和切換感知的無線訪問互聯(lián)網(wǎng)基 礎(chǔ)架構(gòu)(HAWAII)都是基于路由的微移動性協(xié)議。由于本發(fā)明也是一種基于路由的方案，現(xiàn) 將幾種現(xiàn)有的基于路由的方案介紹如下蜂窩IP(CIP)為頻繁移動的主機(jī)提供本地移動性和切換支持。它支持CIP訪問網(wǎng) 絡(luò)的尋呼功能和快速切換，對于不同的CIP網(wǎng)絡(luò)之間的移動性，它能與MIP互作用以提供廣 域移動性支持。CIP的架構(gòu)如附圖1所示，它表示了通過網(wǎng)關(guān)連接到互聯(lián)網(wǎng)的不同的無線訪 問網(wǎng)絡(luò)，用于處理一個域內(nèi)的移動性。目標(biāo)指向移動主機(jī)的數(shù)據(jù)包首先到達(dá)網(wǎng)關(guān)，然后該網(wǎng) 關(guān)使用特定主機(jī)路由路徑將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到移動主機(jī)。CIP為位置管理和路由分別使用分布 式的尋呼緩存和分布式路由緩存，分布式的尋呼緩存大致的保持了有效尋呼的空閑移動主 機(jī)的位置，所述的路由緩存保持著子網(wǎng)級別準(zhǔn)確度的活動主機(jī)的位置，當(dāng)一個移動主機(jī)執(zhí) 行切換時，路由緩存中的路由狀態(tài)就會動態(tài)地更新。CIP的切換處理對于上層來說是自動的 和透明的，當(dāng)來至服務(wù)基站的信標(biāo)信號的強(qiáng)度低于鄰近基站時，移動主機(jī)就會發(fā)起一個切 換。通過新的基站傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)的第一個包配置了一個通過新基站的新的路徑，這會導(dǎo)致存 在從網(wǎng)關(guān)到移動主機(jī)的兩個并行路徑一個通過舊的基站，一個通過新的基站。如果該移動 主機(jī)能夠在同一時間偵聽到兩個基站，該切換是軟切換，否則是硬切換。通過舊基站的路徑 將在路由緩存超時之前的一段時間內(nèi)保持活躍，超時后，在節(jié)點中對應(yīng)于移動主機(jī)的屬于 舊的路徑的條目被刪除，然后，在網(wǎng)關(guān)和移動主機(jī)之間只存在新的路徑。HAWAII (Handoff-Aware Wireless Access Internet Infrastructure)是一個基 于域的移動性管理方法，HAWAII的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如附圖2所示，CN為通信對端，麗為移動節(jié)點。所有的在一個域內(nèi)與移動性有關(guān)的問題都由一個網(wǎng)關(guān)來處理，該網(wǎng)關(guān)稱為域根路由器。當(dāng) 一個移動主機(jī)位于其本地域中，目標(biāo)為該移動主機(jī)的數(shù)據(jù)包使用典型的IP路由技術(shù)進(jìn)行 路由，當(dāng)該移動主機(jī)位于外部域中，目標(biāo)為該移動主機(jī)的數(shù)據(jù)包將被其家鄉(xiāng)域根路由器即 家鄉(xiāng)代理(HA)首先截獲，該HA將數(shù)據(jù)包以隧道的方式傳輸?shù)椒?wù)于該移動主機(jī)的域根路 由器，域根路由器使用基于主機(jī)的路由條目將數(shù)據(jù)包路由到該移動主機(jī)。當(dāng)移動主機(jī)在同 一網(wǎng)絡(luò)域的不同子網(wǎng)之間移動時，只有從域根路由器到服務(wù)于移動主機(jī)的基站的路由被更 改，其余的路徑保持不變。因此在域內(nèi)切換過程中減少了全局信令消息的負(fù)荷和切換的延 時。HAWAII在建立和保持到移動主機(jī)的動態(tài)路徑時使用了三種類型的消息上電、路徑刷 新和路徑更新。在上電之后的路徑建立消息通過在路徑上的路由器內(nèi)建立特定主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā) 條目建立從域根路由器到移動主機(jī)的特定主機(jī)路徑。當(dāng)移動主機(jī)位于其本地域中，一旦沿 著從域根路由器到移動主機(jī)的路徑中的路由器中的特定主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)條目被建立，上電處理過 程就完成了。當(dāng)移動主機(jī)位于外部域中，它將在收到來至域根路由器的確認(rèn)消息時注冊其 轉(zhuǎn)交地址(COA)和家鄉(xiāng)地址(Home Address)做為路徑建立消息的應(yīng)答。一旦為移動主機(jī) 建立特定主機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)條目，該條目將保持一定時間周期的激活狀態(tài)。該移動主機(jī)在超時之 間周期性地將路徑刷新消息發(fā)送到其當(dāng)前的基站，在響應(yīng)路徑刷新消息時，基站將發(fā)送指 向域根路由器的下一跳路由器的合計逐跳刷新信息，當(dāng)一個移動主機(jī)在同一域內(nèi)從一個基 站到另一個基站移動時，就采用路徑更新信息來維持端到端的連通性。HAWAII也支持IP尋 呼，當(dāng)指向移動主機(jī)的數(shù)據(jù)包到達(dá)域根路由器并且沒有可用的路由信息時，HAWAII采用組 播技術(shù)尋呼空閑的移動主機(jī)。iMesh是基于802. 11的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用了一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，叫做優(yōu)化的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議或OLSR。OLSR協(xié)議運(yùn)行在每一個AP的所有WDS接口上，需要 注意的是為每一個鄰接AP創(chuàng)建不同的邏輯WDS接口時，AP在其客戶端接口(與客戶端關(guān) 聯(lián)的邏輯接口，典型的如wlanO)不運(yùn)行OLSR協(xié)議，原因是客戶端不識別路由協(xié)議。AP與移 動站之間的鏈路被做為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的外部路由來對待，OLSR協(xié)議通過所謂的HNA(主機(jī)與網(wǎng) 絡(luò)關(guān)聯(lián))消息廣告所述的外部路由信息，HNA消息被設(shè)計用于向網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)注入外部路由信 息。無論何時，當(dāng)一個移動站與一個AP建立關(guān)聯(lián)時，HostAP驅(qū)動將向OLSR守護(hù)進(jìn)程發(fā)送 一個關(guān)聯(lián)信號，刪除所有到該移動站的以前存在的路由信息，增加一個通過客戶端的wlanO 接口的到該客戶端的直接的路由。這個“外部”的路由信息被編碼為一個HNA消息并通過 OLSR協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中廣播。所有的AP，在接收到HNA消息時刪除所有到該站的以前的路由信 息，增加一個通過其目前所關(guān)聯(lián)的AP的新的路由，并且，在接收到HNA消息時，該AP從其外 部路由的本地數(shù)據(jù)庫中刪除關(guān)于該站的信息。在現(xiàn)有技術(shù)中，無論是蜂窩IP(CIP)和HAWAII，還是iMesh，在處理IP移動性方面 的效率較低，需要進(jìn)一步降低切換信息的代價并提高路由發(fā)現(xiàn)或位置查詢的速度，同時也 需要解決在蜂窩IP(CIP)和HAWAII中可能存在的移動客戶端之間的三角路由問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的基于路由的微移動性解決方案，本發(fā)明要解決的 技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的處理IP移動性方面效率低及可能存在的移動客戶 端之間的三角路由問題，提供一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括多個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器和移動客戶端，所述方法包括以下步驟A.在所述多個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器中采用最小支配集算法選擇代理路由器并在特定時 間更新所述代理路由器；B.移動客戶端接入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時選擇一個最佳的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第一網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器建立關(guān)聯(lián)并由所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器將關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所述代理路由器；C.移動客戶端因移動而發(fā)生切換時選擇一個新的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第二網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器建立關(guān)聯(lián)并由所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器將新的關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所述代理路由器和所 述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟A中所述特定時間是所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 發(fā)生改變的時間。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟A中所述特定時間是以特定時間周期間隔的時 間，所述特定時間周期根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性來確定。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟B中所述移動客戶端更新本地內(nèi)核路由表，將 所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟B中所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步更新本地關(guān) 聯(lián)列表和路由表。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟C中所述切換是由所述移動客戶端根據(jù)鏈路層 掃描信號的強(qiáng)弱所指示的切換。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟C中所述移動客戶端更新本地內(nèi)核路由表，將 所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟C中所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步更新本地關(guān) 聯(lián)列表和路由表。在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟C中所述代理路由器進(jìn)一步更新本地的關(guān)聯(lián)信息。
在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟C中所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器從本地關(guān)聯(lián)列表中 刪除舊的所述移動客戶端的關(guān)聯(lián)信息并從本地路由表中刪除舊的所述移動客戶端的主機(jī)路由。本發(fā)明的有益效果是通過本發(fā)明提供的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，當(dāng) 無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的移動客戶端因移動而發(fā)生切換時，關(guān)聯(lián)信息不需要廣播到所有網(wǎng)狀網(wǎng)路 由器而只要發(fā)送到代理路由器，降低了因切換而導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)信息更新的代價，提高了無線 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)處理移動性的效率，同時也消除了可能存在的移動客戶端之間的三角路由問題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中蜂窩IP(CIP)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中HAWAII網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法的流程圖；圖4是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)流程圖；圖5是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換過程流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中蜂窩IP(CIP)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖，圖2是現(xiàn)有技術(shù)中 HAWAII網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖，本發(fā)明所采用的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法與圖1和圖 2及iMesh的現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點是很明顯的。圖3是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法的流程圖。如圖3所示，所述方法流程300應(yīng)用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括同構(gòu)無線網(wǎng) 絡(luò)和異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，采用分層的路由策略，網(wǎng)狀網(wǎng)路由器之間的路由和網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與移 動客戶端之間的路由以不同的方式進(jìn)行處理，任何自組織(AD-HOC)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議都能 被作為網(wǎng)狀網(wǎng)路由器之間的路由方法使用，到移動客戶端的路由基于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器與移動 客戶端之間的關(guān)聯(lián)信息實現(xiàn)。所述方法流程300包括以下步驟在步驟302中，在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中首先采用最小支配集算法(minimum dominating set algorithm)選擇代理路由器，形成代理路由器的骨干節(jié)點，這樣的一種選擇方法能夠 以較低的訪問代價選擇代理路由器，文獻(xiàn)中有很多不同的最小支配集算法，用戶可以根據(jù) 需求選擇合適的一種。選擇代理路由器方法包括集中化選擇和非集中化選擇，如果無線網(wǎng) 狀網(wǎng)絡(luò)(WMN)具有連接互聯(lián)網(wǎng)的一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點，則以集中化選擇的方式實施。所述網(wǎng)關(guān)節(jié) 點首先收集無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)路由器的全局拓?fù)湫畔?，可以基于網(wǎng)狀網(wǎng)路由器之間的路由協(xié)議 來實施，然后所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點執(zhí)行最小支配集算法選擇代理路由器節(jié)點，選擇結(jié)果通過廣播 方式發(fā)送給所有路由器。非集中化選擇的方式適用于沒有網(wǎng)關(guān)節(jié)點的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，此時， 每一個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器需要執(zhí)行最小支配集算法來選擇代理路由器，一個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器首先 收集網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的全局拓?fù)湫畔ⅲ梢曰诰W(wǎng)狀網(wǎng)路由器之間的路由協(xié)議來實施，然后 所述路由器節(jié)點實施最小支配集算法來選擇代理路由器節(jié)點。在步驟304中，在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中更新選出的代理路由器，雖然網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的骨干 節(jié)點是很穩(wěn)定的，但其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然有可能由于各種原因而被改變，如路由器節(jié)點的癱瘓 或增加新的節(jié)點。為了適應(yīng)于可能出現(xiàn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，可以采用兩種機(jī)制1、通過拓?fù)涓淖冇|發(fā)代理路由器的重新選擇如果路由協(xié)議提供全局拓?fù)湫畔⒌?話，該方法可以實施；2、周期性地執(zhí)行代理路由器的選擇如果路由協(xié)議不能保持全局拓?fù)湫畔⒌脑?，可以讓一個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器節(jié)點周期性 地執(zhí)行代理路由器選擇，兩次執(zhí)行選擇的間隔時間可以基于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性來確定。通 過上述兩種機(jī)制可以更新代理路由器，保證選出的代理路由器形成的代理路由器骨干節(jié)點 能夠反映網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的全局拓?fù)湫畔?。在步驟306中，移動客戶端接入無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時選擇一個最佳的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作 為第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)，移動客戶端將第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)并更新本地 內(nèi)核的關(guān)聯(lián)列表和路由表，第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器更新本地路由表并將與移動客戶端的關(guān)聯(lián)信 息發(fā)送到所有代理路由器節(jié)點。
在步驟308中，移動客戶端發(fā)生移動時根據(jù)鏈路層信號強(qiáng)弱的指示而進(jìn)行切換， 選擇了一個新的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)，移動客戶端將第二網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)并更新本地內(nèi)核的關(guān)聯(lián)列表和路由表，第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器更新本地路 由表并將與移動客戶端的關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所有代理路由器節(jié)點，同時也發(fā)送到第一網(wǎng)狀網(wǎng) 路由器，第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步更新本地關(guān)聯(lián)列表，刪除舊的關(guān)聯(lián)信息。移動客戶端切換后與新的缺省網(wǎng)關(guān)的關(guān)聯(lián)信息被所有代理路由器節(jié)點知悉，代理 路由器本身也更新了關(guān)聯(lián)信息表和路由表，這樣一來，移動客戶端之間或通信對端與移動 客戶端之間的通信將按照新的路由和關(guān)聯(lián)信息處理，關(guān)聯(lián)信息的更新不需要廣播到所有的 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器而只要發(fā)送到選擇的代理路由器即可，這樣就節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)開銷，降低了關(guān)聯(lián) 信息的更新代價，提高了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)處理移動性的效率，同時，移動客戶端之間也不存在三角 路由。圖4是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)流程圖，如圖4所示，所述數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn) 發(fā)流程400開始于步驟402，即網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的移動客戶端A需要向移動客戶端B發(fā)送數(shù)據(jù) 包，移動客戶端A和移動客戶端B分別關(guān)聯(lián)不同的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器，即移動客戶端A的缺省網(wǎng) 關(guān)是RA，移動客戶端B的缺省網(wǎng)關(guān)是RB，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的代理路由器也已經(jīng)選擇完成，形 成代理路由器骨干節(jié)點并可以更新。在步驟404中，移動客戶端A首先將數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動客戶端A的缺省網(wǎng)關(guān)RA， RA即為移動客戶端A在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中建立關(guān)聯(lián)的本地網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。在步驟406中，移動客戶端A的缺省網(wǎng)關(guān)RA查詢本地內(nèi)核路由表。在步驟408中，移動客戶端A的缺省網(wǎng)關(guān)RA通過查詢本地內(nèi)核路由表判斷移動客 戶端B是否是本地主機(jī)，若是本地主機(jī)則直接執(zhí)行步驟410，即將數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到移動客 戶端B從而完成了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程400 ；若移動客戶端B不是本地主機(jī)則執(zhí)行步驟412。在步驟412中，移動客戶端A的缺省網(wǎng)關(guān)RA查詢本地關(guān)聯(lián)列表。在步驟414中，移動客戶端A的缺省網(wǎng)關(guān)RA通過查詢本地關(guān)聯(lián)列表判斷移動客戶 端B的缺省網(wǎng)關(guān)是RB是否在關(guān)聯(lián)列表中，若在關(guān)聯(lián)列表中則執(zhí)行步驟416即從關(guān)聯(lián)列表中 找出RB，繼續(xù)執(zhí)行步驟420 ；若不在關(guān)聯(lián)列表中則執(zhí)行步驟418。在步驟418中，通過查詢最近的代理路由器獲得移動客戶端B的缺省網(wǎng)關(guān)RB。在步驟420中，移動客戶端A的缺省網(wǎng)關(guān)RA將數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動客戶端B的缺省 網(wǎng)關(guān)RB。在步驟422中，移動客戶端B的缺省網(wǎng)關(guān)RB直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動客戶端B從 而完成了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)流程400。圖5是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換過程流程圖，如 圖5所示，所述切換過程流程500包括以下步驟在步驟502中，移動客戶端上電啟動，開始掃描并搜尋可用的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。在步驟504中，移動客戶端接入無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，使用鏈路層協(xié)議掃描并選擇一個 最佳的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)。在步驟506中，移動客戶端將建立關(guān)聯(lián)的第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)并更新 本地路由表。在步驟508中，作為缺省網(wǎng)關(guān)的第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器執(zhí)行本地路由更新，即將移動客戶端增加到本地的關(guān)聯(lián)主機(jī)列表，增加移動客戶端到本地內(nèi)核路由表作為本地主機(jī)；同 時也將與移動客戶端的關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所有代理路由器節(jié)點。在步驟510中，代理路由器執(zhí)行路由更新和關(guān)聯(lián)更新，即更新移動客戶端的關(guān)聯(lián) fn息ο在步驟512中，移動客戶端在移動過程中根據(jù)鏈路層信號強(qiáng)弱的指示判斷是否發(fā) 生了切換，若沒有發(fā)生切換則結(jié)束流程500 ；若發(fā)生了切換則執(zhí)行步驟514。在步驟514中，移動客戶端由于移動即從第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的覆蓋移動 到另一個 網(wǎng)狀網(wǎng)路由器的覆蓋時發(fā)生了切換，移動客戶端通過鏈路層協(xié)議選擇新的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作 為第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)，移動客戶端更新本地路由表，增加第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為 新的缺省網(wǎng)關(guān)。在步驟516中，作為新的缺省網(wǎng)關(guān)的第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器執(zhí)行本地路由更新，即將 移動客戶端增加到本地的關(guān)聯(lián)主機(jī)列表，增加移動客戶端到本地內(nèi)核路由表作為本地主 機(jī)；同時也將與移動客戶端的新的關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所有代理路由器節(jié)點和第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由
ο在步驟518中，代理路由器執(zhí)行路由更新和關(guān)聯(lián)列表更新，同時第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由 器從本地關(guān)聯(lián)主機(jī)表中刪除原來關(guān)聯(lián)的移動客戶端，并從內(nèi)核路由表中刪除到移動客戶端 的主機(jī)路由條目。本發(fā)明提供的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，可以應(yīng)用于各種無線網(wǎng)狀網(wǎng) 絡(luò)中，與現(xiàn)有的解決方案相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點有本發(fā)明的方法不需要特定結(jié)構(gòu)的路 由維護(hù)和切換；選出的多個代理路由器可以執(zhí)行路由更新；同時網(wǎng)狀網(wǎng)路由器之間采用獨 立的路由方法?；谏鲜鰞?yōu)點，本發(fā)明的方法也產(chǎn)生了以下有益效果，即與蜂窩IP(CIP)、 HAWAII，或者iMesh相比，在處理IP移動性方面提高了效率，降低了切換信息的代價并提高 了路由發(fā)現(xiàn)或位置查詢的速度，同時也消除了在蜂窩IP(CIP)和HAWAII中可能存在的移動 客戶端之間的三角路由問題。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，所述無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括多個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器和移動客戶端，其特征在于，所述方法包括以下步驟A.在所述多個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器中采用最小支配集算法選擇代理路由器并在特定時間更新所述代理路由器；B.移動客戶端接入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時選擇一個最佳的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)并由所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器將關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所述代理路由器；C.移動客戶端因移動而發(fā)生切換時選擇一個新的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)并由所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器將新的關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到所述代理路由器和所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟A中 所述特定時間是所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變的時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟A中 所述特定時間是以特定時間周期間隔的時間，所述特定時間周期根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性來確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟B中 所述移動客戶端更新本地內(nèi)核路由表，將所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟B中 所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步更新本地關(guān)聯(lián)列表和路由表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟C中 所述切換是由所述移動客戶端根據(jù)鏈路層掃描信號的強(qiáng)弱所指示的切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟C中 所述移動客戶端更新本地內(nèi)核路由表，將所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為缺省網(wǎng)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟C中 所述第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器進(jìn)一步更新本地關(guān)聯(lián)列表和路由表。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟C中 所述代理路由器進(jìn)一步更新本地的關(guān)聯(lián)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，其特征在于所述步驟C中 所述第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器從本地關(guān)聯(lián)列表中刪除舊的所述移動客戶端的關(guān)聯(lián)信息并從本地 路由表中刪除舊的所述移動客戶端的主機(jī)路由。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，所述方法包括步驟A.在多個網(wǎng)狀網(wǎng)路由器中采用最小支配集算法選擇代理路由器并在特定時間更新代理路由器；B.移動客戶端接入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時選擇一個最佳的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)并由第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器將關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到代理路由器；C.移動客戶端因移動而發(fā)生切換時選擇一個新的網(wǎng)狀網(wǎng)路由器作為第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器建立關(guān)聯(lián)并由第二網(wǎng)狀網(wǎng)路由器將新的關(guān)聯(lián)信息發(fā)送到代理路由器和第一網(wǎng)狀網(wǎng)路由器。通過本發(fā)明公開的一種用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的切換方法，降低了因切換而導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)信息更新的代價，提高了無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)處理移動性的效率。
文檔編號H04W40/36GK101827410SQ20091012698
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者劉楚達(dá), 吳維剛, 曹建農(nóng), 鄒洋 申請人:香港理工大學(xué)