專利名稱：優(yōu)化嵌套網(wǎng)絡(luò)路由的manemo移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種優(yōu)化嵌套網(wǎng)絡(luò)路由的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其路由優(yōu)化的方法，確切地說(shuō)，本發(fā)明基于當(dāng)前的基本移動(dòng)路由協(xié)議，對(duì)嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與骨干網(wǎng)的通信路由進(jìn)行優(yōu)化，選擇與接入路由器直接連接的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器作為根路由器， 代替漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行綁定；再在多跳域內(nèi)部采用多跳路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了同一多跳域內(nèi)不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的直接通信，從而達(dá)到防止嵌套網(wǎng)絡(luò)造成的多三角路由問(wèn)題，提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信效率。屬于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的路由優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，執(zhí)行的移動(dòng)性管理的主要協(xié)議是 MIPv6 (Mobile Internet Protocol Version 6，即 RFC3775)和網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)基本支持 NEMO BS 協(xié)議(Network Mobility Basic Support Protocol，即 RFC3963)。MIPv6 主要用于單臺(tái)計(jì)算機(jī)的移動(dòng)性管理和支持主機(jī)移動(dòng)性，定義了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過(guò)程中保持通信連續(xù)性的方法，但是，它沒(méi)有提供網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性的支持。NEMO BS協(xié)議是對(duì)MIPv6的擴(kuò)展，定義了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)整體在移動(dòng)過(guò)程中保持會(huì)話連續(xù)性的方法。根據(jù)協(xié)議規(guī)定，骨干網(wǎng)給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分配若干個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴MNP (Mobile Network Prefix)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)MNN(Mobile Network Node)根據(jù)MNP獲取一個(gè)家鄉(xiāng)地址 HoA (HomeAddress)。當(dāng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)到外地鏈路時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR (Mobile Router) 獲取轉(zhuǎn)交地址CoA(Care ofAddress)。MR的CoA的映射表和MNP都由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的家鄉(xiāng)代理 HA(Home Agent)維護(hù)，MR獲得CoA后，要向家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊(cè)，以建立其與HA之間的雙向隧道，以供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)MNN繼續(xù)使用其家鄉(xiāng)地址HoA。通信節(jié)點(diǎn)CN (Correspondent Node) 向移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)，分組首先發(fā)送到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的家鄉(xiāng)代理HA。HA接收到發(fā)送給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分組后，通過(guò)MR和HA之間的雙向通道，將分組發(fā)送到MR的當(dāng)前轉(zhuǎn)交地址上。MR接收到分組后，經(jīng)過(guò)解封裝處理后，將其轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。參見(jiàn)圖1，介紹現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)存在多層嵌套時(shí)，如何使用網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持NEMO 協(xié)議存在的“多三角路由”問(wèn)題。圖中，MR2-MR5分別通過(guò)MRl接入因特網(wǎng)，其中的MR2嵌套在MRl下，MR3與MR4嵌套在MR2下，MR5嵌套在MR4下，形成一個(gè)層層嵌套的結(jié)構(gòu)。通信節(jié)點(diǎn)CN與MR5下的MNN通信過(guò)程如下CN將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)目的地址信息被MR5 的家鄉(xiāng)代理HA5截獲，按照MR5與HA5的綁定記錄，數(shù)據(jù)包以HA5 — HA4 — HA2 — HAl — MRl — MR2 — MR4 — MR5 — MNN的路線傳送。傳送過(guò)程中，數(shù)據(jù)包在HA5、HA4、HA2和HAl分別進(jìn)行封裝，還在MRl、MR2、MR4和MR5分別進(jìn)行解封裝。目前，解決NEMO嵌套網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)主要有兩種思路一種是通過(guò)源路由機(jī)制，解決嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的“多三角路由”問(wèn)題；另一種是通過(guò)將一個(gè)接入路由器 AR(Access Router)下的所有MR構(gòu)成一個(gè)樹(shù)狀的分級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只通過(guò)頂層MR與底層MR 的家鄉(xiāng)代理之間建立雙向隧道與外網(wǎng)通信。例如，2007 年 2 月，P. Thubert 禾口 M. Molteni 發(fā)表的《IPv6 Reverse RoutingHeader and its application to Mobile Networks》，一禾中1( ￠1 RRH(Return Routing Header)協(xié)議，就是采用源路由機(jī)制優(yōu)化嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的方案。它是采用一種新的 “反向路由頭”記錄從MNN到CN的路由信息，MR通過(guò)與AR直接相連的根路由器與自己的HA 建立雙向隧道，略去了中間MR的HA。當(dāng)數(shù)據(jù)分組從MNN發(fā)送給CN時(shí)，路徑上第一個(gè)MR分配必要數(shù)量的RRH，路徑上MR 到AR的步數(shù)就是需要在隧道頭中分配的RRH的個(gè)數(shù)。在第一個(gè)RRH中將MNN直接連接的 MR的HA作為目的地址，該MR的CoA作為源地址，路徑中的MR分別向下一個(gè)RRH中插入自己的CoA作為源地址，而目的地址不改變。數(shù)據(jù)分組通過(guò)雙向隧道發(fā)送到與MNN直接相連的MR的HA，HA解封數(shù)據(jù)包的同時(shí)，緩存RRH中條目并將數(shù)據(jù)發(fā)往CN。HA建立緩存后，CN 發(fā)往MNN的數(shù)據(jù)就可以使用與RRH相反的方向發(fā)送。上述RRH協(xié)議解決嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化技術(shù)存在以下缺陷RRH方法使用反向路由頭記錄路由信息，并沒(méi)有從根本上解決數(shù)據(jù)多層封裝的問(wèn)題，當(dāng)嵌套層次很深時(shí)，則反向路由頭信息就會(huì)增加得非常繁瑣，造成通信效率的下降。中國(guó)專利申請(qǐng)《一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由的實(shí)現(xiàn)方法及網(wǎng)絡(luò)》(申請(qǐng)?zhí)?200810104453. 3)提出一種基于樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的解決嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的路由優(yōu)化方法一個(gè)接入路由器AR下的所有MR形成一個(gè)樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)MR作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，上級(jí)MR需要保存其所有下級(jí)MR維護(hù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，并承擔(dān)所有下層MR的路由信息和數(shù)據(jù)傳輸。根路由器保存整個(gè)以接入路由器AR作為接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所有MR通過(guò)自己的HA與根路由器之間建立的雙向隧道與外網(wǎng)通信，上級(jí)MR不封裝下級(jí)的數(shù)據(jù)，只將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到自己的上級(jí)MR，直到數(shù)據(jù)到達(dá)根路由器，通過(guò)雙向隧道傳送至CN。該專利申請(qǐng)存在以下缺陷首先，基于樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的路由優(yōu)化方式的各級(jí)MR的運(yùn)算和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)差異比較大，上級(jí)MR要管理其所有下級(jí)MR的拓?fù)湫畔⒑蛿?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，尤其是在AR下的MR數(shù)量較多時(shí)，這種差異表現(xiàn)得更突出。再者，每個(gè)MNN或MR與外網(wǎng)的通信只有一條路由。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性使得網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)處于時(shí)刻變化的狀態(tài)，當(dāng)上級(jí)MR移動(dòng)至其他AR下時(shí)，該MR下級(jí)的所有MR都要重新構(gòu)建路由，這種情況不利于保持通信的連續(xù)性。因此，如何對(duì)嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與骨干網(wǎng)的通信路由進(jìn)行優(yōu)化的課題就成為業(yè)內(nèi)科技人員關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種優(yōu)化嵌套網(wǎng)絡(luò)路由的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其路由優(yōu)化方法，本發(fā)明立足于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議，對(duì)嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與骨干網(wǎng)的通信路由實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，選擇與接入路由器直接相連的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器作為根路由器，代替漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行綁定；再通過(guò)在多跳域內(nèi)部實(shí)現(xiàn)多跳路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)同一多跳域內(nèi)不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的直接通信，從而達(dá)到防止嵌套網(wǎng)絡(luò)造成的多三角路由問(wèn)題，提高了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信效率。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)有移動(dòng)終端、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器 MR(MobiIe Router)、MR的家鄉(xiāng)代理HA(Home Agent)和訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)VMN的家鄉(xiāng)代理HA ；其中，
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR，當(dāng)其直接連接骨干網(wǎng)的接入路由器，即兩者之間傳輸距離只有一跳時(shí)，該MR就轉(zhuǎn)換為負(fù)責(zé)管理本多跳域中的所有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器的根路由器，采用 Grounded Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)廣播通知其根路由器功能，并替代漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行綁定的功能；MR設(shè)有多跳路由協(xié)議處理模塊(MANET-0LSR)以及分別與其連接的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊(MR NEMO)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊(MR_Pr0Zy_ VMN)；MR的家鄉(xiāng)代理HA，設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議的家鄉(xiāng)代理功能的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理模塊，完成下述功能支持綁定更新BU的隱式消息，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器漫游時(shí)的管理，接收和處理綁定更新BU消息，產(chǎn)生和發(fā)送綁定確認(rèn)BA消息以及和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器的轉(zhuǎn)交地址建立通道；VMN的家鄉(xiāng)代理HA，設(shè)有移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊、訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊和過(guò)濾器模塊；其中的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊不同于傳統(tǒng)的家鄉(xiāng)代理，用于維護(hù)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表和管理訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的漫游；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表存儲(chǔ)有在該家鄉(xiāng)代理注冊(cè)的所有訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址、根路由器轉(zhuǎn)交地址和通信對(duì)端地址；VMN的家鄉(xiāng)代理接收到根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求時(shí)，記錄該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)信息和構(gòu)建綁定更新確認(rèn)消息后，發(fā)往該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，攔截網(wǎng)絡(luò)中所有目的地址為該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表中存在的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，并發(fā)往該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的根路由器；當(dāng)接收到根路由器家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端綁定建立完成的消息時(shí)，將該消息中的通信對(duì)端地址插入訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶列表中該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的通信對(duì)端地址字段，并生成該通信對(duì)端地址與該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址的映射對(duì)，再添加于過(guò)濾器模塊的映射表；所述過(guò)濾器模塊存儲(chǔ)有通信對(duì)端地址與訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)地址的映射表，負(fù)責(zé)阻止源地址和目的地址與映射表中訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址和通信對(duì)端地址匹配的數(shù)據(jù)包。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的 MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路由優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括下列操作步驟(1)各個(gè)MR分別接收接入路由器周期性廣播的身份信息，收到同一個(gè)接入路由器廣播包的MR組成一個(gè)彼此采用OLSR協(xié)議通信的MANET自組網(wǎng)，以MR的轉(zhuǎn)交地址作為源地址或目的地址；其中，直接連接接入路由器的MR成為根路由器，自動(dòng)將其Hello消息中的 Ground Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)設(shè)置為1，并廣播通知其他MR ；(2)外地的MR漫游到新的接入路由器范圍時(shí)，通過(guò)其選擇的根路由器向家鄉(xiāng)代理
建立綁定更新；(3)每個(gè)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到新的MANEMO子網(wǎng)時(shí)，都通過(guò)根路由器注冊(cè)反向路由，由根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與其家鄉(xiāng)代理建立綁定，再與通信對(duì)端建立綁定，從而實(shí)現(xiàn)路由優(yōu)化。本發(fā)明創(chuàng)新的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是本發(fā)明系統(tǒng)的MR增設(shè)負(fù)責(zé)在多跳域內(nèi)通信的多跳路由協(xié)議處理模塊、具有根路由器功能的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊， 負(fù)責(zé)管理整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)接入。還在網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議基礎(chǔ)上，新增訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)VMN的家鄉(xiāng)代理HA，其設(shè)有移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊、訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊和過(guò)濾器模塊，負(fù)責(zé)與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)建立綁定，并攔截未與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)直接綁定的通信對(duì)端發(fā)給訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，通過(guò)根路由器傳送給訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)；其使用多跳路由協(xié)議，
9能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與根路由器的通信，從而提高了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的接入范圍。本發(fā)明系統(tǒng)立足于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議，對(duì)嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與骨干網(wǎng)的通信路由實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，通過(guò)選擇與接入路由器直接相連的MR作為根路由器，根路由器代替漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊(cè)，并代替訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端進(jìn)行通信。通過(guò)在多跳域內(nèi)部實(shí)現(xiàn)多跳路由協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)了同一多跳域內(nèi)不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的直接通信，從而達(dá)到防止嵌套網(wǎng)絡(luò)造成的多三角路由問(wèn)題，提高了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信效率。本發(fā)明技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)(1)將相同網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AR下的所有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)劃定為一個(gè)MANET網(wǎng)絡(luò)域，在這些移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)間使用OLSR多跳路由協(xié)議，由此，每個(gè)MANET網(wǎng)絡(luò)域中的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)間通信完全避免了多三角路由問(wèn)題。(2)根路由器對(duì)漫游移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所起的作用當(dāng)外地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)漫游至本MANET網(wǎng)絡(luò)域時(shí)，其MR獲得轉(zhuǎn)交地址CoA后，通過(guò)OLSR路由協(xié)議將發(fā)向其HA的綁定更新請(qǐng)求發(fā)送到本MANET目前的根路由器處，由根路由器發(fā)送給目的家鄉(xiāng)代理HA。(3)根路由器對(duì)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)VMN所起的作用當(dāng)外地訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游至本移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)新MR，向本MANET網(wǎng)絡(luò)域的根路由器發(fā)送反向路由建立請(qǐng)求，同時(shí)，根路由器代替VMN向通信對(duì)端建立綁定關(guān)系。(4) MR的地址配置方式MR的地址包含AR_ID及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴MNP兩部分信息，位于同一個(gè)MANET網(wǎng)絡(luò)域的MR之間通過(guò)MNP相互識(shí)別，不同MANET網(wǎng)絡(luò)域的MR之間通過(guò)AR_ ID相互區(qū)別。當(dāng)MR在不同MANET網(wǎng)絡(luò)域之間漫游時(shí)，僅根據(jù)其它MR廣播的hello包修改其地址的AR_ID部分來(lái)構(gòu)造其轉(zhuǎn)交地址CoA，而不用修改其唯一的MNP。(5)修改MRJfello包內(nèi)容MR的hello包基本按照OLSR協(xié)議中的Hello包格式， 本發(fā)明在該基礎(chǔ)上，添加了根路由器選項(xiàng)；具體做法為MR周期性的檢測(cè)AR的廣播信息，若發(fā)現(xiàn)自己與AR的跳數(shù)為1，即直接與AR相連，且將根路由器選項(xiàng)設(shè)置為1，否則為O ；同時(shí)， 該選項(xiàng)為O的MR需要保存本地MANET網(wǎng)絡(luò)域中有效根路由器的列表。(6)簡(jiǎn)化終端節(jié)點(diǎn)功能本發(fā)明中的大部分路由相關(guān)工作都被轉(zhuǎn)移給了 MR與HA， 例如根路由器代替漫游的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向其家鄉(xiāng)代理建立綁定更新，并代替訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端進(jìn)行綁定等，從而減小了了終端設(shè)備的計(jì)算復(fù)雜度與能量消耗，對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)終端設(shè)備的要求低，增強(qiáng)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性，且易于實(shí)現(xiàn)?？傊?，本發(fā)明既能夠避免RRH方案中反向路由頭隨嵌套層數(shù)增加而增大，又克服樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中各級(jí)MR運(yùn)算和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)差異大，以及當(dāng)上級(jí)MR移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大量路由重構(gòu)，威脅通信連續(xù)性的各種缺陷。本發(fā)明采用在共享相同接入點(diǎn)AR的NEMO網(wǎng)絡(luò)之間使用 OLSR路由協(xié)議通信，使相近的NEMO各個(gè)子網(wǎng)間可以直接通信而無(wú)需經(jīng)過(guò)各自的HA轉(zhuǎn)發(fā)； 當(dāng)外地NEMO漫游至新的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí)，其MR選定與AR直接相連的MR作為根路由器，通過(guò)該根路由器向其家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新消息；當(dāng)單個(gè)MNN漫游至新的NEMO子網(wǎng)時(shí)， 向根路由器發(fā)送反向路由建立請(qǐng)求，通過(guò)根路由器與CN綁定通信，從而避免了 NEMO BS協(xié)議中嵌套網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的多三角路由問(wèn)題，優(yōu)化漫游MR與其HA的綁定，以及漫游MNN與CN的綁定，提高整體網(wǎng)絡(luò)的通信效率。


圖1是嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。 圖2是本發(fā)明優(yōu)化嵌套網(wǎng)絡(luò)路由的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的MR和VMN的HA的結(jié)構(gòu)組成示意圖，以及本地固定節(jié)點(diǎn)LFN(Locak Fixed Node)與通信對(duì)端CN通信的路由優(yōu)化示意圖。圖3是本發(fā)明訪問(wèn)MR與其家鄉(xiāng)代理HA綁定的示意圖。圖4是本發(fā)明在特殊情況下訪問(wèn)MR與其HA綁定的示意圖。圖5是本發(fā)明訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)VMN與CN通信的信息包交互過(guò)程時(shí)序圖。圖6是本發(fā)明根路由器維護(hù)的反向路由表示意圖。圖7是本發(fā)明中普通MR的根路由器列表示意圖。圖8是本發(fā)明中VMN-HA維護(hù)的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)VMN用戶列表示意圖。圖9是本發(fā)明仿真實(shí)施例中的數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)延比較圖。圖10是本發(fā)明仿真實(shí)施例中設(shè)定時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)量比較圖。圖11是本發(fā)明仿真實(shí)施例中VMN-HA綁定時(shí)延比較圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。為避免嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的多三角路由問(wèn)題，本發(fā)明引入了 MANET網(wǎng)絡(luò)的OLSR路由優(yōu)化協(xié)議。在MANEMO的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境中，各個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(即MR)之間的組網(wǎng)方式存在著移動(dòng)自組網(wǎng)MANET的各項(xiàng)特點(diǎn)，在MR之間使用MANET的路由協(xié)議非常合適。但是，為了將 MANET路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)較好的結(jié)合，本發(fā)明為此作了一系列擴(kuò)展與改進(jìn)。參見(jiàn)圖2，介紹本發(fā)明具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及系統(tǒng)中本地固定節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端通信的路由優(yōu)化示意本發(fā)明系統(tǒng)中設(shè)有移動(dòng)終端、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR(Mobile Router)、MR的家鄉(xiāng)代理 HA(Home Agent)和訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)VMN的家鄉(xiāng)代理HA ；其中的MR(如圖中的MRl)直接連接骨干網(wǎng)的接入路由器AR，即兩者之間傳輸距離只有一跳時(shí)，該MRl就轉(zhuǎn)換為負(fù)責(zé)管理本多跳域中的所有MR的根路由器，采用Grounded Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)廣播通知其根路由器功能， 并替代漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行綁定的功能；該MRl設(shè)有分別與多跳路由協(xié)議處理模塊(MANET-0LSR)連接的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊(MR_NEM0)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊(MR_Pr0Xy_VMN)(如圖2所示)。這些模塊的功能是多跳路由協(xié)議處理模塊，負(fù)責(zé)在同一多跳域內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)該MR成為根路由器時(shí)，該模塊接收到AR周期性的廣播包后，先查看該包到達(dá)該MR所經(jīng)歷的跳數(shù)，判斷其自身與AR的距離，進(jìn)而設(shè)置Grounded Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)的數(shù)值；若跳數(shù)為1，表示該MR 直接連接AR，則該擴(kuò)展選項(xiàng)設(shè)置為標(biāo)識(shí)根路由器的1，即將在OLSR協(xié)議的Hello分組中的 Reserved保留字段的起始2位bit用作Grounded Router flag選項(xiàng)；該擴(kuò)展選項(xiàng)的默認(rèn)值為標(biāo)識(shí)非根路由器的0，即傳統(tǒng)MR，此時(shí)維護(hù)一份目前有效的根路由器列表，用于選擇根路由器。
網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊，當(dāng)該MR所管理的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)漫游于不同網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)之間時(shí)，該模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議規(guī)定的各項(xiàng)操作；當(dāng)該MR成為根路由器時(shí)，該模塊負(fù)責(zé)接收漫游MR通過(guò)OLSR路由協(xié)議發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求，再添加自己的轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行封裝，發(fā)送給自己的HA，再通過(guò)HA之間的雙向隧道發(fā)送到漫游MR的HA，以避免深層嵌套.移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊，用于實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)VMN與通信對(duì)端的路由優(yōu)化，以避免兩者間的多三角路由；該模塊只在該MR成為根路由器時(shí)才啟用接收VMN發(fā)來(lái)的反向路由注冊(cè)請(qǐng)求；在該模塊維護(hù)的反向路由表中，記錄VMN目前所在的MR的轉(zhuǎn)交地址及其自身的家鄉(xiāng)地址，并替代VMN構(gòu)造綁定更新請(qǐng)求，發(fā)往最近的VMN的HA ；然后接收VMN的HA發(fā)來(lái)的目的地址為該VMN的數(shù)據(jù)包，按照反向路由表傳送給該VMN ；同時(shí)，代替該VMN構(gòu)造與通信對(duì)端的綁定更新請(qǐng)求，發(fā)往通信對(duì)端；接收到通信對(duì)端發(fā)來(lái)的綁定確認(rèn)消息后，作為該VMN 與通信對(duì)端的通信代理，通過(guò)根路由器的HA向該VMN的HA發(fā)送綁定建立完成的消息，使該 VMN的HA不再攔截通信對(duì)端發(fā)給VMN的數(shù)據(jù)包。MR中各個(gè)模塊之間的信息流交互過(guò)程如下MR將接收到的其它MR廣播包中的AR 地址字段與自己的相應(yīng)字段進(jìn)行比較，若兩者不同，且該字段與自己不同的MR的數(shù)量大于等于3，則判斷自己進(jìn)入漫游狀態(tài)，否則為非漫游狀態(tài)；若該MR處于漫游狀態(tài)，則由網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊向AR申請(qǐng)轉(zhuǎn)交地址，同時(shí)通過(guò)接收到的其MR廣播消息中的Grounded Router flag選項(xiàng)，建立自己的根路由器列表，從中選擇與自己距離最近的根路由器，再通過(guò)根路由器與自己的HA建立綁定更新；當(dāng)該MR處于非漫游狀態(tài)，則由多跳路由協(xié)議處理模塊使用OLSR協(xié)議與多跳域內(nèi)的其它MR交互通信，同時(shí)，接收AR的廣播包，查看AR與其自身的距離若跳數(shù)為1，則為根路由器狀態(tài)，就向其它MR廣播其根路由器身份；然后，由網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊接收漫游MR發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求，并通過(guò)自己的HA，代替漫游MR與其HA進(jìn)行綁定更新；并由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊接收訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的反向路由注冊(cè)請(qǐng)求，替代VMN向其HA進(jìn)行注冊(cè)和與通信對(duì)端綁定，并通過(guò)根路由器的HA通知VMN的HA 完成VMN與通信對(duì)端的綁定后，不再攔截該通信對(duì)端發(fā)往該VMN的數(shù)據(jù)包；若跳數(shù)大于1，則為普通MR，需要保存根路由器列表。MR的家鄉(xiāng)代理HA(圖2中未示)設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議的HA功能的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理模塊，完成下述功能支持綁定更新BU的隱式消息，MR漫游時(shí)的管理，接收和處理綁定更新BU消息，產(chǎn)生和發(fā)送綁定確認(rèn)BA消息以及和MR的轉(zhuǎn)交地址建立通道。VMN的家鄉(xiāng)代理HA設(shè)有移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊、訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊和過(guò)濾器模塊(如圖2所示)；其中的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊不同于傳統(tǒng)HA，用于維護(hù)VMN用戶列表和管理VMN的漫游；該VMN用戶列表存儲(chǔ)有在該HA注冊(cè)的所有VMN的家鄉(xiāng)地址、根路由器轉(zhuǎn)交地址和通信對(duì)端地址；VMN的HA接收到根路由器替代VMN發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求時(shí)，記錄該VMN信息和構(gòu)建綁定更新確認(rèn)消息后，發(fā)往該VMN ；同時(shí)，攔截網(wǎng)絡(luò)中所有目的地址為該VMN用戶列表中存在的VMN的數(shù)據(jù)包，并發(fā)往該VMN對(duì)應(yīng)的根路由器；當(dāng)接收到根路由器家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的VMN與通信對(duì)端綁定建立完成的消息時(shí)，將該消息中的通信對(duì)端地址插入 VMN列表中該VMN的通信對(duì)端地址字段，并生成該通信對(duì)端地址與該VMN地址的映射對(duì)，再添加于過(guò)濾器模塊的映射表。過(guò)濾器模塊存儲(chǔ)有通信對(duì)端地址與VMN地址的映射表，負(fù)責(zé)阻止源地址和目的地址與映射表中VMN地址和通信對(duì)端地址匹配的數(shù)據(jù)包。移動(dòng)Ipv6協(xié)議處理模塊用于接收根路由器通過(guò)其HA替代VMN向VMN的HA發(fā)送的綁定更新請(qǐng)求，將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)送給訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊，以便將VMN地址、根路由器地址和根路由器的HA地址都存儲(chǔ)于其維護(hù)的VMN用戶列表后，移動(dòng)Ipv6協(xié)議處理模塊向根路由器的HA發(fā)送綁定更新確認(rèn)消息；同時(shí)，開(kāi)始攔截網(wǎng)絡(luò)中發(fā)給該VMN的數(shù)據(jù)包然后按照該VMN所保存的反向路徑經(jīng)由根路由器HA —根路由器一VMN,將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地。當(dāng)VMN的HA接收到根路由器的HA發(fā)來(lái)的VMN與通信對(duì)端完成綁定建立的消息時(shí)，訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊將該消息中的通信對(duì)端地址存儲(chǔ)于VMN用戶列表中該VMN的通信對(duì)端地址字段，再生成該通信對(duì)端地址與該VMN地址的映射對(duì)，并添加于過(guò)濾器模塊的映射表；以后，當(dāng)VMN的HA接收到通信對(duì)端發(fā)給其所代理的VMN的數(shù)據(jù)包，先進(jìn)入過(guò)濾器模塊，在該過(guò)濾器模塊的映射表中查看是否有該通信對(duì)端的地址及其目的VMN地址，若沒(méi)有， 則由移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊接收該數(shù)據(jù)包，按照該VMN的反向路徑發(fā)送數(shù)據(jù)包；否則，丟棄此數(shù)據(jù)包。眾所周知，Internet邊緣存在許多作為外部網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)的AM。本發(fā)明中的每個(gè) AM下的多個(gè)MR構(gòu)成一個(gè)MANET本地域(如圖2中的MRl)。每個(gè)MR的轉(zhuǎn)交地址是由其AR 地址與其移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴通過(guò)設(shè)定的某種算法計(jì)算得出的。MR分析自己接收到的Hello包中的轉(zhuǎn)交地址，若得出的AM地址與自己的相同，則將該MR記錄到拓?fù)浔碇小＠纾谕ㄐ胚^(guò)程中，MRl檢測(cè)到AR與自己的距離跳數(shù)為1，則將Hello分組中新增的根路由器選項(xiàng)設(shè)置為1，其它MR設(shè)置為0。當(dāng)某個(gè)本地固定節(jié)點(diǎn)要向非MRl下的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，將包發(fā)送到MR1，MRl通過(guò)分析數(shù)據(jù)包的目的地址來(lái)判斷目的節(jié)點(diǎn)所處的域。 若目的節(jié)點(diǎn)位于本地MANET網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)，MRl就在數(shù)據(jù)包的外層路由頭中將源地址設(shè)為自己的地址，將目的地址設(shè)為目的節(jié)點(diǎn)的MR地址，此后，數(shù)據(jù)包按照OLSR路由協(xié)議被傳送到目的路由器，進(jìn)而到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。若目的節(jié)點(diǎn)位于非本地MANET網(wǎng)絡(luò)域(例如在Internet 中或在其它AR下的MANET網(wǎng)絡(luò)域中)，源MR就將外層路由頭中的目的地址設(shè)為根路由器地址。例如在圖2中，MR5下的本地固定節(jié)點(diǎn)LFN要與hternet中的通信對(duì)端CN通信，當(dāng)數(shù)據(jù)包通過(guò)OLSR協(xié)議到達(dá)根路由器MRl后，根路由器MRl封裝數(shù)據(jù)包，通過(guò)MRl-HAl雙向隧道傳送到根路由器的HA家鄉(xiāng)代理HA1，HAl根據(jù)目的MR地址，將數(shù)據(jù)包通過(guò)HA1-HA5雙向隧道路由到MR5的家鄉(xiāng)代理HA5，進(jìn)而傳送到通信對(duì)端。下面介紹本發(fā)明具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路由優(yōu)化方法的各個(gè)操作步驟步驟1，網(wǎng)絡(luò)中的AR周期性發(fā)送包含該AR自身地址的廣播包，用于MR建立接入 Internet的路由。各MR分別接收網(wǎng)絡(luò)中的廣播消息和檢測(cè)接收到的Hello分組，如果檢測(cè)到AR與自己可以直接通信(即跳數(shù)為1)，則該MR成為根路由器，自動(dòng)將其廣播的Hello 消息中的根路由器Ground Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)設(shè)置為1 (非根路由器設(shè)置為0)，并廣播通知其他MR。接收到同一個(gè)AR廣播包的各個(gè)MR通過(guò)判斷移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴建立一個(gè)位于同一 AR下、彼此采用OLSR協(xié)議通信的MANET子網(wǎng)，以MR的轉(zhuǎn)交地址作為源地址或目的地址。步驟2，通信時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播自身消息，MR通過(guò)分析數(shù)據(jù)包的目的地址來(lái)判斷目的節(jié)點(diǎn)所處的域。若目的地址與本地MANET子網(wǎng)地址的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴相同，說(shuō)明目的節(jié)點(diǎn)位于MANET子網(wǎng)內(nèi)部，MR將消息封裝后，將源地址設(shè)為自己的地址，將目的地址設(shè)為目的節(jié)
13點(diǎn)的MR地址后，該數(shù)據(jù)包按照OLSR路由協(xié)議被傳送到目的節(jié)點(diǎn)。若目的地址與本地MANET子網(wǎng)地址的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴不同，說(shuō)明目的節(jié)點(diǎn)位于 MANET子網(wǎng)外部，數(shù)據(jù)包通過(guò)OLSR協(xié)議到達(dá)根路由器MRl后，根路由器MRl將作為源節(jié)點(diǎn)的代理通過(guò)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議與目的節(jié)點(diǎn)通信。參見(jiàn)圖3，介紹外地的MR漫游到新的AR范圍(訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò))時(shí)，要通過(guò)其選擇的根路由器與其家鄉(xiāng)代理建立綁定更新的過(guò)程；(1)MR5接收網(wǎng)絡(luò)中的廣播分組，當(dāng)MR5移動(dòng)出其原來(lái)的MANET子網(wǎng)進(jìn)入MRl所在的MANET子網(wǎng)時(shí)，接收到MRl所在子網(wǎng)的廣播消息；MR5將該廣播消息的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴與自己的地址比對(duì)，發(fā)現(xiàn)兩者不同，則MR5感知到自己已經(jīng)處于漫游狀態(tài)，即已經(jīng)漫游到外地 MANET網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)。(2)MR5根據(jù)接收到的新的AR地址信息與自己的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)前綴配置自己新的轉(zhuǎn)交地址，同時(shí)，根據(jù)MRl的Hello廣播得知其根路由器身份，將MRl記錄到根路由器列表，再向其家鄉(xiāng)代理HA5發(fā)送綁定更新消息，并將綁定更新包的目的地址設(shè)為MR1，配置完畢后廣播綁定更新包。該綁定更新包在MANET子網(wǎng)中根據(jù)OLSR路由協(xié)議到達(dá)MRl。(3) MRl將綁定更新包通過(guò)MRl-HAl雙向隧道傳送到HAl。(4) HAl根據(jù)綁定更新包的目的地址，將綁定更新包轉(zhuǎn)發(fā)至其目的地址HA5，HA5記錄綁定更新包上一跳路由信息為HAl，同時(shí)將MR5新的轉(zhuǎn)交地址CoA存儲(chǔ)于轉(zhuǎn)交地址CoA與家鄉(xiāng)地址HoA映射表后，完成對(duì)MR5的綁定更新；以后，HA5收到發(fā)往MR5的消息，均通過(guò)綁定更新包的來(lái)時(shí)的反向路由發(fā)送給MR5，至此，MR5完成其綁定注冊(cè)更新過(guò)程。參見(jiàn)圖4，介紹本發(fā)明另一種MR與HA綁定的情況。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署中，一個(gè)HA可能同時(shí)管理多個(gè)MR。本發(fā)明中，若根路由器的HA與訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)MR的HA相同時(shí)，則該訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)MR與其HA的綁定更為簡(jiǎn)單，只需經(jīng)過(guò)一次隧道封裝。其具體過(guò)程如下其步驟⑴、⑵、(3)與圖3所示的普遍MR與HAD的綁定過(guò)程相同。步驟⑷當(dāng)綁定更新請(qǐng)求到達(dá)MRl的家鄉(xiāng)代理HA5，HA5查看該請(qǐng)求消息的目的地址，得知其目的家鄉(xiāng)代理HA就是本節(jié)點(diǎn)，于是對(duì)MR5進(jìn)行綁定更新處理記錄MR5的轉(zhuǎn)交地址，加入轉(zhuǎn)交地址與家鄉(xiāng)地址映射表；再按綁定更新請(qǐng)求的反向路由將綁定更新確認(rèn)消息發(fā)送給MR5，完成整個(gè)綁定更新過(guò)程。此外，如圖2所示的嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)與hternet網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信，也只需經(jīng)過(guò)MR1-HA5的一條隧道轉(zhuǎn)發(fā)。步驟3，每個(gè)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到新的MANEMO子網(wǎng)時(shí)，都通過(guò)根路由器注冊(cè)反向路由，由根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與其家鄉(xiāng)代理建立綁定，再與通信對(duì)端建立綁定，從而實(shí)現(xiàn)路由優(yōu)化。在網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議和現(xiàn)有的其它嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化方案中，重點(diǎn)改進(jìn)的都只是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器的注冊(cè)綁定過(guò)程，沒(méi)有對(duì)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端的通信進(jìn)行優(yōu)化。但是，本發(fā)明對(duì)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端之間的通信過(guò)程也進(jìn)行了路由優(yōu)化。下面參見(jiàn)圖5，具體介紹本發(fā)明的該通信路由優(yōu)化過(guò)程(1)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)過(guò)程中，周期性地檢測(cè)其接收到MR廣播信息，若發(fā)現(xiàn)廣播信息中的MR地址與自己保存的MR地址不同，就感知到自己已處于漫游狀態(tài)，就用自己原來(lái)的家鄉(xiāng)地址向該新MR發(fā)送反向路由注冊(cè)請(qǐng)求；
(2)該新MR接收到訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)請(qǐng)求，驗(yàn)證其合理性后，在其中添加自己的轉(zhuǎn)交地址，通過(guò)OLSR協(xié)議向距離自己最近的根路由器發(fā)送反向路由注冊(cè)請(qǐng)求；(3)根路由器收到反向路由請(qǐng)求后，在反向路由表中注冊(cè)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的路由信息其家鄉(xiāng)地址及其目前MR的轉(zhuǎn)交地址，并替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建向其HA發(fā)送VMH-HA的綁定更新請(qǐng)求源地址為根路由器轉(zhuǎn)交地址，目的地址為距離根路由器最近的VMH的HA ；綁定更新消息的傳輸過(guò)程與MR與HA綁定的傳輸過(guò)程相同先由根路由器的MR-HA的雙向隧道傳送到其家鄉(xiāng)代理G-MRs HA，再通HA-HA雙向隧道傳送到目的地址VMNs HA，此后不再贅述。(4)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理VMH HA接收到綁定更新請(qǐng)求后，將VMH信息(VMHJiAffi 址與產(chǎn)生該綁定更新消息的根路由器的轉(zhuǎn)交地址)存儲(chǔ)于訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表(VMH_ HA-根路由器CoA映射表)，并生成發(fā)往VMH和根路由器的綁定更新確認(rèn)消息；(5)網(wǎng)絡(luò)中通信對(duì)端向VMH發(fā)送數(shù)據(jù)包，因VMHJiA中有訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的HA記錄， VMHJiA就截獲網(wǎng)絡(luò)中所有目的地址為其VMH用戶列表中存在的VMH的數(shù)據(jù)包。(6) VMHJiA將截獲的目的地址為該VMH的數(shù)據(jù)包，按照該VMH用戶列表中的信息， 將該數(shù)據(jù)包傳送給根路由器的HA，再轉(zhuǎn)送給根路由器；(7)根路由器接收到VMHJiA發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包，分析目的地址，按照反向路由表中該 VMH的反向路由，將數(shù)據(jù)包傳送給VMH ；同時(shí)，根路由器替代VMH向通信對(duì)端發(fā)送綁定更新請(qǐng)求消息，該綁定更新請(qǐng)求消息中的源地址為根路由器的轉(zhuǎn)交地址，目的地址為通信對(duì)端。(8)通信對(duì)端接收到綁定更新請(qǐng)求后，將VMHJiA地址存儲(chǔ)于綁定列表，再給根路由器發(fā)送綁定確認(rèn)消息；根路由器則通過(guò)其HA給VMHJiA發(fā)送該VMH與通信對(duì)端完成綁定建立的消息；至此，通信對(duì)端與VMH完成綁定建立。(9) VMH向通信對(duì)端發(fā)起通信，數(shù)據(jù)包通過(guò)MR傳送到根路由器，該通信過(guò)程與本地固定節(jié)點(diǎn)相同，此處不再贅述。(10)以后，通信對(duì)端與VMH就通過(guò)根路由器直接通信，無(wú)需經(jīng)過(guò)任何家鄉(xiāng)代理或 VMHJiA執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)。參見(jiàn)圖6，介紹本發(fā)明根路由器中的反向路由表結(jié)構(gòu)組成順序設(shè)有下述四個(gè)字段，每個(gè)字段的含義如下src_VMN字段發(fā)起反向路由注冊(cè)請(qǐng)求的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)VMN的家鄉(xiāng)地址HoA。因本發(fā)明中，VMN不必申請(qǐng)新的轉(zhuǎn)交地址，而要保留其原來(lái)的家鄉(xiāng)地址，通過(guò)注冊(cè)反向路由建立路由可達(dá)條件，以減小VMN在外地網(wǎng)絡(luò)中的注冊(cè)時(shí)延。src_MR字段用于記錄VMN目前所在的新NEMO子網(wǎng)的MR的轉(zhuǎn)交地址。GroimdecLMR字段用于記錄新移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中目前有效的根路由器地址。該字段是由src_MR根據(jù)其根路由器列表中的信息選擇最合適的根路由器地址。middle_MR(l-n)字段用于存儲(chǔ)該消息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的各個(gè)MR地址，作為 VMN與根路由器之間的固定傳輸路徑。參見(jiàn)圖7，介紹本發(fā)明非根路由器維護(hù)的根路由器列表的結(jié)構(gòu)組成。其設(shè)有三個(gè)字段，每個(gè)字段的含義如下Groimd_MR字段為根路由器的轉(zhuǎn)交地址CoA，用于記錄能夠接收其Hello消息的根路由器。hop_count是根路由器到該MR的距離或跳數(shù)，用作選擇根路由器的；
hop_count字段為存儲(chǔ)根路由器到該MR的距離或跳數(shù)，用作選擇根路由器的重要參數(shù)，即選擇距離最近的根路由器。Lifetime (s)字段為根路由器條目的有效時(shí)間(以秒為單位)。初始時(shí)間為16 秒，從接收到根路由器的Hello包開(kāi)始計(jì)時(shí)遞減，過(guò)期后該根路由器失效，必須刪除。參見(jiàn)圖8，介紹本發(fā)明訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)代理VMN-HA維護(hù)的VMN用戶列表結(jié)構(gòu)組成，其順序設(shè)有下述四個(gè)字段，每個(gè)字段的含義如下VMN_list字段是申請(qǐng)與該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理VMN-HA綁定更新的HA地址，以供根路由器替代該VMN向其范圍內(nèi)最近的HA發(fā)送綁定更新請(qǐng)求.Ground_MR字段是發(fā)送綁定更新請(qǐng)求的根路由器地址；GroimdJiA字段是根路由器的HA地址，根路由器通過(guò)MR-HA雙向隧道，將綁定更新請(qǐng)求發(fā)送給其HA，再轉(zhuǎn)發(fā)到骨干網(wǎng)；其HA通過(guò)HA-HA雙向隧道將綁定更新請(qǐng)求發(fā)送到該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理VMN-HA ；CN(I-N)字段是已經(jīng)與該VMN綁定了的通信對(duì)端CN地址，該字段存儲(chǔ)的CN地址將與其所對(duì)應(yīng)的VMN地址形成映射對(duì)，用于過(guò)濾器模塊的映射表中。若VMN地址存在于該VMN 用戶列表中，而該CN地址不在該VMN的CN_ (l-η)字段中，則該HA對(duì)其數(shù)據(jù)包進(jìn)行攔截，并將該CN記入CN_(l-n)字段中；若VMN地址存在于該VMN用戶列表中，而該CN地址也存在該VMN的CN_(l-n)字段中，則不攔截該數(shù)據(jù)包，因?yàn)榇藭r(shí)的根路由器已經(jīng)代替VMN與該CN 建立了直接綁定。本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了多次仿真實(shí)施試驗(yàn)，下面簡(jiǎn)要介紹仿真實(shí)施試驗(yàn)結(jié)果(—)參見(jiàn)圖9，介紹試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包時(shí)，所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包的平均傳輸時(shí)延比較情況傳輸時(shí)延Tteansmissim的計(jì)算公式是數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地時(shí)間Tmival減去數(shù)據(jù)包產(chǎn)生時(shí)間T。reati。n的差。從圖9中看出，本發(fā)明MANEMO網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中的傳輸時(shí)延明顯小于網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持NEMO BS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。這是因?yàn)樵贛ANEMO場(chǎng)景中，相同骨干網(wǎng)接入點(diǎn)下的數(shù)據(jù)包可以通過(guò)MR直接用OLSR協(xié)議傳輸，省掉了 MR層層嵌套的傳遞和各個(gè)MR 及其HA隧道的封裝，避免了多三角路由。并且，由于OLSR已經(jīng)感知移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，漫游節(jié)點(diǎn)可以直接選擇最近的根路由器進(jìn)行綁定，節(jié)省了 MR與HA的綁定時(shí)間。此外，NEMO BS協(xié)議中的數(shù)據(jù)線波動(dòng)起伏比MANEMO場(chǎng)景中的劇烈，這是因?yàn)?，各個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)/MR的嵌套級(jí)數(shù)不同，在NEMO BS協(xié)議場(chǎng)景中所經(jīng)歷的封裝次數(shù)與三角路由層數(shù)差別較大。而在本發(fā)明MANEMO場(chǎng)景中，基本避免了多三角路由，不同骨干網(wǎng)接入點(diǎn)之間的通信，最多只涉及到2個(gè)HA的隧道傳輸，因此各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)間差別極小。(二)參見(jiàn)圖10，介紹試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的統(tǒng)計(jì)數(shù)量通信過(guò)程中的數(shù)據(jù)包數(shù)量也反應(yīng)了協(xié)議的優(yōu)劣，仿真過(guò)程記錄了通信過(guò)程中數(shù)據(jù)包的情況。如圖10所示，隨著仿真時(shí)間的增加，數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)也增加。由于MANEMO網(wǎng)絡(luò)不會(huì)改變NEMO BS協(xié)議數(shù)據(jù)包的大小，所以數(shù)據(jù)包的數(shù)量就直接反映了通信過(guò)程的數(shù)據(jù)量。從圖10可以看出，MANEMO網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包數(shù)量明顯要比NEMO BS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中的多，而且隨著仿真時(shí)間的推移，優(yōu)勢(shì)更加明顯。這是因?yàn)樵贜EMO BS協(xié)議中，數(shù)據(jù)包在多三角路由和層層封裝的過(guò)程中，更容易被碰撞、銷毀和丟失；而本發(fā)明MANEMO方法有效避免了多三角路由，大大減少了數(shù)據(jù)封裝和解封裝的操作，減少了傳輸時(shí)延，這些都使得數(shù)據(jù)包的傳輸更為直接、有效?？梢?jiàn)，本發(fā)明MANEMO方法對(duì)NEMOBS協(xié)議的改進(jìn)，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，提高了通信效率?三)參見(jiàn)圖11，介紹試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)VMN與其家鄉(xiāng)代理HA綁定時(shí)延比較VMN與其HA的綁定時(shí)間計(jì)算公式為TBinding = Tbu ack -TVMN req，式中，TyMN req為訪問(wèn)移
動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)所發(fā)送的第一個(gè)與綁定相關(guān)消息(在本發(fā)明為反向路由注冊(cè)消息， 在MIRON場(chǎng)景中為申請(qǐng)轉(zhuǎn)交地址的消息)的時(shí)間，Tbu ack為VMN接收到HA發(fā)來(lái)的綁定確認(rèn)消息時(shí)間。如圖11所示，VMN與其HA的綁定發(fā)生在仿真開(kāi)始后約20秒時(shí)，MIRON的綁定時(shí)間約為0. 5秒，本發(fā)明綁定時(shí)間約為0. 36秒。從圖中可看出，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的優(yōu)化改進(jìn)，VMN與其HA的綁定時(shí)間有所降低，原因是在本發(fā)明中，VMN進(jìn)入訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)不再申請(qǐng)新的轉(zhuǎn)交地址，而是直接使用其家鄉(xiāng)地址向MR申請(qǐng)建立反向路由，從而節(jié)省了轉(zhuǎn)交地址的申請(qǐng)與分配的時(shí)間，同時(shí)，VMN也無(wú)需知曉其移動(dòng)狀態(tài)，由始至終使用同一個(gè)家鄉(xiāng)地址，功能得以簡(jiǎn)化。因此，本發(fā)明將上述部分工作量轉(zhuǎn)移給MR，減輕了 VMN自身負(fù)擔(dān)，這對(duì)于計(jì)算能力較弱、電池壽命有限的VMN實(shí)體來(lái)說(shuō)，是一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)有移動(dòng)終端、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR (Mobile Router)、MR的家鄉(xiāng)代理HA (Home Agent)和訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)VMN的家鄉(xiāng)代理HA ；其中，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR，當(dāng)其直接連接骨干網(wǎng)的接入路由器，即兩者之間傳輸距離只有一跳時(shí)，該MR就轉(zhuǎn)換為負(fù)責(zé)管理本多跳域中的所有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器的根路由器，采用 Grounded Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)廣播通知其根路由器功能，并替代漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行綁定的功能；MR設(shè)有多跳路由協(xié)議處理模塊(MANET-0LSR)以及分別與其連接的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊(MR NEMO)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊(MR_Pr0Xy_ VMN)；MR的家鄉(xiāng)代理HA，設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議的家鄉(xiāng)代理功能的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理模塊，完成下述功能支持綁定更新BU的隱式消息，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器漫游時(shí)的管理，接收和處理綁定更新BU消息，產(chǎn)生和發(fā)送綁定確認(rèn)BA消息以及和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器的轉(zhuǎn)交地址建立通道；VMN的家鄉(xiāng)代理HA，設(shè)有移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊、訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊和過(guò)濾器模塊；其中的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊不同于傳統(tǒng)的家鄉(xiāng)代理，用于維護(hù)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表和管理訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的漫游；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表存儲(chǔ)有在該家鄉(xiāng)代理注冊(cè)的所有訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址、根路由器轉(zhuǎn)交地址和通信對(duì)端地址；VMN的家鄉(xiāng)代理接收到根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求時(shí)，記錄該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)信息和構(gòu)建綁定更新確認(rèn)消息后，發(fā)往該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，攔截網(wǎng)絡(luò)中所有目的地址為該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表中存在的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，并發(fā)往該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的根路由器；當(dāng)接收到根路由器家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端綁定建立完成的消息時(shí)，將該消息中的通信對(duì)端地址插入訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶列表中該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的通信對(duì)端地址字段，并生成該通信對(duì)端地址與該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址的映射對(duì)，再添加于過(guò)濾器模塊的映射表；所述過(guò)濾器模塊存儲(chǔ)有通信對(duì)端地址與訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)地址的映射表，負(fù)責(zé)阻止源地址和目的地址與映射表中訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址和通信對(duì)端地址匹配的數(shù)據(jù)包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR中的各個(gè)模塊的功能是多跳路由協(xié)議處理模塊，負(fù)責(zé)在同一多跳域內(nèi)進(jìn)行多跳路由的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)該MR成為根路由器時(shí)，該模塊接收到接入路由器周期性的廣播包后，先查看該包到達(dá)該MR所經(jīng)歷的跳數(shù)，判斷其自身與接入路由器的距離，進(jìn)而設(shè)置Grounded Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)的數(shù)值； 若跳數(shù)為1，表示該MR直接連接接入路由器，則該擴(kuò)展選項(xiàng)設(shè)置為標(biāo)識(shí)根路由器的1，即將在OLSR協(xié)議的Hello分組中的Reserved保留字段的起始2位bit用作Grounded Router flag選項(xiàng)；該擴(kuò)展選項(xiàng)的默認(rèn)值為標(biāo)識(shí)非根路由器的0，即傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器，此時(shí)維護(hù)一份目前有效的根路由器列表，用于選擇根路由器；網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊，當(dāng)該MR所管理的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)漫游于不同網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)之間時(shí)，該模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性基本支持協(xié)議規(guī)定的各項(xiàng)操作；當(dāng)該MR成為根路由器時(shí)，該模塊負(fù)責(zé)接收漫游MR通過(guò)OLSR路由協(xié)議發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求，再添加自己的轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行封裝，發(fā)送給自己的家鄉(xiāng)代理，再通過(guò)家鄉(xiāng)代理之間的雙向隧道發(fā)送到漫游MR的家鄉(xiāng)代理，以避免深層嵌套；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊，用于實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端的路由優(yōu)化，以避免兩者間的多三角路由；該模塊只在該MR成為根路由器時(shí)才啟用接收訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的反向路由注冊(cè)請(qǐng)求；在該模塊維護(hù)的反向路由表中，記錄訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)目前所在的MR的轉(zhuǎn)交地址及其自身的家鄉(xiāng)地址，并替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造綁定更新請(qǐng)求，發(fā)往最近的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理；然后接收訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的目的地址為訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，按照反向路由表傳送給訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，代替訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與通信對(duì)端的綁定更新請(qǐng)求，發(fā)往通信對(duì)端；接收到通信對(duì)端發(fā)來(lái)的綁定確認(rèn)消息后，作為訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端的通信代理，通過(guò)根路由器的家鄉(xiāng)代理向訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定建立完成的消息，使訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理不再攔截該通信對(duì)端發(fā)給該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器MR各個(gè)模塊之間執(zhí)行的信息流交互過(guò)程如下MR將接收到的其它移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器廣播包中的接入路由器地址字段與自己的相應(yīng)字段進(jìn)行比較，若兩者不同，且該字段與自己不同的MR的數(shù)量大于等于3，則判斷自己進(jìn)入漫游狀態(tài)，否則為非漫游狀態(tài)；當(dāng)該MR處于非漫游狀態(tài)，則由多跳路由協(xié)議處理模塊使用OLSR協(xié)議與多跳域內(nèi)的其它MR交互通信，同時(shí)，接收接入路由器的廣播包，查看接入路由器與其自身的距離若跳數(shù)為1，則為根路由器狀態(tài)，就向其它MR廣播其根路由器身份；然后，由網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊接收漫游MR發(fā)來(lái)的綁定更新請(qǐng)求，并通過(guò)自己的家鄉(xiāng)代理，代替漫游MR與其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行綁定更新；并由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊接收訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的反向路由注冊(cè)請(qǐng)求，替代訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)向其家鄉(xiāng)代理進(jìn)行注冊(cè)和與通信對(duì)端綁定，并通過(guò)根路由器的家鄉(xiāng)代理通知訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理完成訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端的綁定后，不再攔截該通信對(duì)端發(fā)往該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包；若跳數(shù)大于1，則為普通MR，需要保存根路由器列表；若該MR處于漫游狀態(tài)，則由網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊向接入路由器申請(qǐng)轉(zhuǎn)交地址，同時(shí)通過(guò)接收到的其MR廣播消息中的Grounded Router flag選項(xiàng)，建立自己的根路由器列表，從中選擇與自己距離最近的根路由器，再通過(guò)根路由器與自己的家鄉(xiāng)代理建立綁定更新。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理內(nèi)各個(gè)模塊之間執(zhí)行的信息流交互過(guò)程如下移動(dòng)Ipv6協(xié)議處理模塊接收到根路由器通過(guò)其家鄉(xiāng)代理替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送的綁定更新請(qǐng)求，將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)送給訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊，以便將訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)地址、根路由器地址和根路由器的家鄉(xiāng)代理地址都存儲(chǔ)于其維護(hù)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶列表后，移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊向根路由器的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新確認(rèn)消息；同時(shí)，開(kāi)始攔截網(wǎng)絡(luò)中發(fā)給該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包然后按照該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所保存的反向路徑經(jīng)由根路由器家鄉(xiāng)代理一根路由器一訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的地；當(dāng)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理接收到根路由器的家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端完成綁定建立的消息時(shí)，訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊將該消息中的通信對(duì)端地址存儲(chǔ)于訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶列表中該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的通信對(duì)端地址字段，再生成該通信對(duì)端地址與該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址的映射對(duì)，并添加于過(guò)濾器模塊的映射表；以后，當(dāng)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理接收到通信對(duì)端發(fā)給其所代理的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，先進(jìn)入過(guò)濾器模塊，在該過(guò)濾器模塊的映射表中查看是否有該通信對(duì)端的地址及其目的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址，若沒(méi)有，則由移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊接收該數(shù)據(jù)包，按照該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的反向路徑發(fā)送數(shù)據(jù)包；否則，丟棄此數(shù)據(jù)包。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述根路由器的反向路由表中順序設(shè)有下述四個(gè)字段，每個(gè)字段的含義如下src_VMN字段是發(fā)起反向路由注冊(cè)請(qǐng)求的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址，因訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不再申請(qǐng)新的轉(zhuǎn)交地址，而要保留其原來(lái)的家鄉(xiāng)地址，通過(guò)注冊(cè)反向路由建立路由可達(dá)條件，以減小訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在外地網(wǎng)絡(luò)中的注冊(cè)時(shí)延；src_MR字段是訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)目前所在的新移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由器的轉(zhuǎn)交地址； GroimdecLMR字段是新移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中目前有效的根路由器地址，該字段是由src_MR根據(jù)其根路由器列表中的信息選擇的最合適的根路由器地址；middle_MR(l-n)字段是存儲(chǔ)該消息轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的各個(gè)MR地址，作為訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與根路由器之間的固定傳輸路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述非根路由器維護(hù)的根路由器列表中順序設(shè)有下述三個(gè)字段，每個(gè)字段的含義如下GroimcLMR字段是根路由器的轉(zhuǎn)交地址，用于記錄能夠接收到其Hello消息的根路由器；hop_count字段是根路由器到該MR的距離或跳數(shù)，用作選擇根路由器的重要參數(shù)，即選擇距離最近的根路由器；Lifetime (s)字段是根路由器條目的有效時(shí)間，單位為秒；初始時(shí)間為16秒，從接收到根路由器的Hello包開(kāi)始計(jì)時(shí)遞減，過(guò)期后該根路由器失效，必須刪除。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)VMN的家鄉(xiāng)代理維護(hù)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶列表中順序設(shè)有下述四個(gè)字段，每個(gè)字段的含義如下VMN_list字段是申請(qǐng)與該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理綁定更新的家鄉(xiāng)代理地址，以供根路由器替代該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)向其范圍內(nèi)最近的家鄉(xiāng)代理發(fā)送綁定更新請(qǐng)求； Ground_MR字段是發(fā)送綁定更新請(qǐng)求的根路由器地址；Ground_HA字段是根路由器的家鄉(xiāng)代理地址，根路由器通過(guò)MR-HA雙向隧道，將綁定更新請(qǐng)求發(fā)送給其家鄉(xiāng)代理，再轉(zhuǎn)發(fā)到骨干網(wǎng)；其家鄉(xiāng)代理通過(guò)HA-HA雙向隧道將綁定更新請(qǐng)求發(fā)送到該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理VMN-HA ；CN_(I-N)字段是已經(jīng)與該VMN綁定了的CN地址，該字段存儲(chǔ)的通信對(duì)端地址將與其所對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址形成映射對(duì)，用于過(guò)濾器模塊的映射表中。
8.一種具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路由優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括下列操作步驟(1)各個(gè)MR分別接收接入路由器周期性廣播的身份信息，收到同一個(gè)接入路由器廣播包的MR組成一個(gè)彼此采用OLSR協(xié)議通信的MANET自組網(wǎng)，以MR的轉(zhuǎn)交地址作為源地址或目的地址；其中，直接連接接入路由器的MR成為根路由器，自動(dòng)將其Hello消息中的Ground Router flag擴(kuò)展選項(xiàng)設(shè)置為1，并廣播通知其他MR ；(2)外地的MR漫游到新的接入路由器范圍時(shí)，通過(guò)其選擇的根路由器向家鄉(xiāng)代理建立綁定更新；(3)每個(gè)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到新的MANEMO子網(wǎng)時(shí)，都通過(guò)根路由器注冊(cè)反向路由，由根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與其家鄉(xiāng)代理建立綁定，再與通信對(duì)端建立綁定，從而實(shí)現(xiàn)路由優(yōu)化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述步驟(2)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容 發(fā)現(xiàn)其接收的接入路由器信息與自己的接入路由器MRJfello消息不同時(shí)，感知到其處于漫游狀態(tài)，就從自己接收的所有MRJfello消息中整理出根路由器列表；該根路由器列表設(shè)有下述三個(gè)條目用于記錄能夠接收到其Hello消息的根路由器轉(zhuǎn)交地址的 GroimcLMR字段，用于選擇根路由器的、存儲(chǔ)根路由器到該MR的距離或跳數(shù)的h0p_C0imt字段，用于標(biāo)注該根路由器條目有效時(shí)間的Life_time(S)字段；(22)漫游MR從根路由器列表中選擇跳數(shù)最小的有效根路由器作為目的地址，將其與家鄉(xiāng)代理的綁定更新請(qǐng)求通過(guò)OLSR協(xié)議發(fā)送到根路由器；根路由器接收到該綁定更新請(qǐng)求，判斷該消息類別并繼續(xù)發(fā)送若該根路由器與源MR的家鄉(xiāng)代理不同，則該根路由器封裝該數(shù)據(jù)包，通過(guò)MR與家鄉(xiāng)代理之間的雙向隧道傳送到該根路由器的家鄉(xiāng)代理，再通過(guò)家鄉(xiāng)代理之間的雙向隧道傳送到源MR的家鄉(xiāng)代理；若根路由器與源MR的家鄉(xiāng)代理相同，則數(shù)據(jù)包由該根路由器直接傳送到目的家鄉(xiāng)代理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述步驟(3)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(31)訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收到新的MR的廣播，感知到自己處于漫游狀態(tài)，就向該新MR發(fā)送包含自己家鄉(xiāng)地址的注冊(cè)請(qǐng)求；該新MR接收到訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)請(qǐng)求，在其中添加自己的轉(zhuǎn)交地址后，向距離自己最近的根路由器發(fā)送反向路由注冊(cè)請(qǐng)求；根路由器接收到反向路由注冊(cè)請(qǐng)求后，存儲(chǔ)反向路由表；(32)根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建與其家鄉(xiāng)代理的綁定更新請(qǐng)求源地址為根路由器轉(zhuǎn)交地址，目的地址為距離根路由器最近的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理；(33)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理接收到綁定更新請(qǐng)求后，將訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)于訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表，并構(gòu)建發(fā)往訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的綁定更新確認(rèn)消息；同時(shí)，攔截網(wǎng)絡(luò)中所有目的地址為其訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表中存在的訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，再發(fā)往該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的根路由器；(34)根路由器接收到訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的綁定更新確認(rèn)消息后，訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)根路由器與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理的綁定關(guān)系就建立完成；(35)網(wǎng)絡(luò)中通信對(duì)端發(fā)送的目的地址為訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包被該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理截獲后，該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理按照訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)用戶列表中的信息，將該數(shù)據(jù)包傳送給根路由器的家鄉(xiāng)代理，再轉(zhuǎn)送給根路由器；(36)根路由器接收到訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理發(fā)來(lái)的目的地址為訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包， 按照反向路由表中該訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的反向路由，將數(shù)據(jù)包傳送給訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，根路由器替代訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建與通信對(duì)端的綁定請(qǐng)求消息，發(fā)送給通信對(duì)端；通信對(duì)端接收到該綁定請(qǐng)求后，將訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址存儲(chǔ)于綁定列表，再給根路由器發(fā)送綁定確認(rèn)消息；至此，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端完成綁定建立，根路由器就通過(guò)其家鄉(xiāng)代理給訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理發(fā)送該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端完成綁定建立的消息；此后，通信對(duì)端與訪問(wèn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就能通過(guò)根路由器直接通信，無(wú)需訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)功能；(37)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)代理接收到根路由器的家鄉(xiāng)代理發(fā)送來(lái)的訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)與通信對(duì)端節(jié)點(diǎn)完成綁定建立的消息，將消息中的通信對(duì)端地址存儲(chǔ)于訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶列表中該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的通信對(duì)端地址字段，并生成該通信對(duì)端地址與該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)地址的映射對(duì)，添加到過(guò)濾器模塊的映射表中，以后不再攔截該通信對(duì)端發(fā)給該訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包。
全文摘要
一種具有嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化功能的MANEMO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，系統(tǒng)中的MR增設(shè)多跳路由協(xié)議處理模塊、網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性協(xié)議處理模塊和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)代理模塊，負(fù)責(zé)管理整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和VMN的實(shí)時(shí)接入。新增的VMN-HA設(shè)有移動(dòng)IPv6協(xié)議處理模塊、訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)用戶管理模塊和過(guò)濾器模塊，本發(fā)明立足于當(dāng)前的NEMO BS協(xié)議，對(duì)嵌套移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和VMN與骨干網(wǎng)的通信路由實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，通過(guò)選擇與AR直接相連的MR作為根路由器，由根路由器代替漫游的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和VMN執(zhí)行與其HA綁定注冊(cè)，并代替VMN與CN端進(jìn)行通信。通過(guò)在多跳域內(nèi)部實(shí)現(xiàn)多跳路由通信協(xié)議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了同一多跳域內(nèi)不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的直接通信，防止嵌套網(wǎng)絡(luò)造成的多三角路由問(wèn)題，提高了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信效率。
文檔編號(hào)H04W40/02GK102164082SQ20111008487
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者劉元安, 吳帆, 唐碧華, 張潔, 賈錦濤 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)