專利名稱：一體化網(wǎng)絡(luò)接入子網(wǎng)路由協(xié)議移動性支持方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一體化網(wǎng)絡(luò)接入子網(wǎng)主機標(biāo)識平面路由協(xié)議的移動性支持方法，是建立在基于分布式哈希表算法的平面標(biāo)識路由方式之上的一種移動性機制，是一種支持移動終端在接入子網(wǎng)內(nèi)進行微移動的方法。
背景技術(shù)：
在一體化網(wǎng)絡(luò)接入子網(wǎng)當(dāng)中，接入標(biāo)識平面化及變長化使得基于平面標(biāo)識的接入子網(wǎng)路由方式成為接入子網(wǎng)路由的良好替代方案。接入子網(wǎng)路由協(xié)議在提供接入標(biāo)識平面化及變長化之后的標(biāo)識可達性之外，同時還可以支持使用接入標(biāo)識的移動終端在一體化網(wǎng)絡(luò)接入子網(wǎng)內(nèi)的微移動性。SEATTLE(A Scalable Ethernet Architecture for Large Enterprises, Princeton University)給出了一種在大型以太網(wǎng)當(dāng)中應(yīng)用DHT算法進行數(shù)據(jù)包交換的方法，同時也提出了終端在以太網(wǎng)中進行微移動的方案。以太網(wǎng)交換相對現(xiàn)有IP路由網(wǎng)絡(luò)要更加容易配置、實施和管理，但是可擴展性卻不如IP路由網(wǎng)絡(luò)優(yōu)越。SEATTLE通過實施平面化的編址結(jié)構(gòu)，保證了大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的即插即用功能，并通過最短路徑路由和基于分布式哈希算法的主機信息解析機制保證系統(tǒng)的可用性和可擴展性。但SEATTLE的工作僅僅停留在交換層面上，并沒有提供有效地路由轉(zhuǎn)發(fā)機制。移動IP提出了基于現(xiàn)有IPv4及IPv6地址進行終端移動的路由器處理方案，但在移動IP中，終端移動的位置管理信息是通過家鄉(xiāng)代理HA來進行輔助處理的，終端移動過程中的數(shù)據(jù)包都需要路由至家鄉(xiāng)代理節(jié)點再次進行轉(zhuǎn)發(fā)處理，這樣極大地加重了 HA節(jié)點的處理開銷；同時，在移動IP中，路由優(yōu)化也是極其重要的一個過程，為了完成最短路徑的路由，通信對端移動終端的路由優(yōu)化選路需要經(jīng)由家鄉(xiāng)代理輔助完成，HA將當(dāng)前的移動終端位置信息主動分發(fā)給與其通信的對端節(jié)點，但是由于并非所有通信對端都是長期活躍的緣故，這樣做同時也浪費了相當(dāng)數(shù)量的控制消息處理開銷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在一體化網(wǎng)絡(luò)的接入子網(wǎng)中采用基于主機標(biāo)識的無結(jié)構(gòu)化平面標(biāo)識路由協(xié)議環(huán)境下，提供一種支持終端在接入子網(wǎng)內(nèi)進行微移動的路由協(xié)議移動性支持機制。為此，本發(fā)明提出了一種接入子網(wǎng)路由協(xié)議移動性支持方法，包括步驟A、接入終端移動并向新接入路由器注冊的過程；B、新接入路由器發(fā)起移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系在子網(wǎng)內(nèi)的更新過程；C、接入子網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路由優(yōu)化過程。優(yōu)選地，還包括舊接入路由器和指定接入路由器；
所述接入終端向新接入路由器發(fā)送自身身份消息；所述新接入路由器，與接入終端相連，為移動后的接入終端代理生成并存儲主機-位置對應(yīng)關(guān)系，向指定接入路由器發(fā)送移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；所述舊接入路由器，負責(zé)撤銷移動后過期的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，并負責(zé)通知發(fā)起通信的源接入終端的源接入路由器移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；所述指定接入路由器，負責(zé)更新移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，并通知舊接入路由器移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明的另一個方面，還包括，所述新接入路由器、所述舊接入路由器、所述指定接入路由器還與其他接入路由器相連，并與其他接入路由器構(gòu)成路由器鏈路狀態(tài)維護區(qū)域，通過底層路由協(xié)議維護可達性。優(yōu)選地，還包括，所述步驟B具體包括步驟Bi、新接入路由器經(jīng)過相容哈希算法H確定管理該主機-位置對應(yīng)關(guān)系的指定接入路由器，將移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系通過隧道發(fā)送到指定接入路由器；B2、指定接入路由器更新自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，同時通知舊接入路由器更新主機-位置對應(yīng)關(guān)系；B3、舊接入路由器收到指定接入路由器的更新通知后，更新原來存儲的主機-位置對應(yīng)關(guān)系。優(yōu)選地，還包括Cl、源接入終端向其接入的源接入路由器發(fā)送目的為移動后的接入終端的數(shù)據(jù)包，發(fā)起通信；C2、源接入路由器依照接入終端未移動前的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，將數(shù)據(jù)包以隧道方式發(fā)往舊接入路由器；C3、舊接入路由器接收到目的為接入終端的數(shù)據(jù)包之后，查詢自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，將數(shù)據(jù)包以隧道發(fā)往移動后的接入終端的新接入路由器，同時，向源接入路由器通告移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；C4、源接入路由器收到通告后，將后續(xù)目的為接入終端的數(shù)據(jù)包以隧道方式發(fā)往接入終端的新接入路由器。優(yōu)選地，還包括，所述接入路由器通過查詢本地主機-位置對應(yīng)關(guān)系列表或經(jīng)過哈希算法確定的指定接入路由器中的主機-位置對應(yīng)關(guān)系列表，來確定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路由。本發(fā)明提出基于平面化標(biāo)識空間的接入子網(wǎng)路由移動性方案，即通過平面標(biāo)識哈希算法確定指定接入路由器存儲移動過程中的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，并通過指定接入路由器為主的關(guān)系更新機制以及舊接入路由器的通告機制完成移動過程中的路由優(yōu)化，旨在接入子網(wǎng)當(dāng)中移動終端盒主機提供準(zhǔn)確的路由可達信息，完成接入終端在子網(wǎng)內(nèi)移動過程中的數(shù)據(jù)包快速、準(zhǔn)確轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是①通過hash算法確定子網(wǎng)內(nèi)的主機-位置關(guān)系存儲節(jié)點，而針對于不同的移動終端，該節(jié)點分布在整個接入子網(wǎng)內(nèi)各個接入路由器節(jié)點的處理進程中，不需要部署額外中心或集中節(jié)點存儲關(guān)鍵信息，減少單點故障率；②提供按需的移動終端路由優(yōu)化機制，即當(dāng)有數(shù)據(jù)包發(fā)起數(shù)據(jù)通信時，原移動終端接入點完成新對應(yīng)關(guān)系的通告義務(wù)，減少節(jié)點緩存存儲處理開銷；③在接入子網(wǎng)中，針對某一移動節(jié)點只存在唯一主機-位置關(guān)系存儲節(jié)點，對于移動性控制系統(tǒng)的壓縮減少終端快速移動過程中的控制信息的不同步。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是實施例一的接入網(wǎng)絡(luò)主機標(biāo)識平面路由拓撲示意圖；圖2是實施例一的接入網(wǎng)絡(luò)平面路由終端移動數(shù)據(jù)流向示意圖；圖3是實施例二所述的終端移動時舊接入路由器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程示意圖。
具體實施例方式實施例一首先介紹本實施例所用到的一些術(shù)語主機標(biāo)識(HID)僅用于接入網(wǎng)絡(luò)，代表接入終端或子網(wǎng)的公開身份，在移動終端的移動過程中，該標(biāo)識不發(fā)生變化。為簡單描述和方便討論問題，本實施例假定每個終端僅擁有一個全球唯一的HID。接入路由器僅在接入網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)，與接入終端及其他接入路由器相連，為主機代理生成并存儲主機-位置關(guān)系，并向指定接入路由器注冊主機-位置關(guān)系，向其他接入路由器提供主機-位置查詢服務(wù)，與其他接入路由器構(gòu)成路由器鏈路狀態(tài)維護區(qū)域，通過底層路由協(xié)議維護可達性；本實施例中包括移動接入終端、終端移動前的舊接入路由器、終端移動后的新接入路由器、數(shù)據(jù)發(fā)送源端和數(shù)據(jù)包目的端，其連接關(guān)系如圖1所示，本實施例是接入子網(wǎng)終端移動時的路由移動性支持方法，如圖2所示。一、控制消息傳送階段接收端S101、接收端從舊接入路由器(Old)移動到新接入路由器(New)；S102、接收端向新接入路由器New匯報自身身份信息；S103,New代理移動終端生成新的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，并通過哈希算法確定指定管理接入路由器，將對應(yīng)關(guān)系匯報給指定接入路由器(DAR)；S104、DAR查詢自身對應(yīng)關(guān)系列表，向舊接入路由器Old發(fā)送更新對應(yīng)關(guān)系報文， 要求更新Old上過期的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；二、數(shù)據(jù)傳輸階段發(fā)送端S105、發(fā)送端向其接入路由器Src發(fā)送目的地為接收端的數(shù)據(jù)包；源接入路由器(Src)S106、Src通過查詢自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，將數(shù)據(jù)包以隧道方式發(fā)往舊接入路由器Old;舊接入路由器(Old)S107、Old將移動終端的更新后的主機-位置對應(yīng)關(guān)系通告給Src (控制消息)；
S108、01d接收到目的地為接收端的數(shù)據(jù)包之后，查詢自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，將數(shù)據(jù)包以隧道方式發(fā)往新接入路由器New ；源接入路由器(Src)S109、Src接收到Old發(fā)回的通告消息之后，將后續(xù)目的地為接收端的數(shù)據(jù)包直接以隧道方式轉(zhuǎn)發(fā)給New;新接入路由器(New)S110、New接收到目的地為接收端的數(shù)據(jù)包之后，查詢自身接入終端路由表，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給接收端。本實施例的連接關(guān)系是發(fā)送端和接收端接入終端通過網(wǎng)絡(luò)與接入路由器連接， 新/舊接入路由器、指定接入路由器通過網(wǎng)絡(luò)相連并組成鏈路狀態(tài)交互區(qū)域。實施例二 本實施例是實施例一關(guān)于接入路由器數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)過程的改進，如圖3所示。本實施例包括步驟S21、對于接入路由器，若數(shù)據(jù)包不是來自隧道，則跳轉(zhuǎn)到步驟S22 ；若數(shù)據(jù)包來自隧道，則將隧道數(shù)據(jù)包解封裝，以數(shù)據(jù)包原始目的HID為索引，查找自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，若命中，則轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)接口，并跳轉(zhuǎn)至步驟S23 ；若未命中，則跳轉(zhuǎn)到步驟S24 ；S22、以數(shù)據(jù)包目的HID為索引，查找本地路由表，若命中，則轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)接口，轉(zhuǎn)發(fā)過程結(jié)束；若未命中，則通過哈希函數(shù)H生成指定接入路由器位置信息，H(HID) =R，并將數(shù)據(jù)包以隧道方式轉(zhuǎn)發(fā)至該指定接入路由器R(在自身與指定接入路由器之間建立隧道)， 跳轉(zhuǎn)到步驟S25 ；S23、接入路由器將當(dāng)前使用的該HID對應(yīng)的主機-位置關(guān)系通告給發(fā)起數(shù)據(jù)通信的隧道源端接入路由器；S24、以數(shù)據(jù)包HID為索引，查詢本地路由表，若命中，則轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)接口 ；若未命中，則查詢負責(zé)管理的接入路由器中主機-位置關(guān)系列表，若命中，則以隧道方式轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)接入路由器，若未命中，則以隧道方式轉(zhuǎn)發(fā)至接入交換路由器ASR，跳轉(zhuǎn)到步驟S25 ；S25、轉(zhuǎn)發(fā)過程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種接入子網(wǎng)路由協(xié)議移動性支持方法，其特征在于，包括步驟A、接入終端移動并向新接入路由器注冊的過程；B、新接入路由器發(fā)起移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系在子網(wǎng)內(nèi)的更新過程；C、接入子網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路由優(yōu)化過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接入子網(wǎng)路由協(xié)議移動性支持方法，其特征在于，還包括舊接入路由器和指定接入路由器；所述接入終端向新接入路由器發(fā)送自身身份消息；所述新接入路由器，與接入終端相連，為移動后的接入終端代理生成并存儲主機-位置對應(yīng)關(guān)系，向指定接入路由器發(fā)送移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；所述舊接入路由器，負責(zé)撤銷移動后過期的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，并負責(zé)通知發(fā)起通信的源接入終端的源接入路由器移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；所述指定接入路由器，負責(zé)更新移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，并通知舊接入路由器移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接入子網(wǎng)路由協(xié)議移動性支持方法，其特征在于，所述新接入路由器、所述舊接入路由器、所述指定接入路由器還與其他接入路由器相連，并與其他接入路由器構(gòu)成路由器鏈路狀態(tài)維護區(qū)域，通過底層路由協(xié)議維護可達性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接入子網(wǎng)路由協(xié)議移動性支持方法，其特征在于，所述步驟B 具體包括步驟Bi、新接入路由器經(jīng)過相容哈希算法H確定管理該主機-位置對應(yīng)關(guān)系的指定接入路由器，將移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系通過隧道發(fā)送到指定接入路由器；B2、指定接入路由器更新自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系，同時通知舊接入路由器更新主機-位置對應(yīng)關(guān)系；B3、舊接入路由器收到指定接入路由器的更新通知后，更新原來存儲的主機-位置對應(yīng)關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C具體包括步驟Cl、源接入終端向其接入的源接入路由器發(fā)送目的為移動后的接入終端的數(shù)據(jù)包，發(fā)起通信；C2、源接入路由器依照接入終端未移動前的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，將數(shù)據(jù)包以隧道方式發(fā)往舊接入路由器；C3、舊接入路由器接收到目的為接入終端的數(shù)據(jù)包后，查詢自身的主機-位置對應(yīng)關(guān)系緩存，將數(shù)據(jù)包以隧道發(fā)往移動后的接入終端的新接入路由器，同時向源接入路由器通告移動后的接入終端的主機-位置對應(yīng)關(guān)系；C4、源接入路由器收到通告后，將后續(xù)目的為接入終端的數(shù)據(jù)包以隧道方式發(fā)往接入終端的新接入路由器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述接入路由器通過查詢本地主機-位置對應(yīng)關(guān)系列表或經(jīng)過哈希算法確定的指定接入路由器中的主機-位置對應(yīng)關(guān)系列表，來確定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路由。
全文摘要
一種在一體化網(wǎng)絡(luò)接入子網(wǎng)中基于主機標(biāo)識進行平面路由的環(huán)境下的終端微移動性路由協(xié)議支持方法。所述方法包括步驟接入終端移動到新的接入路由器并向接入路由器注冊主機-位置關(guān)系；新接入路由器通過相容哈希算法向接入網(wǎng)內(nèi)指定接入路由器更新主機-位置關(guān)系；指定接入路由器向舊接入路由器更新原有主機-位置關(guān)系；舊接入路由器收到其他接入路由器發(fā)起的數(shù)據(jù)通信時，通知源接入路由器更新后的主機-位置關(guān)系。接入路由器之間利用泛洪機制維護路由器之間的拓撲數(shù)據(jù)庫，并通過適當(dāng)?shù)牡讓勇酚蓞f(xié)議維持接入路由器之間的路由可達性。
文檔編號H04W24/02GK102158885SQ20111009800
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者周三奇, 姚楠, 孫冰, 張宏科, 李曉倩, 段璨然, 董平, 邱峰 申請人:北京交通大學(xué)