CN101179457A - 一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法，应用于移动节点MN在本地移动管理域中的切换过程，该方法包括步骤：当目标MAG获知有MN切换进入时，立即发起隧道建立请求，建立MN与原通信节点CN之间的数据通信隧道。本发明提出的切换方法，可以使MN切换至目标MAG后，MN与CN之间的数据通信尽快建立，减少MN上行数据的传输延迟。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法。
背景技术
基于网络的本地移动性管理(NETLMM)是因特网工程任务组(IETF)中NETLMM工作组的研究内容。NETLMM与全局移动性管理(如移动IP)最大的不同之处在于：移动节点(MN)在本地移动管理域(LMMD)内部移动过程中不改变IP地址，也就不需要进行新的IP地址获取、重复地址检测(DAD)、向全局移动锚点(如：家乡代理HA)注册新的转交地址等过程，减少了切换延时和空中接口信令；另外，由于MN不改变IP地址，使得节点位置的保密性比全局移动性管理有所改善。
目前NETLMM工作组正在设计NETLMM协议，但该领域尚未有一个达成共识的NETLMM解决方案的协议。由于目前提出的草案(Internet-draft)的技术都类似，下面简要的介绍其中一种方案。
如图1所示，
情况1：在两个位于同一MAG(Mobility Access Gateway，移动接入网关)下的AP(Access Point接入点)之间的移动性称为链路内移动性，这通常是由链路层机制进行处理。
情况2：一个MN在两个属于同一LMA(Local Mobility Anchor，本地移动锚点)的MAG之间的移动性称为本地化移动性。
情况3：考虑到同一个MAG可能是可以被多个LMA共享的，如果从MAG2移动到MAGn的时候，LMA还是不变化，那么还是可以看成是本地移动性问题；如果LMA发生了变化，那么就需要全局移动协议。
LMA是在MN进行NETLMM域内移动时，维护MN的IP地址可达性的路由。它负责维护MN的递交信息，这些信息包括MN的标识与其地址之间的映射关系。为了保证外网发送到MN的数据报能够准确的路由到LMA上，MN的IP地址的前缀是LMA所拥有的子网前缀，并且通过LMA和MAG之间的隧道发送到MAG上，最后经过下层的机制保证该数据报从MAG经过AP到达MN，而MAG和LMA之间的隧道建立、维护、拆除等对于MN是不可知的。NETLMM协议的主要功能是建立LMA与MAG之间的隧道，当MN在域内从一个MAG移动到另一个MAG时，新MAG将通知LMA，重新建立新的绑定关系，并且无需MN进行IP地址变化、参与隧道维护的工作。
MN从一个MAG移动到另一个MAG时的过程如下：
1.进行接入鉴权和认证(可选)。
2.MN接收来自MAG的RA消息，根据新MAG反馈的RA消息决定是否继续使用当前的IPv6地址，当原MAG与MAG在同一LMA下时，继续使用当前的IPv6地址。
3.新MAG检测到MN的接入，通知LMA建立LMA到新MAG之间的隧道。
4.LMA生成MN的IP地址和新的MAG之间的绑定关系，并删除和旧的接入路由器间的隧道。
在现有NETLMM的技术方案中，对于在同一个LMMD中的两个通信节点MN和CN(Correspond Node，通信节点)之间的通信，都是经过LMA转发到对端节点的MAG。如图2所示，MN的上行数据由MAG1通过LMA转发到对端控制CN的MAG3，最后到达CN；CN的数据也由MAG3通过LMA转发到控制MN的MAG1，最后到达MN。
为了提高通信质量，降低通信传输的时延，使得数据能够尽快到达通信对端，达到有效的业务提供，如图3所示，NETLMM中同一LMA下节点间的通信可以通过路由优化的方式实现，即在MAG1与MAG3之间直接建立通信隧道，而不需要经过LMA的转发。
在上述路由优化情况下，当MN从MAG1移动到同一LMA控制下的MAG2时，如何处理这种情况下的切换过程，保证数据通道的顺利建立，实现MN附着到MAG2下时，MN的上行数据能尽快顺利地发送到CN上，同时最小化切换过程中从CN过来的数据报的丢失率，是目前需要解决的问题。
针对上述问题，NETLMM工作组的草案提出的解决方案是：由MN的原服务MAG(即MAG1)缓存从CN过来的数据；当MN附着到目标MAG(即MAG2)下时，再将这些缓存的数据转发到目标MAG(即MAG2)中，并由原服务MAG(即MAG1)在目标MAG(即MAG2)通知MN附着以后，通知控制CN的MAG(即MAG3)进行原有隧道的删除和新隧道的建立，从而保证以后的数据通过MAG2和MAG3之间的隧道进行通信。如图4所示，具体步骤如下：
步骤401，MN通过MAG1-MAG3之间的双向隧道同LMMD中的CN进行通信。
步骤402a，当MAG1发觉MN已经通过链路层机制同其断开连接后，立即为MN进行数据的缓存；
步骤402b，MAG1向邻居MAG发送MN进行移动的告知消息，以及与MN有关的上下文信息。
步骤403，MN通过链路层的机制与MAG2连接，MAG2通过MN FastHandover Nocification消息告知MAG1，MN已经与其连接。
步骤404a，在收到MAG2发送的告知消息后，MAG1将缓存的数据发送给MAG2；
步骤404b，MAG1向MAG3发送隧道更新消息(Tunnel Update Request)，通知MAG3同MAG2建立隧道。
步骤405，MAG3收到Tunnel Update Request消息后，向MAG2发送隧道建立请求消息(Tunnel Built Request)。
步骤406，MAG2在收到上述Tunnel Built Request消息后，向MAG3发送隧道建立确认消息(Tunnel Built Acknowledgement)进行确认。
步骤407，MAG3在接收到MAG2的确认后，向MAG1发送隧道移除通知消息(Tunnle Remove Notification)，通知MAG1释放MAG1与MAG3之间的隧道。
步骤408，MN和CN之间通过MAG2与MAG3之间的双向隧道进行数据传递。
综上可知，现有技术是在原MAG发现MN切换至目标MAG后，才开始由原MAG通知控制CN的MAG建立与目标MAG之间的隧道，并释放原MAG与控制CN的MAG之间的隧道。因此，在MN切入至目标MAG之后，无法立即实现MN的上行数据传输到达CN，从而造成较大的数据传输延迟。
发明内容
本发明实施例的目的是提出一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法，用以减小MN在本地移动管理域内切换过程中的上行数据传输延迟。
基于上述目的，本发明实施例提出一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法，应用于MN在本地移动管理域中的切换过程，当目标MAG获知有MN切换进入时，立即发起隧道建立请求，建立MN与原通信节点CN之间的数据通信隧道。
本发明实施例提出的一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法，应用于移动节点(MN)在本地移动管理域(LMMD)中的切换过程，在目标MAG得知有MN切换进入时，立即发起隧道建立请求，建立MN与原通信节点CN之间的数据通信隧道，使MN切换至目标MAG后，MN和原通信节点CN之间的数据通信尽快建立，减少MN上行数据的传输延迟。
附图说明
图1是现有技术中本地移动性管理示意图；
图2是现有技术中正常NETLMM方式下数据通信示意图；
图3是现有技术中NETLMM方式下路由优化的数据通信示意图；
图4是现有技术中MN在LMMD中的切换过程示意图；
图5是本发明第一实施例的流程图；
图6是本发明第二实施例的流程图。
具体实施方式
为使发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明实施例提出的一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法，是在移动节点(MN)的切换过程中，当目标移动接入网关(MAG)获知有移动节点(MN)切换进入时，目标MAG立即发起隧道建立请求，建立MN与原通信节点(CN)之间的数据通信隧道。
本发明第一实施例，是在原MAG(MAG1)明确获知目标MAG(MAG2)的IP信息的情况下，在MN切换至MAG2之前，预先建立MAG2至控制CN的MAG(MAG3)的通信隧道，以保证MN切换至MAG2时，立即实现MN与CN的数据传输。如图5所示，本实施例的具体步骤如下：
MN与CN之间的数据传输，通过MAG1与MAG3之间的双向通信隧道MAG1-MAG3进行。MAG1获知MN将要切换至MAG2，且知道MAG2的IP信息。
步骤501a，MAG1向MAG2发送MN切换通知消息(MN MovementNocification)和MN与CN之间数据传输的相关信息，该相关信息包括：MN-ID、MN-IP、MAG1-IP、MAG3-IP或CN-IP；同时，
步骤501b，MAG1将CN发送给MN的数据发送给MAG2，MAG2缓存该数据。
步骤502，MAG2收到上述MN Movement Notification消息和MN与CN之间数据传输的相关信息后，向MAG3发起隧道建立请求(Tunnel BuiltRequest)。
步骤503，MAG3收到上述Tunnel Built Request消息后，向MAG2发送隧道建立确认(Tunnel Built Acknowledgement)消息。
MAG2和MAG3之间的隧道MAG2-MAG3建立。
MN通过链路层机制与MAG1断开。
步骤504a，MN通过链路层机制与MAG2连接；
步骤504b，MAG2将缓存的数据发给MN。
此时，MN与CN就可通过隧道MAG2-MAG3实现数据传输。
步骤505，MAG2向MAG1发送MN切换完成消息(MN Fast HandoverNocification)。
步骤506，MAG1收到MN Fast Handover Notification消息后，向MAG3发送隧道更新请求消息(Tunnel Update Request)，请求MAG3拆除隧道MAG1-MAG3。
步骤507，MAG3收到上述Tunnel Update Request消息后，向MAG1发送信道拆除通知消息(Tunnel Remove Notification)。
隧道MAG1-MAG3拆除。
另外，本实施例步骤50l中，也可由MAGl直接缓存该数据。那么，与步骤504和步骤506相对应的步骤为：
步骤504’：MN通过链路层机制与MAG2连接；
步骤506’：MAGl收到MN Fast Handover Notification消息后，向MAG3发送隧道更新请求消息(Tunnel Update Request)，请求MAG3拆除隧道MAG1-MAG3；同时，MAG1将缓存的数据发送给MAG2，MAG2再将该数据发送给MN。
本发明第二实施例，是在MAG1不知道MAG2的IP信息的情况下，在MN切换至MAG2之后，MAG2向MAG1发起隧道建立请求，建立通信隧道MAG2-MAG1，使MN到CN的数据传输通过迅速建立起来的隧道MAG2-MAG1和隧道MAG1-MAG3形成的串联隧道实现。然后，再建立隧道MAG2-MAG3，拆除隧道MAG2-MAG1和隧道MAG2-MAG3。如图6所示，本实施例的具体步骤如下：
MN与CN之间的数据传输，通过MAG1与MAG3之间的双向通信隧道MAG1-MAG3进行。MAG1知道MN要发生切换，但不知道MAG2的IP信息。
步骤601，MAG1缓存CN发送给MN的数据。
步骤602，MAG1向邻居MAG发送MN切换通知消息(MN MovementNocification)和MN与CN间数据通信的相关信息，包括：MN-ID、MN-IP、MAG1-IP、MAG3-IP或CN-IP。
MN通过链路层机制与MAG1断开。
步骤603，MN通过链路层机制与MAG2连接。
步骤604a，MAG2向MAG1发送MN切换完成通知消息(MN FastHandover Notification)，
步骤604b，MAG2根据上述MAG1发送的MN Movement Nocification消息和MN与CN间数据通信的相关信息，向MAG1发起隧道建立请求(Tunnel Built Request)。
步骤605a，MAG1把缓存的数据发给MAG2；
步骤605b，MAG2再将该数据发给MN；
步骤605c，MAG1向MAG2发送隧道建立确认消息(Tunnel BuiltAcknowledgement)。
MAG2与MAG1之间的隧道MAG2-MAG1建立。此时，MN与CN之间的数据传输可以通过隧道MAG2-MAG1和隧道MAG1-MAG3组成的串联隧道MAG2-MAG1-MAG3进行。
步骤606，MAG1向MAG3发起隧道更新请求(Tunnel Update Request)。
步骤607，MAG3收到上述Tunnel Update Request消息后，向MAG2发送Tunnel Built Request消息。
步骤608，MAG2收到上述Tunnel Update Request消息后，向MAG3发送Tunnel Built Acknowledgement消息。
隧道MAG2-MAG3建立。此时，MN和CN之间的数据传输可以直接通过隧道MAG2-MAG3进行。
步骤609，MAG3收到上述Tunnel Built Acknowledgement消息后，向MAG1发送Tunnel Remove Notification消息。
步骤610，MAG1收到上述Tunnel Remove Notification消息后，释放隧道MAG1-MAG3，并向MAG2发送Tunnel Update Request消息，要求MAG2拆除隧道MAG2-MAG1。
步骤611，MAG2收到上述Tunnel Update Request消息，释放隧道MAG2-MAG1，并向MAG1返回Tunnel Remove Notification消息。
隧道MAG1-MAG3和隧道MAG2-MAG1拆除。
另外，本实施例步骤606中，也可由MAG2向MAG3发送Tunnel BuiltRequest消息。在此方式下，与步骤606～611相对应的步骤为：
步骤606’，MAG2向MAG3发送Tunnel Built Request消息。
步骤607’，MAG3收到上述Tunnel Built Request消息后，向MAG2发送Tunnel Built Acknowledgement消息。
隧道MAG2-MAG3建立。此时，MN和CN之间的数据传输可以直接通过隧道MAG2-MAG3进行。
步骤608’，MAG2收到上述Tunnel Built Acknowledgement消息后，分别向MAG1和MAG3发送Tunnel Update Request消息。
步骤609’，MAG1和MAG3收到上述Tunnel Update Request消息后，分别向MAG2发送Tunnel Remove Notification消息。
隧道MAG1-MAG3和隧道MAG2-MAG1拆除。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种基于本地移动管理域中路由优化的切换方法，应用于移动节点(MN)在本地移动管理域(LMMD)中的切换过程，其特征在于，
当目标移动接入网关(MAG)获知有MN切换进入时，立即发起隧道建立请求，建立MN与原通信节点(CN)之间的隧道。
2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，当原MAG明确获知所述目标MAG的IP信息时，所述方法进一步包括以下步骤：
所述原MAG向所述目标MAG发送MN切换通知消息及所述MN与所述CN之间数据传输的相关信息；
所述目标MAG收到所述MN切换通知消息及所述MN与CN之间数据传输的相关信息，立即向控制所述CN的MAG(CN-MAG)发起隧道建立请求；
所述CN-MAG收到所述隧道建立请求，向所述目标MAG发送隧道建立确认消息，建立所述目标MAG与CN-MAG之间的隧道。
3.根据权利要求2所述的切换方法，其特征在于，所述MN切换至所述目标MAG后，所述方法进一步包括以下步骤：
所述目标MAG向所述原MAG发送MN切换完成通知消息；
所述原MAG收到所述MN切换完成通知消息，向所述CN-MAG发送隧道更新请求，要求拆除所述原MAG与所述CN-MAG之间的隧道；
所述CN-MAG收到所述隧道更新请求，拆除所述原MAG与所述CN-MAG之间的隧道。
4.根据权利要求2所述的切换方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：
当所述原MAG得知所述MN将要切换至所述目标MAG时，将接收到的所述CN发送给所述MN的数据发送给所述目标MAG，所述目标MAG缓存所述数据；
当所述MN切换至所述目标MAG后，所述目标MAG将所述缓存数据发送给所述MN。
5.根据权利要求4所述的切换方法，其特征在于，所述MN离开所述原MAG之前，所述原MAG在给所述目标MAG发送所述数据的同时，将所述数据发送给所述MN。
6.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，当所述原MAG获知所述MN将要进行切换，但无法明确获知所述目标MAG的IP信息时，所述方法进一步包括以下步骤：
所述原MAG向邻居MAG发送MN切换通知消息及所述MN与所述CN之间数据传输的相关信息；
所述MN切换至所述目标MAG；
所述目标MAG向所述原MAG发送MN切换完成通知消息和隧道建立请求；
所述原MAG收到所述隧道建立请求，向所述目标MAG发送隧道建立确认消息，建立所述目标MAG与所述原MAG之间的隧道；
所述MN与所述CN的数据通信可通过所述目标MAG与所述原MAG之间的隧道和所述原MAG与所述CN-MAG之间的隧道组成的串联隧道进行。
7.根据权利要求6所述的切换方法，其特征在于，所述MN与CN的数据通信通过所述串联隧道进行之后，所述方法进一步包括以下步骤：
建立所述目标MAG与所述CN-MAG之间的隧道；
拆除所述目标MAG与所述原MAG之间的隧道和所述原MAG与所述CN-MAG之间的隧道。
8.根据权利要求7所述的切换方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：
所述原MAG或所述目标MAG向所述CN-MAG发送隧道更新请求，要求建立所述目标MAG与所述CN-MAG之间的隧道并拆除所述原MAG与所述CN-MAG之间的隧道。
9.根据权利要求2或6所述的切换方法，其特征在于，所述MN与CN之间数据传输的相关信息包括：原MAG的IP、CN-MAG的IP、MN的ID、MN的IP或CN的IP。
10.根据权利要求2或6所述的切换方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：
当所述原MAG得知所述MN将要发生切换时，所述原MAG缓存所述CN发送给所述MN的数据；
当所述原MAG收到所述MN切换完成通知消息时，所述原MAG将所述缓存数据发送给所述目标MAG；
所述目标MAG将所述缓存数据发送给所述MN。
11.根据权利要求10所述的切换方法，其特征在于，所述MN离开所述原MAG之前，所述原MAG在缓存所述数据的同时，将所述数据发送给所述MN。
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