CN101841877A - 切换方法、路由器和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切换方法、路由器和通信系统。本发明实施例采用在移动节点将要移出原接入点而进入新接入点之前，即移动节点尚未断开与原接入路由器的连接时，提前完成移动节点在新接入路由器上的注册，从而可以减少移动节点断开与原接入路由器的连接而接入新接入路由器时的切换时延，满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题。

Description

切换方法、路由器和通信系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及切换方法、路由器和通信系统。

背景技术

随着无线接入技术的迅猛发展，人们对主机移动性的需求也日益增长。由于主机的身份标识是固定的，而主机的位置标识会随着主机的移动而改变，所以为了实现主机的移动性，需要对主机的身份标识与位置标识进行分离。根据标识分离协议的部署实体，可以将标识分离协议划分为主机侧标识分离协议(如HIP协议)及网络侧标识分离协议(如Proxy-Shim6及LISP协议)。目前基于网络侧标识分离协议的移动性管理机制主要是通过部署移动网际协议(MIP，Mobile Internet Protocol)来实现的。

所谓移动性管理是移动因特网中使移动用户享受各种服务的核心技术，它包括位置管理和切换管理，位置管理涉及怎样定位一个移动节点(以下均将具有移动性的主机称为移动节点，即MN，Mobile Node)，追踪它的运动和更新位置信息，而切换管理主要集中在主动的数据传输过程中控制移动节点访问点即对端节点(CN，Corresponding Node)的改变。其中，切换是指将当前正在进行的MN与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程，即通过切换将MN与CN之间正在进行的连接从网络的一个接入点转换到另一个接入点上，在此过程中，需要尽可能保证时延小、丢/错包率低等。

现有技术中，通过部署MIP协议实现移动性管理，主要是通过引入不变的家乡地址和随接入点变化的转交地址来实现。网络侧的家乡代理(HA，Home Agent)和外地代理会周期性地组播或广播代理广播(AgentAdvertisements)消息，以宣告它们(家乡代理或外地代理)与具体链路的连接关系。MN周期性地接收到代理广播消息，检查其中的内容以确定自己是连接在家乡链路还是外地链路上，当它连接在家乡链路上时，则不需要进行切换；当它连接在外地链路上，即MN此时已与原接入路由器断开连接，MN与CN的通信已中断，则为自身配置新的转交地址，然后将该转交地址发送给网络侧的新接入路由器(NAR，New Access Router)，以检测是否存在有与该转交地址重复的地址，即进行冲突检测，在确定没有重复地址时，MN向HA发送绑定更新消息以通告它最新的位置，HA建立或更新该MN的绑定缓存项，并向MN返回绑定确认消息，从而完成“家乡注册”过程，在完成绑定更新后，MN与CN便可以继续进行通信。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，在标识分离协议下发生切换时，基于MIP的方案，MN需要为自身配置转交地址，然后将转交地址发送给新接入路由器进行冲突检测，而且MN还需要向HA进行注册，将自己的新位置报告给HA，这将会导致较长的切换时延，满足不了如语音，视频等一些实时业务的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种切换方法、路由器和通信系统，减小网络切换时的切换时延，满足实时业务的要求。

本发明具体实施例提供了一种切换方法，包括：

接收MN发送的新接入点(NAP，New Access Point)的身份(ID，Identifier)信息；根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器；发送所述MN接入的通知给所述新接入路由器，以便所述新接入路由器对MN进行注册；将MN的连接切换到所述新接入路由器上。

本发明具体实施例提供了另一种切换方法，包括：

接收原接入路由器(PAR，Previous Access Router)发送的关于MN接入的通知；根据所述通知对MN进行注册；接受关于MN的连接的切换。

本发明具体实施例还提供了一种路由器，包括：

接收单元，用于接收MN发送的新接入点的身份信息；

确定单元，用于根据所述接收单元接收到的新接入点的身份信息确定新接入路由器；

发送单元，用于发送所述MN接入的通知给所述确定单元确定的新接入路由器，以便所述新接入路由器对MN进行注册；

切换单元，用于将MN的连接切换到所述确定单元确定的新接入路由器上。

本发明具体实施例还提供了一种路由器，包括：

接收单元，用于接收原接入路由器发送的MN接入的通知；

注册单元，用于根据所述接收单元接收到的通知对MN进行注册；

处理单元，用于接受关于MN的连接的切换。

本发明具体实施例还提供了一种通信系统，包括：

原接入路由器，用于接收移动节点发送的新接入点的身份信息，根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器，发送关于移动节点接入的通知给所述新接入路由器，以便所述新接入路由器对移动节点的信息进行注册，然后将移动节点的连接切换到新接入路由器上；

新接入路由器，接收原接入路由器发送的移动节点接入的通知，根据所述通知对移动节点的信息进行注册，然后接受关于移动节点的连接的切换。

本发明实施例采用在MN将要移出原接入点而进入新接入点之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时，完成MN在新接入路由器上的注册，从而可以减少MN断开与原接入路由器的连接而接入新接入路由器时的切换时延，满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一所提供的切换方法的方法流程图；

图2是本发明实施例二所提供的切换方法的方法流程图；

图3是本发明实施例三所提供的切换方法的信令流程图；

图4是本发明实施例四所提供的切换方法的信令流程图；

图5是本发明实施例五所提供的切换方法的信令流程图；

图6是本发明实施例五中FH-LISP协议的切换时延示意图；

图7是本发明实施例五中FH-LISP协议和MIPv6协议在不同的无线链路时延情况下的切换时延示意图；

图8是本发明实施例六所提供的路由器的结构示意图；

图9是本发明实施例七所提供的路由器的结构示意图；

图10是本发明实施例七所提供的另一种路由器的结构示意图；

图11是本发明实施例八所提供的通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种切换方法、路由器和通信系统。以下分别进行详细说明。

实施例一、

本实施例将从原接入路由器的角度对本发明实施例进行描述。

一种切换方法，首先，接收MN发送的新接入点的身份信息，根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器，然后发送关于MN接入的通知给该新接入路由器，以便此新接入路由器可以对MN的信息进行注册，最后将MN的连接(MN和CN之间的连接)切换到新接入路由器上，使得MN和CN可以通过新接入路由器进行正常的通信。如图1所示，具体流程可以如下：

101、接收MN发送的新接入点的身份信息；

例如在移动节点感知将要移出原接入路由器而接入新接入路由器时，移动节点发送携带有新接入点的身份信息的消息给原接入路由器，于是，原接入路由器接收移动节点发送的新接入点的身份信息。

102、根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器；

例如，可以通过接入点与接入路由器的映射表(AP-AR映射表)查询到新接入路由器的地址等信息，然后根据查询到的这些信息确定新接入路由器。

此时，原接入路由器还可以根据自身所保存的原接入点的信息、接收到的新接入点的信息以及确定的新接入路由器的相关信息判断原接入点和新接入点是否连接至同一路由器同一接口，若是，则不需要发生切换，流程结束；若否，则执行步骤103。

当然，还可以将新接入路由器的相关信息发回给MN，该新接入路由器的相关信息包括新接入路由器的网际协议(IP，Internet Protocol)地址等信息。

需说明的是，每个接入路由器(AR，Access Router)都维持一张AP-AR映射表，其中包含了邻近的接入点(AP，Access Point)所连接的所有接入路由器的信息，当原接入路由器收到新接入点的身份信息时，就能根据新接入点的身份信息(例如新接入点的标识)查找到新接入路由器的相关信息。

103、发送关于MN接入的通知给新接入路由器，以便新接入路由器对MN进行注册；

104、将MN的连接切换到新接入路由器上；

例如，在新接入路由器对MN的信息注册完毕后，建立起与新接入路由器之间的双向隧道，然后通过所述双向隧道将接收到的CN发送给MN的数据转发给新接入路由器；或者，通过所述双向隧道接收所述新接入路由器转发的MN发送给CN的数据。

此后，MN就可以断开与原接入路由器的连接，而接入新接入路由器中，向新接入路由器发送接入通告消息即非请求邻居通告消息(UNA，UnsolicitedNeighbor Advertisement，以下均简称接入通告消息)，并更新标识映射器(Mapping Server/Agent，简称MS)中的对应项，即更新标识映射服务器中关于MN的映射信息，标识映射器在完成更新之后，可以向新接入路由器返回响应消息，至此，切换流程结束，MN和CN可以通过新接入路由器进行正常的通信。

由上可知，本实施例采用在MN将要移出原接入点而进入新接入点之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时，完成MN在新接入路由器上的注册等操作，从而可以减少MN断开与原接入路由器的连接而接入新接入路由器时的切换时延，满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题。

实施例二、

本实施例将从新接入路由器的角度对本发明实施例进行描述。

一种切换方法，首先，接收原接入路由器发送的关于MN接入的通知，根据所述通知对MN进行注册，然后接受关于MN和CN之间的连接的切换。如图2所示，具体流程可以如下：

201、接收原接入路由器发送的关于MN接入的通知；

202、根据所述关于MN接入的通知对MN进行注册；

203、接受关于MN的连接的切换；

例如，在新接入路由器对MN的信息注册完毕后，建立起与原接入路由器之间的双向隧道，然后通过所述双向隧道将接收到的MN发送给CN的数据转发给原接入路由器；或者，通过所述双向隧道接收原接入路由器转发的CN发送给MN的数据，并缓存接收到的数据。

此后，MN就可以断开与原接入路由器的连接，而接入新接入路由器中，此时，新接入路由器可以接收MN发送的接入通告消息，并更新标识映射服务器中关于MN的映射信息，例如，在Proxy-Shim6协议应用中，更新MN代理中MN的地址列表等等，其中，MN代理和CN代理等均可以相当于标识映射服务器；当然，为了进一步减小切换时延，新接入路由器也可以不在接收MN发送的接入通告消息后，才更新标识映射服务器中关于MN的映射信息，而是先在标识映射服务器中添加新的关于MN的映射信息，同时启动定时器，若在定时器预置的时间内接收到MN发送的接入通告消息，则删除原来的关于MN的映射信息，即相当于更新标识映射服务器中关于MN的映射信息；若在定时器预置的时间内接收不到MN发送的接入通告消息，则删除之前添加的新的关于MN的映射信息，即相当于不更新标识映射服务器中关于MN的映射信息；其中，定时器所预置的时间可以根据运营商的策略而定。另外，此时新接入路由器还可以发起与CN接入路由器(CN_AR)之间的返回路由可达性检测，这样，在MN断开与原接入路由器的连接之后，就可以不需要进行新接入路由器与CN接入路由器之间的返回路由可达性检测，即相对于现有技术而言，可以减少进行可达性检测这部分操作所产生的时延。

由上可知，本实施例采用在MN将要移出原接入点而进入新接入点之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时，完成MN在新接入路由器上的注册等操作，从而可以减少MN断开与原接入路由器的连接而接入新接入路由器时的切换时延，满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题。

实施例三、

根据实施例一和二所描述的方法，以下将举例对该方法的通用方案作详细说明。

假设MN从原接入路由器移动至新接入路由器，则其切换过程可以如下，参见图3：

301、MN的链路层感知MN将要移出原接入点而接入新接入点时，向MN的网络层发送消息通知这一事件，消息中携带了新接入点的身份信息，然后MN将该携带了新接入点身份信息的消息转发给原接入路由器。

302、原接入路由器收到该携带了新接入点身份信息的消息后，通过AP-AR映射表查询到新接入路由器的相关信息，并将新接入路由器的相关信息，比如包括新接入路由器的IP地址等信息发回给MN。

303、原接入路由器可以根据自身所保存的原接入点的信息、接收到的新接入点的信息以及查询到的新接入路由器的相关信息判断原接入点和新接入点是否连接至同一路由器的同一个接口，若是，则不需要发生切换，流程结束；若否，则原接入路由器向新接入路由器发送通知消息，告知将有新的MN接入。

304、新接入路由器对MN的信息进行注册，注册完毕后，向原接入路由器发送响应消息。原接入路由器与新接入路由器之间建立起用于传输数据的双向隧道。

由于MN即将接入新接入路由器时，CN并不知情，所以CN还会继续将数据发送到原接入路由器上，所以为了避免产生丢包或错包的情况发生，需要在原接入路由器与新接入路由器之间建立双向隧道，以便在原接入路由器和新接入路由器进行切换的这段时间内MN和CN之间还可以继续进行通信。在建立双向隧道后，新接入路由器就可以通过该双向隧道将接收到的MN发送给CN的数据转发给原接入路由器，再由原接入路由器发送给CN，而原接入路由器也可以通过该双向隧道将接收到的CN发送给MN的数据转发给新接入路由器，再由新接入路由器转发给MN，从而保证了MN和CN之间的正常通信。

305、MN断开与原接入路由器的连接，接入新接入路由器，并向新接入路由器发送接入通告消息，即UNA。

306、新接入路由器接收到该接入通告消息后，更新标识映射服务器的对应项，即更新标识映射服务器中关于MN的映射信息。

307、标识映射服务器在完成更新后可以向新接入路由器发送响应消息。

切换后，MN通过新接入路由器和CN进行正常的通信。

当然，为了进一步减小切换时延，新接入路由器也可以不在接收MN发送的接入通告消息后，才更新标识映射服务器中关于MN的映射信息，而是先在标识映射服务器中添加新的关于MN的映射信息，同时启动定时器，若在定时器预置的时间内接收到MN发送的接入通告消息，则删除原来的关于MN的映射信息，即相当于更新标识映射服务器中关于MN的映射信息；若在定时器预置的时间内接收不到MN发送的接入通告消息，则删除之前添加的新的关于MN的映射信息，即相当于不更新标识映射服务器中关于MN的映射信息。另外，此时新接入路由器还可以发起与CN_AR之间的返回路由可达性检测，这样，在MN断开与原接入路由器的连接之后，就可以不需要进行新接入路由器与CN_AR之间的返回路由可达性检测，即相对于现有技术而言，可以减少进行可达性检测这部分操作所产生的时延。

由上可知，本发明实施例在切换开始之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时就完成了注册、移动检测和冲突检测等过程，因而大大减小了切换的切换时延，可以更好地满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题，而且，本发明实施例还在原接入路由器和新接入路由器之间建立了双向隧道，从而可以避免切换过程中丢包或错包现象的发生。进一步的，本发明实施例根据标识分离协议切换过程中位置标识发生变化，而主机的身份标识保持不变的特点，省去了切换过程中的转交地址分配和转交地址冲突检测等过程，与现有技术相比，大大减小了切换信令交互的复杂度。

实施例四、

根据实施例三所描述的方法，下面将以Proxy-Shim6协议为例对本发明实施例所提供的切换方法进行说明。

如图4所示，基于Proxy-Shim6协议的切换方法的流程可以如下：

401、利用链路层事件机制，当MN的链路层感知某一接入点的信号值与原接入点的信号值的比值大于预置的阈值时，MN的链路层将向MN的网络层发送消息并通知这一事件，消息中携带新接入点的身份信息，然后MN向原接入路由器发送携带了新接入点身份信息的表示将要移入新接入点的消息，例如消息“Switch to New AP”。其中，所述阈值可以根据运营商的策略进行设置。

402、原接入路由器收到该表示将要移入新接入点的消息后，根据该消息中携带的新接入点的身份信息通过查询AP-AR映射表得到新接入路由器的相关信息，例如新接入路由器的地址等，然后将该查询到的新接入路由器的相关信息发回给MN，例如通过消息“Reply：New AR Info”发送给MN，该新接入路由器的相关信息包括新接入路由器的IP地址等信息。

403、原接入路由器可以根据自身所保存的原接入点的信息、接收到的新接入点的信息以及查询到的新接入路由器的相关信息判断原接入点和新接入点是否连接至同一路由器的同一个接口，若是，则不需要发生切换，流程结束；若否，则原接入路由器向新接入路由器发送通知消息，例如向新接入路由器发送消息“Notify MN Access”，告知将有新的MN接入，并将MN的新配置地址发送给新接入路由器。

404、新接入路由器收到消息后，将MN的新配置地址在自身的系统内进行注册，随后新接入路由器向原接入路由器发送响应消息，例如消息“ACK：Notify MN Access”。原接入路由器收到该响应消息后将建立起与新接入路由器之间的隧道。

在建立隧道后，CN发往MN的数据包将经由原接入路由器通过该隧道发送至新接入路由器并存储在新接入路由器的缓存中，例如存储在新接入路由器的先进先出(FIFO，First In First Out)缓存空间中。

当然，此时，新接入路由器也可以建立起由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道，从而使得新接入路由器至原接入路由器之间建立起双向隧道，即该双向隧道建立成功后，CN发往MN的数据包就可以通过该双向隧道由原接入路由器发送至新接入路由器并存储在新接入路由器的缓存中，而新接入路由器也可以通过该双向隧道将接收到的MN发送给CN的数据转发给原接入路由器，从而保证了在切换过程中MN和CN之间的正常通信。需说明的是，如果此时新接入路由器建立起由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道的话，则步骤405中不需要在建立由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道。

405、MN断开与原接入路由器的连接，接入新接入路由器，并向新接入路由器发送接入通告消息，例如向新接入路由器发送通告消息“UNA：Connectin”。新接入路由器接收到该接入通告消息后将缓存空间中存储的数据发给MN，并且建立由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道，该反向隧道建立成功后，MN发向CN的数据包将由新接入路由器经反向隧道发送至原接入路由器，再由原接入路由器发送至CN。

406、新接入路由器向MN代理(Proxy MN)发送更新消息，更新MN的地址列表。MN代理收到该更新消息后可以向新接入路由器返回确认消息。

407至410、MN代理与CN代理(Proxy CN)进行地址列表更新四次握手，之后MN与CN便可以进行正常的通信。其中，MN代理和CN代理相当于实施例一至三中所说的标识映射服务器。具体可以如下：

407、MN代理发送地址列表更新请求给CN代理。

408、CN代理接收到该地址列表更新请求后，返回R1bis消息给MN代理。

409、MN代理接收到R1bis消息后，发送I2bis消息给CN代理。

410、CN代理接收到I2bis消息后，返回地址列表更新响应消息给MN代理，至此，地址列表更新四次握手完成，之后MN与CN便可以进行正常的通信。

由上可知，本发明实施例在切换开始之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时就完成了注册及各种检测过程，因而大大减小了切换时延，可以更好地满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题，而且，本发明实施例还在原接入路由器和新接入路由器之间建立了双向隧道，从而可以避免切换过程中丢包或错包现象的发生。进一步的，本发明实施例根据标识分离协议切换过程中位置标识发生变化，而主机的身份标识保持不变的特点，省去了切换过程中的转交地址分配和转交地址冲突检测等过程，与现有技术相比，大大减小了切换信令交互的复杂度。

实施例五、

根据实施例三所描述的方法，下面将以LISP协议为例对本发明实施例所提供的切换方法进行说明。

如图5所示，基于LISP协议的切换方法的流程可以如下：

501、利用链路层事件机制，当MN的链路层感知某一接入点的信号值与原接入点的信号值的比值大于预置的阈值时，MN的链路层将向MN的网络层发送消息并通知这一事件，消息中携带了新接入点的身份信息，然后MN向原接入路由器发送携带了新接入点身份信息的表示将要移入新接入点的消息，例如向原接入路由器发送消息“Switch to New AP”。其中，所述阈值可以根据运营商的策略进行设置。

502、原接入路由器收到该表示将要移入新接入点的消息后，根据该消息中携带的新接入点的身份信息通过查询AP-AR映射表得到新接入路由器的相关信息，例如新接入路由器的地址等，然后将该查询到的新接入路由器的相关信息发回给MN，例如通过消息“Reply：New AR Info”发送给MN，该新接入路由器的相关信息包括新接入路由器的IP地址等信息。

503、原接入路由器可以根据自身所保存的原接入点的信息、接收到的新接入点的信息以及查询到的新接入路由器的相关信息判断原接入点和新接入点是否连接至同一路由器的同一个接口，若是，则不需要发生切换，流程结束；若否，则原接入路由器向新接入路由器发送通知消息，例如向新接入路由器发送消息“Notify MN Access”，告知将有新的MN接入，并将MN的终端节点标识(EID，Endpoint ID)和介质访问控制(MAC，Media Access Control)层的地址发送给新接入路由器。

504、新接入路由器收到消息后，对MN的EID和MAC信息在自身的系统内进行注册，并将正在于MN通信的CN的EID-to-RLOC信息(即关于EID和RLOC之间的对应关系的消息，其中，RLOC为Routing Locator，即路由地址标识)存储在本地映射缓存中。随后新接入路由器向原接入路由器发送响应消息，例如消息“ACK：Notify MN Access”。而原接入路由器收到该回应信号后将建立与新接入路由器之间的隧道。原接入路由器收到该响应消息后将建立起与新接入路由器之间的隧道。

在建立隧道后，CN发往MN的数据包将经由原接入路由器通过该隧道发送至新接入路由器并存储在新接入路由器的缓存中，例如存储在新接入路由器的FIFO缓存空间中。

当然，此时，新接入路由器也可以建立起由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道，从而使得新接入路由器至原接入路由器之间建立起双向隧道，即该双向隧道建立成功后，CN发往MN的数据包就可以通过该双向隧道由原接入路由器发送至新接入路由器并存储在新接入路由器的缓存中，而新接入路由器也可以通过该双向隧道将接收到的MN发送给CN的数据转发给原接入路由器，从而保证了在切换过程中MN和CN之间的正常通信。需说明的是，如果此时新接入路由器建立起由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道的话，则步骤506中不需要在建立由新接入路由器至原接入路由器的反向隧道。

505、新接入路由器向标识映射服务器中添加新的EID-to-RLOC映射信息，EID为MN的身份标识，而RLOC为新接入路由器的位置标识。并且启动定时器，如果新接入路由器在定时器预置的时间内未收到步骤506中MN发送的接入通告消息，则需要将标识映射服务器和本地映射缓存中把原本添加的映射信息删除。如果新接入路由器在定时器预置的时间内收到步骤506中MN发送的接入通告消息，则可以执行步骤507，即删除原来的关于MN的映射信息。

另外，此时新接入路由器与CN_AR之间可以进行返回路由可达性检测。由于在步骤503中新接入路由器已经获得了CN的EID-to-RLOC映射信息，因此不需要从标识映射服务器中查询CN_AR的RLOC地址。

506、MN断开与原接入路由器的连接，接入新接入路由器，并向新接入路由器发送接入通告消息，例如向新接入路由器发送通告消息“UNA：Connectin”。新接入路由器接收到该接入通告消息后将FIFO缓存空间中的数据发给MN，并且建立新接入路由器至原接入路由器的反向隧道，该反向隧道建立成功后，MN发向CN的数据包将由新接入路由器经反向隧道发送至原接入路由器，再由原接入路由器发送至CN。

507、新接入路由器从标识映射服务器中删除MN原EID-to-RLOC映射信息，并向CN_AR发送映射缓存更新消息，CN_AR将MN新的EID-to-RLOC信息存入本地映射缓存中。

随后MN和CN便可以进行正常的通信。

为了更好地说明本发明实施例的有益效果，以下将对现有技术和本发明实施例的切换时延作简略地分析比较。

(1)本实施例所提供的基于LISP协议的切换方法的切换时延。

为了描述方便，以下均简称本实施例所提供的基于LISP协议的切换方法为快速切换LISP(FH-LISP，Fast Handover LISP)协议，简称基于LISP协议的切换方法的时延为FH-LISP协议的切换时延。

假设用t_d(s，x，y)表示大小为s的数据包在x点和y点之间传递需要的时间，则：

$t_d(s,x,y)=H_w(x,y)(\frac{s}{B_w}+L_w)+H_{\mathrm{wl}}(x,y)(\frac{s}{B_{\mathrm{wl}}}+L_{\mathrm{wl}})+(H_w(x,y)+H_{\mathrm{wl}}(x,y))t_p$

其中，t_p表X示节点对数据包的处理时延，在此假设每个节点对数据包的处理时延都相同；H_w(x，y)表示从节点x到节点y所经过的有线链路的跳数；H_wl(x，y)表示从节点x到节点y所经过的无线链路的跳数；s表示数据包大小；B_w表示有线链路的带宽；B_wl表示无线链路的带宽；L_w表示有线链路时延；L_wl表示无线链路时延。

根据以上公式，可分别算出切换过程中各操作所产生的时延，参见图6，图6为FH-LISP协议的切换时延示意图，其中，t_REG为切换过程中注册所需时延，即注册时延，t_RR为返回路由可达性检测所需要的时间，即路由可达性检测时延t_L2为链路层切换所花的时间，即链路层切换时延；t_UNA为发送接入通告消息所花的时间，即接入通告时延，或称为UNA消息；t_BU为绑定更新所花的时间即绑定更新时延；t_{BU_CN}为更新CN_AR中的映射缓存所花的时间，即更新CN_AR时延，t_MU为更新中间件服务器所花的时间，即更新中间件服务器时延；其中，t_{BU_CN}与t_MU统称为t_BU，即t_{BU_CN}与t_MU的和等于t_BU。

由图6可知，由于在切换之前已经完成了向新路由器的注册，且进行了返回路由可达性检测，因而其切换时延只包括链路层切换时延t_L2，MN向新接入路由器发送接入通告消息所花的时间，即UNA消息时延t_UNA，以及绑定更新时延t_BU，且由于FH-LISP协议中没有HA的概念，因而也不存在对HA的绑定更新。所以基于FH-LISP协议的切换方法的切换时延用公式可以表达为：

$T_H^{\mathrm{FHLISP}}=t_{L2}+t_{\mathrm{UNA}}+t_{\mathrm{BU}}$

其中：

t_UNA＝t_d(s_c，MN，NAR)

t_BU＝t_{BU_CN}+t_MU

   ＝2t_d(s_c，NAR，CN_AR)+2t_d(s_c，NAR，MappingServer)

公式中，表示FH-LISP协议的切换时延，s_c表示平均数据包大小。

(1)切换时延性能比较。

在分析切换时延过程中，采用表1中的参数，表1为性能分析参数表。

表1：

参数	值	参数	值
				tL2	50ms	Bw	100Mbps
tMD	100ms	Bwl	11Mbps
				tAC	500ms	Lw	2ms
tP	10-6sec	Lwl	10ms
				sc	100byte	hMN，NAR	1
hMN，PAR	1	hCN，NAR	1
				hPAR，NAR	6	hNAR，HA	9
hCN_AR，HA	13	hPAR，CN_AR	12
				hNAR，CN_AR	8	hNAR，MS	10

其中，t_MD为移动检测时延；t_AC为地址更新配置时延；t_P为节点对包的处理时延，在此假设每个节点的处理时延都相同；h_A,B表示A与B之间的网络跳数，例如，h_MN，PAR表示MN和PAR之间的网络跳数；h_PAR，NAR表示PAR和NAR之间的网络跳数；h_{CN_AR，HA} CN_AR和HA之间的网络跳数；h_{NAR，CN_AR}表示NAR和CN_AR之间的网络跳数；h_MN，NAR表示MN和NAR之间的网络跳数；h_CN，NAR为表示CN和NAR之间的网络跳数；h_NAR，HA表示NAR和HA之间的网络跳数；h_{PAR，CN_AR}表示PAR和CN_AR之间的网络跳数；h_NAR，MS表示NAR和MS(标识映射服务器)之间的网络跳数，等等。

参见图7，图7比较分析了FH-LISP和移动IPv6(MIPv6，Mobility Supportin IPv6)两种协议在不同的无线链路时延情况下的切换时延，虚线部分为MIPv6在不同的无线链路时延情况下的切换时延，实线部分为FH-LISP在不同的无线链路时延情况下的切换时延，其中，MIPv6为现有技术中所描述的MIP协议中的一种。

无线链路时延包括无线链路传播时延，冲突等待时延等部分。从图7中可以看出，由于FH-LISP协议用标识映射服务器代替了HA，所以在切换过程中不需要进行对HA的绑定更新及对家乡地址(HoA，Home Address)的返回路由可达性测试，因而相比MIPv6协议来说，FH-LISP协议的切换时延更小。并且由于FH-LISP协议的返回路由可达性检测由新接入路由器和CN_AR完成，中间没有经过无线链路，因而切换时延基本不随无线链路时延所影响。特别地，在无线链路时延为10ms的情况下，根据以上算法，可以得出，MIPv6协议的切换时延是979.9ms，而FH-LISP协议的切换时延只有132.4ms。

由上可知，本发明实施例在切换开始之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时就完成了注册及各种检测过程，因而大大减小了切换时延，可以更好地满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题，而且，本发明实施例还在原接入路由器和新接入路由器之间建立了双向隧道，从而可以避免切换过程中丢包或错包现象的发生。进一步的，本发明实施例根据标识分离协议切换过程中位置标识发生变化，而主机的身份标识保持不变的特点，省去了切换过程中的转交地址分配和转交地址冲突检测等过程，与现有技术相比，大大减小了切换信令交互的复杂度。

实施例六、

为了更好地实施以上方法，本发明实施例还提供一种路由器，如图8所示，该路由器包括接收单元601、确定单元602、发送单元603和切换单元604；

接收单元601，用于接收移动节点发送的新接入点的身份信息；例如在移动节点感知将要移出原接入路由器而接入新接入路由器时，移动节点发送携带有新接入点的身份信息的消息给原接入路由器，于是，原接入路由器的接收单元601接收移动节点发送的新接入点的身份信息。

确定单元602，用于根据接收单元601接收到的新接入点的身份信息(如新接入点的标识)确定新接入路由器；例如，可以通过AP-AR映射表查询到新接入路由器的地址等信息，然后根据查询到的这些信息确定新接入路由器。需说明的是，每个接入路由器都维持一张AP-AR映射表，其中包含了邻近的接入点所连接的所有接入路由器的信息。

发送单元603，用于发送关于移动节点接入的通知给确定单元602确定的新接入路由器，以便新接入路由器对移动节点进行注册；发送单元603还可以将新接入路由器的相关信息发回给移动节点，该新接入路由器的相关信息包括新接入路由器的网际协议(IP，Internet Protocol)地址等信息。

切换单元604，用于将移动节点的连接(移动节点和对端节点之间的连接)切换到确定单元602确定的新接入路由器上。

其中，切换单元604可以包括建立单元6041、转发单元6042和接收子单元6043；

建立单元6041，用于建立与所述确定单元602确定的新接入路由器之间的双向隧道；

转发单元6042，用于通过所述建立单元6041建立的双向隧道将接收到的对端节点发送给移动节点的数据转发给新接入路由器；

接收子单元6043，用于通过所述建立单元6041建立的双向隧道接收所述新接入路由器转发的移动节点发送给对端节点的数据。

如图8所示，该路由器还可以包括判断单元605；

判断单元605，用于判断原接入点和新接入点是否连接至同一路由器的同一个接口；

所述发送单元603，还用于当所述判断单元605判断原接入点和新接入点不是连接至同一路由器的同一个接口时，发送关于移动节点接入的通知给新接入路由器。

由上可知，本实施例在切换开始之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时就完成了注册及各种检测过程，因而大大减小了切换时延，可以更好地满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题，而且，本发明实施例还在原接入路由器和新接入路由器之间建立了双向隧道，从而可以避免切换过程中丢包或错包现象的发生。进一步的，本发明实施例根据标识分离协议切换过程中位置标识发生变化，而主机的身份标识保持不变的特点，省去了切换过程中的转交地址分配和转交地址冲突检测等过程，与现有技术相比，大大减小了切换信令交互的复杂度。

实施例七、

本发明实施例还提供另一种路由器，如图9所示，该路由器包括接收单元701、注册单元702和处理单元703；

接收单元701，用于接收原接入路由器发送的关于移动节点接入的通知；

注册单元702，用于根据所述接收单元701接收到的通知对移动节点进行注册；

处理单元703，用于在所述注册单元702注册完毕后，接受关于移动节点的连接(关于移动节点和对端节点之间的连接)的切换。

其中，处理单元703可以包括建立单元7031、转发单元7032和接收子单元7033；

建立单元7031，用于在所述注册单元702注册完毕后，建立与原接入路由器之间的双向隧道；

转发单元7032，用于通过所述建立单元7031建立的双向隧道将接收到的移动节点发送给对端节点的数据转发给原接入路由器；

接收子单元7033，用于通过所述建立单元7031建立的双向隧道接收原接入路由器转发的对端节点发送给移动节点的数据，并缓存接收到的数据。

如图9所示，该路由器还可以包括更新单元704；

所述接收单元701，还用于接收移动节点发送的接入通告消息；

更新单元704，用于在所述接收单元701接收到移动节点发送的接入通告消息后，更新标识映射服务器中关于移动节点的映射信息。

或者，如图10所示，该路由器还可以不包括更新单元704，而是包括添加单元705和删除单元706；

添加单元705，用于在标识映射服务器中添加新的关于移动节点的映射信息，并启动定时器；

删除单元706，用于当接收单元701在所述添加单元705所启动的定时器的预置的时间内接收到移动节点发送的接入通告消息时，删除原来的关于移动节点的映射信息，当接收单元701在所述添加单元705所启动的定时器的预置的时间内接收不到移动节点发送的接入通告消息时，删除新的关于移动节点的映射信息。

如图10所示，该路由器还可以包括发起单元707，用于发起与对端节点接入路由器之间的返回路由可达性检测，例如，可以在更新单元704更新标识映射服务器中关于移动节点的映射信息后，发起与对端节点接入路由器之间的返回路由可达性检测；或者，可以在删除单元706删除了原来的关于移动节点的映射信息后，发起与对端节点接入路由器之间的返回路由可达性检测。

由上可知，本实施例在切换开始之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时就完成了注册及各种检测过程，因而大大减小了切换时延，可以更好地满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题，而且，本发明实施例还在原接入路由器和新接入路由器之间建立了双向隧道，从而可以避免切换过程中丢包或错包现象的发生。进一步的，本发明实施例根据标识分离协议切换过程中位置标识发生变化，而主机的身份标识保持不变的特点，省去了切换过程中的转交地址分配和转交地址冲突检测等过程，与现有技术相比，大大减小了切换信令交互的复杂度。

实施例八、

为了更好地实施以上方法，本发明实施例还相应地提供一种通信系统，如图11所示，该通信系统包括原接入路由器801和新接入路由器802；

原接入路由器801，用于接收移动节点发送的新接入点的身份信息，根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器802，发送关于移动节点接入的通知给新接入路由器802，以便新接入路由器802对移动节点的信息进行注册，然后将移动节点的连接(移动节点和对端节点之间的连接)切换到新接入路由器上；

新接入路由器802，接收原接入路由器801发送的关于移动节点接入的通知，根据所述通知对移动节点的信息进行注册，然后接受关于移动节点的连接(关于移动节点和对端节点之间的连接)的切换。

以下将举例作进一步详细说明。

步骤1、移动节点的链路层感知移动节点将要移出原接入点而接入新接入点时，向移动节点的网络层发送消息通知这一事件，消息中携带了新接入点的身份信息，然后移动节点将该携带了新接入点身份信息的消息转发给原接入路由器。

步骤2、原接入路由器801收到该携带了新接入点身份信息的消息后，通过AP-AR映射表查询到新接入路由器802的相关信息，并将新接入路由器802的相关信息发回给移动节点。

步骤3、原接入路由器801可以根据自身所保存的原接入点的信息、接收到的新接入点的信息以及查询到的新接入路由器802的相关信息判断原接入点和新接入点是否连接至同一路由器的同一个接口，若是，则不需要发生切换；若否，则原接入路由器801向新接入路由器802发送通知消息，告知将有新的移动节点接入。

步骤4、新接入路由器802对移动节点的信息进行注册，注册完毕后，向原接入路由器801发送响应消息。原接入路由器801与新接入路由器802之间建立起双向隧道。

步骤5、移动节点断开与原接入路由器801的连接，接入新接入路由器802，并向新接入路由器802发送接入通告消息。

步骤6、新接入路由器接收到该接入通告消息后，更新标识映射服务器的对应项，即更新标识映射服务器中关于移动节点的映射信息。

步骤7、标识映射服务器在完成更新后可以向新接入路由器802发送响应消息。

切换后，移动节点就可以通过新接入路由器802和CN进行正常的通信。

当然，为了进一步减小切换时延，新接入路由器802也可以不在接收移动节点发送的接入通告消息后，才更新标识映射服务器中关于移动节点的映射信息，而是先在标识映射服务器中添加新的关于移动节点的映射信息，同时启动定时器，若在定时器预置的时间内接收到移动节点发送的接入通告消息，则删除原来的关于移动节点的映射信息；若在定时器预置的时间内接收不到移动节点发送的接入通告消息，则删除之前添加的新的关于移动节点的映射信息。另外，此时新接入路由器802还可以发起与CN_AR之间的返回路由可达性检测，这样，在移动节点断开与原接入路由器801的连接之后，就可以不需要进行新接入路由器802与CN_AR之间的返回路由可达性检测，即相对于现有技术而言，可以减少进行可达性检测这部分操作所产生的时延。

综上，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例在切换开始之前，即MN尚未断开与原接入路由器的连接时就完成了注册及各种检测过程，因而大大减小了切换时延，可以更好地满足如语音，视频等一些实时业务的要求，解决了基于网络侧标识分离协议的快速切换问题，提高用户的使用满意度。而且，本发明实施例还在原接入路由器和新接入路由器之间建立了双向隧道，从而可以避免切换过程中丢包或错包现象的发生。进一步的，本发明实施例根据标识分离协议切换过程中位置标识发生变化，而主机的身份标识保持不变的特点，省去了切换过程中的转交地址分配和转交地址冲突检测等过程，与现有技术相比，大大减小了切换信令交互的复杂度，节省了切换过程消耗的网络资源。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种切换方法、路由器和通信系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种切换方法，其特征在于，包括：

接收移动节点发送的新接入点的身份信息；

根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器；

发送所述移动节点接入的通知给所述新接入路由器，以便所述新接入路由器对所述移动节点进行注册；

将所述移动节点的连接切换到所述新接入路由器。

2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器具体为：

通过查询自身所维持的接入点与接入路由器的映射表确定所述新接入路由器。

3.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述发送所述移动节点接入的通知给所述新接入路由器之前还包括：

发送新接入路由器的相关信息给移动节点，所述接入路由器的相关信息包括新接入路由器的网际协议IP地址；

执行发送所述移动节点接入的通知给所述新接入路由器步骤。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切换方法，其特征在于，所述将移动节点的连接切换到新接入路由器具体为：

建立与新接入路由器之间的双向隧道；

通过所述双向隧道将接收到的对端节点发送给移动节点的数据转发给新接入路由器；或者，

通过所述双向隧道接收所述新接入路由器转发的移动节点发送给对端节点的数据。

5.一种切换方法，其特征在于，包括：

接收原接入路由器发送的移动节点接入的通知；

根据所述通知对移动节点进行注册；

接受关于移动节点的连接的切换。

6.根据权利要求5所述的切换方法，其特征在于，所述接受关于移动节点的连接的切换之后还包括：

接收移动节点发送的接入通告消息，并更新标识映射服务器中关于移动节点的映射信息；或者，

在标识映射服务器中添加新的关于移动节点的映射信息，并启动定时器，若在定时器预置的时间内接收到移动节点发送的接入通告消息，则删除原来的关于移动节点的映射信息，若在定时器预置的时间内接收不到移动节点发送的接入通告消息，则删除新的关于移动节点的映射信息。

7.根据权利要求5或6所述的切换方法，其特征在于，还包括：

发起与对端节点接入路由器之间的返回路由可达性检测。

8.一种路由器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收移动节点发送的新接入点的身份信息；

确定单元，用于根据所述接收单元接收到的新接入点的身份信息确定新接入路由器；

发送单元，用于发送关于所述移动节点接入的通知给所述确定单元确定的新接入路由器，以便新接入路由器对所述移动节点进行注册；

切换单元，用于将所述移动节点的连接切换到所述确定单元确定的新接入路由器上。

9.根据权利要求8所述的路由器，其特征在于，所述切换单元包括：

建立单元，用于建立与所述确定单元确定的新接入路由器之间的双向隧道；

转发单元，用于通过所述建立单元建立的双向隧道将接收到的对端节点发送给移动节点的数据转发给新接入路由器；

接收子单元，用于通过所述建立单元建立的双向隧道接收所述新接入路由器转发的移动节点发送给对端节点的数据。

10.一种路由器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收原接入路由器发送的移动节点接入的通知；

注册单元，用于根据所述接收单元接收到的通知对移动节点进行注册；

处理单元，用于在所述注册单元注册完毕后，接受关于移动节点的连接的切换。

11.根据权利要求10所述的路由器，其特征在于，还包括更新单元；

所述接收单元，还用于接收移动节点发送的接入通告消息；

更新单元，用于在所述接收单元接收到移动节点发送的接入通告消息后，更新标识映射服务器中关于移动节点的映射信息。

12.根据权利要求10或11所述的路由器，其特征在于，还包括添加单元和删除单元；

添加单元，用于在标识映射服务器中添加新的关于移动节点的映射信息，并启动定时器；

删除单元，用于当所述接收单元在所述添加单元所启动的定时器的预置的时间内接收到移动节点发送的接入通告消息时，删除原来的关于移动节点的映射信息，当所述接收单元在所述添加单元所启动的定时器的预置的时间内接收不到移动节点发送的接入通告消息时，删除新的关于移动节点的映射信息。

13.根据权利要求12所述的路由器，其特征在于，还包括发起单元；

发起单元，用于在删除单元删除原来的关于移动节点的映射信息后，发起与对端节点接入路由器之间的返回路由可达性检测。

14.一种通信系统，其特征在于，包括：

原接入路由器，用于接收移动节点发送的新接入点的身份信息，根据所述新接入点的身份信息确定新接入路由器，发送关于移动节点接入的通知给所述新接入路由器，以便所述新接入路由器对移动节点的信息进行注册，然后将移动节点的连接切换到新接入路由器上；

新接入路由器，接收原接入路由器发送的关于移动节点接入的通知，根据所述通知对移动节点的信息进行注册，然后接受关于移动节点的连接的切换。

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