CN102244896A

CN102244896A - 无线网络系统资源标签交换方法

Info

Publication number: CN102244896A
Application number: CN2011101595237A
Authority: CN
Inventors: 周金和; 王朝; 方毅翔; 连娜
Original assignee: Beijing Information Science and Technology University
Current assignee: Beijing Information Science and Technology University
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2031-06-14
Also published as: CN102244896B

Abstract

本发明提供一种无线网络系统资源标签交换方法，该方法包括：将无线网络系统资源以标签的形式进行分类提取；将分类提取的资源标签按照资源标签交换数据封装格式进行业务封装；对封装好的资源标签交换数据包进行数据转发，所述资源标签交换数据封装格式是插入到数据链路层的头部和网络层的头部之间的资源标签交换垫层，所述资源标签交换垫层包括一个或多个多协议标签交换头以及一个或多个资源分组头，分类提取的资源标签被封装在所述一个或多个资源分组头中。无线网络系统资源可分为无线网络端系统、接入点和无线网络信道。本发明能够实现无线网络端到端系统资源信息共享，端系统可根据所共享信息，采取自主或协作策略改善网络系统性能参数。

Description

无线网络系统资源标签交换方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及多协议标签交换(Multiple Protocol LabelSwitch，MPLS)、流量工程(Traffic Engineering，TE)以及区分服务(DiffServ)技术，更具体地讲，涉及一种基于MPLS技术的无线网络系统资源标签交换(Resources Label Switch，RLS)方法。

背景技术

随着基于IEEE 802.11无线网络标准的日益成熟以及IP骨干网技术的飞速发展，人们对于现有无线网络无论是无线局域网还是跨骨干无线网的服务质量(Quality of Service，QoS)、安全性、功耗以及移动性等方面的要求越来越高。现有的无线网虽然以其高速的接入速度以及可移动的接入方式赢得了众多公司、政府、个人以及电信运营商的青睐，但同时也存在着许多问题。例如，(1)无线网络终端设备的低适应性和高功耗，未来的无线终端将是在诸如具有时变干扰的家庭或工作区及相对不规范的局域网等环境之下工作的，特别是随着无线没备传输比特率的增加，无线终端所受到的时变多径衰落的影响会更大。因此，未来无线终端所面临的将是有短期和长期时变损害的无线信道，必须要有适应这一环境的能力，也就是说要有一定的自适应性。同时，随着无线网络终端设备集成功能越来越多，终端设备的功耗问题也是目前无线网络发展考虑的重要问题。(2)无线网络的安全性，为了能够使用户便于发现和使用和无线网络，网络必须发送有特定参数的信标帧，使得无线局域网非常容易被发现，这样就给攻击者提供了必要的网络信息。入侵者可以通过高灵敏度天线从公路边、楼宇中以及其他任何地方对网络发起攻击而不需要其他物理方式的侵入。(3)无线网络传输的QoS，虽然无线局域网的相关标准进展很大，但是无线网络传输的QoS问题始终没有得到完全解决。当前对于无线局域网的QoS研究主要集中在考虑小区间竞争的单个无线局域网环境以及多个基本服务集的接入点选择策略上，并没有涉及终端用户之间通过信息共享达到QoS保障的目的。(4)近年来，移动性需求越来越被人们所关注，移动性是指移动或者漫游的能力，主要是针对区域切换。目前无线局域网系统大多遵循IEEE 802.11协议标准，并采用该协议标准定义的站点主动切换技术，但是在现有的切换中，接入点(Access Point，AP)缺乏对切换过程进行有效控制和管理的机制，因此切换效率、QoS要求、安全性和优化措施等都难以保证。由此可见，这些现有无线网络存在的问题都是未来无线网络发展的隐患，所以需要开发解决这些隐患的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现无线网络端到端系统资源信息共享的方法，将无线网络端系统以及信道系统的信息资源以标签的形式进行提取与转发，使得通信两端能够快速准确地得知端到端无线网络系统(即，无线网络端系统、AP以及无线网络信道系统)的系统资源信息，端系统可根据所共享信息，通过采取自主或协作策略改善一些网络系统性能参数，例如网络QoS、安全性、功耗及移动性等。

根据本发明的一方面，提供一种无线网络系统资源标签交换方法，所述方法包括：将无线网络系统资源以标签的形式进行分类提取；将分类提取的资源标签按照RLS数据封装格式进行业务封装；对封装好的RLS数据包进行数据转发，其中，所述RLS数据封装格式是插入到数据链路层的头部和网络层的头部之间的RLS垫层，所述RLS垫层包括一个或多个MPLS头以及一个或多个资源分组头，分类提取的资源标签被封装在所述一个或多个资源分组头中。

可将无线网络系统资源分为无线网络端系统、AP以及无线网络信道三类资源分类标签。

可对每一类无线网络系统资源按照服务质量、安全性、功耗以及移动性中的至少一种进行参数分组。

每一类参数分组均可包括反映无线网络系统的实时状态的参数信息。

所述参数信息可包括反映无线网络的带宽、延时、抖动中的至少一种。

所述一个或多个资源分组头中的每个可包括标签分组字段、资源分类字段、栈底指示字段以及参数分组字段，所述参数信息被封装在标签分组字段中，资源分类标签被封装资源分类字段中，参数分组被封装在参数分组字段中。

所述一个或多个MPLS头中的最后一个MPLS头可包括用于指示在该MPLS头之后是否嵌套有一个或多个资源分组头的标志位。

附图说明

通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本发明这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：

图1是根据本发明的无线网络系统资源标签交换方法的流程图；

图2示出了根据本发明的RLS数据封装格式。

具体实施方式

下面结合附图来描述本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的无线网络系统资源标签交换方法的流程图，图2示出了根据本发明的RLS数据封装格式。

参照图1，在步骤101，将无线网络系统资源以标签的形式进行分类提取。

具体地讲，将无线网络系统资源分为无线网络端系统、AP以及无线网络信道系统三类资源分类标签。然后对每一类资源按照QoS、安全性、功耗以及移动性中的至少一种进行参数分组。由此，每一类参数分组都相应包括各种反映无线网络系统的实时状态的参数信息，例如反映无线网络的带宽、延时、抖动等各种参数。这就是本发明提出的无线网络系统资源标签分类提取机制。

在步骤102，将分类提取的资源标签按照本发明提出的RLS数据封装格式进行业务封装。

下面结合图2详细描述根据本发明的RLS数据封装格式。

参照图2，根据本发明，在数据链路层的头部和网络层的头部之间插入RLS垫层(shim)，形成标签栈。该RLS垫层包括一个或多个MPLS头以及一个或多个资源分组头。分类提取的资源标签被封装在所述一个或多个资源分组头中。

所述一个或多个MPLS头均可采用现有的MPLS头标准格式。如图2所示，一个MPLS头为32位(即，4字节)，依次包括第0-19位的标签(Label)字段、第20-22位的EXP字段、第23位的栈底指示(S)字段、第24-31位的生存期(Time-To-Live，TTL)字段。

Label字段传送标签实际值。当接收到一个标签数据包时，可以查出栈顶部的标签值，并且网络可以得知：数据包将被转发的下一跳；在转发之前标签栈上可能执行的操作，例如，返回到标签进栈顶入口同时将一个标签弹出栈，或返回到标签进栈顶入口然后将一个或多个标签压入栈。EXP字段用于实现MPLS的服务质量，可实现8种优先级，支持语音、视频、数据等不同服务类型。S字段表示当前标签是否属于标签栈底，例如，当S字段为1时，表示当前标签属于标签栈底，当S字段为0时，表示当前标签不属于标签栈底。因此，S字段可指示标签栈中最后进入的标签的位置，可提供所有其它标签入栈。TTL字段用来对TTL值进行编码。

为了能够让接收端能够判断在MPLS头后是否嵌套了资源分组头，本发明对MPLS头的标签结构进行了相应的扩展。

具体地讲，根据本发明，在所述一个或多个MPLS头之后还可嵌套有一个或多个资源分组头，因此所述一个或多个MPLS头中的最后一个MPLS头还包括用于指示在该MPLS头之后是否嵌套有一个或多个资源分组头的标志位(例如，图2中所示的第二MPLS头中的第15-16位)。当所述标志位的值被设置为特定值(例如，11)时，表明在该MPLS头之后还嵌套有一个或多个资源分组头。

一个或多个MPLS头以及一个或多个资源分组头可以无限嵌套。也就是说，MPLS头的个数以及资源分组头的个数在理论上是无限的，从而提供无限的业务支持能力。

如果使用一个资源分组头能够完整表达无线网络资源信息，可仅用一个资源分组头，如果使用一个资源分组头不能完整表达无线网络资源信息，可使用两个或者更多个资源分组头。

所述一个或多个资源分组头的结构可彼此相同。图2示出了第二个资源分组头的结构。参照图2，一个资源分组头为32位(即4字节)，可包括标签分组字段、资源分类字段、栈底指示(S)字段以及参数分组字段。优选的是，一个资源分组头可依次包括第0-19位的标签分组字段、第20-22位的资源分类字段、第23位的S字段、第24-31位的参数分组字段。

在资源分组头中用第20-22位(共3位)来表示资源分类，因此最多可以表示2³(＝8)种资源分类。根据本发明，需要表示三种资源分类(无线网络端系统、AP以及无线网络信道)。

在资源分组头中用第24-31位(共7位)来表示每一类资源分类下的参数分组，因此最多可以表示2⁷(＝128)种参数分组。根据本发明，需要表示4类参数分组(QoS、安全性、功耗以及移动性)。

资源分组头的标签分组字段包含反映无线网络系统的实时状态的参数信息，例如反映无线信道QoS的带宽、延时、抖动等各种参数。

因此，参数信息被封装在标签分组字段中，资源分类标签被封装资源分类字段中，参数分组被封装在参数分组字段中。

以上描述限定了本发明的RLS通用数据封装格式。

返回参照图1，在步骤103，对封装好的RLS数据包进行数据转发。

采用本发明的无线网络系统资源标签交换方法，可实现无线网络端到端系统资源信息共享，将无线网络端系统以及信道系统的信息资源以标签的形式进行提取与转发，使得通信两端能够快速准确地得知端到端无线网络系统的系统资源信息，从而根据现有无线网络端到端状态信息调整网络参数，为解决当前无线网络存在的一些问题提供方便。

例如，采用本发明，可将无线网络端系统以及信道系统存在的安全问题以各种参数的方式通过RLS数据封装格式传输给接收端，接收端在了解到整个网络的安全状态后能够有针对性地解决网络安全问题。

根据本发明，可在RLS的基础上实现资源信息的充分共享，使得通信双方可以采取自主和协作策略解决所有关心的问题，比如依据共享的信息状态提前商定预案、调整参数(例如增加天线发射功率、补偿频率偏移或是利用自适应联合信源信道编码)来确保QoS，或者采用智能终端来进行任务调度以及电源管理等，以最小功耗代价保质保量完成相应操作。

虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims

1.一种无线网络系统资源标签交换方法，包括：

将无线网络系统资源以标签的形式进行分类提取；

将分类提取的资源标签按照资源标签交换数据封装格式进行业务封装；

对封装好的资源标签交换数据包进行数据转发，

其中，所述资源标签交换数据封装格式是插入到数据链路层的头部和网络层的头部之间的资源标签交换垫层，所述资源标签交换垫层包括一个或多个多协议标签交换头以及一个或多个资源分组头，分类提取的资源标签被封装在所述一个或多个资源分组头中。

2.根据权利要求1所述的无线网络系统资源标签交换方法，其中，将无线网络系统资源分为无线网络端系统、接入点以及无线网络信道三类资源分类标签。

3.根据权利要求2所述的无线网络系统资源标签交换方法，其中，对每一类无线网络系统资源按照服务质量、安全性、功耗以及移动性中的至少一种进行参数分组。

4.根据权利要求3所述的无线网络系统资源标签交换方法，其中，每一类参数分组均包括反映无线网络系统的实时状态的参数信息。

5.根据权利要求4所述的无线网络系统资源标签交换方法，其中，所述参数信息包括反映无线网络的带宽、延时、抖动中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的无线网络系统资源标签交换方法，其中，所述一个或多个资源分组头中的每个包括标签分组字段、资源分类字段、栈底指示字段以及参数分组字段，所述参数信息被封装在标签分组字段中，资源分类标签被封装资源分类字段中，参数分组被封装在参数分组字段中。

7.根据权利要求1所述的无线网络系统资源标签交换方法，其中，所述一个或多个多协议标签交换头中的最后一个多协议标签交换头包括用于指示在该多协议标签交换头之后是否嵌套有一个或多个资源分组头的标志位。