CN102694739A - 一种异构路由协调系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异构路由协调系统及方法，所述系统包括异构网关、异构路由协调器和异构路由协调器备份机,所述异构路由协调器与异构网关连接，且所述异构路由协调器备份机与异构路由协调器连接。所述方法包括：步骤1，异构网关传输地址注册信息至地址注册管理模块，并向异构寻址模块发送地址查询请求；步骤2，地址注册管理模块进行地址注册处理；步骤3，异构寻址模块进行地址查询和响应；步骤4，备份模块与异构路由协调器备份机通信并执行动态备份。本发明的异构路由协调系统及方法，能实现异构网络终端之间的互联互通。

Description

一种异构路由协调系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种异构路由协调系统及方法。

背景技术

以下是本领域中的一些名词解释，其使用范围仅限于本发明：

HRC:全称为Heterogeneous Routing Coordinator，即异构路由协调器，其用于协调核心路由器及无线接入网关，是一种实现异构的服务器设备。因此，在下文中将异构路由协调器备份机表示为HRC备份机。

GW:全称为Wireless Gateway，即无线接入网关，也即是本发明中所述的异构网关，其同时具有多种无线接入方式，且具有与HRC及核心路由器可直接路由通信的网络节点。

注册终端：即所有登记在异构路由协调器中的终端数量（网络终端总数量）。

在线终端：同一时段内进行通信的终端数量。

无线宽带通信系统通常有如下两种方式：

一是有中心的集中式控制方式，主要是以第二代移动通信系统（GSM、CDMA）和第三代移动通信系统（CDMA2000、TD-SCDMA、WCDMA）为基础的通信系统。

二是无中心的分布式控制方式，该方式的通信系统具有网络自组织、自恢复的能力，也称为Mesh（自组网）技术。

这两种通信方式都是单独使用的，不能实现互联互通。为了使通信系统具备更好的泛在性和抗毁性，应将以上两种方式有机地结合在一起，各取所长。异构路由协调器就是为了实现这一目的而研制的，路由器或PDA终端可通过各种无线宽带技术接入相应的通信网，不同技术的网络称为异构网络，而异构网络间的终端互联互通是通过异构路由协调器协助实现的。因此，异构路由协调器的设计目标是实现TD-SCDMA与Mesh构成的异构网络终端间的数据通信，支持分组数据终端及无线接入网关等多种移动终端设备的互通。

如图1所示，异构路由协调器，处于专用通信系统数据承载网络上，用于协调核心路由器及无线接入网关，实现异构网络终端之间的互联互通。

异构路由协调器目的是实现3G网络和Mesh网络之间的互联互通，提供地址注册和查询服务。这里，3G和mesh类似于外网和局域网，但有时候需要外网和局域网中的终端也能直接通信，这就需要到一个服务器查询所有外网和内网对应的地址关系，这个提供地址注册和查询的服务器就是异构路由协调器。

如图2所示，图中实线表示数据流，虚线表示信令流（关于实线与虚线所代表的含义，本说明书中所有附图一致），在TD-SCDMA或CDMA2000 1XEV-DO与Mesh混合组网网络中，所有通信终端之间有的通过3G方式通信，有的可能通过Mesh网络通信（当距离较近或者3G信号不好可以选择mesh网络与其他终端通信），数据通过IPinIP封装，利用以核心路由器为中心构建的数据流传输。而协调器与接入网关之间的进行信令交互，构成系统信令流。地址注册查询等属于信令流，而数据传输属于数据流。

异构路由协调器研制分成两个阶段：第一阶段，实现终端多模单待模式下的路由协调；第二阶段，实现终端多模多待模式下的路由协调。这里，多模单待是指终端支持3种3G通信方式还支持mesh通信方式，因而本发明是针对第一阶段研制目标实现的技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种异构路由协调系统及方法，用于实现异构网络终端之间的互联互通。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种异构路由协调系统，包括异构网关、异构路由协调器和HRC备份机，

所述异构网关，其与所述异构路由协调器连接，用于向所述异构路由协调器发送地址查询请求，并接受所述异构路由协调器反馈的寻址响应，还用于向所述异构路由协调器提供地址注册信息；这里所述异构路由协调器反馈给所述异构网关的寻址响应是反馈给请求查询的异构网关节点。

所述异构路由协调器，其与所述异构网关连接，用于实现地址注册管理及地址查询和响应；其还与所述HRC备份机连接，用于实现在所述异构路由协调器和所述HRC备份机之间的动态备份信息传输；

所述HRC备份机，其与所述异构路由协调器连接，用于实现在所述HRC备份机与所述异构路由协调器之间的动态备份信息传输，从而达到同步维护所述异构路由协调器的异构地址列表的目的。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述异构路由协调器包括异构寻址模块、地址注册管理模块和备份模块；

所述异构寻址模块，其与所述异构网关连接，用于处理所述异构网关发送的地址查询请求，并反馈寻址响应给所述异构网关；其还与所述地址注册模块连接，用于查询异构地址对应的网关地址；

所述地址注册管理模块，其与所述异构网关连接，用于接收所述异构网关提供的地址注册信息，这里所述的地址注册信息包括异构地址的异构通信网关和网段标记，所述地址注册管理模块还负责更新和维护地址注册信息的正确性，管理地址注册超时处理；其还与所述备份模块连接，用于接收所述备份模块传输的动态备份信息；

所述备份模块，其与所述HRC备份机连接，用于实现动态备份信息在所述异构路由协调器和所述HRC备份机之间的传输，并用于实现双机热备。

进一步，所述备份模块实现双机热备采用的技术是VRRP备份技术。采用VRRP备份技术实现动态备份与切换时，当主协调器发生故障时，备机自动切换为工作状态，并保持通信链路的畅通，切换速度达秒级。

进一步，所述异构路由协调器能同时连接两个或两个以上的异构网关。，用于实现异构网关代理的多信息终端通信。

进一步，所述异构路协调系统能结合异构通信协议软件构成异构通信协调系统，所述异构通信协议软件运行在移动数据终端的节点上，所述异构通信协调系统能实现处于不同物理网络区域的节点的互联互通。

一种异构路由协调方法，包括以下步骤：

步骤1，异构网关传输地址注册信息至异构路由协调器的地址注册管理模块，并向异构路由协调器的异构寻址模块发送地址查询请求；

步骤2，地址注册管理模块进行地址注册处理；

步骤3，异构寻址模块进行地址查询和响应；

步骤4，异构路由协调器的备份模块与HRC备份机建立通信，开始进行动态备份。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤2包括以下步骤：

步骤21，注册异构地址对应的异构网关节点地址及其路由评价系数；当Me sh网络中该路由未建立时，采用该节点对应的任播地址评价系统作为初步评价的依据；

步骤22，地址注册管理模块收到地址信息报文后，根据IP地址为索引在地址信息列表中查找IP地址，如果所述IP地址在地址信息列表中，则更新IP地址信息，否则新建地址注册信息；地址注册始终以最晚一次接收到的地址注册信息为更新标准，并设置注册超时时间为参数CLIENT_TIMEOUT的配置值，如果在设定的时间间隔内，时间标签没有更新，则判定地址注册项超时，删除对应信息；

步骤23，地址注册管理模块获得地址注册信息，并通过动态路由控制接口，周期性地通知核心路由器。

进一步，所述步骤3包括以下步骤：

步骤31，异构路由协调器通过网络接口收到异构地址查询请求；

步骤32，通过异构地址信息表查询对应的边界节点IP地址；

步骤33，通过地址查询响应消息将地址信息传输给查询节点。

进一步，所述方法中还包括地址维护，包括以下步骤：

步骤51，异构网关发现本地存在被远端使用的Mesh网络路由项时，定期向异构路由协调器更新对应路由的传输开销；

步骤52,异构网关修改本地动态路由表，将指向终端点的路由指向Mesh接口传输;

步骤53，地址维护复用地址注册报文，在其对应的传输开销中填入路由的实际开销值，有利于减少协议复杂性，合理利用网络资源，保持网络清洁性；

步骤54，异构路由协调器收到该地址维护信息时，进行对应地址的传输开销和归属位置更新。

本发明的有益效果是：通过本发明所述的异构路由协调系统及方法，利用地址注册服务、异构寻址协议，实现分组数据终端及无线接入网关等多种移动终端设备的互通，即可以协调核心路由器及无线接入网关，实现3G与Me sh构成的异构网络终端之间的数据通信。其可支持分组数据终端、无线接入网关等各种具备或不具备自组织网通信模块的终端，可支持的在线终端设备能达到一万，同时还支持主从式备份。

附图说明

图1为本发明背景技术中所述异构路由协调器示意图；

图2为本发明背景技术中所述异构路由协调器组网示意图；

图3为本发明实施例1所述异构路由协调系统的功能模块结构图；

图4为本发明实施例2的通信流程示意图；

图5为本发明实施例3的通信流程示意图；

图6为本发明实施例4的通信流程示意图；

图7为本发明实施例5的通信流程示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、异构网关，2、异构路由协调器，3、HRC备份机，4、异构寻址模块，5、地址注册管理模块，6、备份模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本实施例1所述的一种异构路由协调系统，如图3所示

一种异构路由协调系统，包括异构网关1、异构路由协调器2和HRC备份机3；

所述异构网关1，其与所述异构路由协调器2连接，用于向所述异构路由协调器2发送地址查询请求，并接受所述异构路由协调器2反馈的寻址响应，还用于向所述异构路由协调器2提供地址注册信息；这里所述异构路由协调器2反馈给所述异构网关1的寻址响应是反馈给请求查询的异构网关节点。

所述异构路由协调器2，其与所述异构网关1连接，用于实现地址注册管理及地址查询和响应；其还与所述HRC备份机3连接，用于实现在所述异构路由协调器2和所述HRC备份机3之间的动态备份信息传输。所述异构路由协调器2包括异构寻址模块4、地址注册管理模块5和备份模块6；

所述异构寻址模块4，其与所述异构网关1连接，用于处理所述异构网关1发送的地址查询请求，并反馈寻址响应给所述异构网关1；其还与所述地址注册模块5连接，用于查询异构地址对应的网关地址；

所述地址注册管理模块5，其与所述异构网关2连接，用于接收所述异构网关2提供的地址注册信息，这里所述的地址注册信息包括异构地址的异构通信网关和网段标记，所述地址注册管理模块5还负责更新和维护地址注册信息的正确性，管理地址注册超时处理；其还与所述备份模块6连接，用于接收所述备份模块6传输的动态备份信息；

所述备份模块6，其与所述HRC备份机3连接，用于实现动态备份信息在所述异构路由协调器2和所述HRC备份机3之间的传输，并用于实现双机热备。所述备份模块6实现双机热备采用的技术是VRRP备份技术。采用VRRP备份技术实现动态备份与切换时，当主协调器发生故障时，备机自动切换为工作状态，并保持通信链路的畅通，切换速度达秒级。

所述ＨＲＣ备份机3，其与所述异构路由协调器2连接，实现在所述HRC备份机与所述异构路由协调器之间的动态备份信息传输，从而达到同步维护所述异构路由协调器的异构地址列表的目的。

另外，所述异构路由协调器2能同时连接两个或两个以上的异构网关1，用于实现异构网关代理的多信息终端通信。且所述异构路协调系统能结合异构通信协议软件构成异构通信协调系统，所述异构通信协议软件运行在移动数据终端的节点上，所述异构通信协调系统能实现处于不同物理网络区域的节点的互联互通。

一种异构路由协调方法，包括以下步骤：

步骤1，异构网关1传输地址注册信息至异构路由协调器2的地址注册管理模块5，并向异构路由协调器2的异构寻址模块4发送地址查询请求。

步骤2，地址注册管理模块5进行地址注册处理。所述步骤2包括以下步骤：

步骤21，注册异构地址对应的异构网关节点地址及其路由评价系数；当Mesh网络中该路由未建立时，采用该节点对应的任播地址评价系统作为初步评价的依据；

步骤22，地址注册管理模块5收到地址信息报文后，根据IP地址为索引在地址信息列表中查找IP地址，如果所述IP地址在地址信息列表中，则更新IP地址信息，否则新建地址注册信息；地址注册始终以最晚一次接收到的地址注册信息为更新标准，并设置注册超时时间为参数CLIENT_TIMEOUT的配置值，如果在设定的时间间隔内，时间标签没有更新，则判定地址注册项超时，删除对应信息；

步骤23，地址注册管理模块5获得地址注册信息，并通过动态路由控制接口，周期性地通知核心路由器。

步骤3，异构寻址模块4进行地址查询和响应。所述步骤3包括以下步骤：

步骤31，异构路由协调器2通过网络接口收到异构地址查询请求；

步骤32，通过异构地址信息表查询对应的边界节点IP地址；

步骤33，通过地址查询响应消息将地址信息传输给查询节点。

步骤4，异构路由协调器的备份模块6与HRC备份机3建立通信，开始进行动态备份。

另外，所述方法中还包括地址维护，包括以下步骤：

步骤51，异构网关1发现本地存在被远端使用的Mesh网络路由项时，定期向异构路由协调器更新对应路由的传输开销；

步骤52,异构网关1修改本地动态路由表，将指向终端点的路由指向Mesh接口传输;

步骤53，地址维护复用地址注册报文，在其对应的传输开销中填入路由的实际开销值，有利于减少协议复杂性，合理利用网络资源，保持网络清洁性；

步骤54，异构路由协调器2收到该地址维护信息时，进行对应地址的传输开销和归属位置更新。

以下实施例给出了不同通信场景下，本发明所述异构路由协调系统及该当的应用。

本实施例2是实现本地Mesh网络内部节点的通信，其利用Mesh模块本地网络寻址与数据收发流程实现，其实现流程如图4所示，，具体步骤为：

步骤A1，系统发送数据到达Mesh模块；

步骤A2，Mesh模块检查目标地址Mesh路由是否存在且可用；

步骤A3，Mesh路由不存在时，发起路由查询，进行寻址过程；

步骤A4，Mesh路由经查询、响应、更新过程可用；

步骤A5，Mesh路由可用时发送数据。

本实施例3是实现异地Mesh网络内部节点通信，其中异地Mesh网络为无线信道物理相互隔离的Mesh网络，需要两个无线接入网关节点中继数据传输，通信流程如图5所示，

其中Node B节点通过Paging服务，已经预先向HRC注册地址信息（NodeB对应的Border IP为GW2 IP），并将本地IP路由表设置为通过Mesh接口，路由目标地址为Node B的数据。

当Node A产生目标为Node B的数据传输请求时，处理流程如下：

步骤B1,Node A发出Mesh网络路由查询请求，寻找Node B的路由；

步骤B2，查询请求到达GW1，GW1上的HRC Client进行向HRC Server发出异构地址查询请求，获得回应后，向Mesh模块增加应用层路由；

步骤B3，Mesh网络完成路由信令交互，建立Mesh网络路由；

步骤B4，Node A模块将数据发向GW1；

步骤B5，GW1的Mesh模块将数据提交给系统，根据HRC Client提供的数据封装地址进行IPinIP封装，并发送给GW2；

步骤B6，GW2接收数据后，进行IPinIP解封装，通过Mesh接口发送；

步骤B7，GW2的Mesh模块通过Mesh路由协议进行Mesh路由建立，并发送数据；

步骤B8，Node B接收到数据，完成传输过程。

实施例4是实现Mesh网络内部节点向Mesh网络外部节点发送数据，其数据通信流程如图6所示，当Node A产生目标为Node B的数据传输请求时，而其处理流程同步骤B1至步骤B5。

实施例5是实现Mesh网络外部节点向Mesh网络内部节点发送数据，其通过动态路由，外部节点将数据发往核心路由器。核心路由器路由该数据到达无线接入网关，然后通过Mesh网络传输到达目的点。

其通信流程如图7所示，其中Node B节点通过Paging服务，已经预先向HRC注册地址信息（Node B对应的Border IP为GW1 IP）。当Node A产生目标为Node B的数据传输请求时，处理流程如下：

步骤C1，Node A对数据进行IPinIP封装后发送给GW1

步骤C2，GW 1收到数据后，进行IPinIP解封装，将数据通过Mesh接口发出。

步骤C3，GW 1的Mes h模块建立指向Node B的Mesh路由，并发送数据

步骤C4，Node B接收到数据，完成传输过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种异构路由协调系统，其特征在于，包括异构网关、异构路由协调器和异构路由协调器备份机：

所述异构网关，其与所述异构路由协调器连接，用于向所述异构路由协调器发送地址查询请求，并接受所述异构路由协调器反馈的寻址响应，还用于向所述异构路由协调器提供地址注册信息；

所述异构路由协调器，其与所述异构网关连接，用于实现地址注册管理及地址查询和响应；其还与所述异构路由协调器备份机连接，用于实现在所述异构路由协调器和所述异构路由协调器备份机之间的动态备份信息传输；

所述异构路由协调器备份机，其与所述异构路由协调器连接，用于实现在所述异构路由协调器备份机与所述异构路由协调器之间的动态备份信息传输。

2.根据权利要求1所述的异构路由协调系统，其特征在于，所述异构路由协调器包括异构寻址模块、地址注册管理模块和备份模块；

所述异构寻址模块，其与所述异构网关连接，用于处理所述异构网关发送的地址查询请求，并反馈寻址响应给所述异构网关；其还与所述地址注册模块连接，用于查询异构地址对应的网关地址；

所述地址注册管理模块，其与所述异构网关连接，用于接收所述异构网关提供的地址注册信息；其还与所述备份模块连接，用于接收所述备份模块传输的动态备份信息；

所述备份模块，其与所述异构路由协调器备份机连接，用于实现动态备份信息在所述异构路由协调器和所述异构路由协调器备份机之间的传输，并用于实现双机热备。

3.根据权利要求2所述的异构路由协调系统，其特征在于，所述备份模块实现双机热备采用的技术是VRRP备份技术。

4.根据权利要求1所述的异构路由协调系统，其特征在于，所述异构路由协调器能同时连接两个或两个以上的异构网关，用于实现异构网关代理的多信息终端通信。

5.根据权利要求1所述的异构路由协调系统，其特征在于，所述异构路协调系统能结合异构通信协议软件构成异构通信协调系统，所述异构通信协议软件运行在移动数据终端的节点上，所述异构通信协调系统能实现处于不同物理网络区域的节点的互联互通。

6.一种异构路由协调方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，异构网关传输地址注册信息至异构路由协调器的地址注册管理模块，并向异构路由协调器的异构寻址模块发送地址查询请求；

步骤2，地址注册管理模块进行地址注册处理；

步骤3，异构寻址模块进行地址查询和响应；

步骤4，异构路由协调器的备份模块与异构路由协调器备份机建立通信，开始进行动态备份。

7.根据权利要求6所述的异构路由协调方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

步骤21，注册异构地址对应的异构网关节点地址及其路由评价系数；

步骤22，在地址信息列表中查找IP地址，如果所述IP地址在地址信息列表中，则更新IP地址信息，否则新建地址注册信息；

步骤23，地址注册管理模块获得地址注册信息。

8.根据权利要求6所述的异构路由协调方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

步骤31，异构路由协调器通过网络接口收到异构地址查询请求；

步骤32，通过异构地址信息表查询对应的边界节点IP地址；

步骤33，通过地址查询响应消息将地址信息传输给查询节点。

9.根据权利要求6所述的异构路由协调方法，其特征在于，所述方法中还包括地址维护，具体步骤包括：

步骤51，异构网关定期向异构路由协调器更新对应路由的传输开销；

步骤52,异构网关修改本地动态路由表，将指向终端点的路由指向Mesh接口传输;

步骤53，地址维护复用地址注册报文；

步骤54，异构路由协调器收到该地址维护信息时，进行对应地址的传输开销和归属位置更新。

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