CN104270473B - 一种基于云服务器的大规模移动通信网络的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云服务器的大规模移动通信网络的构建方法，本发明首先由云服务器来管理所有移动节点的永久地址和外部地址，然后在整个网络中采用集中索引的方式由云服务器向需要与移动节点通信的实体提供该节点的选路服务，最后网络中的各个移动节点可以自由的选择加入和离开网络，或者通过变换位置来改变自己的外部地址。本发明为无线通信网络的规划、铺设和网络优化提供了一种新的思考方式。

Description

一种基于云服务器的大规模移动通信网络的构建方法

技术领域

本发明属于无线网络与移动通信网络领域，具体涉及一种通过云服务器来监测和管理移动节点，并提供相应节点的选路服务的网络架构。本发明为无线通信网络的规划、铺设和网络优化提供了一种新的思考方式。

背景技术

云服务器是云计算服务的一个重要组成部分，是一种处理能力可弹性伸缩的计算服务，是面向各类互联网用户提供整合业务能力的服务平台。它整合了传统意义上的互联网应用的三大核心要素：计算、存储和网络，为用户提供了基于互联网的基础设施服务。云服务器不同于传统的服务器，它不仅具有很好的扩展性，还可以在短时间内针对如何动态分配硬件资源做出决策，这样可以使得闲置的硬件资源减少，大大提高服务器的运行效率。

无线网络，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术，与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线。无线网络有四种分类：无线个人网（WPAN）、无线局域网（WLAN）、无线城域网和移动通信网络。

移动通信网络由无线接入网、核心网和骨干网三部分组成。无线接入网主要为移动终端提供接入网络服务，核心网和骨干网主要为各种业务提供交换和传输服务。在核心网和骨干网中由于通信媒质是有线的，对信号传输的损伤相对较小，传输技术的难度相对较低。但在无线接入网中由于通信媒质是无线的，而且终端是移动的，这样当一个终端从一个基站的覆盖范围到达另外一个基站的覆盖范围后，终端的接入点将发生改变。这种移动性带来了许多的问题，例如如何获得该终端的实际地址，如何在移动中保持连接不中断等。

发明内容

本发明主要是为现有无线网络和移动通信网络的选路方式提供了一种新的解决方案；

选路是计算机网络中网络层的一个主要功能，它决定了分组从源地址到达目的地址所采用的路径。选路的算法多种多样，广义上说可以将其分为全局选路算法和分布式选路算法。本发明所涉及的选路方式属于全局选路。

本发明所采用的技术方案是：一种基于云服务器的大规模移动通信网络的构建方法，所述的基于云服务器的大规模移动通信网络主要包括云服务器、边缘代理、移动节点以及需要与移动节点通信的实体，所述的边缘代理主要存在于网络的边缘，由它来创建移动节点的外部地址并将外部地址发送给云服务器；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首先各个边缘代理为自己所辖范围内的所有移动节点分配其相应的外部地址，并与移动节点的永久地址配对，按对发送给云服务器，由云服务器来管理所有移动节点的永久地址和外部地址；

步骤2：在整个网络中采用集中索引的方式由云服务器向需要与移动节点通信的实体提供该节点的选路服务；

步骤3：网络中的各个移动节点自由的选择加入和离开网络，或者通过变换位置来改变自己的外部地址。

作为优选，步骤2的具体实现，包括以下子步骤：

步骤2.1：各个边缘代理为自己所辖范围内的所有节点分配其相应的外部地址，并与永久地址配对，一起发送给云服务器；同时云服务器通过监测与统筹所有的边缘代理实现对移动节点的外部地址的实时更新；

步骤2.2：当云服务器接收到需要与某个移动节点通信的实体所发出的检索请求时，云服务器向该实体发生相应的移动节点的外部地址，即当前的实际地址，并在外部地址发生改变时，将新的外部地址及时推送给实体以供其准确的定位所要与之通信的移动节点；

步骤2.3：需要与某个移动节点通信的实体在确认通信结束之后，向云服务器发送选路服务终止的请求；

步骤2.4：云服务器接收到选路服务的终止请求之后，不再推送某节点的最新外部地址，但仍然监视所有移动节点的外部地址并实时更新。

本发明的技术方案具体提出了两点创新：

其一，区别于传统的通过归属代理转发数据报的方式，本发明提出由移动节点和与之通信的实体之间直接进行通信，如此提高了数据报的传输效率；

其二，云服务器在实时监视移动节点的外部地址的同时，将发生变化后的新的外部地址推送给与移动节点通信的实体，如此解决了移动节点的移动性带来的诸多问题。

因此，本发明具有如下优点：

1.利用云服务器这一新兴的技术来研究网络结构，使得网络的架构拥有良好的扩展性，简洁的结构以及高效的管理和运行效率；

2.采用集中式索引服务，能够更好的对整个网络进行统筹规划，同时也最大程度的减小云服务器的运行压力，即只提供移动节点外部地址的选路服务，而不实际参与数据报的传输。

附图说明

图1：是本发明实施例的基于云服务器的大规模移动网络的架构图。

其中，云服务器1、边缘代理2、移动节点3、边缘代理4、通信节点5、边缘代理2向云服务器1推送的数据流6、边缘代理4向云服务器1推送的控制报文7、云服务器向边缘代理4推送的消息8、移动节点3和通信节点5之间的数据流9。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明主要是从结构上对无线网络和移动通信网络的管理提供了一种新的方法；提出了以云服务器作为核心基础设施，并通过它来对网络中移动节点的永久地址和外部地址进行管理，为需要与该移动节点通信的实体提供选路服务的一种大规模通信网络架构。通过云服务器的集中索引式的选路服务，简化了网络结构，并从全局的角度对移动节点的外部地址进行统筹管理，即当移动节点的接入点发生改变时由新接入点所属的边缘代理向云服务器发送移动节点最新的外部地址，这样就解决了如何实时更新移动节点的外部地址的问题。

请见图1，为本发明的超图拓扑实例，基础设施包括服务器1、边缘代理2、移动节点3、边缘代理4、通信节点5；数据流和控制流包括边缘代理2向云服务器1推送的数据流6、边缘代理4向云服务器1推送的控制报文7、云服务器向边缘代理4推送的消息8、移动节点3和通信节点5之间的数据流9。

准备进行一次通信时，首先由通信节点5通过边缘代理4向云服务器1发送请求报文7，然后云服务器1为其索引出移动节点3的外部地址，同时保存通信节点5的地址，以便当移动节点3的外部地址发生改变时及时的通知通信节点5，最后通信节点5根据云服务器1所提供的移动节点3的外部地址与其进行数据报传输，传输的路径为移动节点3和通信节点5之间的数据流9。

本实施例所采用的一种基于云服务器的大规模移动通信网络的构建方法，包括以下步骤：

步骤1：首先各个边缘代理为自己所辖范围内的所有移动节点分配其相应的外部地址，并与移动节点的永久地址配对，按对发送给云服务器，由云服务器来管理所有移动节点的永久地址和外部地址；

步骤2：在整个网络中采用集中索引的方式由云服务器向需要与移动节点通信的实体提供该节点的选路服务；其具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：各个边缘代理为自己所辖范围内的所有节点分配其相应的外部地址，并与永久地址配对，一起发送给云服务器；同时云服务器通过监测与统筹所有的边缘代理实现对移动节点的外部地址的实时更新；

步骤2.2：当云服务器接收到需要与某个移动节点通信的实体所发出的检索请求时，云服务器向该实体发生相应的移动节点的外部地址，即当前的实际地址，并在外部地址发生改变时，将新的外部地址及时推送给实体以供其准确的定位所要与之通信的移动节点；

步骤2.3：需要与某个移动节点通信的实体在确认通信结束之后，向云服务器发送选路服务终止的请求；

步骤2.4：云服务器接收到选路服务的终止请求之后，不再推送某节点的最新外部地址，但仍然监视所有移动节点的外部地址并实时更新。

步骤3：网络中的各个移动节点自由的选择加入和离开网络，或者通过变换位置来改变自己的外部地址。

本发明的特征在于首先由云服务器来管理所有移动节点的永久地址和外部地址，然后在整个网络中采用集中索引的方式由云服务器向需要与移动节点通信的实体提供该节点的选路服务，最后网络中的各个移动节点可以自由的选择加入和离开网络，或者通过变换位置来改变自己的外部地址。本发明为无线通信网络的规划、铺设和网络优化提供了一种新的思考方式。

本发明引入云服务器这一新的技术，并通过云服务器为需要与移动节点通信的实体提供该节点的选路服务；云服务器不同于传统的服务器，云服务器是在传统服务器的基础之上提供了一种集约化的服务，它可以在短时间内针对如何动态分配硬件资源做出决策，这样可以使得闲置的硬件资源减少，大大提高服务器的运行效率。

本发明采用了集中索引的方式，由云服务器向所有需要与移动节点通信的实体提供选路服务，动态的将移动节点的外部地址发送给该实体，然后该实体通过获得的外部地址与移动节点进行数据报的传输；云服务器通过对整个网络中所有边缘代理的管理，从而实现对移动节点实时的监测，快捷有效的更新现有的外部地址，并将最新的外部地址发送给需要与该移动节点通信的实体。

本发明选路服务运行于网络层，依照IP协议来对移动节点进行寻址，而不涉及具体的路径生成；永久地址是移动节点的固定地址，它不会随着移动节点的移动而发生改变；相反地，外部地址是当前的移动节点的地址，当移动节点从一个边缘代理转入到另外一个代理时，其外部地址也会随之发生改变。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种基于云服务器的大规模移动通信网络的构建方法，所述的基于云服务器的大规模移动通信网络主要包括云服务器、边缘代理、移动节点以及需要与移动节点通信的实体，所述的边缘代理主要存在于网络的边缘，由它来创建移动节点的外部地址并将外部地址发送给云服务器；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首先各个边缘代理为自己所辖范围内的所有移动节点分配其相应的外部地址，并与移动节点的永久地址配对，按对发送给云服务器，由云服务器来管理所有移动节点的永久地址和外部地址；

步骤2：在整个网络中采用集中索引的方式由云服务器向需要与移动节点通信的实体提供该节点的选路服务；

步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：各个边缘代理为自己所辖范围内的所有节点分配其相应的外部地址，并与永久地址配对，一起发送给云服务器；同时云服务器通过监测与统筹所有的边缘代理实现对移动节点的外部地址的实时更新；

步骤2.2：当云服务器接收到需要与某个移动节点通信的实体所发出的检索请求时，云服务器向该实体发生相应的移动节点的外部地址，即当前的实际地址，并在外部地址发生改变时，将新的外部地址及时推送给实体以供其准确的定位所要与之通信的移动节点；

步骤2.3：需要与某个移动节点通信的实体在确认通信结束之后，向云服务器发送选路服务终止的请求；

步骤2.4：云服务器接收到选路服务的终止请求之后，不再推送某节点的最新外部地址，但仍然监视所有移动节点的外部地址并实时更新；

步骤3：网络中的各个移动节点自由的选择加入和离开网络，或者通过变换位置来改变自己的外部地址。