CN104301445B - 一种移动互联网数据传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动互联网数据传输方法和系统，方法包括：调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求；根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。本发明移动终端不需要向真实的镜像服务器的地址发起数据传输请求，只需要基于vIP进行相应的数据包请求，且调度服务器总是选取最近的镜像服务器提供服务，由此降低了网络开销、提供了传输数据的效率。

Description

一种移动互联网数据传输方法和系统

技术领域

本发明涉及一种移动互联网数据传输方法和系统，属于多媒体通信技术领域。

背景技术

传统的IP包路由和服务质量控制技术，仅对IP包头中的五元组信息进行分析，确定流量的基本信息，五元组信息包括：源地址、目的地址、源端口、目的端口以及协议类型。传统IP路由器也只是通过五元组获得的信息来实现一定程度的路由和服务质量保证的，但是随着移动设备的普及和移动网络的应用，移动设备在不同接入点间的移动会打破原有固网会话五元组的规则。移动IP支持了移动终端在移动情况下的使用，利用家代理、外代理和地址映射关系来解决终端移动获得新地址时已有会话的保持问题。

移动IPv6技术充分利用了IPv6协议对移动性的内在支持。首先，路由器在路由器广播报文中指示了它是否能担任本地代理。同一个子网内允许多个本地代理存在，移动节点可以向任意一个本地代理注册。本地代理中保存有移动节点的家乡地址和转交地址的对照表，收到发送给移动节点的报文后，根据对照表把报文转发给移动节点。其次，每当移动节点收到其他主机发来的报文后，在响应报文中以转交地址作为源地址，并要附带上移动节点的家乡地址。其他主机的后续报文以移动节点的转交地址为目的地址，但是要附带源路由选择头，报头内容为移动节点的家乡地址。使用这种机制的目的是保证移动节点在移动过程中也不会丢失报文。最后，IPv6中定义了重定向过程。当移动节点在小区间切换时，移动节点重新登记成功后，基站应该向原来的基站发重定向包文，使切换过程中路由有偏差的报文重新找到移动节点。

随着移动IP技术的不断发展和IPv6协议的推动，网络设备相比于终端对于会话的建立、保持和位置支持承担起了更多的功能，代理移动IPv6应运而生。代理移动IPv6协议是一种基于网络的本地化移动性管理协议，与其他移动IPv6协议(如移动IPv6协议、快速移交IPv6协议、层级化IPv6协议)相比，代理移动IPv6不需要移动节点参与任何与移动相关的决策，网络实体负责跟踪移动节点的移动并发起移动相关的信令传输，此外该协议还保证移动节点在整个域内漫游时无须更换IPv6地址。这些特性对于运营商来说，可以提高其对网络的控制能力，而对于移动用户来说，则可以降低终端协议栈设计的复杂度，从而降低设备资源及能量消耗。

受到电信网络的影响，移动互联网的部署更为趋于集中式管理。此种形式依赖于一个单独的移动锚节点对终端设备进行移动性支持，一般存在以下几个问题：1、非最优路由，特别是在内容分发网络中的服务器被推向网络边缘的情况。这导致移动用户和内容服务器之间的时延很大，核心网中的不必要的负载也过多。2、可扩展性不好，锚节点的数量随着移动用户数量的增长而增长。随着业务的增大，移动锚节点会越来越拥挤。3、移动性支持按照“每个节点”进行，而不是“每个流”进行，这将导致某些流量的“卸载”变为不可能。我们不能期望路由的最优化能力在每一个通信对端上都存在。当所有从移动节点来和发往移动节点的流量必须都要经过中央锚节点时，前述情况就恶化了。特别是当移动节点的通信在固定位置创建时。

为了解决集中式管理的问题，分布式移动性管理的思想开始在业界内讨论成型。分布式移动性管理的主旨思想是基于移动IPv6和代理移动IPv6的框架，将集中式管理中的锚节点功能拆分，使得锚节点对于终端的管理功能和数据转发功能分离开来。锚节点仅负责管理功能，而数据转发功能被放置在更近于网络边缘的接入网关上。锚节点通过接入网关向终端下发地址或前缀，发往终端的流量将直接通过接入网关转发，而不绕行负责管理功能的锚节点。

此种设计为负责移动性管理的锚节点减轻了数据负荷，增大了可扩展性，降低了单点故障的可能性。同时，由于锚节点从转发功能中脱离出来，使得其在管理功能上有了更大的灵活性，对于未来可能的路由优化和流量控制提供了更大的空间。

现有的移动互联网路由优化策略基本均是针对“终端移动，服务固定”的思路展开研究，而很少对“服务移动”的场景进行讨论。所谓服务移动性是指服务的提供者在网络上的拓扑位置不固定，随时间的变化进行位置的改变。

最直接的用例比如使用一台移动PC设备通过无线网络接入作为视频服务器对外提供服务，无论视频内容的请求者是固定网络用户或者移动网络用户，只要移动PC设备在不同的子网中移动，就形成了服务的移动。

更为现实的用例是在CDN网络中。一般来讲，网络视频内容提供商更倾向于使用CDN网络架构来向用户提供数据服务，即将内容服务器做出多个相同的镜像服务器，分别部署在不同的互联网数据中心(Internet Data Center，IDC)中。当某一个用户向该内容提供商请求视频服务时，其核心服务器会根据用户的IP地址(拓扑位置)选择拓扑距离最近的镜像服务器应答请求，进而传送视频数据，以提高用户体验。IDC机房一般由网络运营商建设，并且在城市各个地区分布式部署，以达到“尽量靠近用户”的目的。当用户从一个IDC所管辖的范围移动至另一个IDC所管辖的范围内时，由于两个IDC中的镜像服务器内容相同、地址不同，用户可以从任意一个IDC镜像服务器获取数据信息，从用户角度可以将该服务看作是移动的。

如图1所示，在移动互联网中，当用户请求一个视频链接时，CDN服务器会根据用户所在网络位置，将数据请求重定向至当前距离用户最近的镜像服务器上，由该镜像服务器向用户提供数据传输。

图1中，用户在初始位置向视频服务器发起内容请求，在基于PMIP架构的分布式移动性管理(PMIP-DMM)的情况下，由接入网关MAG直接向CDN Server发起数据请求，CDNServer分析用户IP地址，将请求重定向至镜像服务器1，即图中CDN Mirror Server1，由其为用户提供数据内容。

图中Flow1表示被请求数据所经的路由线路，由CDN Mirror Server1发送至用户所在MAG，进而到达用户端。

随着用户的漫游，PMIP-DMM系统为用户提供持续不断的数据链接，并且根据现有路由优化方法，可以将用户数据请求的锚点不断切换到离用户最近的MAG上，达到减轻网络传输负载的目的。图中，Flow2表征当用户漫游至另一个MAG所覆盖的区域下被请求数据所经的路由线路，由CDN Mirror Server1发送至用户当前所在新的MAG，进而到达用户端。

随着用户继续漫游，直至离开CDN Mirror Server1所管辖的区域时，按照现有路由优化策略，被请求数据所经的路由线路仍然要经由CDN Mirror Server1发送至用户所在MAG，进而到达用户端，即图中所表示Flow3。

然而，假设用户当前所属位置正好位于数据内容提供商的另一个镜像服务器范围内(IDC2内)，当前路由线路显然不够优化，甚至是非常不理想。

事实上最为优化的路线是按照图中Flow4所表征的由CDN Mirror Server2发送至用户所在MAG，进而到达用户端。

然而，对于CDN服务器来讲，用户的移动性在PMIP-DMM体系下是不能够轻易被感知的。除非用户在移动到新的MAG范围内向CDN服务器发送消息报告当前位置或重新发起相同内容的数据请求，否则无法实现。然而，PMIP-DMM体系中用户本身并不感知其自身的移动性，且重复发起请求对于终端的软件层面提出了要求，在实施上并不现实。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够进行合理路由的移动互联网数据传输方法和系统，由此实现减轻网络传输压力目的。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种移动互联网数据传输方法，包括：

调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据传输请求中携带移动终端的地址信息；

根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；

为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；

锚节点根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；

调度服务器根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端，由移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。

进一步地，优选的方法是，移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输，进一步具体包括；

第一接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，并将所述数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据。

进一步地，优选的方法是，所述第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据，具体包括：

第一镜像服务器向第一网络地址转换设备返回被请求的数据；

第一网络地址转换设备将第一镜像服务器的地址翻译为虚拟地址vIP，并对被请求的数据进行封装并发送给第一接入网关；

第一接入网关对所述封装后的数据进行解封装，并根据虚拟地址vIP将数据返回给相应的移动终端。

进一步地，优选的方法是，当移动终端漫游至第二接入网关的范围以后，进一步包括：

第二接入网关向锚节点注册所述移动终端当前的第二地址信息；

锚节点向第一接入网关请求移动终端的地址转换列表中的相应表项，并根据相应表项和移动终端当前的第二地址信息配置第二接入网关上的第三地址转换列表，在成功以后向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息。

进一步地，优选的方法是，所述锚节点向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，进一步包括：

调度服务器根据所述第二接入网关的地址信息对所述第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，包括：

调度服务器用所述第二接入网关的地址替换掉所述地址转换列表中的第一接入网关的地址信息。

进一步地，优选的方法是，所述移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据，具体包括：

第二接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，同时将数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据所述虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，并将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第二接入网关向移动终端返回数据。

进一步地，优选的方法是，所述锚节点向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，还包括：

调度服务器根据移动终端的地址选取调配距离当前终端拓扑位置最近的第二镜像服务器传输数据，并同时获取与第二镜像服务器相关联的第二网络地址转换设备；

调度服务器向第一网络地址转换设备请求第二地址转换列表中的相应的移动终端的表项，根据接收到的信息配置第二网络地址转换设备；

将第二网络地址转换设备的地址发送给锚节点，由锚节点更新第二接入网关上的第三地址转换列表中相应的表项。

进一步地，优选的方法是，进一步包括：

调度服务器向第一镜像服务器请求移动终端的数据和状态；

根据所述第一移动终端的数据和状态配置第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态，其中，当配置成功以后，将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器；

当所述移动终端的数据正在传输时，所述将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器之前，还包括：

第二接入网关将数据传输通道重定向到第二接入网关和第二网络地址转换设备之间。

进一步地，优选的方法是，所述调度服务器在第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态配置成功以后，还包括：删除第一网络地址转换设备上的移动终端的表项；

向第一镜像服务器请求关闭第一镜像服务器与移动终端之间的数据传输。

一种移动互联网数据传输系统，包括：

调度服务器，用于接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据传输请求中携带移动终端的地址信息；

根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；

为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；

锚节点服务器，用于根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；

所述调度服务器，进一步用于根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端；

移动终端，用于基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。

本发明采取了上述方案以后，由于基于虚拟地址vIP请求数据传输，且通过锚节点服务器(简称锚节点)与调度服务器的信息交互，使得调度服务器可以对终端位置的改变进行有效的识别，感知其移动性，并总倾向于安排拓扑距离最近的内容镜像服务器来为终端提供数据内容，达到优化路由、减轻网络传输压力的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，

图1为现有技术的系统架构图；

图2是本发明移动互联网数据传输方法在实施例1的流程示意图；

图3为本发明移动互联网数据传输方法在实施例1的场景示意图；

图4为本发明移动互联网数据传输方法在实施例2的流程示意图；

图5为本发明移动互联网数据传输方法在实施例2的场景示意图；

图6为本发明移动互联网数据传输方法在实施例3的流程示意图；

图7为本发明移动互联网数据传输方法在实施例3的场景示意图；

图8为本发明所述服务迁移策略设备维护表项的具体示例；

图9是本发明移动互联网数据传输系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

其中，本发明移动互联网数据传输方法中，主要基于虚拟地址vIP进行数据传输，且通过锚节点服务器(Local Mobility Anchor，以下简称锚节点或LMA)与网络内容服务器的信息交互，使得内容服务器可以对终端位置的改变进行有效的识别，并感知其移动性，并根据移动终端的最新位置信息安排拓扑距离最近的内容镜像服务器(镜像服务器)来为终端提供数据内容，以此达到优化路由、减轻网络传输压力的目的。

其中，在实施例中，路由优化策略是指在已有的、或已经经由国际标准化组织指定确认的优化策略范畴内，针对类似于内容分发网络(Content Deliver Network,CDN)等网络分布式镜像部署的移动互联网环境进行路由优化，但是，本发明对此并不进行限定。

也就是是，本发明所针对的应用场景类似于上述用例中CDN镜像服务器的部署形式，但不局限于CDN网络，而是针对所有具有类似服务移动性特征的数据传输服务在分布式移动性管理下的场景。

对于用户来讲，本发明试图向移动互联网用户，特别是具有连续大规模数据传输需求的用户提供持续不断的、最优的、体验最好的服务。对于网络运营者来讲，本发明的机制可以有效地减轻网络传输负载，发挥IDC机房设置的优势。对于内容提供者来讲，本发明的机制可以使其服务质量增强，合理分配镜像服务器压力，带来较高的用户体验。

具体来说，为了实现上述发明目的，本发明需要借助锚点(家代理)服务器等设备进行对终端位置变化的捕捉与信息交换。具体方案如下：

在基于Proxy Mobile IPv6的分布式移动框架下，将上报地址位置的功能部署在锚节点上。其中，当前锚节点根据自身存储的会话状态或前一个锚节点发送的路由优化数据包中的地址，可以发送确认信息给主服务器(调度服务器)，使得调度服务器能够根据移动终端的地址调拨距离终端当前拓扑位置最近的镜像服务器进行数据传递。

其中，为了对移动终端隐藏资源提供者的地址变动，我们引入了虚拟IP(即虚拟地址，virtual IP,以下统称vIP)的概念。

vIP，是移动终端与之通信的一个虚拟终端，它在不同的时候被网络地址转换设备翻译为不同的实体设备的地址。虽然网络地址转换设备为不同的移动终端提供不同的vIP，但是，对移动终端来说，不论资源提供者如何变动，它总是与同一个vIP在进行通信，而完全不用参与到移动性管理过程中，也就是说，不论资源提供者如何变动，移动终端都基于同一个vIP进行通信，而不需要关注于网络侧的服务器变动情况。

具体来说，图2为本发明移动互联网数据传输方法在实施例1的流程示意图，如图2本实施例主要涉及一个会话初始的流程示意图，包括：

一种移动互联网数据传输方法，包括：

S101：调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据传输请求中携带移动终端的地址信息；

S102：根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；

S103：为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；

S104：锚节点根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；

具体来说，锚节点将第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发给第一接入网关，形成相应的地址转换列表，该地址转换列表中上述地址之间的关系形成基于移动终端地址或者ID的相应的表项。

通过上述方法，第一接入网关可以向移动终端不返回第一镜像服务器的地址，而是向其返回上述虚拟地址vIP，终端发来的数据包和镜像服务器发来的数据包都会经由上述第一接入设备进行相应的地址转换和封装。

S105：调度服务器根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端；

具体来说，第一网络地址转换设备中也维护着一个地址转换列表，且其包含了第一接入网关地址、虚拟地址vIP、移动终端地址信息的相应信息，并由此也会形成基于移动终端地址或者ID的相应的表项。

S106：移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。

即通过上述对服务器的配置，本发明能够在以后的传输过程中，移动终端不需要向真实的镜像服务器的地址发起数据传输请求，只需要基于vIP进行相应的数据包请求，且该方法中，调度服务器会根据移动终端的当前位置选取最近的镜像服务器提供服务，由此降低了网络开销、提供了传输数据的效率。

也就是说，本发明中的移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输，不需要关注于是哪一个镜像服务器。

其中，在实施例中，移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输，进一步具体包括：

第一接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，并将所述数据包传递给第一网络地址转换设备，即根据之前的配置，第一接入网关可以基于vIP获取对应的第一镜像服务器，并由此通过相关联的第一网络地址转换设备发起数据传输请求。

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

具体来说，根据通常的数据包转发流程，在此过程中，第一网络地址转换设备会将目的地址vIP翻译为第一镜像服务器的IP地址，并由此将数据传输请求转发给第一镜像服务器，由于具体的数据包转发属于本领域的技术常识，在此不进行详细的说明。以下涉及到类似的场景，其数据包包头的变换都与其类似，详细的数据转换不再赘述。

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据。

优选实施例中，所述第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据，具体包括：

第一镜像服务器向第一网络地址转换设备返回被请求的数据；

第一网络地址转换设备将第一镜像服务器的地址翻译为虚拟地址vIP，并对被请求的数据进行封装并发送给第一接入网关；

第一接入网关对所述封装后的数据进行解封装，并根据虚拟地址vIP将数据返回给相应的移动终端。

其中，图3为本发明移动互联网数据传输方法在实施例1的场景示意图，该实施场景显示了一个比较完整的移动终端服务请求过程，具体包括：

步骤1：移动终端1漫游至接入网关11的范围内，接入网关11感知其移动并向锚节点注册其当前位置。

步骤2：移动终端1通过接入网关11向调度服务器发起数据传输请求，该请求中携带移动终端的真实地址信息。

步骤3：调度服务器接收到上述请求以后，根据请求中的移动终端真实地址信息，选择拓扑距离其最近的镜像服务器1来进行数据传输服务，并由此生成一个虚拟地址vIP，同时把镜像服务器1、网络地址转换设备1、vIP、和移动终端1的地址信息发送给锚节点。

步骤4：锚节点根据接收到的信息配置接入网关11上的地址转换列表，具体来说，该地址转换列表中会形成相应的表项，如上述实施例所示，更具体地，可以参照本说明书附图8，其中，示例了地址转换列表中的相应表项和示意，由于地址转换地址为通用技术，在此不详细说明。

步骤5：锚节点将接入网关11的地址信息通告给调度服务器。

步骤6：调度服务器根据接收到的信息配置网络地址转换设备1上的地址转换列表，上述地址转换列表也可以参照上述实施例或者图8，在此不详述。

步骤7：调度服务器将vIP返回给移动终端1。

步骤8：移动终端1向vIP发起数据传输请求，具体来说，移动终端1基于接入网关11向vIP发起数据传输请求；

步骤9：接入网关11向网络地址转换设备1建立隧道，将请求包封装并转发给网络地址转换设备1。

步骤10：网络地址转换设备1对收到的包解封装，从自身维护的地址转换列表中查找到vIP对应的镜像服务器1的地址，将地址进行翻译，替换请求包头中的目的地址，之后将请求转发给镜像服务器1。

步骤11：镜像服务器1将请求的数据返回给网络地址转换设备1。

步骤12：网络地址转换设备1收到数据，从自身维护的地址转换列表中查找到移动终端1的地址对应的vIP，将数据包源地址替换为vIP，并将封装好的数据包经由隧道发送给接入网关11。

步骤13：接入网关11对数据包进行解封装，并返回给移动终端1，以此实现一次完整的数据传输请求和传输过程。

本发明基于虚拟地址vIP请求数据传输，且通过锚节点服务器(简称锚节点)与调度服务器的信息交互，使得调度服务器可以对终端位置的改变进行有效的识别，感知其移动性，并总倾向于安排拓扑距离最近的内容镜像服务器来为终端提供数据内容，达到优化路由、减轻网络传输压力的目的。

其中，图4为本发明移动互联网数据传输方法在实施例2的流程示意图；

图5为本发明移动互联网数据传输方法在实施例2的场景示意图；

如图4所示，其主要涉及移动终端漫游至异地，由另外一个接入网关进行服务的场景，即此时需要在接入网关之间的切换，具体包括以下步骤：

当移动终端漫游至第二接入网关的范围以后，进一步包括：

S201：第二接入网关向锚节点注册所述移动终端当前的第二地址信息；

S202：锚节点向第一接入网关请求移动终端的地址转换列表中的相应表项，并根据相应表项和移动终端当前的第二地址信息配置第二接入网关上的第三地址转换列表，在成功以后向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息。

其中，所述锚节点向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，进一步包括：

S203：调度服务器根据所述第二接入网关的地址信息对所述第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，包括：

调度服务器用所述第二接入网关的地址替换掉所述地址转换列表中的第一接入网关的地址信息。

进一步地，优选的方法是，所述移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据，具体包括：

S204：第二接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，同时将数据包传递给第一网络地址转换设备；

S205：第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据所述虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，并将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

S206：第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第二接入网关向移动终端返回数据。

其中，如图5所示，在一个具体的实施场景中，其主要流程包括：

步骤1：移动终端1漫游至接入网关12的范围内并注册。

步骤2：镜像服务器1继续向接入网关11发送数据，并利用隧道经由接入网关12最终到达移动终端1，或者，在实施例中，由接入网关11切换至接入网关12；

期间，由于现有路由优化策略，需要将数据流流向变为：

镜像服务器1、接入网关2、移动终端1，由于步骤2中的数据链路较长，因此，本实施例中，还需要执行以下步骤：

步骤3：锚节点收到移动终端1新的位置信息，从自身维护的地址转换列表中取出移动终端1原接入网关11的地址，并向接入网关11请求移动终端1的表项。

步骤4：接入网关1将移动终端1的表项返回给锚节点。

步骤5：锚节点根据接收到的信息配置接入网关12上的地址转换列表。

步骤6：锚节点从自身维护的地址转换列表中取出调度服务器地址，向其通报移动终端1当前位置变化和接入网关12的地址。

步骤7：调度服务器根据报告的接入网关12地址，配置网络地址转换设备1上的地址转换列表。

步骤8：网络地址转换设备1将隧道重定向到接入网关12，由此，实现了接入网关12的配置列表获取到接入网关11中的配置列表中相应的移动终端表项，即该实施例中，不需要变更vIP，即能够实现快速的平滑切换接入网关的效果，且该方法降低了网络的开销。

其中，图6为本发明移动互联网数据传输方法在实施例3的流程示意图；图7为本发明移动互联网数据传输方法在实施例3的场景示意图

如图6所示，当移动终端继续漫游，不仅由其他接入网关提供服务器，且其数据内容服务的镜像服务器也需要更换，此时，根据本发明的实施例中的流程，主要包括以下的步骤：

S301：当移动终端漫游至第二接入网关的范围以后，第二接入网关向锚节点注册所述移动终端当前的第二地址信息；

S302：锚节点向第一接入网关请求移动终端的地址转换列表中的相应表项，并根据相应表项和移动终端当前的第二地址信息配置第二接入网关上的第三地址转换列表，在成功以后向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息。

其中，S303：当调度服务器根据移动终端的第二地址信息发现需要更换镜像服务器的时候，此时，调度服务器根据移动终端的地址选取调配距离当前终端拓扑位置最近的第二镜像服务器传输数据，并同时获取与第一镜像服务器相关联的第二网络地址转换设备；

此时，S304：调度服务器向第一网络地址转换设备请求第二地址转换列表中的相应的移动终端的表项，根据接收到的信息配置第二网络地址转换设备；

S305：将第二网络地址转换设备的地址发送给锚节点，由锚节点更新第二接入网关上的第三地址转换列表中相应的表项。

并且，S306：调度服务器向第一镜像服务器请求移动终端的数据和状态；

S307：根据所述第一移动终端的数据和状态配置第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态，其中，当配置成功以后，将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器，并由第二镜像服务器提供服务。

其中，当所述移动终端的数据正在传输时，所述将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器之前，还包括：

第二接入网关将数据传输通道重定向到第二接入网关和第二网络地址转换设备之间。

此外，为了实现对各个服务器设备的管理，此时，当所述调度服务器在第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态配置成功以后，还包括：删除第一网络地址转换设备上的移动终端的表项；

向第一镜像服务器请求关闭第一镜像服务器与移动终端之间的数据传输。

结合图7对此进行详细说明，即在该实施例场景中，主要包括：

步骤1：锚节点从自身维护的地址转换列表中取出调度服务器地址，向其通报移动终端1当前位置变化和新接入网关21的地址。

步骤2：调度服务器收到移动终端1新的位置信息，根据新的位置信息选择拓扑距离终端最近的镜像服务器2，然后从自身维护的地址转换列表中取出移动终端1原网络地址转换设备1的地址，并向网络地址转换设备1请求移动终端1的表项。

步骤3：网络地址转换设备1将移动终端1的表项返回给调度服务器。

步骤4：调度服务器根据接收到的信息配置网络地址转换设备2上的地址转换列表。

步骤5：调度服务器从自身维护的地址转换列表中取出原镜像服务器1的地址，并向镜像服务器1请求移动终端1的状态。

步骤6：镜像服务器1返回移动终端1的状态。

步骤7：调度服务器根据接收到的信息配置镜像服务器2使其准备与移动终端1进行数据通信。

步骤8：调度服务器向锚节点通报网络地址转换设备2的地址。

步骤9：锚节点根据接收到的信息配置接入网关21上的地址转换列表。

步骤10：锚节点向调度服务器通报配置成功。

步骤11：调度服务器删除网络地址转换设备1上移动终端1的表项并关闭镜像服务器1与移动终端1之间的数据传输。

步骤12：数据传输隧道重定向到接入网关21和网络地址转换设备2之间。

也就是说，本实施例中移动终端无论怎么移动，都能够基于相同的vIP发起数据传输请求，而不需要关心具体的网络侧链路和具体的内容服务器，且由于镜像服务器能够基于移动终端的位置而实时更新，由此，能够充分地对路由进行优化，并由此提高了数据传输的效率。

更具体地说，本专利与现有技术相比，存在以下优势和技术进步：

移动场景比之于普通线网场景的复杂性，不仅体现在信息接收方的IP地址(网络位置)实时变化，还体现在信息的发送方也有可能是移动的。

现有技术一般关注于从信息源端到目的端之间的路由选择问题，即信息传递的两端均不发生变化，或者仅接收方一端移动，而发送方不移动，即服务固定的场景，鲜有考虑在移动特殊场景下，如服务移动性的路由优化。

本专利所述方法以服务移动为背景，考虑了在类似于CDN网络部署环境下，移动用户漫游过程中发生的服务移动性的路由优化策略。

对用户来讲，本专利所述方法，可以对具有连续大规模数据传输需求的用户提供持续不断的、最优的、体验最好的服务。用户不必刻意改变自身操作系统或者软件，只需一次请求连接内容，之后在所有漫游的时间内可以始终从距离自己拓扑最近的数据中心获得数据，获得最高效的数据传输和最佳用户体验。

对网络运营者来讲，本专利所述方法，可以有效减轻网络数据传输负载，降低成本。随着移动互联网用户量和数据量的不断增大，数据传输以最高效的方式进行路由传递会为网络运营者带来更大的利益空间。用户请求数据总从拓扑最近的数据源出发，降低核心网传输压力，也降低了接入网关设备之间的操作成本。

对于内容提供者来讲，本专利所述方法，可以使其在资源调配上进行优化，合理分配资源，对其租用数据中心资源的成本、部署镜像服务器的策略有指导性意义。同时，用户获得更好的服务体验本身对于内容提供者在竞争上占据优势，带来更大的经济效益。

其中，以上各用例场景均假设镜像服务器1与镜像服务器2受到调度服务器的资源分配控制，并且镜像服务器1在拓扑上距离接入网关11较近，镜像服务器2距离家接入网关2较近。移动终端首先从接入网关11的区域内发起数据传输请求，然后漫游至接入网关2的区域内。

与本发明的方法相适应，本发明还提供了一种移动互联网数据传输系统，如图9所示，包括：调度服务器，用于接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据传输请求中携带移动终端的地址信息；

根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；

为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；

锚节点，用于根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；

所述调度服务器，进一步用于根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端；

移动终端，用于基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。

其中，与本发明上述方法相对应，其中，所述第一接入网关，进一步用于接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，并将所述数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据。

所述第一镜像服务器，进一步根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据，具体包括：

第一镜像服务器向第一网络地址转换设备返回被请求的数据；

第一网络地址转换设备将第一镜像服务器的地址翻译为虚拟地址vIP，并对被请求的数据进行封装并发送给第一接入网关；

第一接入网关对所述封装后的数据进行解封装，并根据虚拟地址vIP将数据返回给相应的移动终端。

当移动终端漫游至第二接入网关的范围以后，第二接入网关，用于向锚节点注册所述移动终端当前的第二地址信息；

锚节点向第一接入网关请求移动终端的地址转换列表中的相应表项，并根据相应表项和移动终端当前的第二地址信息配置第二接入网关上的第三地址转换列表，在成功以后向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息。

所述锚节点，进一步向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，进一步包括：

调度服务器根据所述第二接入网关的地址信息对所述第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，包括：

调度服务器将所述第二接入网关的地址替换掉所述地址转换列表中的第一接入网关的地址信息。

所述移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据，进一步具体包括：

第二接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，同时将数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据所述虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，并将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

其中，在具体的数据包转发的过程，其与上述类似，即需要变换相应的包头的目的地址，并由此将数据包转发至相应的服务器中。

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第二接入网关向移动终端返回数据。

所述锚节点向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，还包括：

调度服务器根据移动终端的地址选取调配距离当前终端拓扑位置最近的第二镜像服务器传输数据，并同时获取与第二镜像服务器相关联的第二网络地址转换设备；

调度服务器向第一网络地址转换设备请求第二地址转换列表中的相应的移动终端的表项，根据接收到的信息配置第二网络地址转换设备；

将第二网络地址转换设备的地址发送给锚节点，由锚节点更新第二接入网关上的第三地址转换列表中相应的表项。

所述调度服务器，进一步用于向第一镜像服务器请求移动终端的数据和状态；根据所述第一移动终端的数据和状态配置第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态，其中，当配置成功以后，将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器。

当所述移动终端的数据正在传输时，所述将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器之前，还包括：

第二接入网关将数据传输通道重定向到第二接入网关和第二网络地址转换设备之间。

所述调度服务器在第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态配置成功以后，还包括：删除第一网络地址转换设备上的移动终端的表项；

向第一镜像服务器请求关闭第一镜像服务器与移动终端之间的数据传输。

本发明采取了上述方案以后，其优点如上述方法所示，即在该系统中，对用户来讲，可以对具有连续大规模数据传输需求的用户提供持续不断的、最优的、体验最好的服务。用户不必刻意改变自身操作系统或者软件，只需一次请求连接内容，之后在所有漫游的时间内可以始终从距离自己拓扑最近的数据中心获得数据，获得最高效的数据传输和最佳用户体验。

对网络运营者来讲，本专利可以有效减轻网络数据传输负载，降低成本。随着移动互联网用户量和数据量的不断增大，数据传输以最高效的方式进行路由传递会为网络运营者带来更大的利益空间。用户请求数据总从拓扑最近的数据源出发，降低核心网传输压力，也降低了接入网关设备之间的操作成本。

对于内容提供者来讲，本专利可以使其在资源调配上进行优化，合理分配资源，对其租用数据中心资源的成本、部署镜像服务器的策略有指导性意义。同时，用户获得更好的服务体验本身对于内容提供者在竞争上占据优势，带来更大的经济效益。

其中，图8为本发明所述服务迁移策略设备维护表项的具体示例，由于其仅为示例，其中，该系统中涉及到CDN Mirror(镜像服务器)、NAT(网络地址转换设备)、MAG(接入网关)、USER(也叫移动终端)等，其中，在接入网关上的地址转换列表示例如下表：

MN	vIP	IPNAT
			U1	vIP1	N2
Ux	vIPx	Nxx

其中，xx表示的是终端的注册信息，故用x来表示。

网络地址转换设备转换列表示例如下：

MN	vIP	IPMAG	IPmirror
				U1	vIP1	G21	M2
Ux	vIPx	Gxx	Mx

其中，xx表示的是终端的注册信息，故用x来表示，且MN表示终端地址、vIP为虚拟地址、IP_NAT为网络地址转换设备地址、IP_MAG为接入网关地址、IP_mirror为镜像服务器地址，其中，由于每个服务器中都存在着终端地址和虚拟地址vIP，因此，可以实现相应的地址转换和路由效果，当然，对于本发明来说，还可以采取其他的表项设置，如可以基于终端的标识号或者其他信息，本发明对此不进行限定。

需要说明的是，对于上述方法实施例而言，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种移动互联网数据传输方法，其特征在于，包括：

调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据传输请求中携带移动终端的地址信息；

根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；

为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；

锚节点根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；

调度服务器根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端，由移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输；其中，移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输，进一步具体包括：

第一接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，并将所述数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据；其中，所述第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据，具体包括：

第一镜像服务器向第一网络地址转换设备返回被请求的数据；

第一网络地址转换设备将第一镜像服务器的地址翻译为虚拟地址vIP，并对被请求的数据进行封装并发送给第一接入网关；

第一接入网关对所述封装后的数据进行解封装，并根据虚拟地址vIP将数据返回给相应的移动终端。

2.根据权利要求1所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，当移动终端漫游至第二接入网关的范围以后，进一步包括：

第二接入网关向锚节点注册所述移动终端当前的第二地址信息；

锚节点向第一接入网关请求移动终端的地址转换列表中的相应表项，并根据相应表项和移动终端当前的第二地址信息配置第二接入网关上的第三地址转换列表，在成功以后向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息。

3.根据权利要求2所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，所述锚节点向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，进一步包括：

调度服务器根据所述第二接入网关的地址信息对所述第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，包括：

调度服务器用所述第二接入网关的地址替换掉所述地址转换列表中的第一接入网关的地址信息。

4.根据权利要求2或3所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，所述移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据，具体包括：

第二接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，同时将数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据所述虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，并将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第二接入网关向移动终端返回数据。

5.根据权利要求2所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，所述锚节点向调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，还包括：

调度服务器根据移动终端的地址选取调配距离当前终端拓扑位置最近的第二镜像服务器传输数据，并同时获取与第二镜像服务器相关联的第二网络地址转换设备；

调度服务器向第一网络地址转换设备请求第二地址转换列表中的相应的移动终端的表项，根据接收到的信息配置第二网络地址转换设备；

将第二网络地址转换设备的地址发送给锚节点，由锚节点更新第二接入网关上的第三地址转换列表中相应的表项。

6.根据权利要求5所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，进一步包括：

调度服务器向第一镜像服务器请求移动终端的数据和状态；

根据所述移动终端的数据和状态配置第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态，其中，当配置成功以后，将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器；

其中，当所述移动终端的数据正在传输时，所述将数据传输服务器由第一镜像服务器切换至第二镜像服务器之前，还包括：

第二接入网关将数据传输通道重定向到第二接入网关和第二网络地址转换设备之间。

7.根据权利要求6所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，所述调度服务器在第二镜像服务器相应的移动终端的数据和状态配置成功以后，还包括：删除第一网络地址转换设备上的移动终端的表项；

向第一镜像服务器请求关闭第一镜像服务器与移动终端之间的数据传输。

8.一种移动互联网数据传输系统，其特征在于，包括：

调度服务器，用于接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据传输请求中携带移动终端的地址信息；

根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；

为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；

锚节点，用于根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；

所述调度服务器，进一步用于根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端；

移动终端，用于基于所述虚拟地址vIP请求数据传输；

其中，移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输，进一步具体包括：

第一接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求；

将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧道，并将所述数据包传递给第一网络地址转换设备；

第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据虚拟地址vIP获取第一镜像服务器的地址，将数据传输请求转发给第一镜像服务器；

第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据；

所述第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数据，具体包括：

第一镜像服务器向第一网络地址转换设备返回被请求的数据；

第一网络地址转换设备将第一镜像服务器的地址翻译为虚拟地址vIP，并对被请求的数据进行封装并发送给第一接入网关；

第一接入网关对所述封装后的数据进行解封装，并根据虚拟地址vIP将数据返回给相应的移动终端。