CN1291564C - 使用绑定更新消息控制分组数据传输的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在基于无线网的IPv6中的移动节点切换时，用绑定更新消息控制分组数据传输的方法包括步骤：在通过与任意的移动节点建立的传输控制协议连接传输数据后发生重传超时时，存储当前设置的信息拥塞控制参数；检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，因此修改当前设置的信息拥塞控制参数，形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；当接收来自移动节点的绑定更新消息时，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。因此，在执行由于移动节点切换时产生的分组数据丢失的信息拥塞控制后，可以迅速恢复在执行信息拥塞控制前现存在的状态，因此，减小由于移动节点切换的传输质量的降低。

Description

使用绑定更新消息控制分组数据传输的方法和系统
技术领域
本发明涉及在基于无线网的IPv6中的移动节点切换时，使用绑定更新消息控制分组数据传输的方法和系统，尤其涉及当移动节点在基于无线网的IPv6中执行切换时，由通信节点和移动节点执行的控制分组数据传输的方法和系统。
背景技术
在有线和无线综合环境中，为了使用因特网服务，如Web和E-Mail，作为无线终端的移动节点(MN)执行传输控制协议(TCP)连接到在有线网中的通信节点(CN)。
此时，利用移动IP或移动IPv6，由于移动节点的移动性使得TCP连接的流程倾向于失败。
移动节点从区域A切换到区域B。为了实现与提供因特网服务的通信节点的TCP通信，移动节点通过分别位于区域A和区域B的基站(BS)与因特网连接。
近来，因为移动终端分布的增加，用户对在任何时间任何地点使用无线终端的因特网服务的要求也增加。
然而，常规用作移动节点和通信节点之间数据传输的TCP只是为具有相对低的分组数据丢失率的有线网和固定终端设计的。
与无线网相比有线网有相对低的分组数据丢失率并较少发生断开。这样，由于缓冲器溢出和在网络的中间节点的同样问题，在有线网中的分组数据丢失率很大程度上由信息拥塞引起。
因此，在TCP协议中，为了提供可靠的服务，由执行信息拥塞控制算法减少进入网络的数据量，如减缓启动和避免信息拥塞，因此不发生信息拥塞。
同时，与有线网相比，无线网或有线和无线综合网有低的性能，长的端到端的等待时间，高的分组数据丢失率，和由于切换常常产生的分组数据丢失。
因此，TCP协议有几个引起在无线网或有线和无线综合网中端到端性能降低的问题，这使得它难于在网络中使用。
同时，与有线连接相比，在有线和无线综合网中的无线连接有高达10-3-10-6的比特误差率(BER)，有限的带宽和常常产生的切换现象。
因而，由中间路由器引起在有线网中的分组数据丢失，其中在包括无线连接的环境中的分组数据丢失很大程度上是由高的BER或无线连接的切换引起的。
因此，当产生分组数据丢失时，在无线连接中的传输站点必须更迅速的传输数据。然而，当前的TCP传输站点错误的识别甚至在无线连接中产生的分组数据丢失是由网络的信息拥塞引起的，并执行信息拥塞控制算法减少分组数据的数据率。这导致TCP协议性能的迅速降低和较低的网络效率。
当TCP协议的常规信息拥塞控制算法作用到有线和无线综合网时产生性能的降低。
首先，来自通信节点(CN)的数据通过基站传输到移动节点(MN)。虽然移动节点发送数据连同对它的确认信息，因为在无线连接上引起分组数据丢失(Corrupt1)，通信节点未能接收断开时间段的ACK分组数据。
因而，通信节点错误的识别其为网络中的信息拥塞，并激活减缓启动和信息拥塞避免算法(信息拥塞控制算法)设置cwnd(信息拥塞窗口)的大小为1。
cwnd值是在TCP上能传输的最大的分组数据数，而不需要应答确认。因此，当cwnd值是小的时候，分组数据率相对是低的，从而降低TCP协议性能。
此外，如果由于在无线连接上失去对传输的数据的响应，移动节点未能在超时期间接收与传输的数据有关的ACK分组数据(Corrupt2)，则拥塞控制算法被激活，因而大大的降低移动节点的TCP性能。
因此，虽然在网络中实际上没有发生信息拥塞，由于无线网的高分组数据丢失率，TCP性能大大的降低。
在有线和无线综合网的情况中，在有线网中的分组数据丢失由在中间路由器中的信息拥塞引起，其中在包括无线连接的环境中分组数据丢失很大程度上是由高的BER或无线连接的切换引起的。
因此，当在无线连接中产生分组数据丢失时，虽然传输站点必须更迅速的传输分组数据，常规的TCP传输站点错误的识别甚至在无线连接中的分组数据丢失是由网络的信息拥塞引起的，并执行信息拥塞控制算法降低TCP的数据率。这导致TCP协议性能迅速降低并降低网络的效率。
下面的专利通常是与本发明有关的，这些专利都存在上面描述的缺点：美国专利号6711147 Barnes等，题目为：合并的分组数据服务和移动因特网协议，发布于2004年3月23日；美国专利号6707801 Hsu，题目为：在无线通信系统中数据传送的方法和设备，发布于2004年3月16日；美国专利号6704571 Moon，题目为：在数据元切换中降低数据丢失，发布于2004年3月9日；美国专利号6681115 McKenna等，题目为：在小范围广播蜂窝通信网和点对点的蜂窝通信网之间的公报用户切换，发布于2004年1月20日；美国专利号6701150 Huang等，题目为：网络驱动的数据元交换和与无线系统负载平衡的切换，发布于2004年3月2日；美国专利号6654359 La Porta等，题目为：基于分组网络的无线接入，发布于2003年11月25日；美国专利号6611547 Rauhala，题目为：在基于分组通信网络中避免分组数据丢失的方法和切换的方法，发布于2003年8月26日；美国专利号5530693 Averbuch等，题目为：在分组数据通信系统中实现切换的方法和设备，发布于1996年6月25日；美国专利号6522880 Verma等，题目为：在网络设备之间切换连接的方法和设备，发布于2003年2月18日；美国专利号6466556 Boudreaux，题目为：在无线通信系统中实现分组数据流量切换的方法，发布于2002年10月15日；美国专利号6646987 Qaddoura，题目为：在无线连接上对传输控制协议(TCP)分组数据丢失恢复的方法，发布于2003年11月11日；美国专利号6625118 Hadi salim等，题目为：基于信息拥塞控制的接收机，发布于2003年9月23日。
发明内容
本发明解决了上述常规的问题，本发明的目的是提供一种分组数据传输控制方法，本发明方法能在基于无线网的IPv6中在移动节点切换时，使用在移动节点中的MIPv6绑定更新消息，迅速的恢复分组数据率，因此，迅速的从移动节点的切换时引起的TCP分组数据丢失中恢复。
根据本发明的一方面，一种基于无线网的IPv6中的移动节点切换时用绑定更新消息在通信节点中控制分组数据传输的方法，包括步骤：
在通过与任意的移动节点建立的传输控制协议连接传输分组数据后发生重传超时时，存储当前设置的信息拥塞控制参数；
检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当接收来自移动节点切换时的绑定更新消息时，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；其中，
校验接收的绑定更新消息的有效性；
当绑定更新消息是有效时，产生触发信息拥塞控制的触发信号；
响应产生的触发信号，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，复位信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
根据本发明的另一方面，提供在基于无线网的IPv6中的移动节点切换时使用绑定更新消息在移动节点中控制分组数据传输的方法，方法包括步骤：在通过与任意的通信节点建立的TCP连接传输分组数据后发生重传超时时，存储当前设置的信息拥塞控制参数；检索与相应通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；当执行切换时，传输绑定更新消息到相应的节点；当传输绑定更新消息时，检索与移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为在执行信息拥塞控制前存储的值。
根据本发明的另一方面，提供在基于无线网的IPv6中的移动节点切换时使用绑定更新消息控制分组数据传输的方法，方法包括步骤：当通过与任意的移动节点建立的TCP连接传输分组数据后发生重传超时时，通过任意的通信节点存储当前设置的信息拥塞控制参数；依靠通信节点检索与相应移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；当通过与任意的通信节点建立的TCP连接传输分组数据后发生重传超时时，依靠移动节点存储当前设置的信息拥塞控制参数；依靠移动节点检索与相关的通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；当执行切换时，依靠移动节点传输绑定更新消息到通信节点；当传输绑定更新消息时，依靠移动节点检索与移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为在执行信息拥塞控制前存储的值；当由于执行切换接收来自移动节点的绑定更新消息时，依靠通信节点检索与相应移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为在执行信息拥塞控制前存储的值。
按照本发明的另一方面，一种基于通信节点的IPv6中控制分组数据传输的系统，包括：
在通过与任意的移动节点建立的TCP连接传输分组数据后，传输控制协议模块响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
在执行切换时，移动IPv6模块接收来自相关移动节点的绑定更新消息；
当移动IPv6模块接收绑定更新消息时，触发信号供给模块产生触发信号，触发由TCP模块执行的信息拥塞控制；
响应由触发信号供给模块产生的触发信号，触发执行模块检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；其中，触发执行模块包括：
触发接口模块，接收由触发信号供给模块产生的触发信号；
处理器模块，响应由触发接口模块接收的触发信号，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接；
信息拥塞调整模块，对由处理器模块检索的各个TCP连接，复位信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
按照本发明的另一方面，一种基于移动节点的IPv6中控制分组数据传输的系统，包括：
在通过与任意的移动节点建立的TCP连接传输分组数据后，传输控制协议模块产生对发生的重传超时的响应，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当移动节点执行切换时，移动IPv6模块向相关的通信节点传输绑定更新消息；
当移动IPv6模块传输绑定更新消息时，触发信号供给模块产生触发信号，触发由TCP模块执行的信息拥塞控制；
响应由触发信号供给模块产生的触发信号，触发执行模块检索与移动节点建立的各个TCP连接，因此恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
按照本发明的另一方面，一种基于无线网的IPv6中控制分组数据传输的系统，包括：
在通过与任意的通信节点建立的传输控制协议连接传输分组数据后，移动节点响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，执行信息拥塞控制，当执行切换时，向相关通信节点传输绑定更新消息，响应传输的绑定更新消息，检索与移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；
在通过与移动节点建立的TCP通信连接传输分组数据后，通信节点响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，执行信息拥塞控制，并响应接收的来自移动节点的绑定更新消息，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
附图说明
参考下面的详细描述，可以对本发明的优点能有一个完整的评价，附图中相同的参考字符表示相同的或相似的部件，其中：
图1是解释在有线和无线综合网中移动节点切换的视图；
图2是显示当TCP协议的常规信息拥塞控制算法作用于有线和无线综合网中时性能下降的原因的视图；
图3是在根据本发明的实施例使用绑定更新消息实现分组数据传输控制方法的通信节点中实现的协议堆栈层的视图；
图4是显示在图3中的触发信号供给模块和触发执行模块的详细视图；
图5是说明根据本发明的实施例的tcpcb例子的视图；
图6是说明根据本发明的实施例在通信节点中使用绑定更新消息实现分组数据传输控制运行的流程图；
图7是说明根据本发明的实施例由通信节点的触发信号供给模块实现的运行的流程图；
图8是说明根据本发明的实施例触发执行模块运行的流程图；
图9是说明根据本发明的实施例信息拥塞调整模块运行的流程图；
图10是根据本发明的另一实施例使用绑定更新消息实现分组数据传输控制方法，在移动节点和通信节点中实现的协议堆栈层的视图；
图11是显示在图10中的移动节点的触发信号供给模块和触发执行模块的视图；
图12是说明根据本发明的另一实施例使用在移动节点和通信节点中的绑定更新消息实现分组数据传输控制的运行的流程图；
图13是说明根据本发明的另一实施例由移动节点的触发信号供给模块实现的运行的流程图；
图14是说明根据本发明的另一实施例由移动节点的触发执行模块实现的运行的流程图；
具体实施方式
下文中，参考附图详细描述本发明的基于无线网的IPv6中控制通信节点到移动节点分组数据传输的方法。
根据本发明，在有线和无线综合环境中使用移动IPv6，使用移动IPv6的绑定更新消息，解决由于在无线网中的切换由分组数据丢失端到端TCP协议的性能下降的问题。
即，当移动节点移动到不同的子网产生切换时，通信节点使用网络层的绑定更新消息触发在传输层的TCP的信息拥塞控制，绑定更新消息由移动节点传送到通信节点。
此外，如果这作用到有线网的通信节点，对于资源如功率，是重要的移动节点，有可能设计为不给予重的负荷。
图1是解释在有线和无线综合网中切换移动节点的视图。
参考图1，图例显示移动节点10从区域A20切换到区域B30的情况。为了实现与提供因特网服务的通信节点50的TCP通信，移动节点10分别通过位于区域A20和区域B30的基站(BS)21和31与因特网40连接。
近来，因为移动终端分布的增加，用户对在任何时间任何地点使用无线终端的因特网服务的要求也增加。
然而，常规用作移动节点和通信节点之间数据传输的TCP只是为具有相对低的分组数据丢失率的有线网和固定终端设计的。
与无线网相比，有线网有相对低的分组数据丢失率和有较少发生断开。这样，由于缓冲器溢出和在网络的中间节点同样的问题，在有线网中分组数据丢失率很大程度上由信息拥塞引起。
因此，在TCP协议中，为了提供可靠的服务，由执行信息拥塞控制算法减少进入网络的数据量，如减缓启动和信息拥塞的避免，因此不发生信息拥塞。
同时，与有线网相比，无线网或有线和无线综合网有低的性能，长的端到端的等待时间，高的分组数据丢失率，由于切换常常产生分组数据丢失。
因此，TCP协议有几个引起在无线网或有线和无线综合网中端到端性能降低的问题，这使得它难于在网络中使用。
同时，与有线连接相比，在有线和无线综合网中的无线连接有高达10-3-10-6的BER(比特误差率)，有限的带宽和常常产生的切换现象。
因而，在有线网中的分组数据丢失由中间路由器引起，其中在包括无线连接的环境中分组数据丢失很大程度上由高的BER或无线连接的切换引起。
因此，当产生分组数据丢失时，在无线连接中的传输站点必须更迅速的传输数据。然而，当前的TCP传输站点错误的识别甚至在无线连接中产生的分组数据丢失是由网络的信息拥塞引起的，并执行信息拥塞控制算法减少分组数据的数据率。这导致TCP协议性能的迅速降低并降低网络的效率。
图2显示当TCP协议的常规信息拥塞控制算法作用于有线和无线综合网中时性能下降的原因。
首先，来自通信节点(CN)50的数据通过因特网40和基站21传输到移动节点(MN)10。虽然移动节点10连同对它的应答信息一起发送数据，在无线连接上引起分组数据丢失时(Corrupt1)，通信节点未能接收断开时间段的ACK分组数据。
因而，通信节点50错误的识别其为网络中的信息拥塞，并激活减缓启动和信息拥塞避免算法(信息拥塞控制算法)设置cwnd(信息拥塞窗口)的大小为1。
cwnd值是在TCP上能传输的没有来自通信者应答的最大的分组数据数。因此，当cwnd值是小的时，分组数据率相对是低的，从而降低TCP协议性能。
此外，如果由于在无线连接上失去对传输的数据的响应，移动节点10未能在超时期间接收涉及传输的数据的ACK分组数据(Corrupt2)，激活信息拥塞控制算法，因而大大的降低移动节点10的TCP性能。
因而，虽然在网络中实际上没有发生信息拥塞，由于无线网的高分组数据丢失率，TCP性能大大的降低。
在有线和无线综合网的情况中，在有线网中的分组数据丢失由在中间路由器中的信息拥塞引起，其中在包括无线连接的环境中分组数据丢失很大程度上是由高的BER或无线连接的切换引起的。
因此，当在无线连接中的分组数据丢失产生时，虽然传输站点必须更迅速的传输分组数据，常规的TCP传输站点错误的识别甚至在无线连接中的分组数据丢失是由网络的信息拥塞引起的，并执行信息拥塞控制算法降低了TCP的数据率。这导致TCP协议性能迅速降低并降低网络的效率。
图3是在根据本发明实施例的使用绑定更新消息实现分组数据传输控制方法的通信节点中实现的协议堆栈层的视图。
参考图3，典型的协议堆栈结构还拥有在网络层中运行的触发信号供给模块51和在TCP层中运行的触发执行模块52。
典型的协议堆栈层结构是执行TCP通信协议的典型堆栈层结构，有以太层，IPv6层，MIPv6层，TCP层和应用层的堆栈层结构。通信节点50通过有线连接38与因特网40通信，而移动节点10通过无线连接42与因特网40通信。
在本发明的实施例中，有此堆栈层结构的通信节点50还装置有在网络层中运行的触发信号供给模块51和在TCP层中运行的触发执行模块52。
如果通信节点50接收由移动节点10发送的绑定更新消息，触发信号供给模块51转换此信息为触发信号，并传送触发信号到在TCP层中的触发执行模块52。
在接收来自触发信号供给模块51的触发信号后，触发执行模块52在TCP的tcpcb目录中检索与移动节点通信的所有TCP连接的tcpcb(TCP控制块)，对各个检索的连接确认cwnd(信息拥塞窗口的大小)值，根据是否产生重传调整此参数，如果需要，重传分组数据。
tcpcb是为了在TCP协议中管理各连接存储涉及相关连接的信息的结构。所有TCP连接的tcpcb以连接的目录或表格的形式存储。
图4是显示在图3中的触发信号供给模块51和触发执行模块52的详细视图。
参考图4，触发信号供给模块51有MIPv6接口模块51a，其用作为与MIPv6模块44接口，有产生发送到TCP层的触发信号的触发信号产生模块51b。有传送触发信号到TCP层的处理器接口模块51c。
触发执行模块52有触发接口模块52a，其接收来自触发信号供给模块51的触发信号，有tcpcb处理器模块52b，其在tcpcb目录中检索与触发信号关联的各个TCP连接，有管理TCP连接的信息拥塞控制的信息拥塞调整模块52c。
图5是说明根据本发明的tcpcb例子的视图。
参考图5，tcpcb包括各种分组数据传输控制的各种参数数据。在典型的TCP通信操作时使用这些参数数据，下面原理性的讨论其说明。
*next和*prev分别表示前面的tcpcb(TCP控制块)和下面的tcpcb：
faddr表示目标IP地址；
fport表示目标端口号；
laddr表示本地IP地址；
lport表示本地端口号；
cwnd表示信息拥塞控制窗口；
ssthresh表示cwnd的最大的尺寸(cwnd大小阈值)；
rtt表示往返行程时间；
rto表示重传超时。
如包含在图3的目录中由“…”表示的，有许多省略的字段。
此外，如由虚线框表示的，tcpcb还有cwnd_p，这是表示执行信息拥塞控制前cwnd值的参数，还有ssthresh_p，这是表示执行信息拥塞控制前最大cwnd值的参数。
为了使用绑定更新消息触发已执行的信息拥塞控制，称为cwnd_p(前面的cwnd)的项加到TCP层的tcp上，在cwnd改变为1前立即存储cwnd值，在cwnd改变为1前加上称为ssthresh_p(前面的阈值)的项立即存储ssthresh值(减缓启动阈值)。ssthresh是cwnd是可能有的最大值，这是依赖于执行TCP信息拥塞控制而变化的值。
由重传超时改变cwnd为1。常常发生由于移动节点的切换。在重传发生前记录cwnd和ssthresh，如果接收触发信号，cwnd返回到cwnd_p，因此TCP的数据速率通常迅速恢复到执行信息拥塞控制前的数据速率。
当cwnd的值返回到信息拥塞控制前的值时，ssthresh也必须返回到信息拥塞控制前的值。
图6是说明根据本发明的实施例使用在通信节点中绑定更新消息实现分组数据传输控制运行的流程图。
参考图6，移动节点(MN)10执行切换(S1)。作为对此的响应，正在传输分组数据到移动节点10的通信节点(CN)50产生重传超时。在产生重传超时时，通信节点50存储当前的信息拥塞控制参数并执行信息拥塞控制(S2)。在执行切换后，移动节点(MN)10传输绑定更新消息到通信节点50，在切换前移动节点正与此通信节点执行TCP通信(S3)。当通信节点(CN)接收来自在切换后移动节点(MN)10提供的绑定更新消息时，通信节点(CN)50校验绑定更新消息的有效性(S4)。如果消息是有效的绑定更新消息，基于消息的信息触发信号供给模块51产生送到TCP层的触发信号，并送到TCP层的触发执行模块52(S5)。
当触发执行模块52接收来自触发信号供给模块51的触发信号时，tcpcb处理器模块52b基于信息检索与相关的移动节点(MN)10通信的所有TCP连接，信息拥塞调整模块52c调整信息拥塞控制参数cwnd和ssthresh为执行信息拥塞控制前的值(S6)。当信息拥塞调整模块52c调整cwnd和ssthresh为执行信息拥塞控制前的值时，TCP模块从传输缓冲器检索未能接收关于各TCP连接的确认信号ACK(S7)的数据，并重传存储在传输缓冲器中的TCP分组数据到相关的移动节点(MN)10(S8)。
因此，因为在通信节点(CN)50中的cwnd和ssthresh返回到信息拥塞控制前它们的值，以信息拥塞控制前的数据率传输数据是可能的，这改善了TCP的性能。此时，甚至作为接收站点的移动节点(MN)10能迅速的恢复失去的数据。
图7是说明由通信节点的触发信号供给模块实现分组数据传输控制的运行的流程图。
参考图7，当通信节点50接收来自移动节点10的绑定更新消息时，MIPv6接口模块51a通过MIPv6模块接收移动节点10的绑定更新消息(S11)。MIPv6接口模块51a校验接收的绑定更新消息是否有效(S12)。如果接收的BU消息是有效的，MIPv6接口模块51a确认已发送消息的移动节点10是新连接的节点或在高速缓存中存在的现有的节点(S13)。如果接收的BU消息不是有效的，结束BU消息的处理。
如果移动节点是新的节点，因为与此节点没有通信的TCP连接，MIPv6接口模块51a不理此节点，处理下一个绑定更新消息。如果移动节点不是新的节点而是现有的连接的节点，MIPv6接口模块51a用接收的绑定更新消息使得触发信号产生模块51b产生触发信息拥塞控制的触发信号(S14)。
处理器接口模块51c传送由触发信号产生模块51b产生的触发信号到在TCP层的触发执行模块52(S15)。
图8是说明触发执行模块运行的流程图。
参考图8，触发接口模块52a接收来自触发信号供给模块51的处理器接口模块51c的触发信号(S25)。触发接口模块52a从触发信号中抽取作为MN的内部IP地址的HA(内部地址)，HA传输到tcpcb处理器模块52b(S22)。
tcpcb处理器模块52b起始设置指针指向tcpcb目录的第一项，因此检索从触发接口模块52a接收的相应于HA的所有TCP连接(S23)。
然后，模块52b确定指针值是否为空值(S24)。如果值不是空值而正指向特定的项，模块52b确定项的目标地址(DST)是否等于HA(S25)。如果确定DST不等于HA(S24)，模块52b设置指针指向目录的下一个项(S27)。另一方面，如果确定DST等于HA，tcpcb处理器模块52b调整相关TCP连接的信息拥塞控制参数(S26)。当对一个项的信息拥塞控制参数的调整完成时，模块52b给tcp计数器指定tcpcb目录中的下一个项(S27)。在指针为空值前，对tcpcb目录中的各个项重复后面的处理。如果指针为空值(S24)，这意味着完成到tcpcb目录最后的检索，结束处理。
因而，tcpcb处理器模块52b顺序的检索tcpcb目录中的所有TCP连接，对任何与目标HA的TCP连接，调整信息拥塞控制参数到信息拥塞控制前的值。
图9是说明根据本发明实施例的信息拥塞调整模块运行的流程图。
参考图9，对各个TCP连接，信息拥塞调整模块52c确定cwnd值是否小于cwnd_p值(S31)。如果确定是小于，这意味着由于切换，发生TCP连接的超时。
在此情况中，为了恢复TCP的数据率，cwnd值设置为cwnd_p，这是cwnd值变为1前它的瞬时值，ssthresh设置为执行信息拥塞控制前的值ssthresh_p(S32)。此外，复位重传计时器(S33)。
另一方面，如果在步骤31中模块52c确定cwnd值不小于cwnd_p值，跳过步骤32，只在步骤33中复位重传计时器。
在修改信息拥塞控制参数后，传输存在于TCP连接的传输缓冲器中的未能接收应答的分组数据，因此移动节点10没有延迟的接收丢失的分组数据(S34)。
如上面指出的，已描述了使用在通信节点中的绑定更新消息，在移动节点切换时实现分组数据传输控制的方法。此外，使用绑定更新消息实现分组数据传输控制可用于移动节点。即，可仅用于通信节点，仅用于移动节点，或同时用于两者，通信节点和移动节点。主要的是，有效的用于数据传输站点。
图10是对根据本发明的另一实施例使用绑定更新消息实现分组数据传输控制方法，在移动节点和通信节点中实现的协议堆栈层的视图。
参考图10，在此实施例中，移动节点10和通信节点50拥有在网络层运行的触发信号供给模块和在TCP层运行的触发执行模块52。
典型的协议堆栈结构是执行TCP通信协议的典型的堆栈结构，并有以太层，IPv6层，MIPv6层，TCP层和应用层的堆栈结构。通信节点通过有线连接38与因特网40通信，移动节点10通过无线连接42与因特网40通信。
移动节点10通过与任意的通信节点50建立的TCP连接传输分组数据，其后，如果发生重传超时，移动节点10存储当前设置的信息拥塞控制参数。移动节点10也检索各个与相关的通信节点50建立的TCP连接，因此修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制。当移动节点10执行切换时，它向通信节点50传输绑定更新消息。传输绑定更新消息后，移动节点10检索各个与移动节点10建立的TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前的存储的值。
通信节点50通过与移动节点10建立的TCP连接传输分组数据，其后，如果发生重传超时，通信节点50存储当前设置的信息拥塞控制参数。通信节点50也检索各个与相关的移动节点10建立的TCP连接，因此修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制。当通信节点50接收作为从移动节点10切换的绑定更新消息时，它检索各个与相关的移动节点10建立的TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前的存储的值。
如在实施例中所描述的，有堆栈结构的通信节点50还拥有在网络层运行的触发信号供给模块51和在TCP层运行的触发执行模块52。
此外，移动节点10还拥有在网络层运行的触发信号供给模块11和在TCP层运行的触发执行模块12。
因此，当这些节点每个有发送机的作用时，必须在通信节点50和移动节点10中执行分组数据传输控制。
换言之，此实施例应用于通信节点50传输数据到移动节点10的状况，和移动节点10也传输数据到通信节点50的状况。
即，通信节点50或移动节点10能传输数据到通信者的情况中，如果移动节点10执行切换，当没有由通信节点50接收的关于向移动节点10传输的数据的应答信号时，通信节点50执行信息拥塞控制。
相反，如果移动节点10未能接收关于由移动节点10向通信节点50传输的作为切换的数据的应答信号时，移动节点10执行信息拥塞控制。
因此，如果移动节点10执行切换，通信节点50需要用绑定更新消息做分组数据传输控制，移动节点10也需要用绑定更新消息做分组数据传输控制。
在这样配置的分组数据传输控制系统中用绑定更新消息执行分组数据传输控制的程序如下：
首先，在通过与任意的移动节点10建立的TCP连接传输分组数据后，当发生重传超时时，通信节点50存储当前设置的信息拥塞控制参数。此外，通信节点50检索各个与相关的移动节点10建立的TCP连接，因此修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制。
同时，在通过与任意的通信节点50建立的TCP连接传输分组数据后，当发生重传超时时，移动节点10存储当前设置的信息拥塞控制参数。此外，移动节点10检索各个与相关的通信节点50建立的TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制。
如果移动节点10执行切换，它向通信节点50传输绑定更新消息。传输绑定更新消息后，移动节点10检索各个与移动节点建立的TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前的它的值。
同时，当通信节点50接收来自移动节点10的作为执行切换的绑定更新消息时，它检索各个与相关的移动节点10建立的TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前的存储的值。
已在上面描述了在通信节点50中的分组数据传输控制。即，结合图3-5和7-9前面已描述了通信节点50的触发信号供给模块51和触发执行模块52的配置和运行，因此不重复解释。下面，描述移动节点10的配置和运行。
图11是显示在图10中的移动节点的触发信号供给模块和触发执行模块的视图。
参考图11，当MIPv6模块46向移动节点10传输绑定更新消息时，触发信号供给模块11转换此信号为触发信号并传送转换的触发信号到TCP层的触发执行模块12。
触发信号供给模块11有MIPv6接口模块11a，其用作为与MIPv6模块46的接口，有触发信号产生模块11b，其产生发送到TCP层的触发信号。有传送触发信号到TCP层的处理器接口模块11c。
在触发执行模块12接收来自触发信号供给模块11的触发信号后，在tcpcb目录中检索通信中的所有通信节点的TCP连接的tcpcb，确认各连接的cwnd(信息拥塞窗口尺寸)值，根据是否发生转发调整此参数，如果需要转发分组数据。
触发执行模块12有接收来自触发信号供给模块11的触发信号的触发接口模块12a，有tcpcb处理器模块12b，其在tcpcb目录中检索与触发信号关联的各个TCP连接，有管理TCP连接的信息拥塞控制的信息拥塞调整模块12c。
图12是说明根据本发明的另一实施例使用绑定更新消息在移动节点和通信节点中实现分组数据传输控制的运行的流程图。
参考图12，移动节点(MN)10执行切换(S41)。此时，如果移动节点10正向任意的通信节点50发送分组数据，由于执行切换它未能接收来自通信节点50的应答信号，因此发生重传超时。当重传超时发生时，移动节点10存储当前的信息拥塞控制参数并执行信息拥塞控制(S42)。
如果因为发送分组数据的移动节点10已执行切换，通信节点50未能接收来自相关移动节点10的应答信号，发生重传超时。当重传超时发生时，通信节点50存储当前的信息拥塞控制参数并执行信息拥塞控制(S43)。在执行切换后，移动节点(MN)10向通信节点50传输绑定更新消息，移动节点在切换前与它实现TCP通信(S44)。
当通信节点(CN)50接收在移动节点(MN)10切换后发送的绑定更新消息时，触发信号供给模块51校验绑定更新消息的有效性(S45)。如果BU消息是有效的，触发信号供给模块51基于此消息的信息产生传送到TCP的触发信号，并传送触发信号到TCP层的触发执行模块52(S46)。
当触发执行模块52接收来自触发信号供给模块51的触发信号时，tcpcb处理器模块52b基于信息检索与相关的移动节点(MN)10通信的所有TCP连接，信息拥塞调整模块52c调整信息拥塞控制参数cwnd和ssthresh为执行信息拥塞控制前的值(S47)。当信息拥塞调整模块52c调整cwnd和ssthresh到执行信息拥塞控制前的值时，TCP模块从传输缓冲器检索未能接收各TCP连接的应答信号(ACK)的数据(S48)，并转发存储在传输缓冲器中的TCP分组数据到相关的移动节点(MN)10(S49)。
因此，当通信节点(CN)50的cwnd和ssthresh能恢复到信息拥塞控制前它们的值时，以信息拥塞控制前的数据率传输数据是可能的，这改善了TCP的性能。此时，作为接收站点的移动节点(MN)10能迅速的恢复失去的数据。
在移动节点10向通信节点(CN)50传输绑定更新消息的情况中，触发信号供给模块11基于此消息的信息产生传送到TCP的触发信号，并传送触发信号到TCP层的触发执行模块12(S51)。
当触发接口模块12a接收来自触发信号供给模块11的触发信号时，在触发执行模块12中，tcpcb处理器模块12b基于此信息检索与相关的移动节点(MN)10通信的所有的TCP连接，信息拥塞调整模块12c调整信息拥塞控制参数cwnd和ssthresh为执行信息拥塞控制前的值(S52)。当信息拥塞调整模块12c调整cwnd和ssthresh为发生重传超时前的值时，呼叫TCP的转发模块，因此从传输缓冲器检索未能接收各TCP连接的应答信号(ACK)的数据(S53)，并转发存储在传输缓冲器中的TCP分组数据到相关的通信节点(CN)50(S54)。
图13是说明根据本发明的另一实施例由移动节点的触发信号供给模块实现的运行的流程图。
参考图13，当绑定更新消息从MIPv6模块向通信节点50传输时，MIPv6接口模块11a确定来自MIPv6模块的BU消息是否传输到通信节点50(S61)。如果确定BU消息没有传输，结束处理。另一方面，如果确定传输了BU消息，触发信号产生模块11b产生触发由于切换执行信息拥塞控制的BU触发信号(S62)。然后处理器接口模块11c向TCP层中的触发执行模块12传输在触发信号产生模块11b中产生的触发信号(S63)。
图14是说明根据本发明的另一实施例由移动节点的触发执行模块实现的运行的流程图。
参考图14，触发接口模块52a接收来自触发信号供给模块11的处理器接口模块11c的触发信号(S71)。
当触发接口模块52a接收触发信号时，因为连接到tcpcb处理器模块52b的所有TCP连接需要分组数据传输控制，为了搜索所有的TCP连接，tcpcb处理器模块52b设置指针指向tcpcb目录的最初项(S72)。
tcpcb处理器模块52b确定指针是否为空值(S73)。如果确定指针为空值，结束处理。另一方面，如果确定指针不是空值而正指向特定的项，tcpcb处理器模块52b调整相关TCP连接的信息拥塞控制参数(S74)。在对一个项的信息拥塞控制参数的调整完成时，tcpcb处理器模块52b设置tcp指针指向tcpcb目录中的下一个项(S75)，并对连接到tcpcb处理器模块52b的所有TCP连接执行分组数据传输控制。
因此，tcpcb处理器模块52b顺序搜索在tcpcb目录中的所有的TCP连接，并对与tcpcb处理器模块52b建立的TCP连接的信息拥塞控制参数调整为信息拥塞控制前的值。
省略对信息拥塞调整模块52c运行的说明，因为这与结合图8描述的说明相同。
根据本发明，在基于移动IPv6的有线和无线综合环境中，由于在移动节点10的切换发生分组数据的丢失时，在执行信息拥塞控制后，系统能迅速恢复到TCP信息拥塞控制前的状态，因此减小由于移动节点10切换的传输质量的降低。
虽然已描述了本发明优选的实施例，本领域的技术人员应了解本发明不限于描述的实施例。如在下面的权利要求所定义的本发明的精神和范围内可以作各种改变和修改。

Claims (15)

1.一种基于无线网的IPv6中的移动节点切换时用绑定更新消息在通信节点中控制分组数据传输的方法，包括步骤：
在通过与任意的移动节点建立的传输控制协议连接传输分组数据后发生重传超时时，存储当前设置的信息拥塞控制参数；
检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当接收来自移动节点切换时的绑定更新消息时，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；其中，
校验接收的绑定更新消息的有效性；
当绑定更新消息是有效时，产生触发信息拥塞控制的触发信号；
响应产生的触发信号，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，复位信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述信息拥塞控制参数包括：
信息拥塞控制窗口；
最大信息拥塞控制窗口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤，在执行恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值的步骤后，重传来自传输缓冲器的相关移动节点数据，所述缓冲器未能接收到关于与相关移动节点建立的各个TCP连接的应答信号。
4.一种基于在无线网的IPv6中的移动节点切换时用绑定更新消息在移动节点中控制分组数据传输的方法，包括步骤：
在通过与任意的通信节点建立的传输控制协议连接传输分组数据后发生重传超时时，存储当前设置的信息拥塞控制参数；
检索与相关通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当执行切换时，向相关的通信节点传输绑定更新消息；
当传输绑定更新消息时，检索与移动节点建立的各个TCP连接，并恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于恢复步骤包括：
当执行切换时，向相关的通信节点传输绑定更新消息；
当传输绑定更新消息时，产生触发信息拥塞控制的触发信号；
响应产生的触发信号，检索与移动节点建立的各个TCP连接，复位信息拥塞控制参数为存储的值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于信息拥塞控制参数包括：
信息拥塞控制窗口；
最大信息拥塞控制窗口。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于还包括步骤，在执行恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值的步骤后，检索与移动节点建立的各TCP连接，并重传来自传输缓冲器未能接收应答信号的有关通信节点数据。
8.一种基于无线网的IPv6中的移动节点切换时用绑定更新消息控制分组数据传输的方法，包括步骤：
在通过与任意的移动节点建立的传输控制协议连接传输数据后发生重传超时时，依靠任意的通信节点存储当前设置的信息拥塞控制参数；
依靠任意的通信节点，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
在通过与任意的通信节点建立的TCP连接传输分组数据后产生重传超时时，依靠移动节点存储当前设置的信息拥塞控制参数；
依靠移动节点检索与相关的通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当执行切换时依靠移动节点向相关的通信节点传输绑定更新消息；
当传输绑定更新消息时，依靠移动节点检索与移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；
当接收来自移动节点切换时的绑定更新消息时，依靠通信节点检索与相关的移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
9.一种基于通信节点的IPv6中控制分组数据传输的系统，包括：
在通过与任意的移动节点建立的TCP连接传输分组数据后，传输控制协议模块响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
在执行切换时，移动IPv6模块接收来自相关移动节点的绑定更新消息；
当移动IPv6模块接收绑定更新消息时，触发信号供给模块产生触发信号，触发由TCP模块执行的信息拥塞控制；
响应由触发信号供给模块产生的触发信号，触发执行模块检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；其中，触发执行模块包括：
触发接口模块，接收由触发信号供给模块产生的触发信号；
处理器模块，响应由触发接口模块接收的触发信号，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接；
信息拥塞调整模块，对由处理器模块检索的各个TCP连接，复位信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于触发信号供给模块包括：
移动IPv6接口模块，校验由移动IPv6模块接收的绑定更新消息的有效性；
触发信号产生模块，响应由移动IPv6接口模块确定绑定更新消息是有效的决定，产生触发执行信息拥塞控制的触发信号；
处理器接口模块，向触发执行模块提供由触发信号产生模块产生的触发信号。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于信息拥塞控制参数包括：
信息拥塞控制窗口；
最大信息拥塞控制窗口。
12.一种基于移动节点的IPv6中控制分组数据传输的系统，包括：
在通过与任意的移动节点建立的TCP连接传输分组数据后，传输控制协议模块产生对发生的重传超时的响应，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当移动节点执行切换时，移动IPv6模块向相关的通信节点传输绑定更新消息；
当移动IPv6模块传输绑定更新消息时，触发信号供给模块产生触发信号，触发由TCP模块执行的信息拥塞控制；
响应由触发信号供给模块产生的触发信号，触发执行模块检索与移动节点建立的各个TCP连接，因此恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
13.一种基于无线网的IPv6中控制分组数据传输的系统，包括：
在通过与任意的通信节点建立的传输控制协议连接传输分组数据后，移动节点响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，执行信息拥塞控制，当执行切换时，向相关通信节点传输绑定更新消息，响应传输的绑定更新消息，检索与移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值；
在通过与移动节点建立的TCP通信连接传输分组数据后，通信节点响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，执行信息拥塞控制，并响应接收的来自移动节点的绑定更新消息，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于移动节点包括：
在通过与任意的移动节点建立的TCP连接传输分组数据后，TCP模块响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关通信节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
当移动节点执行切换时，移动IPv6模块向相关的通信节点传输绑定更新消息；
当移动IPv6模块传输绑定更新消息时，触发信号供给模块产生触发信号，触发由TCP模块执行的信息拥塞控制；
触发执行模块，响应由触发信号供给模块产生的触发信号，检索与移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于通信节点包括：
在通过与移动节点建立的TCP连接传输分组数据后，TCP模块响应发生的重传超时，存储当前设置的信息拥塞控制参数，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，修改当前设置的信息拥塞控制参数形成信息拥塞控制值，并执行信息拥塞控制；
移动IPv6模块，接收来自相关移动节点的绑定更新消息；
当移动IPv6模块接收绑定更新消息时，触发信号供给模块产生触发信号，触发由TCP模块执行的信息拥塞控制；
触发执行模块，响应触发信号供给模块产生的触发信号，检索与相关移动节点建立的各个TCP连接，恢复信息拥塞控制参数为执行信息拥塞控制前存储的值。
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