[發明專利]優化嵌套網絡路由的MANEMO移動網絡系統及其優化方法

有效

• 申請號: 201110084874.6
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102164082A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 劉元安;吳帆;唐碧華;張潔;賈錦濤
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04W40/02
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種優化嵌套網絡路由的MANEMO移動網絡系統及其路由優化的方法，確切地說，本發明基于當前的基本移動路由協議，對嵌套移動網絡和訪問移動節點與骨干網的通信路由進行優化，選擇與接入路由器直接連接的移動網絡路由器作為根路由器，代替漫游的移動網絡和移動節點與其家鄉代理進行綁定；再在多跳域內部采用多跳路由協議，實現了同一多跳域內不同移動網絡節點間的直接通信，從而達到防止嵌套網絡造成的多三角路由問題，提高移動網絡通信效率。屬于移動網絡的路由優化技術領域。

背景技術

目前，移動網絡的發展已經比較成熟，執行的移動性管理的主要協議是MIPv6(Mobile?Internet?Protocol?Version?6，即RFC3775)和網絡移動基本支持NEMO?BS協議(Network?Mobility?Basic?Support?Protocol，即RFC3963)。MIPv6主要用于單臺計算機的移動性管理和支持主機移動性，定義了移動節點在移動過程中保持通信連續性的方法，但是，它沒有提供網絡移動性的支持。NEMO?BS協議是對MIPv6的擴展，定義了移動網絡作為一個整體在移動過程中保持會話連續性的方法。

根據協議規定，骨干網給移動網絡分配若干個移動網絡前綴MNP(Mobile?Network?Prefix)，移動網絡節點MNN(Mobile?Network?Node)根據MNP獲取一個家鄉地址HoA(HomeAddress)。當移動網絡移動到外地鏈路時，移動網絡路由器MR(Mobile?Router)獲取轉交地址CoA(Care?ofAddress)。MR的CoA的映射表和MNP都由移動網絡的家鄉代理HA(Home?Agent)維護，MR獲得CoA后，要向家鄉代理進行注冊，以建立其與HA之間的雙向隧道，以供移動網絡節點MNN繼續使用其家鄉地址HoA。通信節點CN(Correspondent?Node)向移動網絡節點發送數據分組時，分組首先發送到移動網絡的家鄉代理HA。HA接收到發送給移動網絡的數據分組后，通過MR和HA之間的雙向通道，將分組發送到MR的當前轉交地址上。MR接收到分組后，經過解封裝處理后，將其轉發給移動網絡相應的移動網絡節點。

參見圖1，介紹現有的網絡存在多層嵌套時，如何使用網絡移動性基本支持NEMO協議存在的“多三角路由”問題。圖中，MR2-MR5分別通過MR1接入因特網，其中的MR2嵌套在MR1下，MR3與MR4嵌套在MR2下，MR5嵌套在MR4下，形成一個層層嵌套的結構。通信節點CN與MR5下的MNN通信過程如下：CN將數據包發送到網絡中，根據目的地址信息被MR5的家鄉代理HA5截獲，按照MR5與HA5的綁定記錄，數據包以HA5→HA4→HA2→HA1→MR1→MR2→MR4→MR5→MNN的路線傳送。傳送過程中，數據包在HA5、HA4、HA2和HA1分別進行封裝，還在MR1、MR2、MR4和MR5分別進行解封裝。

目前，解決NEMO嵌套網絡路由優化問題的現有技術主要有兩種思路：一種是通過源路由機制，解決嵌套移動網絡的“多三角路由”問題；另一種是通過將一個接入路由器AR(Access?Router)下的所有MR構成一個樹狀的分級拓撲結構，只通過頂層MR與底層MR的家鄉代理之間建立雙向隧道與外網通信。

例如，2007年2月，P.Thubert和M.Molteni發表的《IPv6?Reverse?Routing?Header?and?its?application?to?Mobile?Networks》，提出一種反向路由頭RRH(Return?Routing?Header)協議，就是采用源路由機制優化嵌套移動網絡的方案。它是采用一種新的“反向路由頭”記錄從MNN到CN的路由信息，MR通過與AR直接相連的根路由器與自己的HA建立雙向隧道，略去了中間MR的HA。

當數據分組從MNN發送給CN時，路徑上第一個MR分配必要數量的RRH，路徑上MR到AR的步數就是需要在隧道頭中分配的RRH的個數。在第一個RRH中將MNN直接連接的MR的HA作為目的地址，該MR的CoA作為源地址，路徑中的MR分別向下一個RRH中插入自己的CoA作為源地址，而目的地址不改變。數據分組通過雙向隧道發送到與MNN直接相連的MR的HA，HA解封數據包的同時，緩存RRH中條目并將數據發往CN。HA建立緩存后，CN發往MNN的數據就可以使用與RRH相反的方向發送。