[發(fā)明專利]SDN網(wǎng)絡下移動終端切換時備用AP的選擇方法

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• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104869597A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 錢紅燕;孫茂鑫
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明公開了一種在SDN網(wǎng)絡環(huán)境下移動終端在不同的AP之間進行快速切換的一種方法。用于解決在移動終端在進行切換時，控制器如何決策選擇一個最優(yōu)的AP進行接入，并且將轉發(fā)路徑建立好的方法。屬于移動終端切換領域。

背景技術

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用以及移動流量的急劇增長，移動用戶需要像固定桌面用戶一樣穩(wěn)定的接入網(wǎng)絡，共享網(wǎng)絡資源。在無線網(wǎng)絡中，移動終端在不同的AP之間切換是個不可回避的問題，切換是一個程序，當移動終端想要改變無線AP時，或者終端移出了AP的覆蓋范圍時就會發(fā)生切換。由于現(xiàn)在廣泛使用的TCP/IP設計時沒有將移動性作為一個關鍵技術考慮在內(nèi)，為了維護在TCP/IP下移動終端通信的不中斷，出現(xiàn)了許多協(xié)議或者規(guī)范來解決在TCP/IP下移動終端的切換問題，例如移動IP技術。但是移動IP會有一些問題，例如信令開銷大，傳輸時延長以及三角路由問題，這些問題的存在一定程度上制約了在TCP/IP網(wǎng)絡架構下無線通信的發(fā)展。

傳統(tǒng)的因特網(wǎng)將控制與轉發(fā)緊耦合在網(wǎng)絡的設備上，這一特點導致了控制管理網(wǎng)絡變得復雜，也使得新的技術很難在現(xiàn)有網(wǎng)絡中部署。SDN網(wǎng)絡是由斯坦福大學提出的一個未來網(wǎng)絡的一個框架，它的主要思想是將控制模塊從轉發(fā)設備中分離，形成一個單獨的控制器來控制全網(wǎng)的信息，包括網(wǎng)絡信息的獲取、轉發(fā)路徑的建立等。而轉發(fā)設備只負責簡單的轉發(fā)任務。網(wǎng)絡的控制、決策等全交由控制器來控制，網(wǎng)絡管理者可以在控制器中根據(jù)需要編寫程序靈活的控制網(wǎng)絡。

現(xiàn)在基于移動主機的切換也提出了很多的方案，但是許多的方案都需要對現(xiàn)有的網(wǎng)絡設備進行改進，同時服務質(zhì)量也不能很好的得到保證。同時現(xiàn)在一些新的針對無線網(wǎng)絡的項目已經(jīng)提出，但這些項目現(xiàn)在大多都處于研究階段，目前還沒有部署的實例，但是已經(jīng)表明了，移動互聯(lián)網(wǎng)是未來網(wǎng)絡的一個方向，而終端的切換是未來網(wǎng)絡的一個關鍵問題。本發(fā)明是在移動終端進行通信時，提前將要切換到的AP選擇好同時將該AP到目的結點的路徑建立好，移動終端進行切換時，直接接入到所選擇的AP，這樣可以降低切換時的開銷和時延，可以有效的保證用戶的服務質(zhì)量。在眾多的AP中如何選出一個最優(yōu)的AP是一個十分重要的問題。本發(fā)明是利用SDN網(wǎng)絡的控制器來進行選擇，由于控制器可以獲得整個網(wǎng)絡鏈路的參數(shù)信息，例如帶寬、時延等，本發(fā)明根據(jù)這些參數(shù)來選擇AP，通過計算出每個AP到目的結點的鏈路代價，選出一個鏈路代價最小的，同時鏈路還要滿足一定的時延要求，選出的鏈路所包含的AP就是本發(fā)明所選的AP，通過該AP接入網(wǎng)絡，能達到較好的傳輸效果，同時有能滿足快速切換的目的，降低了擁塞發(fā)生的概率，充分利用網(wǎng)絡帶寬并且提高了網(wǎng)絡鏈路的傳輸能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，利用SDN架構，提供一種對移動終端在移動過程中，從多個AP中選出一個最優(yōu)的AP以備切換的方法。通過本發(fā)明，可以有效的降低切換時延實現(xiàn)快速切換，并保證切換的服務質(zhì)量提高網(wǎng)絡鏈路的利用效率，充分利用網(wǎng)絡帶寬。

本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案：一種在SDN網(wǎng)絡環(huán)境下移動終端在不同的AP之間進行快速切換機制，假設一個虛擬的源節(jié)點，并且假設從該源節(jié)點到每一個AP都有一條所有參數(shù)都相同的鏈路，這樣，就可以把選擇最優(yōu)的AP的問題就轉為選出一條最優(yōu)的傳輸路徑的問題。將在終端移動方向上的AP組成一個集合，并且該集合中所有的AP都是移動終端能感知到信號強度的AP，最后所選的AP就是集合中的一個。所述的獲得AP的方法其過程如下：

步驟一：假定一個虛擬源節(jié)點s，從該源節(jié)點s到達每一個集合中的AP都有一個虛擬鏈路，所有虛擬鏈路的參數(shù)全部相同。

步驟二：控制器獲取集合中每個AP到目的結點鏈路的帶寬T、時延d，同時設定鏈路的最大帶寬B。

步驟三：根據(jù)獲得的帶寬T以及設定的最大帶寬B，計算每條鏈路的丟包率1，然后再計算整個路徑的丟包率loss。通過獲取到的帶寬T以及設定的鏈路的最大帶寬B，來計算鏈路的丟包率其計算公式如下：