[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)態(tài)簇的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)虛擬化快速切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610119891.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN105792295B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱曉榮;張飛陽;鞏曉迪;周辰駿;王勇;楊龍祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W36/00
• 分類號(hào): H04W36/00;H04W36/08;H04L29/12
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種基于動(dòng)態(tài)簇的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)虛擬化快速切換方法，其特征在于，該方法包括Mesh客戶端和Mesh節(jié)點(diǎn)步驟：

Mesh客戶端：

步驟1-1)接入模塊：客戶端周期性地發(fā)送動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議信息請(qǐng)求，運(yùn)行DHCP服務(wù)的接入點(diǎn)收到請(qǐng)求后開始對(duì)客戶端的位置跟蹤；

步驟1-2)數(shù)據(jù)包模塊：以固定頻率向默認(rèn)網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)包；

Mesh節(jié)點(diǎn)：

步驟2-1)動(dòng)態(tài)簇維護(hù)模塊：收到DHCP請(qǐng)求的接入點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)接入點(diǎn)簇，簇內(nèi)成員自動(dòng)加入一個(gè)多播組，即動(dòng)態(tài)簇多播組，以多播的形式在組內(nèi)交換自己與客戶端的鏈路質(zhì)量信息，相反，一段時(shí)間沒有收到DHCP請(qǐng)求，則自動(dòng)退出動(dòng)態(tài)簇多播組；

步驟2-2)數(shù)據(jù)多播組維護(hù)模塊：動(dòng)態(tài)簇內(nèi)具有最佳鏈路質(zhì)量的接入點(diǎn)自動(dòng)加入一個(gè)數(shù)據(jù)多播組，開始為客戶端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，相反，判斷鏈路質(zhì)量不是最優(yōu)的接入點(diǎn)則退出數(shù)據(jù)多播組；

步驟2-3)數(shù)據(jù)包路由模塊：接入點(diǎn)收到數(shù)據(jù)以后，多播到組內(nèi)的其他接入點(diǎn)，最后發(fā)送到Internet網(wǎng)關(guān)(Internet Gateway，IGW)；

所述Mesh客戶端步驟1-1)中，接入模塊由以下二部分構(gòu)成：(1)DHCP請(qǐng)求；(2)ARP接收，具體流程為：

a)Mesh客戶端通過周期性地廣播DHCP請(qǐng)求獲取有效的IP地址，運(yùn)行DHCP服務(wù)的Mesh接入點(diǎn)根據(jù)客戶端的MAC地址為其分配IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的IP地址、租期，因此，所有接入點(diǎn)返回的IP地址和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是相同的，客戶端認(rèn)為始終只有一個(gè)接入點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Mesh客戶端的位置跟蹤；

b)當(dāng)Mesh接入點(diǎn)開始為Mesh客戶端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)向客戶端發(fā)送主動(dòng)ARP信息，修改客戶端本地的ARP緩存，更新默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的MAC地址，保證客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)先到達(dá)該接入點(diǎn)；

所述Mesh節(jié)點(diǎn)步驟2-1)中，動(dòng)態(tài)簇維護(hù)模塊由以下三部分構(gòu)成：(1)DHCP服務(wù)；(2)成簇算法；(3)動(dòng)態(tài)簇多播組，具體流程如下：

a)Mesh接入點(diǎn)運(yùn)行DHCP服務(wù)，監(jiān)聽客戶端的接入請(qǐng)求，收到DHCP請(qǐng)求的Mesh接入點(diǎn)自動(dòng)加入該客戶端的動(dòng)態(tài)簇，如果一段時(shí)間后沒有再收到請(qǐng)求，則自動(dòng)退出動(dòng)態(tài)簇；

b)動(dòng)態(tài)簇內(nèi)的接入點(diǎn)加入一個(gè)多播組，即動(dòng)態(tài)簇多播組，動(dòng)態(tài)簇的接入點(diǎn)測量客戶端的接入鏈路質(zhì)量，通過成簇算法判斷出延時(shí)最短的接入點(diǎn)，加入數(shù)據(jù)多播組，開始為客戶端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；

所述Mesh節(jié)點(diǎn)步驟2-2)中，數(shù)據(jù)多播組維護(hù)模塊由以下四部分構(gòu)成：(1)數(shù)據(jù)包攔截；(2)數(shù)據(jù)包代理；(3)數(shù)據(jù)多播組；(4)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，具體流程如下：

a)動(dòng)態(tài)簇的接入點(diǎn)判斷出具有最佳的鏈路質(zhì)量后加入數(shù)據(jù)多播組，同時(shí)向客戶端發(fā)送主動(dòng)ARP應(yīng)答來修改客戶端本地ARP緩存，更新默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的MAC地址；

b)數(shù)據(jù)多播組中的接入點(diǎn)為客戶端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，對(duì)于上行鏈路，Internet網(wǎng)關(guān)接收到來自數(shù)據(jù)多播組的重復(fù)的數(shù)據(jù)包，對(duì)于下行鏈路，客戶端會(huì)收到來自數(shù)據(jù)多播組重復(fù)的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)多播組的成員一段時(shí)間沒有收到客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)或者接入鏈路質(zhì)量不是最佳，則退出多播組；

c)為了避免數(shù)據(jù)多播組中的多個(gè)接入點(diǎn)發(fā)送重復(fù)的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)多播組的接入點(diǎn)向Internet網(wǎng)關(guān)發(fā)送一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求消息，Internet網(wǎng)關(guān)對(duì)于第一個(gè)接收到請(qǐng)求的接入點(diǎn)發(fā)送服務(wù)確認(rèn)消息，向后接收到請(qǐng)求的Mesh接入點(diǎn)發(fā)送服務(wù)拒絕消息，最終，從數(shù)據(jù)多播組中選擇一個(gè)延時(shí)最短的接入點(diǎn)為客戶端服務(wù)；

d)在Mesh客戶端移動(dòng)的過程中，不斷有Mesh接入點(diǎn)加入或者離開動(dòng)態(tài)簇和數(shù)據(jù)多播組，重復(fù)上述的最佳接入點(diǎn)的選擇過程，當(dāng)Internet網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)接收到請(qǐng)求的接入點(diǎn)不是原先為客戶端服務(wù)的接入點(diǎn)，會(huì)向該接入點(diǎn)發(fā)送服務(wù)確認(rèn)消息SCM，向原來的接入點(diǎn)發(fā)送服務(wù)拒絕消息SDM，這樣保證始終只有一個(gè)接入點(diǎn)為客戶端服務(wù)。