用于运行按照网状类型、尤其是根据标准IEEE802.11s由多个网络节点构成的网络的方法

专利名称：用于运行按照网状类型、尤其是根据标准IEEE802.11s由多个网络节点构成的网络的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行按照Mesh类型、尤其是根据标准 IEEE802. lis由多个网络节点构成的网络的方法，所述网络运行至少一 个笫一网络节点和至少一个第二网络节点，所述笫一网络节点作为用于 与所述网络分离的站点的接入点，所述第二网络节点作为用于与所述网 络分离的站点的连接点，从而当在所述Mesh网络中分离的站点从第一 网络节点的无线服务区域变换到第二网络节点的无线服务区域时，基于 根据对于Mesh网络有效的路由协议所定义的路由错误消息来更新节点 的分配信息。
本发明的重要优点在于，即使是从Mesh网络的外部网络节点到 Mesh网络的内部网络节点的短暂映射或分配也能够被及时地传输。因 此，根据本发明的方法特别适用于如下环境其中Mesh网络外部的移 动站点从一个连接点一即例如作为Mesh网络入口具有与另一通信网络 的连接的Mesh边界节点或者允i午Mesh外部的站点与Mesh网络通信的 Mesh接入点一移动到下一连接点。此外，根据本发明的方法适用于Mesh 网络环境，其中移动站点在接入点变换的情况下不经历新的地址分配。
优选地，本发明被扩展为使得分配给Mesh网络节点的接入表被构造为使得其被分为第一子区域和第二子区域，其中所述第一子区域针对
被分配有分配表的Mesh节点的所有分配包含至少一个信息，而所述第 二子区域针对自己已知的、Mesh网络的其它Mesh节点的分配包含至少 一个信息，并且第一和/或第二子区域具有尤其是构造为表列的分配特 征，所述表列包含表现活性状态的信息。
在此，本发明的有利改进方案在于，所述路由错误消息被构造为使 得能够附加至少一个尤其是实施为所谓标记(Flag)的信息，由此能够 通知错误的分配信息。
根据本发明方法的另一扩展方案，所构造的路由错误消息只基于第 二表区域的操作。
所构造的路由错误消息由如下的所有Mesh节点借助于广播发送 所述Mesh节点具有通向在所述路由错误消息中所给出的用作连接点的 Mesh节点的路径，其中在广播之前从结构化的路由错误消息中删除所有 如下分配信息进行发送的Mesh节点不具有针对该分配信息的路径。
可替换地，所构造的路由错误消息被借助于单点传送由所有Mesh 节点发送给所有相邻的Mesh节点。
对此的有利扩展方案在于，当作为源节点或者作为目的节点来通知 分离的节点的数据分组到达Mesh网络节点时，所述Mesh网络节点的分 配表的活性状态信息表现为"活跃"状态。由此可以进行分配状态的及 时调整。
另一有利的扩展方案在于，向关于分配的信息附加关于第一有效持 续时间的、尤其是作为列来构造的信息，其中在将活性状态信息设置为 状态"活跃"时，第一有效持续时间的值被录入，并且其中在第一有效 持续时间结束时，活性状态信息被设置为状态"暂停"。由此实现对分 配状态的及时并保证更新的调整。
在本发明的扩展方案中，在脱离的第一网络节点处构造消息并借助 于广播发送所述消息，使得所述消息包含第一网络节点的第二表区域的 所有表示为"活跃，，的分配信息。
这通过以下方式被有利地扩展将该消息转发给其它节点的次数尤 其是通过所谓的"生存时间"来确定，因此不必将所述消息分布在整个、 尤其是大的Mesh网络中，而是只保证仅仅涉及到的Mesh网络节点被通 知。在此，有效持续时间的值被优选地确定为使得所述值与路径的有效 持续时间相关，而已执行的、涉及所参与的节点的更新与所述路径有关，
尤其是在此基于形成路径的、根据对于Mesh网络有效的协议的协议消 息来进行所述确定。
在本发明的另一扩展方案中，优选地基于由针对分离站点所规定的 接入程序触发的事件来对至少第一表区域的活性状态信息进行更新。这 支持了将不根据Mesh工作的分离站点与Mesh网络连接。
本发明的另一扩展方案规定，基于由针对Mesh网络所规定的程序、 尤其是路由程序所触发的事件来对至少第二表区域的活性信息进行更 新。由此保证了 Mesh网络的常规功能。
在另一扩展方案中，收到如下信息的Mesh网络节点将所收到的信 息丢弃所述信息关于已经包含在第一表区域中的分配信息。由此拦截 了可能的暂时布局问题(Konstellationsproblem)以及寻址问题。
在本发明的另一改进方案中，根据对于Mesh网络有效的路由协议 形成的分配消息被构造为使得其能够以有针对性的方式被用于确定第 一有效持续时间的值、尤其是所涉及的分配信息的实际剩余的有效持续 时间所占据。由此支持了对尤其是在第二表区域中所包含的分配信息的 更新。


根据借助于图1至图2阐述的现有技术，借助于图3至图9来阐述 本发明的其它细节和优点。在此
图1示出按照IEEE802. lis的6地址模式 图2示出具有移动站点的无线Mesh网络 图3示出实现本发明的Mesh网络的实施例 图4示出为6地址模式扩展的路由错误消息 图5示出分配消息(分配通知)
图6a示出在执行根据实施例的本方法时的网络的第一印象 (Momentaufnahme )
图6b示出所属的分配表
图7a示出在执行根据实施例的本方法时的网络的第二印象 图7b示出所属的分配表图8a示出在结束执行根据实施例的本方法之后的网络的第三快照
图8b示出所属的分配表
图9a示出实施例变化情况下的印象
图9b示出所属的分配表
具体实施例方式
图3示例性示出Mesh网络，该Mesh网络作为本发明的实施例4吏得 能够执行根据本发明的方法并且该Mesh网络是进一步阐述本发明的基 础。在该网络中只示出对于阐述必要的Mesh边界节点，即第一Mesh边 界节点Ml、第二Mesh边界节点M2、第三Mesh边界节点M3以及第四Mesh 边界节点M4。本实施例甚至可以包含比所示出的多得多的Mesh节点。 两个所示出的Mesh边界节点之间的路径可以经过多个Mesh节点。同样， 为了保证清晰只给出并示出一个外部源节点Sl和一个外部目的节点Dl 作为对通常多个外部节点的精简(Auszug)。此外，其它节点同样还可 以位于外部源节点Sl和外部目标节点Dl与相应的Mesh边界节点M1...4 之间。
对于所示出的实施例，被称为"外部节点"的那些网络节点被定义 为非Mesh节点并因此在Mesh网络之外。
此外，如下Mesh节点净皮称为"Mesh边界节点"该Mesh节点除了 具有与其它Mesh节点的连接之外，还具有与不属于Mesh网络的节点的 连接。这在IEEE 802. lis的范围内可以是"Mesh接入点"，正常的WLAN 站点(用户节点)可以与该"Mesh接入点，，连接以便经由Mesh网络来 通信；或者这在IEEE 802. lis的范围内可以是所谓的"Mesh网络入口 (Mesh-Portale)"，该"Mesh网络入口"具有与其它网络、例如有线 以太网的连接。
将外部源节点与Mesh网络连接的Mesh边界节点还被称为Mesh源 节点。将外部目标节点与Mesh网络连接的Mesh边界节点还被称为Mesh 目标节点。
概念上，可以根据本发明、进而根据本实施例同样对待Mesh接入 点和Mesh网络入口 。然而，Mesh接入点和Mesh网络入口在它们如何获 得关于Mesh网络之外节点的信息的方式方面有区别，其中可以经由该 Mesh接入点和该Mesh网络入口来到达这些节点。可以经由该Mesh接入点和该Mesh网络入口到达的外部节点的拓朴和可能的数量也可以不同。 在本实施例的范围内，"分配表"被定义为使得其包含Mesh边界节 点和外部节点之间的分配。分配表中的项描述从Mesh网络出发经由哪 些Mesh边界节点可以到达给定的外部节点。在此，根据该实施例的分 配表一方面被分为"分配表的局部部分"，该"分配表的局部部分"包 含该Mesh节点的所有分配，其中该Mesh节点可以经由外部接口 、即所 谓的"非Mesh接口"来到达外部节点，并且只有Mesh边界节点具有局 部部分；分配表另一方面被分为"分配表的全局部分"，该"分配表的 全局部分"包含其它Mesh节点的所有已知分配，其中所涉及的Mesh节 点可以经由给定的Mesh边界节点到达外部节点，并且每个Mesh节点都 可以具有全局部分。
此外，分配表的局部部分和全局部分可以实施为两个分离的表或者 也可以实施为一个公共的表。在此，每个Mesh节点都具有分配表。分 配表的表索引是外部节点Mesh节点为给定的外部节点寻找合适的Mesh
边界节点。
此外，针对该实施例定义，"分配消息"是向Mesh网络中其它Mesh 节点宣布分配的消息。图5示出这种消息的构造和其它细节的实施例。
根据图示可以经由第一 Mesh边界节点Ml向Mesh网络发送数据分 组的外部源节点SI可以是才艮据Wireless Local Area Network (无线 局域网)所基于的标准IEEE 802. 11或者其衍生而设计的站点，而笫一 Mesh边界节点Ml可以担当Mesh接入点。
才艮据图示，外部目标节点Dl可以经由第三Mesh边界节点M3从Mesh 网络获得数据分组。在实际的Mesh网络中，Dl例如可以是有线以太网 中的节点，而M3可以是Mesh网络入口 。
在图3所示的Mesh网络中恰好存在一条路径，而且是在第一Mesh 边界节点Ml与第三Mesh边界节点M3之间。该路径针对外部源节点SI 与外部目标节点Dl之间的通信而建立。此外，在图3中给出路由表和 分配表，该路由表和分配表在该示例中根据假设得出或假设出。
在外部节点Sl、 Dl变换到另一Mesh边界节点M1…M4时必须考虑， 通信经常是双向的。根据图3中的示例，这表示对于从源节点SI指 向目标节点Dl的(单向)通信，源节点SI在功能上是源节点而目标节 点Dl在功能上是目标节点；对于从目标节点Dl指向源节点SI的(单向)通信，源节点Sl在功能上是目标节点而目标节点Dl在功能上视为 源节点。
在下面进一步阐述根据图3示出的实施例的分配表的结构以及对该 分配表的定义。
根据实施例，在现有的列方面对分配表的最小要求是提供下列信息 类型作为列
—外部节点的地址(键列)
—所属的Mesh边界节点的地址
—所述分配的Timeout (超时)/剩余有效时间
此外根据本发明，对分配表扩展如下的列
—信息类型"暂停/活跃"，具有两个值
。暂停所述分配目前未被用于转发数据分组。可能不存在到相 应Mesh边界节点M1...M4的路径。
。活跃所述分配当前被用于转发数据分组。存在到相应Mesh 边界节点M1…M4的路径。
如果发给外部节点或者来自外部节点的数据分组到达Mesh边界节 点M1.,.M4，则分配表中的相应项的列"暂停/活跃，，被表示信息"活跃" 的尤其是编码的值所占据，并且Timeout (超时)被置为其开始值。如 果定时器走完，即在特定时间内没有分组从Mesh边界节点转发给相应 的外部节点或者该外部节点没有接收到分组，则列"暂停/活跃，，被表 示信息"暂停"的尤其是编码的值所占据。
因为所述分配实际上是路径的一部分， 一个分配的定时器的开始值 应该对应于Mesh网络中所属路径的超时。所以在本发明中，从相应的 路由消息中接收定时器的开始值，该路由消息通常是根据IEEE 802. lis 定义的RREQ消息、RREP消息，或者开始值是与用于所确定的Mesh路径 相同的值。
在分配表中具有新项的情况下，根据该实施例，对列"暂停/活跃" 的初始化对于局部部分和全局部分不同地进行。
例如在才艮据IEEE 802. 11定义将IEEE 802. 11站点、即外部节点与 Mesh接入点进行关联和分离的情况下，在局部部分中，通过外部方法来 设置和删除项。然而，不能由此建立到该外部节点的Mesh路径。所以 根据本发明，列"暂停/活跃"被初始化为"暂停"。在全局部分中，通过来自Mesh网络的路由消息来设置项。因此， 对于新的项来说存在相应的Mesh路径。所以根据本发明，列"暂停/活 跃，，被初始化为"活跃"。该Mesh路径也被设置为"活跃"，从而相应 的分配也一定是活跃的。同时也启动所述分配的定时器。
只有在分配表的全局部分，暂停的分配才也可以由Mesh节点本身 删除，以便例如将分配表保持得尽可能小。在分配表的局部部分中，分 配由外部方法删除，例如将站点与Mesh接入点分离。
在如HWMP的路由协议中，路由消息的时间顺序通常通过序列号来 保证。这些序列号与路由消息的发起方相关联并且保证具有过期信息的 旧路由消息不能覆盖当前信息。分配的相应发起方是外部节点。外部节 点不能被扩展，因此外部节点也不能将序列号与分配相联系。
根据本发明的变型方案在于，相应的Mesh边界节点M1...M4将序列 号与分配相联系。然而，根据本发明的变型方案这样做就有必要在外部 节点Sl、 Dl从一个Mesh边界节点M1…M4变换到另一 Mesh边界节点 M1.,.M4时，序列号也一起转移，因此可以保持时间的连续性。虽然这保 证了根据该实施例的功能，但是只有在大量耗费协议的情况下才有可 能。
本发明的扩展方案通过在更新分配表时遵循根据本发明的特定规 则而提供了一种简化解决方案。因此，可以在所述时间顺序的情况下避 免大多数沖突。但如果在少数情况下真的出现冲突，则在Mesh网络中 虽然将存在短暂的干扰，然而该干扰可以通过路由协议被再次消除。
为此根据本发明，在更新分配表时应该注意下述规则的至少 一部
分
—例如在将IEEE 802.11站点与Mesh接入点进行关联和分离时， 只通过外部方法来设置和删除分配表的局部部分中的项。只有这些外部 方法才允许更新局部部分中的分配。
—如果Mesh边界节点获得包含分配的路由消息或分配消息，对于 该分配的外部节点在Mesh边界节点的分配表的局部部分中已经存在一 个分配，则在前提到的分配不被接受并且不对分配表的局部部分中的现 有分配进行更新。这种情况可能在变换站点时由于暂时状况 (Konstellation)而发生。但是，这种情况也有可能表明网络中存在 配置问题，如在双重MAC地址的情况下出现的配置问题。—在分配表的全局部分中录入来自路由消息一例如来自具有6地址 支持的RREQ消息一的分配。如果针对新的分配的外部节点已经存在项， 则更新该项。
—分配消息只被视作有用信息。在分配消息中包含的分配可能相当 长时间都未被更新。所以，来自分配消息的分配只在如下情况下才被接 受对于相同的外部节点，在分配消息的接收方的分配表的局部部分中 没有分配并且在全局部分中没有活跃分配。此外，来自分配消息的分配
。不能更新分配表的局部部分中的现有分配
。不能更新分配表的全局部分中的现有的活跃分配
。更新分配表的全局部分中的暂停分配，因为暂停分配通常比(来 自分配消息的)活跃分配旧。此外，还可以删除分配表的全局部分中的 暂停分配。如果这些暂停分配仍然存在，则其只作为附加的、历史的并 且可能仍有效的信息，该信息可以由新信息覆盖。
一为了还可以通过分配消息来更新分配表的全局部分中的现有的 活跃分配，也可以在分配消息的另 一有利方案中用分配消息来传送分配 的剩余有效时间。例如通过一个简单的比较就可以判断哪个分配具有更 长的有效性。然后，该分配在Mesh节点中用于相应的外部节点。
由此基于上述规定和定义，现在在下面针对外部节点Sl、 Dl变换 Mesh边界节点的情况来阐述根据本发明的有利方法。
在此，对于根据本发明方法的说明假设图3中的源节点Sl从笫 一 Mesh边界节点Ml变换到第二 Mesh边界节点M2。源节点Sl和第一 Mesh边界节点Ml之间的分配是活跃的。
当通过外部过程从分配表的局部部分中删除源节点(站点)Sl和第 一 Mesh节点Ml之间的活跃分配时，该外部过程例如是站点Sl与第一 Mesh接入点Ml分离，脱离的的第一 Mesh边界节点Ml通过广播向整个 网络发送包含该删除的分配的路由错误(Route Error, RERR)消息。 可以使用RERR，因为分配是外部源节点Sl和外部目标节点Dl之间的路 径的一部分。该RERR消息与4艮据HWMP的标准RERR消息相比的扩展之 处在于，该RERR消息不但包含Mesh边界节点、而且还包含整个分配， 因此该RERR消息可以有利地用于在IEEE 802. lis中所使用的6地址模 式。
图4示出根据本发明扩展了的RERR消息。应该看出，引入新的标记"错误分配"，该标记表示，当该标记被置位时涉及用于分配的RERR。新的字段"地址数量N"包含随后的元组一MAC地址/目标序列号一的数量。因为分配由两个MAC地址构成，所以N总是偶数。外部节点不具有序列号，因为外部节点不是Mesh网络的一部分。为了在Mesh节点中简化对RERR消息的处理，虽然存在相应的字段，但是不分析该字段(项被保留)。
因此在必要时还可以省略该字段。
对根据本发明扩展了的、具有被置位的"错误分配"标记的RERR进行的处理也与对之前的HWMP-RERR消息的处理不同。扩展了的RERR消息只允许应用于分配表的全局部分。只有与两个地址一即Mesh边界节点的地址和外部节点的地址——致的分配才从分配表中被删除。路由表中的项不被删除。
该扩展了的RERR消息被所有如下Mesh节点通过广播重新发送这些Mesh节点具有通向RERR中所引用的Mesh边界节点的路径。如果在RERR中包含多个分配，则在重新广播之前从RERR中删除所有如下分配一Mesh节点不具有通向该分配的路径。可替换地，如果例如通过邻居列表已知所有相邻节点，则可以通过单点传送将该RERR消息发送给所有相邻节点。如果路由协议对前身列表(所谓的precursor list)进行管理，则还可以通过单点传送只向位于通向RERR中引用的Mesh边界节点的路径上的前身Mesh节点发送该RERR消息。
在外部源节点S1 (站点)根据图3所述场景移动到作为新Mesh节点的第二Mesh边界节点M2之后，并且该分配已经例如通过站点(SI)与第二Mesh接入点(M2)的关联而被录入到第二 Mesh节点M2的分配表中，则当由源节点Sl作为新的接入使用的第二Mesh接入点M2应该将数据分组从外部源节点Sl转发给外部目标节点Dl时，可能发生下面概述的不同情况
a) 第二Mesh边界节点M2在其分配表中具有针对目标节点Dl的项并且具有通向所属的第三Mesh边界节点M3的路径
b) 第二Mesh边界节点M2虽然具有通向第三Mesh (边界)节点M3
的路径，其中必须经由该路径向外部目标节点Dl发送数据分组，但是在该第二 Mesh边界节点M2的分配表中不存在针对外部目标节点Dl的项。c)第二Mesh边界节点M2在其分配表中不具有针对外部目标节点Dl的项，也不具有通向相应的第三Mesh边界节点M3的路径
d )第二 Mesh边界节点M2在其分配表中具有针对目标节点Dl的项，但是不具有通向所属的第三Mesh边界节点M3的路径
根据本发明的方法尤其为情况b)、 c)和d)提供一种有利的解决方案。
在情况a)中，源节点Sl至目标节点Dl之间的通信可以立刻进行，因为在分配表和路由表中存在所有必要的项。因此，不需要开发特殊的解决方案。
在情况b)、 c)和d)中，最简单的解决方案是当第二Mesh边界节点M2从外部源节点Sl接收到给外部目标节点Dl的用于转发的数据分组时，该第二Mesh边界节点M2发送具有所查找的目标节点Dl的目标地址的路由请求消息(RREQ)。作为RREQ中的源地址，针对Mesh源节点录入第二Mesh边界节点M2，而针对外部源节点则录入Sl。对仅目标标记(Destination—Only—Flag; D0—Flag )进行置位，4吏得只有相应的Mesh边界节点才能产生RREP。在获得该RREQ消息时，第三Mesh边界节点M3认识到针对源节点Sl的新的分配，并且将该分配录入到其分配表中。该第三Mesh边界节点M3还生成路由答复消息(RREP)，该第三Mesh边界节点M3将该路由答复消息(RREP )发送给第二Mesh边界节点M2、即两个外部节点Sl、 Dl之间的路径上的Mesh源节点。在该RREP消息中作为Mesh目标节点的目标地址录入第三Mesh边界节点NG，针对外部目标节点则录入Dl。在获得该RREP消息时，该第二 Mesh边界节点M2认识到新的分配并同时认识到通向对于目标节点Dl来说相应的Mesh边界节点的路径，并且外部节点Sl, Dl之间的通信可以进行。
可替换地，在情况d)中，通向相应的Mesh边界节点、即第三Mesh边界节点M3的路径也可以借助于RREQ来建立所查找的Mesh内部的目标节点是第三Mesh边界节点M3， Mesh源节点是第二 Mesh边界节点M2，外部源节点是外部节点Sl。然而重要的是在针对外部目标节点存在分配但缺少通向相应Mesh边界节点的路径的情况下，路由请求实际上被起动并且该情况不被视为错误状况。在后一种情况下，必须为外部目标节点Dl起动路由请求。
在本发明的另 一有利方案中，在RREQ中不对仅目标标记(D0-Flag )置位，使得用RREP就可以答复中间节点。这会缩短对通向目标节点Dl的路径的等待时间，尤其是因为作为旧接入使用的、在目标节点Dl和第三Mesh节点M3之间具有活跃分配的第一 Mesh边界节点Ml在移动站点的情况下位于作为新接入使用的第二Mesh边界节点M2附近。必须对答复和转发标记(Reply-and-Forward-Flag )置位，由此通过广播将RREQ转发至相应的Mesh边界节点，并且该Mesh边界节点认识到源节点SI的新分配。对于该方法，必须如下扩展针对并未对DO-Flag置位的RREQ的HWMP处理规则
如果中间节点在RREQ的所查找节点的分配表中具有活跃的项，则该中间节点用RREP来答复该所查找的节点。对于目标地址，从(Mesh和外部目标节点的)分配表中获取相应的值。
因为外部节点SI的作为新接入使用的第二 Mesh边界节点M2通常与旧接入、即第一Mesh边界节点Ml距离不远，因此可以快速地建立外部节点SI和Dl之间的路径。该路径经过旧的Mesh边界节点。RREQ/RREP消息将在一定时间之后找到最佳路径，然后也使用该最佳路径。
在本发明的另一有利方案中，当通过外部过程一如站点与Mesh接入点分离一将一个活跃分配从分配表的局部部分中删除时，之前作为接入使用的第一Mesh边界节点Ml通过广播发送如图5所示的专用分配消息，该分配消息包含来自该第一Mesh边界节点Ml的分配表的全局部分中的所有活跃分配。为了使该分配消息不必分布到整个无线Mesh网络中，可以通过对相应的生存时间(Time-to-live; TTL)值置位来限制该分配消息的传播。该TTL值确定分配消息的转发次数。理想情况下，初始的TTL值足够大，使得该分配消息也能到达可能的新接入点、即第二 Mesh边界点M2，而经由该第二 Mesh边界点M2现在可以到达外部节点S1。通常，该值可能比网络直径要小。节点将来自该分配消息的分配按照上述规则录入这些节点的分配表中。由此，新的Mesh边界节点、即第二 Mesh节点M2认识到从目标节点Dl到第三Mesh节点M3的分配，并且如果第二Mesh节点M2已经具有通向第三Mesh边界节点M3的路径，则该第二 Mesh节点M2可以立刻将数据转发给笫三Mesh节点M3 (参见上面的情况b))。也不必如上面针对普通情况所述的那样发送RREQ/RREP。对于上面所述的情况c )和d ),分配消息没有带来优点，因为那样的话仍然必须查找通向第三Mesh边界节点M3的路径。然而，在这种情况下，RREQ同样应该查找外部目标节点Dl。
对于短的持续时间可能发生的是，旧的Mesh边界节点Ml接收到数据分组，这些数据分组将该旧的Mesh边界节点Ml作为Mesh目标节点包含在内并且专用于外部节点Sl(外部目标节点)。旧的Mesh边界节点Ml不能经由其外部接口将这些数据分组转发给外部目标节点Sl。然而，根据上述机制，第一Mesh边界节点Ml可以具有从目标节点SI到第二Mesh节点M2的分配以及经由作为新接入所使用的笫二Mesh边界节点而通向目标节点S1的路径。在这种情况下，第一 Mesh边界节点Ml将这些数据分组发回Mesh网络中，然后经由该新的分配(SI-M2)发送给外部目标节点Sl。
如果之前作为接入使用的第一 Mesh边界节点Ml不具有通过Mesh网络通向外部目标节点Sl的路径，则可以选择下列可能的途径
—建立通向外部目标节点Sl的Mesh路径为此发起路由请求，其中外部节点Sl作为所查找的目标节点并且第一 Mesh边界节点Ml作为Mesh源节点。由此建立从第一 Mesh边界节点Ml到目标节点Sl的路径，然后经由该路径可以使错误地发送给作为Mesh目标节点的第一Mesh节点M1的分组转发给担当外部目标节点的Sl。如果在数据分组中存在例如来自地址分配的信息，则可以将外部源节点Dl作为外部源节点录入路由请求。由此，新的接入点、即第二Mesh边界点M2可以认识到第三Mesh边界点M3和外部源节点Dl之间的分配。
一对分组进行緩冲，直到可能通过外部节点Sl的新的Mesh边界节点建立起通向外部目标节点Sl的路径。然后，可以将经过緩冲的数据分组转发给外部目标节点Sl9如果没有建立通向外部目标节点Sl的路径，则笫一 Mesh边界节点Ml可以自己建立路径(参见上面一点)或者丢弃该数据分组。在后一种情况下，可能应该通知源节点。
只要针对分配修改过的路径错误消息到达第三Mesh边界节点M3并且在第三Mesh边界节点M3中删除了外部目标节点Sl和第一 Mesh边界节点Ml之间的分配，则之前作为接入使用的第一 Mesh边界节点Ml就不再获得用于外部目标节点Sl的数据分组。
在获得针对分配修改过的RERR消息之后，第三Mesh边界节点M3不再知道该RERR消息可以经由哪个Mesh边界节点到达外部目标节点Sl，因为针对外部目标节点Sl的相应分配已经被删除。对于该问题的标准解决方案是，如果第三Mesh边界节点M3获得用于外部目标节点Sl的数据分组，则该第三Mesh边界节点M3向外部目标节点S1发起路由请求。这是标准HWMP行为(Verhalten)。由此找到通向外部目标节点Sl的当前最佳路径并且同时更新所有涉及到的分配。
根据本发明的另 一 改善方案，第三Mesh边界节点M3应该在针对外部目标节点Sl的路由请求中对仅目标标记置位，因此只有相应的、作为新的接入使用的笫二Mesh边界节点M2用新的、正确的分配来答复。这防止了 Mesh节点用旧的、错误的分配来答复，如果这些Mesh节点(仍然)没有获得经过修改的RERR消息的话。如果在RREQ中没有对仅目标标记置位，则这样的答复是可能的。 一种也使得中间节点能够对由新的Mesh边界节点所发起的RREQ做出上述有用答复的技术实现是Mesh边界节点在一定时间内注意到，针对外部节点的分配是否被如在本发明中所述的经过修改的RERR消息所删除。如果情况如此，则必须在针对该外部节点的路由请求中对仅目标标记置位。
上述根据本发明的方法是借助于使用诸如H額P的反应式路由协议的场景来说明的。本发明的机制还遵循反应式原理一只有在需要这些机制时，这些机制才被执行。本发明的机制还可以被积极主动地执行，也就是说，即使不一定是必要的也要执行。如果在分配暂停的情况下也应用本发明的机制，则给出本发明的积极主动变型方案。
如借助于本说明所认识到的那样，根据本发明的方法提供 一 种用于支持外部节点的移动性的简单方法，其中该外部节点将数据发送到无线Mesh网络内或通过无线Mesh网络来发送数据。在此，根据本发明的方法基于用于无线Mesh网络的反应式路由协议，对本实施例是根据IEEE802. lis标准的HWMP协i义。
所示出的还有，本发明将根据HWMP的现有RERR扩展了 一个标记"缺少分配"，该标记"缺少分配"控制RERR中的地址被解释为外部节点和Mesh边界节点之间的分配，使得也能够在无线Mesh网络中宣布分配的改变。
还应该看到，根据本发明只扩展了用于现有HWMP路由消息的几个少量的处理规则。
此外示出，另一改进方案可以通过以下途径实现根据本发明形成新的分配消息，该新的分配消息可以将分配表的全局部分的活跃分配分布在无线Mesh网路中。
此外明显的是，本发明定义了用于在分配表中插入分配的规则。 因此变得明确的本发明的巨大优点是在对HWMP的现有机制的影
响非常小以及在必要路由消息只引起最小附加开销的同时支持外部节
点的移动性。
在下面借助于另一实施例公开本发明的其它优点和方面，该实施例
基于图6a所示的示例性网络。
在此根据图示，下面观察到的是由如下部分构成的场景
—第一外部源节点S1、第二外部源节点S2、第一目标节点D1以及
第二目标节点D2
—第一 Mesh边界节点Ml、第二Mesh边界节点M2、第三Mesh边界 节点M3以及第四Mesh边界节点M4
—第一 Mesh中间节点M5、第二 Mesh中间节点M6以及第三Mesh 中间节点M7。
此外，根据该场景存在两个通过所示Mesh网络的通信流 一从第一外部源节点Sl至第一外部目标节点Dl的第一通信流。 —从第二外部源节点S2至第二外部目标节点D2的第二通信流。 在图6b中示出根据该场景所得出的相应的路由表和分配表。借助 于也支持6地址模式的路由消息来填充这些路由表和分配表。
根据该场景假设第一外部源节点Sl从第一 Mesh边界节点Ml移 动到第二 Mesh边界节点M2。
为此，根据该实施例，笫一外部源节点与笫一Mesh边界节点Ml分 离并且与第二Mesh边界节点M2关联。因为新的分配被录入分配表的局 部部分中，所以该新的分配被初始化为"暂停"。此外，因为第一外部 源节点Sl和第一 Mesh边界节点Ml之间的旧的分配是活跃的，所以第 一Mesh边界节点Ml根据本发明将经过修改的路由错误消息发送到Mesh 网络中。在此，该RERR包含分配"S1-Ml"。图7a示出由此得出的网 络，而在图7b中是在表现第一方法步骤的这些第一动作之后的节点的 表中的对应项。
根据本发明还有其它的方法步骤，如第二方法步骤、第三方法步骤 以及第四方法步骤，这些方法步骤部分相互独立地运行，其中依据引入 各个方法步骤的具体时间点，这些方法步骤在某些情况下相互并行地运行。还可能发生的是由于Mesh网络中的当前状况，根本不必执行某 个步骤。这可能例如发生在仍需要说明的第四方法步骤上。在第二方法 步骤期间，第一源节点Sl将特定于第一外部目标节点Dl的数据分组发 送给第二Mesh边界节点M2。通过由第一外部源节点Sl获得的数据分组， 分配Sl - M2被置为"活跃"。因为笫二 Mesh边界节点M2在其分配表中 不具有针对第一外部目标节点Dl的分配，所以该第二Mesh边界节点M2 发出路由请求，其中第一外部目标节点Dl作为所查找的目标节点、第 一外部源节点Sl作为外部源节点，以及第二Mesh边界节点M2作为Mesh 源节点。在此，第二方法步骤的下列中间步骤是可能的
1. 对仅目标标记置位。第三Mesh边界节点M3获得路由请求消息并 且从中得知针对外部源节点Sl的新的分配。第三Mesh边界节点M3发 送路由答复消息，其中该笫三Mesh边界节点M3自身作为Mesh目标节 点而所查找的笫一外部目标节点Dl作为外部目标节点。当第二 Mesh边 界节点M2获得该路由答复消息时，第二 Mesh边界节点M2从中得知针 对第一外部目标节点Dl的分配。同时，Mesh源节点和Mesh目标节点之 间的Mesh路径被建立起来。在本实施例中，该Mesh路径已经存在，因 此RREQ/RREP只对该Mesh路径进行更新。图8a和图8b示出在笫一方 法步骤和第二方法步骤的第一中间步骤之后的示例网络以及分配表和 路由表。
2. 替换第一中间步骤，还可以不对仅目标标记置位。第一Mesh边 界节点Ml具有针对所查找的第一外部目标节点Dl的活跃分配，并且根 据本发明用RREP来答复。在该RREP中是根据分配M -M3作为Mesh目 标节点的笫三Mesh边界节点M3和作为外部目标节点的所查找的笫一外 部目标节点Dl。针对通向第三Mesh边界节点M3的Mesh路径的数据*皮 从路由表中提取出来并被相应地联系。当第二Mesh边界节点M2获得该 路由答复消息时，第二 Mesh边界节点M2从中得知针对第一外部目标节 点Dl的分配。因为经由之前作为Mesh接入节点使用的第一 Mesh边界 节点M1的路径在该实施例中比在第二Mesh边界节点M2中已经存在的、 通向第一外部目标节点Dl的笫三Mesh边界节点M3的路径差，所以继 续使用已经存在的路径。根据HWMP的规则和根据本发明的补充，RREQ :故第一 Mesh边界节点Ml转发并到达第三Mesh边界节点M3，由此第三 Mesh边界节点M3得知第一外部源节点Sl到第二Mesh边界节点M2的新的分配。这通过经由其它路径到达第三Mesh边界节点M3的RREQ也是 可能的。如在第二方法步骤的第一中间步骤中那样，Mesh边界节点M3 用RREP来答复。在图8a中可以看出在第一方法步骤之后以及在第二方 法步骤中的第二中间步骤之后所得出的网络。而在图8b中示出所得出 的表和分配。
根据第三方法步骤，之前作为接入节点使用的第一 Mesh边界节点 Ml发送分配消息。在此，该第一Mesh边界节点Ml将该消息的转发限制 在2跳(Hop ) ( TTL=2 )。根据本发明，在这种情况下，所有来自该第一 Mesh边界节点Ml的分配表中的活跃分配都被录入；然而根据该实施例， 只有一个分配、即分配Dl-M3被录入。在一跳之后，作为新的接入节点 使用的第二 Mesh边界节点M2获得该分配消息，并且将在其中包含的分 配D1-M3根据本发明的更新规则录入其分配表的全局部分中。因为第二 Mesh边界节点M2已经具有通向第三Mesh边界节点M3的Mesh路径，所 以现在用于第一外部目标节点Dl的数据分组被转发。只要在第一外部 源节点Sl和第二 Mesh边界节点M2之间传输第一数据分组，分配Sl-M2 在第二 Mesh边界节点M2中就被置为"活跃"。然后、即在执行第一方 法步骤和第三方法步骤之后，所得出的示例Mesh网络如图8a所示，至 于分配和表除了一个区別之外都如图8b所示。由于第三方法步骤可以 将第一外部源节点Sl的新的分配通知给第二 Mesh边界节点M2而不是 第三Mesh边界节点M3而得出的区别在于在此在第一方法步骤和第三 方法步骤之后没有将针对第一外部源节点Sl的项录入笫三Mesh边界节 点M3的分配表中。
通过根据第一方法步骤获得REPP消息，第三Mesh边界节点M3不 再知道针对第一外部源节点Sl的分配。如果第三Mesh边界节点M3从 第一外部目标节点Dl接收到针对第一外部源节点Sl的数据分组(双向 通信)，由于缺少针对第一外部源节点Sl的分配，该第三Mesh边界节 点M3必须发起路由请求。为此，第三Mesh边界节点M2将RREQ发送到 Mesh网络中，其中第一外部源节点Sl作为所查找的目标节点，第一外 部目标节点Dl作为外部源节点，并且第三Mesh边界节点M3作为Mesh 源节点。对仅目标标记置位，从而只有第一外部源节点Sl的、担当新 的接入点的笫二Mesh边界节点M2才能用路由答复消息来回答。当第三 Mesh边界节点M3获得该RREP时，该第三Mesh边界节点由此得知针对第一外部源节点Sl的新的分配。同时，相应的Mesh边界节点之间的Mesh 路径;故建立起来。因为在实施例中该Mesh路径已经存在，所以只对该 Mesh连接进行更新。同时，作为新的接入节点使用的笫二Mesh边界节 点M2也得知从第一外部目标节点Dl到第三Mesh边界节点M3的分配。 因此可以继续第一外部源节点Sl和第一外部目标节点Dl之间的通信。 只要在第一外部源节点Sl和第二 Mesh边界节点M2之间传输第一数据 分组，则分配Sl-M2就在第二 Mesh边界节点M2中被置为"活跃"。在 该步骤之后，示例Mesh网络如图8a所示，而分配和表如图8b中的图 所示。
在所有所触发的方法步骤结束之后，两个第一外部节点Sl、 Dl之 间的通信;故重新建立。最后，示例Mesh网络如图8a和图8b所示。
图9a和9b还补充地概述了一个根据本发明的方法，该方法在将前 述实施例(稍微)变型的情况下得出。
即，如果在第二 Mesh边界节点M2和第三Mesh边界节点M3之间还 不存在Mesh路径，并且如果第二 Mesh边界节点M2和第三Mesh边界节 点M3之间的路径一该路径经过第一 Mesh边界节点和第五Mesh节点 M5—是第二 Mesh边界节点M2和第三Mesh边界节点M3之间所有路径中 的最佳路径，则在执行完第一方法步骤和在执行完第二方法步骤的第二 中间步骤之后，该示例Mesh网络可以如图9a所示，而分配和表如图9b 所示。根据HWMP的规则及其通过本发明的补充，RREQ由第一Mesh边界 节点M1转发，并且到达第三Mesh边界节点M3，该第三Mesh边界节点 M3由此得知第一外部源节点Sl到Mesh边界节点M2的新的分配。如在 第二方法步骤的第一中间步骤中那样，该Mesh边界节点M3用RREP来 答复。
权利要求
1.一种用于运行按照Mesh类型、尤其是根据标准IEEE802.11s由多个网络节点构成的网络的方法，所述网络运行至少一个第一网络节点和至少一个第二网络节点，所述第一网络节点是用作与所述网络分离的站点的连接点，所述第二网络节点是用作与所述网络分离的站点的连接点，使得当在所述Mesh网络中分离的站点从第一网络节点的无线服务区域变换到第二网络节点的无线服务区域时，基于根据对于Mesh网络有效的路由协议所定义的路由错误消息来更新节点的分配信息。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配给Mesh网络节 点的接入表被构造为使得该接入表被分为第一子区域和第二子区域，其 中所述第一子区域针对被分配有分配表的Mesh节点的所有分配包含至 少一个信息，而所述第二子区域针对其已知的、Mesh网络的其它Mesh 节点的分配包含至少一个信息，并且第一和/或第二子区域具有尤其是 构造为表列的分配特征，所述表列包含表现活性状态的信息。
3. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述路由错误 消息被构造为使得能够附加至少一个尤其是实施为所谓标记的信息，由 此能够通知错误的分配信息。
4. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所构造的路由 错误消息只基于第二表区域的操作。
5. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所构造的路由 错误消息由如下的所有Mesh节点借助于广播发送所述Mesh节点具有 通向在所述路由错误消息中所给出的用作连接点的Mesh节点的路径， 其中在广播之前从所构造的路由错误消息中删除所有如下分配信息进 行发送的Mesh节点不具有针对该分配信息的路径。
6. 根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所构造的路 由错误消息被借助于单点传送从所有Mesh节点发送给所有相邻的Mesh 节点。
7. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当作为源节点 或者作为目标节点来通知分离的节点的数据分组到达Mesh网络节点时， 所述Mesh网络节点的分配表的活性状态信息表现为"活跃"状态。
8. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，能够向关于分配的信息附加关于第一有效持续时间的、尤其是构造为列的信息，其中 在将活性状态信息设置为状态"活跃"时，第一有效持续时间的值被录 入，并且其中在第一有效持续时间结束时，活性状态信息被设置为状态 "暂停"。
9. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在脱离的第一 网络节点处构造消息并借助于广播发送所述消息，使得向所述消息附加 第一网络节点的第二表区域的所有表示为"活跃"的分配信息。
10. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将消息转发 给其它节点的次数尤其是通过所谓的"生存时间，，来确定。
11. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，有效持续时 间的值被确定为使得该值与路径的有效持续时间相关，该路径与涉及参 与的节点的更新有关。
12. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，基于形成路 径的、根据对于Mesh网络有效的协议的协议消息来执行所述确定。
13. 根据权利要求2至12之一所述的方法，其特征在于，基于由针 对分离的站点所规定的接入程序所触发的事件来对至少第一表区域的 活性状态信息进行更新。
14. 根据权利要求2至13之一所述的方法，其特征在于，基于由针 对Mesh网络所规定的程序、尤其是路由程序所触发的事件来对至少第 二表区域的活性信息进行更新。
15. 根据权利要求2至15之一所述的方法，其特征在于，在获得如 下信息的Mesh网络节点处丢弃所获得的信息所述信息关于已经包含 在第一表区域中的分配信息。
16. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据对于Mesh 网络有效的路由协议形成的分配消息被构造为，使得该分配消息能够以 有针对性的方式被用于确定第一有效持续时间的值、尤其是所涉及的分 配信息的实际剩余的有效持续时间所占据。
17. 根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在站点经由 Mesh网络进行通信尝试的情况下该站点变换之后，由第二网络节点发送 根据对于Mesh网络有效的路由协议所定义的路由请求消息，所述路由 请求消息被操作为使得不在所述消息中对所谓的仅目标标记置位。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行按照Mesh类型、尤其是根据标准IEEE802.11s由多个网络节点构成的网络的方法，所述网络运行至少一个第一网络节点和至少一个第二网络节点，所述第一网络节点是用作与所述网络分离的站点的接入点，所述第二网络节点是用作与所述网络分离的站点的连接点，从而当在所述Mesh网络中将分离的站点从第一网络节点的无线服务区域变换到第二网络节点的无线服务区域时，基于根据对于Mesh网络有效的路由协议所定义的路由错误消息来更新节点的分配信息。
文档编号H04L12/56GK101682579SQ200880019565
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者M·巴尔 申请人:西门子企业通讯有限责任两合公司