专利名称：代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法
技术领域：
本发明属于代理移动IPv6 (PMIPv6)领域，涉及一种代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法。
背景技术：
随着互联网接入技术和移动终端设备的迅猛发展，网络终端设备往往配备有多个网络接口，一个终端同时接入多个异构的网络域已经成为可能。同时，越来越多的用户希望能够随时随地的享受网络接入服务，因此对移动性的支持是未来互联网协议发展的必然要求。目前IETF MIF (Multi-interface)工作组致力于制定多接口相关协议机制的标准化。而为满足用户随时随地接入网络的需求，IETF成立了一系列相关工作组以促进移动IP技
术的标准化，如MIP4/MIP6工作组分别致力于移动IPv4/IPv6技术的标准化，Netext工作组致力于网络侧移动管理协议PMIPv6的标准化等等。与移动IPv4协议类似，移动IPv6协议在IPv6协议的基础上增加了移动性支持。但是移动IP需要移动节点本身的支持，需要修改移动节点的协议栈，在实际应用中，很难确定移动节点是否支持移动IP协议。为了保证客户端无需任何修改也能享受移动IP服务，代理移动IPv6将移动IPv6协议中移动节点需要处理的移动性管理工作转移到了网络中，将这些工作全部交由网络来处理。使得客户端无需任何修改就可在网络中自由移动，且节点地址始终保持不变，节点对移动完全无感知。目前代理移动IPv6协议作为下一代全IP移动网络的热门技术而被广泛关注。RFC 5949《代理移动IPv6快速切换技术》对代理移动IPv6移动节点接口切换流程做了标准化，该文稿提出了两种快速切换技术reactive快速切换技术和predictive快速切换技术。这两种切换技术都是通过在移动节点接口切换前连接的移动接入网关(MAG)和切换后的MAG之间建立双向隧道的方式，将移动节点切换过程中滞留的缓存数据转发到节点即将接入的MAG，以实现数据流的无缝传输。两种切换技术的主要区别为，reactive快速切换技术是在移动节点接入到新的MAG后，再与切换前的MAG建立关联；而predictive快速切换技术是在移动节点切换前获得移动节点即将切换的信息，提前建立两MAG之间的关联。Haisheng jiang等人提出了《代理移动IPv6网络中多接口移动节点错误容忍的接口切换技术》，该切换技术利用了移动节点多接口特性，借助移动节点的其它可用接口，协助接口在MAG之间切换，主要切换方式为，将正在切换的接口的数据缓存重新传回本地移动锚点(LMA)，然后通过LMA将数据流重定向到该移动节点的其它接口上。总的来说，RFC 5949《代理移动IPv6快速切换技术》和Haisheng jiang等人提出的切换技术相对RFC5213中的接口切换技术在性能上具有很大提升，但是其都有一定的不足。对于RFC 5949中的两种切换技术，在移动节点接口切换过程中所传输的数据需要在MAG上进行缓存，这增加了对MAG的存储能力的要求，当在MAG覆盖范围内有多个移动节点同时切换时，可能造成因MAG存储能力不够而导致的数据丢失等现象，同时由于数据需要先缓存再转发，数据的传输延迟也将大大增加，这对传输延迟敏感类应用来说是致命的。Haisheng jiang等人提出的支持容错的多接口移动节点接口切换技术虽然利用了移动节点多个接口的特性来协助接口切换过程中数据的传输,但是通过将发往切换接口的数据包缓存转发到LMA，然后在重定向到移动节点其它接口的方式，没有有效解决RFC 5949中的两种技术对MAG缓存能力要求过高的问题，进一步，将数据先转发到LMA，然后再转发到移动节点其它接口的数据转发方式可能造成更大的延迟。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，利用节点多个网络接口接入网络的特性，不再需要在MAG处缓存数据，大大降低了对MAG数据缓存能力的要求，同时也降低了数据的传输延迟。 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，其特征在于，代理移动IPv6域中的LMA为多连接移动节点的各接口分配相同的家乡网络前缀；多连接移动节点在获得LMA分配的家乡网络前缀后，通过配置获得全局IPv6地址，不同的网络接口具有不同的IPv6地址，即移动节点接口配置采用相同网络前缀不同IP地址的配置方式；MAG在接收到移动节点的接入请求后，向LMA发送代理绑定更新消息，LMA在获得MAG发送的代理绑定更新消息后，首先检查该消息中的移动节点标识是否存在，若存在，则将分配给该移动节点标识的网络前缀通过代理绑定更新应答消息发往MAG，否则，为该节点分配全局唯一的网络前缀；MAG在接收到LMA代理绑定更新应答消息后，若该消息包含MAG选项，则MAG获得分配给该移动节点的家乡网络前缀，然后向该移动节点发送路由广播，并增加通往该移动节点的路由，即发往指定家乡网络前缀的所有数据包都交给请求接入的接口。所述MAG选项包含所有与该移动节点关联的MAG的地址，MAG向MAG选项中的地址发送建立隧道请求消息，随后与之建立双向隧道。所述LMA支持移动节点多接口流移动，可将不同业务流路由到与移动不同接口关联的MAG上。本发明在代理移动IPv6网络域中利用节点多个网络接口接入网络的特性，不再需要在MAG处缓存数据，大大降低了对MAG数据缓存能力的要求，同时也降低了数据的传输延迟。
图I是代理移动IPv6多连接移动节点部署场景。图2是代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换信令交互流程。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。本发明一种代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，在代理移动IPv6网络中，移动节点同时利用多个网络接口接入网络。多连接移动节点的部署场景如图I所示，当移动节点移动时，其任意接口从一个MAG网络的覆盖范围移动到另一个MAG网络覆盖范围时，该移动节点接口将重新接入新的MAG。在切换过程中，利用移动节点的多接口特性，本发明借助移动节点的其它接口，将在处于切换过程中的接口的数据通过其它接口转发的方式，实现切换过程中数据流的低延迟无缝传输。如图2所示，在代理移动IPv6网络域、移动节点的多个网络接口同时接入网络的情形中，多连接移动节点无缝接口切换方法具体步骤如下步骤(I):在代理移动IPv6网络中，移动节点具有多个网络接口(如图1)，假设移动节点网络接口 I (IFl)已经通过MAGl接入代理移动IPv6域，且假设双向数据流X (FlowX)通过该接口进行传输。步骤(2):移动节点进入MAG2的覆盖范围，并决定将网络接口 2 (IF2)通过MAG2 接入代理移动IPv6域。 步骤(3):MAG2检测到移动节点的接入意向(通过2层信号或接收到移动节点发出的路由请求信号)后，通过读取策略文件获得移动节点的标识(MN-ID)，并向LMA发送代理绑定更新请求信号。步骤(4):LMA接收到MAG2发送的代理绑定更新请求消息，检测该移动节点是否已有其它网络接口接入网络，如果移动节点已有网络接口接入该PMIPv6域，则LMA将给移动节点分配原有家乡网络前缀，否则，重新分配家乡网络前缀。当LMA接受该接口的注册后，它将向MAG2发送代理绑定更新应答消息，该消息与现有协议中不同的是，该消息中包含MAG地址选项，通过该选项，LMA将与移动节点其它网络接口相连的MAG的对外地址通告给MAG2。步骤(5):MAG2接收到LMA发回的代理绑定更新应答消息后，首先与LMA间建立双向隧道，然后通过路由广播向移动节点的IF2提供家乡网络前缀。当MAG2检测到代理绑定更新应答消息中包含MAG地址选项(假设只包含MAGl地址)时，它向MAGl发送隧道请求消息，该消息可能包含代理绑定更新消息中的一个或多个选项，但必须包含移动节点标识选项。步骤(6):当MAGl接收带MAG2发送的隧道请求消息后，首先检查该移动节点是否有网络接口与之建连，如果MAGl发现该移动节点没有网络接口与之关联，它将向MAG2发送隧道应答消息，通告无此移动节点。否则，MAGl将向MAG2发送隧道应答消息，并与MAG2建立双向隧道。步骤(7):当移动节点IFl移动到其它接入网络并决定通过其它MAG接入代理移动IPv6域，它通过决策将原本在IFl上传输的上行数据，通过IF2发送。步骤(8):当MAGl检测到移动节点IFl断开连接或检测到移动节点IFl即将发生切换时，它通过设置路由，将原本直接转发给移动节点IFl的下行数据流通过隧道传输到MAG2 (由于在移动节点各接口家乡网络前缀相同，且MAG中数据路由是通过前缀匹配的方式转发，因此在MAG2中，从MAGl接收到的数据全部转发到移动节点IF2上，此时Flow X下行流转发路径为LMA->MAG1->MAG2->IF2)，然后向LMA发送绑定更新消息，以注销该接口与MAGl的关联。步骤(9):LMA接收到MAGl发送的包含注销信息的代理绑定更新消息后，首先决策将原本通过MAGl发往移动节点IFl的数据转发到MAG2 (此时，Flow X下行流转发路径由LMA->MAG1->IF1改为LMA->MAG2_>IF2)，然后注销移动节点IFl的绑定后向MAGl发送绑定更新应答消息，并销毁LMA与MAG2之间为移动节点IFl建立的双向隧道。步骤(10):MAG1接收到LMA发回的代理绑定更新应答消息后，向MAG2发送隧道撤销请求消息。步骤(11) MAG2接收到MAGl发送的隧道撤销消息后，向MAGl发送隧道撤销应答消息，然后销毁MAGl与MAG2之间为移动节点创建的隧道。综上所述，本发明提供了一种在代理移动IPv6网络中实现多连接移动节点接口切换技术。与现有几种接口切换技术相比，由于本发明充分利用了移动节点的多接口特性， 因此，在移动节点网络接口切换过程中，它不再需要在MAG处缓存数据，这大大减小了对MAG缓存能力的要求，同时由于减少数据缓存的时间,本发明也大大增强了数据传输的实时性。
权利要求
1.一种代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，其特征在于， 代理移动IPv6域中的LMA为多连接移动节点的各接口分配相同的家乡网络前缀；多连接移动节点在获得LMA分配的家乡网络前缀后，通过配置获得全局IPv6地址，不同的网络接口具有不同的IPv6地址，即移动节点接口配置采用相同网络前缀不同IP地址的配置方式； MAG在接收到移动节点的接入请求后，向LMA发送代理绑定更新消息，LMA在获得MAG发送的代理绑定更新消息后，首先检查该消息中的移动节点标识是否存在，若存在，则将分配给该移动节点标识的网络前缀通过代理绑定更新应答消息发往MAG，否则，为该节点分配全局唯一的网络前缀； MAG在接收到LMA代理绑定更新应答消息后，若该消息包含MAG选项，则MAG获得分配给该移动节点的家乡网络前缀，然后向该移动节点发送路由广播，并增加通往该移动节点的路由，即发往指定家乡网络前缀的所有数据包都交给请求接入的接口。
2.根据权利要求I所述代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，其特征在于，所述MAG选项包含所有与该移动节点关联的MAG的地址，MAG向MAG选项中的地址发送建立隧道请求消息，随后与之建立双向隧道。
3.根据权利要求I或2所述代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，其特征在于，LMA支持移动节点多接口流移动，移动节点多接口流移动是指将不同业务流路由到与移动不同接口关联的MAG上。
4.根据权利要求I所述代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，其特征在于，所述方法在代理移动IPv6域中按以下步骤实现 步骤(I):在代理移动IPv6网络中，移动节点具有多个网络接口，假设移动节点网络接口一(IFl)已经通过MAGl接入代理移动IPv6域，且假设双向数据流X (Flow X)通过该接口进行传输； 步骤(2):移动节点进入MAG2的覆盖范围，并决定将网络接口二(IF2)通过MAG2接入代理移动IPv6域； 步骤(3) MAG2通过两层信号或接收到移动节点发出的路由请求信号检测到移动节点的接入意向后，通过读取策略文件获得移动节点的标识，并向LMA发送代理绑定更新请求信号; 步骤(4) :LMA接收到MAG2发送的代理绑定更新请求消息，检测该移动节点是否已有其它网络接口接入网络，如果移动节点已有网络接口接入该PMIPv6域，则LMA将给移动节点分配原有家乡网络前缀，否则，重新分配家乡网络前缀；当LMA接受该接口的注册后，向MAG2发送代理绑定更新应答消息，该消息中包含MAG地址选项，通过该选项，LMA将与移动节点其它网络接口相连的MAG的对外地址通告给MAG2 ； 步骤(5):MAG2接收到LMA发回的代理绑定更新应答消息后，首先与LMA间建立双向隧道，然后通过路由广播向移动节点的IF2提供家乡网络前缀，当MAG2检测到代理绑定更新应答消息中包含MAG地址选项时，它向MAGl发送隧道请求消息，该消息包含代理绑定更新消息中的一个或多个选项，但必须包含移动节点标识选项； 步骤(6):当MAGl接收到MAG2发送的隧道请求消息后，首先检查该移动节点是否有网络接口与之建连，如果MAGl发现该移动节点没有网络接口与之关联，它将向MAG2发送隧道应答消息，通告无此移动节点，否则，MAGl将向MAG2发送隧道应答消息，并与MAG2建立双向隧道； 步骤(7):当移动节点IFl移动到其它接入网络并决定通过其它MAG接入代理移动IPv6域，它通过决策将原本在IFl上传输的上行数据，通过IF2发送； 步骤(8):当MAGl检测到移动节点IFl断开连接或检测到移动节点IFl即将发生切换时，它通过设置路由，将原本直接转发给移动节点IFl的下行数据流通过隧道传输到MAG2，此时Flow X下行流转发路径为LMA->MAG1->MAG2->IF2，然后向LMA发送绑定更新消息，以注销该接口与MAGl的关联； 步骤(9) :LMA接收到MAGl发送的包含注销信息的代理绑定更新消息后，首先决策将原本通过MAGl发往移动节点IFl的数据转发到MAG2，此时Flow X下行流转发路径由LMA->MAG1->IF1改为LMA->MAG2_>IF2，然后注销移动节点IFl的绑定后向MAGl发送绑定更新应答消息，并销毁LMA与MAG2之间为移动节点IFl建立的双向隧道； 步骤(IO)=MAGl接收到LMA发回的代理绑定更新应答消息后，向MAG2发送隧道撤销请求消息； 步骤(11):MAG2接收到MAGl发送的隧道撤销消息后，向MAGl发送隧道撤销应答消息，然后销毁MAGl与MAG2之间为移动节点创建的隧道。
全文摘要
一种代理移动IPv6多连接移动节点无缝接口切换方法，属于代理移动IPv6领域，移动节点具有多个网络接口，且多个网络接口同时接入同一个代理IPv6域时，当移动节点的一个网络接口(假设为IF1)从一个移动接入网络(MAG1)接入到同一代理移动IPv6域内MAG3时，该接口上传输的数据首先将数据从MAG1转发到与移动节点其它网络接口连接的MAG上，然后再转发到移动节点非切换接口；当LMA检测到移动节点离开MAG1时，LMA再直接将数据流转发到与移动节点其它网络接口连接的MAG上传输，从而实现移动节点接口切换过程中数据的无缝传输。
文档编号H04W36/18GK102892172SQ20121034519
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者崔勇, 徐鑫, 裴冰, 马骁, 李熹明 申请人:清华大学