专利名称：一种基于定位信息的车载网地址配置方法
技术领域：
本发明涉及一种地址配置方法，尤其涉及的是一种基于定位信息的车载网地址配置方法。
背景技术：
随着车载网技术的不断发展以及各种新应用的不断涌现，迫切需要车载网能够接入互联网获取网络从而满足用户急剧增长的应用需求。车载网接入互联网，首先要解决的关键技术问题就是IPv6地址自动配置，因为车辆节点只有在获得具有全球唯一性的IPv6地址之后才能实现与IPv6网路节点的通信。IPv6地址自动配置可以在无人干预的情况下为每个接口配置具有全球唯一性的IPv6地址，这一特性与车载网自组织、自配置的设计目标十分吻合。但与此同时，在快速移动的车载网中实施现有的IPv6地址自动配置协议还存在一些问题。例如，有状态IPv6地址自动配置协议采用服务器/客户端的通信模式配置IPv6地址，由于从远程服务器配置IPv6地址会大幅度增加地址配置延迟，而快速移动的车辆节点又很难承担服务器的角色，因此，有状态IPv6地址自动配置协议并不适合IPv6车载网使用；无状态IPv6地址自动配置协议采用多播方式通过邻居发现协议对配置的IPv6地址进行重复地址检测以确保它在网络中的唯一性，由于重复地址检测导致了较长的地址配置延迟，因此无状态IPv6地址自动配置协议同样很难应用于快速移动的IPv6车载网。因此，需要提出一种低延迟的车载网地址配置方法。
发明内容
发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于定位信息的车载网地址配置方法。技术方案:本发明公开了一种基于定位信息的车载网地址配置方法，其特征在于，所述车载网包括接入路由器，接入节点和车辆节点三种节点；接入路由器连接到IPv6互联网的骨干网，一个接入节点能够与一个以上的接入路由器相连；将与一个接入路由器相连的所有接入节点围成的矩形封闭区域设置为路域；一个接入节点能够同时属于一个以上的路域；车载网包括一个以上路域，其中第k路域根据地理坐标区间([xk，xk+1]，[yk，yk+1])确定；路域中的接入节点通过接入路由器接入IPv6互联网，车辆节点通过所在路域的接入节点及接入路由器接入到IPv6互联网；将车辆节点进入车载网获取的第一个IPv6地址设置为其家乡地址，将车辆节点获取家乡地址时所在的路域设置为家乡路域；将车辆节点离开家乡路域进入另外一个路域时获取的临时IPv6地址设置为其转交地址，将车辆节点获取转交地址时所在的路域设置为其转交车域；基于路域的车载网能够有效降低车辆节点转交地址的配置频率，从而避免由于地址变更而引起的通信中断，从而提高了通信质量；
车载网节点的IPv6地址由五部分组成:第一部分是路域ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个路域，一个路域中所有接入节点以及车辆节点在该路域内获取的IPv6地址的路域ID都相同，其值等于该路域内接入路由器的路域ID ;第二部分为横坐标域，标识接入节点和车辆节点各自所在位置的地理横坐标；第三部分为纵坐标域，标识接入节点和车辆节点各自所在位置的地理纵坐标；第四部分为随机数ID，由随机函数产生；第五部分为内部ID，唯一标识一个车辆节点；其中，第四部分由随机函数产生，目的在于减少地址的重复率；接入路由器的IPv6地址的横坐标域、纵坐标域、随机数ID以及内部ID为O ;接入节点的随机数ID和内部ID为O ;基于定位信息的车载网IPv6地址分层结构可有效降低地址重复率，从而降低地址配置延迟和代价。已经获取IPv6地址的车辆节点定期向邻居车辆节点广播信标帧，信标帧负载为其所在路域的路域ID以及在路域内获得的可分配地址空间的长度；接入路由器保存一个地址绑定表，用于记录在相同路域获取家乡地址的车辆节点移动到其他路域的家乡地址和转交地址；车辆节点X启动后，如果其邻居车辆节点没有可分配地址，则车辆节点X根据下述过程获取家乡地址:步骤101:开始；步骤102:车辆节点X获取自己所在位置的地理坐标(X，y)，产生一个随机数z和一个临时地址，临时地址的路域ID为从邻居车辆节点的信标帧获取的路域ID，横坐标为X，纵坐标为y，随机数ID为z,内部ID为O ;步骤103:车辆节点X在路域内广播地址检测消息，同时向所在路域的接入路由器ARl发送地址检测消息，消息的源地址为车辆节点X的临时地址；步骤104:接入路由器ARl收到地址检测消息后，查看地址绑定表以判断移动到其他路域的车辆节点是否与车辆节点X的横坐标、纵坐标以及随机数ID相同，如果存在相同的车辆节点，接入路由器ARl向车辆节点X返回一个地址相同消息；步骤105:路域内的其他车辆节点收到地址检测消息后，如果其IPv6地址的横坐标、纵坐标以及随机数ID与车辆节点X的都相同，则返回一个地址相同消息给车辆节点X，否则向邻居车辆节点转发地址检测消息；步骤106:车辆节点X判断在规定时间内是否收到地址相同消息，如果收到，返回步骤102，否则进行步骤107;步骤107:车辆节点X将临时地址作为自己的家乡地址并获取可分配地址空间[1，216-1]；步骤108:结束；车辆节点X获取家乡地址后，开始广播信标帧。上述地址配置过程中，地址重复检测过程控制在路域内执行，从而降低了地址配置代价和延迟。此外，由于车辆节点的随机数ID由随机函数产生，因此提高了地址配置成功率。本发明所述方法中，车辆节点Y启动后，如果其邻居车辆节点X有可分配地址空间[L，U]，其中L和U为正整数且L小于U，那么车辆节点Y则通过下述过程从邻居车辆节点X获取家乡地址:步骤201:开始；步骤202:车辆节点Y获取自己所在位置的地理坐标(X，y)，产生一个随机数z和一个临时地址，临时地址的路域ID为从邻居车辆节点X的信标帧获取的路域ID，横坐标为X,纵坐标为y,随机数ID为z,内部ID为O ;步骤203:车辆节点Y向车辆节点X发送地址请求消息；步骤204:车辆节点X收到地址请求消息后，向车辆节点Y返回一个地址响应消
息，消息负载为分配地址空间
权利要求
1.一种基于定位信息的车载网地址配置方法，其特征在于，所述车载网包括接入路由器，接入节点和车辆节点三种节点；接入路由器连接到IPv6互联网的骨干网，一个接入节点能够与一个以上的接入路由器相连；将与一个接入路由器相连的所有接入节点围成的矩形封闭区域设置为路域；一个接入节点能够同时属于一个以上的路域；车载网包括一个以上路域，其中第k路域根据地理坐标区间([xk，xk+1]，[yk，yk+1])确定；路域中的接入节点通过接入路由器接入IPv6互联网，车辆节点通过所在路域的接入节点及接入路由器接入到IPv6互联网； 将车辆节点进入车载网获取的第一个IPv6地址设置为其家乡地址，将车辆节点获取家乡地址时所在的路域设置为 家乡路域；将车辆节点离开家乡路域进入另外一个路域时获取的临时IPv6地址设置为 其转交地址，将车辆节点获取转交地址时所在的路域设置为其转交车域； 车载网节点的IPv6地址由五部分组成:第一部分是路域ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个路域，一个路 域中所有接入节点以及车辆节点在该路域内获取的IPv6地址的路域ID都相同，其值 等于该路域内接入路由器的路域ID ;第二部分为横坐标域，标识接入节点和车辆节点各自 所在位置的地理横坐标；第三部分为纵坐标域，标识接入节点和车辆节点各自所在位置的地理纵坐标；第四部分为随机数ID，由随机函数产生；第五部分为内部ID，唯一标识一个车辆节点； 接入路由器的IPv6地址的横坐标域、纵坐标域、随机数ID以及内部ID为O ;接入节点的随机数ID和内部ID为O ; 已经获取IPv6地址的车辆节点定期向邻居车辆节点广播信标帧，信标帧负载为其所在路域的路域ID以及在路域内获得的可分配地址空间的长度； 接入路由器保存一个地址绑定表，用于记录在相同路域获取家乡地址的车辆节点移动到其他路域的家乡地址和转交地址； 车辆节点X启动后，如果其邻居车辆节点没有可分配地址，则车辆节点X根据下述过程获取家乡地址: 步骤101:开始； 步骤102:车辆节点X获取自己所在位置的地理坐标(X，y)，产生一个随机数Z和一个临时地址，临时地址的路域ID为从邻居车辆节点的信标帧获取的路域ID，横坐标为X，纵坐标为1，随机数ID为z,内部ID为O ; 步骤103:车辆节点X在路域内广播地址检测消息，同时向所在路域的接入路由器ARl发送地址检测消息，消息的源地址为车辆节点X的临时地址； 步骤104:接入路由器ARl收到地址检测消息后，查看地址绑定表以判断移动到其他路域的车辆节点是否与车辆节点X的横坐标、纵坐标以及随机数ID相同，如果存在相同的车辆节点，接入路由器ARl向车辆节点X返回一个地址相同消息； 步骤105:路域内的其他车辆节点收到地址检测消息后，如果其IPv6地址的横坐标、纵坐标以及随机数ID与车辆节点X的都相同，则返回一个地址相同消息给车辆节点X，否则向邻居车辆节点转发地址检测消息； 步骤106:车辆节点X判断在规定时间内是否收到地址相同消息，如果收到，返回步骤.102，否则进行步骤107 ；步骤107:车辆节点X将临时地址作为自己的家乡地址并获取可分配地址空间[1，216-1]； 步骤108:结束； 车辆节点X获取家乡地址后，开始广播信标帧。
2.根据权利要求1所述的基于定位信息的车载网地址配置方法，其特征在于，车辆节点Y启动后，如果其邻居车辆节点X有可分配地址空间[L，U]，其中L和U为正整数且L小于U，那么车辆节点Y则通过下述过程从邻居车辆节点X获取家乡地址: 步骤201:开始； 步骤202:车辆节点Y获取自己所在位置的地理坐标(X，y)，产生一个随机数z和一个临时地址，临时地址的路域ID为从邻居车辆节点X的信标帧获取的路域ID，横坐标为X，纵坐标为1，随机数ID为z,内部ID为O ; 步骤203:车辆节点Y向车辆节点X发送地址请求消息； 步骤204:车辆节点X收到地址请求消息后，向车辆节点Y返回一个地址响应消息，消息负载为分配地址空间
3.根据权利要求2所述的基于定位信息的车载网地址配置方法，其特征在于，如果车辆节点进入一个接入节点通信范围内且该接入节点同时连接两个以上的接入路由器，则判定该车辆节点将要从当前路域进入下一个路域，需要配置转交地址；接入节点定期向邻居车辆节点广播信标帧，信标帧负载包括接入节点所属路域的路域ID以及所属路域对应的地理坐标区间； 当车辆节点X进入下一个路域时，通过下述过程获取转交地址: 步骤301:开始； 步骤302:车辆节点X根据自己的地理坐标以及接入节点所属路域对应的地理坐标区间获取进入的下一个车域的路域ID和对应的地理坐标区间； 步骤303:车辆节点X判断进入的下一个车域是否为家乡路域，如果是，进行步骤307，否则进行步骤304 ； 步骤304:车辆节点X判断在转交车域内的邻居车辆节点是否有可分配地址空间，如果是，进行步骤306，否则进行步骤305 ； 步骤305:车辆节点X通过执行步骤101 108获取转交地址，进行步骤307 ；步骤306:车辆节点X通过执行步骤201 206获取转交地址； 步骤307:结束； 车辆节点X在转交路域内获取转交地址后，它广播的信标帧负载为转交车域的路域ID以及在转交车域获取的可分配地址空间； 车辆节点X在转交路域内获取转交地址后，向家乡路域的接入路由器发送地址注册消息，消息负载为新获取的转交地址，接入路由器收到地址注册消息后，查找地址绑定表，将车辆节点X对应表项的转交地址更新为地址注册消息中的转交地址。
4.根据权利要求3所述的基于定位信息的车载网地址配置方法，其特征在于，如果车辆节点获取家乡地址及其对应的地址空间后，移动到转交路域，它的家乡地址及其对应的地址空间保持不变；如果车辆节点失效，对应的家乡地址及其对应的地址空间自动释放； 如果车辆节点获取转交地址及其对应的地址空间后，移动到另外一个新的转交路域，它原来的转交地址及其对应的地址空间被释放，如果车辆节点失效，其对应的转交地址及其对应的地址空间自 动释放。
全文摘要
本发明公开了一种基于定位信息的车载网地址配置方法，所述车载网包括接入路由器，接入节点和车辆节点三种节点；接入路由器连接到IPv6互联网的骨干网，一个接入节点能够与一个以上的接入路由器相连；将与一个接入路由器相连的所有接入节点围成的矩形封闭区域设置为路域；一个接入节点能够同时属于一个以上的路域；车载网包括一个以上路域，其中第k路域根据地理坐标区间([xk,xk+1],[yk,yk+1])确定；路域中的接入节点通过接入路由器接入IPv6互联网，车辆节点通过所在路域的接入节点及接入路由器接入到IPv6互联网。
文档编号H04L29/12GK103167057SQ20131011758
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者王晓喃 申请人:常熟理工学院