一种低延迟的新一代无线网络实现方法与流程

文档序号:13984920
一种低延迟的新一代无线网络实现方法与流程

本发明涉及一种实现方法,尤其涉及的是一种低延迟的新一代无线网络实现方法。



背景技术:

新一代无线网络中的节点之间通信通过中间节点的转发和路由来实现,因此,实现新一代无线网络需要解决的关键技术之一就是降低数据传输延迟,以便使用户能够快速获取网络服务。随着新一代无线网络技术的发展,新一代无线网络会成为未来网络提供服务的一种模式。

目前,新一代无线网络的实现模式是通过广播来实现,因此延迟和代价都比较大,降低了网络服务性能。因此,如何降低新一代无线网络提供服务的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。



技术实现要素:

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,提供一种低延迟的新一代无线网络实现方法。

技术方案:本发明公开了一种低延迟的新一代无线网络实现方法,所述无线网络包括两种以上类型的基础设施设备、接入路由器和移动节点,移动节点为用户终端设备,基础设施设备为连接移动节点的设备,移动节点通过基础设施设备与其他移动设备进行通信,例如智能电话或者笔记本电脑;每个移动节点具有两个以上的接口,每个接口与一种类型的基础设施设备链路相连;每个基础设施设备具有一个有线接口和一个无线接口,基础设施设备通过有线接口与接入路由器链路相连,通过无线接口与移动节点链路相连;每个接入路由器由一个网络前缀唯一标识,该网络前缀预先设置,例如3ef8:1:1:1::/64;每个接入路由器具有一个上游接口和两个以上的下游接口,上游接口与互联网的路由骨干网相连,下游接口与基础设施设备链路相连;

基础设施设备、接入路由器和移动节点的IPv6地址由三部分构成,第一部分为64比特的网络前缀,第二部分为i比特的接口ID,第三部分为(64-i)比特的节点ID;i设置为8比特;可分配节点ID空间为[1,264-i-1];

一个接入路由器的地址的网络前缀预先设置,接口ID为0,节点ID为1;接入路由器启动后定期从每个下游接口f1发送信标消息,信标消息的源地址为自己的地址,负载为接口f1;与接口f1链接的基础设施设备接收到接入路由器发送的信标消息后,构建自己的地址,其中网络前缀为接收到的信标消息的源地址的网络前缀,接口ID为接口f1,节点ID为0;

基础设施设备获取地址后,定期从无线接口发送信标消息,该信标消息的源地址为基础设施设自己的地址;基础设施设备维护一个节点ID集合用于记录已经分配给与自己链路相连的移动节点的节点ID;

移动节点启动后,通过每个接口侦听并接收基础设施设备发送的信标消息;移动节点通过下述操作对自己的每个接口配置地址,以接口f2为例:

步骤101:开始;

步骤102:移动节点为自己的接口f2构建一个临时地址,该临时地址的网络前缀和接口ID等于从该接口接收到的信标消息的源地址的网络前缀和接口ID,节点ID为随机数,移动节点从接口f2发送一个地址请求消息,该地址请求消息的源地址为自己的临时地址,目的地址为从该接口接收到的信标消息的源地址;

步骤103:与接口f2链路相连的基础设施设备接收到地址请求消息后,从可分配节点ID空间中选择一个最小未分配的节点ID,即该节点ID不在节点ID集合中,然后从无线接口发送一个地址响应消息,该地址响应消息的源地址为接收到的地址请求消息的目的地址,该地址响应消息的目的地址为接收到的地址请求消息的源地址,负载为分配的节点ID;基础设施设备将分配的节点ID加入到节点ID集合中;

步骤104:移动节点从接口f2接收到地址响应消息后,将接口f2的临时地址的节点ID更新为地址响应消息负载中的节点ID,将该临时地址设置为接口f2的转交地址;

步骤105:结束。

移动节点通过上述过程可以快速为每个接口配置地址从而实现正确通信。

本发明所述方法中,如果基础设施设备没有可分配节点ID,该基础设施设备则执行下述地址回收操作:

步骤201:开始;

步骤202:基础设施设备清空节点ID集合,从无线接口发送地址回收消息,该地址回收消息源地址为自己的地址,目的地址为广播地址,负载为空;

步骤203:移动节点从自己的接口z1接收到该地址回收消息后,通过接口z1发送一个信标消息,该信标消息的源地址为接口z1的转交地址,目的地址为接收到的地址回收消息的源地址;

步骤204:基础设施设备从无线接口接收到所有信标消息后,将每个信标消息的源地址的节点ID加入到节点ID集合中;

步骤205:结束。

本发明所述方法中,移动节点为每个接口获取转交地址后,计算自己与每个接口链接的基础设施设备之间的距离,选择距离最大的基础设施设备并将与该基础设施设备链接的接口的转交地址设置为自己的家乡地址;如果一个接入路由器的网络前缀与一个移动节点的家乡地址的网络前缀相同,则该接入路由器称为该移动节点的家乡路由器,移动节点的家乡地址在其生命周期内保持不变;

每个接入路由器保存一个地址绑定表,一个地址绑定表项包含家乡地址域和转交地址集合域,其中,家乡地址域的网络前缀与该接入路由器的网络前缀相同;

移动节点获取家乡地址和每个接口的转交地址后,向家乡路由器执行下述注册操作:

步骤301:开始;

步骤302:移动节点从自己的接口z2发送一个注册消息,其中家乡地址等于接口z2的转交地址,该注册消息的源地址为家乡路由器的地址,源地址为家乡地址,负载为所有接口的转交地址集合;

步骤303:家乡路由器接收到注册消息后,创建一个地址绑定表项,该地址绑定表项的家乡地址域值为该注册消息的源地址,转交地址集合域值为该注册消息负载中的转交地址集合;

步骤304:结束;

移动节点为每个接口配置转交地址后,通过每个接口定期发送信标消息,信标消息的源地址为该接口的转交地址。

移动节点通过上述过程可以实现正确通信。

本发明所述方法中,无线网络中的每个会话由四元组<源地址,源端口,目的地址,目的端口>唯一标识;每个接入路由器维护一个会话绑定表,每个会话绑定表项包括四元组域、家乡地址域、转交地址域和生命周期域;会话的源地址和目的节点保存一个会话表,每个会话表项包含标识该会话的四元组域和转交地址域;

移动节点MN1的家乡路由器为接入路由器AR1,如果一个互联网用户节点CN1发起与移动节点MN1的会话,则执行下述过程:

步骤401:开始;

步骤402:用户节点CN1发送一个请求消息,该请求消息的源地址为用户节点CN1的地址CA1,源端口为SP1,目的地址为移动节点MN1的家乡地址HA1,目的端口为DP1;用户节点CN1创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<源地址CA1,源端口SP1,目的地址HA1,目的端口DP1>,转交地址域值为CA1;

步骤403:该请求消息首先到达接入路由器AR1,接入路由器AR1查看会话绑定表,如果存在四元组域值等于<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>的会话绑定表项,则执行步骤404,否则执行步骤405;

步骤404:接入路由器AR1在接收到的请求消息中增加一个隧道头部,隧道头部包括一个源地址和目的地址,源地址为请求消息的源地址,目的地址为四元组域值等于<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>的会话绑定表项的转交地址域值,发送带有隧道头部的请求消息,接入路由器AR1将该会话绑定表项的生命周期设置为最大值,例如1min,执行步骤406;

步骤405:接入路由器AR1查看地址绑定表中家乡地址等于接收到的请求消息的目的地址的地址绑定表项,从该地址绑定表项的转交地址集合中选择满足条件1的转交地址CA2,在接收到的请求消息中增加一个隧道头部,隧道头部包括一个源地址和目的地址,源地址为请求消息的源地址,目的地址为转交地址CA2,接入路由器AR1发送带有隧道头部的请求消息;接入路由器AR1创建一个会话绑定表项,该会话绑定表项的四元组域值等于<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>,家乡地址域值为请求消息的目的地址,转交地址域值为转交地址CA2,生命周期设置为最大值;

条件1:在接入路由器AR1的会话绑定表中,转交地址域值等于转交地址CA2的会话绑定表项的个数最少;

步骤406:移动节点MN1从自己的转交地址为CA2的接口x2接收到带有隧道头部的请求消息后,去掉请求消息的隧道头部,创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>,转交地址域值为转交地址CA2;移动节点MN1从自己接口x2发送一个响应消息,该响应消息的源地址和源端口为接收到的请求消息的目的地址和目的端口,该响应消息的目的地址和目的端口为接收到的请求消息的源地址和源端口,负载为响应数据;

步骤407:用户节点CN1接收到响应数据后,返回一个确认消息,该确认消息的源地址和源端口为接收到的响应消息的目的地址和目的端口,该确认消息的目的地址和目的端口为接收到的响应消息的源地址和源端口,负载为空;然后用户节点CN1从会话表中删除四元组为<接收到的响应消息的目的地址,接收到的响应消息的目的端口,接收到的响应消息的源地址,接收到的响应消息的源端口>的会话表项;

步骤408:该确认消息首先到达接入路由器AR1,接入路由器AR1查看会话绑定表,选择四元组域值等于<接收到的确认消息的源地址,接收到的确认消息的源端口,接收到的确认消息的目的地址,接收到的确认消息的目的端口>的会话绑定表项,在接收到的确认消息中增加一个隧道头部,隧道头部包括一个源地址和目的地址,源地址为确认消息的源地址,目的地址为选中的会话绑定表项的转交地址域值,然后发送带有隧道头部的请求消息,接入路由器AR1将该会话绑定表项的生命周期设置为最大值;

步骤409:移动节点MN1接收到带有隧道头部的确认消息后,去掉确认消息的隧道头部,从会话表中删除四元组域值为<接收到的确认消息的源地址,接收到的确认消息的源端口,接收到的确认消息的目的地址,接收到的确认消息的目的端口>的会话表项;

步骤410:结束;

如果接入路由器AR1检测到一个会话绑定表项的生命周期衰减为0,则删除该会话绑定表项。

互联网用户节点通过上述过程可以实现与移动节点的正确快速通信。

本发明所述方法中,移动节点MN1的家乡路由器为接入路由器AR1,如果移动节点MN1发起与互联网用户节点CN1的会话,则执行下述过程:

步骤501:开始;

步骤502:移动节点MN1从接口y1发送请求消息,该请求消息的源地址为接口y1的转交地址CA3,源端口为SP2,目的地址为CN1的家乡地址HA2,目的端口为DP2,然后创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<源地址CA3,源端口SP2,目的地址HA2,目的端口DP2>,转交地址域值为转交地址CA3;

步骤503:用户节点CN1接收到请求消息后,创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>,转交地址域值为自己的地址;然后用户节点CN1发送一个响应消息,该响应消息的源地址和源端口为接收到的请求消息的目的地址和目的端口,该响应消息的目的地址和目的端口为接收到的请求消息的源地址和源端口,负载为响应数据;

步骤504:移动节点MN1从自己的接口y1接收到响应数据后,从接口y1返回一个确认消息,该确认消息的源地址和源端口为接收到的响应消息的目的地址和目的端口,该确认消息的目的地址和目的端口为接收到的响应消息的源地址和源端口,负载为空;移动节点MN1从会话表中删除四元组为<接收到的响应消息的目的地址,接收到的响应消息的目的端口,接收到的响应消息的源地址,接收到的响应消息的源端口>的会话表项;

步骤505:用户节点CN1接收到确认消息后,从会话表中删除四元组域值为<接收到的确认消息的源地址,接收到的确认消息的源端口,接收到的确认消息的目的地址,接收到的确认消息的目的端口>的会话表项;

步骤506:结束。

移动节点通过上述过程可以实现与互联网用户节点的正确快速通信。

本发明所述方法中,一个移动节点维护一个切换表,一个切换表项包含四元组域值、旧转交地址域值以及新转交地址域值;

在移动节点MN1的家乡路由器为接入路由器AR1,家乡地址为HA1,接口y2的转交地址为CA4,与接口y2链路相连的基础设施设备为I1的条件下,如果移动节点MN1检测到接口y2同时能够接收到基础设施设备I1和基础设施设备I2的信标消息,且基础设施设备I2的信号强于基础设施设备I2的信号,那么移动节点MN1执行下述移动切换操作:

步骤601:开始;

步骤602:移动节点MN1选择符合条件2的自己的接口y5,接口y5的转交地址为CA5,移动节点MN1查看会话表,选择所有四元组域中的目的地址为HA1且转交地址域值为CA4的会话表项,针对每个选择的会话表项执行下述操作:移动节点MN1创建一个切换表项,该切换表项的四元组等于该会话表项的四元组,旧转交地址为转交地址CA4,新转交地址为转交地址CA5,移动节点MN1通过接口f5向家乡路由器AR1发送切换消息,该切换消息的源地址为转交地址CA5,目的地址为家乡路由器AR1的地址,负载为构建的切换表项;

条件2:接口y5只能从当前链路相连的基础设施设备接收到信标消息;

步骤603:家乡路由器AR1接收到切换消息后,查看会话绑定表,选择四元组等切换消息中的切换表项的四元组的会话绑定表项,将该会话绑定表项的转交地址域值更新为切换表项的新转交地址域值;

步骤604:移动节点MN1查看会话表,选择所有四元组域中的源地址为CA4的会话表项,针对每个选择的会话表项执行下述操作:移动节点MN1创建一个切换表项,该切换表项的四元组等于该会话表项的四元组,旧转交地址为该会话表项的转交地址域值,新转交地址为转交地址CA5,移动节点MN1通过自己的接口f5发送切换消息,该切换消息的源地址为转交地址CA5,目的地址为该切换表项的四元组的目的地址,负载为构建的切换表项;移动节点MN1从切换表中删除构建的切换表项;

步骤605:目的节点接收到切换消息后,查看会话表,选择四元组等切换消息中的切换表项的四元组的会话表项,将该会话表项的四元组的源地址更新为切换表项的新转交地址域值;

步骤606:移动节点MN1的接口y2切换链路相连到基础设施设备I2后,执行步骤101~105为自己的接口f5配置新的转交地址CA6,通过接口y2发送绑定消息,该绑定消息包括:目的地址为家乡路由器AR1的地址,源地址为转交地址CA6,负载为家乡地址HA1,接口y2的原来的转交地址CA4,接口y2的新的转交地址CA6,以及所有符合条件3的切换表项;移动节点MN1从切换表上删除所有符合条件3的切换表项;

条件3:该切换表项的四元组的目的地址为移动节点MN1的家乡地址HA1且旧转交地址域值等于转交地址CA4;

步骤607:接入路由器AR1接收到绑定消息后,查看地址绑定表,选择家乡地址域值等于家乡地址HA1的地址绑定表项,从该地址绑定表项的转交地址集合中删除转交地址CA4,将转交地址CA6加入到该地址绑定表项的转交地址集合中;接入路由器AR1针对绑定消息中的每个切换表项执行下述操作:接入路由器AR1查看会话绑定表,选择四元组域值等于切换表项的四元组域值的会话绑定表项,将该会话绑定表项的切换地址域值更新为切换地址CA6;

步骤608:结束。

上述切换过程可以确保移动节点与互联网用户节点的正确快速通信。

有益效果:本发明提供了一种低延迟的新一代无线网络实现方法,移动设备通过本发明提供的新一代无线网络实现方法可以快速获取所需数据,降低数据通信延迟和丢包率。本发明可应用于交通路况检控、医疗健康、农业工程化等诸多领域,具有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明,本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明所述的地址配置流程示意图。

图2为本发明所述的地址回收流程示意图。

图3为本发明所述的注册流程示意图。

图4为本发明所述通信流程示意图。

图5为本发明所述数据通信流程示意图。

图6为本发明所述切换流程示意图。

具体实施方式:

本发明提供了一种低延迟的新一代无线网络实现方法,移动设备通过本发明提供的新一代无线网络实现方法可以快速获取所需数据,降低数据通信延迟和丢包率。本发明可应用于交通路况检控、医疗健康、农业工程化等诸多领域,具有广泛的应用前景。

图1为本发明所述的地址配置流程示意图。所述无线网络包括两种以上类型的基础设施设备、接入路由器和移动节点,移动节点为用户终端设备,基础设施设备为连接移动节点的设备,移动节点通过基础设施设备与其他移动设备进行通信,例如智能电话或者笔记本电脑;每个移动节点具有两个以上的接口,每个接口与一种类型的基础设施设备链路相连;每个基础设施设备具有一个有线接口和一个无线接口,基础设施设备通过有线接口与接入路由器链路相连,通过无线接口与移动节点链路相连;每个接入路由器由一个网络前缀唯一标识,该网络前缀预先设置,例如3ef8:1:1:1::/64;每个接入路由器具有一个上游接口和两个以上的下游接口,上游接口与互联网的路由骨干网相连,下游接口与基础设施设备链路相连;

基础设施设备、接入路由器和移动节点的IPv6地址由三部分构成,第一部分为64比特的网络前缀,第二部分为i比特的接口ID,第三部分为(64-i)比特的节点ID;i设置为8比特;可分配节点ID空间为[1,264-i-1];

一个接入路由器的地址的网络前缀预先设置,接口ID为0,节点ID为1;接入路由器启动后定期从每个下游接口f1发送信标消息,信标消息的源地址为自己的地址,负载为接口f1;与接口f1链接的基础设施设备接收到接入路由器发送的信标消息后,构建自己的地址,其中网络前缀为接收到的信标消息的源地址的网络前缀,接口ID为接口f1,节点ID为0;

基础设施设备获取地址后,定期从无线接口发送信标消息,该信标消息的源地址为基础设施设自己的地址;基础设施设备维护一个节点ID集合用于记录已经分配给与自己链路相连的移动节点的节点ID;

移动节点启动后,通过每个接口侦听并接收基础设施设备发送的信标消息;移动节点通过下述操作对自己的每个接口配置地址,以接口f2为例:

步骤101:开始;

步骤102:移动节点为自己的接口f2构建一个临时地址,该临时地址的网络前缀和接口ID等于从该接口接收到的信标消息的源地址的网络前缀和接口ID,节点ID为随机数,移动节点从接口f2发送一个地址请求消息,该地址请求消息的源地址为自己的临时地址,目的地址为从该接口接收到的信标消息的源地址;

步骤103:与接口f2链路相连的基础设施设备接收到地址请求消息后,从可分配节点ID空间中选择一个最小未分配的节点ID,即该节点ID不在节点ID集合中,然后从无线接口发送一个地址响应消息,该地址响应消息的源地址为接收到的地址请求消息的目的地址,该地址响应消息的目的地址为接收到的地址请求消息的源地址,负载为分配的节点ID;基础设施设备将分配的节点ID加入到节点ID集合中;

步骤104:移动节点从接口f2接收到地址响应消息后,将接口f2的临时地址的节点ID更新为地址响应消息负载中的节点ID,将该临时地址设置为接口f2的转交地址;

步骤105:结束。

图2为本发明所述的地址回收流程示意图。如果基础设施设备没有可分配节点ID,该基础设施设备则执行下述地址回收操作:

步骤201:开始;

步骤202:基础设施设备清空节点ID集合,从无线接口发送地址回收消息,该地址回收消息源地址为自己的地址,目的地址为广播地址,负载为空;

步骤203:移动节点从自己的接口z1接收到该地址回收消息后,通过接口z1发送一个信标消息,该信标消息的源地址为接口z1的转交地址,目的地址为接收到的地址回收消息的源地址;

步骤204:基础设施设备从无线接口接收到所有信标消息后,将每个信标消息的源地址的节点ID加入到节点ID集合中;

步骤205:结束。

图3为本发明所述的注册流程示意图。移动节点为每个接口获取转交地址后,计算自己与每个接口链接的基础设施设备之间的距离,选择距离最大的基础设施设备并将与该基础设施设备链接的接口的转交地址设置为自己的家乡地址;如果一个接入路由器的网络前缀与一个移动节点的家乡地址的网络前缀相同,则该接入路由器称为该移动节点的家乡路由器,移动节点的家乡地址在其生命周期内保持不变;

每个接入路由器保存一个地址绑定表,一个地址绑定表项包含家乡地址域和转交地址集合域,其中,家乡地址域的网络前缀与该接入路由器的网络前缀相同;

移动节点获取家乡地址和每个接口的转交地址后,向家乡路由器执行下述注册操作:

步骤301:开始;

步骤302:移动节点从自己的接口z2发送一个注册消息,其中家乡地址等于接口z2的转交地址,该注册消息的源地址为家乡路由器的地址,源地址为家乡地址,负载为所有接口的转交地址集合;

步骤303:家乡路由器接收到注册消息后,创建一个地址绑定表项,该地址绑定表项的家乡地址域值为该注册消息的源地址,转交地址集合域值为该注册消息负载中的转交地址集合;

步骤304:结束;

移动节点为每个接口配置转交地址后,通过每个接口定期发送信标消息,信标消息的源地址为该接口的转交地址。

图4为本发明所述通信流程示意图。无线网络中的每个会话由四元组<源地址,源端口,目的地址,目的端口>唯一标识;每个接入路由器维护一个会话绑定表,每个会话绑定表项包括四元组域、家乡地址域、转交地址域和生命周期域;会话的源地址和目的节点保存一个会话表,每个会话表项包含标识该会话的四元组域和转交地址域;

移动节点MN1的家乡路由器为接入路由器AR1,如果一个互联网用户节点CN1发起与移动节点MN1的会话,则执行下述过程:

步骤401:开始;

步骤402:用户节点CN1发送一个请求消息,该请求消息的源地址为用户节点CN1的地址CA1,源端口为SP1,目的地址为移动节点MN1的家乡地址HA1,目的端口为DP1;用户节点CN1创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<源地址CA1,源端口SP1,目的地址HA1,目的端口DP1>,转交地址域值为CA1;

步骤403:该请求消息首先到达接入路由器AR1,接入路由器AR1查看会话绑定表,如果存在四元组域值等于<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>的会话绑定表项,则执行步骤404,否则执行步骤405;

步骤404:接入路由器AR1在接收到的请求消息中增加一个隧道头部,隧道头部包括一个源地址和目的地址,源地址为请求消息的源地址,目的地址为四元组域值等于<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>的会话绑定表项的转交地址域值,发送带有隧道头部的请求消息,接入路由器AR1将该会话绑定表项的生命周期设置为最大值,例如1min,执行步骤406;

步骤405:接入路由器AR1查看地址绑定表中家乡地址等于接收到的请求消息的目的地址的地址绑定表项,从该地址绑定表项的转交地址集合中选择满足条件1的转交地址CA2,在接收到的请求消息中增加一个隧道头部,隧道头部包括一个源地址和目的地址,源地址为请求消息的源地址,目的地址为转交地址CA2,接入路由器AR1发送带有隧道头部的请求消息;接入路由器AR1创建一个会话绑定表项,该会话绑定表项的四元组域值等于<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>,家乡地址域值为请求消息的目的地址,转交地址域值为转交地址CA2,生命周期设置为最大值;

条件1:在接入路由器AR1的会话绑定表中,转交地址域值等于转交地址CA2的会话绑定表项的个数最少;

步骤406:移动节点MN1从自己的转交地址为CA2的接口x2接收到带有隧道头部的请求消息后,去掉请求消息的隧道头部,创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>,转交地址域值为转交地址CA2;移动节点MN1从自己接口x2发送一个响应消息,该响应消息的源地址和源端口为接收到的请求消息的目的地址和目的端口,该响应消息的目的地址和目的端口为接收到的请求消息的源地址和源端口,负载为响应数据;

步骤407:用户节点CN1接收到响应数据后,返回一个确认消息,该确认消息的源地址和源端口为接收到的响应消息的目的地址和目的端口,该确认消息的目的地址和目的端口为接收到的响应消息的源地址和源端口,负载为空;然后用户节点CN1从会话表中删除四元组为<接收到的响应消息的目的地址,接收到的响应消息的目的端口,接收到的响应消息的源地址,接收到的响应消息的源端口>的会话表项;

步骤408:该确认消息首先到达接入路由器AR1,接入路由器AR1查看会话绑定表,选择四元组域值等于<接收到的确认消息的源地址,接收到的确认消息的源端口,接收到的确认消息的目的地址,接收到的确认消息的目的端口>的会话绑定表项,在接收到的确认消息中增加一个隧道头部,隧道头部包括一个源地址和目的地址,源地址为确认消息的源地址,目的地址为选中的会话绑定表项的转交地址域值,然后发送带有隧道头部的请求消息,接入路由器AR1将该会话绑定表项的生命周期设置为最大值;

步骤409:移动节点MN1接收到带有隧道头部的确认消息后,去掉确认消息的隧道头部,从会话表中删除四元组域值为<接收到的确认消息的源地址,接收到的确认消息的源端口,接收到的确认消息的目的地址,接收到的确认消息的目的端口>的会话表项;

步骤410:结束;

如果接入路由器AR1检测到一个会话绑定表项的生命周期衰减为0,则删除该会话绑定表项。

图5为本发明所述数据通信流程示意图。移动节点MN1的家乡路由器为接入路由器AR1,如果移动节点MN1发起与互联网用户节点CN1的会话,则执行下述过程:

步骤501:开始;

步骤502:移动节点MN1从接口y1发送请求消息,该请求消息的源地址为接口y1的转交地址CA3,源端口为SP2,目的地址为CN1的家乡地址HA2,目的端口为DP2,然后创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<源地址CA3,源端口SP2,目的地址HA2,目的端口DP2>,转交地址域值为转交地址CA3;

步骤503:用户节点CN1接收到请求消息后,创建一个会话表项,该会话表项的四元组域值为<接收到的请求消息的源地址,接收到的请求消息的源端口,接收到的请求消息的目的地址,接收到的请求消息的目的端口>,转交地址域值为自己的地址;然后用户节点CN1发送一个响应消息,该响应消息的源地址和源端口为接收到的请求消息的目的地址和目的端口,该响应消息的目的地址和目的端口为接收到的请求消息的源地址和源端口,负载为响应数据;

步骤504:移动节点MN1从自己的接口y1接收到响应数据后,从接口y1返回一个确认消息,该确认消息的源地址和源端口为接收到的响应消息的目的地址和目的端口,该确认消息的目的地址和目的端口为接收到的响应消息的源地址和源端口,负载为空;移动节点MN1从会话表中删除四元组为<接收到的响应消息的目的地址,接收到的响应消息的目的端口,接收到的响应消息的源地址,接收到的响应消息的源端口>的会话表项;

步骤505:用户节点CN1接收到确认消息后,从会话表中删除四元组域值为<接收到的确认消息的源地址,接收到的确认消息的源端口,接收到的确认消息的目的地址,接收到的确认消息的目的端口>的会话表项;

步骤506:结束。

图6为本发明所述切换流程示意图。一个移动节点维护一个切换表,一个切换表项包含四元组域值、旧转交地址域值以及新转交地址域值;

在移动节点MN1的家乡路由器为接入路由器AR1,家乡地址为HA1,接口y2的转交地址为CA4,与接口y2链路相连的基础设施设备为I1的条件下,如果移动节点MN1检测到接口y2同时能够接收到基础设施设备I1和基础设施设备I2的信标消息,且基础设施设备I2的信号强于基础设施设备I2的信号,那么移动节点MN1执行下述移动切换操作:

步骤601:开始;

步骤602:移动节点MN1选择符合条件2的自己的接口y5,接口y5的转交地址为CA5,移动节点MN1查看会话表,选择所有四元组域中的目的地址为HA1且转交地址域值为CA4的会话表项,针对每个选择的会话表项执行下述操作:移动节点MN1创建一个切换表项,该切换表项的四元组等于该会话表项的四元组,旧转交地址为转交地址CA4,新转交地址为转交地址CA5,移动节点MN1通过接口f5向家乡路由器AR1发送切换消息,该切换消息的源地址为转交地址CA5,目的地址为家乡路由器AR1的地址,负载为构建的切换表项;

条件2:接口y5只能从当前链路相连的基础设施设备接收到信标消息;

步骤603:家乡路由器AR1接收到切换消息后,查看会话绑定表,选择四元组等切换消息中的切换表项的四元组的会话绑定表项,将该会话绑定表项的转交地址域值更新为切换表项的新转交地址域值;

步骤604:移动节点MN1查看会话表,选择所有四元组域中的源地址为CA4的会话表项,针对每个选择的会话表项执行下述操作:移动节点MN1创建一个切换表项,该切换表项的四元组等于该会话表项的四元组,旧转交地址为该会话表项的转交地址域值,新转交地址为转交地址CA5,移动节点MN1通过自己的接口f5发送切换消息,该切换消息的源地址为转交地址CA5,目的地址为该切换表项的四元组的目的地址,负载为构建的切换表项;移动节点MN1从切换表中删除构建的切换表项;

步骤605:目的节点接收到切换消息后,查看会话表,选择四元组等切换消息中的切换表项的四元组的会话表项,将该会话表项的四元组的源地址更新为切换表项的新转交地址域值;

步骤606:移动节点MN1的接口y2切换链路相连到基础设施设备I2后,执行步骤101~105为自己的接口f5配置新的转交地址CA6,通过接口y2发送绑定消息,该绑定消息包括:目的地址为家乡路由器AR1的地址,源地址为转交地址CA6,负载为家乡地址HA1,接口y2的原来的转交地址CA4,接口y2的新的转交地址CA6,以及所有符合条件3的切换表项;移动节点MN1从切换表上删除所有符合条件3的切换表项;

条件3:该切换表项的四元组的目的地址为移动节点MN1的家乡地址HA1且旧转交地址域值等于转交地址CA4;

步骤607:接入路由器AR1接收到绑定消息后,查看地址绑定表,选择家乡地址域值等于家乡地址HA1的地址绑定表项,从该地址绑定表项的转交地址集合中删除转交地址CA4,将转交地址CA6加入到该地址绑定表项的转交地址集合中;接入路由器AR1针对绑定消息中的每个切换表项执行下述操作:接入路由器AR1查看会话绑定表,选择四元组域值等于切换表项的四元组域值的会话绑定表项,将该会话绑定表项的切换地址域值更新为切换地址CA6;

步骤608:结束。

实施例1

基于表1的仿真参数,本实施例模拟了本发明中的一种低延迟的新一代无线网络实现方法,性能分析如下:当移动节点数量不变且速度增加时,数据通信丢包率增加,当移动节点数量不变且速度降低时,数据通信丢包率下降,数据通信平均丢包率为2.5%。

表1仿真参数

本发明提供了一种低延迟的新一代无线网络实现方法的思路,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

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