无线链状网下的快速路由恢复方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体涉及的是无线链状或树状多跳网络拓扑场景中路由快速恢复的方法。
【背景技术】
[0002]无线通信系统的应用日趋广泛，尤其是针对一些不适合铺设有线链路的带状区域，如石油管道、边防海防等场景，无线链状通信系统可以发挥其独特的优势，满足市场的需求。
[0003]无线链状通信系统适用于链状或者树状的拓扑结构，采用多个无线网络节点组成该通信系统，源节点与目的节点之间通过多个中继节点进行通信，各个节点之间协同工作构成了一个无线多跳链状网络。
[0004]组成无线链状网的各个网络节点都有两个方向的主干通信链路，本文中规定远离中央控制单元的方向为前向，靠近中央控制单元的方向为反向，两方向的主干链路可以为其他中继节点或外围设备提供接入机会，因此终端设备可以通过不同的节点接入网络。
[0005]当移动节点入网并且在通信过程中进行切换时，网络拓扑结构发生变化，网络中部分节点的路由信息失效，到达移动节点的业务传输通路受阻。此时，如何快速的将失效路由恢复，维护准确的路由表信息，保证在切换过程中到移动节点的业务可以进行无损传输或者中断时延较小，是无线链状网需要研究的关键技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种无线链状网下的快速路由恢复方法，可以减少切换过程中移动节点路由的学习时间，进而缩短切换过程中到移动节点的业务中断时延;本发明采用的技术方案是:
本文中的节点，由于是无线链状网中的节点，因此除了中央控制单元外均指的是无线节点，移动节点也是一个无线节点；
一种无线链状网下的快速路由恢复方法，至少包括以下两种路由恢复方式中的一种:第一种路由恢复方式:针对移动节点跨节点切换，当移动节点在不同的节点间切换时，且确定了目标切换节点并且目标切换节点已允许切换接入移动节点，在源接入节点通知移动节点可以切换后，启动路由更新流程，包括两个子步骤:
子步骤SI，源接入节点代理移动节点向目标切换节点发送一条路由更新报文，SI中路由更新报文的类型为删除路由报文类型，通知并使得从源接入节点至目标切换节点路径上各节点删除各节点中旧的至移动节点的路由信息；旧的至移动节点的路由信息是指移动节点在接入源接入节点时，各节点为访问该移动节点所生成的路由信息；
子步骤Si具体包括:源接入节点向移动节点发出允许切换的消息后，立刻主动代理移动节点发起路由更新过程，该过程目的是删除各节点中旧的至移动节点的路由信息，源接入节点通过空口消息(空口指空中接口，因为本发明应用于无线链状网)发送一条路由更新报文沿源接入节点至目标切换节点的路径至目标切换节点；Si中的路由更新报文携带着删除路由报文类型、移动节点标识、目标切换节点标识和源接入节点标识;路由更新报文会通过相关中继节点进行转发;源接入节点首先删除旧的至移动节点的路由信息，并根据目标切换节点确认下一跳转发路径将路由更新报文转发;各中继节点收到路由更新报文后，根据路由更新报文中携带的移动节点标识删除旧的至移动节点的路由信息，根据目标切换节点确认下一跳转发路径将路由更新报文转发；目标切换节点收到路由更新报文后，根据路由更新报文中携带的移动节点标识删除旧的至移动节点的路由信息；
在子步骤SI的过程中，各相关节点会停止到移动节点的数据传输，若节点支持数据转发且含有缓存的移动节点的相关数据，则该节点将接收到的移动节点的数据和缓存的移动节点的数据都转发到目标切换节点；以便后续通信，防止移动节点的数据丢失。
[0007]子步骤S2，当移动节点成功接入目标切换节点，目标切换节点收到移动节点成功接入消息后，目标切换节点向源接入节点上报切换成功消息，并向源接入节点发出另一条路由更新报文，S2中路由更新报文的类型为添加路由报文类型，通知并使得从目标切换节点至源接入节点路径上的各节点添加新的至移动节点的路由信息;新的至移动节点的路由信息是指移动节点切换到目标切换节点后，各节点为访问该移动节点所生成的路由信息；
子步骤S2具体包括:当目标切换节点收到移动节点成功接入消息后，会立刻向源接入节点上报切换成功消息，并立刻代理移动节点发起路由更新过程;该过程目的是使得相关节点中添加新的至移动节点的路由信息:目标切换节点首先依据移动节点信息更新自己至移动节点的路由信息，然后目标切换节点向源接入节点发送另一条路由更新报文，S2中的路由更新报文携带着添加路由报文类型、移动节点标识、目标切换节点标识、源接入节点标识;S2中的路由更新报文会沿着目标切换节点-各中继节点-源接入节点的路径转发;相关中继节点和源接入节点收到S2中的路由更新报文后，依据移动节点信息创建新的至移动节点的路由信息；
中继节点和源接入节点在路由恢复后，按照新的至移动节点的路由信息进行通信;如果当前节点还存在需要转发到目标切换节点的移动节点数据未转发完，则停止当前的转发任务，直接将数据包按照新的至移动节点的路由信息发给移动节点；
对于那些由于移动节点切换导致的已经转发至目标切换节点进行缓存的数据，在目标切换节点收到移动节点切换成功的消息后，由目标切换节点转发给移动节点，移动节点对不同的数据业务进行优先级排序，再按序工作。
[0008]如果移动节点切换成功，至此全网针对移动节点的路由恢复完成。
[0009]第一种路由恢复方式中还包括移动节点切换失败时的异常情况处理方法:
移动节点在切换过程中，会由于各种原因导致其未能成功通过目标切换节点接入网络，具体分为以下两种情况:
a)，移动节点超时未接入网络:
若目标切换节点首先发现移动节点未入网，则上报源节点移动节点切换失败的消息，同时释放所有为移动节点分配的资源，包括缓冲的其他节点发来的移动节点的数据报文；中继节点在转发由源接入节点发送的路由更新报文(删除路由报文类型)中已经删除了移动节点的旧的路由信息，此时中继节点不进行任何动作;若源接入节点首先发现移动节点未入网，直接释放自身为移动节点分配的资源，包括缓冲的其他节点发来的移动节点的数据报文。
[0010]b)，移动节点通过目标切换节点外的其他节点接入网络:
如果源接入节点或者目标切换节点收到了来自其他节点发来的关于移动节点的路由更新报文，则源接入节点或者目标切换节点知道移动节点切换失败，然后同子步骤S2，更新各自至移动节点的路由信息，更新完毕后，将各自缓存的关于移动节点的数据按照新的路由进行转发；
第二种路由恢复方式:针对移动节点跨节点切换，在目标切换节点允许移动节点切换后，通过源接入节点或目标切换节点直接发起至移动节点的路由更新，整个路由恢复过程只需要发送一次路由更新报文;包括以下两种路由更新过程中的任一种；
过程Pl，源接入节点代理移动节点发起路由更新过程；
过程P2，目标切换节点代理移动节点发起路由更新过程；
上述两个过程Pl和P2中，路由更新过程是使得路由更新报文从报文发出节点到达报文接收节点，路由更新报文途径的各个节点，在收到路由更新报文后，依据路由更新报文中携带的信息删除旧的至移动节点的路由信息同时添加新的至移动节点的路由信息；
具体地，过程Pl，源接入节点代理移动节点发起路由更新过程:
源接入节点在收到目标切换节点反馈的允许移动节点接入的消息后，将该消息传递给移动节点，同时由源接入节点代理移动节点发起路由更新过程，直到移动节点在目标切换节点接入完成:源节点向目标切换节点发送一条路由更新报文，该路由更新报文中携带着删除和添加路由报文类型、移动节点标识、移动节点的新代理节点即目标切换节点标识、移动节点的原有代理节点即源接入节点标识;源接入节点首先删除移动节点的路由信息，添加新的至移动节点的路由信息(其实就是指向下一跳节点标识)更新自己的路由表，然后将路由更新报文进行转发;该Pl中的路由更新