一种云的实现方法
【专利摘要】本发明提供了一种云的实现方法，云包括固定节点和移动节点，固定节点包括一个接入路由器、两个以上交换机以及两个以上接入节点；接入路由器与互联网相连；所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子节点；移动节点通过接入节点连接到互联网。移动节点通过本发明所提供的云实现方法能够快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。
【专利说明】
-种云的实现方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种实现方法，尤其设及的是一种云的实现方法。
【背景技术】
[0002] 云是能提供本地服务的一种服务模式。近年来，很多研究工作致力于云的研究，W 便使移动节点能够快速获取网络服务。随着网络技术的发展，云将成为未来提供服务的一 种模式。
[0003] 目前，云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，如何降低云提供服务的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。
[0004] 本发明通过单播取代广播的方式来实现云，从而降低云提供服务的延迟和代价， 从而有效提局网络服务性能。
【发明内容】
[0005] 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，提供一种云的实 现方法。
[0006] 技术方案:本发明公开了一种云的实现方法，云包括固定节点和移动节点，固定节 点包括一个接入路由器、两个W上交换机W及两个W上接入节点；接入路由器与互联网相 连;所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子节 点;移动节点通过接入节点连接到互联网；
[0007] 移动节点的链路地址包括两部分:第一部分为16比特的链路路由前缀，用于在云 树中实现路由；第二部分32比特的接口 ID，移动节点将自己的媒体访问控制地址随机选择 32比特，媒体访问控制地址就是MAC地址，即网卡的硬件地址，并将自己的接口 ID设置为该 32比特;移动节点的IPv6地址由全局网络前缀和链路地址构成；
[000引一个云树中，固定节点的链路路由前缀长度L与该节点所在云树的深度成d正比， 如公式(1)所示，其中，C为常量，C一般取值为不大于4或者8的整数；
[0009] L=C ? d(l)
[0010] 云树的构建过程同时是固定节点和移动节点的地址配置过程；
[0011] 云树中，接入路由器具有N个接口，N含1，其全局网络前缀预先设置，取值范围为 [1，264-1 ]，接入路由器启动后发起下述地址配置过程：
[001 ^ 步骤101:开始；
[001引步骤102:接入路由器检测N个接口，如果接口 n连接其他固定节点，N含nM，那么 从该接口 n发送一个地址创建消息，消息负载为全局网络前缀和C比特的链路路由前缀扩展 值，其值等于n，例如，接入路由器从接口 1发送的地址创建消息中的链路路由前缀扩展值为 1，接口 2发送的地址创建消息中的链路路由前缀扩展值为2，等等；
[0014]步骤103:如果收到地址创建消息的为固定节点，则执行步骤104,否则执行步骤 108；
[0015] 步骤104:固定节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建 消息源地址中的链路路由前缀;将自己的链路路由前缀长度扩展C比特，扩展的C比特值设 置为地址创建消息中的C比特链路路由前缀扩展值；固定节点从媒体访问控制地址中随机 选择32比特，并设置为接口 ID，将自己的链路路由前缀与接口 ID相结合构建链路地址；
[0016] 步骤105:如果是交换机收到该地址创建消息，则执行步骤106，否则执行步骤107;
[0017] 步骤106:交换机具有M接口，M含1，将地址创建消息的源地址更新为自己的地址， 并从每个连接固定节点的接口m转发该地址创建消息，M含m含1，消息负载为全局网络前缀 和C比特的链路路由前缀扩展值，其值等于m，执行步骤103;
[0018] 步骤107:接入节点将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，同时转发该地址 创建消息，执行步骤103;
[0019] 步骤108:移动节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建 消息源地址中的链路路由前缀，从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的 接口 ID，将自己的链路路由前缀与接口 ID相结合构建成链路地址，将链路地址与全局网络 前缀相结合构建为IPv6地址；
[0020] 步骤109:结束；
[0021] 移动节点和接入节点之间定期交换信标帖，移动节点的媒体访问介质地址能够不 具有全球唯一性;如果接入节点检测到两个关联的移动节点具有相同的链路地址，则将下 一次广播的信标帖的负载设置为该链路地址；具有相同链路地址的移动节点收到信标帖 后，重新从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口 ID，用新的接口 ID替 换原来重复的链路地址中的接口 ID;
[0022] 云树建立完成后，云树中的固定节点通过链路路由前缀无需路由建立过程即可实 现路由。
[0023] 通过上述过程，交换机和移动节点能够配置具有唯一性的节点从而实现数据通 信。
[0024] 本发明所述方法中，每个固定节点是一个数据中屯、，能够保存各种类型的数据，一 种类型的数据由一个数据ID唯一标识；
[0025] 接入路由器保存一个数据表，每个表项包含=个域:数据ID域、链路地址域W及生 存周期；当生存周期衰减到加寸，该表项从数据表中删除；
[0026] 固定节点Sl通过下述过程创建数据ID为X的数据：
[0027] 步骤201:开始；
[00%]步骤202:如果固定节点Sl是接入路由器或者交换机，则执行步骤203,否则执行步 骤204;
[0029] 步骤203:固定节点Sl从每个连接设备的接口发送一个资源请求消息，消息负载为 需要创建数据ID为X的数据所需的资源列表，执行步骤205;
[0030] 步骤204:固定节点Sl广播一个资源请求消息，消息负载为需要创建数据ID为X的 数据所需的资源列表；
[0031] 步骤205:如果固定节点收到资源请求消息，则执行步骤206,否则执行步骤207;
[0032] 步骤206:固定节点转发该资源请求消息，执行步骤205;
[0033] 步骤207:移动节点收到资源请求消息后，如果该移动节点能提供资源请求消息负 载中的资源列表，则向固定节点SI返回一个资源响应消息，负载为能提供的资源列表；
[0034] 步骤208:固定节点Sl检测所有返回资源响应消息的资源列表，如果运些资源列表 能够创建数据ID为X的数据，则执行步骤209，否则执行步骤213;
[0035] 步骤2 0 9:固定节点S1向每个返回资源响应消息的移动节点发送一个数据创建请 求消息，消息负载为分配给该移动节点的子任务；
[0036] 步骤210:移动节点收到数据创建请求消息后，执行消息负载中的子任务，然后向 固定节点Sl返回一个数据创建响应消息，消息负载为执行子任务所创建的数据；
[0037] 步骤211:固定节点Sl处理所有的数据创建响应消息，并创建数据ID为X的树，向所 在云树的根节点ARl发送注册消息，消息负载为数据ID值X;
[0038] 步骤212:根节点ARl收到注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为X，链 路地址域为固定节点Sl的链路地址，生命周期为最大生存周期，例如24小时，执行步骤214;
[0039] 步骤213:固定节点Sl创建数据失败；
[0040] 步骤214:结束。
[0041] 通过上述过程，固定节点能够创建数据，其他节点可W获取该数据。
[0042] 本发明所述方法中，移动节点Dl与接入节点APl链路相连，移动节点Dl请求数据ID 为X的数据，移动节点Dl首先从接入路由器获取数据表，如果数据表中不存在该数据ID为X 的表项，那么移动节点Dl请求接入节点APl创建数据ID为X的数据，其过程为：
[0043] 步骤301:开始；
[0044] 步骤302:移动节点Dl向接入节点APl发送数据请求消息，消息负载为数据ID值X;
[0045] 步骤303:判断接入节点APl是否能提供数据ID为X的数据，如果是，则执行步骤 310,否则执行步骤304;
[0046] 步骤304:接入节点APl执行步骤201~214,然后执行步骤305;
[0047] 步骤305:如果接入节点APl创建数据失败，则执行步骤306，否则执行步骤310;
[004引步骤306:接入节点APl请求其父节点创建数据ID为X的数据；
[0049] 步骤307:如果父节点创建数据失败，则执行步骤308，否则执行步骤310;
[0050] 步骤308:父节点如果是根节点，则执行步骤312,否则执行步骤309;
[0051] 步骤309:父节点请求其父节点创建数据ID为X的数据，执行步骤307;
[0052] 步骤310:接入节点APl或者父节点向移动节点Dl返回数据响应消息，消息负载为 数据ID为X的数据；
[0053] 步骤311:移动节点Dl收到数据响应消息后，保存该数据消息；
[0化4] 步骤312:结束。
[0055] 通过上述过程，移动节点能够获取想要的数据。
[0056] 本发明所述方法中，移动节点D3与接入节点APl链路相连，接入节点APl所在云树 的根节点为ARl，移动节点D3通过下述过程获取数据ID为X的数据：
[0化7] 步骤401:开始；
[0化引步骤402:移动节点D3向根节点ARl发送数据表请求消息，消息负载为数据ID值X， 数据表请求消息转发给下一跳固定节点；
[0059]步骤403:下一跳固定节点收到数据表请求消息后，如果它能提供数据ID为X的数 据，则执行步骤404，否则执行步骤405;
[0060] 步骤404:下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为 X的数据，同时停止转发接收到的数据表请求消息，执行步骤412;
[0061] 步骤405:判断下一跳固定节点是否为根节点ARl，如果是，执行步骤407,否则执行 步骤406;
[0062] 步骤406:下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步 骤403;
[0063] 步骤407:根节点ARl向移动节点D3返回数据表响应消息，消息负载为数据ID域值 为X的表项；
[0064] 步骤408:移动节点D3收到数据表响应消息后，选择距离自己最近的固定节点S2， 向固定节点S2发送数据请求消息，消息负载为数据ID值X，将数据请求消息转发给下一跳固 定节点；
[0065] 步骤409:下一跳固定节点收到数据请求消息后，如果它能提供数据ID为X的数据， 则执行步骤410,否则执行步骤411;
[0066] 步骤410:下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为 X的数据，同时停止转发接收到的数据请求消息，执行步骤412;
[0067] 步骤411:下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步 骤409;
[0068] 步骤412:移动节点D3收到数据响应消息后，保存数据ID为X的数据，在数据响应消 息路由过程中，如果接收到数据响应消息的中间固定节点也需要数据ID为X的数据，它则保 存该数据响应消息同时向根节点ARl发送注册消息，消息负载为数据ID值X，根节点ARl收到 注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为X，链路地址域为注册消息的源地址，生 命周期为最大生存周期；
[0069] 步骤413:结束。
[0070] 通过上述过程，移动节点能够快速获取数据。
[0071] 本发明所述方法中，移动节点D2与接入节点APl链路相连并请求数据ID为X的数 据，如果它检测到自己要离开接入节点APl的通信范围并进入接入节点AP2的通信范围，它 则执行下述操作：
[0072] 步骤501:开始；
[0073] 步骤502:移动节点D2向接入节点APl发送切换消息，消息负载为接入节点AP2的链 路地址；
[0074] 步骤503:接入节点APl收到切换消息后，能够判断移动节点D2即将切换到接入节 点AP2,即接入节点APl根据消息的类型W及负载可知移动节点D2即将切换到接入节点AP2;
[0075] 步骤504:接入节点APl收到任何节点发送的目的地址为移动节点D2的任何消息 后，将该消息转发给接入节点AP2;
[0076] 步骤505:接入节点AP2收到目的地址为移动节点D2的消息后，判断移动节点D2是 否与自己链路相连，如果是，则进行步骤507，否则进行步骤506;
[0077] 步骤506:接入节点AP2保存目的地址为移动节点D2的消息，如果检测到自己与移 动节点D2链路相连，则接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2，执 行步骤508;
[007引步骤507:接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2;
[00巧]步骤508:结束；
[0080] 在上述过程中，移动节点D2切换到接入节点AP2后，即与接入节点AP2链路相连后， 它重新获取一个链路地址，该链路地址的链路路由前缀为接入节点AP2的链路路由前缀；
[0081] 如果移动节点D2在数据通信过程中从接入节点APl切换到接入节点AP2,则同时保 留原来的链路地址和新的链路地址，所述原来的链路地址即链路路由前缀与接入节点APl 的链路路由前缀相同的链路地址，所述新的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP2的链 路路由前缀相同的链路地址，数据通信结束后，移动节点D2放弃原来的链路地址，只使用新 的链路地址进行数据通信。
[0082] 上述过程能够确保移动节点D2在移动过程中数据通信的连续性和正确性。
[0083] 有益效果:本发明提供了一种云的实现方法，移动节点通过本发明所提供的云实 现方法能够快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发 明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。
【附图说明】
[0084] 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。
[0085] 图1为本发明所述的云体系结构示意图。
[0086] 图2为本发明所述的地址配置流程示意图。
[0087] 图3为本发明所述的移动节点创建数据流程示意图。
[0088] 图4为本发明所述的固定节点创建数据流程示意图。
[0089] 图5为本发明所述的获取数据流程示意图。
[0090] 图6为本发明所述的切换流程示意图。
【具体实施方式】：
[0091] 本发明提供了一种云的实现方法，移动节点通过本发明所提供的云实现方法能够 快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于 道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。
[0092] 图1为本发明所述的云体系结构示意图。云包括固定节点和移动节点，固定节点包 括一个接入路由器1、两个W上交换机2W及两个W上接入节点3;接入路由器与互联网相 连;所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器1为根节点，接入节点3为叶子 节点;移动节点4通过接入节点3连接到互联网。
[0093] 图2为本发明所述的地址配置流程示意图。移动节点的链路地址包括两部分:第一 部分为16比特的链路路由前缀，用于在云树中实现路由；第二部分32比特的接口 ID，移动节 点将自己的媒体访问控制地址随机选择32比特，媒体访问控制地址就是MAC地址，网卡的硬 件地址，并将自己的接口 ID设置为该32比特;移动节点的IPv6地址由全局网络前缀和链路 地址构成；
[0094] 一个云树中，固定节点的链路路由前缀长度L与该节点所在云树的深度成d正比， 如公式(1)所示，其中，C为常量，一般取值为不大于4或者8的整数；
[0095] L = C ? d(l)
[0096] 云树的构建过程同时是固定节点和移动节点的地址配置过程；
[0097] 云树中，接入路由器具有N个接口，N含1，其全局网络前缀预先设置，取值范围为 [1，264-1 ]，接入路由器启动后发起下述地址配置过程：
[009引步骤101:开始；
[0099] 步骤102:接入路由器检测N个接口，如果接口n连接其他固定节点，N>n> 1，那么 从该接口 n发送一个地址创建消息，消息负载为全局网络前缀和C比特的链路路由前缀扩展 值，其值等于n，接入路由器从接口 1发送的地址创建消息中的链路路由前缀扩展值为1，接 口 2发送的地址创建消息中的链路路由前缀扩展值为2，等等；
[0100] 步骤103:如果收到地址创建消息的为固定节点，则执行步骤104,否则执行步骤 108；
[0101] 步骤104:固定节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建 消息源地址中的链路路由前缀;将自己的链路路由前缀长度扩展C比特，扩展的C比特值设 置为地址创建消息中的C比特链路路由前缀扩展值；固定节点从媒体访问控制地址中随机 选择32比特，并设置为接口 ID，将自己的链路路由前缀与接口 ID相结合构建链路地址；
[0102] 步骤105:如果是交换机收到该地址创建消息，则执行步骤106,否则执行步骤107;
[0103] 步骤106:交换机具有M接口，M含1，将地址创建消息的源地址更新为自己的地址， 并从每个连接固定节点的接口m转发该地址创建消息，M含m含1，消息负载为全局网络前缀 和C比特的链路路由前缀扩展值，其值等于m，执行步骤103;
[0104] 步骤107:接入节点将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，同时转发该地址 创建消息，执行步骤103;
[0105] 步骤108:移动节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建 消息源地址中的链路路由前缀，从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的 接口 ID，将自己的链路路由前缀与接口 ID相结合构建成链路地址，将链路地址与全局网络 前缀相结合构建为IPv6地址；
[0106] 步骤109:结束；
[0107] 移动节点和接入节点之间定期交换信标帖，移动节点的媒体访问介质地址能够不 具有全球唯一性;如果接入节点检测到两个关联的移动节点具有相同的链路地址，则将下 一次广播的信标帖的负载设置为该链路地址；具有相同链路地址的移动节点收到信标帖 后，重新从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口 ID，用新的接口 ID替 换原来重复的链路地址中的接口 ID;
[0108] 云树建立完成后，云树中的固定节点通过链路路由前缀无需路由建立过程即可实 现路由。
[0109] 图3为本发明所述的移动节点创建数据流程示意图。每个固定节点是一个数据中 屯、，能够保存各种类型的数据，一种类型的数据由一个数据ID唯一标识；
[0110] 接入路由器保存一个数据表，每个表项包含=个域:数据ID域、链路地址域W及生 存周期；当生存周期衰减到加寸，该表项从数据表中删除；
[0111] 固定节点Sl通过下述过程创建数据ID为X的数据：
[0112] 步骤201:开始；
[0113] 步骤202:如果固定节点SI是接入路由器或者交换机，则执行步骤203,否则执行步 骤204;
[0114] 步骤203:固定节点Sl从每个连接设备的接口发送一个资源请求消息，消息负载为 需要创建数据ID为X的数据所需的资源列表，执行步骤205;
[0115] 步骤204:固定节点Sl广播一个资源请求消息，消息负载为需要创建数据ID为X的 数据所需的资源列表；
[0116] 步骤205:如果固定节点收到资源请求消息，则执行步骤206，否则执行步骤207;
[0117] 步骤206:固定节点转发该资源请求消息，执行步骤205;
[011引步骤207:移动节点收到资源请求消息后，如果该移动节点能提供资源请求消息负 载中的资源列表，则向固定节点Sl返回一个资源响应消息，负载为能提供的资源列表；
[0119] 步骤208:固定节点Sl检测所有返回资源响应消息的资源列表，如果运些资源列表 能够创建数据ID为X的数据，则执行步骤209，否则执行步骤213;
[0120] 步骤209:固定节点Sl向每个返回资源响应消息的移动节点发送一个数据创建请 求消息，消息负载为分配给该移动节点的子任务；
[0121] 步骤210:移动节点收到数据创建请求消息后，执行消息负载中的子任务，然后向 固定节点Sl返回一个数据创建响应消息，消息负载为执行子任务所创建的数据；
[0122] 步骤211:固定节点Sl处理所有的数据创建响应消息，并创建数据ID为X的树，向所 在云树的根节点ARl发送注册消息，消息负载为数据ID值X;
[0123] 步骤212:根节点ARl收到注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为X，链 路地址域为固定节点Sl的链路地址，生命周期为最大生存周期，例如24小时，执行步骤214;
[0124] 步骤213:固定节点Sl创建数据失败；
[0125] 步骤214:结束。
[0126] 图4为本发明所述的固定节点创建数据流程示意图。移动节点Dl与接入节点APl链 路相连，移动节点Dl请求数据ID为X的数据，移动节点Dl首先从接入路由器获取数据表，如 果数据表中不存在该数据ID为X的表项，那么移动节点Dl请求接入节点APl创建数据ID为X 的数据，其过程为：
[0127] 步骤301:开始；
[012引步骤302:移动节点Dl向接入节点APl发送数据请求消息，消息负载为数据ID值X;
[0129] 步骤303:判断接入节点APl是否能提供数据ID为X的数据，如果是，则执行步骤 310,否则执行步骤304;
[0130] 步骤304:接入节点APl执行步骤201~214，然后执行步骤305;
[0131] 步骤305:如果接入节点APl创建数据失败，则执行步骤306，否则执行步骤310;
[0132] 步骤306:接入节点APl请求其父节点创建数据ID为X的数据；
[0133] 步骤307:如果父节点创建数据失败，则执行步骤308，否则执行步骤310;
[0134] 步骤308:父节点如果是根节点，则执行步骤312,否则执行步骤309;
[0135] 步骤309:父节点请求其父节点创建数据ID为X的数据，执行步骤307;
[0136] 步骤310:接入节点APl或者父节点向移动节点Dl返回数据响应消息，消息负载为 数据ID为X的数据；
[0137] 步骤311:移动节点Dl收到数据响应消息后，保存该数据消息；
[013引步骤312:结束。
[0139] 图5为本发明所述的获取数据流程示意图。移动节点D3与接入节点APl链路相连， 接入节点APl所在云树的根节点为ARl，移动节点D3通过下述过程获取数据ID为X的数据：
[0140] 步骤401:开始；
[0141] 步骤402:移动节点D3向根节点ARl发送数据表请求消息，消息负载为数据ID值X， 数据表请求消息转发给下一跳固定节点；
[0142] 步骤403:下一跳固定节点收到数据表请求消息后，如果它能提供数据ID为X的数 据，则执行步骤404，否则执行步骤405;
[0143] 步骤404:下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为 X的数据，同时停止转发接收到的数据表请求消息，执行步骤412;
[0144] 步骤405:判断下一跳固定节点是否为根节点ARl，如果是，执行步骤407,否则执行 步骤406;
[0145] 步骤406:下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步 骤403;
[0146] 步骤407:根节点ARl向移动节点D3返回数据表响应消息，消息负载为数据ID域值 为X的表项；
[0147] 步骤408:移动节点D3收到数据表响应消息后，选择距离自己最近的固定节点S2， 向固定节点S2发送数据请求消息，消息负载为数据ID值X，将数据请求消息转发给下一跳固 定节点；
[0148] 步骤409:下一跳固定节点收到数据请求消息后，如果它能提供数据ID为X的数据， 则执行步骤410,否则执行步骤411;
[0149] 步骤410:下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为 X的数据，同时停止转发接收到的数据请求消息，执行步骤412;
[0150] 步骤411:下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步 骤409;
[0151] 步骤412:移动节点D3收到数据响应消息后，保存数据ID为X的数据，在数据响应消 息路由过程中，如果接收到数据响应消息的中间固定节点也需要数据ID为X的数据，它则保 存该数据响应消息同时向根节点ARl发送注册消息，消息负载为数据ID值X，根节点ARl收到 注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为X，链路地址域为注册消息的源地址，生 命周期为最大生存周期；
[0152] 步骤413:结束。
[0153] 图6为本发明所述的切换流程示意图。移动节点D2与接入节点APl链路相连并请求 数据ID为X的数据，如果它检测到自己要离开接入节点APl的通信范围并进入接入节点AP2 的通信范围，它则执行下述操作：
[0154] 步骤501:开始；
[0155] 步骤502:移动节点D2向接入节点APl发送切换消息，消息负载为接入节点AP2的链 路地址；
[0156] 步骤503:接入节点APl收到切换消息后，能够判断移动节点D2即将切换到接入节 点AP2,接入节点APl根据消息的类型W及负载可知移动节点D2即将切换到接入节点AP2;
[0157]步骤504:接入节点API收到任何节点发送的目的地址为移动节点D2的任何消息 后，将该消息转发给接入节点AP2;
[015引步骤505:接入节点AP2收到目的地址为移动节点D2的消息后，判断移动节点D2是 否与自己链路相连，如果是，则进行步骤507，否则进行步骤506;
[0159] 步骤506:接入节点AP2保存目的地址为移动节点D2的消息，如果检测到自己与移 动节点D2链路相连，则接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2，执 行步骤508;
[0160] 步骤507:接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2;
[0161] 步骤508:结束；
[0162] 在上述过程中，移动节点D2切换到接入节点AP2后，即与接入节点AP2链路相连后， 它重新获取一个链路地址，该链路地址的链路路由前缀为接入节点AP2的链路路由前缀；
[0163] 如果移动节点D2在数据通信过程中从接入节点APl切换到接入节点AP2,则同时保 留原来的链路地址和新的链路地址，所述原来的链路地址即链路路由前缀与接入节点APl 的链路路由前缀相同的链路地址，所述新的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP2的链 路路由前缀相同的链路地址，数据通信结束后，移动节点D2放弃原来的链路地址，只使用新 的链路地址进行数据通信。
[0164] 实施例1
[0165] 基于表1的仿真参数，本实施例模拟了本发明中的云实现方法，性能分析如下：当 速度增加的情况下，移动节点数据获取代价和延迟都随之增加。移动节点获取数据的平均 延迟为40ms，平均代价为7。
[0166] 表1仿真参数
[0167]
[0168] 本发明提供了一种云的实现方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很 多，W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W做出若干改进和润饰，运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 W实现。
【主权项】
1. 一种云的实现方法，其特征在于，云包括固定节点和移动节点，固定节点包括一个接 入路由器、两个以上交换机以及两个以上接入节点；接入路由器与互联网相连;所有的固定 节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子节点；移动节点通 过接入节点连接到互联网； 移动节点的链路地址包括两部分:第一部分为16比特的链路路由前缀，用于在云树中 实现路由；第二部分32比特的接口 ID，移动节点将自己的媒体访问控制地址随机选择32比 特，并将自己的接口 ID设置为该32比特;移动节点的IPv6地址由全局网络前缀和链路地址 构成； 一个云树中，固定节点的链路路由前缀长度L与该节点所在云树的深度成d正比，如公 式(1)所示，其中，c为常量； L = c · d (1) 云树的构建过程同时是固定节点和移动节点的地址配置过程； 云树中，接入路由器具有N个接口，N2 1，其全局网络前缀预先设置，接入路由器启动后 发起下述地址配置过程： 步骤101:开始； 步骤102:接入路由器检测N个接口，如果接口η连接其他固定节点，N2 η 2 1，那么从该 接口η发送一个地址创建消息，消息负载为全局网络前缀和c比特的链路路由前缀扩展值， 其值等于η; 步骤103:如果收到地址创建消息的为固定节点，则执行步骤104,否则执行步骤108; 步骤104:固定节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建消息 源地址中的链路路由前缀;将自己的链路路由前缀长度扩展c比特，扩展的c比特值设置为 地址创建消息中的c比特链路路由前缀扩展值；固定节点从媒体访问控制地址中随机选择 32比特，并设置为接口 ID，将自己的链路路由前缀与接口 ID相结合构建链路地址； 步骤105:如果是交换机收到该地址创建消息，则执行步骤106,否则执行步骤107; 步骤106:交换机具有Μ接口，Μ 2 1，将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，并从 每个连接固定节点的接口m转发该地址创建消息，Μ 2 m 2 1，消息负载为全局网络前缀和c比 特的链路路由前缀扩展值，其值等于m，执行步骤103; 步骤107:接入节点将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，同时转发该地址创建 消息，执行步骤103; 步骤108:移动节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建消息 源地址中的链路路由前缀，从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口 ID，将自己的链路路由前缀与接口 ID相结合构建成链路地址，将链路地址与全局网络前缀 相结合构建为IPv6地址； 步骤109:结束； 移动节点和接入节点之间定期交换信标帧，移动节点的媒体访问介质地址能够不具有 全球唯一性;如果接入节点检测到两个关联的移动节点具有相同的链路地址，则将下一次 广播的信标帧的负载设置为该链路地址;具有相同链路地址的移动节点收到信标帧后，重 新从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口 ID，用新的接口 ID替换原 来重复的链路地址中的接口 ID; 云树建立完成后，云树中的固定节点通过链路路由前缀无需路由建立过程即可实现路 由。2. 根据权利要求1所述的一种云的实现方法，其特征在于，每个固定节点是一个数据中 心，能够保存各种类型的数据，一种类型的数据由一个数据ID唯一标识； 接入路由器保存一个数据表，每个表项包含三个域:数据ID域、链路地址域以及生存周 期；当生存周期衰减到0时，该表项从数据表中删除； 固定节点S1通过下述过程创建数据ID为X的数据： 步骤201:开始； 步骤202:如果固定节点S1是接入路由器或者交换机，则执行步骤203,否则执行步骤 204； 步骤203:固定节点S1从每个连接设备的接口发送一个资源请求消息，消息负载为需要 创建数据ID为X的数据所需的资源列表，执行步骤205; 步骤204:固定节点S1广播一个资源请求消息，消息负载为需要创建数据ID为X的数据 所需的资源列表； 步骤205:如果固定节点收到资源请求消息，则执行步骤206，否则执行步骤207; 步骤206:固定节点转发该资源请求消息，执行步骤205; 步骤207:移动节点收到资源请求消息后，如果该移动节点能提供资源请求消息负载中 的资源列表，则向固定节点S1返回一个资源响应消息，负载为能提供的资源列表； 步骤208:固定节点S1检测所有返回资源响应消息的资源列表，如果这些资源列表能够 创建数据ID为X的数据，则执行步骤209，否则执行步骤213; 步骤209:固定节点S1向每个返回资源响应消息的移动节点发送一个数据创建请求消 息，消息负载为分配给该移动节点的子任务； 步骤210:移动节点收到数据创建请求消息后，执行消息负载中的子任务，然后向固定 节点S1返回一个数据创建响应消息，消息负载为执行子任务所创建的数据； 步骤211:固定节点S1处理所有的数据创建响应消息，并创建数据ID为X的树，向所在云 树的根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值X; 步骤212:根节点AR1收到注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为X，链路地 址域为固定节点S1的链路地址，生命周期为最大生存周期，执行步骤214; 步骤213:固定节点S1创建数据失败； 步骤214:结束。3. 根据权利要求2所述的一种云的实现方法，其特征在于，移动节点D1与接入节点API 链路相连，移动节点D1请求数据ID为X的数据，移动节点D1首先从接入路由器获取数据表， 如果数据表中不存在该数据ID为X的表项，那么移动节点D1请求接入节点API创建数据ID为 X的数据，其过程为： 步骤301:开始； 步骤302:移动节点D1向接入节点API发送数据请求消息，消息负载为数据ID值X; 步骤303:判断接入节点API是否能提供数据ID为X的数据，如果是，则执行步骤310，否 则执行步骤304; 步骤304:接入节点API执行步骤201~214，然后执行步骤305; 步骤305:如果接入节点API创建数据失败，则执行步骤306，否则执行步骤310; 步骤306:接入节点AP1请求其父节点创建数据ID为X的数据； 步骤307:如果父节点创建数据失败，则执行步骤308，否则执行步骤310; 步骤308:父节点如果是根节点，则执行步骤312，否则执行步骤309; 步骤309:父节点请求其父节点创建数据ID为X的数据，执行步骤307; 步骤310:接入节点API或者父节点向移动节点D1返回数据响应消息，消息负载为数据 ID为X的数据； 步骤311:移动节点D1收到数据响应消息后，保存该数据消息； 步骤312:结束。4.根据权利要求3所述的一种云的实现方法，其特征在于，移动节点D3与接入节点API 链路相连，接入节点API所在云树的根节点为AR1，移动节点D3通过下述过程获取数据ID为X 的数据： 步骤401:开始； 步骤402:移动节点D3向根节点AR1发送数据表请求消息，消息负载为数据ID值X，数据 表请求消息转发给下一跳固定节点； 步骤403:下一跳固定节点收到数据表请求消息后，如果它能提供数据ID为X的数据，则 执行步骤404，否则执行步骤405; 步骤404:下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为X的 数据，同时停止转发接收到的数据表请求消息，执行步骤412; 步骤405:判断下一跳固定节点是否为根节点AR1，如果是，执行步骤407，否则执行步骤 406； 步骤406:下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤 403； 步骤407:根节点AR1向移动节点D3返回数据表响应消息，消息负载为数据ID域值为X的 表项； 步骤408:移动节点D3收到数据表响应消息后，选择距离自己最近的固定节点S2,向固 定节点S2发送数据请求消息，消息负载为数据ID值X，将数据请求消息转发给下一跳固定节 占. 步骤409:下一跳固定节点收到数据请求消息后，如果它能提供数据ID为X的数据，则执 行步骤410，否则执行步骤411; 步骤410:下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为X的 数据，同时停止转发接收到的数据请求消息，执行步骤412; 步骤411:下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤 409； 步骤412:移动节点D3收到数据响应消息后，保存数据ID为X的数据，在数据响应消息路 由过程中，如果接收到数据响应消息的中间固定节点也需要数据ID为X的数据，它则保存该 数据响应消息同时向根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值X，根节点AR1收到注册 消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为X，链路地址域为注册消息的源地址，生命周 期为最大生存周期； 步骤413:结束。5.根据权利要求4所述的一种云的实现方法，其特征在于，移动节点D2与接入节点API 链路相连并请求数据ID为X的数据，如果它检测到自己要离开接入节点API的通信范围并进 入接入节点AP2的通信范围，它则执行下述操作： 步骤501:开始； 步骤502:移动节点D2向接入节点API发送切换消息，消息负载为接入节点AP2的链路地 址； 步骤5 0 3 :接入节点A P1收到切换消息后，能够判断移动节点D 2即将切换到接入节点 AP2； 步骤504:接入节点API收到任何节点发送的目的地址为移动节点D2的任何消息后，将 该消息转发给接入节点AP2; 步骤505:接入节点AP2收到目的地址为移动节点D2的消息后，判断移动节点D2是否与 自己链路相连，如果是，则进行步骤507，否则进行步骤506; 步骤506:接入节点AP2保存目的地址为移动节点D2的消息，如果检测到自己与移动节 点D2链路相连，则接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2，执行步 骤508; 步骤507:接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2; 步骤508:结束； 在上述过程中，移动节点D2切换到接入节点AP2后，即与接入节点AP2链路相连后，它重 新获取一个链路地址，该链路地址的链路路由前缀为接入节点AP2的链路路由前缀； 如果移动节点D2在数据通信过程中从接入节点API切换到接入节点AP2,则同时保留原 来的链路地址和新的链路地址，所述原来的链路地址即链路路由前缀与接入节点API的链 路路由前缀相同的链路地址，所述新的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP2的链路路 由前缀相同的链路地址，数据通信结束后，移动节点D2放弃原来的链路地址，只使用新的链 路地址进行数据通信。
【文档编号】H04L29/08GK105827743SQ201610402403
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】王晓喃
【申请人】常熟理工学院