专利名称：嵌套移动网络中的自适应路由优化方法
技术领域：
本发明涉及一种路由优化方法，特别是涉及一种嵌套移动网络 中的自适应路由优化方法。( 二)背景技术：
随着移动IP技术逐渐成熟并推向应用，人们对采用移动网络 (Network Moblity, NEMO)方式接入因特网的需求日渐强烈。NEMO 的基本支持协议(NEMO Basic Support Protocol,NBSP)本质上是 MIPv6 协 议的简单自然扩展，将移动性管理功能集中在移动路由器(MobileRouter，MR)上，是建立 在家乡代理(HomeAgent，HA)和隧道技术上的实现方案。当多个移动网络依次附着，形成树 形的嵌套移动网络(Nested NEMO)时，将出现严重的路由优化问题。如图1所示，Nested NEMO通过接入路由器(Access Router, AR)接入网络，当通信对端节点(Correspondent Node, CN)要和移动子网节点(Mobile Network Node，MNN)MNNl进行通信时，按照NB SP基 本流程，数据包要沿着CN — HA3 — HA2 — HAl — AR — MRl — MR2 — MR3 — MNNl的转发 路径，通过多个HA和双向隧道的层层嵌套转发到目的地。Nested NEMO中的乒乓路由和数 据包多层隧道封装问题，导致数据报文的传输时延、丢包率和报文封装开销大幅增加，而且 随着移动网络嵌套层次的增加会变得愈加严重。研究人员针对上述问题，提出了一些解决方案，这些方案在一定程度上解决了 路由优化问题，但也存在着诸多不足①为了优化传输路径，带来了大量的BU(Binding Update)信令开销，当子网快速移动、频繁切换时，易造成BU风暴；②现有的路由优化机制 是静态孤立的，没有考虑到网络的具体特征，未能与子网的实时通信和运动模式相结合；③ 单一地追求最优路径传输或最小信令开销，不能在两者之间进行合理的均衡；④数据传输 路径的非最优化带来额外的封装开销和传输代价。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种嵌套移动网络中的 自适应路由优化方法，该方法可解决嵌套移动网络中乒乓路由和数据包多层隧道封装问 题，最小化通信总开销。本发明的技术方案—种嵌套移动网络中的自适应路由优化方法，含有以下步骤步骤a.通信模式的划分与代价函数的确定在嵌套移动网络(Nested NEMO)中，依据根移动路由器(Root MR, RMR)的会话移 动率(session-to-mobility radio, smr)与阈值的大小关系将整个子网划分为绑定更新模 式(Binding Update Model，BUM)、数据路由模式(Data RoutingModel，DRM)和均衡通信模 式(Balanced Communication Model,BCM)；根据绑定更新和隧道封装两方面所产生的额外 开销，分别给出各个模式的代价函数和总代价函数的表达式；在对应的模式下，采取相应的 路由优化措施，使子网在移动过程中数据传输的总代价最小；步骤b.地址配置策略设计将移动路由器(MobileRouter, MR)和访问移动节点(Visiting Mobile Node,VMN)统一称为绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)；在绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)和均衡通信模式(Balanced CommunicationModel, BCM)下，绑定更新 的节点(BU Capable Nodes, BCN)根据上层移动路由器(parent-MR)的地址前缀配置转交 地址(Care of Address，CoA)，不能正确标识正确的拓扑位置，将这种转交地址(Care of Address, CoA)记做拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)；在数 据路由模式(DataRouting Model,DRM)下，绑定更新的节点(BU Capable Nodes,BCN)根据 外地接入路由器(Access Router,AR)的地址前缀配置转交地址(Care of Address，CoA)， 能够标识正确的拓扑位置，将这种转交地址(Care of Address, CoA)记做拓扑正确转交地 址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)；步骤c.绑定更新策略设计绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)依据对应的通信模式发送两种绑定更 新①向根移动路由器(Root MR，RMR)发送局部绑定更新(Local BindingUpdate，LBU)来 更新路径信息；②向家乡代理(HomeAgent，HA)或通信对端节点(Correspondent Node,CN) 发送全局绑定更新(GlcAal Binding Update, GBU)来更新位置信息；步骤d.通信路径的确定根据对应通信模式下的地址配置策略和绑定更新策略，确定数据传输路径；步骤e.阈值计算当前网络所处的模式是通过比较会话移动率(session-to-mobility radio, smr) 与阈值的大小关系进行确定的；由于移动节点的计算能力有限，因此，需要根据会话移动率 (session-to-mobility radio, smr)与各个模式下代价函数的大小变化关系，进行阈值的计算。步骤a中路由优化措施含有地址配置、绑定更新和通信路径三个方面的优化措 施；子网处于绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)时，采用最小化信令开销的路由 优化措施；子网处于数据路由模式(Data Routing Model, DRM)时，采用最小化数据隧道传 输的路由优化措施；子网处于均衡通信模式(Balanced Communication Model, BCM)时，采 用折衷信令补偿的路由优化策略。步骤b中互联网中以拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA,TC-CoA) 为目的地址的报文可以路由到正确的绑定更新的节点(BU CapableNodes, BCN)，而不需要 任何代理的转发，但配置拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA,TC-CoA)所需要 的控制报文开销较多。步骤c中在绑定更新模式(Binding Update Model,BUM)下，绑定更新的节点(BU Capable Nodes，BCN)向根移动路由器(Root MR，RMR)发送局部绑定更新(Local Binding Update, LBU),向其家乡代理(Home Agent, HA)发送全局绑定更新(GlcAal Binding Update, GBU)；在均衡通信模式(BalancedCommunication Model, BCM)和数据路由模式 (Data Routing Model, DRM)下，绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)在绑定更新模 式(Binding UpdateModel，BUM)的基础上向其通信对端节点(Correspondent Node,CN)发 送全局绑定更新(Global Binding Update, GBU)。步骤d中绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)下，数据包需要经过 两个家乡代理(HomeAgent，HA)的转发，最多两层隧道封装；均衡通信模式(BalancedCommunication Model, BCM)下，数据包需要经过一个家乡代理(Home Agent, HA)的转发， 最多一层隧道封装；数据路由模式(Data RoutingModel, DRM)下，数据包不需要经过家乡 代理(HomeAgent，HA)的转发。本发明的有益效果1、本发明针对嵌套移动网络中的路由优化问题，依据子网实时通信特征和运动模 式，将嵌套子网划分绑定更新模式、数据路由模式和均衡通信模式三种通信模式；对绑定更 新和数据隧道封装传输之间的开销进行合理均衡，在各模式下对应地采取最小信令开销、 信令折衷补偿和最小隧道传输的优化策略。本发明的自适应路由优化方法减少了数据传输 的封装次数和隧道长度，具有较小的传输时延，实现了移动过程中数据传输总代价的最小 化，对子网的动态变化具有良好的适应性。
图1为嵌套移动网络中的路由优化问题示意图；图2为划分通信模式的工作流程图；图3为局部绑定更新消息格式；图4为各个通信模式数据通信路径示意图；图5为阈值的求解算法流程图。具体实施例方式嵌套移动网络中的自适应路由优化方法含有以下步骤步骤a.通信模式的划分与代价函数的确定在嵌套移动网络(Nested NEMO)中，依据根移动路由器(Root MR, RMR)的会话移 动率(session-to-mobility radio, smr)与阈值的大小关系将整个子网划分为绑定更新模 式(Binding Update Model，BUM)、数据路由模式(Data RoutingModel，DRM)和均衡通信模 式(Balanced Communication Model,BCM)；根据绑定更新和隧道封装两方面所产生的额外 开销，分别给出各个模式的代价函数和总代价函数的表达式；在对应的模式下，采取相应的 路由优化措施，使子网在移动过程中数据传输的总代价最小；步骤b.地址配置策略设计将移动路由器(MobileRouter, MR)和访问移动节点(Visiting Mobile Node, VMN)统一称为绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)；在绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)和均衡通信模式(Balanced CommunicationModel, BCM)下，绑定更新 的节点(BU Capable Nodes, BCN)根据上层移动路由器(parent-MR)的地址前缀配置转交 地址(Care of Address，CoA)，不能正确标识正确的拓扑位置，将这种转交地址(Care of Address, CoA)记做拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)；在数 据路由模式(DataRouting Model,DRM)下，绑定更新的节点(BU Capable Nodes,BCN)根据 外地接入路由器(Access Router, AR)的地址前缀配置转交地址(Care of Address, CoA)， 能够标识正确的拓扑位置，将这种转交地址(Care of Address, CoA)记做拓扑正确转交地址 (Topologically Correct CoA, TC-CoA)；步骤c.绑定更新策略设计
绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)依据对应的通信模式发送两种绑定更 新①向根移动路由器(Root MR，RMR)发送局部绑定更新(Local BindingUpdate，LBU)来 更新路径信息；②向家乡代理(Home Agent, HA)或通信对端节点(Correspondent Node, CN)发送全局绑定更新(GlcAal Binding Update, GBU)来更新位置信息；步骤d.通信路径的确定根据对应通信模式下的地址配置策略和绑定更新策略，确定数据传输路径；步骤e.阈值计算当前网络所处的模式是通过比较会话移动率(session-to-mobility radio, smr) 与阈值的大小关系进行确定的；由于移动节点的计算能力有限，因此，需要根据会话移动率 (session-to-mobility radio, smr)与各个模式下代价函数的大小变化关系，进行阈值的计算。步骤a中路由优化措施含有地址配置、绑定更新和通信路径三个方面的优化措 施；子网处于绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)时，采用最小化信令开销的路由 优化措施；子网处于数据路由模式(Data Routing Model, DRM)时，采用最小化数据隧道传 输的路由优化措施；子网处于均衡通信模式(Balanced Communication Model, BCM)时，采 用折衷信令补偿的路由优化策略。步骤b中互联网中以拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA,TC-CoA) 为目的地址的报文可以路由到正确的绑定更新的节点(BU CapableNodes, BCN)，而不需要 任何代理的转发，但配置拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA,TC-CoA)所需要 的控制报文开销较多。步骤c中在绑定更新模式(Binding Update Model,BUM)下，绑定更新的节点(BU Capable Nodes，BCN)向根移动路由器(Root MR，RMR)发送局部绑定更新(Local Binding Update, LBU),向其家乡代理(Home Agent, HA)发送全局绑定更新(GlcAal Binding Update, GBU)；在均衡通信模式(BalancedCommunication Model, BCM)和数据路由模式 (Data Routing Model, DRM)下，绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)在绑定更新模 式(Binding UpdateModel，BUM)的基础上向其通信对端节点(Correspondent Node,CN)发 送全局绑定更新(Global Binding Update, GBU)。步骤d中绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)下，数据包需要经过 两个家乡代理(Home Agent, HA)的转发，最多两层隧道封装；均衡通信模式(Balanced Communication Model, BCM)下，数据包需要经过一个家乡代理(Home Agent, HA)的转发， 最多一层隧道封装；数据路由模式(Data RoutingModel, DRM)下，数据包不需要经过家乡 代理(HomeAgent，HA)的转发。下面结合图2 图5对本发明的技术方案进行具体的描述一、划分通信模式和定义代价函数如图2所示，子网依据会话移动率(session-to-mobility radio, smr)和阈值 SZr勺大小关系，判断所处于的通信模式。当^wr < ( ^时，子网处于绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)，会 话到达率较低，子网运动速度较快，根移动路由器(Root MR, RMR)要进行频繁切换，不 断重新配置转交地址(Care of Address, CoA)，发送大量的BU和绑定确认(BindingAcknowledgement, ΒΑ)消息，信令开销和位置更新在整个通信中占据主导地位。在此模式 下，采用最小化信令开销的路由优化策略。当^wrk ( ^时，子网处于数据路由模式(Data Routing Model, DRM)，会话到达 率较高，子网运动缓慢，根移动路由器(Root MR,RMR)切换率低，信令开销较小，数据的隧道 传输在整个通信中占据主导地位。在此模式下，采用最小化数据隧道传输的路由优化策略。当5ZR<smr<5Bs;^R时，子网处于均衡通信模式(Balanced CommunicationModel, BCM)，会话的到达率和切换频率处于相对均衡的状态。在此模式下， 采用折衷信令补偿的路由优化策略。其中^:、 ^&为三种通信模式的界定阀值。对于嵌套移动子网中的路由优化机制，从两方面考虑数据的传输代价①在切 换过程中向根移动路由器(Root MR, RMR)、家乡代理(Home Agent, HA)或通信对端节点 (Correspondent Node, CN)发送额外的绑定更新(BindingUpdate，BU) / 绑定确认(Binding Acknowledgement, ΒΑ)信令所产生的开销代价，而对周期性的绑定更新(Binding Update, BU)/绑定确认(BindingAcknowledgement，ΒΑ)不予考虑，取决于切换频率；②原始数据包 由于隧道封装传输所产生的额外开销代价，取决于数据包的数量。α和β表示传输一层隧道封装报头或一组额外的绑定更新(Binding Update, BU)/绑定确认(Binding Acknowledgement, ΒΑ)消息在有线和无线链路上所需的代价，单 位取IObytes · hops，其中β =w· α，w为权重因子。通信总代价函数为绑定更新产生的代价(Cbu)和数据隧道传输产生的代价(Cpt)之 和，各通信模式下对应的代价函数分别为「00541 C -Cbu +Cpt ^rnr < SmLU曙」 。BUM ~ ^BUM 十 ^BUMistnr - °SMR「00551 Γ -Cbu + Cpt Sbb < smr < SbdLUU33」 Lbcm — ^BCM ^BCMuSMR ^ ^tnf ^ 0SMRCdrm = CbDurm + Or > SZ自适应路由优化机制对应的代价函数为Cadaptive = P{smr < 5Zr) · Cbum + P(SsfiR < smr < δΖ) · Cbcm + P{smr > · Cdrm二、地址配置对根移动路由器(Root MR, RMR)的路由器通告(Router Advertisement, RA)消 息进行简单的修改，增加路由信息选项(Route Information Option, RI0)和根路由器家 乡地址(Root MR Home Address,RMR-HoA)选项。其中路由信息选项(Route Information Option,RIO)划分为拓扑正确转交地址(TopologicallyCorrect CoA，TC_CoA)和拓扑不正 确转交地址CTopologically Incorrect CoA, TIC-CoA)两个地址列表子选项。绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)和均衡通信模式 (BalancedCommunication Model, BCM)下转交地址(Care of Address, CoA)配置策略如 下(1)根移动路由器(Root MR, RMR)根据外地网络前缀配置拓扑正确转交地址 (Topologically Correct CoA, TC-CoA)，在路由器通告(RouterAdvertisement, RA)消息中的根路由器家乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)选项加入自己的家乡地址 (Home Address, HoA)，在路由信息选项(Route Information Option, RIO)中的拓扑不正 确转交地址(Topologicallyhcorrect CoA, TIC-CoA)列表加入自己的拓扑不正确转交地 址(Topologicallyhcorrect CoA，TIC-CoA)，向自己管理的子网区域发送带有根路由器家 乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)禾口路由信息选项(Route InformationOption, RIO)的路由器通告(RouterAdvertisement, RA)消息；(2)子网内移动路由器(Mobile Router, MR)和访问移动节点(VisitingMobile Node, VMN)接收到不带根路由器家乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)和路由信 息选项(Route Information Option, RIO)的上层移动路由器(parent-MR)发送的路由 器通告(RouterAdvertisement，RA)消息，根据上层移动路由器(parent-MR)的移动子 网前缀(Mobile Netwok Prefix, MNP)配置相应的拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)；(3)接收到带有根路由器家乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)和路由信 息选项(Route Information Option, RIO)的路由器通告(RouterAdvertisement, RA)消 息后，移动路由器(Mobile Router, MR)查看路由信息选项(Route Information Option, RI0)，更新自己的路由表，将去往根移动路由器(Root MR, RMR)的下一跳地址设为拓扑不 正确转交地址(Topologicallyhcorrect CoA, TIC-CoA)的列表中最后一项所存储的地 址，并将自己的拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)加入到 路由信息选项(Route Information Option, RIO)拓扑不正确转交地址(Topologically IncorrectCoA, TIC-CoA)的列表中并存储根路由器家乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)，然后将修改后的路由器通告(Router Advertisement, RA)消息继续向下转发。数据路由模式(DataRouting Model, DRM)下转交地址(Care of Address, CoA)配 置策略如下(1)根移动路由器(Root MR, RMR)根据外地网络前缀配置拓扑正确转交地址 (Topologically Correct CoA, TC-CoA),在路由信息选项(Route InformationOption, RIO)中的拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA,TC-CoA)列表加入自己的拓扑 正确转交地址(Topologically Correct CoA，TC-CoA)，向自己管理的子网区域发送带有路 由信息选项(Route Information Option,RIO)的路由器通告(Router Advertisement,RA) 消息。在数据路由模式(Data RoutingModel,DRM)下，不使用根路由器家乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)选项。(2)区域内的移动路由器(Mobile Router,MR)和访问移动节点(VisitingMobile Node, VMN)接收到带有路由信息选项(Route Information Option, RIO)的路由器通告 (RouterAdvertisement, RA)消息后，获知这是根移动路由器(RootMR，RMR)发送的路由器 通告(Router Advertisement, RA)消息，根据路由器通告(Router Advertisement, RA)消 息携带的拓扑正确转交地址(TopologicallyCorrect CoA,TC-CoA)前缀来配置自己的拓扑 正确转交地址(TopologicallyCorrect CoA, TC-CoA)；(3)移动路由器(Mobile Router, MR)查看路由信息选项(Route InformationOption, RIO)，更新自己的路由表，将去往根移动路由器(Root MR, RMR)的下 一跳地址设为拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)列表中最后一项所存储的地址，并将自己的拓扑正确转交地址(TopologicallyCorrect CoA, TC-CoA)加入 到路由信息选项(Route Information Option,RIO)的拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)列表中，然后将修改后的路由器通告(Router Advertisement, RA) 消息继续向下转发。三、绑定更新地址配置完成之后，绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)执行绑定更新操作。对原有绑定更新消息进行修改，在局部绑定更新(Local Binding Update,LBU)消 息中增加长度为两比特的模式标志M，用来标识绑定更新的节点(BUCapable Nodes, BCN) 当前的通信模式，如图3所示。具体的绑定更新策略如下绑定更新模式(BindingUpdate Model, BUM):局部绑定更新(Local BindingUpdate，LBU)发送给根移动路由器(Root MR, RM)，其中路由信息选项 (Routelnformation Option,RIO)包括了上层移动路由器(parent-MR)的拓扑不正确转交 地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)列表，从中根移动路由器(RootMR, RMR) 可以获知嵌套子网内的拓扑结构，使用拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)列表实现子网内的源路由。全局绑定更新(Binding Update, BU)发送给相应 的家乡代理(HomeAgent，HA)，注册拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)；根路由器家乡地址(Root MR Home Address, RMR-HoA)选项插入的是根移动路 由器(Root MR, RMR)的家乡地址(Home Address, HoA)，使家乡代理(Home Agent, HA)获 知移动路由器(Mobile Router, MR)处于根移动路由器(Root MR, RMR)的下级。当子网整 体进行切换时，根移动路由器(Root MR, RMR)只需向其家乡代理(Home Agent, HA)更新拓 扑不正确转交地址(Topologically IncorrectCoA, TIC-CoA)即可，子网内的移动路由器 (Mobile Router,MR)和访问移动节点(Visiting Mobile Node，VMN)不需重新配置拓扑不 正确转交地址(Topologically Incorrect CoA, TIC-CoA)和更新路径信息，大大减少了切 换时信令开销，达到减小代价CBUM的目的。均衡通信模式(Balanced Communication Model,BCM)使用一种信令折衷补偿的 优化方案。在绑定更新模式(Binding Update Model, BUM)更新的基础上，绑定更新的节 点(BU Capable Nodes, BCN)向通信对端节点(CorrespondentNode，CN)发送全局绑定更 新(Global Binding Update, GBU)注册拓扑不正确转交地址(Topologically Incorrect CoA，TIC-CoA)，根路由器家乡地址(RootMR Home Address, RMR-HoA)选项插入的是根移动 路由器(Root MR，RMR)的家乡地址(Home Address，HoA)，使通信对端节点(Correspondent Node,CN)获知移动路由器(Mobile Router,MR)处于根移动路由器(Root MR，RMR)的下级。 用Cextea表示绑定更新的节点(BU Capable Nodes, BCN)向通信对端节点(Correspondent Node, CN)发送全局绑定更新(GlcAal Binding Update，GBU)产生的额外信令开销，表 示对应节省的数据包隧道传输代价。在上述优化方案中，借助小量的额外信令开销Cratea，换 取较优的C^t，达到减小Cbqi的目的。数据路由模式(Data Routing Model, DRM)局部绑定更新(Local BindingUpdate，LBU)发送给根移动路由器(Root MR, RM)，其中路由信息选项(Routelnformation Option,RIO)选项包括了上层移动路由器(parent-MR)的拓扑正确转 交地址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)列表，从中根移动路由器(RootMR, RMR)可 以获知嵌套子网内的拓扑结构。在数据路由模式(Data RoutingModel,DRM)下，根移动路由 器(Root MR，RMR)使用拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)列表实 现子网内的源路由。全局绑定更新(GlcAal Binding Update, GBU)发送给相应的家乡代理 (Home Agent，HA)和通信对端节点(Correspondent Node，CN)，转交地址(Care of Address, CoA)注册为拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)。绑定更新的节点 (BU Capable Nodes, BCN)向通信对端节点(Correspondent Node, CN)发送全局绑定更新 (Global Binding Update，GBU)，注册拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA, TC-CoA)。此后，通信对端节点(CorrespondentNode，CN)使用优化路径直接发送数据包。四、建立数据通信路径各个模式数据通信路径如图4所示。绑定更新模式(Binding Update Model, BUM):数据包必须经过两层隧道的转发。 当通信对端节点(Correspondent Node, CN)要和MR3下的节点MNN通信时，数据包的转发 路径是CN—HA3上HAl厶ARl ^RMR MR2上MR3—MNN。其中玉和厶表示数据包经过一层和两层隧道封装。均衡通信模式(Balanced Communication Model, BCM)通过信令折衷补偿的 优化方案，通信对端节点(Correspondent Node, CN)获知移动路由器(MobiIeRouter, MIO处于根移动路由器(Root MR, RMR)的下级，这样数据的传输只需经过根移动 路由器(Root MR, RM)的家乡代理(Home Agent，HA) —层隧道转发，转发路径是 CN-HAl 上ARl 上RMR—MR2—MR3—MNN。数据路由模式(DataRouting Model, DRM)绑定更新的节点(BU CapableNodes, BCN)配置的是拓扑正确转交地址(Topologically Correct CoA，TC-CoA)，标识了正确的拓 扑位置。MR3向CN注册后，CN可以向根移动路由器(Root MR, RMR)直接发送数据包，数据 包的转发路径是CN — AR2 — RMR — MR2 — MR3 — MNN,不需任何家乡代理(Home Agent, HA)中转和隧道封装。
五、计算最优的阈值对于给定的会话移动率(session-to-mobility radio, smr)，根据民^、民1&的大 小匹配对应的通信模式，在不同的通信模式下采取相应的优化策略，使子网在移动过程中 数据传输的总代价最小。所以，如何选取合适的^^和^^&至关重要。为此设计了计算5= 的快速算法。当=^ ^时，如果有Cexira > Qf ,Cbih(smr) < Cbcm(smr)，则应增大阀值^，否 则应当减少阀值(^ ，使得当麗r = ^时，CBM(Smr) = Cbcm(smr) 0同理，调整^&，使得当= iSff时，cBCi (smr) = Cdem (smr)。如图5所示，具体计算^^^的算法如下(1)初始化^^^，smr，ε ；其中ε为门限值，一般取代价计算精度的三到五倍。
(2)幼膽={§ZR + SZD/2，判断I Cextra{SSMR) — CP(Ssmr) I是否小于门限值 ε，如果小于，执行(3)，否则执行(4)；(3)今δ=Ssmr，输出民^，算法结束；(4)判断Craitra ( δ SME)是否大于Cf ( δ SME)，如果大于，令= Ssmr，执行(2)，否则，令δ: = Ssmr，执行⑵。在确定出(^&的最优取值后，采取上述同样的方法在&的范围内搜索得 到5二 [_] (1)初始化‘>:，Smr, ε , = ^ ；(2)令式· = (S: + δΖΙ)/2，计算数据路由模式(Data Routing Model,DRM)的 Cextra ( δ SME)和Cf (δ·)，判断|Q血是否小于门限值ε，如果小于， 执行(3)，否则执行⑷；(3)令δ=Ssmr，输出民^，算法结束；(4)判断Craitra ( δ SME)是否大于Cf ( δ SME)，如果大于，令= Ssmr，执行(2)，否则，令δ; = Ssmr，执行⑵。
权利要求
1.一种嵌套移动网络中的自适应路由优化方法，其特征是含有以下步骤 步骤a.通信模式的划分与代价函数的确定在嵌套移动网络中，依据根移动路由器的会话移动率与阈值的大小关系将整个子网划 分为绑定更新模式、数据路由模式和均衡通信模式；根据绑定更新和隧道封装两方面所产 生的额外开销，分别给出各个模式的代价函数和总代价函数的表达式；在对应的模式下，采 取相应的路由优化措施，使子网在移动过程中数据传输的总代价最小； 步骤b.地址配置策略设计将移动路由器和访问移动节点统一称为绑定更新的节点；在绑定更新模式和均衡通信 模式下，绑定更新的节点根据上层移动路由器的地址前缀配置转交地址，将这种转交地址 记做拓扑不正确转交地址；在数据路由模式下，绑定更新的节点根据外地接入路由器的地 址前缀配置转交地址，将这种转交地址记做拓扑正确转交地址； 步骤c.绑定更新策略设计绑定更新的节点依据对应的通信模式发送两种绑定更新①向根移动路由器发送局部 绑定更新来更新路径信息；②向家乡代理或通信对端节点发送全局绑定更新来更新位置信 息；步骤d.通信路径的确定根据对应通信模式下的地址配置策略和绑定更新策略，确定数据传输路径； 步骤e.阈值计算根据会话移动率与各个模式下代价函数的大小变化关系，进行阈值的计算。
2.根据权利要求1所述的嵌套移动网络中的自适应路由优化方法，其特征是所述步 骤a中路由优化措施含有地址配置、绑定更新和通信路径三个方面的优化措施；子网处于 绑定更新模式时，采用最小化信令开销的路由优化措施；子网处于数据路由模式时，采用最 小化数据隧道传输的路由优化措施；子网处于均衡通信模式时，采用折衷信令补偿的路由 优化策略。
3.根据权利要求1所述的嵌套移动网络中的自适应路由优化方法，其特征是所述步 骤b中互联网中以拓扑正确转交地址为目的地址的报文可以路由到正确的绑定更新的节 点，而不需要任何代理的转发。
4.根据权利要求1所述的嵌套移动网络中的自适应路由优化方法，其特征是所述步 骤c中在绑定更新模式下，绑定更新的节点向根移动路由器发送局部绑定更新，向其家乡 代理发送全局绑定更新；在均衡通信模式和数据路由模式下，绑定更新的节点在绑定更新 模式的基础上向其通信对端节点发送全局绑定更新。
5.根据权利要求1所述的嵌套移动网络中的自适应路由优化方法，其特征是所述步 骤d中绑定更新模式下，数据包需要经过两个家乡代理的转发，最多两层隧道封装；均衡 通信模式下，数据包需要经过一个家乡代理的转发，最多一层隧道封装；数据路由模式下， 数据包不需要经过家乡代理的转发。
全文摘要
本发明涉及一种嵌套移动网络中的自适应路由优化方法；嵌套移动网络中的自适应路由优化方法含有以下步骤步骤a.通信模式的划分与代价函数的确定；步骤b.地址配置策略设计；步骤c.绑定更新策略设计；步骤d.通信路径的确定；步骤e.阈值计算；本发明可解决嵌套移动网络中乒乓路由和数据包多层隧道封装问题，最小化通信总开销。
文档编号H04W24/02GK102056199SQ20111002147
公开日2011年5月11日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者丁大钊, 俞定玖, 刘彩霞, 曾军峰, 朱可云, 柏溢, 江涛, 汤红波, 王晓雷, 葛国栋, 陈龙 申请人:中国人民解放军信息工程大学