[发明专利]与移动无线网络中IP业务的路由有关的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络中IP分组的路由。特别地，它涉及包括用于路由 IP业务的装置的移动无线网络中的网络节点，其支持实施所谓的多点中继 的先应式(proactive)优化链路状态路由协议以用于分发控制消息。本发 明还涉及实施多点中继的先应式优化链路状态路由协议，并且涉及使用实 施多点中继(MPR)的先应式优化链路状态路由协议在无线网络(例如移 动自组网络)中路由IP分组的方法。

背景

移动无线网络正变得越来越重要，并且移动网络的规模趋向于增加。 这样的移动网络特别是移动自组网络，并且例如它们可以在独立的组群 (group)中操作并且包含高达数百个节点。随着网络规模的增加，节点可 以遍布于比单独节点的实际无线电覆盖更大的区域中。于是必须实施路由 技术以使得这样的在范围之外的节点经由中间节点彼此通信成为可能。通 常，在这样的移动自组网络中通过使用路由协议来提供适当的路由不同于 具有静态节点的有线网络中的情形，并且比后者更复杂。要考虑的两个重 要因素是移动自组网络一般具有有限带宽以及拓扑的高速改变。因此，需 要这样的路由协议，其旨在在快速地适应节点运动所引起的链路失效和增 加的同时使控制业务最小化。由于移动自组网络趋向于规模增大的事实， 所以按比例放大(scaling up)存在着问题。诸如网际协议路由(RIP)和 最短路径优先路由(OSPF)之类的经典协议是不方便的，例如归因于以下 事实：它们生成太多控制业务并且它们仅仅能够接受每分钟几次拓扑改 变。

已经提出了两种路由协议，即反应式(reactive)协议和先应式协议。

反应式协议无需在没有数据业务的情况下控制交换数据。当源具有指 向新目的地的待决(pending)的新连接时，应要求而调用路径发现过程。 路径发现过程一般包括扩散(flood)查询分组以及由目的地返回路径。扩 散量会非常大，因此非常昂贵，并且还在路径建立中产生延迟。另外，就 跳距而言，借助扩散法的路径发现无法保证任何最优路径。

诸如优化链路状态路由(OLSR)之类的先应式协议需要利用控制分 组进行周期性地更新，因此生成添加到实际数据业务的附加业务。然后借 助优化扩散通过网络来广播控制业务，这是可能的，原因在于节点永久地 监视网络拓扑。OLSR使用多点中继扩散，其显著地降低了这样的广播的 成本。OLSR，例如在T.Close和P.Jaquette等人的“Optimized Link State Routing Protocol”RFC(请求注解)3626(2003年10月)中被描述。OLSR 继承了链路状态算法的构思，例如J.MOY的“OSPF version 2”IETF请求 注解2328(1998年4月)并且使用最短路径优先转发。它与网络的其他节 点周期性地交换拓扑信息，并且每个节点保持整个网络的拓扑信息。根据 节点所保存的这种拓扑信息来计算路径。因为它是先应式的，如以上所论 述的那样，当需要时路由立即可用。

然而，OLSR实施依据HIPERLAN(介质访问控制，即MAC层协议， 由ETSI进行标准化，例如ETSI STC-RES 10委员会，无线电设备和系统： 高性能无线电局域网(HIPERLAN)类型1，功能规范，1996年6月)的转 发和中继的构思。它使用MPR(参见例如P.Jacket，A.Laouiti，P.Minet，L. Viennot的“Performance of Multipoint Relaying in ad hoc mobile routing protocols”Networking 2002，Pise，Italy 2002)来对扩散进行优化。每个节 点选择一组它的邻近节点作为它的MPR。在OLSR中，只有MPR节点负责 转发旨在用于散播到整个网络中的控制业务，其结果是所需的传输次数减 少。被某一或某些邻近节点选为MPR的节点周期性地在它们的控制消息中 通告(announce)这样的“MPR选择器”信息。这意味着一个节点向将该 节点选为MPR的节点通告它的可达性。可达性信息被用于计算在网络中从 给定节点到任何目的地的路径。在IETF RFC 3626中对此进行了更加全面 的描述。OLSR基本上是基于跨层设计的路由协议，并且它收集链路状态 信息并使用该信息来计算路径和进行优化。然而，因为它利用IP层问候 (HELLO)分组来收集链路级信息，所以在实施中没有跨层。