[发明专利]一种一体化标识网络移动性管理系统、方法及路由方法

权利要求书

1.一种一体化标识网络移动性管理系统，其特征在于：

所述系统将网络划分成多个管理域，每个管理域有多个子网且配有一个标识映射服务器IMS，一组IMS构成基于DHT的Overlay网络；

网络中每个移动节点MN有三个标识：接入标识AID、交换路由标识RID、数据对象标识oID，其中oID通过对AID进行Hash运算得到，在Overlay网络中使用；Overlay网络中每个IMS都有一个节点标识nID，通过对IMS的AID进行Hash运算得到；Overlay网络中的IMS负责维护MN的标识映射关系＜oID/AID，RID＞；每个接入交换路由器ASR使用本地用户映射表维护位于其网络范围内的终端的＜AID，RID＞映射关系，并利用对端用户映射表记录正在与其子网内终端通信的用户的＜AID，RID＞映射关系。

2.一种路由方法，其应用于如权利要求1所述的一体化标识网络移动性管理系统中，所述路由方法包括以下步骤：

步骤(1)：初始化，设置如下参数：决策时刻k＝0，初始状态s中的节点标识项i为目的节点的nID，即i＝destination′snID，初始的期望报酬函数u0*(s)=0,∀s∈S;]]>

其中，状态是定义在|M|+1维状态空间S＝M×D¹×D²×...×D^|M|中的一个元素，M为可能的IMS的nID的集合，D^m(m∈|M|)为到达可能的IMS的传输延时的集合，i为当前所处IMS的nID，i_m为IMSi的路由表中可选择的第m个IMS的nID，为IMS i到IMS i_m的传输延时，|M|为集合M的势，为从时刻0到时刻k的期望报酬总和；

步骤(2)：判断迭代是否可以结束：如果没有找到源节点和目的节点之间所有可能的路由路径，即如果存在状态s中的节点标识项i不等于源节点nID，即如果则需要继续迭代，令k＝k+1，执行步骤(3)；否则，得到最优路径

π=(source′s nID,f1*(source′s nID),f2*(f1*(source′s nID)),...,destination′s nID),]]>

流程终止，以该最优路径作为在源节点和目的节点之间传递消息的路由路径，其中，是决策时刻k的最优决策函数，k∈N，N为自然数集；

步骤(3)：除去那些已经在相应路径上出现过的节点，对每一个可能的下一跳节点s_k∈S，计算Bellman最优方程

uk*(sk)=maxa∈A(sk){rk(sk,a)+Σs∈Sp(s|sk,a)uk-1*(s)},]]>

并记集合其中确定k阶段的决策规则fk*(sk)∈Ak*(sk);]]>

其中，A_k(s_k)为当系统处于状态s_k∈S时，决策者可用的决策集合，p(s|s_k，a)为当系统处于状态s_k，采用决策a∈A(s_k)时，在下一个决策时刻处于状态s的概率，报酬r_k(s_k，a)是定义在s_k∈S和a∈A(s_k)上的实值函数，这里r_k(s_k，a)＝ω₁f_o(s_k，a)+ω₂f_d(s_k，a)，ω₁，ω₂＞0，r_k(s_k，a)依赖于距离利益函数f_o(s_k，a)和延时利益函数f_d(s_k，a)，前者的定义基于距离oID越近利益越高的原则，后者的定义基于选择延时越小的链路利益越高的原则，具体为：

fo(sk,a)=d(i,oID)-d(a,oID)d(i,oID)-minm∈|M|{d(im,oID)},if d(i,oID)>minm∈|M|{d(im,oID)}and d(i,oID)>d(a,oID)0,if d(i,oID)<minm∈|M|{d(im,oID)}or d(i,oID)<d(a,oID)]]>

fd(sk,a)=minm∈|M|{dim}da,]]>d(i，j)为IMS i和IMS j在Overlay网络中的距离；

步骤(4)：返回步骤(2)，进行下一次迭代。

3.一种一体化标识网络移动性管理方法，应用如权利要求2所述的路由方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤(1)：当MN从一台ASR移动到另一台ASR时，按以下步骤进行标识映射关系的更新：

步骤(1.1)：MN在移动的过程中，通过移动检测，确定MN已经进入当前ASR覆盖的子网；

步骤(1.2)：当前的ASR为MN分配RID，建立新的＜AID，RID＞映射关系；

步骤(1.3)：当前的ASR将所述的新映射关系汇报给其自举标识映射服务器aIMS，其为物理上距离所述ASR最近的IMS；

步骤(1.4)：所述aIMS通过对所述MN的AID进行Hash运算，获得所述MN的oID，并向Overlay网络中注册新映射关系＜oID/AID，RID＞，使用如权利要求2所述的路由方法将该映射关系告知所述MN的家乡标识映射服务器hIMS，其为nID与该MN的oID最接近的IMS；

步骤(1.5)：所述MN将其新映射关系＜AID，RID＞告知正在与其通信的通信对端节点CN；

步骤(2)：当CN向MN发起呼叫时，按以下步骤建立通信连接：

步骤(2.1)：作为通信发起方的CN向被呼叫的MN发送数据包，该数据包的源地址和目的地址是接入标识对(AID_CN，AID_MN)；

步骤(2.2)：当所述CN所属的接入交换路由器ASR_CN收到该CN发送的第一个数据包后，通过该ASR_CN的自举标识映射服务器cIMS，使用如权利要求2所述的路由方法，向Overlay网络发送所述MN的映射关系的查询请求；

步骤(2.3)：当所述MN的hIMS收到查询请求后，获得所述MN的标识映射关系＜OID_MN/AID_MN，RID_MN＞，使用如权利要求2所述的路由方法，通过Overlay网络向所述cIMS发送查询响应；

步骤(2.4)：所述cIMS收到包含＜AID_MN，RID_MN＞的响应消息后，将该消息转发给所述ASR_CN；

步骤(2.5)：所述ASR_CN将收到的映射关系＜AID_MN，RID_MN＞存储到其对端用户映射表中，并将发往MN的数据包的源地址和目的地址替换为交换路由标识对(RID_CN，RID_MN)，而后转发替换后的数据包；

步骤(2.6)：所述ASR_MN收到所述数据包后，如果其对端用户映射表中有CN的标识映射关系，则将该映射关系取出，执行步骤(2.7)；如果没有所述映射关系，则由所述aIMS通过Overlay网络、使用如权利要求2所述的路由方法进行查询；

步骤(2.7)：获得所述CN的映射关系＜AID_CN，RID_CN＞后，将数据包的源地址和目的地址替换回接入标识对(AID_CN，AID_MN)，并将替换后的数据包进行转发给所述MN。