[发明专利]基于缓存机制的移动IPv6快速切换方法

说明书

本发明公开了基于缓存机制的移动IPv6快速切换方法，该方法基于层次化移动IPv6快速切换FHMIPv6（Fast Hierarchical Mobile IPv6），将移动节点MN（Mobility Node）在前接入路由器PAR（Previous Access Router）中的转交地址CoA（Care of Address）以及移动锚点MAP（Mobility Anchor Point）与前接入路由器的隧道信息进行缓存，若移动设备再次回到前接入路由器范围，则由MN发送包含缓存信息的信令激活原路由，加快切换速度并减少总的信令开销。

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术，具体涉及基于缓存机制的移动IPv6切换方法。

背景技术

2001年互联网工程任务组IETF 提出了移动IPv6 解决了移动终端漫游的问题。当移动节点在家乡网段中时，它与通信节点之间按照传统的路由技术进行通信，不需要移动IPv6的介入。当移动节点移动到外地链路时，移动节点的家乡地址保持不变，同时获得一个临时的IP地址（即转交地址）。移动节点把家乡地址与转交地址的映射告知家乡代理。通信节点与移动节点通信仍然使用移动节点的家乡地址，数据包仍然发往移动节点的家乡网段；家乡代理截获这些数据包，并根据已获得的映射关系通过隧道方式将其转发给移动节点的转交地址。移动节点则可以直接和通信节点进行通信。这个过程也叫做三角路由过程。移动节点也会将家乡地址与转交地址的映射关系告知通信节点，当通信节点知道了移动节点的转交地址就可以直接将数据包转发到其转交地址所在的外地网段。这样通信节点与移动节点之间就可以直接进行正常通信。这个通信过程也被称作路由优化后的通信过程。但是，移动IPv6 在切换过程中存在着注册开销过大和丢包率高等问题。

2005年7月，IETF提出了快速切换技术——FMIPv6(Fast Mobile IPv6)，它是对移动IPv6技术的改进，可以缩短移动节点切换过程，减少已有通信连接的中断时间，它通过提前注册以及在新的外地网络切换未完成时，利用前一个网络保持通信的方法实现快速切换。2005年8月，IETF提出了层次化管理技术——HMIPv6（Hierarchical Mobile IPv6），引入了移动锚点MAP，其主要思想是在移动节点和家乡代理之间增加若干不同级别的位置代理。当移动节点从一个子网移动到另一个子网时，只是更新相关级别的位置代理，而不是更新家乡代理和相应的通信节点，从而达到减少切换延迟的目的。有学者将这两种技术结合起来，提出了层次化移动IPv6快速切换（FHMIPv6）技术，将提前注册的快速切换技术用于层次化移动IPv6中，综合两种技术的优点，加快切换过程。但两种技术的简单整合会带来路由绕道的新问题，加大了切换延迟。此外，如果移动节点做乒乓运动，则每次切换时都需要重新获取转交地址并在移动锚点和接入路由器间建立隧道，加大系统开销，降低了切换速度。

发明内容

针对层次化移动IPv6快速切换方案中存在的不足，从减少移动节点信令交互、减少切换延迟、充分利用已有资源和优化路由的角度，本发明公开了基于层次化移动IPv6快速切换的改进方案IFHMIPv6（Improved Fast Hierarchical Mobile IPv6）。该方案提出通过在移动节点和移动锚点上添加缓存项和定时器对移动节点在前接入路由器中的转交地址以及移动锚点与前接入路由器之间的隧道信息进行限时缓存，实现资源预留，以期达到当移动节点再次回到前接入路由器范围时无需重新配置转交地址和建立隧道，而直接利用缓存资源达到减少切换延迟的目的。此外，利用移动锚点收集域中各接入路由器负载信息，并定期与邻域移动锚点进行交换，可以使移动锚点能按照负载均衡或最小切换时间等原则为准备切换的移动节点选择合适的新路由，以优化路由。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下。

基于缓存机制的移动IPv6快速切换方法，包括如下步骤：