[发明专利]在二层切换过程中携带三层信息的快速切换方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动环境下，移动节点在子网间的切换方法，特别涉及一种在二层切换过程中携带三层信息的快速切换方法。

背景技术

在因特网通信领域中，随着便携设备的普及，移动用户数量急剧增加，而移动用户本身也迫切需要随时随地接入因特网，并能在子网之间漫游。因此，IETF(Internet Engineering Task Force)提出了MIPv6(Mobility Support for Internet Protocolversion 6)。

MIPv6通常使用无线接入点(Access Point，简称AP)将无线网络接入到有线网络中。一个AP与一个有线网络中的路由器连接，而一个路由器可同时和多个AP连接，有线网络中的路由器通常被称为接入路由器(Access Router，简称AR)。AP负责接收移动节点(MN)的无线信号，并将无线信号转换为链路信号发送给与之相连的AR，或AP从与之相连的AR中接收链路信号并将它转换为无线信号。AR除了具备普通路由器的功能外，还应该能够处理MN的接入。

如图2所示，在MIPv6中定义：移动节点原来所在的子网为家乡网络(HomeNetwork)，在家乡网络中获得的具有家乡网络前缀的地址是家乡地址(HomeAddress，简称HoA)。在家乡网络中还有家乡代理(Home Agent，简称HA)，专门处理通信对端(Correspondent Node，简称CN)对移动节点的访问。当移动节点移动到外地网络(Foreign Network)时，获得属于外地网络的临时地址，又名转交地址(Care of Address，简称CoA)，并向HA进行注册。这样，当某个CN访问MN的HoA时，HA拦截这些报文，并通过隧道转发到MN的CoA。当CN获知MN的CoA后，还可以直接与MN的CoA进行通信。

当移动节点在不同子网间移动时需要执行切换操作，切换从执行过程来看可分为二层切换和三层切换两部分。

在MIPv6协议中，二层切换的过程可分为移动检测、AP搜索和切换执行三个阶段。图1为二层切换的示意图，其中移动检测是指以链路的某些可以反映接入网络当前状况的属性(以信号强度为例)为衡量标准，当网络状况已经差到一定程度的时候，认为应该切换到一个更好的网络中，在WLAN网络中，也就是应该连接到一个新的AP上；然后进入AP搜索阶段，通过在不同的信道上广播探测请求(ProbeRequest)，对所有信道进行扫描，并根据不同AP回复的探测应答(Probe Response)，得到当前MN可以连接的所有AP的信息，选出其中最优的一个AP；最后进入二层切换的执行阶段，向新AP发送重连接请求(Reassociation Request)，AP向MN返回连接应答(Reassociation Response)，完成二层切换。

三层切换是在二层切换的基础上完成的，由于MN从一个网络移动到另一个网络时，AP和AR都随之改变，它在外地网络中的CoA也随之改变，并向HA注册新的CoA，这个过程称之为网络层切换或三层切换。MIPv6中定义的三层切换过程如图3所示，可分为移动检测、地址配置、切换执行。其中，移动检测是指从二层切换完成到从新网络收到路由器公告(RA)的这段时间，地址配置是指根据收到的新网络的RA生成新的CoA，并对该CoA进行重复地址检测(Duplicate AddressDetection，简称DAD)的过程，切换的执行是指MN向HA注册的过程。具体过程如下：

当一个MN移动到外地网络的时候，为了被分配CoA，MN首先完成二层切换，建立到外地网络的链路层连接。为了得到新网络的前缀信息，还需要从新网络的路由器接收路由器公告(RA)消息。理论上移动检测的平均时间应该为RA发送间隔的一半。移动IPv6中，建议将RA间隔设置成0.03-0.07秒，以缩短这段时间。然而在实际实现过程中，简单地缩短这段时间并不能很好的解决这个问题，而且要以牺牲无线网络中十分宝贵的带宽资源为代价。为了减少移动检测耗费的时间，MN可以向整个网络多播路由请求消息(RS)。然而路由器能否尽快向MN发送RA，还是会受到当前网络状况的限制。而且在没有二层辅助的情况下，发送RS的时刻同样不好确定。