[发明专利]基于双网卡的MIPv6无缝切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体的说是一种基于双网卡的MIPv6无缝切换方法。用于解决在无线局域网WLAN中移动节点因发生漫游切换而对实时通信业务所产生的巨大影响。

背景技术

在无线局域网WLAN中，因为受无线接入点AP传输范围的限制，移动节点在通信的过程中，将会经历频繁的切换。为了解决在移动节点发生切换后，可以保持与通信对端数据通信的可达性，IETF提出了MIPv6这一移动性IP协议来解决移动节点在发生接入点所属子网改变后，始终能够保持与通信对端传输数据的可达性。在该方案中，首先，移动节点在完成链路层的切换后检测是否已经发生接入子网的改变，如果发生接入子网的改变，移动节点则利用MIPv6的相关机制，在新的接入路由上获取一个唯一的临时性接入地址作为转交地址，如果没有发生接入子网的改变，移动节点只须发生链路层的切换；最后，移动节点把获取的新转交地址与家乡代理和通信对端进行绑定更新，这样移动节点无论移动到哪一个接入网络都可以始终保持与通信对端数据通信的可达性。但是，该协议在解决移动性接入的同时对正在进行的实时通信业务引入很大的接入时延。为此，IETF又提出了一系列优化扩展方案如：FMIPv6、HMIPv6和FHMIPv6来优化这一移动协议。

在FMIPv6协议中，主要提出了两种技术规范：1.移动节点在发生接入点所属路由改变之前，可以通过先前接入链路来获取新接入点所在子网的相关信息，从而提前获取新的转交地址。2.移动节点在获取了新的转交地址后在新旧接入路由器之间建立一个通信隧道，直到移动节点通过新的接入路由发送通告快速临机公告FNA来表明他已经移动到新的接入路由器所属网络后才解除，这要移动节点就可以直接利用新转交地址在新的接入路由上实现数据的传输，从而减少移动节点在切换中因做移动检测和转交地址的配置等消耗的接入时延，同时也减少了切换中通信数据包的丢失。

在HMIPv6协议中，利用区域划分的思想，从逻辑上将网络划分为多个不同的域，每一个域由一个特定的称为“移动锚点”MAP的网络功能实体来管理，这个“移动锚点”充当移动节点的一个临时家乡代理负责转发移动节点和通信对端的数据分组。移动节点在域内移动时，只需把新转交地址的绑定注册消息发送到该移动锚点，这样降低了与家乡代理和通信对端的绑定更新时延。

FHMIPv6协议是在基于HMIPv6协议的基础上，结合FMIPv6协议的优势提出的扩展协议，用来降低该移动协议所引入的移动检测、转交地址的配置和绑定注册的各部分时延。

上述这些优化协议中所规范的网络层切换的方案，虽然可以降低重新建立通信链路的接入时延，但是仍然存在一些问题，首先，网络层的切换是在链路层切换完成之后才可以进行，这样，如果链路层的切换时延没有减少的话，整个的切换时延是不会完全消除的，也就不会实现真正的无缝切换，即不能实现实时业务的连续性传输和吞吐量的一致性；其次，通过修改现有网络协议并增加一些新的消息机制甚至增加新的网元设备，这就要求网络中的设备必须支持这些新的扩展协议，而网元设备的增加势必要求改变网络的结构，这样也就降低了优化协议的实用性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述优化协议中重新建立通信链路接入时延过大的问题，提供一种基于双网卡的MIPv6无缝切换方法，以消除移动节点因发生切换而引入的时延对实时通信业务的影响，实现实时通信业务的连续性传输和保持吞吐量的一致性。

实现本发明目的的技术方案是：充分利用空闲的切换网卡来消除移动节点在改变接入链路时候所引入的时延，具体步骤如下：

正常通信步骤：移动节点通过一个数据网卡与网络侧的接入点在建立的无线链路上进行和通信对端的数据传输，另一个空闲的切换网卡检测周围接入点链路的质量，为移动节点是否执行切换等操作提供决策信息；

链路切换步骤：当移动节点需要执行切换操作时，由切换网卡探测备选接入点的空闲信道，随后移动节点通过切换网卡与接入点进行鉴权和关联的链路层切换操作；

网络层切换步骤：移动节点完成链路层的切换后，根据接入路由器的路由公告消息及网络层的采用的路由协议重新建立可达的路由；

网卡交换步骤：移动节点可以通过切换网卡在新建立的通信链路上进行与通信对端数据的传输以后，数据网卡将断开先前的通信链路，实现两个网卡的功能转换。

上述无缝切换方法，其中正常通信步骤中所述的利用切换网卡来检测周围接入点链路信号的质量，是由切换网卡接收周围接入点的广播消息并根据所计算出的能量来判断通信链路的质量，从而做出相应的切换决策。