[发明专利]新型IPv6网络移动组播协议

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型IPv6网络移动组播协议，属于移动互联网技术领域。

背景技术

随着无线网络技术的飞速发展和移动设备的迅速普及，越来越多的人能够通过无线设备访问Internet。因此，Internet网络协议必须能够提供移动性支持。基于下一代互联网协议IPv6的移动IPv6(Mobile IPv6，MIPv6)[1]能够为移动节点(Mobile Node，MN)提供无缝的Internet接入。

另一方面，大量新兴的Internet多媒体应用(如视频会议，IP电视等)需要网络提供IP组播支持，以提高网络资源的利用率。移动性和IP组播的结合进一步扩大了组播的应用范围，使得用户能够在移动环境中获得组播服务。目前，移动组播的发展面临诸多挑战[2，3]。移动组播协议不仅要建立并维护组播转发树、处理动态的组成员关系，还要解决组成员位置动态改变所导致的组播树重构及组播通信的服务质量下降等问题。现在已有的组播路由协议，如DVMRP[4]，MOSPF[5]，PIM-SM[6]等都是基于固定网络环境设计的，它们在构建组播转发树时只考虑了组成员关系的动态变化，而没有考虑组成员位置动态变化的情况，因此这些协议不适合移动环境下的组播通信。

针对上述问题，IETF提出了两种基本的移动组播方案[1，7]：远程加入(Remote Subscription，RS)和双向隧道(Bi-directional Tunnel，BT)。RS算法的突出优点是其具有优化的组播传输路径，但由于每当MN发生切换，必须重新加入组播组，建立新的到组播转发树的传输路径，因此导致组播转发树频繁重构，切换延迟较大。而采用BT算法，MN的家乡代理(Home Agent，HA)代替MN加入组播组，因此MN的移动切换不会引起组播树的重构，但由于MN通过隧道经HA收发组播分组，不仅引入了三角路由问题，增加了组播分组的传输时延，而且加重了家乡网络的负担，浪费了网络资源。

文献[8，9]提出了一种基于动态组播代理(Dynamic Multicast Agent)的移动组播方案。为方便起见，将其简称为DMAMoM(Dynamic Multicast Agent-based Mobile Multicast)。DMAMoM方案结合了RS和BT算法各自的优点，根据节点的移动切换情况动态选择组播代理，目的是实现优化组播路由的同时，降低组播树的重构频率。为了实现上述目的，DMAMoM引入了组播子网代理(Multicast Subnet Agent，MSA)和动态组播代理(Dynamic Multicast Agent，DMA)的概念。MSA可以由每个子网内的指定路由器(Designated Router，DR)充当，它一方面运行组播组管理协议MLD(Multicast Listener Discovery)[10]，发现本地链路上出现的组播侦听节点及其感兴趣的组播地址，另一方面将接收到的组播分组转发到本地网络内相应的组播接收者。DMA可以是节点当前子网的组播代理(current MSA，cMSA)，也可以由节点所经过的某一个前子网组播代理(previous MSA，pMSA)充当。DMA是MN到组播骨干网的访问接入点，其代表MN加入组播转发树。每个MN只对应一个DMA，DMA根据移动节点经过的路径动态切换。

图1给出了运行该协议的网络模型。如图所示，当MN每次到达新的外地网络，完成子网切换后，立刻向当前网络的MSA发送MLD成员报告消息。MSA收到MN的MLD消息后，如果MN是所属组在当前子网内的第1个组成员，则MSA与MN的当前DMA通信。在MN的当前DMA一侧，按照一定的规则计算DMA是否发生切换。若没有发生切换，则MN目前处于DMA所在子网之外的其他子网中，那么当前MSA向DMA发送建立隧道请求，DMA负责通过隧道传输组播分组到MN当前网络的MSA，由该MSA将数据路由到MN。若发生了切换，即当前网络的MSA作为新的DMA，那么MN直接从DMA获得组播数据，无须建立隧道。后来的作为该组成员的移动节点就可以直接从MSA接收组播分组。