[发明专利]一种与移动IP结合的具有移动性的多路径TCP的方法

说明书

技术领域

多路径TCP技术应用领域。

背景技术

高速增长的网络带宽以及具有多接口的终端的普及促进了传输层协议的发展。然而传统的TCP协议在单个TCP连接上只使用单一的路径，这样并没有充分利用现有的网络传输资源，并也使终端的多个接口形同虚设。另外，当移动终端从本地网络漫游到外地网络时，由于IP地址发生了变化，而通信的对端主机又无法获知移动节点的新的IP地址，最终导致路由失效使得移动节点的通信中断。

针对上述的两个缺陷，互联网工程工作小组(Internet Engineering TaskForce，简称IETF)提出了多路径TCP(简称MPTCP)和移动IP的概念。MPTCP是基于传统TCP协议的基础之上，对传统TCP进行的系列的扩展，以期望让单个TCP连接能够同时使用通信双方存在的多条路径。MPTCP把每个TCP流划分成多个子流(sub-flow)，在家乡网络中部署家乡代理的实体，每个移动节点都有一个家乡地址。当用户离开了原来的网络(称为家乡网络)，获得一个新的接入网络地址后，移动节点必须向家乡代理发起注册，并建立之间的双向隧道，这样通信对端所有发往移动节点的数据分组都会被家乡代理截获，所有的分组将通过家乡代理转发给移动节点。

发明内容

本发明的目的在于提供了与一种移动IP结合的具有移动性的多路径TCP的方法。

为实现上述发明目的，本发明对移动节点和通信节点的传输层和网络层进行扩展，对传输层进行扩展修改来支持多路径TCP，对移动IP的修改来实现主机的移动性。如图1所示，在此方案中大致分为五个模块：多路径调度模块(MPS)，路径管理模块，多路径协商和检测模块，调度策略管理模块和子TCP流控制管理模块。多路径调度模块是整个多径TCP系统的核心模块，它负责调用各个子模块以实现MPTCP的整体功能。调度策略管理模块负责数据向各个子流分配的策略。子TCP流控制管理模块负责子流的创建和删除等。移动性的支持是由下层的移动IP来负责完成的，上层的MPTCP只负责传输层相关的操作，网络层的路径管理模块需要负责向MPTCP层提供当前多路径地址表。

本发明的特征在于，所述方法是由移动节点在移动IP网络中从家乡网络向任何一个外地网络漫游，并且继续保持与当地一个固定的通信节点进行通信的一种多路径TCP方法，依次按以下步骤实现的：

步骤(1)：所述的移动IP网络初始化；

步骤(1.1)，本地网络的初始化；

设置一个家乡代理，这是一个所述移动节点家乡链路上的路由器，移动节点已经通过其注册了当前的转交地址，当移动节点远离家乡，家乡代理截取家乡链路上发往移动节点家乡地址hoa的包，封装，并以隧道模式发往移动节点已经注册的所述转交地址；

步骤(1.2)所述移动节点和通信节点的设置；

各自至少一个接口mesh，至少一个所述接口mesh的地址标识maddr，所述移动节点和通信节点的家乡地址hoa以及至少一个接口地址caddr，

该移动节点和通信节点中还设有：多路径调度模块、路径管理模块、多路径协商和检测模块、调度策略模块以及子TCP流控制管理模块，其中：所述多路径调度模块与所述路径管理模块、多路径协商和检测模块、调度策略模块、子TCP流控制管理模块互连，实现了多路径TCP的运，。调度策略管理模块负责数据向各所述子TCP流的分配，子TCP流控制管理模块负责所述子TCP流的创建和删除，路径管理模块负责向所述多路径TCP层提供多路径地址表，多路径协商和检测模块负责获取对方的多个接口地址标识与接口地址并与对方建立多路径的TCP；

步骤(2)建立所述移动节点和通信节点间的连接：

步骤(2.1)：所述移动节点接入外地网络并向其家乡代理发送绑定更新，其内容包括：所述移动节点的家乡地址hoa，多个接口的地址标识，多个接口的所述转交地址；

步骤(2.2)：所述家乡代理在收到步骤(2.1)所述的绑定更新后，首先查找本地用于存贮绑定更新的绑定缓存，若存在所述的绑定更新，则回复绑定错误消息，若不存在，则回复绑定应答消息，并把所述绑定更新添加到所述绑定缓存中；

步骤(2.3)：所述通信节点向所述移动节点发起连接请求，把数据报文发送到所述移动节点的家乡网络；

步骤(2.4)：所述家乡代理在所述家乡网络中截获步骤(2.3)所述的数据报后，根据本地的所述绑定缓存中与所述移动节点对应的绑定缓存项对数据报文进行封装，把封装后的数据包转发给所述移动节点；