[发明专利]无线Mesh网络域间切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线Mesh网络域间切换方法。

背景技术

IPv6（互联网协议第6版）是被指定取代IPv4的下一代互联网协议版本，这个协议主要用于分组交换。由于IPv4在2011年2月3日已经分配完了，业界都把目标投向了IPv6。相比于32位的IPv4地址，IPv6是128位的，不仅提供了更大的地址空间，而且IPv6中的协议设计要比IPv4的更为合理。

无线Mesh网络给用户提供接入服务，要比单跳网络更加稳定。无线Mesh网络技术是面向基于IP接入的新型无线移动通信技术，适合于区域环境覆盖和宽带高速无线接入。无线Mesh网络基于呈网状分布的众多无线接入点间的相互合作和协同，具有动态自组织、自配置、自维护等突出特点。现在业界将目光投向了IPv6在无线Mesh网络中的应用，IPv6在无线Mesh技术和网络的研究开发与实际应用成为当前无线移动通信的热门课题之一。

无线Mesh网络中，切换机制保证了用户在切换时，通信不中断。现有技术构建了一个异构Mesh网络（“异构无线Mesh网络层次化平滑切换方案”，谢丽华，杨寿保，胡云等，计算机工程第36卷第4期，2010年2月），支持用户终端域内切换和域间切换。该异构Mesh网络具有四类节点：网状网节点（Mesh Point，MP）、网状网接入点（Mesh Access Point，MAP）、带入口的网状网节点（Mesh Point with a Portal，MPP）和用户终端（Station，STA）。802.11s中定义的无线mesh网络架构如图1所示，基本服务集（BSS）不需要直接连接到有线局域网，而是通过无线多跳最终连接到有线局域网。MP是支持无线Mesh网络服务的802.11实体，通过与相邻的MP建立通信链路，组成了无线Mesh网络的主干网；MPP是MAC协议数据单元进入或者离开无线Mesh网络的桥接，是连接Mesh网络与有线网络的网关；MAP拥有MP的所有功能，并且提供接入功能；STA是通过MAP与Mesh网络通信的站点。各节点的协议栈如图2所示。

在异构Mesh网络中，STA的移动是基于周期性地检测接入MAP的接收信号强度，当接收信号强度低于某个特定的值时，依次激活配备好的网卡，进行网络端口扫描，从扫描应答中选择接收信号强度最好的MAP作为目标MAP。该目标MAP可能属于不同的MPP，此时STA需要进行3层切换。当STA从一个MPP切换到另外一个MPP时，STA所连接的MAP和MPP都改变了，此时STA的IP地址也改变，Mesh网络中的相应的实体中的绑定也要作相应的更新，比如MPP中的绑定表、MAP中的绑定表等等。

MAP需要维护STA列表，该STA列表存储着由MAP提供服务的所有STA的MAC地址和IP地址的绑定。MPP中存有地址转换表和代理表，其中地址转换表存储着STA的IP地址与通信对端的IP地址绑定，同时也存储着STA的MPP的IP地址与通信对端的MPP的IP地址绑定。代理表存储着各STA的MAC地址与接入MAP的MAC地址的绑定关系。在通信对端Internet网关（IGW）上增加切换支持模块，IGW维护STA的MAC地址、MPP的IP地址、端口号与通信对端CN的IP地址的绑定。当发生域间切换时，IGW中的绑定表需要进行更新。

现有的异构Mesh网络的域间切换方法，需要同时与新旧网络进行协议交互。在旧网络中，STA接入MAP1，该MAP1在MPP1的覆盖范围内；在新网络中，STA接入目标MAP2，该MAP2在MPP2的覆盖范围内。

（1）、与新网络交互的信令如下：

1.1、STA（在切换管理中称为MN）与MAP2（或称为NMAP）建立连接；

1.2、MAP2向MPP2（或称NMPP）发出代理更新消息和地址注册消息，代理更新消息中包括STA的新旧MAC地址和MAP2的MAC地址，地址注册消息包括STA的IP地址和通信端口号、MAC地址、通信端口号和通信对端的IP地址；

1.3、MPP2收到代理更新消息和地址注册消息后，在代理表中建立STA的项，为STA分配一个端口，在地址转换表中创建STA的绑定；

1.4、MPP2向通信对端和家乡代理发送绑定更新消息，消息中包括STA的旧的MAC地址、MPP2的IP地址和通信端口号。该绑定更新消息被IGW截获，在绑定表中更新STA的项；

1.5、IGW向MPP2发送绑定更新应答；

1.6、MPP2向MAP2发送代理更新应答和地址注册应答；