一种云的实现方法技术

本发明专利技术提供了一种云的实现方法，云包括固定节点和移动节点，固定节点包括一个接入路由器、两个以上交换机以及两个以上接入节点；接入路由器与互联网相连；所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子节点；移动节点通过接入节点连接到互联网。移动节点通过本发明专利技术所提供的云实现方法能够快速获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明专利技术可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实现方法，尤其涉及的是一种云的实现方法。
技术介绍
云是能提供本地服务的一种服务模式。近年来，很多研究工作致力于云的研究，以便使移动节点能够快速获取网络服务。随着网络技术的发展，云将成为未来提供服务的一种模式。目前，云的实现模式是通过广播来实现，因此延迟和代价都比较大，降低了网络服务性能。因此，如何降低云提供服务的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。本专利技术通过单播取代广播的方式来实现云，从而降低云提供服务的延迟和代价，从而有效提高网络服务性能。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种云的实现方法。技术方案：本专利技术公开了一种云的实现方法，云包括固定节点和移动节点，固定节点包括一个接入路由器、两个以上交换机以及两个以上接入节点；接入路由器与互联网相连；所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子节点；移动节点通过接入节点连接到互联网；移动节点的链路地址包括两部分：第一部分为16比特的链路路由前缀，用于在云树中实现路由；第二部分32比特的接口ID，移动节点将自己的媒体访问控制地址随机选择32比特，媒体访问控制地址就是MAC地址，即网卡的硬件地址，并将自己的接口ID设置为该32比特；移动节点的IPv6地址由全局网络前缀和链路地址构成；一个云树中，固定节点的链路路由前缀长度L与该节点所在云树的深度成d正比，如公式(1)所示，其中，c为常量，c一般取值为不大于4或者8的整数；L＝c·d(1)云树的构建过程同时是固定节点和移动节点的地址配置过程；云树中，接入路由器具有N个接口，N≥1，其全局网络前缀预先设置，取值范围为[1,264-1]，接入路由器启动后发起下述地址配置过程：步骤101：开始；步骤102：接入路由器检测N个接口，如果接口n连接其他固定节点，N≥n≥1，那么从该接口n发送一个地址创建消息，消息负载为全局网络前缀和c比特的链路路由前缀扩展值，其值等于n，例如，接入路由器从接口1发送的地址创建消息中的链路路由前缀扩展值为1，接口2发送的地址创建消息中的链路路由前缀扩展值为2，等等；步骤103：如果收到地址创建消息的为固定节点，则执行步骤104，否则执行步骤108；步骤104：固定节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建消息源地址中的链路路由前缀；将自己的链路路由前缀长度扩展c比特，扩展的c比特值设置为地址创建消息中的c比特链路路由前缀扩展值；固定节点从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为接口ID，将自己的链路路由前缀与接口ID相结合构建链路地址；步骤105：如果是交换机收到该地址创建消息，则执行步骤106，否则执行步骤107；步骤106：交换机具有M接口，M≥1，将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，并从每个连接固定节点的接口m转发该地址创建消息，M≥m≥1，消息负载为全局网络前缀和c比特的链路路由前缀扩展值，其值等于m，执行步骤103；步骤107：接入节点将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，同时转发该地址创建消息,执行步骤103；步骤108：移动节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建消息源地址中的链路路由前缀，从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口ID，将自己的链路路由前缀与接口ID相结合构建成链路地址，将链路地址与全局网络前缀相结合构建为IPv6地址；步骤109：结束；移动节点和接入节点之间定期交换信标帧，移动节点的媒体访问介质地址能够不具有全球唯一性；如果接入节点检测到两个关联的移动节点具有相同的链路地址，则将下一次广播的信标帧的负载设置为该链路地址；具有相同链路地址的移动节点收到信标帧后，重新从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口ID，用新的接口ID替换原来重复的链路地址中的接口ID；云树建立完成后，云树中的固定节点通过链路路由前缀无需路由建立过程即可实现路由。通过上述过程，交换机和移动节点能够配置具有唯一性的节点从而实现数据通信。本专利技术所述方法中，每个固定节点是一个数据中心，能够保存各种类型的数据，一种类型的数据由一个数据ID唯一标识；接入路由器保存一个数据表，每个表项包含三个域：数据ID域、链路地址域以及生存周期；当生存周期衰减到0时，该表项从数据表中删除；固定节点S1通过下述过程创建数据ID为x的数据：步骤201：开始；步骤202：如果固定节点S1是接入路由器或者交换机，则执行步骤203，否则执行步骤204；步骤203：固定节点S1从每个连接设备的接口发送一个资源请求消息，消息负载为需要创建数据ID为x的数据所需的资源列表，执行步骤205；步骤204：固定节点S1广播一个资源请求消息，消息负载为需要创建数据ID为x的数据所需的资源列表；步骤205：如果固定节点收到资源请求消息，则执行步骤206，否则执行步骤207；步骤206：固定节点转发该资源请求消息，执行步骤205；步骤207：移动节点收到资源请求消息后，如果该移动节点能提供资源请求消息负载中的资源列表，则向固定节点S1返回一个资源响应消息，负载为能提供的资源列表；步骤208：固定节点S1检测所有返回资源响应消息的资源列表，如果这些资源列表能够创建数据ID为x的数据，则执行步骤209，否则执行步骤213；步骤209：固定节点S1向每个返回资源响应消息的移动节点发送一个数据创建请求消息，消息负载为分配给该移动节点的子任务；步骤210：移动节点收到数据创建请求消息后，执行消息负载中的子任务，然后向固定节点S1返回一个数据创建响应消息，消息负载为执行子任务所创建的数据；步骤211：固定节点S1处理所有的数据创建响应消息，并创建数据ID为x的树，向所在云树的根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值x；步骤212：根节点AR1收到注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域为x，链路地址域为固定节点S1的链路地址，生命周期为最大生存周期，例如24小时，执行步骤214；步骤213：固定节点S1创建数据失败；步骤214：结束。通过上述过程，固定节点能够创建数据，其他节点可以获取该数据。本专利技术所述方法中，移动节点D1与接入节点AP1链路相连，移动节点D1请求数据ID为x的数据，移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云的实现方法，其特征在于，云包括固定节点和移动节点，固定节点包括一个接入路由器、两个以上交换机以及两个以上接入节点；接入路由器与互联网相连；所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子节点；移动节点通过接入节点连接到互联网；移动节点的链路地址包括两部分：第一部分为16比特的链路路由前缀，用于在云树中实现路由；第二部分32比特的接口ID，移动节点将自己的媒体访问控制地址随机选择32比特，并将自己的接口ID设置为该32比特；移动节点的IPv6地址由全局网络前缀和链路地址构成；一个云树中，固定节点的链路路由前缀长度L与该节点所在云树的深度成d正比，如公式(1)所示，其中，c为常量；L＝c·d   (1)云树的构建过程同时是固定节点和移动节点的地址配置过程；云树中，接入路由器具有N个接口，N≥1，其全局网络前缀预先设置，接入路由器启动后发起下述地址配置过程：步骤101：开始；步骤102：接入路由器检测N个接口，如果接口n连接其他固定节点，N≥n≥1，那么从该接口n发送一个地址创建消息，消息负载为全局网络前缀和c比特的链路路由前缀扩展值，其值等于n；步骤103：如果收到地址创建消息的为固定节点，则执行步骤104，否则执行步骤108；步骤104：固定节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建消息源地址中的链路路由前缀；将自己的链路路由前缀长度扩展c比特，扩展的c比特值设置为地址创建消息中的c比特链路路由前缀扩展值；固定节点从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为接口ID，将自己的链路路由前缀与接口ID相结合构建链路地址；步骤105：如果是交换机收到该地址创建消息，则执行步骤106，否则执行步骤107；步骤106：交换机具有M接口，M≥1，将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，并从每个连接固定节点的接口m转发该地址创建消息，M≥m≥1，消息负载为全局网络前缀和c比特的链路路由前缀扩展值，其值等于m，执行步骤103；步骤107：接入节点将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，同时转发该地址创建消息,执行步骤103；步骤108：移动节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创建消息源地址中的链路路由前缀，从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口ID，将自己的链路路由前缀与接口ID相结合构建成链路地址，将链路地址与全局网络前缀相结合构建为IPv6地址；步骤109：结束；移动节点和接入节点之间定期交换信标帧，移动节点的媒体访问介质地址能够不具有全球唯一性；如果接入节点检测到两个关联的移动节点具有相同的链路地址，则将下一次广播的信标帧的负载设置为该链路地址；具有相同链路地址的移动节点收到信标帧后，重新从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口ID，用新的接口ID替换原来重复的链路地址中的接口ID；云树建立完成后，云树中的固定节点通过链路路由前缀无需路由建立过程即可实现路由。...

【技术特征摘要】
1.一种云的实现方法，其特征在于，云包括固定节点和移动节点，固定节点包括
一个接入路由器、两个以上交换机以及两个以上接入节点；接入路由器与互联网相连；
所有的固定节点构建成树状结构，称为云树，接入路由器为根节点，接入节点为叶子
节点；移动节点通过接入节点连接到互联网；
移动节点的链路地址包括两部分：第一部分为16比特的链路路由前缀，用于在云
树中实现路由；第二部分32比特的接口ID，移动节点将自己的媒体访问控制地址随机
选择32比特，并将自己的接口ID设置为该32比特；移动节点的IPv6地址由全局网
络前缀和链路地址构成；
一个云树中，固定节点的链路路由前缀长度L与该节点所在云树的深度成d正比，
如公式(1)所示，其中，c为常量；
L＝c·d(1)
云树的构建过程同时是固定节点和移动节点的地址配置过程；
云树中，接入路由器具有N个接口，N≥1，其全局网络前缀预先设置，接入路由
器启动后发起下述地址配置过程：
步骤101：开始；
步骤102：接入路由器检测N个接口，如果接口n连接其他固定节点，N≥n≥1，
那么从该接口n发送一个地址创建消息，消息负载为全局网络前缀和c比特的链路路
由前缀扩展值，其值等于n；
步骤103：如果收到地址创建消息的为固定节点，则执行步骤104，否则执行步骤
108；
步骤104：固定节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创
建消息源地址中的链路路由前缀；将自己的链路路由前缀长度扩展c比特，扩展的c
比特值设置为地址创建消息中的c比特链路路由前缀扩展值；固定节点从媒体访问控
制地址中随机选择32比特，并设置为接口ID，将自己的链路路由前缀与接口ID相结
合构建链路地址；
步骤105：如果是交换机收到该地址创建消息，则执行步骤106，否则执行步骤
107；
步骤106：交换机具有M接口，M≥1，将地址创建消息的源地址更新为自己的地

\t址，并从每个连接固定节点的接口m转发该地址创建消息，M≥m≥1，消息负载为全局
网络前缀和c比特的链路路由前缀扩展值，其值等于m，执行步骤103；
步骤107：接入节点将地址创建消息的源地址更新为自己的地址，同时转发该地
址创建消息,执行步骤103；
步骤108：移动节点收到地址创建消息后，将自己的链路路由前缀设置为地址创
建消息源地址中的链路路由前缀，从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为
自己的接口ID，将自己的链路路由前缀与接口ID相结合构建成链路地址，将链路地
址与全局网络前缀相结合构建为IPv6地址；
步骤109：结束；
移动节点和接入节点之间定期交换信标帧，移动节点的媒体访问介质地址能够不
具有全球唯一性；如果接入节点检测到两个关联的移动节点具有相同的链路地址，则
将下一次广播的信标帧的负载设置为该链路地址；具有相同链路地址的移动节点收到
信标帧后，重新从媒体访问控制地址中随机选择32比特，并设置为自己的接口ID，用
新的接口ID替换原来重复的链路地址中的接口ID；
云树建立完成后，云树中的固定节点通过链路路由前缀无需路由建立过程即可实
现路由。
2.根据权利要求1所述的一种云的实现方法，其特征在于，每个固定节点是一个
数据中心，能够保存各种类型的数据，一种类型的数据由一个数据ID唯一标识；
接入路由器保存一个数据表，每个表项包含三个域：数据ID域、链路地址域以及
生存周期；当生存周期衰减到0时，该表项从数据表中删除；
固定节点S1通过下述过程创建数据ID为x的数据：
步骤201：开始；
步骤202：如果固定节点S1是接入路由器或者交换机，则执行步骤203，否则执
行步骤204；
步骤203：固定节点S1从每个连接设备的接口发送一个资源请求消息，消息负载
为需要创建数据ID为x的数据所需的资源列表，执行步骤205；
步骤204：固定节点S1广播一个资源请求消息，消息负载为需要创建数据ID为
x的数据所需的资源列表；
步骤205：如果固定节点收到资源请求消息，则执行步骤206，否则执行步骤207；
步骤206：固定节点转发该资源请求消息，执行步骤205；
步骤207：移动节点收到资源请求消息后，如果该移动节点能提供资源请求消息
负载中的资源列表，则向固定节点S1返回一个资源响应消息，负载为能提供的资源列
表；
步骤208：固定节点S1检测所有返回资源响应消息的资源列表，如果这些资源列
表能够创建数据ID为x的数据，则执行步骤209，否则执行步骤213；
步骤209：固定节点S1向每个返回资源响应消息的移动节点发送一个数据创建请
求消息，消息负载为分配给该移动节点的子任务；
步骤210：移动节点收到数据创建请求消息后，执行消息负载中的子任务，然后
向固定节点S1返回一个数据创建响应消息，消息负载为执行子任务所创建的数据；
步骤211：固定节点S1处理所有的数据创建响应消息，并创建数据ID为x的树，
向所在云树的根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值x；
步骤212：根节点AR1收到注册消息后，在数据表中增加一个表项，数据ID域
为x，链路地址域为固定节点S1的链路地址，生命周期为最大生存周期，执行步骤214；
步骤213：固定节点S1创建数据失败；
步骤214：结束。
3.根据权利要求2所述的一种云的实现方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓喃，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32