一种快速有效的代理移动IPv6切换方法技术

本发明专利技术公开了一种快速有效的代理移动IPv6切换方法，该方法通过采用“先接后断”的预测模式，将PMIPv6切换过程中的接入认证和注册更新过程在当前链路断裂之前提前完成，使得移动节点在连接到新链路后能尽快配置端口并继续进行通信会话过程，从而降低了切换时延和丢包。同时，提出的切换方案还考虑了预测模式失败的情况，应用一种自适应链路触发机制，即根据移动节点的移动速度和切换准备操作所需要的时间来动态触发切换准备操作，保障预测模式的成功进行，增强了方案的可靠性。

A fast and efficient method for proxy mobile IPv6 handoff

The invention discloses a proxy mobile IPv6 handoff method is fast and effective, this method adopts \prediction mode and then off the access authentication and registration update process of PMIPv6 in the process of switching before the current link fault ahead, make mobile nodes can configure the port as soon as possible and to continue the communication session in the process a new link, which reduces the handoff latency and packet loss. At the same time, the proposed handoff scheme also takes into account the prediction model of failure, using an adaptive link trigger mechanism, namely according to the mobile node moving speed and switch to prepare required operation time to trigger dynamic switch to prepare the operation, guarantee success in prediction mode, enhance the reliability of the programme.

【技术实现步骤摘要】
一种快速有效的代理移动IPv6切换方法
本专利技术涉及无线网络多媒体通信
，尤其涉及一种快速有效的代理移动IPv6切换方法。
技术介绍
代理移动IPv6（PMIPv6）是IETFNETLMM工作组于2008年标准化的一种基于网络的本地移动性管理机制。在PMIPv6中，移动节点不需要参与任何IP移动性相关的信令交互过程，因此大大减少了无线链路隧道开销和信令开销。然而，由于PMIPv6采用的是“先断后接”的反应式模式，切换过程中的接入认证，注册和隧道建立等操作，带来了切换过程中的较大的时延和丢包问题，这对于实时性要求较高的即时通信和多媒体应用来说是不能接受的。为减少PMIPv6带来的切换时延，IETF于2011年提出快速代理移动IPv6（FPMIPv6）协议。FPMIPv6包含两种切换模式：预测式和反应式。这两种模式的主要区别在于建立p-MAG和n-MAG之间隧道的时间。预测式中，该隧道是建立在MN链接到n-MAG之前，而反应式中是建立在MN链接到n-MAG之后。在FPMIPv6中，当前接收信号强度低于一定的门限时，产生LGD触发信号，启动预测式。但是，当链路断裂之前，网络没有足够的时间完成P-HI/P-HAck消息交互，认证和隧道建立等切换准备操作时，预测模式失败，采用反应式，带来较大的通信中断和丢包问题。另外，p-MAG和n-MAG之间的隧道虽然避免了丢包问题，却增加了包传输开销。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本专利技术公开了一种快速有效的代理移动IPv6切换方法，针对FPMIPv6协议中，当预测式失败时，采用反应式带来较大的切换时延和丢包问题，以及包传输开销较大的问题，本专利技术采用自适应链路触发机制，即根据移动节点（MN）的移动速度和切换准备操作所需要的时间来动态触发切换准备操作，保障预测式模式的成功进行。同时，将PMIPv6切换过程中的接入认证和注册更新过程在当前链路断裂之前提前完成，并直接建立LMA与n-MAG之间的双向隧道，数据包缓存在n-MAG缓冲器中，在避免了切换过程中丢包问题的同时降低了FPMIPv6协议中p-MAG和n-MAG之间的隧道的传输开销。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种快速有效的代理移动IPv6切换方法，包括以下步骤：Step1：移动节点的先前接入网络通过链路即将断裂触发信号将移动节点的身份标识和新接入点的身份标识信息发送给先前移动接入网关；Step2：先前移动接入网关通过新接入点的身份标识得到新接入网关信息，并发送代理切换发起消息到新接入网关；Step3：新接入网关收到代理切换发起消息后，对移动节点向服务器发送接入认证请求消息；Step4：服务器向新接入网关发送认证回复消息，包含移动节点的描述信息，表示成功认证；Step5：完成认证后，新接入网关向先前移动接入网关发送代理切换确认消息；Step6：新接入网关发送代理绑定更新消息到本地移动锚点，同时捎带先前移动接入网关的解绑定更新消息，以更新本地移动锚点的绑定缓存项；Step7：接收到代理绑定更新消息后，本地移动锚点发送代理绑定更新确认消息到新接入网关，里面包含移动节点的家乡网络前缀，同时本地移动锚点更新缓存项，并建立与新接入网关的隧道；Step8：在新接入网关接收到代理绑定更新确认消息后，也建立与本地移动锚点的隧道，因此建立起了本地移动锚点和新接入网关的之间双向隧道，本地移动锚点通过新隧道向新接入网关传递数据包，新接入网关的缓冲器对数据包进行缓存；Step9：当移动节点连接到新接入网关后，新接入网关向移动节点发送包含家乡网络前缀的通告确认消息，由于在同一个本地移动锚点管理域中，家乡网络前缀并没有改变，所以移动节点在切换过程中不需要重新配置IP地址；Step10：收到通告确认后，移动节点从新接入网关继续接收数据包，切换过程完成。所述Step1-Step8为切换准备阶段，包括切换发起消息与切换确认消息的交互，接入认证及绑定更新等操作，Step9-Step10为三层快速切换阶段，网络只需要进行链路的转换，并通知移动节点新接入路由器后就可以快速完成切换。所述Step2中代理切换发起消息是指带有“P”标识，并设置为1的切换发起消息。所述Step4中移动节点的描述信息包括本地移动锚点的地址及移动节点的身份标识。所述Step5中代理切换确认消息是指带有“P”标识，并设置为1的切换确认消息。所述服务器为AAA服务器。所述链路即将断裂触发信号的产生是基于自适应链路触发机制，即根据切换准备工作所需要的时间和移动节点的移动速度计算动态触发门限当接收信号强度降到该动态触发门限时，产生链路即将断裂触发信号。具体计算过程：动态触发门限计算公式为：其中，Pmin是信号的最小接收门限，β是路径衰减因子，Pr(d0)是自由空间参考距离为d0的接收信号强度，tr切换准备工作所需要的时间，v移动节点的移动速度。所述Step6中捎带先前移动接入网关的解绑定更新消息具体是指：新接入网关的绑定更新消息中包含先前移动接入网关的解绑定更新信息，即新接入网关代替先前移动接入网关向本地移动锚点发送解绑定更新消息，这种捎带机制减少了信令开销。所述Step7及Step8中在新接入网关完成绑定更新后直接建立与本地移动锚点之间的双向隧道，并缓存数据包，不需要再建立FPMIPv6协议中的先前移动接入网关和新接入网关之间的隧道，减少包传输开销。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术由于采用“先接后断”的预测式模式，将PMIPv6切换过程中的接入认证和注册更新过程在当前链路断裂之前提前完成，使得移动节点在连接到新链路后能尽快配置端口并继续进行通信会话过程，大大减少了切换所带来的通信中断时间。（2）本专利技术由于采用自适应链路触发机制，即LGD触发信号的产生不依赖于特定的门限，而是根据切换准备工作所需要的时间和MN的移动速度动态产生，保证了预测式的成功进行，增加了方法的可靠性。（3）本专利技术在n-MAG的绑定更新过程中，由于采用了捎带机制，减少了信令传输开销。（4）本专利技术由于采用有效的隧道机制，不需要建立p-MAG和n-MAG之间的隧道，在n-MAG完成绑定更新后直接建立与LMA之间的双向隧道，并缓存数据包，避免了切换过程中丢包问题的同时减少了包传输开销。附图说明图1是PMIPv6系统模型示意图；图2是PMIPv6切换信令交互流程图；图3是本专利技术提出的信令交互流程图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术进行详细说明：如图1-3所示，一种快速有效的代理移动IPv6切换方法，包括以下步骤：Step1：MN的先前接入网络通过链路即将断裂（LGD）触发信号将MN的身份标识（ID）和新接入点（n-AP）的ID信息发送给先前移动接入网关（p-MAG）。Step2：p-MAG通过新接入点的ID得到新接入网关（n-MAG）信息，并发送带有“P”标识的切换发起消息（P-HI）到n-MAG。Step3：n-MAG收到P-HI消息后，对MN向认证、授权、计费（AAA）服务器发送接入认证请求消息。Step4：AAA服务器向n-MAG发送认证回复消息，包含MN的描述信息，如本地移动锚点（LMA）的地址，MN的ID等，表示成功认证。Step5：完成认证后，n-MAG向p-MAG发送带有“P”标识的切换确认消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速有效的代理移动IPv6切换方法，其特征是，包括以下步骤：Step1：移动节点的先前接入网络通过链路即将断裂触发信号将移动节点的身份标识和新接入点的身份标识信息发送给先前移动接入网关；Step2：先前移动接入网关通过新接入点的身份标识得到新接入网关信息，并发送代理切换发起消息到新接入网关；Step3：新接入网关收到代理切换发起消息后，对移动节点向服务器发送接入认证请求消息；Step4：服务器向新接入网关发送认证回复消息，包含移动节点的描述信息，表示成功认证；Step5：完成认证后，新接入网关向先前移动接入网关发送代理切换确认消息；Step6：新接入网关发送代理绑定更新消息到本地移动锚点，同时捎带先前移动接入网关的解绑定更新消息，以更新本地移动锚点的绑定缓存项；Step7：接收到代理绑定更新消息后，本地移动锚点发送代理绑定更新确认消息到新接入网关，里面包含移动节点的家乡网络前缀，同时本地移动锚点更新缓存项，并建立与新接入网关的隧道；Step8：在新接入网关接收到代理绑定更新确认消息后，也建立与本地移动锚点的隧道，因此建立起了本地移动锚点和新接入网关的之间双向隧道，本地移动锚点通过新隧道向新接入网关传递数据包，新接入网关的缓冲器对数据包进行缓存；Step9：当移动节点连接到新接入网关后，新接入网关向移动节点发送包含家乡网络前缀的通告确认消息，由于在同一个本地移动锚点管理域中，家乡网络前缀并没有改变，所以移动节点在切换过程中不需要重新配置IP地址；Step10：收到通告确认后，移动节点从新接入网关继续接收数据包，切换过程完成；链路即将断裂触发信号的产生是基于自适应链路触发机制，即根据切换准备工作所需要的时间和移动节点的移动速度计算动态触发门限...

【技术特征摘要】
1.一种快速有效的代理移动IPv6切换方法，其特征是，包括以下步骤：Step1：移动节点的先前接入网络通过链路即将断裂触发信号将移动节点的身份标识和新接入点的身份标识信息发送给先前移动接入网关；Step2：先前移动接入网关通过新接入点的身份标识得到新接入网关信息，并发送代理切换发起消息到新接入网关；Step3：新接入网关收到代理切换发起消息后，对移动节点向服务器发送接入认证请求消息；Step4：服务器向新接入网关发送认证回复消息，包含移动节点的描述信息，表示成功认证；Step5：完成认证后，新接入网关向先前移动接入网关发送代理切换确认消息；Step6：新接入网关发送代理绑定更新消息到本地移动锚点，同时捎带先前移动接入网关的解绑定更新消息，以更新本地移动锚点的绑定缓存项；Step7：接收到代理绑定更新消息后，本地移动锚点发送代理绑定更新确认消息到新接入网关，里面包含移动节点的家乡网络前缀，同时本地移动锚点更新缓存项，并建立与新接入网关的隧道；Step8：在新接入网关接收到代理绑定更新确认消息后，也建立与本地移动锚点的隧道，因此建立起了本地移动锚点和新接入网关的之间双向隧道，本地移动锚点通过新隧道向新接入网关传递数据包，新接入网关的缓冲器对数据包进行缓存；Step9：当移动节点连接到新接入网关后，新接入网关向移动节点发送包含家乡网络前缀的通告确认消息，由于在同一个本地移动锚点管理域中，家乡网络前缀并没有改变，所以移动节点在切换过程中不需要重新配置IP地址；Step10：收到通告确认后，移动节点从新接入网关继续接收数据包，切换过程完成；链路即将断裂触发信号的产生是基于自适应链路触发机制，即根据切换准备工作所需要的时间和移动节点的移动速度计算动态触发门限当接收信号强度降到该...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹叶文，张福婷，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37