【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信，涉及移动网络通信方案，尤其涉及基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法。
技术介绍
1、高可靠低时延一直在5g通信技术服务于车联网、工业互联网等垂直领域方面起着关键推动作用。在实现更低成本与更低能耗的各垂直领域的数字化转型时，超低时延和超高可靠性等关键需求仍然需要进一步突破。现有的移动网络通信方法并未对低时延高可靠业务加以关注，随着时延和可靠性敏感业务的不断涌现，有必要探索一种基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法。
2、现有的主流移动网络通信方法包括代理移动ipv6(proxy mobile ipv6，简称pmipv6)、基于软件定义网络的分布式移动管理方案(sdn-based distributed mobilitymanagement，简称sdn-dmm)以及5g本地分流技术(5g local breakout，简称5g lbo)。上述通信方法均为三层网络架构，移动性锚点(mobility anchor，简称ma)的存在，使得节点时延问题无法解决。转发路径的三角路由问题虽然得到一定缓解，但并没有从根本上得到解决。特别是在通信终端的业务持续期间，如果终端位置发生移动，三角路由时延问题仍比较突出。另外，由于ma是有状态的，涉及数据传输的不确定性。移动终端mn频繁发生跨网关切换，数据通信的可靠性难以保证。
3、此外，除了基于网络的移动网络通信方法，现有技术还包括基于主机的移动管理方案。例如主机身份协议、lisp-mn(locator/id separation p
4、主机身份协议(host identity protocol,简称hip)引入一个新的命名空间——主机标识符(host identifier，简称hi)，用于唯一标识每台终端主机。然而由于hi长度可变，hip协议数据包通常使用由hi的128位定长散列表示，即主机标识标签(hostidentification label，简称hit)。ip地址不再代表终端名称，只充当位置标识，负责数据报文的路由转发。在传输层和网络层之间插入一个新的主机标识层，将传输层与网络层分离，完成主机标识符和ip地址的转换。此外，hip协议引入汇聚服务器(rendezvous server，简称rvs)，用于支持终端主机位置发生变化后不中断通信，继续收发数据报文。hip协议为移动网络提供了一个安全的终端主机移动和多宿主的方法，但由于在传输层和网络层之间插入了主机标识层，网络设备均需做出适配性改变，终端的兼容性较差。
5、在lisp-mn方案中，移动节点使用边缘路由功能。每个主机至少分配一个永久端点标识符eid(endpoint identifier，简称eid)以及一个本地可路由地址lloc、全局可路由地址rloc。lisp-mn将mn看作一个单独的lisp域，为传入和传出流量实现入口和出口隧道路由器功能。但其要求对所有数据包进行双重封装，双重映射和查找也造成了长时间的延迟切换和数据包丢失。
6、基于主机的分布式管理移动性管理方案中，不采用集中式移动定位点ha，而是在接入网络提供分布式移动定位点，即访问移动定位点(access mobility anchors，简称ama)。y由ama将网络前缀分配给mn，mn切换时，新、旧ama之间为mn的数据包转发建立双向隧道保证端到端通信。移动锚点并未消除，三角路由时延问题和节点时延问题仍然存在。
7、上述几种主流的网络通信方法、身份位置分离技术以及hip协议并没有涉及低时延、高可靠的业务需求，主要存在以下问题：
8、1.移动性锚点的存在显著影响了网络通信方法的性能。当mn改变其附着点时，可能会在拓扑上临近cn而远离移动性锚点。但由于移动锚点参与路由，通信终端之间数据包的传输必须经过移动锚点，造成了通信过程中的节点时延以及由于三角路由产生的链路时延问题。此外，移动锚点的存在加大了数据报文传输的不确定性，数据传输的可靠性降低；
9、2.hip协议通过引入一个新的命名空间(主机标识符)，虽然解决了ip地址的语义过载问题，提供认证授权机制以及重新寻址机制来支持终端主机的安全性和移动性问题。但是由于新的主机标识层的引入，hip主机与当下移动互联网的互联互通存在问题。主机标识层的引入导致网络设备应按需更改、终端兼容性差、代价过高；
10、3.lisp-mn对数据包进行双重封装、新定位器的获取以及双重映射和查找都导致较大的信令开销、长时间的切换延迟和数据传输的可靠性问题；
11、4.先前提出的基于网络的身份位置分离技术中，移动性支持由接入服务节点提供，终端的位置切换需要网络设备配合，网络升级复杂，灵活性较差。终端切换过程中双向隧道的存在使得时延长、数据传输可靠性差。
技术实现思路
1、基于上述背景，本专利技术结合身份位置分离技术及hip协议，提供一种基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，网络通信方法中不涉及有状态的移动性锚点，解决主流通信方法中数据报文转发过程中不必要的节点时延和三角路由造成的时延问题，以及数据传输的可靠性问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，包括如下步骤：
4、步骤1，终端向其所属网关路由器发起接入管理请求，网关路由器向终端返回其本地映射服务器地址；终端向本地映射服务器发起注册登记请求，映射服务器选择鉴权服务器为所述终端进行鉴权服务，并为合法终端授权；网关路由器为合法终端分配路由标识符，完成注册；终端包括发起通信的移动终端和通信对端；
5、步骤2，当移动终端发起映射查询请求时，通过其本地映射服务器和对端的映射服务器获得通信对端的映射信息；
6、步骤3，终端之间发起通信连接时，由终端采用路由标识符封装接入标识符的格式将初始数据报文进行封装，通过转发平面将通信数据报文发送至通信对端；数据报文中包含切换请求标志位，所述切换请求标志位用于表示终端是否发送切换请求；
7、步骤4，当终端发生位置切换时，由切入一侧的映射服务器与切出一侧的映射服务器建立转发关系，切入一侧的映射服务器为移动终端重新分配新的路由标识符；终端发送的数据包中包含切换请求标志位，通信对端基于所述切换请求标志位更新终端的映射信息。
8、进一步的，所述步骤1中，网关路由器为合法终端分配的路由标识符包含所属网关路由器前缀地址，网关路由器在本地缓存中记录分配给终端的路由标识符；本地映射服务器在本地缓存中保存终端的接入标识符/路由标识符映射信息后，向mn返回注册成功响应。
9、进一步的，所述步骤2具体包括如下步骤：
10、移动终端根据所要发送数据报文的目的地址查询本地缓存中是否存储通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤1中，网关路由器为合法终端分配的路由标识符包含所属网关路由器前缀地址，网关路由器在本地缓存中记录分配给终端的路由标识符；本地映射服务器在本地缓存中保存终端的接入标识符/路由标识符映射信息后，向MN返回注册成功响应。
3.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，当移动终端的本地映射服务器在其本地缓存中查询不到通信对端的映射信息时，则查询域内路由表，并进行如下操作：
5.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，移动终端向转发平面发
7.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，终端向本地映射服务器发起映射查询的过程中，终端只向本地映射服务器发送映射查询请求信令，不发送初始数据报文；或在映射查询期间终端向本地映射服务器持续发送初始数据报文。
8.根据权利要求7所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，当在映射查询期间终端向本地映射服务器持续发送初始数据报文时，采用以下方式中的一种：
9.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤4具体包括如下步骤：
10.根据权利要求1或9所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤4中移动终端发生位置切换时，包括域内切换和域间切换两种情况；
...【技术特征摘要】
1.基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤1中，网关路由器为合法终端分配的路由标识符包含所属网关路由器前缀地址，网关路由器在本地缓存中记录分配给终端的路由标识符；本地映射服务器在本地缓存中保存终端的接入标识符/路由标识符映射信息后，向mn返回注册成功响应。
3.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，当移动终端的本地映射服务器在其本地缓存中查询不到通信对端的映射信息时，则查询域内路由表，并进行如下操作：
5.根据权利要求1所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于终端的面向低时延、高可靠业务的移动网络通信方法，其特征在于，移动终端向转发平面发送通信数据报文时，首...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴强，智涟漪，王然，蔡贵良，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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