【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，尤其是一种适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略。
技术介绍
1、随着通信技术的不断发展，为服务于越来越多样化的应用场景，通信网络已经逐渐脱离原有的集中式网络架构，向着以用户为中心的分布式网络分布式架构的网络发展。
2、分布式架构可以实现接入的低延时和高可靠；与集中式的系统相比较，更具有前端负载低、计算和存储复杂度低等优势，用户在控制面和数据面上都可以享有分布式系统带来的低时延的优势。此外，分布式架构还可提供异构的网络接入，在面临企业、网络租户、个人用户的不同业务需求时，实现网络拓扑随业务形态的灵活变迁，为多样化的用户提供高度可定制化的网络架构。
3、然而，在以车辆、无人机等高机动性终端的接入拓扑中，考虑到终端的高速移动，用户在短时间内跨越多个分布式节点的场景将成为常态，这使得分布式网络的数据面业务性能面临挑战。
4、而且网络中的不同用户之间如何实现数据互通、网络如何转发外部业务数据包到持续移动中的用户等问题以及由此引发的时延增大都将严重影响分布式系统的整体性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，为对分布式架构下，高机动性终端的业务数据包的准确实时转发提供保障，。
2、本专利技术的技术方案为：适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1)、在用户接入分布式机动网络中的节点时，为每个用户在分布式节点间的切换
4、s2)、用户在接入新的分布式节点后，用户接入的新的分布式节点执行模拟用户的固定ip地址和虚拟mac地址构建一个网络控制报文协议(icmp)数据包上发，实现网络设备中地址表的更新；
5、s3)、对于分布式机动网络中分布式节点接收到的对于用户ip的arp请求，管理该arp请求的节点根据分配的固定ip地址和虚拟mac地址的绑定关系构建地址解析协议回复数据包，进行arp回应；
6、s4)、对于节点中接入的用户，当用户发送上行数据包到达该节点时，该节点需要将该节点的真实mac地址转换为对应用户的虚拟mac地址，之后再将其上传至网关；
7、对于下行数据，该节点则需要将用户的虚拟mac地址替换为节点对应真实mac地址，在节点处理后再进行数据包转发；
8、s5)、当用户离开某一分布式节点后，节点对本地中适配该用户的配置进行销毁。
9、作为优选的，步骤s1)中，在分布式机动网络中，每个节点读取到一个对应表，所述的对应表记述了某一接入设备或用户x，节点为其分配的固定ip地址ipx与虚拟mac地址macx之间的对应关系。
10、作为优选的，步骤s1)中，当用户x接入某一节点时，该节点通过读取相应的对应表，并为用户x分配固定ip地址ipx与虚拟mac地址macx。
11、作为优选的，步骤s1)中的对应表直接存储在相应的节点中、或存储在网络中可供节点读取、或者节点通过计算的方式实时运算得到的位置。
12、作为优选的，步骤s2)中，分布式节点a与节点b接在同一上层网关中，所述的节点a与节点b接入的两个端口分别记为porta和portb；
13、对于初始接入在节点a的用户x，网关中存储的地址表记载为ipx–macx–porta；网关根据地址表将用户x相关的下行数据向节点a所在端口porta下发目标ip为ipx、目标mac为macx的数据包。
14、作为优选的，若用户x从节点a切换到节点b下，节点b为用户x分配固定ip地址ipx与虚拟mac地址macx；然后节点b向网关发送固定ip地址为ipx与虚拟mac地址为macx的数据包。
15、作为优选的，网关接收到节点b上发的数据包之后，根据接收数据包的macx与portb的对应关系，对网关中地址表进行更新，更新为ipx–macx–portb；
16、网关根据更新后的地址表，将目标ip地址为ipx的数据包，在mac层将目标mac配置为macx，通过portb下发到节点b。
17、作为优选的，步骤s3)具体包括如下步骤：
18、s31)、当用户x接入节点后，节点启动对其分配固定ip地址ipx的arp响应；
19、s32)、当网关下发arp请求时，所有接收到arp请求的节点会检查匹配arp所请求的用户ip所对应的用户是否位于自身所管理范围，节点根据arp请求中所询问的ip是否为其已启动项，对步骤s31)中启动代理arp响应的ipx执行代理arp响应，虚拟mac地址为ipx所对应的macx；
20、s33)、用户离开当前节点后，节点取消为其进行的arp代理行为。
21、作为优选的，步骤s22)中的检测由控制面下发的数据过滤规则规定，包括包检测规则(pdr)、转发规则行为(far)，并由upf执行匹配；控制面需要在每次有用户接入和离开时通知upf，由upf在接收arp时根据规则决定是否实现arp的响应。对于网关来说，通过arp即可根据upf的响应确定某一用户的当前所在位置。
22、作为优选的，步骤s4)中，对于节点中接入的用户x，当其发送上行数据包到达节点时，节点检测到由源ip为ipx的数据包上发到网关时，需要将数据包中的真实mac地址修改为虚拟mac地址macx后发至网关。
23、作为优选的，步骤s4)中，对于节点中接入的用户x，当网关发送去往用户x的下行数据包到达节点时，节点检测到目的ip为ipx的数据包从网关下发时，需要将数据包的中目标mac地址修改为节点真实mac地址，使其能够被节点所识别，之后由节点下发至用户。
24、本专利技术的有益效果为：
25、1、本专利技术适用于分布式机动拓扑下的通信场景，通过对用户接入的分布式节点进行设计和配置，在面对机动环境下用户在节点中频繁切换的场景，能为用户切换前后的业务连续提供保证；
26、2、本专利技术通过为用户分配固定ip地址及虚拟mac地址，以确保用户数据业务包的ip和mac地址不变性；
27、3、本专利技术当切换节点发生时，由于网关处下行数据依然会发往ue的固定ip和对应的虚拟mac，只是由新的分布式节点进行数据包的接收和下发，因此，对于下行数据包来说，只是从切换前的节点a接收下发变为节点b接收并下发，其数据包的ip和mac并不改变，转发过程也无需进行多次网络地址转换；相对于传统的切换方式在减少数据包格式转换和避免中心锚点的使用两个层面上对切换时的数据面传输时间进行缩减。
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1.适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S1)中，在分布式机动网络中，每个节点读取到一个对应表，所述的对应表记述了某一接入设备或用户X，节点为其分配的固定IP地址ipx与虚拟MAC地址macx之间的对应关系。
3.根据权利要求2所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S1)中，当用户X接入某一节点时，该节点通过读取相应的对应表，并为用户X分配固定IP地址ipx与虚拟MAC地址macx。
4.根据权利要求2所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S1)中的对应表直接存储在相应的节点中、或存储在网络中可供节点读取、或者节点通过计算的方式实时运算得到的位置。
5.根据权利要求1所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S2)中，分布式节点A与节点B接在同一上层网关中，所述的节点A与节点B接入的两个端口分别记为portA和portB；
6.根据权利要求5所
7.根据权利要求6所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：网关接收到节点B上发的数据包之后，根据接收数据包的macx与portB的对应关系，对网关中地址表进行更新，更新为ipx-macx-portB；
8.根据权利要求1所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S3)具体包括如下步骤：
9.根据权利要求1所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S4)中，对于节点中接入的用户X，当其发送上行数据包到达节点时，节点检测到由源IP为ipx的数据包上发到网关时，需要将数据包中的真实MAC地址修改为虚拟MAC地址macx后发至网关。
10.根据权利要求9所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤S4)中，对于节点中接入的用户X，当网关发送去往用户X的下行数据包到达节点时，节点检测到目的IP为ipx的数据包从网关下发时，需要将数据包的中目标MAC地址修改为节点真实MAC地址，使其能够被节点所识别，之后由节点下发至用户。
...【技术特征摘要】
1.适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤s1)中，在分布式机动网络中，每个节点读取到一个对应表，所述的对应表记述了某一接入设备或用户x，节点为其分配的固定ip地址ipx与虚拟mac地址macx之间的对应关系。
3.根据权利要求2所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤s1)中，当用户x接入某一节点时，该节点通过读取相应的对应表，并为用户x分配固定ip地址ipx与虚拟mac地址macx。
4.根据权利要求2所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤s1)中的对应表直接存储在相应的节点中、或存储在网络中可供节点读取、或者节点通过计算的方式实时运算得到的位置。
5.根据权利要求1所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：步骤s2)中，分布式节点a与节点b接在同一上层网关中，所述的节点a与节点b接入的两个端口分别记为porta和portb；
6.根据权利要求5所述的适用于分布式机动拓扑的网络节点配置策略，其特征在于：若用户x从节点a切换到节点b下，节...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玺钧，江越，梁厚泽，陈翔，邱继云，余晓坤，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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