CN105827743B - 一种云的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种云的实现方法

技术领域

本发明涉及一种实现方法，尤其涉及的是一种云的实现方法。

背景技术

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。

本发明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。

发明内容

发明目的：本发明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：本发明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d成正比，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。

本发明所述方法中，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x1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x1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x1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x1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x1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x1；

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x1，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。

本发明所述方法中，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x2的数据，移动节点D1首先从接入路由器获取数据表，如果数据表中不存在该数据ID为x2的表项，那么移动节点D1请求接入节点AP1创建数据ID为x2的数据，其过程为：

步骤301：开始；

步骤302：移动节点D1向接入节点AP1发送数据请求消息，消息负载为数据ID值x2；

步骤303：判断接入节点AP1是否能提供数据ID为x2的数据，如果是，则执行步骤310，否则执行步骤304；

步骤304：接入节点AP1执行步骤201～214，然后执行步骤305；

步骤305：如果接入节点AP1创建数据失败，则执行步骤306，否则执行步骤310；

步骤306：接入节点AP1请求其父节点创建数据ID为x2的数据；

步骤307：如果父节点创建数据失败，则执行步骤308，否则执行步骤310；

步骤308：父节点如果是根节点，则执行步骤312，否则执行步骤309；

步骤309：父节点请求其父节点创建数据ID为x2的数据，执行步骤307；

步骤310：接入节点AP1或者父节点向移动节点D1返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x2的数据；

步骤311：移动节点D1收到数据响应消息后，保存该数据消息；

步骤312：结束。

通过上述过程，移动节点能够获取想要的数据。

本发明所述方法中，移动节点D3与接入节点AP1链路相连，接入节点AP1所在云树的根节点为AR1，移动节点D3通过下述过程获取数据ID为x3的数据：

步骤401：开始；

步骤402：移动节点D3向根节点AR1发送数据表请求消息，消息负载为数据ID值x3，数据表请求消息转发给下一跳固定节点；

步骤403：下一跳固定节点收到数据表请求消息后，如果它能提供数据ID为x3的数据，则执行步骤404，否则执行步骤405；

步骤404：下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x3的数据，同时停止转发接收到的数据表请求消息，执行步骤412；

步骤405：判断下一跳固定节点是否为根节点AR1，如果是，执行步骤407，否则执行步骤406；

步骤406：下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤403；

步骤407：根节点AR1向移动节点D3返回数据表响应消息，消息负载为数据ID域值为x3的表项；

步骤408：移动节点D3收到数据表响应消息后，选择距离自己最近的固定节点S2，向固定节点S2发送数据请求消息，消息负载为数据ID值x3，将数据请求消息转发给下一跳固定节点；

步骤409：下一跳固定节点收到数据请求消息后，如果它能提供数据ID为x3的数据，则执行步骤410，否则执行步骤411；

步骤410：下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x3的数据，同时停止转发接收到的数据请求消息，执行步骤412；

步骤411：下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤409；

步骤412：移动节点D3收到数据响应消息后，保存数据ID为x3的数据，在数据响应消息路由过程中，如果接收到数据响应消息的中间固定节点也需要数据ID为x3的数据，它则保存该数据响应消息同时向根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值x3，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x3，链路地址域为注册消息的源地址，生命周期为最大生存周期；

步骤413：结束。

通过上述过程，移动节点能够快速获取数据。

本发明所述方法中，移动节点D2与接入节点AP1链路相连并请求数据ID为x4的数据，如果它检测到自己要离开接入节点AP1的通信范围并进入接入节点AP2的通信范围，它则执行下述操作：

步骤501：开始；

步骤502：移动节点D2向接入节点AP1发送切换消息，消息负载为接入节点AP2的链路地址；

步骤503：接入节点AP1收到切换消息后，能够判断移动节点D2即将切换到接入节点AP2，即接入节点AP1根据消息的类型以及负载可知移动节点D2即将切换到接入节点AP2；

步骤504：接入节点AP1收到任何节点发送的目的地址为移动节点D2的任何消息后，将该消息转发给接入节点AP2；

步骤505：接入节点AP2收到目的地址为移动节点D2的消息后，判断移动节点D2是否与自己链路相连，如果是，则进行步骤507，否则进行步骤506；

步骤506：接入节点AP2保存目的地址为移动节点D2的消息，如果检测到自己与移动节点D2链路相连，则接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2，执行步骤508；

步骤507：接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2；

步骤508：结束；

在上述过程中，移动节点D2切换到接入节点AP2后，即与接入节点AP2链路相连后，它重新获取一个链路地址，该链路地址的链路路由前缀为接入节点AP2的链路路由前缀；

如果移动节点D2在数据通信过程中从接入节点AP1切换到接入节点AP2，则同时保留原来的链路地址和新的链路地址，所述原来的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP1的链路路由前缀相同的链路地址，所述新的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP2的链路路由前缀相同的链路地址，数据通信结束后，移动节点D2放弃原来的链路地址，只使用新的链路地址进行数据通信。

上述过程能够确保移动节点D2在移动过程中数据通信的连续性和正确性。

有益效果：本发明提供了一种云的实现方法，移动节点通过本发明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。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明所述的云体系结构示意图。

图2为本发明所述的地址配置流程示意图。

图3为本发明所述的移动节点创建数据流程示意图。

图4为本发明所述的固定节点创建数据流程示意图。

图5为本发明所述的获取数据流程示意图。

图6为本发明所述的切换流程示意图。

具体实施方式：

本发明提供了一种云的实现方法，移动节点通过本发明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。

图1为本发明所述的云体系结构示意图。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1、两个以上交换机2以及两个以上接入节点3；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1为根节点，接入节点3为叶子节点；移动节点4通过接入节点3连接到互联网。

图2为本发明所述的地址配置流程示意图。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，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，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，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。

图3为本发明所述的移动节点创建数据流程示意图。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x1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x1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x1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x1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x1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x1；

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x1，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。

图4为本发明所述的固定节点创建数据流程示意图。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x2的数据，移动节点D1首先从接入路由器获取数据表，如果数据表中不存在该数据ID为x2的表项，那么移动节点D1请求接入节点AP1创建数据ID为x2的数据，其过程为：

步骤301：开始；

步骤302：移动节点D1向接入节点AP1发送数据请求消息，消息负载为数据ID值x2；

步骤303：判断接入节点AP1是否能提供数据ID为x2的数据，如果是，则执行步骤310，否则执行步骤304；

步骤304：接入节点AP1执行步骤201～214，然后执行步骤305；

步骤305：如果接入节点AP1创建数据失败，则执行步骤306，否则执行步骤310；

步骤306：接入节点AP1请求其父节点创建数据ID为x2的数据；

步骤307：如果父节点创建数据失败，则执行步骤308，否则执行步骤310；

步骤308：父节点如果是根节点，则执行步骤312，否则执行步骤309；

步骤309：父节点请求其父节点创建数据ID为x2的数据，执行步骤307；

步骤310：接入节点AP1或者父节点向移动节点D1返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x2的数据；

步骤311：移动节点D1收到数据响应消息后，保存该数据消息；

步骤312：结束。

图5为本发明所述的获取数据流程示意图。移动节点D3与接入节点AP1链路相连，接入节点AP1所在云树的根节点为AR1，移动节点D3通过下述过程获取数据ID为x3的数据：

步骤401：开始；

步骤402：移动节点D3向根节点AR1发送数据表请求消息，消息负载为数据ID值x3，数据表请求消息转发给下一跳固定节点；

步骤403：下一跳固定节点收到数据表请求消息后，如果它能提供数据ID为x3的数据，则执行步骤404，否则执行步骤405；

步骤404：下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x3的数据，同时停止转发接收到的数据表请求消息，执行步骤412；

步骤405：判断下一跳固定节点是否为根节点AR1，如果是，执行步骤407，否则执行步骤406；

步骤406：下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤403；

步骤407：根节点AR1向移动节点D3返回数据表响应消息，消息负载为数据ID域值为x3的表项；

步骤408：移动节点D3收到数据表响应消息后，选择距离自己最近的固定节点S2，向固定节点S2发送数据请求消息，消息负载为数据ID值x3，将数据请求消息转发给下一跳固定节点；

步骤409：下一跳固定节点收到数据请求消息后，如果它能提供数据ID为x3的数据，则执行步骤410，否则执行步骤411；

步骤410：下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x3的数据，同时停止转发接收到的数据请求消息，执行步骤412；

步骤411：下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤409；

步骤412：移动节点D3收到数据响应消息后，保存数据ID为x3的数据，在数据响应消息路由过程中，如果接收到数据响应消息的中间固定节点也需要数据ID为x3的数据，它则保存该数据响应消息同时向根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值x3，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x3，链路地址域为注册消息的源地址，生命周期为最大生存周期；

步骤413：结束。

图6为本发明所述的切换流程示意图。移动节点D2与接入节点AP1链路相连并请求数据ID为x4的数据，如果它检测到自己要离开接入节点AP1的通信范围并进入接入节点AP2的通信范围，它则执行下述操作：

步骤501：开始；

步骤502：移动节点D2向接入节点AP1发送切换消息，消息负载为接入节点AP2的链路地址；

步骤503：接入节点AP1收到切换消息后，能够判断移动节点D2即将切换到接入节点AP2，接入节点AP1根据消息的类型以及负载可知移动节点D2即将切换到接入节点AP2；

步骤504：接入节点AP1收到任何节点发送的目的地址为移动节点D2的任何消息后，将该消息转发给接入节点AP2；

步骤505：接入节点AP2收到目的地址为移动节点D2的消息后，判断移动节点D2是否与自己链路相连，如果是，则进行步骤507，否则进行步骤506；

步骤506：接入节点AP2保存目的地址为移动节点D2的消息，如果检测到自己与移动节点D2链路相连，则接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2，执行步骤508；

步骤507：接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2；

步骤508：结束；

在上述过程中，移动节点D2切换到接入节点AP2后，即与接入节点AP2链路相连后，它重新获取一个链路地址，该链路地址的链路路由前缀为接入节点AP2的链路路由前缀；

如果移动节点D2在数据通信过程中从接入节点AP1切换到接入节点AP2，则同时保留原来的链路地址和新的链路地址，所述原来的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP1的链路路由前缀相同的链路地址，所述新的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP2的链路路由前缀相同的链路地址，数据通信结束后，移动节点D2放弃原来的链路地址，只使用新的链路地址进行数据通信。

实施例1

基于表1的仿真参数，本实施例模拟了本发明中的云实现方法，性能分析如下：当速度增加的情况下，移动节点数据获取代价和延迟都随之增加。移动节点获取数据的平均延迟为40ms，平均代价为7。

表1仿真参数

本发明提供了一种云的实现方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

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d成正比，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。

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x1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x1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x1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x1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x1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x1；

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x1，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法，其特征在于，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x2的数据，移动节点D1首先从接入路由器获取数据表，如果数据表中不存在该数据ID为x2的表项，那么移动节点D1请求接入节点AP1创建数据ID为x2的数据，其过程为：

步骤301：开始；

步骤302：移动节点D1向接入节点AP1发送数据请求消息，消息负载为数据ID值x2；

步骤303：判断接入节点AP1是否能提供数据ID为x2的数据，如果是，则执行步骤310，否则执行步骤304；

步骤304：接入节点AP1执行步骤201～214，然后执行步骤305；

步骤305：如果接入节点AP1创建数据失败，则执行步骤306，否则执行步骤310；

步骤306：接入节点AP1请求其父节点创建数据ID为x2的数据；

步骤307：如果父节点创建数据失败，则执行步骤308，否则执行步骤310；

步骤308：父节点如果是根节点，则执行步骤312，否则执行步骤309；

步骤309：父节点请求其父节点创建数据ID为x2的数据，执行步骤307；

步骤310：接入节点AP1或者父节点向移动节点D1返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x2的数据；

步骤311：移动节点D1收到数据响应消息后，保存该数据消息；

步骤312：结束。

4.根据权利要求3所述的一种云的实现方法，其特征在于，移动节点D3与接入节点AP1链路相连，接入节点AP1所在云树的根节点为AR1，移动节点D3通过下述过程获取数据ID为x3的数据：

步骤401：开始；

步骤402：移动节点D3向根节点AR1发送数据表请求消息，消息负载为数据ID值x3，数据表请求消息转发给下一跳固定节点；

步骤403：下一跳固定节点收到数据表请求消息后，如果它能提供数据ID为x3的数据，则执行步骤404，否则执行步骤405；

步骤404：下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x3的数据，同时停止转发接收到的数据表请求消息，执行步骤412；

步骤405：判断下一跳固定节点是否为根节点AR1，如果是，执行步骤407，否则执行步骤406；

步骤406：下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤403；

步骤407：根节点AR1向移动节点D3返回数据表响应消息，消息负载为数据ID域值为x3的表项；

步骤408：移动节点D3收到数据表响应消息后，选择距离自己最近的固定节点S2，向固定节点S2发送数据请求消息，消息负载为数据ID值x3，将数据请求消息转发给下一跳固定节点；

步骤409：下一跳固定节点收到数据请求消息后，如果它能提供数据ID为x3的数据，则执行步骤410，否则执行步骤411；

步骤410：下一跳固定节点向移动节点D3返回数据响应消息，消息负载为数据ID为x3的数据，同时停止转发接收到的数据请求消息，执行步骤412；

步骤411：下一跳固定节点将数据表请求消息转发给它的下一跳固定节点，执行步骤409；

步骤412：移动节点D3收到数据响应消息后，保存数据ID为x3的数据，在数据响应消息路由过程中，如果接收到数据响应消息的中间固定节点也需要数据ID为x3的数据，它则保存该数据响应消息同时向根节点AR1发送注册消息，消息负载为数据ID值x3，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x3，链路地址域为注册消息的源地址，生命周期为最大生存周期；

步骤413：结束。

5.根据权利要求4所述的一种云的实现方法，其特征在于，移动节点D2与接入节点AP1链路相连并请求数据ID为x4的数据，如果它检测到自己要离开接入节点AP1的通信范围并进入接入节点AP2的通信范围，它则执行下述操作：

步骤501：开始；

步骤502：移动节点D2向接入节点AP1发送切换消息，消息负载为接入节点AP2的链路地址；

步骤503：接入节点AP1收到切换消息后，能够判断移动节点D2即将切换到接入节点AP2；

步骤504：接入节点AP1收到任何节点发送的目的地址为移动节点D2的任何消息后，将该消息转发给接入节点AP2；

步骤505：接入节点AP2收到目的地址为移动节点D2的消息后，判断移动节点D2是否与自己链路相连，如果是，则进行步骤507，否则进行步骤506；

步骤506：接入节点AP2保存目的地址为移动节点D2的消息，如果检测到自己与移动节点D2链路相连，则接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2，执行步骤508；

步骤507：接入节点AP2将目的地址为移动节点D2的消息转发给移动节点D2；

步骤508：结束；

在上述过程中，移动节点D2切换到接入节点AP2后，即与接入节点AP2链路相连后，它重新获取一个链路地址，该链路地址的链路路由前缀为接入节点AP2的链路路由前缀；

如果移动节点D2在数据通信过程中从接入节点AP1切换到接入节点AP2，则同时保留原来的链路地址和新的链路地址，所述原来的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP1的链路路由前缀相同的链路地址，所述新的链路地址即链路路由前缀与接入节点AP2的链路路由前缀相同的链路地址，数据通信结束后，移动节点D2放弃原来的链路地址，只使用新的链路地址进行数据通信。