CN112586034A - 移动平台上网络中的预期切换 - Google Patents
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Abstract
用于安装在移动平台上的路由设备与用于与广域网(WAN)无线互连的多个无线接入设备连接。路由设备通过无线接入设备中的活动无线接入设备将业务路由到WAN。路由设备监视每个无线接入设备和WAN之间的连接质量，并且响应于活动端口处的无线接入设备的连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置路由设备，以通过与端口中的活动端口不同的、端口中的目标端口处的无线接入设备将数据业务路由到WAN。
Description
技术领域
这涉及计算机联网(networking)，并且具体地涉及从诸如车辆的物理移动平台无线连接到网络。
背景技术
计算机网络通常以分层结构来配置：局域网(LAN)可以在相对较小的物理区域内服务和互连设备，并且被称为网关的设备可以将局域网与其他网络(诸如其他LAN)或广域网(诸如专用WAN或互网络)相接口。
一些LAN可能安装在移动平台上，诸如车辆。例如，LAN可以安装在汽车、卡车、公共汽车、轮船、列车和有轨车、飞机等中。这种LAN可以服务于诸如控制、遥测或其他操作***、居住者计算设备等设备。
在一些应用中，可能希望将移动平台上的LAN(这里也称为移动网络)与诸如蜂窝网络的固定网络相接口。然而，保持固定设备和物理移动设备之间的连接会带来挑战。
例如，诸如WiMAX站、蜂窝调制解调器、智能手机等无线接入设备通常经历带宽或连接性降低，并且当它们接近两个基站的服务区域之间的界限时，可能在基站之间交换(switch)。交换过程被称为切换(handover)或移交(handoff)。不幸的是，在协商和完成切换时，切换过程会导致暂时的连接丢失或数据分组丢失。
发明内容
一种用于从移动平台接入广域网(WAN)的示例联网基础设施，包括：多个无线接入设备，其用于与广域网(WAN)的基站无线互连，其中，当连接恶化时，无线接入设备在基站之间切换；路由设备，其具有连接到每个相应的无线接入设备的接口，以及用于连接到客户端设备的接口，该路由设备被配置为通过无线接入设备中的活动无线接入设备将业务路由到WAN；以及路由设备处的处理器，其被配置为：监视所述活动无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量；以及响应于活动无线接入设备的连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置路由设备，以通过与无线接入设备中的活动无线接入设备不同的目标无线接入设备将数据业务路由到WAN。
一种用于安装在移动平台上的路由设备，包括：多个端口，其用于连接到用于与广域网(WAN)的基站无线互连的无线接入设备，其中，当连接恶化时，无线接入设备在基站之间切换，所述路由设备被配置为通过所述端口中的活动端口处的无线接入设备将业务路由到所述WAN；用于连接到客户端设备的接口，该路由设备被配置为通过所述端口中的活动端口处的无线接入设备将业务路由到WAN；以及处理器，被配置为：监视在所述端口中的所述活动端口处的所述无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量；以及响应于活动端口处的所述无线接入设备的连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置路由设备以通过与端口中的活动端口不同的、端口中的目标端口处的无线接入设备将数据业务路由到WAN。
一种计算网络中的路由方法，包括：在路由设备处，配置数据路径以通过第一无线接入设备将数据业务引导向广域网(WAN)；监视所述第一无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量；以及响应于第一无线接入的连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置数据路径，以通过与端口中的活动端口不同的第二无线接入设备将数据业务路由到WAN。
附图说明
在描述示例实施例的附图中：
图1是移动平台上的网络的示意图；
图2是图1的网络拓扑示意图；
图3是图1的网络的路由设备的框图；
图4是图3的路由设备处的处理单元的框图；
图5是用于对连接质量进行评分的、图3的路由设备处的数据结构的表示；
图6是描述图3的路由设备的路由选择器的操作状态的流程图；
图7是描述在图3的路由设备处执行的联网方法的流程图；
图8A-图8C是描述在图3的路由设备处执行的路由选择方法的流程图；
图9是描述在图3的路由设备处执行的切换无线网络连接的方法的流程图。
具体实施方式
图1描绘了网络环境100，其包括移动平台，即列车102。
列车102上安装有多个计算或通信资产(asset)，它们通过LAN 104互连。LAN 104，在这里可以称为局域网(LAN)。
如将进一步详细描述的，LAN 104与另一个网络互连。另一个网络可以是例如广域网(WAN)106，诸如因特网，或者专用广域网(专用WAN)。
WAN 106包括基站108-1、108-2(单独地或共同地称为基站108)。尽管示出了两个基站108，但是应当理解，WAN 106可以包括任何数量的基站108。基站108是固定的，并且可以使用任何合适的无线联网技术。例如，在所描述的实施例中，基站108是WiMAX站。在其他示例中，基站108可以使用蜂窝技术进行通信，诸如GSM、GPRS、EDGE、UMTS、LTE等。
每个基站服务于特定的物理区域，该物理区域可以被称为小区。基站108和它们各自的小区在空间上都是固定的。当列车102移动时，它穿过小区。
LAN 104是路由的互网络协议(IP)网络，包括通过以太网链路和无线技术(诸如IEEE 802.11(Wi-Fi))连接的设备。
LAN 104包括路由设备110、诸如有线客户端设备112和无线客户端设备114(统称为客户端设备)的多个客户端设备、以及无线接入设备116-1、116-2、116-3(单独地或共同地称为无线接入设备116)。
在所描绘的示例中，有线客户端112是列车102的控制和遥测***。客户端112可以从WAN 106上的设备接收操作指令等，并且可以向WAN 106上的设备返回数据，诸如遥测和状态数据。显然，这种数据通信可以显著有助于列车102的安全和有效运行。此外，这种数据通信可能对时间高度敏感。例如，可以近乎实时地接收与危险等相关的数据。显然，这种实时通信可能需要与WAN 106上的设备基本上不间断的连接。
LAN 104还可以包括通过无线链路(例如，IEEE 802.11Wi-Fi)与路由设备110连接的一个或多个无线客户端114。无线客户端114可以包括例如车辆控制或遥测设备等、或者车辆乘员的设备。这种客户端可以包括例如移动计算设备，诸如膝上型电脑、智能电话、平板电脑等。
路由设备110与无线接入设备116互连，以用于与WAN 106交换数据。在所描绘的实施例中，无线接入设备116-1、116-2是WiMAX订户站，被配置为与WAN 106中的对应基站108-1、108-2进行通信。可替代地或附加地，无线接入设备116可以是蜂窝的(例如，LTE)调制解调器。对于技术人员来说显而易见的是，可以使用其他合适的RF联网技术。无线接入设备116-3是备用设备，并且使用与基站116-1、116-2不同的技术连接到不同的基站。例如，如所描绘的，无线接入设备116-1、116-2是WiMAX站，无线接入设备116-3是蜂窝调制解调器。无线接入设备116-3可以通过虚拟专用网络(VPN)间接(例如，在公共WAN(诸如互网络)上)与WAN 106相接口。显然，提供多种类型的无线接入设备116用于与多种类型的基站108连接，可以有助于与WAN 106的鲁棒连接性。
如上所述，当列车102移动时，它穿过由连续基站108所服务的小区。因此，给定无线接入设备116和对应基站之间的连接质量可能随时间变化。在由特定基站108所服务的小区的边缘，无线接入设备可能需要切换到另一个(例如，更近的)基站。通常，决定何时实现切换的决定由基站108或接入设备116来处理。如下文进一步详细描述的，路由设备110被配置为监视连接质量，并在发生切换或切换尝试之前转换到使用另一无线接入设备116。换句话说，路由设备110可以通过预测第一接入设备处的连接丢失并在连接丢失发生之前切换到第二设备来避免连接中断。
图2更详细地描绘了网络104、106和那些网络中的设备的示例拓扑。
在所示实施例中，路由设备110具有多个路由以太网端口120。示出了四个端口120，分别标记为端口120-1、120-2、120-3、120-4。然而，可以存在更多或更少的端口。路由设备110也可以具有一个或多个无线(例如，Wi-Fi)接口121。
端口120-1将有线客户端112连接到路由设备110。端口120-2、120-3分别将无线接入设备116-1、116-2连接到路由设备110。端口120-4是备用端口，用于连接备用接入服务器，诸如LTE调制解调器。无线接口121将无线客户端114连接到路由设备110。
在所描述的实施例中，LAN 104的设备被划分成两个逻辑组，称为子网。
第一子网包括客户端112、114以及它们所连接的路由设备110的路由端口。
第二子网包括无线接入设备116和它们所连接的路由设备110的路由端口。
这两个子网可以由不同设备的IP地址来定义，例如，如路由设备110所分配的IP地址。具体而言，客户端设备112、114和它们各自的路由设备110的端口可以被分配第一网络范围内的IP地址，例如，11.1.1.*。无线接入设备116可以被分配第二网络范围内的IP地址，例如，192.168.*.*。例如，在所描绘的实施例中，有线客户端112被分配IP地址11.1.1.1/16，并且路由设备110的与其相关联的物理端口120-1被分配IP地址11.1.1.2/16。无线接入设备116-1被分配IP地址192.168.100.1/16，并且路由设备110的与其相关联的物理端口120-2被分配IP地址192.168.100.2/16。无线接入设备116-2被分配IP地址192.168.50.1/16，并且路由设备110的与其相关联的物理端口120-3被分配IP地址192.168.50.2/16。在所描述的实施例中，单独的子网192.168.*.*和11.1.1.*用于隔开(segregate)LAN客户端(在子网11.1.1.*上)和涉及接入设备116(子网192.168.*.*)管理的设备。
路由设备110通过根据分组目的地为数据分组定义数据路径来提供设备之间的通信。在所描绘的实施例中，每个客户端和无线接入设备116具有唯一的IP地址。数据路径由路由策略定义，即标识各种目的地址的路由路径的一个或多个表或其他结构。路由策略可以定义默认路由，即所有数据分组都将转发到的IP地址，除非策略中另有规定。例如，默认路由可以应用于具有LAN 104之外的所有目的地址的分组。
如图所示，无线接入设备116通过RF无线链路与形成WAN 106一部分的相应基站108连接。基站108还与一个或多个客户端设备124连接。
客户端设备124例如可以是用于与列车102上的设备交换数据(诸如控制和遥测数据)的后端计算设备。
在所描述的实施例中，WAN 106是专用WAN。WAN 106上的设备被分配网络范围10.1.1.*/16中的地址。
无线接入设备116形成LAN 104的一部分和WAN 106的一部分。也就是说，无线接入设备116被分配在LAN 104和WAN 106内的IP地址，并且能够从WAN 106向LAN 104转发数据分组，反之亦然。因此，无线接入设备116能够将客户端设备112、114与WAN 106中的其他设备互连。如上所述，有线客户端112可以负责关键功能，诸如控制、遥测或安全功能，这些功能可能需要与客户端设备124的连接。为了帮助维持连接，无线接入设备116使用由无线接入设备处的处理器连续或周期性执行的报告协议。
图3-图4更详细地描绘了示例路由设备110的组件。如图3所示，路由设备110包括处理器130、存储装置132、存储器134、诸如以太网接口136的有线接口和诸如LTE无线电的无线无线电138。显然，图4是代表性示例，其他配置的路由设备也是可能的。
处理器130可以是通用计算机处理器，诸如基于ARM或x86的处理器，并且可以在存储在存储装置132中的软件的控制下操作。可替代地，处理器130可以包括用于执行这里描述的一些或所有功能的专用集成电路(ASIC)。
图4描绘了路由设备110处的示例处理单元150。处理单元150可以是配置处理器130来执行这里描述的功能的软件组件。可替代地或附加地，一些或所有处理单元130可以直接在硬件中实施，例如，通过专门的ASIC。
处理单元150包括监视引擎152、路由选择器154和转换管理器156。
监视引擎152负责获得无线接入设备116和它们各自的基站108之间的连接质量的测量。在一个示例中，监视引擎152为连接状态的指示而周期性地轮询每个无线接入设备116。基于连接状态为每个无线接入设备分配分数。图5描绘了定义评分***的示例数据结构160。
如图5所示，基于对连接所使用的调制方案为每个连接分配分数。所使用的调制方案本身取决于无线接入设备116和基站108之间的连接质量。也就是说，噪声相对较小的较强信号将支持更高效或更高速率的调制方案，而较弱或噪声较大的信号可能需要使用数据吞吐量较少的鲁棒调制方案。
在所描绘的示例中，基于无线接入设备116的下行链路调制数据速率，连接的评分是25分制。最高25分分配给最高数据速率的连接。在所描述的例子中，最高数据速率调制是64QAM 5/6，即，IEEE 802.11n标准中可能的最高调制。然而，在其他示例中，可以有更高的速率，例如，通过802.11ac无线链路。对于每一次调制，分数就减少一分。分数低于10指示断开状态。如果无线接入设备116的切换正在进行或即将开始，则分数可以进一步降低，例如，降低2分。
在一些实施例中，连接的评分在路由设备110处完成。在这样的实施例中，监视引擎152可以周期性地轮询无线接入设备116，无线接入设备116可以报告指示连接强度或质量的参数。例如，设备116可以报告调制类型。监视引擎152然后可以通过在数据结构160中查找来分配分数。
在其他实施例中，可以在设备116处分配分数。也就是说，监视引擎152可以周期性地轮询设备116，设备116可以被配置为基于在每个设备116本地存储的数据结构160的副本中的查找来确定分数。
因此，分配的分数是连接质量的度量。在一些实施例中，分数可以用于调制类型。附加地或可替代地，分数可以考虑其他因素。可能的因素包括，例如，信噪比、信号强度和比特误码率。
在所描绘的实施例中，低于10的分数被解释为指示断开状态。然而，在一些实施例中，低于10的分数可以用于指示离散的连接强度。例如，评分***可以提供更多的等级，即从0-25而不是10-25。
可以对每个无线接入设备116单独进行轮询。也就是说，单独的处理线程可以负责轮询每个无线接入设备116。或者，可以同时轮询所有无线接入设备116，这可以由单个处理线程触发。
监视引擎152被配置为在轮询完成之后向路由选择器154提供输出消息。输出消息包含报告的分数和分数对应的无线接入设备的标识符。例如，输出可以包括具有对应的IP地址的分数对。如果从单独的处理线程单独轮询无线接入设备116，则可以向路由选择器154提供单独的分数。可替代地，如果一起轮询无线接入设备116，则可以提供包含多个分数的单个输出消息。
路由选择器154被配置为接收来自监视引擎152的分数输出，并通过选择无线接入设备116以将LAN 104与WAN 106互连来定义数据路径，该无线接入设备116被称为活动无线接入设备116。
在选择无线接入设备作为活动无线接入设备时，路由选择器通过活动无线接入设备116将出站业务(outbound traffic)导向WAN 106。例如，路由设备处的IP路由表可以定义到活动无线接入设备116的默认路由。
在所描绘的实施例中，路由选择器154被配置为状态机。也就是说，路由选择器154可以在不同的状态下操作，并且根据路由选择器154的状态，路由选择器可以应用多种算法之一来选择无线接入设备116。
图6是路线选择器154的状态的示意图。如图所示，路由选择器具有三个状态162、164、166。
状态162是初始化状态，在其中基于路由设备110处的物理端口来选择活动无线接入设备。例如，默认活动无线接入设备可以是路由设备110的特定端口120上的设备。
状态164是在其中无线接入设备116之一基于其(如由监视引擎152提供的)连接强度分数被选择为活动的状态。
状态166是备用状态，在其中在没有无线接入设备116提供足够强的连接(即，没有设备116具有高于最小阈值的连接分数)的情况下，使用到网络的备用连接。
路由选择器154周期性地从监视引擎152接收对连接分数的更新。在每次更新时，路由选择器154将接收到的分数与阈值以及当前活动无线接入设备的值进行比较。基于这些比较，路由选择器154可以选择新的活动无线接入设备116，并且可以转换到新的状态162、164、166。具体而言，路由选择器154可以取决于上阈值和下阈值来决定何时选择新的活动无线接入设备116。下阈值可以是当前活动的无线接入设备116的最小可接受连接质量。也就是说，在当前活动的无线接入设备116的信号质量下降到低于下阈值的情况下，路由选择器154可以选择新的无线接入设备116。上阈值可以是新目标无线接入设备116的最小可接受连接质量。也就是说，如果新无线接入设备116的信号质量至少高于上阈值，则路由选择器154可以仅转换到该新的无线接入设备116。
下阈值和上阈值可以被称为调整(tuning)值，因为它们可以用于调整路由设备110的性能。
特别地，连接质量通常与连接将被丢弃或被切换到新基站的可能性反向相关。因此，增加下阈值将倾向于增加转换的频率，并降低在进行转换之前发生切换或连接性下降的可能性。
类似地，对于新目标无线接入设备116，其连接质量通常与连接可能保持可接受质量的时间长度相关。因此，增加上阈值可能倾向于减少连接的跳跃(bouncing)，即进行短暂的连接改变，但是可能减少在连接丢弃或切换之前成功进行转换的可能性。
路由选择器154被配置为向转换管理器156提供输出消息。输出消息包括目标为用作活动无线接入设备116的无线接入设备116的标识。
转换管理器156由来自路由选择器154的输出消息触发。
转换管理器156被配置为为新活动无线接入设备建立连接，并且在断开先前无线接入设备的连接之前，将路由转换到新活动无线接入设备。这可以称为中断前转换策略。
图7描绘了在路由设备110处执行的示例路由方法700。
在框710，路由设备110被初始化。作为初始化过程的一部分，路由设备110被设置为初始化状态162(图6)，并且基于无线接入设备116所附接的路由设备110的端口，选择无线接入设备116作为活动无线接入设备。在所描绘的实施例中，选择设备116-1。例如，通过将在列出设备116-1的IP地址的设备110的路由表中设置的默认路由设置为下一跳，将导向LAN 104外部地址的数据分组发送到设备116-1。
在框720，监视引擎152为连接状态信息轮询无线接入设备116。无线接入设备116根据数据结构160本地地确定连接强度分数并返回分数，或者返回数据，诸如调制类型，监视引擎152基于该数据来分配分数。框720处的轮询可以周期性地发生，例如，基于路由设备110处的时钟。分数可以记录在数据结构中，以用于与后续分数进行比较。
在框730，监视引擎152确定是否有任何接收到的分数不同于先前记录的分数。如果不是，过程返回到框720的轮询。如果发生任何变化，则向路线选择器154提供提示以及更新的分数数据。
在框740，路由选择器154评估更新的连接分数，并基于其三个操作状态162、164、166中的当前一个做出路由决定(图6)。图8A、图8B和图8C分别描绘了由路由选择器154在其初始化状态162、活动连接状态164和备用状态166下执行的过程。为了清楚起见，初始化状态下的操作被指示为740-1、740-2等；处于活动连接状态的操作被指示为740’-1、740’-2等；并且备用状态下的操作被指示为700”-1、700”-2等。
如上所述，紧接着路由设备110的初始化，路由选择器154处于其初始化状态162。
参考图8A，在框740-1，路由选择器154从监视引擎152接收连接分数。
在框740-2，路线选择器154确定任何接收到的分数是否有效。例如，无效分数可能是由监视过程中的错误造成的。如果没有接收到有效分数，则选择过程在框740-3终止，而不改变无线接入设备116，也不将路由选择器154从初始化状态转移。
在框740-4，路由选择器154识别最高接收的连接分数。在框740-5，路线选择器154确定最高分数是否高于上调整阈值。如果是，则在框740-6，路由选择器154将具有最高分数的无线接入设备116作为目标。在框740-7，路由选择器154转换到活动连接状态164(图6)。
可替代地，如果最高连接分数低于上调整阈值，则在框740-8，备用无线接入设备116-3被作为目标，并且在框740-9，路由选择器154转换到备用状态166。
参考图8B，在活动连接状态下，在框740’-1，路由选择器154接收无线接入设备116的分数。在框740’-2，路由选择器154识别当前活动无线设备的分数，并且在框740’-3，路由选择器154评估当前活动无线设备116(例如，设备116-1)的分数与下调整阈值(最小可接受连接分数)进行比较。
高于下调整阈值的分数指示当前活动无线接入设备116正在对WAN 106提供令人满意的(例如，足够快)连接，并且在基站之间切换当前活动无线接入设备116的尝试可能不会立即发生。因此，如果当前无线接入设备的分数高于最小阈值，则保持当前接入设备。该过程在框740’-4处终止，而不将新无线接入设备作为目标，也不将路由选择器154从活动连接状态转移。
低于下调整阈值的分数指示当前活动无线接入设备116没有提供足够的连接，或者活动无线接入设备116的切换或尝试切换可能很快发生。因此，可以发生向另一无线接入设备116的转换以维持连接性。
在框740’-5，路由选择器154识别最高接收的连接性分数，并且在框740’-6，将该分数与上调整阈值进行比较。低于上调整阈值的分数表明连接质量是不佳的(marginal)，并且转换到相关联的无线接入设备可能导致此后不久的另一个转换。换句话说，转换到具有不佳连接的无线接入设备116可能导致设备之间频繁的跳跃。这种跳跃可能在路由设备110上强加不必要的计算开销，并且可能产生或增加丢失数据分组的风险。
在框740’-7，如果最高分数高于上调整阈值，则将对应的设备116作为转换的目标以作为新活动设备。在框740’-8，该过程结束，而不转换出活动连接状态。
相反，如果最高分数不高于上调整阈值，则路由选择器154返回到备用接入设备116-3。在框740’-9，将备用设备116-3作为转换的目标以作为新活动设备。在框740’-10，路线选择器154转换到其备用状态116(图6)。
参考图8C，在备用状态166中，在框740”-1，路由选择器154从监视引擎152接收连接分数，并且在框740”-2，路由选择器154确定最高分数。
在框740”-3，路线选择器154将最高分数与最小值(即下调整阈值)进行比较。如果最高分数低于最小阈值，则没有无线接入设备116具有足够的连接质量。因此，备用接入设备116继续被使用，并且选择过程在框740”-4处结束，而路由选择器154不退出其备用状态166。
可替代地，如果最高连接分数大于上调整阈值，则至少一个接入设备116具有足够的连接质量。在框740”-5，具有最高连接分数的无线接入设备116被作为目标以变为活跃。
在方框740”-6，路由选择器154转换到其活动连接状态164。
参考图7，在框750，转换管理器156确定是否需要转换到新活动接入设备。具体地，如果在框740处将接入设备116或117作为目标，则转换管理器156确定目标设备是否不同于当前活动设备。如果目标设备是相同的，或者如果没有设备作为目标，则过程返回到框720，并且监视引擎继续对接入设备116的周期性轮询。如果目标接入设备116不同于当前活动设备，则在框760，转换管理器156执行接入设备转换。
图9描绘了在框760由转换管理器156执行的转换过程。
在框760-1，转换管理器156将与LAN 104相关联的外部IP地址分配给目标无线接入设备116。例如，在图2的网络拓扑中，WAN 106的IP地址范围是10.1.*.*并且LAN 104具有外部IP地址10.1.1.2，WAN 106上的设备可以以该地址接入网络102上的设备。为了转换到无线接入设备116-2，外部IP地址10.1.1.2被分配给无线接入设备116-2。
在框760-2，相邻硬件地址信息(诸如包含相邻网络设备的硬件地址(例如，MAC地址)的地址解析协议(ARP)表)从当前活动无线接入设备复制到目标设备。例如，在图2的拓扑中，为了转换到无线接入设备116-2，将ARP表从接口120-2复制到接口120-3。
在框760-3，更新路由设备110处的路由策略。具体而言，通过当前活动无线接入设备116到WAN 106的路由被编辑以代替通过目标无线接入设备116。在一些实施例中，路由设备110的默认路由可以被设置为将目标无线接入设备116定义为对于针对LAN 104外部的地址的分组的下一跳。因此，路由策略的更新导致业务通过目标无线接入设备116被路由到WAN 106。
在框760-4，从先前无线接入设备116移除在框760-1分配的外部IP地址。在图2的示例中，从无线接入设备116-1移除IP地址10.1.1.2。从先前接入设备移除外部IP地址确保发送到LAN 104内的设备的新的输入数据分组通过新目标无线接入设备116-2被路由到网络114。
在框760-5，为了确保入站到LAN 104的数据分组的路由被正确完成，发送消息以使相邻网络设备的硬件地址数据与新(目标)无线接入设备的硬件地址同步。例如，可以发送ARP消息以使下游网络节点、交换机等将它们的表(诸如ARP表、过滤数据库等)与新无线接入设备116-2的MAC地址同步。
如上所述，每个无线接入设备116和基站118之间的连接通过周期性轮询被基本连续地监视。对连接质量的监视，而不是简单地监视连接性，允许路由设备110预先抢占基站之间的活动无线接入设备的切换或尝试切换，限制或避免由切换或尝试切换导致的连接性丢失。换句话说，路由设备110可以预期切换活动无线接入设备的尝试以及伴随的该接入设备的连接性丢失，并且可以将路由转换到新接入设备，以便无缝地保持客户端的连接性。
不必要的计算和网络开销可能会受到轮询间隔以及连接分数上阈值和下阈值的限制。例如，轮询间隔可以与特定应用中连接质量倾向于改变的速度相关，这可能受到接入设备安装在其中的移动平台的速度和由WAN的基站所服务的区域的影响。下调整阈值会影响路由设备在接入设备之间交换的趋势。上调整阈值降低了向接入设备进行转换的可能性，此后不久，接入设备提供的连接质量不足，需要进一步转换。因此，与进行转换相关联的网络开销可以通过提高上调整阈值和下调整阈值来限制。在一个示例中，轮询以500毫秒的间隔发生，并且上调整阈值和下调整阈值分别为13、17。
以上示例是参照IPv4格式的IP地址描述的。显然，其他类型的地址(诸如IPv6地址)可以被替代。
如上所述，无线接入设备116在LAN 104中具有唯一的IP地址，并且数据路径的选择通过IP路由来完成。在其他实施例中，可以使用不同的方法来完成数据路径的选择。例如，无线接入设备116可以是调制解调器，诸如WiMAX或蜂窝调制解调器，并且可以通过USB或其他合适的互连与路由设备110连接。在这样的实施例中，路径的选择可以通过激活特定的USB端口以使用其连接的调制解调器来接入WAN 106来完成。
上述实施例仅是说明性的，而不是限制性的。实现本发明的所描述的实施例易于进行形式、部件布置、细节和操作顺序的许多修改。其他变型也是可能的。本发明由权利要求限定。
当介绍本发明的元件或其实施例时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个元素。术语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含性的，并且意味着除了列出的元素之外，还可以有附加的元素。
Claims (22)
1.一种用于从移动平台接入广域网(WAN)的联网基础设施，包括：
多个无线接入设备，其用于与所述广域网(WAN)的基站无线互连，其中当连接恶化时，所述无线接入设备在基站之间切换；
路由设备，其具有连接到所述无线接入设备中的每个相应无线接入设备的接口，以及用于连接到客户端设备的接口，所述路由设备被配置为通过所述无线接入设备中的活动无线接入设备将业务路由到所述WAN；以及
在所述路由设备处的处理器，被配置为：
监视所述活动无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量；以及
响应于所述活动无线接入设备的所述连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置所述路由设备，以通过与所述无线接入设备中的活动无线接入设备不同的目标无线接入设备将数据业务路由到所述WAN。
2.根据权利要求1所述的联网基础设施，其中，所述处理器被配置为监视所述无线接入设备中的每一个无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量。
3.根据权利要求1所述的联网基础设施，其中，所述处理器被配置为在所述活动无线接入设备的切换期间，通过经由所述目标无线接入设备路由数据业务来抢占所述活动无线设备的切换。
4.根据权利要求1所述的联网基础设施，其中，所述路由设备包括路由策略，所述路由策略通过所述无线接入设备中的所述活动无线接入设备来引导数据业务通过所述WAN。
5.根据权利要求4所述的联网基础设施，其中，所述处理器被配置为响应于所述活动无线接入设备的所述连接质量的度量下降到低于下阈值，通过更新所述路由策略中的默认路由来重新配置所述路由设备。
6.根据权利要求1所述的联网基础设施，其中，所述处理器被配置为通过周期性轮询来监视所述无线接入设备。
7.根据权利要求1所述的联网基础设施，还包括连接到所述路由设备的接口的备用无线接入设备，其中，所述处理器被配置为响应于所述活动无线接入设备的所述连接质量的度量下降到低于下阈值、同时所述连接质量的度量低于所有所述无线接入设备的上阈值，来重新配置所述路由设备，以通过所述备用无线接入设备将业务引导向所述WAN。
8.根据权利要求1所述的联网基础设施，其中，所述无线接入设备是WiMAX接入设备。
9.根据权利要求8所述的联网基础设施，其中，所述WAN是专用WAN。
10.一种用于安装在移动平台上的路由设备，包括：
多个端口，其用于连接到用于与广域网(WAN)的基站进行无线互连的无线接入设备，其中，当连接恶化时，所述无线接入设备在基站之间切换，所述路由设备被配置为通过所述端口中的活动端口处的无线接入设备将业务路由到所述WAN；
用于连接到客户端设备的接口；以及
处理器，被配置为：
监视在所述端口的所述活动端口处的所述无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量；以及
响应于所述活动端口处的所述无线接入设备的所述连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置所述路由设备，以通过与所述端口中的所述活动端口不同的、所述端口中的目标端口处的无线接入设备将数据业务路由到所述WAN。
11.根据权利要求10所述的路由设备，其中，所述处理器被配置为监视连接到所述端口中的每一个端口的无线接入设备的连接质量的度量，所述连接质量的度量表示相应的无线接入设备和所述WAN之间的连接质量。
12.根据权利要求10所述的路由设备，其中，所述处理器被配置为在所述活动端口处的所述无线接入设备的切换期间，通过所述目标端口处的无线接入设备路由数据业务。
13.根据权利要求10所述的路由设备，其中，所述路由设备包括路由策略，所述路由策略通过所述活动端口处的所述无线接入设备引导数据业务通过所述WAN。
14.根据权利要求13所述的路由设备，其中，所述处理器被配置为响应于所述活动无线接入设备的所述连接质量的度量下降到低于下阈值，通过更新所述路由策略中的默认路由来重新配置所述路由设备。
15.根据权利要求10所述的路由设备，其中，所述处理器被配置为通过周期性轮询来监视所述端口处的无线接入设备。
16.根据权利要求10所述的路由设备，还包括用于连接无线接入设备的备用端口，其中，所述处理器被配置为响应于所述活动无线接入设备的所述连接质量的度量下降到低于下阈值、同时所述连接质量的度量低于所有所述无线接入设备的上阈值，来重新配置所述路由设备，以通过所述备用无线接入设备将业务引导向所述WAN。
17.一种计算网络中的路由方法，包括在路由设备处：
配置数据路径以通过第一无线接入设备将数据业务引导向广域网(WAN)；
监视所述第一无线接入设备和所述WAN之间的连接质量的度量；以及
响应于所述第一无线接入的所述连接质量的度量下降到低于阈值，重新配置所述数据路径，以通过与所述端口中的活动端口不同的第二无线接入设备将数据业务路由到所述WAN。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述监视包括监视所述无线接入设备中的每一个无线接入设备的连接质量的度量，所述连接质量的度量表示相应无线接入设备和所述WAN之间的连接质量。
19.根据权利要求17所述的方法，包括在所述第一无线接入设备在所述WAN的基站之间的切换期间，通过所述第二无线接入设备路由数据业务。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述配置数据路径包括更新路由策略中的默认路由。
21.根据权利要求17所述的方法，包括通过所述第二无线接入设备向所述WAN发送地址解析协议消息。
22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述监视包括周期性轮询。
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