CN1301035C - 移动ip中实现网络层切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动IP中实现网络层切换的方法，关键在于，在移动节点与其当前所属基站之间建立用于通信的双链路，该方法包括以下步骤：a.网络层确定需要进行切换后，断开所建立的双链路中的一条，在当前移动节点与要切换到的目标基站之间建立一条新的链路连接；b.移动节点通过新建的链路向家乡代理进行注册，并进行网络层切换；c.注册完成后，断开当前移动节点与原基站之间的另一条链路连接，并在当前移动节点与要切换到的目标基站之间建立链路连接。采用该方法能够保证在移动节点切换过程中通讯不中断，从而提高了切换速度，降低了切换过程中的丢包率。

Description

移动IP中实现网络层切换的方法

技术领域

本发明涉及移动IP切换技术，特别是指一种在移动IP中实现网络层切换的方法。

背景技术

随着因特网(Internet)的迅猛普及、便携设备的大量使用、无线通信设备的快速发展、以及人们对网络依赖性的增加，移动用户都希望能以一种更加灵活的方式随时随地的访问企业网络资源和Internet资源，也就是说，用户产生了对主机移动性的需求，希望主机在改变其所处位置时无需中断已有的通信连接。为此，因特网工程任务组(IETF)定义了移动IP(Mobile IP)，移动IP是一个支持主机移动的网络层解决方案，其主要思路是：在不更改现有网络路由方式和其它固定主机软硬件的基础上，提供一种位置跟踪和IP数据报文转发机制，当某主机移动时，发向该主机的IP数据报文可以安全转发到该主机当前的位置。

移动IP是一种在全球Internet上提供移动功能的方案，使移动节点(MN)在切换链路时仍可保持正在进行的通信。移动IP所提供的IP路由机制，使移动节点能以一个永久的IP地址连接到任何链路上。

移动IP技术的推出，使移动用户在跨网络移动和漫游中，实现了不用修改计算机原来的IP地址仍可继续使用原网络中一切资源的要求，它对用户屏蔽了移动中IP接入网络变化所带来的影响。简单的说，移动IP就是实现了移动用户在网络中的平滑移动与漫游功能。

图1为移动IP中各实体组成的基本网络拓扑结构图，图中所示的移动节点10是指一个移动的计算机或路由器，也可称为移动主机(MH)，该移动节点10移动后仍能用原来的IP地址进行通信；图中所示的通信对端(CN)11为与移动节点10通信的计算机，也可称为通信对端主机(CH)。参见图1所示，针对移动节点10而言，移动节点10的归属网络称为家乡网络(HN)，移动节点10处于漫游状态时所在的网络称为外地网络(FN)，图1中包含两个外地网络。分配给移动节点10的永久IP地址称为家乡地址(Home Address)，该地址不随节点位置的变化而变化；在家乡网络中，移动节点10家乡网络的链路称为家乡链路(HL)；运行在移动节点10家乡网络上的路由器称为家乡代理(HA，HomeAgent)12，负责保存移动节点当前的位置信息，同时还负责截获发送给移动节点的报文，并将报文以隧道方式转发至移动节点当前的位置。在外地网络中，移动节点10所在的外地网络的链路称为外地链路(FL)；运行在外地网络上的路由器称为外地代理(FA)，是移动节点在外地网络中发送报文的缺省路由器，有时也提供隧道解封装服务，图1中包含分别属于外地网络1和外地网络2的外部代理13和外部代理14。

仍以图1为例，当移动节点10从家乡网络漫游到外地网络1或从外地网络1漫游到外地网络2时，移动节点10就会发生网络切换，通常的切换过程是：移动节点10根据当前检测到的信息发现自身进入新的网络后，移动节点10会通过接收外地代理发送的代理广播消息、或通过动态主机配置协议(DHCP)等方式获得一个转交地址，以此转交地址标识移动节点10当前所处的位置。该转交地址可以是外地代理转交地址，即外地代理的IP地址；也可以是配置转交地址，即外地网络上分配的一个IP地址。获得转交地址后，移动节点10再通过外地代理提供的路由转发功能向自己的家乡代理进行注册，通知家乡代理自己当前的转交地址。也就是说，每当移动节点的位置发生变化时，都要重新向家乡代理进行注册，更新其位置信息，以使家乡代理能随时获知移动节点当前的位置信息。

由于移动IP是网络层解决方案，上面所述的切换过程全部是在网络层进行的，但实际上，移动节点漫游过程中在不同网络之间的切换主要发生在两个层面上：一是低层物理网络上的切换，包括物理层和链路层上的处理；另一个是在网络层上根据移动IP协议进行注册、重新配置路由等一系列操作。在标准移动IP协议中，只有当移动节点在低层的切换完成，即断开与原网络的连接后，才开始进行网络层的切换，如此，会使通讯中断，造成丢包。并且，如果通讯中断时间过长，会对实时性要求较高的应用产生影响，使得漫游对上层应用不透明，影响移动IP的使用效果。

要想解决切换时延对应用所产生的影响，就需要实现无缝切换。所谓无缝切换包括两个方面：快速切换与平滑切换。其中，快速切换的目的是减少或消除移动节点建立新通信路径的延迟；平滑切换的目的是减少数据包的丢失率。

目前，针对快速切换和平滑切换，业界分别提出了很多不同的解决方案：

在解决快速切换问题上，主要思想是：将家乡代理的功能分布化，实施本地注册，减少注册时间。主要包括两类方式：层次移动管理和基于特定主机路由的移动管理，其中，层次移动管理的方式包括：MIP-RR、IDMP等解决方案；基于特定主机路由的移动管理的方式包括：蜂窝IP、HAWAII等解决方案。上述方式都是把无线接入网划分为一个个的无线域，在无线域内实现注册的本地化。两种方式的不同就在于：无线域内分组传输的协议，前一种方式使用常规的移动IP协议，后一种方式使用基于特定主机路由的协议。

在平滑切换方面，需要分组缓存转发机制，分为单播转发和组播转发。单播转发是指：当前基站代理即外地代理在切换过程中缓存分组数据报文，在切换后转发给新的基站代理，但新旧基站代理之间的分组转发可能需要较长的时间；而组播转发则采用组播协议转发缓存的分组数据报文，例如每个移动节点有一个组播地址，当移动节点向新基站代理注册时，该新基站代理要求相邻的基站代理加入组播组，预先缓存分组，但该方案存在组播地址冲突和邻居需要手工配置的问题，如果采用域外部代理(DFA)给移动节点分配组播地址的方式来解决组播地址冲突的问题，但同样存在缺乏智能的邻居发现机制和组播状态的开销问题。

另外，上述方案中无论是实现快速切换还是实现平滑切换，都是局限于网络层的解决方案，虽然是力求缩短网络层切换的延迟时间，但实际上网络层切换的这段时间只是毫秒级的，而通讯中断过程是秒级的，如果单纯缩短网络层的切换时间对提高整个切换速度的影响并不明显。因此，又有一些研究机构提出将链路层和网络层相结合，利用链路层来触发网络层进行预注册，使得在二层切换完成的同时也完成三层切换，从而实现快速切换。这种方案主要有：Ericsson提出的一个Internet草案--“移动IPv4中的快速切换”。该方案的主要思想是：当移动节点处于交叠区域时提前注册，利用原有的链路向新的外地代理进行注册。但由于该方案的实现还是基于单链路，三层切换和二层切换之间的时间配合就很重要，如果在完成网络层切换前原链路已经断开，那么，依然会引起通讯的中断，造成丢包。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动IP中实现网络层切换的方法，能够保证在移动节点切换过程中通讯不中断，从而提高了切换速度，降低了切换过程中的丢包率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种移动IP中实现网络层切换的方法，在移动节点与其当前所属基站之间建立用于通信的双链路，该方法包括以下步骤：

a.网络层确定需要进行切换后，断开所建立的双链路中的一条，在当前移动节点与要切换到的目标基站之间建立一条新的链路连接；

b.移动节点通过步骤a中新建的链路向家乡代理进行注册，并进行网络层切换；

c.注册完成后，断开当前移动节点与原基站之间的另一条链路连接，并在当前移动节点与要切换到的目标基站之间建立另一条新链路连接。

上述方案中，当移动节点从家乡网络切换到外地网络时，步骤b具体包括：

b11.移动节点通过与目标基站之间建立的链路连接获得新的转交地址；

b12.移动节点建立隧道，通过新建的链路向家乡代理发送注册请求；

b13.家乡代理收到注册请求后，建立通向该转交地址的隧道，发送注册应答，并发送代理地址解析协议ARP消息；

则步骤c所述注册完成为：移动节点收到家乡代理发来的注册应答。

当移动节点从一个外地网络切换到另一外地网络时，步骤b具体包括：

b21.移动节点通过与目标基站之间建立的链路连接获得新的转交地址；

b22.移动节点获取转交地址后建立隧道，通过新建立的链路向家乡代理发送注册请求，且该注册请求中携带有保留原转交地址的指示；

b23.家乡代理收到新的注册请求后保留原转交地址，同时存储注册请求中携带的新转交地址，并向移动节点发送注册应答；

b24.移动节点收到注册应答后，从移动节点与原基站之间保留的链路上发送取消注册请求；

b25.家乡代理收到取消注册请求后，删除原转交地址，并向移动节点发送注册应答；

则步骤c所述注册完成为：移动节点收到家乡代理删除原转交地址后发来的注册应答。

当移动节点从外地网络切换回家乡网络时，步骤b具体包括：

b31.移动节点在家乡网络中发送免费ARP消息，并向家乡代理发送取消注册请求；

b32.家乡代理收到取消注册请求后，删除移动节点的转交地址和隧道，并向移动节点返回注册应答；

则步骤c所述注册完成为：移动节点收到家乡代理发来的注册应答后，删除与外地代理之间建立的隧道。

对于上述方案，在切换过程中，移动节点收到从不同链路发送过来的重复数据后，根据现有协议过滤一份重复数据。

上述方案中，移动节点切换前或切换完成后，移动节点处于外地网络中时，家乡代理只绑定当前移动节点所在网络的转交地址；移动节点与当前基站所建立的两条链路处于同一网络中，且公用一个转交地址。

对于上述方案，该方法还包括：预先选定要检测的触发参数，并设置相应的触发条件；则执行步骤a之前，该方法还进一步包括：当前移动节点检测当前发现的所有基站的选定触发参数的信息；判断所检测到的触发参数信息是否满足设定的触发条件，如果满足，则再判断当前满足触发条件的的基站是否属于自身当前所在子网，如果不属于，则触发网络层切换；如果不满足触发条件或属于当前所在子网，则继续检测。

那么，该方法进一步包括：当前移动节点获取并存储当前所处子网的所有基站信息，并实时获取当前所发现的所有基站的基站信息；则所述判断是否属于当前子网为：当前移动节点将满足触发条件的基站的基站信息与自身存储的所有基站的基站信息进行匹配，如果均不匹配，则满足触发条件的基站不属于当前移动节点当前所在子网，否则属于当前移动节点当前所在子网。

上述方案中，所述选定的触发参数为接收信号强度、或为信噪比。所述基站信息为基站标识ID、或为基站所属子网的服务集标识SSID。

本发明所提供的一种移动IP中实现网络层切换的方法，具有以下的优点和特点：

1)本发明在移动IP切换中引入了双链路的概念，即：移动节点同时保持两条无线链路的通讯，在切换过程中一条链路用于建立新连接，同时另一条链路用于保持原连接，维持数据通讯，如此，就可以保证切换过程中通讯不中断，从而降低了丢包率。

2)在本发明中，当移动节点处于非切换阶段时，并行使用两条链路，如此，能够充分利用硬件资源，提高带宽，并达到负载均衡的目的。

3)在本发明中，当移动节点进入可能切换的重叠网络覆盖区域时，在原有网络仍可使用的情况下判断是否需要进行网络层切换，如需要则将一条链路用于与新网络建立连接，从而在原有网络不可用之前，实现原网络和新网络两个网络的同时接入，从根本上提高切换速度，并有效减少丢包，是移动IP中实现无缝切换的一种有效方式。

4)本发明是对标准移动IP协议的扩展，仅对现有处理稍加改动，与标准移动IP***完全兼容，因此，实现简单方便，且易于在现有的移动IP***上进行功能扩展。

附图说明

图1为移动IP中各实体组成的基本网络拓扑结构图；

图2为本发明实现的处理流程图；

图3为本发明中移动节点从家乡网络移动到外地网络的切换过程示意图；

图4为本发明中移动节点在两个外地网络间移动的切换过程示意图；

图5为本发明中移动节点从外地网络返回家乡网络的切换过程示意图；

图6为本发明中双链路与上层应用之间的关系示意图；

图7为本发明一具体实施例的网络拓扑结构图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：为每个移动节点建立双链路，在移动节点处于非切换状态时，移动节点利用所建立的双链路并行进行通讯；当移动节点处于切换状态时，仅断开双链路中的一条，也就是，利用一条链路保持原连接，同时利用另一条链路建立新连接，当新链路网络层切换完成后，再将保持原连接的链路断开，同样建立一条新连接。

每个移动节点都包括两种状态：一种是移动节点处于切换过程中的状态；另一种是移动节点在切换前或切换后处于正常通讯的状态。

本发明实现的前提是：在移动节点与其当前所属基站之间建立用于通信的双链路。

基于此前提，本发明中移动节点利用双链路实现网络切换的过程如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：当移动节点网络层判断需要进行切换时，***释放第一条链路当前的连接，即断开双链路中任意一条链路的原有连接，由第二条链路承担当前网络的全部通信，第一条链路则用于与新无线子网中的基站建立连接。

步骤202：底层即物理层和链路层的连接建立完成后，移动节点进行网络层切换并通过新建的链路向家乡代理进行注册。即通过新的外地代理与家乡代理间进行注册，包括：首先，移动节点要从新的外地代理处获取新的转交地址，然后向家乡代理进行注册，将新的转交地址发送给家乡代理；家乡代理在收到新转交地址的注册后，并不马上把原转交地址删除，而是保持两个注册绑定，将发送到移动节点的每一个数据报文通过隧道送到移动节点的每个转交地址。此种情况下，移动节点会通过双链路收到重复的数据，那么，移动节点就根据现有协议中对重复数据的处理方式过滤一份重复数据。

步骤203：在新的链路稳定形成后，***释放第二条链路的原有连接，并将第二条链路与新的无线子网中的基站以及移动节点当前的外地代理建立连接，至此恢复正常的通信过程。

移动节点的切换可分为三种情况：移动节点从家乡网络移动到外地网络、移动节点在不同外地网络之间移动、移动节点从外地网络回到家乡网络。

移动节点在离开家乡网络进行切换时，切换过程中采用一条链路注册，另一条链路通信的方式。如图3所示，链路30为保持原有连接继续进行通信的链路，链路31为断开原有连接与外地代理之间建立新连接进行注册的链路。移动节点从家乡网络移动到外地网络时的切换过程包括以下步骤：

a1.当移动节点移出家乡网络，进入一个外地网络时，该移动节点将自身建立的两条链路中的任意一条链路接入外地网络，当新的连接建立起来后，移动节点通过此连接获得新网络中的转交地址，比如：利用链路31获取转交地址。

b1.移动节点与外地代理之间建立隧道，通过新建的链路向家乡代理发送注册请求，即：移动节点经由链路31、路径32、33、34向家乡代理进行注册。

c1.家乡代理收到注册请求后，建立起通向此转交地址的隧道，发送注册应答，并发送代理地址解析协议(ARP)消息。这里，发送ARP消息的目的是说明该移动节点已离开家乡网络，所有发向该移动节点的数据报文会由家乡代理接收后转发。

d1.移动节点收到家乡代理发来的注册应答后，说明新连接已经稳定形成，则将家乡网络中保持原有连接的另一链路也断开，重新接入外地网络中，完成切换。

移动节点在离开一个外地网络进入另一个外地网络时，切换过程中家乡代理采用多重绑定的方式，即：为该移动节点同时存储两个转交地址，同时绑定两条路由。参见图4所示，移动节点在不同外地网络之间移动时的切换过程包括以下步骤：

a2.移动节点从外地网络1漫游到外地网络2时，将与外地网络1建立的两条链路中的一条链路断开，接入外地网络2中，当新的连接建立起来以后，移动节点通过此连接获得新网络中的转交地址。

b2.移动节点获取转交地址后建立隧道，通过新建立的链路向家乡代理发送注册请求。需要注意的是：此时注册请求需要设置“S”位。标准移动IP协议中所规定的注册请求消息格式如表一所示，其中，S比特位表示同时的绑定信息，如果S置位，就说明移动节点要求家乡代理保留其以前的绑定信息。

0	1								2	3
											类型(Type)	S	B	D	M	G	R	T	X	生命周期(Lifetime)
家乡地址(Home Address)
											家乡代理(Home Agent)
转交地址(Care-of Address)
											描述(Identification)
扩展域(Extensions)......

                            表一

c2.由于移动节点在家乡代理上已经注册过一个转交地址，家乡代理收到新的注册请求后并不删除原转交地址，而只是再添加一个，并发送注册应答给移动节点。此后，家乡代理将所收到的、发送给该移动节点的每一个数据报文均通过隧道送到移动节点的每个转交地址。

d2.移动节点收到注册应答后，从原链路上发送取消注册请求消息。

e2.家乡代理收到取消注册请求，删除原配置转交地址，并发送注册应答。此后，家乡代理就只向新的转交地址转发数据。

f2.移动节点收到注册应答，将与外地网络1中保持原有连接的另一链路也断开，重新接入外地网络中，完成切换。

移动节点从外地网络返回家乡网络时，切换过程采用一条链路注册，另一条链路继续通过外地网络进行通信的方式。如图5所示，移动节点从外地网络回到家乡网络时的切换过程包括以下步骤：

a3.移动节点从外地网络返回家乡网络时，将与外地网络建立的两条链路中的一条链路断开，接入家乡网络中，当新的连接建立起来以后，移动节点在家乡网络中发送免费ARP消息，并向家乡代理发送取消注册请求。

这里，发送ARP消息的目的是通知该移动节点已回到家乡网络。

b3.家乡代理收到取消注册请求后，删除移动节点的转交地址和隧道，并向移动节点返回注册应答。

c3.移动节点收到家乡代理发来的注册应答后，删除与外地代理之间建立的隧道，并将外地网络中保持原有连接的另一链路也断开，重新接入家乡网络中，完成切换。

在图3、图4、图5中，虚线表示单向隧道，实线表示注册消息，点划线表示正常的通信数据，实线上的矩形表示隧道。

移动节点切换前或切换完成后，如果该移动节点处于外地网络中，家乡代理就只绑定当前移动节点所在网络的转交地址，因此，将所有发送到该移动节点的数据报文全部转发到该转交地址上。此时，移动节点建立的两条链路均在同一个子网中，公用一个转交地址。虽然有两条链路，可以通过一个虚拟链路层，使其共同使用一个IP地址进行通讯，从而上层应用并不能意识到双链路的存在。如图6所示，在实际应用中，移动节点的两条链路可以分别通过两块网卡实现，在移动节点的上层应用看来移动节点只有一个IP地址，但它发送的数据报却是通过两条链路来传输的。具体利用哪条链路进行发送时，可以根据链路的忙闲状况进行选择，比如：需要选择时，先判断两条链路的忙闲情况，利用其中负载轻的链路进行发送，从而既能提高带宽，又能实现负载均衡。

以上双链路切换过程中，新链路的建立需要在原有链路仍可使用的情况下进行，因此可以结合本申请人的另一专利申请中提出的一种触发网络层切换的方法，触发双链路中新链路的建立。该方法的主要思想是：当前移动节点检测当前发现的所有基站的选定触发参数的信息，并实时获取当前所发现的所有基站的基站信息，并且，当前移动节点还获取并存储当前所处子网的所有基站信息；然后，当前移动节点判断所检测到的触发参数信息是否满足设定的触发条件，如果满足，再根据基站信息判断当前满足触发条件的的基站是否属于自身当前所在子网，如果不属于，则触发网络层切换；如果不满足触发条件或属于当前所在子网，则继续检测。即：将满足触发条件的基站的基站信息与自身存储的所有基站的基站信息进行匹配，如果均不匹配，则满足触发条件的基站不属于当前移动节点当前所在子网，触发网络层切换；否则，属于当前移动节点当前所在子网，继续检测。

其中，所述物理层信道信息包括当前所连接到的基站的ID、可用的基本服务集列表、接收到的信号强度、信噪比等，可从中任选一种作为触发参数；触发条件是指预先设定所选定触发参数对应的阈值；基站信息是指能唯一标识每个基站的信息，比如：基站ID、基站所属子网的SSID等等。移动节点可利用现有消息中的已有信息，如基站所属子网的SSID获取当前所处网络的所有基站信息；或利用现有消息中的可扩展字段携带所需基站信息，如利用注册消息的扩展域携带所有基站ID。

下面参照图7并结合一个具体实施例，来详细说明建立双链路与低层主动触发网络层切换相结合的切换过程，图7为移动节点70所处移动IP***的网络拓扑结构图。如图7所示，该移动IP***为一个采用802.11协议的无线局域网，该无线局域网包括三个子网：家乡网络、外地网络1和外地网络2。三个子网之间通过路由器相连，每个子网中包括一个代理，即：家乡代理、外地代理1和外地代理2。每个子网又分别包括两个基站，即接入点AP1～AP6，图7中的六个虚圆分别表示AP1～AP6的覆盖区域。其中，接入点AP1和AP2属于家乡网络，接入点AP3和AP4属于外地网络1，接入点AP5和AP6属于外地网络2。图7中的点划线表示移动节点70的移动轨迹，可以看出，移动节点70从家乡网络出发，先漫游到外地网络1，再由外地网络1漫游到外地网络2，最后由外地网络2回到家乡。该移动过程包括三种切换：从家乡网络到外地网络的切换、在两个外地网络之间的切换、以及从外地网络回到家乡网络的切换。

在本实施例中，移动节点70选用两块802.11的无线网卡模拟双链路，且网络层切换由低层根据所检测的物理信道信息主动触发。

移动节点70开始位于家乡网络，当移动节点70移动到AP2和AP3的重叠覆盖区71时，二层触发启动，通知网络层移动节点70将从家乡网络移动到外地网络1，触发网络层开始切换。此时，移动节点70将与AP2之间建立的两条链路中的一条链路连接断开，与AP3建立连接；而另一条链路仍然保持与AP2的连接。当移动节点70与AP3的链路建立起来以后，移动节点70通过此连接获得外地网络1中的转交地址1；并根据转交地址1建立隧道，通过与AP3的链路向家乡代理发送注册请求。

家乡代理收到注册请求后建立起通向转交地址1的隧道，并向移动节点70发送注册应答，同时发送代理ARP消息；移动节点70收到注册应答后，将与AP2之间保持的链路也断开，将该链路接入AP3，作为移动节点70与AP3之间的第二条链路，如此，即完成了从家乡网络到外地网络1的整个切换过程。

以信噪比作为触发参数且基站信息为AP的MAC地址为例，所述二层触发启动的具体过程是：移动节点70进入家乡网络与外地网络1的交界部分，即从AP2移入AP3时，随着离AP3的距离变近，移动节点70会发现AP3的信噪比已满足设定的触发条件，即达到预先设定的信噪比阈值；此时，移动节点70再搜索并获取AP3的MAC地址，将AP3的MAC地址与自身当前保存的当前子网中所有AP的MAC地址比较，发现AP3的MAC地址与自身当前保存的所有AP均不匹配，因此，可以确定AP3属于新的子网，则移动节点70就主动触发网络层的切换。

当移动节点70沿移动轨迹移动到AP4和AP6的重叠覆盖区72时，二层触发启动，通知网络层移动节点70即将进入了新的外地网络，触发网络层开始切换。移动节点70将与AP4之间建立的两条链路中的一条链路连接断开，与AP6建立连接，但仍然保持一条链路与AP4连接；并且，移动节点70通过与AP6建立连接获得外地网络2中的转交地址2。移动节点70建立隧道，通过与AP6的链路向家乡代理发送注册请求，此时注册请求需要设置“S”位。

虽然移动节点70在家乡代理上已经注册过一个转交地址1，但家乡代理收到携带有设置了S位的新注册请求后，并不删除转交地址1，而是将转交地址2添加到绑定表中，并向移动节点70发送注册应答。此后，家乡代理将发送到移动节点70的每个数据报文均通过隧道送到转交地址1、转交地址2这两个转交地址上。移动节点70收到注册应答后，通过与AP4之间的链路向家乡代理发送取消注册请求。家乡代理收到取消注册请求后，删除转交地址1，并向移动节点70返回注册应答，表示转交地址1已删除。此后，家乡代理就只向转交地址2转发数据了。移动节点70在收到注册应答后，将与AP4之间的链路断开，并将该链路接入AP6中，作为移动节点70与AP6之间的第二条链路，至此完成从外地网络1到外地网络2的整个切换过程。

当移动节点70沿移动轨迹移动到AP5和AP2的重叠覆盖区73时，二层触发启动，通知网络层移动节点70将从外地网络2回到家乡网络，触发网络层开始切换。此时，移动节点70将与AP5之间建立的两条链路中的一条链路连接断开，与AP2建立连接，而与AP6的另一条链路连接仍然保持。当与AP2的链路建立起来以后，移动节点70通过与AP2建立的连接在家乡网络中发送免费ARP消息，说明自己已经回到家乡，并发送取消注册请求。家乡代理收到取消注册请求后，删除移动节点70的转交地址2和隧道，并向移动节点70发送注册应答。移动节点70收到注册应答后，删除隧道，并将与AP5保持的链路连接也断开，接入家乡网络的AP2上，作为移动节点70与AP2之间的第二条链路，至此完成从外地网络2回到家乡网络的整个切换过程。

本实施例将网络层切换提前于低层切换进行的方案与建立双链路的方案相结合，不仅大大缩短了网络层切换时间，从根本上提高了切换速度；而且，对于各种切换情况，都能在整个切换过程中保证通信不中断，避免了丢包。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种移动IP中实现网络层切换的方法，其特征在于，在移动节点与其当前所属基站之间建立用于通信的双链路，该方法包括以下步骤：

a.网络层确定需要进行切换后，断开所建立的双链路中的一条，在当前移动节点与要切换到的目标基站之间建立一条新的链路连接；

b.移动节点通过步骤a中新建的链路向家乡代理进行注册，并进行网络层切换；

c.注册完成后，断开当前移动节点与原基站之间的另一条链路连接，并在当前移动节点与要切换到的目标基站之间建立另一条新链路连接。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动节点从家乡网络切换到外地网络时，步骤b具体包括：

b11.移动节点通过与目标基站之间建立的链路连接获得新的转交地址；

b12.移动节点建立隧道，通过新建的链路向家乡代理发送注册请求；

b13.家乡代理收到注册请求后，建立通向该转交地址的隧道，发送注册应答，并发送代理地址解析协议ARP消息；

则步骤c所述注册完成为：移动节点收到家乡代理发来的注册应答。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动节点从一个外地网络切换到另一外地网络时，步骤b具体包括：

b21.移动节点通过与目标基站之间建立的链路连接获得新的转交地址；

b22.移动节点获取转交地址后建立隧道，通过新建立的链路向家乡代理发送注册请求，且该注册请求中携带有保留原转交地址的指示；

b23.家乡代理收到新的注册请求后保留原转交地址，同时存储注册请求中携带的新转交地址，并向移动节点发送注册应答；

b24.移动节点收到注册应答后，从移动节点与原基站之间保留的链路上发送取消注册请求；

b25.家乡代理收到取消注册请求后，删除原转交地址，并向移动节点发送注册应答；

则步骤c所述注册完成为：移动节点收到家乡代理删除原转交地址后发来的注册应答。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动节点从外地网络切换回家乡网络时，步骤b具体包括：

b31.移动节点在家乡网络中发送免费ARP消息，并向家乡代理发送取消注册请求；

b32.家乡代理收到取消注册请求后，删除移动节点的转交地址和隧道，并向移动节点返回注册应答；

则步骤c所述注册完成为：移动节点收到家乡代理发来的注册应答后，删除与外地代理之间建立的隧道。

5、根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在切换过程中，移动节点收到从不同链路发送过来的重复数据后，根据现有协议过滤一份重复数据。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动节点切换前或切换完成后，移动节点处于外地网络中时，家乡代理只绑定当前移动节点所在网络的转交地址；移动节点与当前基站所建立的两条链路处于同一网络中，且公用一个转交地址。

7、根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：预先选定要检测的触发参数，并设置相应的触发条件；则执行步骤a之前，该方法还进一步包括：

当前移动节点检测当前发现的所有基站的选定触发参数的信息；判断所检测到的触发参数信息是否满足设定的触发条件，如果满足，则再判断当前满足触发条件的的基站是否属于自身当前所在子网，如果不属于，则触发网络层切换；如果不满足触发条件或属于当前所在子网，则继续检测。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：当前移动节点获取并存储当前所处子网的所有基站信息，并实时获取当前所发现的所有基站的基站信息；

则所述判断是否属于当前子网为：当前移动节点将满足触发条件的基站的基站信息与自身存储的所有基站的基站信息进行匹配，如果均不匹配，则满足触发条件的基站不属于当前移动节点当前所在子网，否则属于当前移动节点当前所在子网。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述选定的触发参数为接收信号强度、或为信噪比。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基站信息为基站标识ID、或为基站所属子网的服务集标识SSID。

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