CN1942003A - 一种移动节点之间的通信方法及移动节点 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移动节点之间的通信方法及移动节点，其方法的核心为：两个需要通信的移动节点在其各自的转交地址处于变化状态时，相互传输转交地址的变化信息，并将其中一个移动节点作为移动的通信节点，所述移动的通信节点与移动节点之间通过其各自接收的转交地址的变化信息进行数据包传输。本发明避免了移动节点在与对端移动节点进行通信时，即充当移动节点角色、又充当通信节点角色的现象，明确了两个移动节点之间的角色划分；本发明能够使移动节点和移动的通信节点之间迅速通过路由优化方式进行通信；从而实现了完善移动IPv6协议、优化移动节点之间的绑定更新过程、优化移动节点之间的通信过程，提高移动节点之间通信速度的目的。

Description

一种移动节点之间的通信方法及移动节点
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种移动节点之间的通讯方法及移动节点。
背景技术
移动IP的基本设计要求为：节点在网络中移动时，可以保持与其他节点的可达性。移动IPv6定义了三个基本的通信实体，即移动节点、家乡代理和通信节点。移动节点始终以家乡地址来标识自己，当移动节点在家乡链路时，它的工作方式与固定节点完全相同，当移动节点漫游到外地链路时，它需要通过无状态或有状态方式自动获得其转交地址，然后，向家乡代理发送绑定更新消息，以注册其转交地址，移动节点也可以向通信节点发送绑定更新消息，注册其转交地址。
移动IPv6定义了两种移动节点和通信节点之间的通信方式：
一种是双向隧道方式。在该方式下，从通信节点发出的数据包被移动节点的家乡代理截获，然后，由移动节点的家乡代理通过隧道机制将数据包转发给移动节点，移动节点发往通信节点的数据包先通过反向隧道机制传输至移动节点的家乡代理，然后，由移动节点的家乡代理通过正常的路由方式将数据包发送到通信节点。
另一种是路由优化方式。在该方式下，首先要求移动节点向通信节点注册其转交地址，之后，移动节点和通信节点之间的数据包可以被直接路由到目的地址，而不需要经过移动节点的家乡代理中转。
按照移动IPv6的定义，通信节点可以是固定节点，也可以是移动节点，随着网络技术的不断发展，大量移动终端将出现在网络中，移动节点之间的通信需求也将日益增加，如何保证移动节点间通信的质量，尽量减少通信延迟是值得研究和解决的问题。
移动IPv6没有单独说明两个移动节点之间的通信过程，按照协议对移动节点和通信节点之间通信过程的描述，两个移动节点MN1和MN2之间的通信可概括为如下四种方式：
1、MN1和MN2都在家乡链路时，它们的通信过程与固定节点间的通信过程完全相同。
2、MN1在外地链路，而MN2在家乡链路时，两者之间可以按照移动节点MN1和固定的通信节点MN2的通信过程进行处理；反之亦然。
3、MN1和MN2相继离开家乡链路、并在隧道模式下工作时，即在MN1和MN2都不知道对方的转交地址时，它们之间的通信过程如下：
步骤A、MN1到达外地链路后完成向其家乡代理的注册过程。
步骤B、MN2到达外地链路后完成向其家乡代理的注册过程。
步骤C、MN1向MN2发送数据包，先经过反向隧道至MN1的家乡代理，然后，从MN1的家乡代理到MN2的家乡代理，最后，从MN2的家乡代理经过隧道传输至MN2的转交地址。
步骤D、MN2向MN1发送数据包的路径与上述步骤C中描述的路径相反。
4、MN1和MN2相继离开家乡链路时、并在路由优化模式下工作时，它们之间的通信过程如下：
步骤A、MN1到达外地链路后完成向其家乡代理的注册过程，然后，向MN2注册其转交地址，此时，MN2作为通信节点建立起与MN1的绑定缓存。
步骤B、MN2到达外地链路后完成向其家乡代理的注册过程。
步骤C、MN1向MN2发送数据包时，由于MN1自身的绑定更新列表中存在MN2家乡地址的信息入口，所以，MN1选择直接路由方式将数据包路由至MN2的家乡地址，然后，由MN2的家乡代理中转至MN2的转交地址。
步骤D、MN2向MN1发送绑定更新消息，注册其转交地址。此时，MN1和MN2彼此作为对方的通信节点，建立起与对方相关的绑定缓存。
步骤E、MN1和MN2以转交地址进行路由优化方式的通信。
从上述描述可以看出，当两个移动节点相继离开家乡链路、且这两个移动节点之间需要进行通信时，这两个节点都是既充当移动节点，又充当通信节点，角色定义不明确，彼此之间的关系复杂，不利于协议实现。当两个移动节点都在外地链路、且采用方式三进行通信时，数据包要先后经过两个移动节点各自的家乡代理，实现过程比较复杂，容易造成通信时延。当两个移动节点都在外地链路、且采用方式四进行通信时，两个移动节点之间转交地址绑定关系的建立过程比较复杂，容易导致时延丢包。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种移动节点之间的通信方法及移动节点，以明确移动IPv6中需要通信的两个移动节点之间的角色定义，优化移动节点之间的绑定更新过程，提高移动节点之间通信速度。
为达到上述目的，本发明提供的一种移动节点之间的通信方法，包括：
a、两个需要通信的移动节点在其各自的转交地址处于变化状态时，相互传输转交地址的变化信息，并将其中一个移动节点作为移动的通信节点；
b、所述移动的通信节点与移动节点之间通过其各自接收的转交地址的变化信息进行数据包传输。
所述步骤a具体包括：
a1、在两个需要通信的移动节点中，转交地址先处于变化状态的移动节点在其转交地址处于变化状态时，向其家乡代理和对端移动节点注册转交地址；
a2、接受移动节点注册转交地址的移动节点作为移动的通信节点；
a3、移动的通信节点在其转交地址处于变化状态时，将其转交地址的变化信息传输至所述移动节点。
所述步骤a3具体包括：
移动的通信节点在其转交地址处于变化状态时，根据其存储的绑定更新列表中的绑定信息确定向其注册转交地址的各移动节点，并将其转交地址的变化信息传输至所述各移动节点。
所述步骤a3中，将转交地址的变化信息传输至移动节点的步骤具体包括：
a31、移动的通信节点将其转交地址的变化信息通过绑定刷新请求消息传输至移动节点。
所述方法在步骤a之前还包括：
在绑定刷新请求消息中设置通信节点地址更新选项；
且所述步骤a31具体包括：
移动的通信节点将其转交地址的变化信息承载于携带有通信节点地址更新选项的绑定刷新请求消息中传输至移动节点。
所述步骤a中的变化状态为：已发生变化，所述移动的通信节点的转交地址的变化信息包括：转交地址变化前的地址信息和转交地址变化后的地址信息；
且所述步骤a31中的绑定刷新请求消息的源地址为：移动的通信节点的转交地址变化后的地址信息，目的地址为：移动节点的地址信息，所述通信节点地址更新选项中承载移动的通信节点的转交地址变化前的地址信息。
所述步骤a中的变化状态为：预期发生变化，所述移动的通信节点的转交地址的变化信息包括：通信节点的当前地址信息和通信节点的预期转交地址信息；
且所述步骤a31中的绑定刷新请求消息的源地址为：移动的通信节点的当前地址，目的地址为：移动节点的地址信息，所述通信节点地址更新选项中承载移动的通信节点的预期转交地址。
所述步骤b具体包括：
移动的通信节点与移动节点分别根据其接收的转交地址的变化信息更新各自的绑定更新列表；
移动的通信节点与移动节点分别根据其各自的绑定更新列表中的转交地址进行数据包传输。
所述移动节点为：移动IPv6中的移动节点、或快速转交移动IPv6中的移动节点、或分层移动IPv6中的移动节点。
本发明还提供一种移动节点，包括：
存储模块：在接收到对端移动节点传输来的绑定更新请求时，更新其存储的绑定更新列表，并存储其所在的移动节点为移动的通信节点的信息；
发送转交地址变化信息模块：当其所在的移动节点的转交地址处于变化状态、且存储模块中存储有移动节点为移动的通信节点的信息时，将转交地址的变化信息发送至向其注册转交地址的各移动节点；
数据包传输模块：根据存储模块中存储的绑定更新列表向对端移动节点发送数据包。
通过上述技术方案的描述可知，本发明将两个移动节点分别定义为移动节点和移动的通信节点，避免了移动节点在与对端移动节点进行通信时，即充当移动节点角色、又充当通信节点角色的现象，明确了两个移动节点之间的角色划分；移动的通信节点在其转交地址处于变化状态时，能够及时的将其转交地址的变化信息传输至移动节点，使移动节点的绑定信息能够及时刷新，保证了移动节点和通信节点之间可以迅速的通过路由优化方式进行通信；移动的通信节点通过发送绑定刷新请求消息，将其转交地址的变化信息传输至向其注册的各移动节点，使移动的通信节点能够与各移动节点之间迅速的通过路由优化方式进行通信，优化了移动节点之间的绑定更新过程，尽可能的避免了时延丢包的现象；本发明中移动的通信节点的转交地址处于变化状态可以为转交地址已发生变化、也可以为转交地址即将发生变化，使本发明能够适用于移动IPv6、快速转交移动IPv6、分层移动IPv6；从而通过本发明提供的技术方案实现了完善移动IPv6协议、优化移动节点之间的通信过程，提高移动节点之间通信速度的目的。
附图说明
图1是本发明的移动节点之间通信方法示意图。
具体实施方式
本发明的核心是：两个需要通信的移动节点在其各自的转交地址处于变化状态时，相互传输转交地址的变化信息，并将其中一个移动节点作为移动的通信节点，移动的通信节点与移动节点之间通过其各自接收的转交地址进行数据包传输。
下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
两个需要通信的移动节点在转交地址处于变化状态时，不仅需要将其转交地址的变化信息及时的通知对端移动节点，还需要进行角色分配，即其中一个移动节点以通信节点的角色与另一个移动节点进行通信，且在确定角色之后的整个通信过程中，一个移动节点始终充当通信节点的角色，另一个移动节点始终充当移动节点的角色。
上述移动的通信节点的转交地址处于变化状态可由节点的移动引起，如节点从一条链路移动到其他不同的链路等；也可以由节点的重新配置等原因引起。
将两个移动节点中的一个移动节点确定为移动的通信节点的方法可以为：当其中一个移动节点的转交地址首先处于变化状态时，在向其家乡代理注册其转交地址后，该移动节点会向另一个移动节点发送绑定更新消息，接收绑定更新消息的移动节点会根据其接收的绑定更新消息来更新其缓存中存储的绑定更新列表中的绑定关系，并向对端移动节点回复绑定更新应答消息，本发明可以将接收绑定更新消息的移动节点确定为移动的通信节点，将发送绑定更新消息的移动节点确定为移动节点。
在上述描述中移动节点向其家乡代理注册其转交地址时，家乡代理对移动节点的注册处理过程与移动IPv6中定义的过程完全相同。
当两个需要通信的移动节点中的一个移动节点的转交地址首先处于变化状态、并根据上述描述为两个移动节点分别分配了角色后，当移动的通信节点的转交地址处于变化状态时，移动的通信节点需要向与其通信的移动节点发送转交地址变化信息。
移动的通信节点的转交地址变化信息可通过绑定刷新消息传输，这样，移动的通信节点可通过检索自身绑定缓存中存储的绑定信息，将其转交地址变化信息通过绑定刷新消息传输至向其注册转交地址的各移动节点。从而，使向其注册转交地址的各移动节点都能够及时的获知移动的通信节点的转交地址变化信息。
移动IPv6中定义的移动头主要用于移动节点、通信节点和家乡代理进行与绑定创建和管理相关的消息中。移动头的格式如表1所示。
表1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Payload Proto| Header Len    |   MH Type       |   Reserved     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|            Checksum         |                                   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-                                  |
|                                                                 |
.                                                                 .
.                          Message Data                           .
.                                                                 .
|                                                                 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
表1中，MH Type用于指明移动消息的类型，如MH Type＝1表示该移动消息是绑定刷新请求。Message Data根据MH Type的不同而携带不同的消息数据，如MH Type＝1时，Message Data中携带的是绑定刷新请求消息。
移动IPv6定义的绑定刷新请求消息的格式如表2所示。
表2
                                   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                                   |           Reserved           |
+-+-+-+-+-+-++-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                                |
.                                                                .
.                      Mobility options                          .
.                                                                .
|                                                                |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
表2中，Mobility options为移动选项，移动IPv6为移动选项定义的通用格式如表3所示。
表3
 0                          1                         2              3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Option Type  |Option Length|   Option Data...
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
表3中，Option Type为移动选项类型，Option Length为移动选项长度，OptionData为移动选项数据。
本发明根据表3的移动选项的通用格式，新设置了一个通信节点地址更新选项，其格式如表4所示。
表4
0                   1               2                           3
                                    +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
                                    |   Type＝50    |  Length＝16   |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                                   |
+                                                                   +
|                                                                   |
+                      Correspondent  Address                       +
|                                                                   |
+                                                                  +
|                                                                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
表4中，Option Type应设置为区别于其它选项类型的数值，以标识该移动选项为通信节点地址更新选项，如可将Option Type设置为50等。CorrespondentAddress用于携带通信节点的地址信息。
在移动IPv6中，本发明的绑定刷新请求在移动的通信节点的转交地址发生变化后发送，绑定刷新请求的源地址是移动的通信节点的转交地址变化后的新地址信息，目的地址是对端移动节点的地址，移动的通信节点地址更新选项中携带的是移动的通信节点的转交地址变化前的旧地址信息。
在移动IPv6中，当移动节点接收到携带有通信节点地址更新选项的绑定刷新请求时，从通信节点地址更新选项中获取通信节点的旧地址信息，然后，根据通信节点的旧地址信息检索其自身缓存中的绑定更新列表，将通信节点的旧地址信息与绑定更新列表中移动节点已经发送的绑定更新消息的目的地址进行匹配，如果存在匹配的表项，移动节点删除该表项，并根据移动的通信节点的新地址信息，即绑定刷新请求消息中的源地址，启动回路由过程和绑定更新过程。
在快速转交移动IPv6或分层移动IPv6中，本发明的绑定刷新请求还可以在移动的通信节点的转交地址发生变化前发送，绑定刷新请求消息的源地址是移动的通信节点的当前地址信息，目的地址是对端移动节点的地址，通信节点地址更新选项中携带的是移动的通信节点预期的新地址信息。
在快速转交移动IPv6或分层移动IPv6中，当移动节点接收到携带有通信节点地址更新选项的绑定刷新请求时，从绑定刷新请求消息的源地址获取通信节点的旧地址信息，然后，根据通信节点的旧地址信息检索其自身缓存中的绑定更新列表，将通信节点的旧地址信息与绑定更新列表中移动节点已经发送的绑定更新消息的目的地址进行匹配，如果存在匹配的表项，移动节点删除该表项，并根据移动的通信节点的新地址信息，即通信节点地址更新选项中承载的地址信息，启动回路由过程和绑定更新过程。
移动节点和移动的通信节点通过上述描述过程能够及时获得对端节点的转交地址变化信息，从而使移动节点和移动的通信节点能够迅速的通过路由优化方式进行通信。
下面结合附图1对本发明的移动节点间的通信方法进行详细说明。
图1中，设定两个需要通信的移动节点分别为MN1和MN2。
在步骤1-1、当MN1的转交地址处于变化状态时，MN1向其家乡代理注册其转交地址，并向MN2发送绑定更新消息，以向MN2注册其转交地址。
到步骤1-2、MN2接收到MN1传输来的绑定更新消息后，将自己作为移动的通信节点建立其与MN1的绑定关系。
此时，如果MN1向MN2发送数据包，则到步骤1-3、由于MN1自身的绑定更新列表中存在MN2家乡地址的信息入口，所以，MN1选择直接路由方式将数据包路由至MN2的家乡地址，然后，由MN2的家乡代理中转至MN2。
此时，如果MN2向MN1发送数据包，则到步骤1-3、由于MN2自身的绑定更新列表中存在MN1的转交地址，所以，MN2选择直接路由方式将数据包直接路由至MN1。
如果MN2的转交地址处于变化状态，到步骤1-4、MN2检索其自身绑定缓存中存储的信息，确定所有向其注册转交地址的移动节点，并将携带有通信节点地址更新选项的绑定刷新请求发送至各移动节点，绑定刷新请求中承载有MN2的转交地址的变化信息。
到步骤1-5、MN1接收到MN2传输来的绑定刷新请求消息后，根据绑定刷新请求消息中承载的MN2的旧地址信息和新地址信息，更新其自身存储的绑定更新列表。
到步骤1-6、MN1将其需要发送的数据包根据MN2的转交地址通过路由优化方式传输至MN2；MN2将其需要发送的数据包根据MN1的转交地址通过路由优化方式传输至MN1。
通过上述描述可以看出，作为移动的通信节点的MN2能够在不需要向其家乡代理注册转交地址信息的情况下，与移动节点MN1直接进行通信，优化了通信过程，减少时延丢包的可能性。
本发明提供的移动节点包括：存储模块、发送转交地址变化信息模块和数据包传输模块。
存储模块主要用于存储绑定更新列表，存储模块在接收到对端移动节点传输来的绑定更新请求时，更新其存储的绑定更新列表，并存储其所在的移动节点为移动的通信节点的信息。
发送转交地址变化信息模块主要用于当其所在的移动节点的转交地址处于变化状态、且存储模块中存储有移动节点为移动的通信节点的信息时，将转交地址的变化信息发送至向其注册转交地址的各移动节点。发送转交地址变化信息模块可根据存储模块中存储的绑定更新列表确定向其注册转交地址的各移动节点，发送转交地址变化信息模块可通过绑定刷新消息将其转交地址的变化信息传输至各移动节点。具体如上述方法中的描述。
数据包传输模块主要用于根据存储模块中存储的绑定更新列表确定对端移动节点的转交地址，并根据对端移动节点的转交地址发送数据包。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (10)

1、一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，包括：
a、两个需要通信的移动节点在其各自的转交地址处于变化状态时，相互传输转交地址的变化信息，并将其中一个移动节点作为移动的通信节点；
b、所述移动的通信节点与移动节点之间通过其各自接收的转交地址的变化信息进行数据包传输。
2、如权利要求1所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：
a1、在两个需要通信的移动节点中，转交地址先处于变化状态的移动节点在其转交地址处于变化状态时，向其家乡代理和对端移动节点注册转交地址；
a2、接受移动节点注册转交地址的移动节点作为移动的通信节点；
a3、移动的通信节点在其转交地址处于变化状态时，将其转交地址的变化信息传输至所述移动节点。
3、如权利要求2所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，所述步骤a3具体包括：
移动的通信节点在其转交地址处于变化状态时，根据其存储的绑定更新列表中的绑定信息确定向其注册转交地址的各移动节点，并将其转交地址的变化信息传输至所述各移动节点。
4、如权利要求2所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，所述步骤a3中，将转交地址的变化信息传输至移动节点的步骤具体包括：
a31、移动的通信节点将其转交地址的变化信息通过绑定刷新请求消息传输至移动节点。
5、如权利要求4所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，所述方法在步骤a之前还包括：
在绑定刷新请求消息中设置通信节点地址更新选项；
且所述步骤a31具体包括：
移动的通信节点将其转交地址的变化信息承载于携带有通信节点地址更新选项的绑定刷新请求消息中传输至移动节点。
6、如权利要求5所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于：
所述步骤a中的变化状态为：已发生变化，所述移动的通信节点的转交地址的变化信息包括：转交地址变化前的地址信息和转交地址变化后的地址信息；
且所述步骤a31中的绑定刷新请求消息的源地址为：移动的通信节点的转交地址变化后的地址信息，目的地址为：移动节点的地址信息，所述通信节点地址更新选项中承载移动的通信节点的转交地址变化前的地址信息。
7、如权利要求5所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于：
所述步骤a中的变化状态为：预期发生变化，所述移动的通信节点的转交地址的变化信息包括：通信节点的当前地址信息和通信节点的预期转交地址信息；
且所述步骤a31中的绑定刷新请求消息的源地址为：移动的通信节点的当前地址，目的地址为：移动节点的地址信息，所述通信节点地址更新选项中承载移动的通信节点的预期转交地址。
8、如权利要求1所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：
移动的通信节点与移动节点分别根据其接收的转交地址的变化信息更新各自的绑定更新列表；
移动的通信节点与移动节点分别根据其各自的绑定更新列表中的转交地址进行数据包传输。
9、如权利要求1至8中任一权利要求所述的一种移动节点之间的通信方法，其特征在于，所述移动节点为：移动IPv6中的移动节点、或快速转交移动IPv6中的移动节点、或分层移动IPv6中的移动节点。
10、一种移动节点，其特征在于，包括：
存储模块：在接收到对端移动节点传输来的绑定更新请求时，更新其存储的绑定更新列表，并存储其所在的移动节点为移动的通信节点的信息；
发送转交地址变化信息模块：当其所在的移动节点的转交地址处于变化状态、且存储模块中存储有移动节点为移动的通信节点的信息时，将转交地址的变化信息发送至向其注册转交地址的各移动节点；
数据包传输模块：根据存储模块中存储的绑定更新列表向对端移动节点发送数据包。
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