專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動(dòng)IP領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策系統(tǒng)及方法，通過(guò)本地管理單元(LMU)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)支持MN選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在，為用戶(hù)提供隨處可及的通信服務(wù)?，F(xiàn)存無(wú)線(xiàn)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在覆蓋范圍、接入能力、地址范圍、對(duì)移動(dòng)的支持等方面存在差異，在為用戶(hù)提供豐富接入手段的同時(shí)，增加了網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性。多種網(wǎng)絡(luò)接口的移動(dòng)設(shè)備廣泛存在，用戶(hù)可以選擇接入“感興趣”的網(wǎng)絡(luò)。如何為應(yīng)用動(dòng)態(tài)地選擇“最優(yōu)”的承載網(wǎng)絡(luò)，更好地為終端用戶(hù)服務(wù)，成為值得關(guān)注的問(wèn)題。
IPv6作為NGN、NGI的核心、必選協(xié)議，近年來(lái)得到快速發(fā)展。而未來(lái)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)如3G、4G等，都將建立在IPv6的基礎(chǔ)上，并且移動(dòng)IPv6將對(duì)移動(dòng)性提供更好的支持。移動(dòng)IPv6是建立在IPv6的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的，其基本思想是，移動(dòng)設(shè)備在移動(dòng)計(jì)算中可以離開(kāi)本地網(wǎng)絡(luò)仍然可以透明地與互聯(lián)網(wǎng)保持聯(lián)絡(luò)，不用手工配置任何網(wǎng)絡(luò)信息就能夠繼續(xù)通信，并且能保持正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)連接不被中斷。經(jīng)過(guò)近幾年研究工作在全球的開(kāi)展，移動(dòng)IPv6在移動(dòng)性支持上已有相對(duì)成熟的協(xié)議棧和實(shí)現(xiàn)方案，但要求保障傳輸數(shù)據(jù)包及時(shí)、安全、可靠卻并非易事，而這些性能方面的要求又是保障移動(dòng)應(yīng)用部署的關(guān)鍵因素。從某種意義上來(lái)說(shuō)，移動(dòng)IPv6協(xié)議只是解決了移動(dòng)支持的問(wèn)題，而系統(tǒng)性能的提高還需要解決一些技術(shù)上的關(guān)鍵問(wèn)題。目前，切換方式根據(jù)切換網(wǎng)絡(luò)是否改變可以分為兩種垂直切換和水平切換。水平切換是一種在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行的切換，而垂直切換是一種在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行的切換，如無(wú)線(xiàn)與有線(xiàn)、WLAN與3G之間等。
目前，垂直切換問(wèn)題是重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行移動(dòng)通信要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)中選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)并切換到最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就面臨著兩個(gè)主要的問(wèn)題切換決策和切換管理。對(duì)于水平切換，切換決策均是以AP信號(hào)強(qiáng)弱作為參考標(biāo)準(zhǔn)，然而異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的垂直切換將依賴(lài)更多和服務(wù)質(zhì)量相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行切換決策。這樣將使切換決策變得更加復(fù)雜，尤其是切換決策流程的靈活架構(gòu)和服務(wù)質(zhì)量相關(guān)信息的實(shí)時(shí)采集成為了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。
網(wǎng)格技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，是一種信息社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的互聯(lián)互通，包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等。網(wǎng)格將連通一個(gè)個(gè)信息和資源孤島，能夠很好的匯聚信息；利用工作流技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)的組織系統(tǒng)流程。
現(xiàn)有技術(shù)中，芬蘭赫爾辛基大學(xué)基于移動(dòng)IPv6開(kāi)發(fā)的MIPL項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的垂直切換策略選擇，英國(guó)劍橋大學(xué)的COMS項(xiàng)目使用移動(dòng)IPv6技術(shù)，針對(duì)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)WLAN和GPRS網(wǎng)絡(luò)的整合以及這兩個(gè)間的垂直切換也提出了相應(yīng)的垂直切換方法，但都缺乏對(duì)多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的切換選擇以及接口管理的有效、靈活的控制方法。將網(wǎng)格技術(shù)與移動(dòng)IPv6技術(shù)相結(jié)合，能夠更好的支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的垂直切換決策問(wèn)題，提出一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)其方法支持MN在切換過(guò)程中根據(jù)用戶(hù)制定的策略和網(wǎng)絡(luò)狀況對(duì)于不同制式介入網(wǎng)絡(luò)的切換決策，解決了MN在重復(fù)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于它包括本地管理單元LMU和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN，本地管理單元LMU收集網(wǎng)絡(luò)性能信息，注冊(cè)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的性能信息管理模塊；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)綜合考慮自身性能信息、網(wǎng)絡(luò)性能信息和用戶(hù)制定的策略后，選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；所述的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN包括網(wǎng)格工作流引擎、策略建模服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)、性能信息索引服務(wù)、自身性能信息索引服務(wù)、評(píng)估決策模塊、切換觸發(fā)服務(wù)、監(jiān)測(cè)管理模塊和移動(dòng)IPv6切換控制模塊9個(gè)部分，其中網(wǎng)格工作流引擎負(fù)責(zé)以工作流的方式調(diào)度協(xié)調(diào)策略建模服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)、性能信息索引服務(wù)、自身性能信息索引服務(wù)、評(píng)估決策模塊、切換觸發(fā)服務(wù)；策略建模服務(wù)用來(lái)定義切換決策和各種關(guān)聯(lián)的性能信息之間的關(guān)系，其中包括三種類(lèi)型的信息網(wǎng)絡(luò)性能信息、自身性能信息和應(yīng)用信息；網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)負(fù)責(zé)在MN開(kāi)始檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和其它相關(guān)性能信息之前，為切換指出不合適的備選網(wǎng)絡(luò)，減少M(fèi)N決策時(shí)間；自身性能信息索引服務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)MN設(shè)備自身的性能參數(shù)，包括價(jià)格、安全級(jí)別、可用能量、優(yōu)先級(jí)和性能；性能信息索引服務(wù)負(fù)責(zé)集中管理MN自身的性能信息和LMU測(cè)得的網(wǎng)絡(luò)性能信息，供MN進(jìn)行切換決策；評(píng)估決策模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能信息和用戶(hù)制定的策略，將所有備選網(wǎng)絡(luò)排序，以選出最好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；切換觸發(fā)服務(wù)在MN當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)性能無(wú)法滿(mǎn)足正常應(yīng)用或者M(jìn)N進(jìn)入到更好的網(wǎng)絡(luò)后，觸發(fā)切換過(guò)程；監(jiān)測(cè)管理模塊使用戶(hù)通過(guò)圖形化界面隨時(shí)改變策略并監(jiān)視MN的狀態(tài)；移動(dòng)IPv6切換控制模塊接收來(lái)自評(píng)估決策模塊的命令并執(zhí)行面向流的切換；所述的LMU主要包括網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)和切換輔助模塊，其中網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的性能信息，包括價(jià)格、帶寬、RTT、丟包率、抖動(dòng)、能量消耗和覆蓋面積，并注冊(cè)到MN的性能信息管理模塊，以便進(jìn)行切換決策；切換輔助模塊完成MN切換時(shí)的快速切換和平滑切換的輔助工作，包括關(guān)聯(lián)信息的提供和切換時(shí)數(shù)據(jù)包的緩存與轉(zhuǎn)發(fā)。
一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制方法，其特點(diǎn)在于(1)LMU完成網(wǎng)絡(luò)側(cè)性能信息的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果注冊(cè)到MN的性能信息索引服務(wù)；(2)MN完成自身性能信息的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果注冊(cè)到性能信息索引服務(wù)；(3)切換觸發(fā)服務(wù)周期地查看性能信息索引服務(wù)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況，當(dāng)用戶(hù)設(shè)定的切換條件滿(mǎn)足時(shí)，觸發(fā)切換過(guò)程；(4)網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)根據(jù)用戶(hù)制定的策略和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況信息過(guò)濾掉一些不符合條件的備選網(wǎng)絡(luò)，大量減少備選切換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，節(jié)省MN切換決策的時(shí)間；(5)評(píng)估決策模塊根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況信息和用戶(hù)的喜好，在網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)過(guò)濾后的備選網(wǎng)絡(luò)中選出最好的網(wǎng)絡(luò)作為切換目標(biāo)，并將決策結(jié)果發(fā)送給切換控制模塊；(6)移動(dòng)IPv6控制模塊根據(jù)評(píng)估決策模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的決策結(jié)果，執(zhí)行垂直切換過(guò)程；(7)用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)管理模塊改變配置策略，并監(jiān)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的整體狀況。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明所提供的系統(tǒng)及其方法利用網(wǎng)格服務(wù)技術(shù)有效地解決了移動(dòng)設(shè)備在重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的選擇問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明的移動(dòng)IPv6的垂直切換框架示意圖；圖2為本發(fā)明的基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制方法過(guò)程示意圖；圖4為本發(fā)明的策略建模服務(wù)示意圖；圖5為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)流程圖；
圖6為本發(fā)明的性能信息索引服務(wù)示意圖；圖7為本發(fā)明的LMU網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)表；圖8為本發(fā)明的MN自身性能參數(shù)表；圖9為本發(fā)明的評(píng)估決策模塊流程圖；圖10為本發(fā)明的切換觸發(fā)服務(wù)流程圖；圖11為本發(fā)明的監(jiān)測(cè)管理模塊示意圖；圖12為本發(fā)明的切換控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，為重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下垂直切換的場(chǎng)景描述圖，包括LMU和MN，MN為具備多種制式網(wǎng)絡(luò)接口的移動(dòng)設(shè)備，其中包括802.3、802.11、GPRS、CDMA1X、3G等網(wǎng)絡(luò)制式；該架構(gòu)在每一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)部署一個(gè)LMU，LMU可以部署在每個(gè)子網(wǎng)的任何一臺(tái)主機(jī)上，也可以部署在接入路由器上。通過(guò)LMU的輔助，MN完成在重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中選擇最優(yōu)的接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換。
如圖2所示，本發(fā)明的MN包括九個(gè)部分，分別是網(wǎng)格工作流引擎、策略建模服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)、自身性能信息索引服務(wù)、性能信息索引服務(wù)、評(píng)估決策模塊、切換觸發(fā)服務(wù)、監(jiān)測(cè)管理模塊和移動(dòng)IPv6切換控制模塊，其中網(wǎng)格工作流引擎負(fù)責(zé)以工作流的方式調(diào)度協(xié)調(diào)其它各個(gè)模塊；策略建模服務(wù)用來(lái)定義切換決策和各種關(guān)聯(lián)的性能信息之間的關(guān)系，其中包括三種類(lèi)型的信息網(wǎng)絡(luò)性能信息，自身性能信息和應(yīng)用信息；網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇模塊在MN開(kāi)始檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和其它相關(guān)性能信息之前，為切換指出不合適的備選網(wǎng)絡(luò)，減少M(fèi)N決策時(shí)間；自身性能信息索引服務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)MN設(shè)備自身的性能參數(shù)，包括價(jià)格、安全級(jí)別、可用能量、優(yōu)先級(jí)和性能；性能信息索引服務(wù)負(fù)責(zé)集中管理MN自身的性能信息和LMU測(cè)得的網(wǎng)絡(luò)性能信息，供MN進(jìn)行切換決策；評(píng)估決策模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能信息和用戶(hù)的喜好，將所有備選網(wǎng)絡(luò)排序，以選出最好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；切換觸發(fā)模塊在MN當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)性能無(wú)法滿(mǎn)足正常應(yīng)用或者M(jìn)N進(jìn)入到更好的網(wǎng)絡(luò)后，觸發(fā)切換過(guò)程；監(jiān)測(cè)管理模塊可以使用戶(hù)通過(guò)圖形化界面隨時(shí)改變策略并監(jiān)視MN的狀態(tài)；移動(dòng)IPv6切換控制模塊接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估模塊的命令并執(zhí)行面向流的切換。
LMU包括LMU1、LMU2...LMUn，每個(gè)LMU包括兩個(gè)部分，分別是網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)和切換輔助模塊，其中網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的性能信息，包括價(jià)格、帶寬、RTT、丟包率、抖動(dòng)、能量消耗和覆蓋面積，并注冊(cè)到MN的性能信息管理模塊，以便進(jìn)行切換決策；切換輔助模塊完成MN切換時(shí)的快速切換和平滑切換的輔助工作，包括關(guān)聯(lián)信息的提供和切換時(shí)數(shù)據(jù)包的緩存與轉(zhuǎn)發(fā)。
如圖3所示，本發(fā)明的基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策方法過(guò)過(guò)程，包括如下步驟(1)LMU完成網(wǎng)絡(luò)側(cè)性能信息的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果注冊(cè)到MN的性能信息索引服務(wù)；(2)MN完成自身性能信息的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果注冊(cè)到性能信息索引服務(wù)；(3)切換觸發(fā)服務(wù)周期地查看性能信息索引服務(wù)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況，當(dāng)用戶(hù)設(shè)定的切換條件滿(mǎn)足時(shí)，觸發(fā)切換過(guò)程；(4)網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)根據(jù)用戶(hù)制定的策略和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況信息過(guò)濾掉一些不符合條件的備選網(wǎng)絡(luò)，大量減少備選切換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，節(jié)省MN切換決策的時(shí)間；(5)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估模塊根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況信息和用戶(hù)的喜好，在網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇模塊過(guò)濾后的備選網(wǎng)絡(luò)中選出最好的網(wǎng)絡(luò)作為切換目標(biāo)，并將決策結(jié)果發(fā)送給切換控制模塊；(6)移動(dòng)IPv6控制模塊根據(jù)評(píng)估決策模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的決策結(jié)果，執(zhí)行垂直切換過(guò)程；
(7)用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)管理模塊改變配置策略，并監(jiān)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的整體狀況；通過(guò)上述步驟即有效地利用網(wǎng)格服務(wù)解決了具備多種網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)的垂直切換過(guò)程中，切換決策的產(chǎn)生，以便切入到最好的網(wǎng)絡(luò)中。
如圖4所示，為本發(fā)明的策略建模服務(wù)示意圖。策略建模服務(wù)從監(jiān)測(cè)管理模塊處獲取用戶(hù)設(shè)置的配置策略，并據(jù)此定義切換決策和各種關(guān)聯(lián)的性能信息之間的關(guān)系，其中包括三種類(lèi)型的信息網(wǎng)絡(luò)性能信息、自身性能信息和應(yīng)用信息。在評(píng)估決策服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)請(qǐng)求匹配策略時(shí)，策略建模服務(wù)將相應(yīng)的匹配策略傳遞給對(duì)應(yīng)服務(wù)。
如圖5所示，為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)流程圖。啟動(dòng)后，網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)首先向策略建模服務(wù)請(qǐng)求預(yù)先選擇策略，并等待切換觸發(fā)服務(wù)向其發(fā)送切換觸發(fā)通告，其中包括備選網(wǎng)絡(luò)信息。在收到該通告后，網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)根據(jù)預(yù)先選擇策略過(guò)濾掉部分備選網(wǎng)絡(luò)，并將剩余備選網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給評(píng)估決策模塊從中選取目標(biāo)切換網(wǎng)絡(luò)。如服務(wù)未結(jié)束，則網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)繼續(xù)等待切換觸發(fā)服務(wù)的切換觸發(fā)通告。網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)通過(guò)在在MN開(kāi)始檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和其它相關(guān)性能信息之前，根據(jù)用戶(hù)制定的策略和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況信息過(guò)濾掉一些不符合條件的備選網(wǎng)絡(luò)，大量減少了備選切換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，節(jié)省了MN切換決策的時(shí)間。
如圖6所示，為本發(fā)明的性能信息索引服務(wù)示意圖。性能信息索引服務(wù)分別從LMU側(cè)的網(wǎng)絡(luò)性能信息索引服務(wù)和本機(jī)的自身性能信息索引服務(wù)處獲取網(wǎng)絡(luò)性能信息和自身性能信息，并將其集中管理。在切換觸發(fā)服務(wù)和評(píng)估決策服務(wù)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)信息時(shí)，性能信息索引服務(wù)將相應(yīng)的性能信息傳遞給對(duì)應(yīng)服務(wù)。性能信息索引服務(wù)通過(guò)集中管理MN自身的性能信息和LMU測(cè)得的網(wǎng)絡(luò)性能信息，便于MN進(jìn)行切換決策。
如圖7所示，為L(zhǎng)MU上的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)表，其中每一行對(duì)應(yīng)一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)，包括“協(xié)議類(lèi)型”、“電量消耗”、“服務(wù)價(jià)格”、“網(wǎng)絡(luò)丟包率”、“數(shù)據(jù)包重傳率”、“網(wǎng)絡(luò)ID”、“網(wǎng)絡(luò)帶寬”、“往返時(shí)間”和“QoS類(lèi)型”等。
如圖8所示，為MN上的本機(jī)性能參數(shù)表，其中每一行對(duì)應(yīng)一項(xiàng)本機(jī)性能參數(shù)，包括“狀態(tài)”、“安全級(jí)別”、“可用能量”和“優(yōu)先級(jí)”等。
如圖9所示，為本發(fā)明的評(píng)估決策模塊流程圖。啟動(dòng)后，決策評(píng)估模塊首先向策略建模服務(wù)請(qǐng)求QoS匹配策略，并等待網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)發(fā)送備選網(wǎng)絡(luò)通告，其中包括備選網(wǎng)絡(luò)信息。在接收到備選網(wǎng)絡(luò)通告后，評(píng)估決策模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能信息和用戶(hù)制定的策略，將網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)過(guò)濾后的備選網(wǎng)絡(luò)排序，以選出最好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換。完成選擇后評(píng)估決策模塊將選擇結(jié)果發(fā)送給切換控制模塊，以在后者的控制下執(zhí)行垂直切換過(guò)程。如服務(wù)未結(jié)束，則評(píng)估決策模塊繼續(xù)等待網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)發(fā)送備選網(wǎng)絡(luò)通告。
如圖10所示，為本發(fā)明的切換觸發(fā)服務(wù)流程圖。啟動(dòng)后，切換觸發(fā)服務(wù)周期地請(qǐng)求性能信息索引服務(wù)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)與本機(jī)的性能信息，當(dāng)用戶(hù)設(shè)定的切換條件滿(mǎn)足時(shí)，觸發(fā)切換過(guò)程。切換觸發(fā)服務(wù)即向預(yù)先選擇服務(wù)發(fā)送切換觸發(fā)通告，其中包括備選網(wǎng)絡(luò)信息以便預(yù)先選擇服務(wù)進(jìn)行篩選。
如圖11所示，為本發(fā)明的檢測(cè)管理模塊示意圖。用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)管理模塊改變配置策略，并監(jiān)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的整體狀況，包括網(wǎng)絡(luò)性能信息和本機(jī)性能信息。檢測(cè)管理模塊將用戶(hù)設(shè)置的配置策略傳遞給策略建模服務(wù)，并從性能信息索引服務(wù)處獲取QoS相關(guān)的性能信息，提供給用戶(hù)。
如圖12所示，為本發(fā)明的切換控制流程圖。其中涉及MN上的切換控制模塊和LMU上的切換輔助模塊。圖中的LMU1為MN在切換發(fā)生前所在子網(wǎng)的LMU，LMU2為切換目標(biāo)子網(wǎng)的LMU。具體切換步驟如下A、當(dāng)MN的切換控制模塊收到本機(jī)評(píng)估決策模塊發(fā)來(lái)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)選擇結(jié)果后，啟動(dòng)切換流程。MN切換控制模塊向當(dāng)前子網(wǎng)的LMU發(fā)送“網(wǎng)絡(luò)切換請(qǐng)求”消息，其中包括切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的信息；B、當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊收到“網(wǎng)絡(luò)切換請(qǐng)求”消息以后，啟動(dòng)對(duì)該MN的切換服務(wù)，并回送“網(wǎng)絡(luò)切換應(yīng)答”消息；C、MN的切換控制模塊向目標(biāo)子網(wǎng)的LMU發(fā)送“預(yù)期地址配置請(qǐng)求”消息，由后者的切換輔助模塊輔助生成MN在目標(biāo)子網(wǎng)的轉(zhuǎn)交地址，并回送“預(yù)期地址應(yīng)答”消息；D、當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊與目標(biāo)子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊之間通過(guò)“緩存初始化請(qǐng)求”消息與“緩存初始化應(yīng)答”信令，對(duì)目標(biāo)子網(wǎng)LMU的緩存進(jìn)行初始化；E、當(dāng)目標(biāo)子網(wǎng)的LMU完成緩存初始化操作以后，向當(dāng)前子網(wǎng)的LMU發(fā)送“隧道建立請(qǐng)求”消息；當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊對(duì)請(qǐng)求消息做出應(yīng)答后，新舊子網(wǎng)的LMU之間建立雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)隧道；F、MN切換控制模塊獲得在目標(biāo)子網(wǎng)的轉(zhuǎn)交地址以后，向當(dāng)前子網(wǎng)的LMU發(fā)送“代理轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求”消息；G、當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換控制模塊在收到MN的“代理轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求”消息以后，經(jīng)隧道轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)為MN的數(shù)據(jù)包到目標(biāo)子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊，由目標(biāo)子網(wǎng)LMU對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存，隨即當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助控制模塊向MN發(fā)送“代理轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答”消息；H、MN的切換控制模塊收到“代理轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答”消息后，斷開(kāi)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，連接目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；I、MN進(jìn)入目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)以后，由切換控制模塊向目標(biāo)子網(wǎng)的LMU發(fā)送“緩存轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求”消息，目標(biāo)子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊將緩存的數(shù)據(jù)包傳送給MN。
至此，整個(gè)切換過(guò)程結(jié)束。在以上切換流程中，通過(guò)預(yù)先生成MN在目標(biāo)子網(wǎng)的轉(zhuǎn)交地址保證了切換的快速性，通過(guò)在MN切換過(guò)程中由目標(biāo)子網(wǎng)LMU為MN緩存數(shù)據(jù)保證了切換的平滑性。
對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)可顯而易見(jiàn)的得出其他優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，具有更廣方面的本發(fā)明并不局限于這里所示出的并且所描述的具體說(shuō)明及示例性實(shí)施例。因此，在不脫離由隨后權(quán)利要求及其等價(jià)體所定義的一般發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可對(duì)其做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于它包括本地管理單元LMU和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN，本地管理單元LMU收集網(wǎng)絡(luò)性能信息，注冊(cè)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的性能信息管理模塊；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN通過(guò)綜合考慮自身性能信息、網(wǎng)絡(luò)性能信息和用戶(hù)制定的策略后，選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；所述的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN包括網(wǎng)格工作流引擎、策略建模服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)、性能信息索引服務(wù)、自身性能信息索引服務(wù)、評(píng)估決策模塊、切換觸發(fā)服務(wù)、監(jiān)測(cè)管理模塊和移動(dòng)IPv6切換控制模塊9個(gè)部分，其中網(wǎng)格工作流引擎負(fù)責(zé)以工作流的方式調(diào)度協(xié)調(diào)策略建模服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)、性能信息索引服務(wù)、自身性能信息索引服務(wù)、評(píng)估決策模塊、切換觸發(fā)服務(wù)；策略建模服務(wù)用來(lái)定義切換決策和各種關(guān)聯(lián)的性能信息之間的關(guān)系，其中包括三種類(lèi)型的信息網(wǎng)絡(luò)性能信息、自身性能信息和應(yīng)用信息；網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)負(fù)責(zé)在MN開(kāi)始檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量和其它相關(guān)性能信息之前，為切換指出不合適的備選網(wǎng)絡(luò)，減少M(fèi)N決策時(shí)間；自身性能信息索引服務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)MN設(shè)備自身的性能參數(shù)，包括價(jià)格、安全級(jí)別、可用能量、優(yōu)先級(jí)和性能；性能信息索引服務(wù)負(fù)責(zé)集中管理MN自身的性能信息和LMU測(cè)得的網(wǎng)絡(luò)性能信息，供MN進(jìn)行切換決策；評(píng)估決策模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能信息和用戶(hù)制定的策略，將所有備選網(wǎng)絡(luò)排序，以選出最好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；切換觸發(fā)服務(wù)在MN當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)性能無(wú)法滿(mǎn)足正常應(yīng)用或者M(jìn)N進(jìn)入到更好的網(wǎng)絡(luò)后，觸發(fā)切換過(guò)程；監(jiān)測(cè)管理模塊使用戶(hù)通過(guò)圖形化界面隨時(shí)改變策略并監(jiān)視MN的狀態(tài)；移動(dòng)IPv6切換控制模塊接收來(lái)自評(píng)估決策模塊的命令并執(zhí)行面向流的切換；所述的LMU包括子網(wǎng)LMU1、LMU2...LMUn，每個(gè)LMU主要包括網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)和切換輔助模塊，其中網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)用來(lái)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的性能信息，包括價(jià)格、帶寬、RTT、丟包率、抖動(dòng)、能量消耗和覆蓋面積，并注冊(cè)到MN的性能信息管理模塊，以便進(jìn)行切換決策；切換輔助模塊完成MN切換時(shí)的快速切換和平滑切換的輔助工作，包括關(guān)聯(lián)信息的提供和切換時(shí)數(shù)據(jù)包的緩存與轉(zhuǎn)發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的網(wǎng)格工作流引擎的主要實(shí)現(xiàn)在切換決策過(guò)程中根據(jù)用戶(hù)定義的切換決策過(guò)程模型完成對(duì)于各種服務(wù)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)服務(wù)執(zhí)行邏輯與服務(wù)實(shí)現(xiàn)的分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的策略建模服務(wù)從監(jiān)測(cè)管理模塊處獲取用戶(hù)設(shè)置的配置策略，并據(jù)此定義切換決策和各種關(guān)聯(lián)的性能信息之間的關(guān)系，其中包括三種類(lèi)型的信息網(wǎng)絡(luò)性能信息、自身性能信息和應(yīng)用信息。在評(píng)估決策服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)請(qǐng)求匹配策略時(shí)，策略建模服務(wù)將相應(yīng)的匹配策略傳遞給對(duì)應(yīng)服務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)啟動(dòng)后，網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)首先向策略建模服務(wù)請(qǐng)求預(yù)先選擇策略，并等待切換觸發(fā)服務(wù)向其發(fā)送切換觸發(fā)通告，其中包括備選網(wǎng)絡(luò)信息；在收到該通告后，網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)根據(jù)預(yù)先選擇策略過(guò)濾掉部分備選網(wǎng)絡(luò)，并將剩余備選網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給評(píng)估決策模塊從中選取目標(biāo)切換網(wǎng)絡(luò)；如服務(wù)未結(jié)束，則網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)繼續(xù)等待切換觸發(fā)服務(wù)的切換觸發(fā)通告。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的性能信息索引服務(wù)分別從LMU側(cè)的網(wǎng)絡(luò)性能信息索引服務(wù)和本機(jī)的自身性能信息索引服務(wù)處獲取網(wǎng)絡(luò)性能信息和自身性能信息，并將其集中管理，在切換觸發(fā)服務(wù)和評(píng)估決策服務(wù)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)信息時(shí)，性能信息索引服務(wù)將相應(yīng)的性能信息傳遞給對(duì)應(yīng)服務(wù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的評(píng)估決策模塊啟動(dòng)后，決策評(píng)估模塊首先向策略建模服務(wù)請(qǐng)求QoS匹配策略，并等待網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)發(fā)送備選網(wǎng)絡(luò)通告，其中包括備選網(wǎng)絡(luò)信息。在接收到備選網(wǎng)絡(luò)通告后，評(píng)估決策模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能信息和用戶(hù)制定的策略，將網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)過(guò)濾后的備選網(wǎng)絡(luò)排序，以選出最好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；完成選擇后評(píng)估決策模塊將選擇結(jié)果發(fā)送給切換控制模塊，以在后者的控制下執(zhí)行垂直切換過(guò)程；如服務(wù)未結(jié)束，則評(píng)估決策模塊繼續(xù)等待網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)發(fā)送備選網(wǎng)絡(luò)通告。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的切換觸發(fā)服務(wù)啟動(dòng)后，切換觸發(fā)服務(wù)周期地請(qǐng)求性能信息索引服務(wù)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)與本機(jī)的性能信息，當(dāng)用戶(hù)設(shè)定的切換條件滿(mǎn)足時(shí)，觸發(fā)切換過(guò)程，切換觸發(fā)服務(wù)即向預(yù)先選擇服務(wù)發(fā)送切換觸發(fā)通告，其中包括備選網(wǎng)絡(luò)信息以便預(yù)先選擇服務(wù)進(jìn)行篩選。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的監(jiān)測(cè)管理模塊啟動(dòng)后，用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)管理模塊改變配置策略，并監(jiān)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的整體狀況，包括網(wǎng)絡(luò)性能信息和本機(jī)性能信息；檢測(cè)管理模塊將用戶(hù)設(shè)置的配置策略傳遞給策略建模服務(wù)，并從性能信息索引服務(wù)處獲取QoS相關(guān)的性能信息，提供給用戶(hù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)，其特征在于所述的移動(dòng)IPv6切換控制模塊涉及MN上的切換控制模塊和LMU上的切換輔助模塊，具體切換步驟如下A、當(dāng)MN的切換控制模塊收到本機(jī)評(píng)估決策模塊發(fā)來(lái)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)選擇結(jié)果后，啟動(dòng)切換流程，MN切換控制模塊向當(dāng)前子網(wǎng)的LMU發(fā)送“網(wǎng)絡(luò)切換請(qǐng)求”消息，其中包括切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的信息；B、當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊收到“網(wǎng)絡(luò)切換請(qǐng)求”消息以后，啟動(dòng)對(duì)該MN的切換服務(wù)，并回送“網(wǎng)絡(luò)切換應(yīng)答”消息；C、MN的切換控制模塊向目標(biāo)子網(wǎng)的LMU發(fā)送“預(yù)期地址配置請(qǐng)求”消息，由后者的切換輔助模塊輔助生成MN在目標(biāo)子網(wǎng)的轉(zhuǎn)交地址，并回送“預(yù)期地址應(yīng)答”消息；D、當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊與目標(biāo)子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊之間通過(guò)“緩存初始化請(qǐng)求”消息與“緩存初始化應(yīng)答”信令，對(duì)目標(biāo)子網(wǎng)LMU的緩存進(jìn)行初始化；E、當(dāng)目標(biāo)子網(wǎng)的LMU完成緩存初始化操作以后，向當(dāng)前子網(wǎng)的LMU發(fā)送“隧道建立請(qǐng)求”消息；當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊對(duì)請(qǐng)求消息做出應(yīng)答后，新舊子網(wǎng)的LMU之間建立雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)隧道；F、MN切換控制模塊獲得在目標(biāo)子網(wǎng)的轉(zhuǎn)交地址以后，向當(dāng)前子網(wǎng)的LMU發(fā)送“代理轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求”消息；G、當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換控制模塊在收到MN的“代理轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求”消息以后，經(jīng)隧道轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)為MN的數(shù)據(jù)包到目標(biāo)子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊，由目標(biāo)子網(wǎng)LMU對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存，隨即當(dāng)前子網(wǎng)LMU的切換輔助控制模塊向MN發(fā)送“代理轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答”消息；H、MN的切換控制模塊收到“代理轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答”消息后，斷開(kāi)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，連接目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；I、MN進(jìn)入目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)以后，由切換控制模塊向目標(biāo)子網(wǎng)的LMU發(fā)送“緩存轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求”消息，目標(biāo)子網(wǎng)LMU的切換輔助模塊將緩存的數(shù)據(jù)包傳送給MN，至此，整個(gè)切換過(guò)程結(jié)束。
10.一種基于網(wǎng)格服務(wù)的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制方法，其特征在于(1)LMU完成網(wǎng)絡(luò)側(cè)性能信息的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果注冊(cè)到MN的性能信息索引服務(wù)；(2)MN完成自身性能信息的監(jiān)測(cè)，并將結(jié)果注冊(cè)到性能信息索引服務(wù)；(3)切換觸發(fā)服務(wù)周期地查看性能信息索引服務(wù)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況，當(dāng)用戶(hù)設(shè)定的切換條件滿(mǎn)足時(shí)，觸發(fā)切換過(guò)程；(4)網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)根據(jù)用戶(hù)制定的策略和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀況信息過(guò)濾掉一些不符合條件的備選網(wǎng)絡(luò)，大量減少備選切換網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，節(jié)省MN切換決策的時(shí)間；(5)評(píng)估決策模塊根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況信息和用戶(hù)的喜好，在網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)過(guò)濾后的備選網(wǎng)絡(luò)中選出最好的網(wǎng)絡(luò)作為切換目標(biāo)，并將決策結(jié)果發(fā)送給切換控制模塊；(6)移動(dòng)IPv6控制模塊根據(jù)評(píng)估決策模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的決策結(jié)果，執(zhí)行垂直切換過(guò)程；(7)用戶(hù)可以通過(guò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)管理模塊改變配置策略，并監(jiān)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的整體狀況。
全文摘要
一種基于網(wǎng)格的移動(dòng)IPv6動(dòng)態(tài)切換決策控制系統(tǒng)及方法，包括本地管理單元LMU和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN，本地管理單元LMU收集網(wǎng)絡(luò)性能信息，注冊(cè)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN的性能信息管理模塊；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)綜合考慮自身性能信息、網(wǎng)絡(luò)性能信息和用戶(hù)制定的策略后，選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN包括網(wǎng)格工作流引擎、策略建模服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)預(yù)先選擇服務(wù)、性能信息索引服務(wù)、自身性能信息索引服務(wù)、評(píng)估決策模塊、切換觸發(fā)服務(wù)、監(jiān)測(cè)管理模塊和移動(dòng)IPv6切換控制模塊9個(gè)部分；LMU主要包括網(wǎng)絡(luò)性能索引服務(wù)和切換輔助模塊。本發(fā)明利用網(wǎng)格服務(wù)技術(shù)有效地解決了移動(dòng)設(shè)備在重疊覆蓋的多制式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的選擇問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04W24/08GK1889775SQ200610088979
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者王劍白, 孫波, 李未, 魏嵬, 周瓊瓊, 陳 峰, 樓亦華 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)