專利名稱：一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，屬于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
組播作為一種有效利用帶寬資源的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自出現(xiàn)以來一直是研究的熱點問題之一。組播的目的是提供一種有效的組通信方式，發(fā)送者無需知道具體的組成員就可以發(fā)送組播數(shù)據(jù)，接收者無須知道組播源就可以接收數(shù)據(jù)。組成員是開放的，每個節(jié)點都可以隨時加入或離開組。組播技術(shù)的應(yīng)用能減收固定網(wǎng)絡(luò)中重復(fù)數(shù)據(jù)的傳送，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。組播技術(shù)和單播路由都屬于第三層技術(shù)，它們的區(qū)別是單播只是往一個接口轉(zhuǎn)發(fā)，組播是向一組接口轉(zhuǎn)發(fā)。組播最初的設(shè)計只是針對固定節(jié)點，沒有考慮移動性的組成員。隨著移動IP、移動子網(wǎng)(NEMO)等技術(shù)的出現(xiàn)，移動組播技術(shù)進(jìn)入人們的視野并逐漸成為了一個研究的熱點，一些移動組播方案相繼被提出。
移動組播方案可以分為四類一是基于雙向隧道(BT)的方案；二是基于遠(yuǎn)程加入(RS)的方案；三是結(jié)合BT和RS的組播代理方案；四是基于上層協(xié)議的方案?；贐T的移動組播方案利用移動IP技術(shù)構(gòu)建的隧道傳播組播相關(guān)的信息如IGMP/MLD消息等。在MN移動過程中，不需要重構(gòu)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，不需要外地網(wǎng)絡(luò)支持組播服務(wù)。但是，隧道方式利用單播封裝組播包，存在延時和開銷較大、路由不優(yōu)化等問題，降低了組播的效率?；赗S方式的移動組播方案是指MN移動到外地后，直接向外地網(wǎng)絡(luò)發(fā)送組播加入消息，重新加入到組播組。此類方案能夠提供優(yōu)化的組播路由，但需要重構(gòu)組播轉(zhuǎn)發(fā)樹，尤其是當(dāng)MN移動速度過快時，頻繁重構(gòu)會造成開銷過大，組播數(shù)據(jù)包丟失嚴(yán)重等問題。組播代理方案是在BT和RS之間折中，采用不同的算法在MN的移動路線上選出組播代理節(jié)點，利用組播代理為MN轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)，減少BT方式中隧道的長度和RS方式中組播樹的重構(gòu)次數(shù)。這類方案目前研究的比較多，組播性能比較好，但是關(guān)于組播代理的選擇算法和維護增加了部署移動組播的難度。最后一類基于上層協(xié)議的方案主要是指在IP層之上提供移動組播服務(wù)，這類方案的實質(zhì)是利用單播實現(xiàn)組播，已經(jīng)脫離了組播協(xié)議的設(shè)計初衷，但其易于實際的部署，并且能夠提供類似于組播的服務(wù)。但是，當(dāng)組用戶或組播組較多時，重復(fù)數(shù)據(jù)的傳輸會造成網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率低下并有可能引發(fā)網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題。
總的來說，目前移動組播方案主要面向移動終端，關(guān)于移動網(wǎng)絡(luò)(或稱之為移動子網(wǎng))的組播技術(shù)相對而言比較少。
移動子網(wǎng)是指一個作為整體動態(tài)的改變它的Internet接入點的網(wǎng)絡(luò)，如個域網(wǎng)(PANs)、部署在車輛中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)、公共運輸工具(如公交車、火車、飛機等)上部署的接入網(wǎng)絡(luò)以及通過移動路由器(MR)連接到Internet的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)等。移動子網(wǎng)是在移動IP的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，目前主要研究路由優(yōu)化、多層嵌套NEMO、多家鄉(xiāng)等問題。路由優(yōu)化是由于移動網(wǎng)絡(luò)在移動時不改變內(nèi)部節(jié)點的物理接入點，而只改變其全局拓?fù)湮恢靡鸬?。?dāng)移動網(wǎng)絡(luò)接入到另外一個移動網(wǎng)絡(luò)時形成嵌套網(wǎng)絡(luò)，嵌套網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)前接入的移動網(wǎng)都具有各自的家鄉(xiāng)代理，數(shù)據(jù)包傳輸將經(jīng)過多層隧道封裝，其傳輸效率低，路徑不優(yōu)化。多家鄉(xiāng)指的是移動路由器有多個外出接口，或者移動子網(wǎng)有多個MR或家鄉(xiāng)代理(HA)，或者移動子網(wǎng)有多個全局前綴，可用三元組(x，y，z)來表示NEMO的多家鄉(xiāng)情形，其中x表示MR的數(shù)目，y表示HA的數(shù)據(jù)，z表示移動網(wǎng)絡(luò)前綴的數(shù)目(x、y、z有兩個值1或者n)。實際應(yīng)用中如在列車、地鐵、汽車上提供信息服務(wù)，移動網(wǎng)絡(luò)不可能單靠一種接入網(wǎng)絡(luò)而實現(xiàn)連續(xù)接入，需要多種接入網(wǎng)絡(luò)共同存在以提供普適的接入，并且移動網(wǎng)絡(luò)可能通過多個ISP獲取服務(wù)，每個ISP都會為移動網(wǎng)絡(luò)提供不同的網(wǎng)絡(luò)前綴。MR將這些接入方式進(jìn)行分類，移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的節(jié)點根據(jù)自己的特點，綜合QoS、成本和安全等因素合理選擇接入方式。同時，為了提高移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的魯棒性，在一個移動子網(wǎng)內(nèi)可同時存在多個MR。采用NEMO基本支持協(xié)議，需要在HA和MR之間為每一個(HA，CoA)對構(gòu)建一個雙向隧道。
本發(fā)明針對多家鄉(xiāng)移動子網(wǎng)中的多個MR情況，提出了一種無縫移動子網(wǎng)組播支持方案。
現(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案；C.Janneteau等提出MLD-Proxy方案實現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)組播。該方案在移動路由器MR和外地網(wǎng)絡(luò)之間采用MLD協(xié)議，而在移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用MLD-Proxy進(jìn)行組播信息的交互。該方案在移動子網(wǎng)內(nèi)不需要組播路由協(xié)議的支持且與外地網(wǎng)絡(luò)上運行的具體組播路由協(xié)議無關(guān)。MLD-Proxy方案以移動路由器MR為根，并在移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部選出一部分固定路由器作為MLD代理，構(gòu)建組播轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)傳輸組播相關(guān)信息。其配置過程如下首先，選擇運行MLD-Proxy功能的路由器；其次，指定每個MLD-Proxy設(shè)備上的上下游接口，在上游接口上運行MLD協(xié)議的主機部分，而在下游接口運行MLD協(xié)議的路由器部分。通過配置在移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部構(gòu)建一個樹形的轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有四個固定路由器(簡記為FR，F(xiàn)ixed Router)，一個移動路由器MR，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D所示。選取MR、FR1、FR2和FR4執(zhí)行MLD代理功能，并配置其上下游接口。這樣，就可以在移動子網(wǎng)內(nèi)部僅通過MLD協(xié)議加入到組播組中獲取組播數(shù)據(jù)。每個代理設(shè)備維護一個成員數(shù)據(jù)庫，其記錄格式如下(Multicast address，filter mode，source list)當(dāng)代理設(shè)備從下游接口收到MLD消息加入到指定組播組時，它將該信息與現(xiàn)有的信息進(jìn)行比較，將同一個組播組的信息融合成一條記錄，添加到成員數(shù)據(jù)庫中，并往上游接口轉(zhuǎn)發(fā)。MR在收到這些數(shù)據(jù)后，將通過MR-HA的雙向隧道發(fā)送組播加入消息，并通過該隧道接收組播數(shù)據(jù)。MR獲得組播數(shù)據(jù)后，基于預(yù)先配置好的樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
現(xiàn)有技術(shù)一的缺點1、沒有詳細(xì)說明組播樹的構(gòu)建算法；2、缺少對多個MR的支持；3、在MR和HA之間采用雙向隧道方式開銷大，帶寬利用率低。
現(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案；Kiyong等提出了一種適用于嵌套移動網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)組播樹構(gòu)建方法來支持移動網(wǎng)絡(luò)組播，試圖解決NEMO組播存在著路由優(yōu)化、pinball路由等方面的問題。
該方案假設(shè)MR支持組播，可以加入組播組，接收組播數(shù)據(jù)；NEMO支持前綴代理機制(Prefix Delegation，簡稱PD)，使得發(fā)生網(wǎng)絡(luò)嵌套時可以將隧道直接構(gòu)建到MR的轉(zhuǎn)交地址CoA上；MR能夠和固定組播路由器構(gòu)建或重構(gòu)組播隧道。
該方案對路由器通告(Router Advertisement，RA)進(jìn)行了擴展。在RA上擴展了一個S字段的標(biāo)識位，表示發(fā)送該RA消息的位置。S位存在則表明該RA來自MR，否則來自AR。為了攜帶組播路由器信息，在RA選項中增加一個默認(rèn)路由器信息選項(Default Multicast Router Information，DmRI)，用于攜帶組播路由器的地址信息。該信息可以寫在AR的配置文件里，插入到RA消息中通告出去。MR將DmR信息記錄在它的緩存中，并檢查RA消息是否存在S位。
該方案的操作流程如圖2所示MR一旦檢測到RA消息中含有默認(rèn)路由器信息DmRI，它就將其記錄到緩存中。MR收到IGMP組加入消息時，它就構(gòu)建到DmR的組播路由樹。如果RA來自AR，則構(gòu)建到DmR的組播隧道；如果RA來自上層MR即RA還有S位，則就構(gòu)建到上層MR的組播隧道；如果既沒有S位也沒有DmRI，說明當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)不支持組播。
當(dāng)移動子網(wǎng)移動到另外一個含有DmR信息或上層MR的網(wǎng)絡(luò)時，它需要快速重構(gòu)與DmR的組播隧道。MR檢測RA消息內(nèi)容，如果RA不包含DmRI信息，則通過當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)的MR獲取組播數(shù)據(jù)；如果RA包含DmRI和S位信息，則MR就重構(gòu)它與上層MR的組播隧道，并用新的DmR代替舊的DmR；如果RA只包含DmR信息，則MR就同新的DmR構(gòu)建組播隧道。
該方案在一定程度上解決了組播數(shù)據(jù)的Pinball路由問題，減少了對HA和MR之間隧道的使用，減少了組播樹的重構(gòu)時延。
現(xiàn)有技術(shù)二的缺點1、該方案要求移動路由器MR支持組播協(xié)議，增加了MR的負(fù)載；2、沒有對多個MR的情況進(jìn)行分析；3、完全通過組播隧道傳輸，當(dāng)存在多個組播組時需要構(gòu)建多條組播隧道，開銷較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，旨在為移動網(wǎng)絡(luò)提供無縫的移動組播服務(wù)支持。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法。有MR的狀態(tài)轉(zhuǎn)換步驟，有構(gòu)建與組播傳輸有關(guān)三種狀態(tài)的步驟，實現(xiàn)了多MR移動子網(wǎng)的組播服務(wù)。通過MR之間的交互協(xié)作，實現(xiàn)BT和RS的優(yōu)化組合。
一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，包括如下步驟；步驟1MR2將不斷的掃描新AP，接入到新的AR上；步驟2接到新AR后，MR2會向MR1發(fā)送一個MLD更新消息，請求獲取MR1上狀態(tài)為BT態(tài)的組播組信息；步驟3MR1收到后，回復(fù)一個MLD更新回復(fù)消息，包含MR1上所有狀態(tài)為BT態(tài)的組播組信息；
步驟4MR2收到回復(fù)信息后，聚合其組成員信息庫中的信息，然后向新AR發(fā)起組播加入過程；步驟5MR2獲取到某一組播數(shù)據(jù)后，將向MR1發(fā)送組更新消息，若MR1收到該消息則回復(fù)MR2組更新回復(fù)消息，并重定向接口到MR2；否則MR1仍通過隧道傳輸組數(shù)據(jù)；步驟6MR2在新AR上通過RS方式傳輸組播數(shù)據(jù)，并同時開展兩方面的工作，一是監(jiān)控其接入AR是否發(fā)生變化，若發(fā)生變化則通過PCoA-NCoA隧道轉(zhuǎn)發(fā)組播包，二是檢查是否收到MLD更新消息和組更新消息；步驟7MR1將掃描新的AR，執(zhí)行同MR2相同的過程，由此一直循環(huán)執(zhí)行。
本發(fā)明使用的前提條件如下●移動網(wǎng)絡(luò)支持NEMO基本支持協(xié)議；●移動子網(wǎng)內(nèi)同時存在多個MR；●多MR中同時至少有一個能夠接入服務(wù)；● MR之間能相互通信，并且共享移動子網(wǎng)內(nèi)的組播成員信息；本發(fā)明的有益效果具體如下提供了一種在多MR移動網(wǎng)絡(luò)情況下移動組播實施方案。該方案結(jié)合基本的移動組播實現(xiàn)技術(shù)，充分利用了BT和RS方法的優(yōu)點，結(jié)合快速移動IP思想，實現(xiàn)了無縫的移動組播切換，能夠為了基于移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用提供高性能的組播傳輸機制，能夠在列車、城鐵、公交車、飛機等移動子網(wǎng)中提供良好的組播支持。


圖1MLD-Proxying方式的移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部組播方案；圖2動態(tài)組播隧道方案；圖3移動網(wǎng)絡(luò)組播應(yīng)用場景；圖4MR狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖5各個組播實體交互圖；
圖6兩個MR的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖7多MR移動子網(wǎng)組播工作流程。
具體實施例方式
本方案實施的應(yīng)用場景如圖3所示，移動網(wǎng)絡(luò)可以是列車、公交車等，嵌套移動子網(wǎng)可以是PAN等。
當(dāng)移動子網(wǎng)第一次離開家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)時，通過HA和MR1之間BT傳輸組播數(shù)據(jù)。MR2從MR1處獲取組播成員信息，并在外地網(wǎng)絡(luò)加入到組播組中獲取組播數(shù)據(jù)。當(dāng)MR2獲得組播數(shù)據(jù)后，將從MR1處獲取組播轉(zhuǎn)發(fā)信息，代替MR1轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)到移動子網(wǎng)內(nèi)部，MR1停止從隧道接收相應(yīng)的組播數(shù)據(jù)，但保留組成員信息和組播轉(zhuǎn)發(fā)信息。對那些MR2沒能收到組播數(shù)據(jù)的組則繼續(xù)通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
當(dāng)移動子網(wǎng)再次移動時，MR1將不斷檢測新的接入點，并從MR2處更新組成員信息，加入到相應(yīng)得組播組。當(dāng)MR1獲取到組播數(shù)據(jù)后，將從MR2處更新組播轉(zhuǎn)發(fā)信息，代替MR2轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。
當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)的MR1并將要離開當(dāng)前AR時，還未收到MR2的更新組播轉(zhuǎn)發(fā)消息，MR1將在當(dāng)前AR緩存組播數(shù)據(jù)，并通過擴展NEMO協(xié)議獲取MR1的新CoA地址，建立NCoA和PCoA之間的組播隧道，通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)(將該AR作為一個Local HA看待)。
MR的狀態(tài)；移動子網(wǎng)內(nèi)的MR在傳輸組播數(shù)據(jù)時有兩種狀態(tài)，一是隧道傳輸狀態(tài)(簡稱BT態(tài))，組播數(shù)據(jù)通過隧道傳輸；二是RS傳輸狀態(tài)(RS態(tài))，MR在外地網(wǎng)絡(luò)加入到組播組中直接獲取組播數(shù)據(jù)。假設(shè)MR不傳輸組播數(shù)據(jù)的狀態(tài)為空閑態(tài)，則這三個狀態(tài)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖4所示。
假設(shè)最初MR處于空閑態(tài)，若MR一直沒有收到組播加入消息則一直處于空閑態(tài)。當(dāng)MR在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)收到組播加入消息時，MR將進(jìn)入RS態(tài)；當(dāng)MR在外地網(wǎng)絡(luò)收到加入消息時，將進(jìn)入MR-BT態(tài)。當(dāng)MR進(jìn)入BT態(tài)后，若沒有收到其他MR發(fā)送過來的組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息，則將一直處于BT態(tài)；若收到組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息或者組播完成消息則進(jìn)入空閑態(tài)；若MR在當(dāng)前的位置直接加入到組播組，則進(jìn)入到RS態(tài)。當(dāng)MR進(jìn)入到RS態(tài)后，若其接入點沒有發(fā)生變化則一直處于該狀態(tài)；若其接入點發(fā)生變化且其他MR都不在RS態(tài)則進(jìn)入BT態(tài)；若MR收到組播完成消息則進(jìn)入空閑態(tài)。移動子網(wǎng)可能同時存在多個組播組，對于不同的組播組，MR可能處于不同的狀態(tài)。
MR上保存的數(shù)據(jù)庫信息；每個MR需要保存兩個數(shù)據(jù)庫組成員信息庫和組播轉(zhuǎn)發(fā)信息庫。
組成員信息庫匯集移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有的組成員信息，用于記錄該移動子網(wǎng)內(nèi)部存在的組播組的信息，其主要記錄格式為(組播組地址，源地址列表，過濾模式，組播狀態(tài))。該信息在MR之間傳輸更新。其中，前三項是為了確定一個特定組播成員信息，而組播狀態(tài)則記錄目前該組播組是通過何種方式進(jìn)行傳輸，即對于該組播組MR所處的狀態(tài)，其記錄格式如表1組成員數(shù)據(jù)庫的記錄格式所示。

表1組播轉(zhuǎn)發(fā)信息庫用于記錄對于特定組播組的轉(zhuǎn)發(fā)接口信息，其主要記錄格式為(組播地址，接口列表)。當(dāng)MR收到某個組播組的數(shù)據(jù)后，根據(jù)該轉(zhuǎn)發(fā)接口信息轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)，其記錄格式如表2組播轉(zhuǎn)發(fā)庫記錄格式所示。

表2假設(shè)一個移動網(wǎng)絡(luò)有兩個移動路由器MR1和MR2，移動網(wǎng)絡(luò)在家鄉(xiāng)通過MR1加入到某個組播組中，當(dāng)移動網(wǎng)絡(luò)移動到外地接入到AR1時，MR1將通過到HA的雙向隧道轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。當(dāng)MR2接入到AR2后，MR2將從MR1處獲取組播信息并通過AR2加入到組播組中。當(dāng)MR2獲取到組播數(shù)據(jù)后，將從MR1處獲取組播轉(zhuǎn)發(fā)信息更新該組播組的轉(zhuǎn)發(fā)列表，直接轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)給接收者。當(dāng)MR2的接入點發(fā)生變化后，將通過PCoA到NCoA之間的隧道轉(zhuǎn)發(fā)組播數(shù)據(jù)。
各個實體之間的信息交互流程如圖5所示MR之間傳輸?shù)膬深愊⒑筒襟E1、MLD信息庫交互消息；作用從另外一個MR處獲取處于BT態(tài)的組播組信息；收到回復(fù)后，匯聚所有BT態(tài)的組播組信息，并發(fā)起組播加入請求。
消息名稱MLD更新消息和MLD更新回復(fù)消息。
這一對消息執(zhí)行的是組成員信息庫的更新過程。MR采用類似于MLD report消息的格式記錄MLD信息(如下表3所示)，并封裝在單播數(shù)據(jù)包里發(fā)給其它的MR，該單播消息的目的地址為對端MR的地址。因為在同一個移動子網(wǎng)內(nèi)部的MR可以通過預(yù)先配置或通告消息獲知其它MR的地址信息。對端MR收到該消息后，將回復(fù)一個確認(rèn)消息。
該消息的觸發(fā)條件可以是周期性的時鐘，也可以是直接收到RS方式的數(shù)據(jù)包。

表3MLDv2 Report消息格式2、組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息；作用改變指定組播組的組播狀態(tài)，由BT態(tài)變?yōu)镽S態(tài)。當(dāng)MR收到其它MR發(fā)送過來的組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息后，將終止從隧道轉(zhuǎn)發(fā)該組播包。并返回一個回復(fù)消息，并將該接口加入到另一個MR的對應(yīng)的組播組的轉(zhuǎn)發(fā)接口列表中。
消息名稱組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息和組轉(zhuǎn)發(fā)回復(fù)消息。
這一對消息執(zhí)行的是一個組轉(zhuǎn)發(fā)信息庫的更新過程。當(dāng)MR利用RS方式直接加入到某個組播組后，它將生成一個組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息，消息格式與組轉(zhuǎn)發(fā)信息庫的記錄格式一樣，不過接口列表中的地址設(shè)置為發(fā)送該消息的本MR的一個回環(huán)地址。該消息用IP包封裝，目的地址為移動子網(wǎng)內(nèi)的其它MR地址。對端MR收到該消息后，回復(fù)一個確認(rèn)消息。
組播隧道(兩種隧道)1、正常的NEMO隧道；當(dāng)移動網(wǎng)絡(luò)首次離開家鄉(xiāng)鏈路到外地時，將構(gòu)建的雙向隧道，兩端的地址分別是HA的地址和MR的CoA，組播數(shù)據(jù)通過該隧道傳輸直到在外地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建組播轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)構(gòu)為止。
隧道的構(gòu)建方法即為NEMO協(xié)議中規(guī)定的方法。
2、PCoA和NCoA之間的隧道；移動網(wǎng)絡(luò)在外地網(wǎng)絡(luò)連續(xù)移動時將在MR的PCoA和NCoA之間構(gòu)建隧道，通過該隧道減少組播傳輸?shù)膩G包率。同時，若其它MR都不在RS態(tài)，則MR將沿著該隧道傳輸組播數(shù)據(jù)。這種隧道是為了解決組播組在每個MR上都位于BT態(tài)而構(gòu)建的，當(dāng)然也可通過NEMO基本支持協(xié)議所建立的隧道，但這就需要HA要保留所有可能的組播狀態(tài)，并且傳輸路徑也比較遠(yuǎn)。這種隧道端點是MR的PCoA和NCoA，由于PCoA到NCoA的距離在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖媳萅EMO隧道短且存在時間比較短，所以稱之為短隧道。
這種隧道的建立方法可以參照快速移動IP的思想。MR將要移出前一個AR(PAR)時，檢測到新的AR(NAR)后迅速的發(fā)出快速綁帶更新(FBU)消息給PAR在PCoA和NCoA之間建立了一個隧道，這樣PAR就可以將到達(dá)的數(shù)據(jù)由PCoA發(fā)送給NCoA，這個隧道一直存在到它完成綁定更新。這個隧道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包括普通的單播數(shù)據(jù)和組播數(shù)據(jù)。本方案將利用該隧道傳輸組播數(shù)據(jù)直到該組播組進(jìn)入RS態(tài)為止。為此，在快速移動IP的基礎(chǔ)上，本方案對該隧道的使用期限進(jìn)行了條件限制，引入了新的觸發(fā)機制刪除隧道，即MR上所有的組播組進(jìn)入RS態(tài)。為此，當(dāng)MR上所有傳輸?shù)慕M播組都處于RS態(tài)時，將刪除該隧道并從當(dāng)前的AR獲取組播數(shù)據(jù)。
啟用和停止隧道轉(zhuǎn)發(fā)消息；作用處理外地網(wǎng)絡(luò)不支持組播的情況，以保證組播的連續(xù)性。
兩個MR的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；通常在移動子網(wǎng)內(nèi)部同時存在多個MR，假設(shè)存在兩個MR，則這兩個MR之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖6所示。對于同一個組播組，MR1和MR2交替在當(dāng)前的位置加入到組播組以實現(xiàn)以RS態(tài)傳播組播數(shù)據(jù)。
兩個MR的移動組播流程；其詳細(xì)的信息交互流程如圖7所示對于移動網(wǎng)絡(luò)加入的某一個組播組而言，假設(shè)最初是由MR1通過隧道傳輸組播數(shù)據(jù)的，則該方案的工作流程如下所示1、MR2將不斷的掃描新AP，接入到新的AR上；2、接到新AR后，MR2會向MR1發(fā)送一個MLD更新消息，請求獲取MR1上狀態(tài)為BT態(tài)的組播組信息；3、MR1收到后，回復(fù)一個MLD更新回復(fù)消息，包含MR1上所有狀態(tài)為BT態(tài)的組播組信息；4、MR2收到回復(fù)信息后，聚合其組成員信息庫中的信息，然后向新AR發(fā)起組播加入過程；5、MR2獲取到某一組播數(shù)據(jù)后，將向MR1發(fā)送組更新消息，若MR1收到該消息則回復(fù)MR2組更新回復(fù)消息，并重定向接口到MR2；否則MR1仍通過隧道傳輸組數(shù)據(jù)；6、MR2在新AR上通過RS方式傳輸組數(shù)據(jù)，當(dāng)同時開展兩方面的工作，一是監(jiān)控其接入AR是否發(fā)生變化，若發(fā)生變化則通過PCoA-NCoA隧道轉(zhuǎn)發(fā)組播包，二是檢查是否收到MLD更新消息和組更新消息；7、MR1將掃描新的AR，執(zhí)行同MR2相同的過程，由此一直循環(huán)執(zhí)行。
本方案主要是針對IPv6進(jìn)行了描述，本方案同樣適用于在IPv4條件下的支持多路由器移動網(wǎng)絡(luò)組播。
縮略語和關(guān)鍵術(shù)語定義APAccess Point，接入點；ARAccess Router，接入路由器；
ASMAny Source Multicast，任意源組播；BTBi-directional tunnel，雙向隧道；CoACare ofAddress，轉(zhuǎn)交地址；FRFixed Router，固定路由器；IGMPIntemet Group Membership Protocol，組成員管理協(xié)議；MANETMobile Ad Hoc NETworking，移動Ad hoc網(wǎng)絡(luò)；MLDMulticast Listener Discovery，組播偵聽發(fā)現(xiàn)；MNMobile Node，移動節(jié)點；MRMobile Router，移動路由器；NEMONEtwork MObility，子網(wǎng)移動；PANPersonal Area Network，個域網(wǎng)；RARouter Advertisement，路由器通告；RSRemote Subscription，遠(yuǎn)程加入；RPRendezvous Point，匯聚點；SSMSource Specify Multicast，特定源組播。
權(quán)利要求
1.一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，其特征在于有MR的狀態(tài)轉(zhuǎn)換步驟，有構(gòu)建與組播傳輸有關(guān)三種狀態(tài)的步驟，實現(xiàn)了多MR移動子網(wǎng)的組播服務(wù)，通過MR之間的交互協(xié)作的步驟，實現(xiàn)BT和RS的優(yōu)化組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，其特征在于；包括如下步驟；步驟1MR2將不斷的掃描新AP，接入到新的AR上；步驟2接到新AR后，MR2會向MR1發(fā)送一個MLD更新消息，請求獲取MR1上狀態(tài)為BT態(tài)的組播組信息；步驟3MR1收到后，回復(fù)一個MLD更新回復(fù)消息，包含MR1上所有狀態(tài)為BT態(tài)的組播組信息；步驟4MR2收到回復(fù)信息后，聚合其組成員信息庫中的信息，然后向新AR發(fā)起組播加入過程；步驟5MR2獲取到某一組播數(shù)據(jù)后，將向MR1發(fā)送組更新消息，若MR1收到該消息則回復(fù)MR2組更新回復(fù)消息，并重定向接口到MR2；否則MR1仍通過隧道傳輸組數(shù)據(jù)；步驟6MR2在新AR上通過RS方式傳輸組播數(shù)據(jù)，當(dāng)同時開展兩方面的工作，一是監(jiān)控其接入AR是否發(fā)生變化，若發(fā)生變化則通過PCoA-NCoA隧道轉(zhuǎn)發(fā)組播包，二是檢查是否收到MLD更新消息和組更新消息；步驟7MR1將掃描新的AR，執(zhí)行同MR2相同的過程，由此一直循環(huán)執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，其特征在于；在前后接入路由器AR之間引入短隧道技術(shù)減少組播的丟包率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法，其特征在于；MR之間傳輸?shù)牟襟EMR采用類似于MLD report消息的格式記錄MLD信息，并封裝在單播數(shù)據(jù)包里發(fā)給其它的MR，該單播消息的目的地址為對端MR的地址，對端MR收到該消息后，將回復(fù)一個確認(rèn)消息，該消息的觸發(fā)條件可以是周期性的時鐘，也可以是直接收到RS方式的數(shù)據(jù)包；當(dāng)MR利用RS方式直接加入到某個組播組后，它將生成一個組轉(zhuǎn)發(fā)更新消息，消息格式與組轉(zhuǎn)發(fā)信息庫的記錄格式一樣，接口列表中的地址設(shè)置為發(fā)送該消息的本MR的一個回環(huán)地址，該消息用IP包封裝，目的地址為移動子網(wǎng)內(nèi)的其它MR地址，對端MR收到該消息后，回復(fù)一個確認(rèn)消息。
全文摘要
一種多移動路由器的移動網(wǎng)絡(luò)組播方法。有MR的狀態(tài)轉(zhuǎn)換步驟，有構(gòu)建與組播傳輸有關(guān)三種狀態(tài)的步驟，實現(xiàn)了多MR移動子網(wǎng)的組播服務(wù)。通過MR之間的交互協(xié)作，實現(xiàn)BT和RS的優(yōu)化組合。本發(fā)明的有益效果具體如下提供了一種在多MR移動網(wǎng)絡(luò)情況下移動組播實施方案。該方案結(jié)合基本的移動組播實現(xiàn)技術(shù)，充分利用了BT和RS方法的優(yōu)點，結(jié)合快速移動IP思想，實現(xiàn)了無縫的移動組播切換，能夠為了基于移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用提供高性能的組播傳輸機制，能夠在列車、城鐵、公交車、飛機等移動子網(wǎng)中提供良好的組播支持。
文檔編號H04L12/46GK101026479SQ20071006502
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者周華春, 關(guān)建峰, 秦雅娟, 張宏科, 陳曉華, 劉穎 申請人:北京交通大學(xué)