專利名稱：一種微移動資源預(yù)留方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動/無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量QoS (Quality of Service)保障技 術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種微觀移動網(wǎng)絡(luò)的資源預(yù)留方法。
技術(shù)背景在無線/移動網(wǎng)絡(luò)中，向多媒體應(yīng)用提供QoS保證的一個重要手段是建 立資源預(yù)留路徑。移動節(jié)點發(fā)生切換后，為維護應(yīng)用任務(wù)的QoS，資源預(yù) 留路徑也應(yīng)進行相應(yīng)的切換。在無線/移動網(wǎng)絡(luò)中，為縮短主機移動而導(dǎo)致 應(yīng)用QoS服務(wù)中斷的時間，降低RSVP切換延遲、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率是 RSVP路徑切換的主要目標(biāo)。特別在某些微移動環(huán)境中， 一些關(guān)鍵的實時業(yè) 務(wù)對傳輸?shù)难舆t抖動十分敏感。然而RSVP切換延遲與網(wǎng)絡(luò)資源利用率往 往難以同時獲得最優(yōu)性能。與移動管理相對應(yīng)，目前在RSVP (Resource reSerVation Protocol)路徑切換方法大體有以下幾類RSVP路徑重新建立移動節(jié)點(Mobile Node, MN)發(fā)生切換后，釋 放原來RSVP路徑上預(yù)留的資源，在新的路徑上重新進行資源的預(yù)留。這 種方法網(wǎng)絡(luò)資源利用率較高，缺點是較大的信令開銷及切換延遲?；陬A(yù)測的RSVP路徑切換為縮短RSVP路徑切換延遲、對MN可 能切換到達的位置進行預(yù)測，在其新的位置提前進行路由計算和資源預(yù)留 路徑的建立。這類方法要求準(zhǔn)確地預(yù)測MN將要到達的位置，當(dāng)移動模型 不準(zhǔn)確時，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的較大浪費。在微移動環(huán)境中，基于預(yù)測的RSVP 路徑切換方法HMRSVP(Hierarchical Mobile RSVP)，僅當(dāng)MN移動到當(dāng)前 所在子網(wǎng)和訪問子網(wǎng)重疊的區(qū)域時才進行提前資源預(yù)留操作，從而提高了 簡單預(yù)測方法的網(wǎng)絡(luò)資源利用率?；谥羔樲D(zhuǎn)發(fā)(Pointer Forwarding, PF)的RSVP路徑擴展方案 (PF-RSVP):該方法在HMRSVP方法基礎(chǔ)上，當(dāng)MN發(fā)生切換后，在其 新、舊接入點之間延遲最小的路徑上進行資源預(yù)留，并將該路徑與原來的RSVP路徑進行連接，形成切換后的RSVP路徑。這種方案不拆除已經(jīng)建立 起來的RSVP路徑，切換延遲小，但當(dāng)應(yīng)用會話生存期較長、MH切換頻 繁時，可能導(dǎo)致RSVP路徑較長，造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費。基于交叉路由器(Crossover Router, CR)的RSVP路徑部分建立方法 (CR-RSVP):這種方法基于流透明(Flow Transparency)思想，盡量重用 切換前RSVP路徑上已經(jīng)預(yù)留的資源，以減少RSVP路徑建立長度，降低 切換延遲。該方法的關(guān)鍵是交叉路由器CR的計算以及RSVP部分路徑的 建立。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種微觀移動網(wǎng)絡(luò)的資源預(yù)留技術(shù)，它同時兼顧 移動主機RSVP切換的延遲時間和網(wǎng)絡(luò)資源利用率。本發(fā)明針對移動環(huán)境中延遲抖動敏感的實時業(yè)務(wù)提供一種基于分步策 略的微移動資源預(yù)留方法，它通過融合RSVP路徑擴展方法和RSVP路徑 部分建立方法，同時兼顧移動主機RSVP切換的延遲時間和網(wǎng)絡(luò)資源利用 率，使二者盡可能最優(yōu)。要達到以上二者最優(yōu)，必須建立RSVP的臨時路徑，再對RSVP的臨 時路徑進行優(yōu)化。在微移動環(huán)境中，當(dāng)移動節(jié)點發(fā)生移動切換時，首先以RSVP切換延 遲為目標(biāo)進行路徑選擇及其資源預(yù)留，作為移動節(jié)點切換后數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐R 時路徑，預(yù)留完成后在此臨時路徑上臨時性地恢復(fù)移動節(jié)點實時業(yè)務(wù)的數(shù) 據(jù)傳輸；然后，在數(shù)據(jù)傳輸期間對RSVP臨時路徑的網(wǎng)絡(luò)資源利用率進行 優(yōu)化，并保持路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并行執(zhí)行；RSVP優(yōu)化路徑一 旦建成，就立刻將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP切換延 遲為目標(biāo)的臨時預(yù)留路徑。RSVP的臨時路徑的建立是當(dāng)移動節(jié)點(MN)移動到當(dāng)前所在子網(wǎng) 和訪問子網(wǎng)重疊的區(qū)域時開始提前進行資源預(yù)留。當(dāng)MN由原先的接入點 切換到新的接入點后，在原先的接入點處設(shè)立一個指針，指示達到MN的 下一跳的路由，同時僅向下一個可能的接入點進行資源預(yù)留。這樣，達到 切換后的MN的路由只是在原有路徑的基礎(chǔ)上串聯(lián)已預(yù)留的這一段鏈路，形成一個指針鏈，構(gòu)成MN切換后的RSVP臨時路徑。至此，基于分步策 略的資源預(yù)留的第一步完成，移動節(jié)點的QoS應(yīng)用即可開始在此串聯(lián)的臨 時預(yù)留路徑上恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。在恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，本發(fā)明RSVP臨時路徑的優(yōu)化工作也隨即開 始，數(shù)據(jù)傳輸與優(yōu)化工作并行執(zhí)行，按RSVP路徑部分建立方案對第一步 所確定的RSVP臨時路徑進行優(yōu)化，RSVP的臨時路徑的優(yōu)化是首先根據(jù) 路由協(xié)議和微移動網(wǎng)絡(luò)的層次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵ふ乙苿雍驧N到達通信對端 (Correspondent Node, CN)的代價最小路徑，并計算移動前后MN與CN 之間的這兩條不同通信路徑的交叉路由器。進而MN切換之后仍然可沿用 移動前后的公共路徑上已預(yù)留好的資源，僅僅在改變的路徑上進行資源預(yù) 留，即從交叉路由器到MN的新接入點進行資源預(yù)留，完成RSVP臨時路 徑的優(yōu)化。從而，MN與CN之間的數(shù)據(jù)傳輸就立刻切換到優(yōu)化路徑上，即 從MN的新接入點到交叉路由器，再在交叉路由器處沿用原先初始路徑中 的部分路徑到達CN;并釋放臨時路徑中從新接入點到原先接入點，以及原 先接入點到交叉路由器所預(yù)留的資源。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為層次樹形性結(jié)構(gòu)的微觀移動環(huán)境中，為減少由于MN 移動切換而造成的對實時應(yīng)用QoS的影響，首先應(yīng)保證在最短的時間內(nèi)完 成RSVP路徑的切換，使應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸盡可能快地恢復(fù)到切換前的QoS狀 態(tài)。本發(fā)明首先以RSVP切換延遲為目標(biāo)，通過基于指針轉(zhuǎn)發(fā)的RSVP路 徑擴展方法組建RSVP切換后的臨時路徑，預(yù)留完成后在此臨時路徑上繼 續(xù)數(shù)據(jù)分組的傳輸。通過這一步的操作，在最短的時間內(nèi)完成了移動節(jié)點 RSVP路徑的切換，快速恢復(fù)了數(shù)據(jù)分組的QoS傳輸。該臨時路徑可以滿 足應(yīng)用的QoS需求，但其代價很大，占用鏈路數(shù)過多，網(wǎng)絡(luò)資源利用率不 高。微移動環(huán)境中本發(fā)明方法在完成第一步之后，在數(shù)據(jù)傳輸期間通過 RSVP路徑部分建立方法對RSVP臨時路徑的代價進一步進行優(yōu)化，并保持 路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并行執(zhí)行。RSVP優(yōu)化路徑一旦建立，就立 刻將數(shù)據(jù)傳輸從臨時路徑轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP時間延遲 為目標(biāo)的臨時預(yù)留路徑。本發(fā)明微移動資源預(yù)留方法的優(yōu)點是在微移動環(huán)境中，當(dāng)移動節(jié)點發(fā) 生移動切換時，能在極短時間內(nèi)完成移動節(jié)點RSVP路徑的切換，快速恢復(fù)移動節(jié)點切換后數(shù)據(jù)分組的QoS傳輸，極大縮短移動節(jié)點實時應(yīng)用的QoS 服務(wù)中斷時間，減少移動節(jié)點實時應(yīng)用因移動而導(dǎo)致的延遲抖動；并且最 終的RSVP切換路徑占用的鏈路數(shù)也很少，方法的網(wǎng)絡(luò)資源利用率趨于最 優(yōu)。


圖1為本發(fā)明方法微移動資源預(yù)留發(fā)明流程圖；圖2為本發(fā)明方法的分步資源預(yù)留的信令消息流示意圖；圖3為采用本發(fā)明方法的實施例示意圖。
具體實施方式
如圖3所示，當(dāng)移動節(jié)點(MN)移動當(dāng)前所在子網(wǎng)和訪問子網(wǎng)重疊的 區(qū)域(圖中陰影區(qū)域)時開始提前進行資源預(yù)留。當(dāng)MN由原先的接入點 (Access Router B承擔(dān)，AR)切換到新的接入點(Access Router C)后， 在原先的接入點處設(shè)立一個指針，指示達到MN的下一跳的路由，同時僅 向下一個可能的接入點進行資源預(yù)留，即路徑2。這樣，達到切換后的MN 的路由只是在原有路徑(路徑1)的基礎(chǔ)上串聯(lián)己預(yù)留的這一段鏈路，形成 一個指針鏈，構(gòu)成MN切換后的RSVP臨時路徑，即圖中路徑1與路徑2 串聯(lián)路徑所示。至此，基于分步策略的資源預(yù)留的第一步完成，QoS應(yīng)用 即可開始在此串聯(lián)的臨時預(yù)留路徑上繼續(xù)進行數(shù)據(jù)傳輸。同時，RSVP臨時 路徑的優(yōu)化工作也隨即開始，按RSVP路徑部分建立方案對第一步所確定 的RSVP臨時路徑進行優(yōu)化，首先根據(jù)路由協(xié)議和微移動網(wǎng)絡(luò)的層次網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)鋵ふ乙苿雍驧N到達通信對端(Correspondent Node, CN)的代價最小 路徑，并計算移動前后MN與CN之間的這兩條不同通信路徑的交叉路由 器，如圖3中路由器CR A所示。進而MN切換之后仍然可沿用移動前后 的公共路徑上己預(yù)留好的資源，僅僅在改變的路徑上進行資源預(yù)留，即從 交叉路由器CR A到MN的新接入點AR C進行資源預(yù)留，如圖3路徑3 所示，完成RSVP臨時路徑的優(yōu)化。從而，MN與CN之間的數(shù)據(jù)傳輸就立 刻切換到路徑3上，再途徑CR A沿用路徑1的部分路徑到達CN,并釋放路徑2以及原先從CRA到ARB所預(yù)留的資源。同理，當(dāng)MN由外地代理接入ARC切換到新的外地代理(ARD)后， 也將依次建立路徑4和路徑5的預(yù)留路徑。本發(fā)明基于分步策略的微移動資源預(yù)留方法流程如圖1所示。其整個 資源預(yù)留過程的消息流又如圖2所示，當(dāng)MN為發(fā)送者時為圖2 (a)， MN 為接收者時為圖2 (b)。如果MN為發(fā)送者，當(dāng)MN接入新子網(wǎng)時，MN 就立刻向處于樹狀網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點位置的網(wǎng)關(guān)GW發(fā)送一個路徑更新的Route Update消息，途經(jīng)新舊路徑的交叉路由器CR，同時MN還通過新子網(wǎng)的 接入路由器AR向舊子網(wǎng)的接入路由器AR發(fā)送一個PATH消息，然后MN 將收到舊子網(wǎng)的AR回復(fù)的RESV消息，至此，分步資源預(yù)留的第一步完 成，如圖2 (a)的第一步。第二步，MN向新舊路徑上的CR發(fā)送一個新 的PATH消息，CR收到后回復(fù)RESV消息，從而完成第二步，釋放第一步。當(dāng)MN為接收者時，其消息流與圖2 (a)類似，如圖2 (b)所示。其 路徑更新消息流與圖2 (a)相同，而RSVP信令消息流與圖2 (a)反向。 另外在第一步中新AR還需向舊AR發(fā)送Mspec消息告訴舊接入路由器MN 將移動到哪一個AR。
權(quán)利要求
1、一種微移動資源預(yù)留方法，其特征在于當(dāng)移動節(jié)點發(fā)生微移動切換時，首先以RSVP切換延遲為目標(biāo)進行路徑選擇及其資源預(yù)留，預(yù)留完成后在此路徑上臨時性地恢復(fù)實時業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸；然后，在數(shù)據(jù)傳輸期間對RSVP臨時路徑的網(wǎng)絡(luò)資源利用率進行優(yōu)化，并保持路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并執(zhí)行；RSVP優(yōu)化路徑一旦建成，就立刻將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP切換延遲為目標(biāo)的臨時預(yù)留路徑。
2、 t^^禾傻求1戶;M一禾t^移^J^I 頁留方法，欺^ffi在于RSVP的臨EW^ 的粒是當(dāng)移動節(jié)點畫移動當(dāng)前所在子網(wǎng)秭方問子網(wǎng)錢的區(qū)娜柳媚前進行資源 預(yù)留；當(dāng)MN由原先附^X點七，噺附^A點后，fflC先附^A點處^Z:—個J薛十，指 ，Ij畫的下1啲路由，同時僅向下一個可會E^ltA點進行資^f頁留；辦，超徹^的MN的路由只是ffl!有謝5mRtlJ:串聯(lián)已預(yù)留e^]S—^r逸各，形成一個撤tf連，構(gòu)成廳^g的Rsw臨日懶5;靴，基于分^g^]資繊頁留麟"^誠，Qos，艮^ 始被匕串 臨時預(yù)離欲^1:恢 ^ 。
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全文摘要
一種微移動資源預(yù)留方法，當(dāng)移動節(jié)點發(fā)生微移動切換時，首先以RSVP切換延遲為目標(biāo)進行路徑選擇及其資源預(yù)留，預(yù)留完成后在此路徑上臨時性地恢復(fù)實時業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸；然后，在數(shù)據(jù)傳輸期間對RSVP臨時路徑的網(wǎng)絡(luò)資源利用率進行優(yōu)化，并保持路徑優(yōu)化操作與數(shù)據(jù)分組的傳輸并行執(zhí)行；RSVP優(yōu)化路徑一旦建成，就立刻將數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)移到此優(yōu)化路徑上，并釋放以RSVP切換延遲為目標(biāo)的臨時預(yù)留路徑。其優(yōu)點在于在極短時間內(nèi)完成了移動節(jié)點RSVP路徑的切換，快速恢復(fù)了移動節(jié)點切換后數(shù)據(jù)分組的QoS傳輸，極大減少了移動節(jié)點實時應(yīng)用因移動而導(dǎo)致的延遲抖動；并且最終的RSVP切換路徑占用的鏈路數(shù)很少，網(wǎng)絡(luò)資源利用率趨于最優(yōu)。
文檔編號H04L12/28GK101227363SQ200810046849
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者伍華鳳, 徐火生, 戴新發(fā), 蒲昱初 申請人:中國船舶重工集團公司第七〇九研究所