本發(fā)明涉及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，具體地說是一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及無線通信技術(shù)的迅速進(jìn)步，智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備廣泛流行，人們對(duì)移動(dòng)ip的需求因此迅猛增長(zhǎng)。用戶期望在不同環(huán)境下都能連續(xù)接入無線網(wǎng)絡(luò)，享受真正的移動(dòng)通信。因此，實(shí)現(xiàn)無縫、平滑的網(wǎng)絡(luò)接入和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的切換成為移動(dòng)ip核心技術(shù)研究的焦點(diǎn)。移動(dòng)ipv6（mipv6）是由ietf制定的，自1996年11月首次發(fā)布草案后，經(jīng)歷了24次修訂，并于2004年6月正式定為標(biāo)準(zhǔn)。

2、在標(biāo)準(zhǔn)的mipv6協(xié)議框架中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（mn）需要參與到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)切換的過程中。這一過程涉及移動(dòng)檢測(cè)、新網(wǎng)絡(luò)地址配置、重復(fù)地址檢測(cè)及綁定更新等步驟。在這個(gè)過程中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)往往處于不可訪問狀態(tài)，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)mipv6協(xié)議在切換時(shí)延遲較長(zhǎng)、丟包率較高。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，ietf逐步推出了幾項(xiàng)改進(jìn)措施。這些方案包括基于第二層(l2)預(yù)測(cè)的快速移動(dòng)ipv6（fmipv6）、使用移動(dòng)錨點(diǎn)(map)的層次化mipv6（hmipv6）以及結(jié)合這兩種方法的優(yōu)勢(shì)的快速層次化mipv6（fhmipv6）。這些改進(jìn)目的是減少切換延遲和降低數(shù)據(jù)丟失。

3、隨著下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動(dòng)性、異構(gòu)性和無線移動(dòng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的整合不斷深化，代理移動(dòng)ipv6（proxy?mobile?ipv6,?pmipv6）作為一種微型移動(dòng)管理協(xié)議，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。通過這種軟件式的移動(dòng)管理，用戶節(jié)點(diǎn)在覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)生位置變化時(shí)，可以有效保持通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

4、在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)mipv6協(xié)議及其擴(kuò)展中，重復(fù)地址檢測(cè)（dad）過程耗時(shí)較長(zhǎng)，因此許多方法致力于減少dad時(shí)間以降低切換延遲，如預(yù)先重復(fù)地址檢測(cè)（adad）、樂觀重復(fù)地址檢測(cè)（odad）和主動(dòng)重復(fù)地址檢測(cè)（pdad）等，確實(shí)在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)效率。不過，這些方法各有其局限：某些方法可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)雜度增加，進(jìn)而增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；而其他一些則可能不適合在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用。

5、在一個(gè)包括多個(gè)本地移動(dòng)錨點(diǎn)（lma）的代理移動(dòng)ipv6域中，常面臨無法有效協(xié)調(diào)多個(gè)lma之間合作的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備，結(jié)構(gòu)清晰，且各個(gè)過程步驟明確，有利于快速識(shí)別和解決在切換過程中可能出現(xiàn)的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法，包括如下步驟：

4、s1）本地移動(dòng)錨點(diǎn)利用加權(quán)二分圖匹配算法確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向；

5、s2）當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)根據(jù)步驟s1）確定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所靠近的新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送發(fā)起切換消息，其中，發(fā)起切換消息包含有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)id、‘p’探詢位和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴；

6、s3）新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)根據(jù)收到的發(fā)起切換消息建立移動(dòng)節(jié)點(diǎn)id到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴的映射表，并向當(dāng)前移動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送切換確認(rèn)消息，同時(shí)向當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送含有‘f’響應(yīng)位和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)id的握手初始化消息；其中，‘f’響應(yīng)位的設(shè)置指示當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)開始轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包至新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)，所轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包包含有f響應(yīng)位的響應(yīng)、當(dāng)前發(fā)送序號(hào)和應(yīng)答序號(hào)、當(dāng)前場(chǎng)強(qiáng)、抑制定時(shí)器時(shí)間、預(yù)計(jì)切換時(shí)間和切換序號(hào)；

7、s4）當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)接收到握手完成確認(rèn)消息后，當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)建立一個(gè)用于轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的隧道并通過該隧道向新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)接收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包后將接收到的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行緩存；其中，在當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包發(fā)往新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)前，當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)包的ip報(bào)頭進(jìn)行修改以確保該數(shù)據(jù)正確路由至新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)；

8、s5）移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行切換，改變接入鏈路至新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)；

9、s6）新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)將緩存的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)與本地移動(dòng)錨點(diǎn)執(zhí)行綁定更新過程，完成移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換并確保所有后續(xù)的數(shù)據(jù)包正確路由至移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。

10、上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法，在步驟s1）中，利用加權(quán)二分圖匹配算法確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向時(shí)，先用利用二分圖匹配算法找到最大匹配，然后利用動(dòng)態(tài)優(yōu)化動(dòng)態(tài)權(quán)重以及深度優(yōu)先方式獲得最佳匹配，預(yù)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向；其中，動(dòng)態(tài)權(quán)重通過下式計(jì)算得到：

11、

12、式中，為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)的信號(hào)質(zhì)量評(píng)分；為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)的用戶偏好評(píng)分；為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)的用戶歷史行為評(píng)分;為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與區(qū)域中心及邊緣的距離評(píng)分；、、以及分別為、、和的加權(quán)系數(shù)。

13、上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法，通過下式計(jì)算得到：

14、

15、式中，signal函數(shù)為獲取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度；signalmax表示為最大信號(hào)強(qiáng)度，signalmin表示為最小信號(hào)強(qiáng)度。

16、上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法，通過下式計(jì)算得到：

17、

18、式中，f函數(shù)為獲取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)的歷史訪問頻率；fmax表示為最大訪問頻率，fmin表示為最小訪問頻率。

19、上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法，通過下式計(jì)算得到:

20、

21、式中，activate函數(shù)為獲取移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)的歷史活動(dòng)評(píng)分；activatemax表示為最大歷史活動(dòng)評(píng)分，activatemin表示為最小歷史活動(dòng)評(píng)分。

22、上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法，通過下式計(jì)算得到：

23、

24、式中，d函數(shù)為計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到區(qū)域中心距離和邊緣距離的平均值；b表示為偏置量，τ表示為衰減系數(shù)。

25、一種利用上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法進(jìn)行移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換的系統(tǒng)，包括：

26、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向預(yù)測(cè)單元，用于利用加權(quán)二分圖匹配算法確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向；

27、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換執(zhí)行單元，用于根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)趨向向當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換指令并由當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)向新移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)發(fā)送發(fā)起切換消息；

28、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向預(yù)測(cè)單元與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換執(zhí)行單元通信連接，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換執(zhí)行單元與當(dāng)前移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)通信連接。

29、上述系統(tǒng)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)趨向預(yù)測(cè)單元中內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)采集模塊和動(dòng)態(tài)權(quán)重計(jì)算模塊，數(shù)據(jù)采集模塊用于采集移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到某個(gè)區(qū)域中心距離和邊緣距離的平均值以及移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度、歷史訪問頻率和歷史活動(dòng)評(píng)分，動(dòng)態(tài)權(quán)重計(jì)算模塊用于根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到某個(gè)區(qū)域中心距離和邊緣距離的平均值以及移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在該區(qū)域內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度、歷史訪問頻率和歷史活動(dòng)評(píng)分計(jì)算在該區(qū)域內(nèi)的用于加權(quán)二分圖匹配算法的動(dòng)態(tài)權(quán)重。

30、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法。

31、計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器以及存儲(chǔ)在可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換方法。

32、本發(fā)明的技術(shù)方案取得了如下有益的技術(shù)效果：

33、1.通過引入fastest?pmipv6機(jī)制，本方案實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（mn）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)的高效率處理。這種高效性主要體現(xiàn)在快速建立新的網(wǎng)絡(luò)連接，并且確保數(shù)據(jù)包的連續(xù)傳輸。

34、2.由于預(yù)先建立的隧道和預(yù)緩存數(shù)據(jù)包的策略，切換過程中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延大大縮短，使得用戶幾乎感受不到切換過程的存在。

35、3.通過在預(yù)切換階段就開始數(shù)據(jù)的緩存處理，有效避免了在傳統(tǒng)切換過程中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失問題。

36、4.由于結(jié)構(gòu)清晰，且各個(gè)過程步驟明確，本發(fā)明便于監(jiān)控和調(diào)試，有利于快速識(shí)別和解決在切換過程中可能出現(xiàn)的問題。

37、5.本發(fā)明中的預(yù)測(cè)切換方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

38、負(fù)載均衡：預(yù)測(cè)算法中考慮網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量因素，可以有助于分散用戶負(fù)載，避免了部分區(qū)域過載而其他區(qū)域閑置的情況；

39、適應(yīng)性強(qiáng)：算法采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化權(quán)重，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件和用戶行為動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)重，使得切換決策有強(qiáng)適應(yīng)性；

40、降低成本：通過預(yù)測(cè)，排序選擇最優(yōu)切換區(qū)域，減少了不必要的切換和信息傳送與接收，從而降低網(wǎng)絡(luò)成本；

41、提高成功率：通過網(wǎng)絡(luò)特征以及用戶行為特征進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃，不斷調(diào)整權(quán)重系數(shù)提高成功率。