一种基于层次的嵌套移动网络路由优化方法,包含:(1)MR收到的RA中没有MAP选项,在自身发出的RA中添加MAP选项,作为MAP工作;(2)收到该RA的MR将自己的LCOA添加到MAP选项中;(3)步骤(2)中的MR给作为MAP的步骤(1)中的MR发送LBU,给HA发送RBU。本发明的优点在于:信息包的传输过程只需要最底层MR和其HA之间的一次封装,独立于嵌套层数;优化传输路径,减少了信息包的传输时延;在MAP域内保护了MN的地址隐私性和移动透明性。1、一种基于层次的嵌套移动网络路由优化方法,MR处于嵌套移动网 络内部,当MR连接到Internet上的AR时,其特征在于,包含: (1)MR收到的RA中没有MAP选项,在自身发出的RA中添加MAP 选项,作为MAP工作; (2)收到该RA的MR将自己的LCOA添加到MAP选项中; (3)步骤(2)中的MR给作为MAP的步骤(1)中的MR发送LBU, 给HA发送RBU。 2、根据权利要求1所述的路由优化方法,其特征在于,进一步包含: (4)步骤(2)中的MR给下一层的MR发送MAP选项中包含自己LCOA 的RA,下一层的MR将自己的LCOA添加到MAP选项中,形成NAI。 3、根据权利要求2所述的路由优化方法,其特征在于,步骤(3)中 MR给MAP发送的LBU中包含NAI,在MAP处形成绑定缓存列表。 4、根据权利要求3所述的路由优化方法,其特征在于,步骤(2)进一 步包含:该MR基于AR配置LCoA,基于MAP配置的RCoA。 5、根据权利要求4所述的路由优化方法,其特征在于,步骤(3)进一 步包含:MR使用LCOA给MAP发送LBU;使用RCOA给HA发送RBU。 6、根据权利要求4所述的路由优化方法,其特征在于,步骤(2)中 RA的MAP选项中还包括MAP的HoA及MAP的CoA。 7、根据权利要求3所述的路由优化方法,其特征在于,步骤(3)中 MR给MAP发送的LBU中还包含有MR的HoA。 8、根据权利要求6所述的路由优化方法,其特征在于,MR发送给HA 的RBU中还包含MAP的当前CoA和MR自己的RCoA,并将HA和MAP 的当前CoA进行绑定。 技术领域 本发明属于嵌套网络移动通信技术领域,尤其涉及一种基于层次的 嵌套移动网络路由优化方法。 背景技术 在移动网络协议版本6(MIPv6-Mobilexa0Internetxa0Protocolxa0versionxa06) 中,当移动节点(MN-Mobilexa0Node)在不同子网间移动时,既不中断与 通信对端(CN-Correspondingxa0Node)的通信,也不用改变其本身的IP地 址。MIPv6中MN使用两个地址来进行移动性管理:一个是固定不变的 家乡地址(HoA-Homexa0ofxa0Address),用于标识主机;由固定的家乡代理 (HA-Homexa0Agent)的家乡网路前缀来配置;另一个是临时转交地址 (CoA-Carexa0ofxa0Address),用于路由的目的。当MN移动到一个新的子 网时,CoA根据新的外地网络前缀配置。CoA的改变标识了其位置的变 化,HoA不会改变,确保上层会话的连通性。MIPv6中,MN离开家乡 后向HA绑定其CoA,建立与HA之间的双向隧道(BT-Bi-directio
nal Tunnel),此后与CN之间的数据分组由HA转发,这种BT的方式存在 较大的传输时延。因此该协议还提出了路由优化的方法:即任何一个与 MN通信的、具有IPv6功能的CN都可以维护一个缓冲区绑定MN的 CoA。这样,MN可以直接与CN进行通信,减少了时延。 层次移动IPv6协议(HMIPv6-Hierarchicalxa0Mobilexa0IPv6)通过减少 MN移动后注册更新时绑定更新(BU-Bindingxa0Update)的交互数量减少 时延。利用“区域划分”的思想,HMIPv6在逻辑上将整个网络划分为不同 的“域”,每个域由一个特定的称为移动锚点(MAP-Mobilityxa0Anchorxa0Point) 的实体来管理,这个MAP充当MN的一个临时HA转发MN与CN之间 的分组。当MN移动到MAP内时,收到接入路由器(AR-Accessxa0Router) 发送的路由通告(RA-Routerxa0Advertisement),在RA中包含有AR信息 和MAP选项。MN根据RA中的AR信息和MAP信息,配置链路转交 地址(LCoA-l
inkxa0CoA)和区域转交地址(RCoA-Regionalxa0CoA)。HMIPv6 使用LCoA和RCoA来区分MN在MAP域内和MAP域间的移动。HMIPv6 将MN在MAP域内的移动称为微移动,在MAP域间的移动成为宏移动。 当MN在一个MAP域内移动时,只有LCoA发生改变,RCoA并不发生 改变。这时MN只需要将变化的LCoA向MAP进行注册更新,不必向 HA和CN发送BU进行注册,保护了地址隐私性和在MAP域内的移动 透明性。 MIPv6提供了单个节点移动中的通信过程。对于由一簇节点组成的 移动实体,做为移动子网也需要在移动过程中保持与Intemet的连接。在 MIPv6的基础上,互联网工程任务组(IETF-Internetxa0Engineeringxa0Task Force)于2005年1月提出了网络移动性(NEMO-NEtworkxa0Mobility)的管 理规范基本支持协议。移动子网是指:一个作为整体动态的改变它的 Internet接入点的网络,主要形式如个域网(PANs-Personalxa0Area Netwroks)、部署在车辆中的传感器网络、公共运输工具,如公交车、 火车等,在其上部署的接入网络以及通过移动路由器(MR-Mobilexa0Router) 连接到Internet的无线自组织网络(Adxa0hoc)等。移动子网作为一个独立 单元,改变在Intemet上的接入点,可以包括一个或多个MR连接到 Internet,为移动网络节点(MNN-Mobilexa0Networkxa0Node)提供Internet服 务。在NEMO基本支持协议中,通过在MR和其HA之间使用BT进行 数据传输,数据包头十分冗余。移动网络可以任意大小,网络移动不改 变内部节点的物理接入点,但是改变了他们的全局拓扑位置,由此引发 严重的路由优化问题。移动网络中的路由优化问题是移动网络的研究重 点。移动网络可以接入到另外一个移动网络内部形成嵌套网络,嵌套网 络和当前的接入网都具有各自的家乡代理,当采用NEMO基本支持协议 进行数据传输时,数据包将沿着隧道多层封装,数据传输效率低,路径 不优化。 公知技术一:反向路由头(RRH-Reversexa0Routingxa0Header)协说Thubert 和M.Molteni提出的优化方案,采用源路由机制的思想,用优化的路由 进行信息包的传输。如图1所示,按照RRH协议,子网路由器MR3与 它的家乡代理HA_MR3建立双向隧道,略去了MR1和MR2的家乡代理 HA_MR1和HA_MR2。当信息包从MNN发出时,它使用一种新的路由 头“反向路由头”记录从MNN到CN的所有MR。 当信息包从MNN发送给CN时,路径上的第一个MR分配必要数量 的RRH。由于MR3是路径上的第一个MR,深度为3,则MR3就在隧 道头中分配3个RRH。MR3在第一个空间中插入它的家乡地址 HoA_MR3,外部IPv6头的目的地址是HoA_MR3,源地址是MR3的CoA。 当信息包到达MR2时,MR2将现有源地址替换为它的CoA,并将 原来的源地址,即MR3的CoA,记录在RRH的第二个空间中。同样, 当信息包到达MR1时,源地址替换为MR1的CoA,原来的源地址记录 在RRH的第三个空间中。 信息包通过隧道传递给HA_MR3,HA_MR3收到信息包后,查看 RRH发现信息包是从MR3发送过来的,HA对信息包解封装,并发送给 CN,同时为MR3创建一个缓存,包括RRH中记录的条目和外部IPv6 头的源地址,即MR1的CoA。该缓存使得从CN发送给MNN的信息包 使用RRH向相反的方向发送。公知技术一的缺陷在于:1、中间路由器 和HA需要修改;2、当MN和CN分别处于两个不同的嵌套移动网络中 时,从MN到CN的路由转化为非优化的路由。 公知技术二:递归绑定更新(RBU-Recursivexa0Bindingxa0Update),通过循 环发送绑定更新来维持与通信对端的优化路由。该方案除了绑定更新的 操作之外,不需要对移动网络协议(MIP-Mobilexa0IP)的其它部分进行修 改。RBU操作集中在嵌套移动子网的MR和连接在MR的访问移动节点 (VMN-Visitingxa0Mobilexa0Nodes)上,VMN和MR都需要给CN发送BU。 如图2所示,当CN发送一个信息包给VMN,它通过每个HA发送,用 IPv6头封装。当VMN收到该包并解封装后,与CN执行MIPv6中的路 由优化过程。CN收到VMN发送的BU,与VMN的CoA建立隧道,信 息包通过隧道发送。同时,信息包也发送给每个HA。 当MR3解封装该包,它也给CN发送BU,CN将该包隧道给VMN 的CoA,该隧道内还有一个目的地址为VMN的CoA的隧道。之后,MR2 和MR1以递归的方式给CN发送BU,这样在CN的绑定缓存(BC-Binding Cache)中就形成了对VMN和MR的绑定表项。CN为每个信息包创建 四个封装,分别发往MR的CoA和VMN。类似地,从VMN来的包在 MR处被隧道到CN。公知技术二的缺陷在于:1、过多的绑定更新,且 随着嵌套层数增加而增多;2、只适用于VMN和支持MIPv6的CN。 发明内容 本发明的主要目的,在于解决上述缺陷,避免缺陷存在,采用HMIPv6 的思想在嵌套移动网络中进行路由优化,信息包的传输过程只需要一次 封装,独立于嵌套层数;优化传输路径,减少了信息包的传输时延;在 MAP域内保护了MN的地址隐私性和移动透明性。 本发明提供一种基于层次的嵌套移动网络路由优化方法,MR处于嵌 套移动网络内部,当MR连接到Intemet上的AR时,包含:(1)MR 收到的RA中没有MAP选项,在自身发出的RA中添加MAP选项,作 为MAP工作;(2)收到该RA的MR将自己的LCOA添加到MAP选 项中;(3)步骤(2)中的MR给作为MAP的步骤(1)中的MR发送 LBU,给HA发送RBU,MN直接连接的最底层MR和其HA之间建立 隧道。 一种路由优化方法,进一步包含:(4)步骤(2)中的MR给下一 层的MR发送MAP选项中包含自己LCOA的RA,下一层的MR将自己 的LCOA添加到MAP选项中,形成NAI。 一种路由优化方法,其中,步骤(3)中MR给MAP发送的LBU中 包含NAI,在MAP处形成绑定缓存列表。 一种路由优化方法,其中,步骤(2)进一步包含:该MR基于AR 配置LCoA,基于MAP配置的RCoA。 一种路由优化方法,其中,步骤(3)进一步包含:MR使用LCOA 给MAP发送LBU;使用RCOA给HA发送RBU。 一种路由优化方法,其中,步骤(2)中RA的MAP选项中还包括 MAP的HoA及MAP的CoA。 一种路由优化方法,其中,步骤(3)中MR给MAP发送的LBU中 还包含有MR的HoA。 一种路由优化方法,MR发送给HA的RBU中还包含MAP的当前 CoA和MR自己的RCoA,并将HA和MAP的当前CoA进行绑定。 本发明与公知技术相比,其优点在于:本发明采用层次的思想对嵌 套移动网络进行路由优化,避免了NEMO基本支持协议MR-HA双向隧 道的方法,使信息包的传输只经过一层封装,独立于嵌套层数,大大减 少了信息包的传输时延。本发明中,嵌套移动子网中的各级MR对应的 HA处保留MR在当前MAP域内的位置,既可以附加认证计费等各种通 信业务,同时采用MAP域微移动的思想进行移动节点位置管理,提供了 地址隐私性和移动透明性。能够为移动网络技术的应用提供高性能的路 由机制,在列车、城铁、公交车、飞机等移动子网中提供良好的通信支 持。 附图说明 图1为公知技术反向路由头RRH优化方案示意图; 图2为公知技术递归绑定更新RBU优化方案示意图; 图3为嵌套移动网络的结构示意图; 图4为MR3发送的绑定更新和MAP、HA_MR3处的绑定更新情况; 图5为本发明从CN到LFN的信息包传输流程图; 图6为本发明从LFN到CN的信息包传输流程图; 图7为本发明的信息包交互过程图; 图8为本发明另一实施例从CN到LFN的信息包传输流程图; 图9为本发明另一实施例从LFN到CN的信息包传输流程图。 具体实施方式 有关本发明的技术内容及详细说明,现配合附图说明如下: 实施例1 如图3所示,HMIPv6与嵌套移动网络在拓扑结构上有相似之处。但 HMIPv6是针对主机的移动性管理方案,嵌套移动子网中MR是移动的, 使用HMIPv6的思想进行路由优化,需要进行一系列的扩展。 为了避免嵌套移动网络中的冗余路由,在HMIPv6的基础上,对MAP 选项进行扩展。连接在Internet上的MR作为MAP工作,整个嵌套移动 网络形成一个本地MAP域。当MR首次连接到Internet上的AR,其收 到的RA中没有MAP选项。该MR判断自己处于整个嵌套网络的第一层, 在自身发出的RA中添加MAP选项,开始作为MAP工作。MAP选项中 不仅包括MAP的HoA,还包括MAP的CoA。任何一个收到该RA的 MR将自己的LCOA添加到MAP选项中,形成嵌套地址信息(NAI-Nested Addressxa0Information)。 除了第一层直接连接到Internet的MAP之外,每个MR发送两个绑 定更新:发给第一层MR即MAP的本地绑定更新(LBU-Localxa0Binding Update)和发给HA_MR的区域绑定更新(RBU-Regionalxa0Binding Update)。发送给MAP的LBU里包含扩展MAP选项中包含的NAI,和 每个MR的HoA。发送MR的HoA,是为了在MAP和HA_MR之间建 立绑定,即在MAP处管理着整个嵌套网络的拓扑结构。发送给HA_MR 的RBU中包含MAP的当前CoA和MR自身的RCoA,并将MR的HA 和MAP的当前CoA进行绑定。发送给MR的信息包,以MAP的CoA 作为目的地址。 图4为MR3发送的绑定更新和MAP、HA_MR3处的绑定更新情况。 每个MR移动到该MAP域之后,都要配置两个转交地址:基于AR配置 的LCoA和基于MAP配置的RCoA。以MR3的工作为例。MR3移动到 嵌套网络中后,收到MR2的RA,其MAP选项中包含了MAP的CoA、 MR1的LCOA和MR2的LCOA。MR3根据MR2在RA中通告的网络前 缀配置LCOA_MR3,同时根据MAP选项中包含的MAP前缀配置 RCOA_MR3。MR3配置好两个地址之后,分别使用LCOA_MR3给MAP 发送LBU;使用RCOA_MR3给HA_MR3发送RBU。 图5为本发明从CN到本地固定节点(LFN-Localxa0Fixedxa0Nodes)的信 息包传输流程图。如图5所示,从CN发出的信息包源地址为CN的地址, 目的地址为MR3的家乡地址HoA_MR3。信息包到达HA_MR3后,建立 从HA_MR3到MR3的隧道,并根据绑定将外部头地址设为MAP的 CoA。信息包到达MAP后,去掉外部地址MAP_CoA,此时目的地址为 HoA_MR3。MAP检查绑定缓存,寻找到LFN的路由。由于在MAP处 HoA_MR3的绑定说明路由依次经过:MR1_LCoA,MR2_LcoA和 MR3_CoA。MAP根据该绑定情况将信息包以此往下传输。到达MR3后, MR3解封装该包,将该包发送给LFN。信息包的传输过程只需要MR3 和HA_MR3之间的一次隧道封装。在本发明中,MR在MAP域内移动 时,只需要给MAP发送一次绑定更新,减少了绑定更新的数量,并使得 MR在MAP域内的位置透明,保持了地址隐私性。 图6为本发明从LFN到CN的信息包传输流程图。如图6所示,LFN 产生的信息包发送给MR3,MR3建立到MR3_HA的隧道,并封装该包。 此时信息包的源地址为MR3_LCoA,目的地址为CN。为了在MAP处实 现出口过滤,外部头源地址设为MAP_CoA。MR2和MR1传输该包给 MAP,MAP去掉外部头,信息包继续沿隧道传输至MR3_HA。HA_MR3 解封装该包,根据目的地址选项将信息包发送给CN。 图7为本发明的信息包交互过程图。如图7所示: (1)当MR1移动到MAP域内后,接收MAP发送的包含MAP选项的 RA,给MAP发送LBU及MAP返回本地绑定确认信息(LBA-Local Bindingxa0Acknowledgement);给HA_MR1发送RBU以及HA_MR1返回 区域绑定确认信息(RBA-Regionalxa0Bindingxa0Acknowledgement)的过程。 (2)当MR2连接到MR1后,MR1给MR2发送的RA中包含有MR1 自身的LCOA和MAP的信息,MR2给MAP发送LBU以及MAP返回 LBA,给HA_MR2发送RBU以及HA_MR2返回RBA的过程。 (3)当MR3连接到MR2,MR3收到的RA中包含NAI信息和MAP 的信息,MR3给MAP发送包含有NAI的LBU,MAP返回LBA;MR3 给对应的HA_MR3发送RBU,包括自身的RCOA和MAP的CoA。 HA_MR3返回RBA,建立MR3和HA_MR3之间的隧道。 (4)在LFN和CN之间建立通信连接,进行信息包的传输。 实施例2 嵌套移动子网的路由优化方案可以采用多种方式。在层次路由优化 的基础上,如果在MAP和HA_MAP处建立隧道,也可以实现路由优化。 在这种方案中,任何一个移动到MAP域内的MR,也分别给其HA 和MAP发送两个BU。发送给HA的BU中包含MAP的HoA,告诉HA 该MR是处于MAP域内;发送给MAP的BU中包含NAI。在HA_MR3 和HA_MAP和MAP处的绑定如图8所示。CN和LFN之间的信息包需 要经过两层隧道封装:1)在LFN上一层的MR和其HA之间的隧道; 2)MAP和其HA之间的隧道。 图8为本发明另一实施例从CN到LFN的信息包传输流程图。从CN 发送给LFN的信息包,首先发送给HA_MR3。根据HA_MR3处的绑定, 通过HA_MR3和MR3之间建立的隧道,到达HA_MAP;根据HA_MAP 处的绑定,通过HA_MAP与MAP之间的隧道传输到MAP,HA_MAP 和MAP之间的隧道结束。MAP解一次封装,从绑定缓存中发现LFN通 过MR1、MR2、MR3可达。根据MAP处的绑定,MAP采用源路由机制, 当信息包到达MR3,HA_MR3和MR3之间的隧道结束。MR3再次解封 装并将信息包发送给LFN。 图9为本发明另一实施例从LFN到CN的信息包传输流程图。从LFN 发出的信息包到达MR3后,根据MR3与HA_MR3之间建立的隧道,以 HA_MR3为目的地址进行封装,为了实现出口过滤,此时外部头目的地 址为MAP_CoA,并发送给MR2。MR2和MR1不对信息包进行封装, 直接发送给MAP,MAP根据与HA_MAP之间的隧道,将信息包进行二 次封装后发送给HA_MAP,HA_MAP解封装并发送给HA_MR3,经 HA_MR3发送给CN。 在上述方案中,信息包的路由得到了一定程度的优化。但是其绑定 机制决定信息包的传输需要两层封装,在一定程度上消耗了带宽资源。 上述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施范围。 即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆为本发明专利范 围所涵盖。