基于IPv6的無線Mesh網(wǎng)絡切換技術(shù)研究

陳康先+楊峰

【摘 要】

如何提高無線Mesh網(wǎng)絡的切換效率，同時保障其服務質(zhì)量一直是一個很具有挑戰(zhàn)性的問題，它直接關(guān)系到無線Mesh網(wǎng)絡是否能夠被廣泛應用。基于此，提出將IPv6技術(shù)引入到無線Mesh網(wǎng)絡中，使得網(wǎng)絡中的每個設(shè)備都有一個唯一的IPv6地址和響應的MAC地址，實現(xiàn)移動終端的快速切換，提高了無線Mesh網(wǎng)絡的切換效率。

【關(guān)鍵詞】

IPv6 無線Mesh網(wǎng)絡 切換

1 概述

無線網(wǎng)狀網(wǎng)（Mesh）給用戶提供接入服務，要比單跳網(wǎng)絡更加穩(wěn)定。無線Mesh網(wǎng)絡技術(shù)是面向基于IP接入的新型無線移動通信技術(shù)，適合于區(qū)域環(huán)境覆蓋和寬帶高速無線接入。無線Mesh網(wǎng)絡基于呈網(wǎng)狀分布的眾多無線接入點間的相互合作和協(xié)同，具有動態(tài)自組織、自配置、自維護等突出特點。IEEE 802.11s中定義的無線Mesh網(wǎng)絡架構(gòu)如圖1所示：

圖1 無線Mesh網(wǎng)絡架構(gòu)示意圖

在無線Mesh網(wǎng)絡架構(gòu)中，依據(jù)節(jié)點功能不同將其分為以下四種：

（1）MP（Mesh Point）：它是802.11的實體，支持Mesh服務的控制、管理和操作的IEEE 802.11站（STA），其功能類似一個無線路由器，構(gòu)建Mesh網(wǎng)絡拓撲，路由數(shù)據(jù)包通過Mesh網(wǎng)絡。

（2）MAP（Mesh Access Point）：它的功能類似于MP節(jié)點，是在MP的基礎(chǔ)上額外支持客戶節(jié)點和其它非Mesh節(jié)點的接入功能，提供基本服務集服務。在實際應用中，MP與MAP節(jié)點都具有較小的移動性。

（3）MPP（Mesh Portal Point）：一個Mesh節(jié)點結(jié)合一個或多個端口，通常作為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)節(jié)點。它是MAC服務數(shù)據(jù)單元從其它802.11 LAN或非802.11 LAN網(wǎng)絡進入/退出Mesh網(wǎng)絡的邏輯節(jié)點。

（4）STA（Station）：一個基于IEEE 802.11媒體接入控制和與無線介質(zhì)的物理層接口的工作站。

IPv6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版）是被指定取代IPv4的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本，主要用于分組交換。相比于32位的IPv4地址，IPv6是128位的，不僅提供了更大的地址空間，而且IPv6中的協(xié)議設(shè)計要比IPv4更為合理。

移動IPv6技術(shù)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)了通信在網(wǎng)絡層移動過程中持續(xù)不斷，可以簡單地歸納為以下三點：

（1）定義了家鄉(xiāng)地址，上層通信應用全程使用家鄉(xiāng)地址，保證了對應用的移動透明。

（2）定義了轉(zhuǎn)交地址（CoA，Care of Address），從外地網(wǎng)絡獲得轉(zhuǎn)交地址，保證了現(xiàn)有路由模式下通信可達。

（3）家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址的映射，建立了上層應用所使用的網(wǎng)絡層標識與網(wǎng)絡層路由所使用的目的標識之間的關(guān)系。

如圖2所示，移動IPv6的切換過程具體如下：

（1）移動節(jié)點（MN，Mobile Node）在外地鏈路上收到路由器的廣播，通過有狀態(tài)或者無狀態(tài)自動配置，獲得轉(zhuǎn)交地址。為了保證獲得的CoA正常可用，MN還需要進行重復地址檢測。

（2）MN向家鄉(xiāng)代理（HA，Home Agent）發(fā)送綁定更新消息，在該消息中設(shè)置了家鄉(xiāng)注冊和確定標志。

（3）HA返回一個綁定確認消息。

（4）為了保證安全性，MN必須進行返回路由可達過程測試。如圖2所示，MN使用隧道經(jīng)由HA將家鄉(xiāng)測試初始（HoTI）消息發(fā)到通信對端節(jié)點（CN，Correspondent Node）；MN直接發(fā)送轉(zhuǎn)交測試初始（CoTI）至CN；CN回應家鄉(xiāng)測試（HoT）消息響應HoTI；CN回應轉(zhuǎn)交測試（CoT）消息響應CoTI。如果MN是由外地鏈路移動到一條新的外地鏈路，由于只是與轉(zhuǎn)交地址相關(guān)的路徑發(fā)生了改變，所以在返回路由可達過程中只需要交換CoTI和CoT消息。

（5）返回路由可達過程成功后，MN向CN發(fā)送綁定更新。

（6）CN向MN發(fā)送綁定確認。

2 存在問題

在現(xiàn)有無線Mesh網(wǎng)絡中，快速切換方案主要基于無線信號強度檢測。STA在移動過程中，周期性的檢測接入MAP的接收信號強度，當接收信號強度低于某個特定的值時，進行網(wǎng)絡掃描，從掃描應答中選擇接收信號強度最大的MAP作為目標MAP。

這種方式主要存在以下方面的問題：

（1）基于無線信號下的接入，因為政策或物理移動的原因，MAP無線信號強弱會飄忽不定，導致STA不斷地更換MAP。不斷地切換信號與數(shù)據(jù)通信渠道，反而會進一步影響現(xiàn)有的快速切換。

（2）STA主動移動時，會造成STA只知道目標MAP的IP地址，而不能搜索到目標MAP的信號，無法通過所檢測到的信號強弱來選擇切換后的MAP。

（3）緩存的數(shù)據(jù)容易受到兩個MAP之間的信號覆蓋影響，兩個MAP之間的數(shù)據(jù)無法交換，MPP無法更新綁定表而將緩存數(shù)據(jù)發(fā)送給最初的綁定表。

（4）當切換成功后，原MAP收到切換響應消息后會將數(shù)據(jù)分別發(fā)送給STA和目標MAP。而當STA接入目標MAP時，目標MAP再把這些數(shù)據(jù)發(fā)送給STA，造成數(shù)據(jù)重復發(fā)送，浪費資源。

本文巧妙地將移動IPv6的切換原理引入到無線Mesh網(wǎng)絡中，結(jié)合IPv6技術(shù)實現(xiàn)無線Mesh網(wǎng)絡的快速切換，提高了無線Mesh網(wǎng)絡的切換效率。

3 一種基于移動IPv6的無線Mesh網(wǎng)絡切換方案

3.1 方案原理

本方案將移動IPv6技術(shù)引入到無線Mesh網(wǎng)絡中，使得網(wǎng)絡中的每個設(shè)備都有一個唯一的IPv6地址和響應的MAC地址。在指定的切換目標MAP前提下，能夠保證STA可靠地切換到目標MAP上，而且不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失及數(shù)據(jù)重復發(fā)送的問題。endprint

本方案在原MAP中添加了綁定表，將STA的IP地址、MAC地址與所屬MAP的IP地址綁定。原MAP一旦收到目標MAP的切換響應消息，便更新自己的綁定表，以后發(fā)給STA的數(shù)據(jù)立馬通過MPP發(fā)送給目標MAP，不用存儲在自己的隊列中，提高了效率。

原MAP接收到切換響應消息后，只向目標MAP發(fā)送數(shù)據(jù)包，不會發(fā)數(shù)據(jù)包給STA，只向STA發(fā)送切換響應消息。

目標MAP收到資源請求消息后，釋放之前為STA預留的資源，發(fā)經(jīng)由MPP給原MAP的資源響應消息，當原MAP收到資源釋放響應后，釋放之前給STA分配的資源。

在圖3所示的網(wǎng)絡模型中，STA（用戶終端）第一次進入無線Mesh網(wǎng)絡區(qū)域，通過MAP1連入無線Mesh網(wǎng)絡。MAP1與多個MP或者MAP相互連接，最終通過MPP連到Internet上。一旦STA接入Mesh網(wǎng)絡中，就獲得一個IP地址，STA的IP地址是唯一且可路由的。所謂唯一，是指這個IP地址在該網(wǎng)段是唯一且可以識別的；所謂可路由，是指以該IP地址為目的地的IP數(shù)據(jù)包最終可以路由到該STA。當STA進行域內(nèi)切換時，要求切換后的MAP（本文指MAP2）能夠預先為STA做好資源預留的準備。

無線Mesh網(wǎng)絡切換方法：在MPP中配置地址對應表，記錄MPP管轄范圍內(nèi)MAP的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系信息；由MPP將STA發(fā)出的切換請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給目標MAP2，使STA在搜索不到目標MAP2或不知道目標MAP2的MAC地址的情況時，仍然能夠切換到目標MAP2上。而且在STA當前接入的MAP1本身配置的地址綁定表中，記錄STA的IP、MAC地址與目標MAP2的IP地址的綁定信息，使MAP1能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包，通過MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失及數(shù)據(jù)重復發(fā)送的問題，同時提高了切換效率。

3.2 方案實施流程

在方案實施流程中，MPP中配置有地址對應關(guān)系表、代理表和地址轉(zhuǎn)換表，具體如下：

（1）地址對應關(guān)系表包含MPP管轄范圍內(nèi)MAP的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系信息。

（2）代理表包含各STA的MAC地址與所接入的MAP的IP地址的綁定信息。

（3）地址轉(zhuǎn)換表包含STA的IP地址與通信對端的IP地址綁定信息，以及STA的MPP的IP地址與通信對端的MPP的IP地址的綁定信息。

此外，每個網(wǎng)狀網(wǎng)接入點MAP中均配置有一個地址綁定表。地址綁定表包含STA的MAC地址、IP地址與該STA當前所連接的MAP的IP地址的綁定信息；STA包含本MAP曾經(jīng)連接的和當前連接的所有STA，以及該MAP相鄰的STA。

本方案的詳細流程如圖4所示。

當STA第一次進入無線Mesh網(wǎng)絡區(qū)域，通過MAP1連入無線Mesh網(wǎng)絡，按照正常的機制得到一個IP地址連入Internet。STA切換到目標MAP2上，并要求MAP2能夠在STA接入MAP2之前預先為STA分配資源。無線Mesh網(wǎng)絡切換流程具體如下：

S1：用戶終端STA向MAP1發(fā)送第一切換請求消息，該切換請求消息包含MAP2的IP地址。

S2：MAP1將第一切換請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給帶入口的網(wǎng)狀節(jié)點MPP。

S3：MPP根據(jù)第一切換請求消息中MAP2的IP地址查找地址對應關(guān)系表，獲得MAP2的MAC地址。

S4：MPP根據(jù)MAP2的IP地址和MAC地址，向MAP2發(fā)送第二切換請求消息，該消息中包含STA的IP地址、MAC地址和MAP1的IP地址。

S5：MAP2向MPP返回是否同意為STA預留資源的第二切換應答消息。

具體地，如果同意，則MAP2為STA預留資源；如果不同意，則表示STA無法在MAP2中得到預留資源，只能在切換到MAP2后，再向MAP2申請資源（優(yōu)選的資源為帶寬）。

S6：MPP收到第二切換應答消息后，向MAP1發(fā)送第一切換應答消息，該消息中包含MAP2的IP地址。

S7：MAP1收到第一切換應答消息后，向STA發(fā)送切換通知消息，通知STA切換至MAP2，且MAP1在本身配置的地址綁定表中記錄STA的IP、MAC地址與MAP2的IP地址的綁定信息。

由于MAP1本身配置的地址綁定表中記錄有STA的IP、MAC地址與MAP2的IP地址的綁定信息，因此在MAP1的轉(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包，都可以通過MPP發(fā)給MAP2，等到STA切換到MAP2后，再由MAP2發(fā)給STA，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失和數(shù)據(jù)重復發(fā)送的問題，而且支持STA的快速切換，提高了效率。

S8：STA收到切換通知消息后，斷開與MAP1的連接，與MAP2建立連接。

S9：STA與MAP2建立連接后，MAP2向MPP發(fā)送第一切換完成報告，該報告中包含MAP1的IP地址以及STA的MAC、IP地址。

S10：MPP接收到第一切換完成報告后，向MAP1發(fā)送第二切換完成報告，該報告中包含MAP2的IP地址以及STA的IP、MAC地址的綁定信息。

S11：MAP1收到第二切換完成報告后，將該報告中MAP2的IP地址以及STA的IP、MAC地址，與本身配置的地址綁定表中的綁定信息進行比較。如果一致，則向MPP發(fā)送第二切換完成響應消息，該消息中包含MAP1的MAC地址；否則，向MPP發(fā)送切換出錯的響應消息或者不發(fā)送響應消息。

在一個實施方式中，在步驟S5，MAP2為STA預留資源，并在本身配置的地址綁定表中記錄STA的IP、MAC地址與MAP1的IP地址的綁定信息；則在步驟S11之后，還包括：

◆MPP收到第二切換完成響應消息后，將本身配置的代理表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息，并向MAP2發(fā)送第一切換完成響應消息（如圖4所示的S12）；endprint

◆MAP2收到第一切換完成響應消息后，將本身配置的地址綁定表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息（如圖4所示的S13）。

在另一個實施方式中，在步驟S5，MAP2不同意為STA預留資源；則在步驟S11之后，還包括：

◆MPP收到第二切換完成響應消息后，將本身配置的代理表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息，并向MAP2發(fā)送第一切換完成響應消息（如圖4所示的S12）；

◆MAP2收到第一切換完成響應消息后，在本身配置的地址綁定表中記錄STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息（如圖4所示的S13）；

◆STA向MAP2發(fā)送資源申請消息；

◆MAP2為STA預留資源。

進一步，在STA連接到MAP2，且MAP2已為STA預留資源后，還包括：

◆MAP1判斷本身的轉(zhuǎn)發(fā)隊列中是否還有STA的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包是MAP1在STA接入MAP2之前為STA接收的，需要發(fā)送給STA的數(shù)據(jù)包；

◆若轉(zhuǎn)發(fā)隊列中還有STA的數(shù)據(jù)包，則MAP1通過查詢本身配置的地址綁定表將數(shù)據(jù)包發(fā)送給MPP，由MPP將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，MAP2再將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA；

◆若轉(zhuǎn)發(fā)隊列中沒有STA的數(shù)據(jù)包，則執(zhí)行步驟S14～S16：

S14：MAP1向MAP2發(fā)送資源釋放請求消息。

具體地，資源釋放請求消息經(jīng)由MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，即MAP1先向MPP發(fā)送資源釋放請求消息，再由MPP將資源釋放請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2。

S15：MAP2收到資源釋放請求消息后，釋放為STA預留的資源，并向MAP1發(fā)送資源釋放響應消息；同理，資源釋放響應消息經(jīng)由MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP1。

S16：MAP1收到資源釋放響應消息后，釋放為STA分配的資源。

4 結(jié)束語

本文方案提供的無線Mesh網(wǎng)絡域內(nèi)切換方法具有以下有益效果：

（1）當STA是因為政策或物理移動的原因，需要從當前的MAP1移動到另一個MAP2時，在STA只知道目標MAP2的IP地址或者MAP1的信號覆蓋不到MAP2的情況下，本方案通過在MPP中配置地址對應表，記錄MPP管轄范圍內(nèi)MAP的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系信息；由MPP將STA發(fā)出的切換請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給目標MAP2，使STA仍然能夠切換到目標MAP2上。

（2）在STA當前接入的MAP1本身配置的地址綁定表中，記錄STA的IP、MAC地址與目標MAP2的IP地址的綁定信息，使MAP1能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包，通過MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失的問題，提高了切換效率。

（3）MAP1收到MPP發(fā)送的切換完成響應消息后，將轉(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包發(fā)送給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，MAP1不再向STA發(fā)送數(shù)據(jù)包，從而避免數(shù)據(jù)重復發(fā)送。

（4）MAP2收到資源釋放請求消息后，釋放之前為STA預留的資源，經(jīng)由MPP向MAP1發(fā)送資源響應消息；當MAP1收到資源釋放響應消息后，釋放之前給STA分配的資源。

隨著寬帶網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，無線Mesh網(wǎng)絡的架構(gòu)得到了越來越廣泛的應用。通過本文提出的解決方案，可以有效地提高無線Mesh網(wǎng)絡的切換效率，保障網(wǎng)絡服務質(zhì)量，為無線Mesh網(wǎng)絡的進一步推廣提供了有力的技術(shù)支持。

參考文獻：

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◆MAP2收到第一切換完成響應消息后，將本身配置的地址綁定表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息（如圖4所示的S13）。

在另一個實施方式中，在步驟S5，MAP2不同意為STA預留資源；則在步驟S11之后，還包括：

◆MPP收到第二切換完成響應消息后，將本身配置的代理表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息，并向MAP2發(fā)送第一切換完成響應消息（如圖4所示的S12）；

◆MAP2收到第一切換完成響應消息后，在本身配置的地址綁定表中記錄STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息（如圖4所示的S13）；

◆STA向MAP2發(fā)送資源申請消息；

◆MAP2為STA預留資源。

進一步，在STA連接到MAP2，且MAP2已為STA預留資源后，還包括：

◆MAP1判斷本身的轉(zhuǎn)發(fā)隊列中是否還有STA的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包是MAP1在STA接入MAP2之前為STA接收的，需要發(fā)送給STA的數(shù)據(jù)包；

◆若轉(zhuǎn)發(fā)隊列中還有STA的數(shù)據(jù)包，則MAP1通過查詢本身配置的地址綁定表將數(shù)據(jù)包發(fā)送給MPP，由MPP將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，MAP2再將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA；

◆若轉(zhuǎn)發(fā)隊列中沒有STA的數(shù)據(jù)包，則執(zhí)行步驟S14～S16：

S14：MAP1向MAP2發(fā)送資源釋放請求消息。

具體地，資源釋放請求消息經(jīng)由MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，即MAP1先向MPP發(fā)送資源釋放請求消息，再由MPP將資源釋放請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2。

S15：MAP2收到資源釋放請求消息后，釋放為STA預留的資源，并向MAP1發(fā)送資源釋放響應消息；同理，資源釋放響應消息經(jīng)由MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP1。

S16：MAP1收到資源釋放響應消息后，釋放為STA分配的資源。

4 結(jié)束語

本文方案提供的無線Mesh網(wǎng)絡域內(nèi)切換方法具有以下有益效果：

（1）當STA是因為政策或物理移動的原因，需要從當前的MAP1移動到另一個MAP2時，在STA只知道目標MAP2的IP地址或者MAP1的信號覆蓋不到MAP2的情況下，本方案通過在MPP中配置地址對應表，記錄MPP管轄范圍內(nèi)MAP的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系信息；由MPP將STA發(fā)出的切換請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給目標MAP2，使STA仍然能夠切換到目標MAP2上。

（2）在STA當前接入的MAP1本身配置的地址綁定表中，記錄STA的IP、MAC地址與目標MAP2的IP地址的綁定信息，使MAP1能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包，通過MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失的問題，提高了切換效率。

（3）MAP1收到MPP發(fā)送的切換完成響應消息后，將轉(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包發(fā)送給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，MAP1不再向STA發(fā)送數(shù)據(jù)包，從而避免數(shù)據(jù)重復發(fā)送。

（4）MAP2收到資源釋放請求消息后，釋放之前為STA預留的資源，經(jīng)由MPP向MAP1發(fā)送資源響應消息；當MAP1收到資源釋放響應消息后，釋放之前給STA分配的資源。

隨著寬帶網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，無線Mesh網(wǎng)絡的架構(gòu)得到了越來越廣泛的應用。通過本文提出的解決方案，可以有效地提高無線Mesh網(wǎng)絡的切換效率，保障網(wǎng)絡服務質(zhì)量，為無線Mesh網(wǎng)絡的進一步推廣提供了有力的技術(shù)支持。

參考文獻：

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[9] 方旭明，戚彩霞，向征. IEEE 802系列無線網(wǎng)絡網(wǎng)狀組網(wǎng)與移動切換技術(shù)綜述[J]. 計算機應用， 2006，26（8）： 1756-1761.endprint

◆MAP2收到第一切換完成響應消息后，將本身配置的地址綁定表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息（如圖4所示的S13）。

在另一個實施方式中，在步驟S5，MAP2不同意為STA預留資源；則在步驟S11之后，還包括：

◆MPP收到第二切換完成響應消息后，將本身配置的代理表中記錄的STA的MAC、IP地址與MAP1的IP地址的綁定信息，更新為STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息，并向MAP2發(fā)送第一切換完成響應消息（如圖4所示的S12）；

◆MAP2收到第一切換完成響應消息后，在本身配置的地址綁定表中記錄STA的MAC、IP地址與MAP2的IP地址的綁定信息（如圖4所示的S13）；

◆STA向MAP2發(fā)送資源申請消息；

◆MAP2為STA預留資源。

進一步，在STA連接到MAP2，且MAP2已為STA預留資源后，還包括：

◆MAP1判斷本身的轉(zhuǎn)發(fā)隊列中是否還有STA的數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包是MAP1在STA接入MAP2之前為STA接收的，需要發(fā)送給STA的數(shù)據(jù)包；

◆若轉(zhuǎn)發(fā)隊列中還有STA的數(shù)據(jù)包，則MAP1通過查詢本身配置的地址綁定表將數(shù)據(jù)包發(fā)送給MPP，由MPP將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，MAP2再將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA；

◆若轉(zhuǎn)發(fā)隊列中沒有STA的數(shù)據(jù)包，則執(zhí)行步驟S14～S16：

S14：MAP1向MAP2發(fā)送資源釋放請求消息。

具體地，資源釋放請求消息經(jīng)由MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，即MAP1先向MPP發(fā)送資源釋放請求消息，再由MPP將資源釋放請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2。

S15：MAP2收到資源釋放請求消息后，釋放為STA預留的資源，并向MAP1發(fā)送資源釋放響應消息；同理，資源釋放響應消息經(jīng)由MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP1。

S16：MAP1收到資源釋放響應消息后，釋放為STA分配的資源。

4 結(jié)束語

本文方案提供的無線Mesh網(wǎng)絡域內(nèi)切換方法具有以下有益效果：

（1）當STA是因為政策或物理移動的原因，需要從當前的MAP1移動到另一個MAP2時，在STA只知道目標MAP2的IP地址或者MAP1的信號覆蓋不到MAP2的情況下，本方案通過在MPP中配置地址對應表，記錄MPP管轄范圍內(nèi)MAP的MAC地址與IP地址的對應關(guān)系信息；由MPP將STA發(fā)出的切換請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給目標MAP2，使STA仍然能夠切換到目標MAP2上。

（2）在STA當前接入的MAP1本身配置的地址綁定表中，記錄STA的IP、MAC地址與目標MAP2的IP地址的綁定信息，使MAP1能夠?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包，通過MPP轉(zhuǎn)發(fā)給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失的問題，提高了切換效率。

（3）MAP1收到MPP發(fā)送的切換完成響應消息后，將轉(zhuǎn)發(fā)隊列中之前為STA接收的數(shù)據(jù)包發(fā)送給MAP2，在STA切換到MAP2后，再由MAP2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給STA，MAP1不再向STA發(fā)送數(shù)據(jù)包，從而避免數(shù)據(jù)重復發(fā)送。

（4）MAP2收到資源釋放請求消息后，釋放之前為STA預留的資源，經(jīng)由MPP向MAP1發(fā)送資源響應消息；當MAP1收到資源釋放響應消息后，釋放之前給STA分配的資源。

隨著寬帶網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，無線Mesh網(wǎng)絡的架構(gòu)得到了越來越廣泛的應用。通過本文提出的解決方案，可以有效地提高無線Mesh網(wǎng)絡的切換效率，保障網(wǎng)絡服務質(zhì)量，為無線Mesh網(wǎng)絡的進一步推廣提供了有力的技術(shù)支持。

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