基于ipv6无线mesh网络切换技术探究

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1、基于IPv6无线Mesh网络切换技术探究　　【摘要】如何提高无线Mesh网络的切换效率，同时保障其服务质量一直是一个很具有挑战性的问题，它直接关系到无线Mesh网络是否能够被广泛应用。基于此，提出将IPv6技术引入到无线Mesh网络中，使得网络中的每个设备都有一个唯一的IPv6地址和响应的MAC地址，实现移动终端的快速切换，提高了无线Mesh网络的切换效率。【关键词】IPv6无线Mesh网络切换1概述无线网状网（Mesh）给用户提供接入服务，要比单跳网络更加稳定。无线Mesh网络技术是面向基于IP接入的新型无线移动通信技术，适合于区域环境覆

2、盖和宽带高速无线接入。无线Mesh网络基于呈网状分布的众多无线接入点间的相互合作和协同，具有动态自组织、自配置、自维护等突出特点。IEEE802.11s中定义的无线Mesh网络架构如图1所示：图1无线Mesh网络架构示意图在无线Mesh网络架构中，依据节点功能不同将其分为以下四种：14（1）MP（MeshPoint）：它是802.11的实体，支持Mesh服务的控制、管理和操作的IEEE802.11站（STA），其功能类似一个无线路由器，构建Mesh网络拓扑，路由数据包通过Mesh网络。（2）MAP（MeshAccessPoint）：它的功能

3、类似于MP节点，是在MP的基础上额外支持客户节点和其它非Mesh节点的接入功能，提供基本服务集服务。在实际应用中，MP与MAP节点都具有较小的移动性。（3）MPP（MeshPortalPoint）：一个Mesh节点结合一个或多个端口，通常作为无线网状网络的网关节点。它是MAC服务数据单元从其它802.11LAN或非802.11LAN网络进入/退出Mesh网络的逻辑节点。（4）STA（Station）：一个基于IEEE802.11媒体接入控制和与无线介质的物理层接口的工作站。IPv6（互联网协议第6版）是被指定取代IPv4的下一代互联网协议版

4、本，主要用于分组交换。相比于32位的IPv4地址，IPv6是128位的，不仅提供了更大的地址空间，而且IPv6中的协议设计要比IPv4更为合理。移动IPv6技术充分发挥技术优势，实现了通信在网络层移动过程中持续不断，可以简单地归纳为以下三点：（1）定义了家乡地址，上层通信应用全程使用家乡地址，保证了对应用的移动透明。14（2）定义了转交地址（CoA，CareofAddress），从外地网络获得转交地址，保证了现有路由模式下通信可达。（3）家乡地址与转交地址的映射，建立了上层应用所使用的网络层标识与网络层路由所使用的目的标识之间的关系。如图2

5、所示，移动IPv6的切换过程具体如下：（1）移动节点（MN，MobileNode）在外地链路上收到路由器的广播，通过有状态或者无状态自动配置，获得转交地址。为了保证获得的CoA正常可用，MN还需要进行重复地址检测。（2）MN向家乡代理（HA，HomeAgent）发送绑定更新消息，在该消息中设置了家乡注册和确定标志。（3）HA返回一个绑定确认消息。（4）为了保证安全性，MN必须进行返回路由可达过程测试。如图2所示，MN使用隧道经由HA将家乡测试初始（HoTI）消息发到通信对端节点（CN，CorrespondentNode）；MN直接发送转交测

6、试初始（CoTI）至CN；CN回应家乡测试（HoT）消息响应HoTI；CN回应转交测试（CoT）消息响应CoTI。如果MN是由外地链路移动到一条新的外地链路，由于只是与转交地址相关的路径发生了改变，所以在返回路由可达过程中只需要交换CoTI和CoT消息。（5）返回路由可达过程成功后，MN向CN发送绑定更新。14（6）CN向MN发送绑定确认。2存在问题在现有无线Mesh网络中，快速切换方案主要基于无线信号强度检测。STA在移动过程中，周期性的检测接入MAP的接收信号强度，当接收信号强度低于某个特定的值时，进行网络扫描，从扫描应答中选择接收信号

7、强度最大的MAP作为目标MAP。这种方式主要存在以下方面的问题：（1）基于无线信号下的接入，因为政策或物理移动的原因，MAP无线信号强弱会飘忽不定，导致STA不断地更换MAP。不断地切换信号与数据通信渠道，反而会进一步影响现有的快速切换。（2）STA主动移动时，会造成STA只知道目标MAP的IP地址，而不能搜索到目标MAP的信号，无法通过所检测到的信号强弱来选择切换后的MAP。（3）缓存的数据容易受到两个MAP之间的信号覆盖影响，两个MAP之间的数据无法交换，MPP无法更新绑定表而将缓存数据发送给最初的绑定表。（4）当切换成功后，原MAP收

8、到切换响应消息后会将数据分别发送给STA和目标MAP。而当STA接入目标MAP时，目标MAP再把这些数据发送给STA，造成数据重复发送，浪费资源。14本文巧妙地将移动IPv6的切