SDN架构下基于MPTCP的异构网络切换方法和系统转让专利
申请号 : CN202010733866.9
文献号 : CN112020112B
文献日 : 2021-10-01
发明人 : 王涛 , 仝昊楠 , 朱玉娇 , 张凯 , 尹长川 , 刘丹谱
申请人 : 北京邮电大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种SDN架构下基于MPTCP的异构网络切换方法,其特征在于,包括:在移动终端由移动网络覆盖区域移动到所述移动网络与固定网络重叠覆盖区域后,SDN控制器综合来自网络侧与移动终端侧的信息作出切换判断后,向移动终端发出切换指令,指定切换的目标网络包括所述移动网络与固定网络;
所述移动终端接收到所述切换指令后,新建一个MPTCP会话,该会话包含了使用目标网络所建立的子流subflow:subflow1、subflow2,分别为使用所述移动网络和固定网络的子流subflow;
所述移动终端将正在传输的业务的数据包从原始MPTCP会话转交到新建的MPTCP会话进行传输;
在所述移动终端进入只有所述固定网络覆盖的区域,则subflow2的数据传输中止,但subflow1仍持续传输数据;
其中,所述原始MPTCP会话包含了使用所述移动网络所建立的subflow。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述新建一个MPTCP会话之后,还包括:在原始MPTCP会话最后一个传输的数据包收到ACK回复后,移除原始MPTCP会话。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述移动终端将正在传输的业务的数据包从原始MPTCP会话转交到新建的MPTCP会话进行传输后,还包括:所述数据包的接收端将从新建的MPTCP会话解析出的数据包序列首端,接续到从原始MPTCP会话解析出的数据包队列末端。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将从新建的MPTCP会话解析出的数据包序列首端,接续到从原始MPTCP会话解析出的数据包队列末端,具体为:所述接收端接收到所述原始MPTCP会话和新建的MPTCP会话中的数据包后,根据两个MPTCP会话各自的会话的数据序列号DSN和数据包序号SSN独立地进行传输控制层的解析,并分别得到两个MPTCP会话各自的数据包队列;进而,将从新建的MPTCP会话解析出的数据包序列首端,接续到从原始MPTCP会话解析出的数据包队列末端得到所述业务的所有数据包。
5.一种SDN架构下基于MPTCP的异构网络切换系统,其特征在于,包括:SDN控制器,用于在移动终端由移动网络覆盖区域移动到所述移动网络与固定网络重叠覆盖区域后,综合来自网络侧与移动终端侧的信息作出切换判断后,向移动终端发出切换指令,指定切换的目标网络包括所述移动网络与固定网络;
移动终端,用于接收到所述切换指令后,新建一个MPTCP会话,该会话包含了使用目标网络所建立的子流subflow:subflow1、subflow2,分别为使用所述移动网络和固定网络的子流subflow;并将正在传输的业务的数据包从原始MPTCP会话转交到新建的MPTCP会话进行传输;在所述移动终端进入只有所述固定网络覆盖的区域,则subflow2的数据传输中止,但subflow1仍持续传输数据;其中,所述原始MPTCP会话包含了使用所述移动网络所建立的subflow。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述移动终端还用于在原始MPTCP会话最后一个传输的数据包收到ACK回复后,移除原始MPTCP会话。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,还包括:所述数据包的接收端,用于将从新建的MPTCP会话解析出的数据包序列首端,接续到从原始MPTCP会话解析出的数据包队列末端。
说明书 :
SDN架构下基于MPTCP的异构网络切换方法和系统
技术领域
背景技术
重叠的不同类型网络融合起来以构成异构网络,从而满足未来终端的业务多样性需求。
同网络之间的切换,与同构网络(Homogeneous Wireless Networks)中的水平切换
(Horizontal Handoff,HHO)不同,这里称不同通信系统之间的切换为垂直切换(Vertical
Handoff,VHO)。
高质量的通信、信息和娱乐等业务。固移融合解决方案为固定和移动用户提供统一的语音、
数据、视频服务业务等,提升用户的体验。
络环境下的无缝切换。WLAN使用无线接入网关WAG,并通过隧道协议将WAG与LTE中的分组数
据网关PGW连接。WAG和PGW受SDN控制器控制,控制器通过收集用户的相关信息,做出相应的
切换决策,之后将决策信息发送到网关,网关根据控制信息完成网络切换的数据包转发。
转发还会引入一定的时延。
发明内容
之间建立隧道,通过隧道进行数据包转发,从而可以避免切换过程中的数据包转发延迟。
域;以及
建的MPTCP会话进行传输;其中,所述原始MPTCP会话包含了使用原始网络所建立的
subflow。
令后,新建一个MPTCP会话,该会话包含了使用目标网络所建立的子流subflow;所述移动终
端将正在传输的业务的数据包从原始MPTCP会话转交到新建的MPTCP会话进行传输;其中,
所述原始MPTCP会话包含了使用原始网络所建立的subflow。从而,业务的数据包可以通过
新建的MPTCP会话,使用切换的目标网络继续传输,保证了异构网络切换场景下移动终端的
业务数据传输的连续性,且不用在网关之间建立隧道,通过隧道进行数据包转发,从而避免
了切换过程中的数据包转发延迟。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部
分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后
面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似
的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是
间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变
后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
TCP子流进行网络连接和传输数据,这使得MPTCP在动态变化的网络中具备很好的适应性,
也为异构网络中的切换问题带来了新的解决思路。
过程中不支持创建新的子流。因此单独一个MPTCP会话无法执行网络切换。但是通过创建一
路新的MPTCP会话,可以创建不同于原始MPTCP会话的子流集合,此特性为异构网络间的切
换提供了新的解决方案。
WLAN)和移动网络(比如,蜂窝网络)间无缝切换,在保障业务连续性的同时,更高效地利用
网络资源、提升移动终端数据速率。在SDN架构下,本发明的技术方案基于SDN固有的集中控
制和可编程性的特点以及MPTCP的多流通信机制,提出一种异构网络切换方法,并设计了相
关的切换信令流程。从而保证了异构网络切换场景下移动终端的业务数据传输的连续性,
且不用在网关之间建立隧道,通过隧道进行数据包转发,从而可以避免切换过程中的数据
包转发延迟。
话包含了使用原始网络所建立的subflow,新建立的MPTCP会话承接现有的业务数据传输,
并且利用切换决策中的目标网络建立了子流(subflow),因此该切换执行过程实现了MPTCP
子流的动态更新。基于上述新建和移除MPTCP会话以及数据转交的操作,实现了通过MPTCP
子流的动态更新来执行切换决策,从而实现了固移融合场景下异构网络的无缝切换。其中,
所述原始网络可以是移动网络,目标网络为固定网络,从而实现从移动网络到固定网络的
无缝切换。或者,所述原始网络为固定网络,目标网络为移动网络,从而实现从固定网络到
移动网络的无缝切换。
续到从原始MPTCP会话解析出的数据包队列末端,从而得到业务的所有数据包,实现异构网
络的切换,并可以保证异构网络切换场景下移动终端的业务数据传输的连续性。
向移动终端102发出切换指令,指定切换的目标网络。即SDN进行集中式的信息收集分析和
决策控制,在切换条件被触发时,向移动终端发出切换指令。
指定切换的目标网络可以包括LTE与WLAN。
置了“fullmesh”子流创建模式初始化新的MPTCP。在“fullmesh”模式下,MPTCP协议规定在
收发两端不同的IP地址对间创建所有可用的subflow,因此新建MPTCP会话的子流中包含使
用目标网络建立的subflow。
所示,包含两个子流subflow1、subflow2,分别为使用移动网络(LTE)和固定网络(WLAN)的
子流subflow。
subflow;移动终端102将应用层待传输的当前业务的数据包交由该原始MPTCP会话进行传
输。
(LTE)的子流subflow。
新建的MPTCP会话中所传输的业务的数据包接续了原始MPTCP会话所传输的数据包队列的
末端。
的数据包的完整可靠传输,并且通过移除原始MPTCP会话使移动终端102的MPTCP系统返回
到初始状态。
域,则使用LTE网络的subflow2的数据传输中止,但使用WLAN网络的subflow1仍持续传输数
据,业务数据的连续性得以保障。
Sequence Number,子流序列号)记录了所对应TCP子流的数据包顺序。在接收端的传输控制
层,根据DSN与SSN映射关系对数据包进行正确的重排,从而保证了通过多流进行传输的
MPTCP会话数据包的正确解析。
SSN独立地进行传输控制层的解析,并分别得到两个MPTCP会话各自的数据包队列;进而,将
从新建的MPTCP会话解析出的数据包序列首端,接续到从原始MPTCP会话解析出的数据包队
列末端得到所述业务的所有数据包,再转交MPTCP的上层进行后续解析处理。
MPTCP会话传输)的数据包的可靠传输;然后通过上述的对数据包队列的接续操作,便实现
了业务的数据包的可靠连续传输;最终保证了切换过程中业务数据的连续性及可靠传输。
令后,新建一个MPTCP会话,该会话包含了使用目标网络所建立的子流subflow;所述移动终
端将正在传输的业务的数据包从原始MPTCP会话转交到新建的MPTCP会话进行传输;其中,
所述原始MPTCP会话包含了使用原始网络所建立的subflow。从而,业务的数据包可以通过
新建的MPTCP会话,使用切换的目标网络继续传输,保证了异构网络切换场景下移动终端的
业务数据传输的连续性,且不用在网关之间建立隧道,通过隧道进行数据包转发,从而避免
了切换过程中的数据包转发延迟。
其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器
(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器
(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读
存储器(CD‑ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或
其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如
上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
以框图的形式示出装置,以便避免使本发明难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这
些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即,这些细节应当
完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路)以描述本发明的
示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节
的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此,这些描述应被认为是说明
性的而不是限制性的。
如,其它存储器架构(例如,动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
等,均应包含在本发明的保护范围之内。