一种移动互联网数据传输方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动互联网数据传输方法和系统，方法包括：调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求；根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。本发明专利技术移动终端不需要向真实的镜像服务器的地址发起数据请求，只需要基于vIP进行相应的数据包请求，且调度服务器总是选取最近的镜像服务器提供服务，由此降低了网络开销、提供了传输数据的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种移动互联网数据传输方法和系统
本专利技术涉及一种移动互联网数据传输方法和系统，属于多媒体通信
。
技术介绍
传统的IP包路由和服务质量控制技术，仅对IP包头中的五元组信息进行分析，确 定流量的基本信息，五元组信息包括：源地址、目的地址、源端口、目的端口以及协议类型。 传统IP路由器也只是通过五元组获得的信息来实现一定程度的路由和服务质量保证的， 但是随着移动设备的普及和移动网络的应用，移动设备在不同接入点间的移动会打破原有 固网会话五元组的规则。移动IP支持了移动终端在移动情况下的使用，利用家代理、外代 理和地址映射关系来解决终端移动获得新地址时已有会话的保持问题。 移动IPv6技术充分利用了 IPv6协议对移动性的内在支持。首先，路由器在路由 器广播报文中指示了它是否能担任本地代理。同一个子网内允许多个本地代理存在，移动 节点可以向任意一个本地代理注册。本地代理中保存有移动节点的家乡地址和转交地址的 对照表，收到发送给移动节点的报文后，根据对照表把报文转发给移动节点。其次，每当移 动节点收到其他主机发来的报文后，在响应报文中以转交地址作为源地址，并要附带上移 动节点的家乡地址。其他主机的后续报文以移动节点的转交地址为目的地址，但是要附带 源路由选择头，报头内容为移动节点的家乡地址。使用这种机制的目的是保证移动节点在 移动过程中也不会丢失报文。最后，IPv6中定义了重定向过程。当移动节点在小区间切换 时，移动节点重新登记成功后，基站应该向原来的基站发重定向包文，使切换过程中路由有 偏差的报文重新找到移动节点。 随着移动IP技术的不断发展和IPv6协议的推动，网络设备相比于终端对于会话 的建立、保持和位置支持承担起了更多的功能，代理移动IPv6应运而生。代理移动IPv6协 议是一种基于网络的本地化移动性管理协议，与其他移动IPv6协议（如移动IPv6协议、快 速移交IPv6协议、层级化IPv6协议）相比，代理移动IPv6不需要移动节点参与任何与移 动相关的决策，网络实体负责跟踪移动节点的移动并发起移动相关的信令传输，此外该协 议还保证移动节点在整个域内漫游时无须更换IPv6地址。这些特性对于运营商来说，可以 提高其对网络的控制能力，而对于移动用户来说，则可以降低终端协议栈设计的复杂度，从 而降低设备资源及能量消耗。 受到电信网络的影响，移动互联网的部署更为趋于集中式管理。此种形式依赖于 一个单独的移动锚节点对终端设备进行移动性支持，一般存在以下几个问题：1、非最优路 由，特别是在内容分发网络中的服务器被推向网络边缘的情况。这导致移动用户和内容服 务器之间的时延很大，核心网中的不必要的负载也过多。2、可扩展性不好，锚节点的数量随 着移动用户数量的增长而增长。随着业务的增大，移动锚节点会越来越拥挤。3、移动性支 持按照每个节点进行，而不是每个流进行，这将导致某些流量的卸载变为不可能。 我们不能期望路由的最优化能力在每一个通信对端上都存在。当所有从移动节点来和发往 移动节点的流量必须都要经过中央锚节点时，前述情况就恶化了。特别是当移动节点的通 信在固定位置创建时。 为了解决集中式管理的问题，分布式移动性管理的思想开始在业界内讨论成型。 分布式移动性管理的主旨思想是基于移动IPv6和代理移动IPv6的框架，将集中式管理中 的锚节点功能拆分，使得锚节点对于终端的管理功能和数据转发功能分离开来。锚节点仅 负责管理功能，而数据转发功能被放置在更近于网络边缘的接入网关上。锚节点通过接入 网关向终端下发地址或前缀，发往终端的流量将直接通过接入网关转发，而不绕行负责管 理功能的锚节点。 此种设计为负责移动性管理的锚节点减轻了数据负荷，增大了可扩展性，降低了 单点故障的可能性。同时，由于锚节点从转发功能中脱离出来，使得其在管理功能上有了更 大的灵活性，对于未来可能的路由优化和流量控制提供了更大的空间。 现有的移动互联网路由优化策略基本均是针对终端移动，服务固定的思路展开 研究，而很少对服务移动的场景进行讨论。所谓服务移动性是指服务的提供者在网络上 的拓扑位置不固定，随时间的变化进行位置的改变。 最直接的用例比如使用一台移动PC设备通过无线网络接入作为视频服务器对外 提供服务，无论视频内容的请求者是固定网络用户或者移动网络用户，只要移动PC设备在 不同的子网中移动，就形成了服务的移动。 更为现实的用例是在CDN网络中。一般来讲，网络视频内容提供商更倾向于使用 CDN网络架构来向用户提供数据服务，即将内容服务器做出多个相同的镜像服务器，分别部 署在不同的互联网数据中心（Internet Data Center, IDC)中。当某一个用户向该内容提 供商请求视频服务时，其核心服务器会根据用户的IP地址（拓扑位置）选择拓扑距离最近 的镜像服务器应答请求，进而传送视频数据，以提高用户体验。IDC机房一般由网络运营商 建设，并且在城市各个地区分布式部署，以达到尽量靠近用户的目的。当用户从一个IDC 所管辖的范围移动至另一个IDC所管辖的范围内时，由于两个IDC中的镜像服务器内容相 同、地址不同，用户可以从任意一个IDC镜像服务器获取数据信息，从用户角度可以将该服 务看作是移动的。 如图1所示，在移动互联网中，当用户请求一个视频链接时，CDN服务器会根据用 户所在网络位置，将数据请求重定向至当前距离用户最近的镜像服务器上，由该镜像服务 器向用户提供数据传输。 图1中，用户在初始位置向视频服务器发起内容请求，在基于PMIP架构的分布式 移动性管理（PMIP-DMM)的情况下，由接入网关MAG直接向⑶NServer发起数据请求，⑶N Server分析用户IP地址，将请求重定向至镜像服务器1，即图中CDN Mirror Serverl，由其 为用户提供数据内容。 图中Flowl表示被请求数据所经的路由线路，由⑶N Mirror Serverl发送至用户 所在MAG，进而到达用户端。 随着用户的漫游，PMIP-DMM系统为用户提供持续不断的数据链接，并且根据现有 路由优化方法，可以将用户数据请求的锚点不断切换到离用户最近的MAG上，达到减轻网 络传输负载的目的。图中，Flow2表征当用户漫游至另一个MAG所覆盖的区域下被请求数据 所经的路由线路，由⑶N Mirror Serverl发送至用户当前所在新的MAG，进而到达用户端。 随着用户继续漫游，直至离开⑶N Mirror Serverl所管辖的区域时，按照现有路 由优化策略，被请求数据所经的路由线路仍然要经由⑶N Mirror Serverl发送至用户所在 MAG，进而到达用户端，即图中所表示Flow3。 然而，假设用户当前所属位置正好位于数据内容提供商的另一个镜像服务器范围 内（IDC2内），当前路由线路显然不够优化，甚至是非常不理想。 事实上最为优化的路线是按照图中Flow4所表征的由⑶N Mirror Server2发送 至用户所在MAG，进而到达用户端。 然而，对于CDN服务器来讲，用户的移动性在PMIP-DMM体系下是不能够轻易被感 知的。除非用户在移动到新的MAG范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动互联网数据传输方法，其特征在于，包括：调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据请求中携带移动终端的地址信息；根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数据传输服务器；为本次会话分配虚拟地址vIP，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络地址转换设备地址、虚拟地址vIP和移动终端地址信息发送给锚节点；锚节点根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向调度服务器返回第一接入网关的地址信息；调度服务器根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址vIP返回给移动终端，由移动终端基于所述虚拟地址vIP请求数据传输。

【技术特征摘要】
1. 一种移动互联网数据传输方法，其特征在于，包括： 调度服务器接收第一接入网关发送的来自于移动终端的数据传输请求，该数据请求中 携带移动终端的地址信息； 根据所述移动终端的地址信息选择拓扑距离终端地址最近的第一镜像服务器作为数 据传输服务器； 为本次会话分配虚拟地址vip，并将所述第一镜像服务器地址、与之相关联的第一网络 地址转换设备地址、虚拟地址VIP和移动终端地址信息发送给锚节点； 锚节点根据上述地址信息配置第一接入网关中的第一地址转换列表，并在成功以后向 调度服务器返回第一接入网关的地址信息； 调度服务器根据第一接入网关的地址信息对第一网络地址转换设备上的第二地址转 换列表进行配置，并在配置成功以后将所述虚拟地址VIP返回给移动终端，由移动终端基 于所述虚拟地址vIP请求数据传输。2. 根据权利要求1所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，移动终端基于所述 虚拟地址vIP请求数据传输，进一步具体包括； 第一接入网关接收来自于移动终端的基于vIP的数据传输请求； 将所述虚拟地址vIP封装在数据包中，并与相应的第一网络地址转换设备建立传输隧 道，并将所述数据包传递给第一网络地址转换设备； 第一网络地址转换设备将所述数据包进行解封，并根据虚拟地址vIP获取第一镜像服 务器的地址，将数据传输请求转发给第一镜像服务器； 第一镜像服务器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关 向移动终端返回数据。3. 根据权利要求2所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，所述第一镜像服务 器根据相应的数据传输请求通过第一网络地址转换设备、第一接入网关向移动终端返回数 据，具体包括： 第一镜像服务器向第一网络地址转换设备返回被请求的数据； 第一网络地址转换设备将第一镜像服务器的地址翻译为虚拟地址vIP，并对被请求的 数据进行封装并发送给第一接入网关； 第一接入网关对所述封装后的数据进行解封装，并根据虚拟地址vIP将数据返回给相 应的移动终端。4. 根据权利要求1所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，当移动终端漫游至 第-接入网关的范围以后，进一步包括： 第二接入网关向锚节点注册所述移动终端当前的第二地址信息； 锚节点向第一接入网关请求移动终端的地址转换列表中的相应表项，并根据相应表项 和移动终端当前的第二地址信息配置第二接入网关上的第三地址转换列表，在成功以后向 调度服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息。5. 根据权利要求4所述的移动互联网数据传输方法，其特征在于，所述锚节点向调度 服务器报告移动终端当前的第二接入网关地址和移动终端的第二地址信息之后，进一步包 括： 调度服务器根据所述第二接入网关的地址信息对所述第一网络地址转换设备上的第 二地址转换列表进行配置，包括： 调度服务器将所述第二接入网关的地址替换掉所述地址转换列表中的第一接入网关 的地址信息。6. 根据权利要求4或5所述的移动互联网数据传输方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钦，闫屾，黄小红，马严，王振华，张晓冬，高静雯，张宇烜，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11