用於運行按照網狀類型、尤其是根據標準IEEE802.11s由多個網絡節點構成的網絡的方法

2023-08-06 05:15:46

專利名稱：用於運行按照網狀類型、尤其是根據標準IEEE802.11s由多個網絡節點構成的網絡的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於運行按照Mesh類型、尤其是根據標準 IEEE802. lis由多個網絡節點構成的網絡的方法，所述網絡運行至少一 個笫一網絡節點和至少一個第二網絡節點，所述笫一網絡節點作為用於 與所述網絡分離的站點的接入點，所述第二網絡節點作為用於與所述網 絡分離的站點的連接點，從而當在所述Mesh網絡中分離的站點從第一 網絡節點的無線服務區域變換到第二網絡節點的無線服務區域時，基於 根據對於Mesh網絡有效的路由協議所定義的路由錯誤消息來更新節點 的分配信息。
本發明的重要優點在於，即使是從Mesh網絡的外部網絡節點到 Mesh網絡的內部網絡節點的短暫映射或分配也能夠被及時地傳輸。因 此，根據本發明的方法特別適用於如下環境其中Mesh網絡外部的移 動站點從一個連接點一即例如作為Mesh網絡入口具有與另一通信網絡 的連接的Mesh邊界節點或者允i午Mesh外部的站點與Mesh網絡通信的 Mesh接入點一移動到下一連接點。此外，根據本發明的方法適用於Mesh 網絡環境，其中移動站點在接入點變換的情況下不經歷新的地址分配。
優選地，本發明被擴展為使得分配給Mesh網絡節點的接入表被構造為使得其被分為第一子區域和第二子區域，其中所述第一子區域針對
被分配有分配表的Mesh節點的所有分配包含至少一個信息，而所述第 二子區域針對自己已知的、Mesh網絡的其它Mesh節點的分配包含至少 一個信息，並且第一和/或第二子區域具有尤其是構造為表列的分配特 徵，所述表列包含表現活性狀態的信息。
在此，本發明的有利改進方案在於，所述路由錯誤消息被構造為使 得能夠附加至少一個尤其是實施為所謂標記(Flag)的信息，由此能夠 通知錯誤的分配信息。
根據本發明方法的另一擴展方案，所構造的路由錯誤消息只基於第 二表區域的操作。
所構造的路由錯誤消息由如下的所有Mesh節點藉助於廣播發送 所述Mesh節點具有通向在所述路由錯誤消息中所給出的用作連接點的 Mesh節點的路徑，其中在廣播之前從結構化的路由錯誤消息中刪除所有 如下分配信息進行發送的Mesh節點不具有針對該分配信息的路徑。
可替換地，所構造的路由錯誤消息被藉助於單點傳送由所有Mesh 節點發送給所有相鄰的Mesh節點。
對此的有利擴展方案在於，當作為源節點或者作為目的節點來通知 分離的節點的數據分組到達Mesh網絡節點時，所述Mesh網絡節點的分 配表的活性狀態信息表現為"活躍"狀態。由此可以進行分配狀態的及 時調整。
另一有利的擴展方案在於，向關於分配的信息附加關於第一有效持 續時間的、尤其是作為列來構造的信息，其中在將活性狀態信息設置為 狀態"活躍"時，第一有效持續時間的值被錄入，並且其中在第一有效 持續時間結束時，活性狀態信息被設置為狀態"暫停"。由此實現對分 配狀態的及時並保證更新的調整。
在本發明的擴展方案中，在脫離的第一網絡節點處構造消息並藉助 於廣播發送所述消息，使得所述消息包含第一網絡節點的第二表區域的 所有表示為"活躍，，的分配信息。
這通過以下方式被有利地擴展將該消息轉發給其它節點的次數尤 其是通過所謂的"生存時間"來確定，因此不必將所述消息分布在整個、 尤其是大的Mesh網絡中，而是只保證僅僅涉及到的Mesh網絡節點被通 知。在此，有效持續時間的值被優選地確定為使得所述值與路徑的有效 持續時間相關，而已執行的、涉及所參與的節點的更新與所述路徑有關，
尤其是在此基於形成路徑的、根據對於Mesh網絡有效的協議的協議消 息來進行所述確定。
在本發明的另一擴展方案中，優選地基於由針對分離站點所規定的 接入程序觸發的事件來對至少第一表區域的活性狀態信息進行更新。這 支持了將不根據Mesh工作的分離站點與Mesh網絡連接。
本發明的另一擴展方案規定，基於由針對Mesh網絡所規定的程序、 尤其是路由程序所觸發的事件來對至少第二表區域的活性信息進行更 新。由此保證了 Mesh網絡的常規功能。
在另一擴展方案中，收到如下信息的Mesh網絡節點將所收到的信 息丟棄所述信息關於已經包含在第一表區域中的分配信息。由此攔截 了可能的暫時布局問題(Konstellationsproblem)以及尋址問題。
在本發明的另一改進方案中，根據對於Mesh網絡有效的路由協議 形成的分配消息被構造為使得其能夠以有針對性的方式被用於確定第 一有效持續時間的值、尤其是所涉及的分配信息的實際剩餘的有效持續 時間所佔據。由此支持了對尤其是在第二表區域中所包含的分配信息的 更新。


根據藉助於圖1至圖2闡述的現有技術，藉助於圖3至圖9來闡述 本發明的其它細節和優點。在此
圖1示出按照IEEE802. lis的6地址模式 圖2示出具有移動站點的無線Mesh網絡 圖3示出實現本發明的Mesh網絡的實施例 圖4示出為6地址模式擴展的路由錯誤消息 圖5示出分配消息(分配通知)
圖6a示出在執行根據實施例的本方法時的網絡的第一印象 (Momentaufnahme )
圖6b示出所屬的分配表
圖7a示出在執行根據實施例的本方法時的網絡的第二印象 圖7b示出所屬的分配表圖8a示出在結束執行根據實施例的本方法之後的網絡的第三快照
圖8b示出所屬的分配表
圖9a示出實施例變化情況下的印象
圖9b示出所屬的分配表
具體實施例方式
圖3示例性示出Mesh網絡，該Mesh網絡作為本發明的實施例4吏得 能夠執行根據本發明的方法並且該Mesh網絡是進一步闡述本發明的基 礎。在該網絡中只示出對於闡述必要的Mesh邊界節點，即第一Mesh邊 界節點Ml、第二Mesh邊界節點M2、第三Mesh邊界節點M3以及第四Mesh 邊界節點M4。本實施例甚至可以包含比所示出的多得多的Mesh節點。 兩個所示出的Mesh邊界節點之間的路徑可以經過多個Mesh節點。同樣， 為了保證清晰只給出並示出一個外部源節點Sl和一個外部目的節點Dl 作為對通常多個外部節點的精簡(Auszug)。此外，其它節點同樣還可 以位於外部源節點Sl和外部目標節點Dl與相應的Mesh邊界節點M1...4 之間。
對於所示出的實施例，被稱為"外部節點"的那些網絡節點被定義 為非Mesh節點並因此在Mesh網絡之外。
此外，如下Mesh節點淨皮稱為"Mesh邊界節點"該Mesh節點除了 具有與其它Mesh節點的連接之外，還具有與不屬於Mesh網絡的節點的 連接。這在IEEE 802. lis的範圍內可以是"Mesh接入點"，正常的WLAN 站點(用戶節點)可以與該"Mesh接入點，，連接以便經由Mesh網絡來 通信；或者這在IEEE 802. lis的範圍內可以是所謂的"Mesh網絡入口 (Mesh-Portale)"，該"Mesh網絡入口"具有與其它網絡、例如有線 乙太網的連接。
將外部源節點與Mesh網絡連接的Mesh邊界節點還被稱為Mesh源 節點。將外部目標節點與Mesh網絡連接的Mesh邊界節點還被稱為Mesh 目標節點。
概念上，可以根據本發明、進而根據本實施例同樣對待Mesh接入 點和Mesh網絡入口 。然而，Mesh接入點和Mesh網絡入口在它們如何獲 得關於Mesh網絡之外節點的信息的方式方面有區別，其中可以經由該 Mesh接入點和該Mesh網絡入口來到達這些節點。可以經由該Mesh接入點和該Mesh網絡入口到達的外部節點的拓樸和可能的數量也可以不同。 在本實施例的範圍內，"分配表"被定義為使得其包含Mesh邊界節 點和外部節點之間的分配。分配表中的項描述從Mesh網絡出發經由哪 些Mesh邊界節點可以到達給定的外部節點。在此，根據該實施例的分 配表一方面被分為"分配表的局部部分"，該"分配表的局部部分"包 含該Mesh節點的所有分配，其中該Mesh節點可以經由外部接口 、即所 謂的"非Mesh接口"來到達外部節點，並且只有Mesh邊界節點具有局 部部分；分配表另一方面被分為"分配表的全局部分"，該"分配表的 全局部分"包含其它Mesh節點的所有已知分配，其中所涉及的Mesh節 點可以經由給定的Mesh邊界節點到達外部節點，並且每個Mesh節點都 可以具有全局部分。
此外，分配表的局部部分和全局部分可以實施為兩個分離的表或者 也可以實施為一個公共的表。在此，每個Mesh節點都具有分配表。分 配表的表索引是外部節點Mesh節點為給定的外部節點尋找合適的Mesh
邊界節點。
此外，針對該實施例定義，"分配消息"是向Mesh網絡中其它Mesh 節點宣布分配的消息。圖5示出這種消息的構造和其它細節的實施例。
根據圖示可以經由第一 Mesh邊界節點Ml向Mesh網絡發送數據分 組的外部源節點SI可以是才艮據Wireless Local Area Network (無線 區域網)所基於的標準IEEE 802. 11或者其衍生而設計的站點，而笫一 Mesh邊界節點Ml可以擔當Mesh接入點。
才艮據圖示，外部目標節點Dl可以經由第三Mesh邊界節點M3從Mesh 網絡獲得數據分組。在實際的Mesh網絡中，Dl例如可以是有線乙太網 中的節點，而M3可以是Mesh網絡入口 。
在圖3所示的Mesh網絡中恰好存在一條路徑，而且是在第一Mesh 邊界節點Ml與第三Mesh邊界節點M3之間。該路徑針對外部源節點SI 與外部目標節點Dl之間的通信而建立。此外，在圖3中給出路由表和 分配表，該路由表和分配表在該示例中根據假設得出或假設出。
在外部節點Sl、 Dl變換到另一Mesh邊界節點M1…M4時必須考慮， 通信經常是雙向的。根據圖3中的示例，這表示對於從源節點SI指 向目標節點Dl的(單向)通信，源節點SI在功能上是源節點而目標節 點Dl在功能上是目標節點；對於從目標節點Dl指向源節點SI的(單向)通信，源節點Sl在功能上是目標節點而目標節點Dl在功能上視為 源節點。
在下面進一步闡述根據圖3示出的實施例的分配表的結構以及對該 分配表的定義。
根據實施例，在現有的列方面對分配表的最小要求是提供下列信息 類型作為列
—外部節點的地址(鍵列)
—所屬的Mesh邊界節點的地址
—所述分配的Timeout (超時)/剩餘有效時間
此外根據本發明，對分配表擴展如下的列
—信息類型"暫停/活躍"，具有兩個值
。暫停所述分配目前未被用於轉發數據分組。可能不存在到相 應Mesh邊界節點M1...M4的路徑。
。活躍所述分配當前被用於轉發數據分組。存在到相應Mesh 邊界節點M1…M4的路徑。
如果發給外部節點或者來自外部節點的數據分組到達Mesh邊界節 點M1.,.M4，則分配表中的相應項的列"暫停/活躍，，被表示信息"活躍" 的尤其是編碼的值所佔據，並且Timeout (超時)被置為其開始值。如 果定時器走完，即在特定時間內沒有分組從Mesh邊界節點轉發給相應 的外部節點或者該外部節點沒有接收到分組，則列"暫停/活躍，，被表 示信息"暫停"的尤其是編碼的值所佔據。
因為所述分配實際上是路徑的一部分， 一個分配的定時器的開始值 應該對應於Mesh網絡中所屬路徑的超時。所以在本發明中，從相應的 路由消息中接收定時器的開始值，該路由消息通常是根據IEEE 802. lis 定義的RREQ消息、RREP消息，或者開始值是與用於所確定的Mesh路徑 相同的值。
在分配表中具有新項的情況下，根據該實施例，對列"暫停/活躍" 的初始化對於局部部分和全局部分不同地進行。
例如在才艮據IEEE 802. 11定義將IEEE 802. 11站點、即外部節點與 Mesh接入點進行關聯和分離的情況下，在局部部分中，通過外部方法來 設置和刪除項。然而，不能由此建立到該外部節點的Mesh路徑。所以 根據本發明，列"暫停/活躍"被初始化為"暫停"。在全局部分中，通過來自Mesh網絡的路由消息來設置項。因此， 對於新的項來說存在相應的Mesh路徑。所以根據本發明，列"暫停/活 躍，，被初始化為"活躍"。該Mesh路徑也被設置為"活躍"，從而相應 的分配也一定是活躍的。同時也啟動所述分配的定時器。
只有在分配表的全局部分，暫停的分配才也可以由Mesh節點本身 刪除，以便例如將分配表保持得儘可能小。在分配表的局部部分中，分 配由外部方法刪除，例如將站點與Mesh接入點分離。
在如HWMP的路由協議中，路由消息的時間順序通常通過序列號來 保證。這些序列號與路由消息的發起方相關聯並且保證具有過期信息的 舊路由消息不能覆蓋當前信息。分配的相應發起方是外部節點。外部節 點不能被擴展，因此外部節點也不能將序列號與分配相聯繫。
根據本發明的變型方案在於，相應的Mesh邊界節點M1...M4將序列 號與分配相聯繫。然而，根據本發明的變型方案這樣做就有必要在外部 節點Sl、 Dl從一個Mesh邊界節點M1…M4變換到另一 Mesh邊界節點 M1.,.M4時，序列號也一起轉移，因此可以保持時間的連續性。雖然這保 證了根據該實施例的功能，但是只有在大量耗費協議的情況下才有可 能。
本發明的擴展方案通過在更新分配表時遵循根據本發明的特定規 則而提供了一種簡化解決方案。因此，可以在所述時間順序的情況下避 免大多數沖突。但如果在少數情況下真的出現衝突，則在Mesh網絡中 雖然將存在短暫的幹擾，然而該幹擾可以通過路由協議被再次消除。
為此根據本發明，在更新分配表時應該注意下述規則的至少 一部
分
—例如在將IEEE 802.11站點與Mesh接入點進行關聯和分離時， 只通過外部方法來設置和刪除分配表的局部部分中的項。只有這些外部 方法才允許更新局部部分中的分配。
—如果Mesh邊界節點獲得包含分配的路由消息或分配消息，對於 該分配的外部節點在Mesh邊界節點的分配表的局部部分中已經存在一 個分配，則在前提到的分配不被接受並且不對分配表的局部部分中的現 有分配進行更新。這種情況可能在變換站點時由於暫時狀況 (Konstellation)而發生。但是，這種情況也有可能表明網絡中存在 配置問題，如在雙重MAC地址的情況下出現的配置問題。—在分配表的全局部分中錄入來自路由消息一例如來自具有6地址 支持的RREQ消息一的分配。如果針對新的分配的外部節點已經存在項， 則更新該項。
—分配消息只被視作有用信息。在分配消息中包含的分配可能相當 長時間都未被更新。所以，來自分配消息的分配只在如下情況下才被接 受對於相同的外部節點，在分配消息的接收方的分配表的局部部分中 沒有分配並且在全局部分中沒有活躍分配。此外，來自分配消息的分配
。不能更新分配表的局部部分中的現有分配
。不能更新分配表的全局部分中的現有的活躍分配
。更新分配表的全局部分中的暫停分配，因為暫停分配通常比(來 自分配消息的)活躍分配舊。此外，還可以刪除分配表的全局部分中的 暫停分配。如果這些暫停分配仍然存在，則其只作為附加的、歷史的並 且可能仍有效的信息，該信息可以由新信息覆蓋。
一為了還可以通過分配消息來更新分配表的全局部分中的現有的 活躍分配，也可以在分配消息的另 一有利方案中用分配消息來傳送分配 的剩餘有效時間。例如通過一個簡單的比較就可以判斷哪個分配具有更 長的有效性。然後，該分配在Mesh節點中用於相應的外部節點。
由此基於上述規定和定義，現在在下面針對外部節點Sl、 Dl變換 Mesh邊界節點的情況來闡述根據本發明的有利方法。
在此，對於根據本發明方法的說明假設圖3中的源節點Sl從笫 一 Mesh邊界節點Ml變換到第二 Mesh邊界節點M2。源節點Sl和第一 Mesh邊界節點Ml之間的分配是活躍的。
當通過外部過程從分配表的局部部分中刪除源節點(站點)Sl和第 一 Mesh節點Ml之間的活躍分配時，該外部過程例如是站點Sl與第一 Mesh接入點Ml分離，脫離的的第一 Mesh邊界節點Ml通過廣播向整個 網絡發送包含該刪除的分配的路由錯誤(Route Error, RERR)消息。 可以使用RERR，因為分配是外部源節點Sl和外部目標節點Dl之間的路 徑的一部分。該RERR消息與4艮據HWMP的標準RERR消息相比的擴展之 處在於，該RERR消息不但包含Mesh邊界節點、而且還包含整個分配， 因此該RERR消息可以有利地用於在IEEE 802. lis中所使用的6地址模 式。
圖4示出根據本發明擴展了的RERR消息。應該看出，引入新的標記"錯誤分配"，該標記表示，當該標記被置位時涉及用於分配的RERR。新的欄位"地址數量N"包含隨後的元組一MAC地址/目標序列號一的數量。因為分配由兩個MAC地址構成，所以N總是偶數。外部節點不具有序列號，因為外部節點不是Mesh網絡的一部分。為了在Mesh節點中簡化對RERR消息的處理，雖然存在相應的欄位，但是不分析該欄位(項被保留)。
因此在必要時還可以省略該欄位。
對根據本發明擴展了的、具有被置位的"錯誤分配"標記的RERR進行的處理也與對之前的HWMP-RERR消息的處理不同。擴展了的RERR消息只允許應用於分配表的全局部分。只有與兩個地址一即Mesh邊界節點的地址和外部節點的地址——致的分配才從分配表中被刪除。路由表中的項不被刪除。
該擴展了的RERR消息被所有如下Mesh節點通過廣播重新發送這些Mesh節點具有通向RERR中所引用的Mesh邊界節點的路徑。如果在RERR中包含多個分配，則在重新廣播之前從RERR中刪除所有如下分配一Mesh節點不具有通向該分配的路徑。可替換地，如果例如通過鄰居列表已知所有相鄰節點，則可以通過單點傳送將該RERR消息發送給所有相鄰節點。如果路由協議對前身列表(所謂的precursor list)進行管理，則還可以通過單點傳送只向位於通向RERR中引用的Mesh邊界節點的路徑上的前身Mesh節點發送該RERR消息。
在外部源節點S1 (站點)根據圖3所述場景移動到作為新Mesh節點的第二Mesh邊界節點M2之後，並且該分配已經例如通過站點(SI)與第二Mesh接入點(M2)的關聯而被錄入到第二 Mesh節點M2的分配表中，則當由源節點Sl作為新的接入使用的第二Mesh接入點M2應該將數據分組從外部源節點Sl轉發給外部目標節點Dl時，可能發生下面概述的不同情況
a) 第二Mesh邊界節點M2在其分配表中具有針對目標節點Dl的項並且具有通向所屬的第三Mesh邊界節點M3的路徑
b) 第二Mesh邊界節點M2雖然具有通向第三Mesh (邊界)節點M3
的路徑，其中必須經由該路徑向外部目標節點Dl發送數據分組，但是在該第二 Mesh邊界節點M2的分配表中不存在針對外部目標節點Dl的項。c)第二Mesh邊界節點M2在其分配表中不具有針對外部目標節點Dl的項，也不具有通向相應的第三Mesh邊界節點M3的路徑
d )第二 Mesh邊界節點M2在其分配表中具有針對目標節點Dl的項，但是不具有通向所屬的第三Mesh邊界節點M3的路徑
根據本發明的方法尤其為情況b)、 c)和d)提供一種有利的解決方案。
在情況a)中，源節點Sl至目標節點Dl之間的通信可以立刻進行，因為在分配表和路由表中存在所有必要的項。因此，不需要開發特殊的解決方案。
在情況b)、 c)和d)中，最簡單的解決方案是當第二Mesh邊界節點M2從外部源節點Sl接收到給外部目標節點Dl的用於轉發的數據分組時，該第二Mesh邊界節點M2發送具有所查找的目標節點Dl的目標地址的路由請求消息(RREQ)。作為RREQ中的源地址，針對Mesh源節點錄入第二Mesh邊界節點M2，而針對外部源節點則錄入Sl。對僅目標標記(Destination—Only—Flag; D0—Flag )進行置位，4吏得只有相應的Mesh邊界節點才能產生RREP。在獲得該RREQ消息時，第三Mesh邊界節點M3認識到針對源節點Sl的新的分配，並且將該分配錄入到其分配表中。該第三Mesh邊界節點M3還生成路由答覆消息(RREP)，該第三Mesh邊界節點M3將該路由答覆消息(RREP )發送給第二Mesh邊界節點M2、即兩個外部節點Sl、 Dl之間的路徑上的Mesh源節點。在該RREP消息中作為Mesh目標節點的目標地址錄入第三Mesh邊界節點NG，針對外部目標節點則錄入Dl。在獲得該RREP消息時，該第二 Mesh邊界節點M2認識到新的分配並同時認識到通向對於目標節點Dl來說相應的Mesh邊界節點的路徑，並且外部節點Sl, Dl之間的通信可以進行。
可替換地，在情況d)中，通向相應的Mesh邊界節點、即第三Mesh邊界節點M3的路徑也可以藉助於RREQ來建立所查找的Mesh內部的目標節點是第三Mesh邊界節點M3， Mesh源節點是第二 Mesh邊界節點M2，外部源節點是外部節點Sl。然而重要的是在針對外部目標節點存在分配但缺少通向相應Mesh邊界節點的路徑的情況下，路由請求實際上被起動並且該情況不被視為錯誤狀況。在後一種情況下，必須為外部目標節點Dl起動路由請求。
在本發明的另 一有利方案中，在RREQ中不對僅目標標記(D0-Flag )置位，使得用RREP就可以答覆中間節點。這會縮短對通向目標節點Dl的路徑的等待時間，尤其是因為作為舊接入使用的、在目標節點Dl和第三Mesh節點M3之間具有活躍分配的第一 Mesh邊界節點Ml在移動站點的情況下位於作為新接入使用的第二Mesh邊界節點M2附近。必須對答覆和轉發標記(Reply-and-Forward-Flag )置位，由此通過廣播將RREQ轉發至相應的Mesh邊界節點，並且該Mesh邊界節點認識到源節點SI的新分配。對於該方法，必須如下擴展針對並未對DO-Flag置位的RREQ的HWMP處理規則
如果中間節點在RREQ的所查找節點的分配表中具有活躍的項，則該中間節點用RREP來答覆該所查找的節點。對於目標地址，從(Mesh和外部目標節點的)分配表中獲取相應的值。
因為外部節點SI的作為新接入使用的第二 Mesh邊界節點M2通常與舊接入、即第一Mesh邊界節點Ml距離不遠，因此可以快速地建立外部節點SI和Dl之間的路徑。該路徑經過舊的Mesh邊界節點。RREQ/RREP消息將在一定時間之後找到最佳路徑，然後也使用該最佳路徑。
在本發明的另一有利方案中，當通過外部過程一如站點與Mesh接入點分離一將一個活躍分配從分配表的局部部分中刪除時，之前作為接入使用的第一Mesh邊界節點Ml通過廣播發送如圖5所示的專用分配消息，該分配消息包含來自該第一Mesh邊界節點Ml的分配表的全局部分中的所有活躍分配。為了使該分配消息不必分布到整個無線Mesh網絡中，可以通過對相應的生存時間(Time-to-live; TTL)值置位來限制該分配消息的傳播。該TTL值確定分配消息的轉發次數。理想情況下，初始的TTL值足夠大，使得該分配消息也能到達可能的新接入點、即第二 Mesh邊界點M2，而經由該第二 Mesh邊界點M2現在可以到達外部節點S1。通常，該值可能比網絡直徑要小。節點將來自該分配消息的分配按照上述規則錄入這些節點的分配表中。由此，新的Mesh邊界節點、即第二 Mesh節點M2認識到從目標節點Dl到第三Mesh節點M3的分配，並且如果第二Mesh節點M2已經具有通向第三Mesh邊界節點M3的路徑，則該第二 Mesh節點M2可以立刻將數據轉發給笫三Mesh節點M3 (參見上面的情況b))。也不必如上面針對普通情況所述的那樣發送RREQ/RREP。對於上面所述的情況c )和d ),分配消息沒有帶來優點，因為那樣的話仍然必須查找通向第三Mesh邊界節點M3的路徑。然而，在這種情況下，RREQ同樣應該查找外部目標節點Dl。
對於短的持續時間可能發生的是，舊的Mesh邊界節點Ml接收到數據分組，這些數據分組將該舊的Mesh邊界節點Ml作為Mesh目標節點包含在內並且專用於外部節點Sl(外部目標節點)。舊的Mesh邊界節點Ml不能經由其外部接口將這些數據分組轉發給外部目標節點Sl。然而，根據上述機制，第一Mesh邊界節點Ml可以具有從目標節點SI到第二Mesh節點M2的分配以及經由作為新接入所使用的笫二Mesh邊界節點而通向目標節點S1的路徑。在這種情況下，第一 Mesh邊界節點Ml將這些數據分組發回Mesh網絡中，然後經由該新的分配(SI-M2)發送給外部目標節點Sl。
如果之前作為接入使用的第一 Mesh邊界節點Ml不具有通過Mesh網絡通向外部目標節點Sl的路徑，則可以選擇下列可能的途徑
—建立通向外部目標節點Sl的Mesh路徑為此發起路由請求，其中外部節點Sl作為所查找的目標節點並且第一 Mesh邊界節點Ml作為Mesh源節點。由此建立從第一 Mesh邊界節點Ml到目標節點Sl的路徑，然後經由該路徑可以使錯誤地發送給作為Mesh目標節點的第一Mesh節點M1的分組轉發給擔當外部目標節點的Sl。如果在數據分組中存在例如來自地址分配的信息，則可以將外部源節點Dl作為外部源節點錄入路由請求。由此，新的接入點、即第二Mesh邊界點M2可以認識到第三Mesh邊界點M3和外部源節點Dl之間的分配。
一對分組進行緩衝，直到可能通過外部節點Sl的新的Mesh邊界節點建立起通向外部目標節點Sl的路徑。然後，可以將經過緩衝的數據分組轉發給外部目標節點Sl9如果沒有建立通向外部目標節點Sl的路徑，則笫一 Mesh邊界節點Ml可以自己建立路徑(參見上面一點)或者丟棄該數據分組。在後一種情況下，可能應該通知源節點。
只要針對分配修改過的路徑錯誤消息到達第三Mesh邊界節點M3並且在第三Mesh邊界節點M3中刪除了外部目標節點Sl和第一 Mesh邊界節點Ml之間的分配，則之前作為接入使用的第一 Mesh邊界節點Ml就不再獲得用於外部目標節點Sl的數據分組。
在獲得針對分配修改過的RERR消息之後，第三Mesh邊界節點M3不再知道該RERR消息可以經由哪個Mesh邊界節點到達外部目標節點Sl，因為針對外部目標節點Sl的相應分配已經被刪除。對於該問題的標準解決方案是，如果第三Mesh邊界節點M3獲得用於外部目標節點Sl的數據分組，則該第三Mesh邊界節點M3向外部目標節點S1發起路由請求。這是標準HWMP行為(Verhalten)。由此找到通向外部目標節點Sl的當前最佳路徑並且同時更新所有涉及到的分配。
根據本發明的另 一 改善方案，第三Mesh邊界節點M3應該在針對外部目標節點Sl的路由請求中對僅目標標記置位，因此只有相應的、作為新的接入使用的笫二Mesh邊界節點M2用新的、正確的分配來答覆。這防止了 Mesh節點用舊的、錯誤的分配來答覆，如果這些Mesh節點(仍然)沒有獲得經過修改的RERR消息的話。如果在RREQ中沒有對僅目標標記置位，則這樣的答覆是可能的。 一種也使得中間節點能夠對由新的Mesh邊界節點所發起的RREQ做出上述有用答覆的技術實現是Mesh邊界節點在一定時間內注意到，針對外部節點的分配是否被如在本發明中所述的經過修改的RERR消息所刪除。如果情況如此，則必須在針對該外部節點的路由請求中對僅目標標記置位。
上述根據本發明的方法是藉助於使用諸如H額P的反應式路由協議的場景來說明的。本發明的機制還遵循反應式原理一隻有在需要這些機制時，這些機制才被執行。本發明的機制還可以被積極主動地執行，也就是說，即使不一定是必要的也要執行。如果在分配暫停的情況下也應用本發明的機制，則給出本發明的積極主動變型方案。
如藉助於本說明所認識到的那樣，根據本發明的方法提供 一 種用於支持外部節點的移動性的簡單方法，其中該外部節點將數據發送到無線Mesh網絡內或通過無線Mesh網絡來發送數據。在此，根據本發明的方法基於用於無線Mesh網絡的反應式路由協議，對本實施例是根據IEEE802. lis標準的HWMP協i義。
所示出的還有，本發明將根據HWMP的現有RERR擴展了 一個標記"缺少分配"，該標記"缺少分配"控制RERR中的地址被解釋為外部節點和Mesh邊界節點之間的分配，使得也能夠在無線Mesh網絡中宣布分配的改變。
還應該看到，根據本發明只擴展了用於現有HWMP路由消息的幾個少量的處理規則。
此外示出，另一改進方案可以通過以下途徑實現根據本發明形成新的分配消息，該新的分配消息可以將分配表的全局部分的活躍分配分布在無線Mesh網路中。
此外明顯的是，本發明定義了用於在分配表中插入分配的規則。 因此變得明確的本發明的巨大優點是在對HWMP的現有機制的影
響非常小以及在必要路由消息只引起最小附加開銷的同時支持外部節
點的移動性。
在下面藉助於另一實施例公開本發明的其它優點和方面，該實施例
基於圖6a所示的示例性網絡。
在此根據圖示，下面觀察到的是由如下部分構成的場景
—第一外部源節點S1、第二外部源節點S2、第一目標節點D1以及
第二目標節點D2
—第一 Mesh邊界節點Ml、第二Mesh邊界節點M2、第三Mesh邊界 節點M3以及第四Mesh邊界節點M4
—第一 Mesh中間節點M5、第二 Mesh中間節點M6以及第三Mesh 中間節點M7。
此外，根據該場景存在兩個通過所示Mesh網絡的通信流 一從第一外部源節點Sl至第一外部目標節點Dl的第一通信流。 —從第二外部源節點S2至第二外部目標節點D2的第二通信流。 在圖6b中示出根據該場景所得出的相應的路由表和分配表。藉助 於也支持6地址模式的路由消息來填充這些路由表和分配表。
根據該場景假設第一外部源節點Sl從第一 Mesh邊界節點Ml移 動到第二 Mesh邊界節點M2。
為此，根據該實施例，笫一外部源節點與笫一Mesh邊界節點Ml分 離並且與第二Mesh邊界節點M2關聯。因為新的分配被錄入分配表的局 部部分中，所以該新的分配被初始化為"暫停"。此外，因為第一外部 源節點Sl和第一 Mesh邊界節點Ml之間的舊的分配是活躍的，所以第 一Mesh邊界節點Ml根據本發明將經過修改的路由錯誤消息發送到Mesh 網絡中。在此，該RERR包含分配"S1-Ml"。圖7a示出由此得出的網 絡，而在圖7b中是在表現第一方法步驟的這些第一動作之後的節點的 表中的對應項。
根據本發明還有其它的方法步驟，如第二方法步驟、第三方法步驟 以及第四方法步驟，這些方法步驟部分相互獨立地運行，其中依據引入 各個方法步驟的具體時間點，這些方法步驟在某些情況下相互並行地運行。還可能發生的是由於Mesh網絡中的當前狀況，根本不必執行某 個步驟。這可能例如發生在仍需要說明的第四方法步驟上。在第二方法 步驟期間，第一源節點Sl將特定於第一外部目標節點Dl的數據分組發 送給第二Mesh邊界節點M2。通過由第一外部源節點Sl獲得的數據分組， 分配Sl - M2被置為"活躍"。因為笫二 Mesh邊界節點M2在其分配表中 不具有針對第一外部目標節點Dl的分配，所以該第二Mesh邊界節點M2 發出路由請求，其中第一外部目標節點Dl作為所查找的目標節點、第 一外部源節點Sl作為外部源節點，以及第二Mesh邊界節點M2作為Mesh 源節點。在此，第二方法步驟的下列中間步驟是可能的
1. 對僅目標標記置位。第三Mesh邊界節點M3獲得路由請求消息並 且從中得知針對外部源節點Sl的新的分配。第三Mesh邊界節點M3發 送路由答覆消息，其中該笫三Mesh邊界節點M3自身作為Mesh目標節 點而所查找的笫一外部目標節點Dl作為外部目標節點。當第二 Mesh邊 界節點M2獲得該路由答覆消息時，第二 Mesh邊界節點M2從中得知針 對第一外部目標節點Dl的分配。同時，Mesh源節點和Mesh目標節點之 間的Mesh路徑被建立起來。在本實施例中，該Mesh路徑已經存在，因 此RREQ/RREP只對該Mesh路徑進行更新。圖8a和圖8b示出在笫一方 法步驟和第二方法步驟的第一中間步驟之後的示例網絡以及分配表和 路由表。
2. 替換第一中間步驟，還可以不對僅目標標記置位。第一Mesh邊 界節點Ml具有針對所查找的第一外部目標節點Dl的活躍分配，並且根 據本發明用RREP來答覆。在該RREP中是根據分配M -M3作為Mesh目 標節點的笫三Mesh邊界節點M3和作為外部目標節點的所查找的笫一外 部目標節點Dl。針對通向第三Mesh邊界節點M3的Mesh路徑的數據*皮 從路由表中提取出來並被相應地聯繫。當第二Mesh邊界節點M2獲得該 路由答覆消息時，第二 Mesh邊界節點M2從中得知針對第一外部目標節 點Dl的分配。因為經由之前作為Mesh接入節點使用的第一 Mesh邊界 節點M1的路徑在該實施例中比在第二Mesh邊界節點M2中已經存在的、 通向第一外部目標節點Dl的笫三Mesh邊界節點M3的路徑差，所以繼 續使用已經存在的路徑。根據HWMP的規則和根據本發明的補充，RREQ :故第一 Mesh邊界節點Ml轉發併到達第三Mesh邊界節點M3，由此第三 Mesh邊界節點M3得知第一外部源節點Sl到第二Mesh邊界節點M2的新的分配。這通過經由其它路逕到達第三Mesh邊界節點M3的RREQ也是 可能的。如在第二方法步驟的第一中間步驟中那樣，Mesh邊界節點M3 用RREP來答覆。在圖8a中可以看出在第一方法步驟之後以及在第二方 法步驟中的第二中間步驟之後所得出的網絡。而在圖8b中示出所得出 的表和分配。
根據第三方法步驟，之前作為接入節點使用的第一 Mesh邊界節點 Ml發送分配消息。在此，該第一Mesh邊界節點Ml將該消息的轉發限制 在2跳(Hop ) ( TTL=2 )。根據本發明，在這種情況下，所有來自該第一 Mesh邊界節點Ml的分配表中的活躍分配都被錄入；然而根據該實施例， 只有一個分配、即分配Dl-M3被錄入。在一跳之後，作為新的接入節點 使用的第二 Mesh邊界節點M2獲得該分配消息，並且將在其中包含的分 配D1-M3根據本發明的更新規則錄入其分配表的全局部分中。因為第二 Mesh邊界節點M2已經具有通向第三Mesh邊界節點M3的Mesh路徑，所 以現在用於第一外部目標節點Dl的數據分組被轉發。只要在第一外部 源節點Sl和第二 Mesh邊界節點M2之間傳輸第一數據分組，分配Sl-M2 在第二 Mesh邊界節點M2中就被置為"活躍"。然後、即在執行第一方 法步驟和第三方法步驟之後，所得出的示例Mesh網絡如圖8a所示，至 於分配和表除了一個區別之外都如圖8b所示。由於第三方法步驟可以 將第一外部源節點Sl的新的分配通知給第二 Mesh邊界節點M2而不是 第三Mesh邊界節點M3而得出的區別在於在此在第一方法步驟和第三 方法步驟之後沒有將針對第一外部源節點Sl的項錄入笫三Mesh邊界節 點M3的分配表中。
通過根據第一方法步驟獲得REPP消息，第三Mesh邊界節點M3不 再知道針對第一外部源節點Sl的分配。如果第三Mesh邊界節點M3從 第一外部目標節點Dl接收到針對第一外部源節點Sl的數據分組(雙向 通信)，由於缺少針對第一外部源節點Sl的分配，該第三Mesh邊界節 點M3必須發起路由請求。為此，第三Mesh邊界節點M2將RREQ發送到 Mesh網絡中，其中第一外部源節點Sl作為所查找的目標節點，第一外 部目標節點Dl作為外部源節點，並且第三Mesh邊界節點M3作為Mesh 源節點。對僅目標標記置位，從而只有第一外部源節點Sl的、擔當新 的接入點的笫二Mesh邊界節點M2才能用路由答覆消息來回答。當第三 Mesh邊界節點M3獲得該RREP時，該第三Mesh邊界節點由此得知針對第一外部源節點Sl的新的分配。同時，相應的Mesh邊界節點之間的Mesh 路徑;故建立起來。因為在實施例中該Mesh路徑已經存在，所以只對該 Mesh連接進行更新。同時，作為新的接入節點使用的笫二Mesh邊界節 點M2也得知從第一外部目標節點Dl到第三Mesh邊界節點M3的分配。 因此可以繼續第一外部源節點Sl和第一外部目標節點Dl之間的通信。 只要在第一外部源節點Sl和第二 Mesh邊界節點M2之間傳輸第一數據 分組，則分配Sl-M2就在第二 Mesh邊界節點M2中被置為"活躍"。在 該步驟之後，示例Mesh網絡如圖8a所示，而分配和表如圖8b中的圖 所示。
在所有所觸發的方法步驟結束之後，兩個第一外部節點Sl、 Dl之 間的通信;故重新建立。最後，示例Mesh網絡如圖8a和圖8b所示。
圖9a和9b還補充地概述了一個根據本發明的方法，該方法在將前 述實施例(稍微)變型的情況下得出。
即，如果在第二 Mesh邊界節點M2和第三Mesh邊界節點M3之間還 不存在Mesh路徑，並且如果第二 Mesh邊界節點M2和第三Mesh邊界節 點M3之間的路徑一該路徑經過第一 Mesh邊界節點和第五Mesh節點 M5—是第二 Mesh邊界節點M2和第三Mesh邊界節點M3之間所有路徑中 的最佳路徑，則在執行完第一方法步驟和在執行完第二方法步驟的第二 中間步驟之後，該示例Mesh網絡可以如圖9a所示，而分配和表如圖9b 所示。根據HWMP的規則及其通過本發明的補充，RREQ由第一Mesh邊界 節點M1轉發，並且到達第三Mesh邊界節點M3，該第三Mesh邊界節點 M3由此得知第一外部源節點Sl到Mesh邊界節點M2的新的分配。如在 第二方法步驟的第一中間步驟中那樣，該Mesh邊界節點M3用RREP來 答覆。
權利要求
1.一種用於運行按照Mesh類型、尤其是根據標準IEEE802.11s由多個網絡節點構成的網絡的方法，所述網絡運行至少一個第一網絡節點和至少一個第二網絡節點，所述第一網絡節點是用作與所述網絡分離的站點的連接點，所述第二網絡節點是用作與所述網絡分離的站點的連接點，使得當在所述Mesh網絡中分離的站點從第一網絡節點的無線服務區域變換到第二網絡節點的無線服務區域時，基於根據對於Mesh網絡有效的路由協議所定義的路由錯誤消息來更新節點的分配信息。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，分配給Mesh網絡節 點的接入表被構造為使得該接入表被分為第一子區域和第二子區域，其 中所述第一子區域針對被分配有分配表的Mesh節點的所有分配包含至 少一個信息，而所述第二子區域針對其已知的、Mesh網絡的其它Mesh 節點的分配包含至少一個信息，並且第一和/或第二子區域具有尤其是 構造為表列的分配特徵，所述表列包含表現活性狀態的信息。
3. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所述路由錯誤 消息被構造為使得能夠附加至少一個尤其是實施為所謂標記的信息，由 此能夠通知錯誤的分配信息。
4. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所構造的路由 錯誤消息只基於第二表區域的操作。
5. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，所構造的路由 錯誤消息由如下的所有Mesh節點藉助於廣播發送所述Mesh節點具有 通向在所述路由錯誤消息中所給出的用作連接點的Mesh節點的路徑， 其中在廣播之前從所構造的路由錯誤消息中刪除所有如下分配信息進 行發送的Mesh節點不具有針對該分配信息的路徑。
6. 根據權利要求1至4之一所述的方法，其特徵在於，所構造的路 由錯誤消息被藉助於單點傳送從所有Mesh節點發送給所有相鄰的Mesh 節點。
7. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，當作為源節點 或者作為目標節點來通知分離的節點的數據分組到達Mesh網絡節點時， 所述Mesh網絡節點的分配表的活性狀態信息表現為"活躍"狀態。
8. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，能夠向關於分配的信息附加關於第一有效持續時間的、尤其是構造為列的信息，其中 在將活性狀態信息設置為狀態"活躍"時，第一有效持續時間的值被錄 入，並且其中在第一有效持續時間結束時，活性狀態信息被設置為狀態 "暫停"。
9. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，在脫離的第一 網絡節點處構造消息並藉助於廣播發送所述消息，使得向所述消息附加 第一網絡節點的第二表區域的所有表示為"活躍"的分配信息。
10. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，將消息轉發 給其它節點的次數尤其是通過所謂的"生存時間，，來確定。
11. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，有效持續時 間的值被確定為使得該值與路徑的有效持續時間相關，該路徑與涉及參 與的節點的更新有關。
12. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，基於形成路 徑的、根據對於Mesh網絡有效的協議的協議消息來執行所述確定。
13. 根據權利要求2至12之一所述的方法，其特徵在於，基於由針 對分離的站點所規定的接入程序所觸發的事件來對至少第一表區域的 活性狀態信息進行更新。
14. 根據權利要求2至13之一所述的方法，其特徵在於，基於由針 對Mesh網絡所規定的程序、尤其是路由程序所觸發的事件來對至少第 二表區域的活性信息進行更新。
15. 根據權利要求2至15之一所述的方法，其特徵在於，在獲得如 下信息的Mesh網絡節點處丟棄所獲得的信息所述信息關於已經包含 在第一表區域中的分配信息。
16. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，根據對於Mesh 網絡有效的路由協議形成的分配消息被構造為，使得該分配消息能夠以 有針對性的方式被用於確定第一有效持續時間的值、尤其是所涉及的分 配信息的實際剩餘的有效持續時間所佔據。
17. 根據前述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，在站點經由 Mesh網絡進行通信嘗試的情況下該站點變換之後，由第二網絡節點發送 根據對於Mesh網絡有效的路由協議所定義的路由請求消息，所述路由 請求消息被操作為使得不在所述消息中對所謂的僅目標標記置位。
全文摘要
本發明涉及一種用於運行按照Mesh類型、尤其是根據標準IEEE802.11s由多個網絡節點構成的網絡的方法，所述網絡運行至少一個第一網絡節點和至少一個第二網絡節點，所述第一網絡節點是用作與所述網絡分離的站點的接入點，所述第二網絡節點是用作與所述網絡分離的站點的連接點，從而當在所述Mesh網絡中將分離的站點從第一網絡節點的無線服務區域變換到第二網絡節點的無線服務區域時，基於根據對於Mesh網絡有效的路由協議所定義的路由錯誤消息來更新節點的分配信息。
文檔編號H04L12/56GK101682579SQ200880019565
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月10日 優先權日2007年4月10日
發明者M·巴爾 申請人:西門子企業通訊有限責任兩合公司