CN112911675B - 面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，步骤如下：根据传输参数对区域节点配置表进行查询，若存在，则根据需求时间进行判断；根据源节点地址和目的节点地址的链路进行判断，若存在链路，则建立数据同步传输；在等待的时间内，若检测到源节点和目的节点之间有链路，则建立传输；根据传输参数对区域节点配置表进行查询，获取从簇节点到目的节点的实际最短跳数，将待同步数据复制N份；获取地址列表，选取实际跳数少于y的节点作为备选邻居节点；将传输参数发送给备选邻居节点；源节点与所有备选邻居节点进行数据同步传输；当源节点接收到目的节点发送的状态信息时，则停止进行机会传输。

Description

面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法

技术领域

本发明涉及移动边缘网络技术领域，更具体地，涉及一种面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法。

背景技术

随着网络和分布式技术的发展数据同步需求与日俱增，如移动终端与云计算中心的同步，不同云计算中心的同步等已经得到广泛应用。而随着无线Adhoc网络的发展，在移动边缘自组织(Ad hoc)网络的环境下，如车联网等，也出现了越来越高的数据同步需求。然而，在移动边缘网络中，数据的同步往往存在一些不同的挑战，如链路延迟大、缺少端到端的路径、间歇性连接、传输数据率低等。

现有技术一：中国专利公开号：CN111148069A，公开日：2020-05-12，公开了一种基于雾计算空地一体化车联网信息传输方法，将信息传输和数据同步问题转化为与链路传输速率，链路切换次数和网络副本数相关的多目标优化问题，通过这一多目标优化算法获取最优传输速率，网络副本数，最少链路切换次数，根据这些信息选择满足条件的通信节点作为下一跳中继节点。这一算法联合优化链路切换次数与链路传输速率和在保证链路可靠性的前提下优化网络副本数，利用存储-携带-转发的机会传输方式进行传输，并将无人机、停泊车辆群作为雾节点辅助网络通信。

但是现有技术一存在以下几点缺点：

(1)对于划分区域的网络，无法充分利用网络特性，造成带宽和网络开销的浪费。

(2)优化算法较为复杂，可能造成无线Adhoc网络中的移动设备的大量计算开销。

(3)考虑参数较多，不利于选取稳定的中继节点，容易造成额外的网络传输开销。

现有技术二：中国专利公开号：CN108848541A，公开日：2018-11-20，公开了一种节点间数据关联机会路由转发协调方法，其属于无线传感器网络技术领域。针对复杂环境下的无线传感器网络，尤其是农田无线传感器的网络环境下可靠性不高，重传次数过多等问题，通过跳数等信息划分不同的节点集合，并且根据节点集合的排序确定转发顺序，由于每个节点发送数据不同，这有效地避免网络中相同数据的重复传输，减少了网络实际传输数据率，降低了网络能耗，提高了数据传输效率。

然而，现有技术二也存在以下不足：

(1)需要处理器和存储器来管理所有节点，对于分布式，尤其是分区域独立的节点网络很难应用。

(2)需要非常详尽的全局信息和非常高的矩阵计算开销，不适合频繁更新链路状态的节点网络。

(3)缺乏对链路状态等网络信息的考虑，在链路状态变化的组网下效率较低且容易造成额外的网络开销。

发明内容

本发明为解决现有技术在地理跨度较大的情况下，存在网络链路状态不稳定的问题，提出了一种面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法及其系统，其能选择合适的中继节点提升传输效率，并确保在移动边缘网络变化较多的情况下可以较为稳定的进行数据传输。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，所述的方法包括以下步骤：

S1：构建区域同步网络，源节点根据数据同步的传输参数P，对区域节点配置表进行查询，若查询的目的节点地址不存在，则终止传输；若存在，则根据本次数据同步需求时间O进行判断是否超过需求时间，如果是，则终止传输，机会传输失败，否则进入S2；

S2：根据源节点地址和目的节点地址的链路进行判断，若存在可到达的链路，则由源节点直接与目的节点建立数据同步传输，否则进入S3；

S3：等待t₁分钟，在等待的时间内，若检测到源节点和目的节点之间有可到达的链路，则源节点直接与目的节点建立传输，否则进入S4；

S4：根据数据同步的传输参数P，对区域节点配置表进行查询，获取从源节点所在区域的簇节点到目的节点所在区域的簇节点的实际最短跳数N，并将待同步数据复制N份；

S5：根据数据同步的传输参数P，获取所有可到达其他节点的地址列表L，同时选取地址列表L中所有到目的节点实际跳数少于y的节点作为备选邻居节点；其中y为大于等于2的正整数；

S6：源节点将数据同步的传输参数P发送给所有备选邻居节点，询问备选邻居节点是否有条件进行传输；

S7：等待t₂分钟后，源节点根据机会传输能力顺序从所有响应询问的备选邻居节点中选择N-1个机会邻居节点，当备选邻居节点不满N-1时，所有备选邻居节点均作为机会邻居节点；

S8：源节点与机会邻居节点进行数据同步传输；

S9：当源节点接收到目的节点发送的状态信息时，则停止进行机会传输；否则，与所有的备选邻居节点进入S2。

优选地，所述的区域同步网络以区域划分的分布式节点网络，且区域内有转发功能的簇节点。

进一步地，所述的数据同步的传输参数P，由下式确定：

P＝(A，T，S，O)

其中，A表示本次数据同步的目的节点地址，T表示本次数据同步的数据类型参数，S表示本次数据同步的大小，O表示本次数据同步需求时间参数。

再进一步地，所述的区域节点配置表，包括以下参数：

R＝(M，C，L，J)

其中，R表示节点信息向量，M表示节点地址，C表示节点所在区域簇节点地址，L表示源节点可到达的所有节点地址列表，J表示源节点到达对应其他节点的实际跳数。

再进一步地，所述的机会传输能力X，由下式决定：

X＝X1-1/X2

其中，X1表示机会传输区域，X2表示节点空余带宽。

再进一步地，当源节点与目的节点处于同一区域内时，X1＝2；当源节点与目的节点不处于同一节点时，X1＝1。

再进一步地，目的节点接收同步数据的流程包括以下步骤：

W1：根据数据同步的传输参数P，判断接收的数据是否已经存在于目的节点，如果是，则丢弃本次传输接收的数据，否则进入W2；

W2：保存数据，同时保存本次数据传输的传输参数P。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过机会传输，有效降低了链路状态发生变化对简单的点对点数据传输的效率影响。本发明有效利用了区域特性，使得机会传输的中继节点选择更贴近实际最优传输情况，在计算开销低和网络开销低的情况下能够最优化数据传输效率。在变化较大的移动边缘网络里，能够保证数据传输和同步的稳定性。

附图说明

图1是本实施例提供的区域数据机会同步方法的流程图。

图2是本实施例目的节点接收同步数据的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，包括以下步骤：

S1：构建区域同步网络，所述的区域同步网络以区域划分的分布式节点网络，且区域内存在有转发功能的簇节点，源节点根据数据同步的传输参数P，对区域节点配置表进行查询，若查询的目的节点地址不存在，则终止传输；若存在，则根据本次数据同步需求时间参数O进行判断是否超过需求时间，如果是，则终止传输，机会传输失败，否则进入S2；

其中，所述的同步的传输参数P，由下式确定：

P＝(A，T，S，O)

其中，A表示本次数据同步的目的节点地址，T表示本次数据同步的数据类型参数，S表示本次数据同步的大小，O表示本次数据同步需求时间参数。

S2：根据源节点地址和目的节点地址的链路进行判断，如果存在可达链路，则由源节点直接与目的节点建立数据同步传输，否则进入S3；

S3：等待2分钟，在等待的时间内，若检测到源节点和目的节点之间的有可到达的链路出现，则源节点直接与目的节点建立传输，否则进入S4；

S4：根据数据同步的传输参数P，在区域节点配置表进行查询，获取从源节点所在区域的簇节点到目的节点所在区域的簇节点的实际最短跳数N，并将待同步数据复制N份；

其中，所述区域节点配置表包括以下参数：

R＝(M，C，L，J)

其中，R表示节点信息向量，M表示节点地址，C表示节点所在区域簇节点地址，L表示源节点可达的所有节点地址列表，J表示源节点到达对应其他节点的实际跳数。

S5：根据数据同步的传输参数P，获取所有可到达其他节点的地址列表L，同时选取地址列表L中所有到目的节点实际跳数少于4的节点作为备选邻居节点；

S6：源节点将数据同步的传输参数P发送给所有备选邻居节点，询问备选邻居节点是否有条件进行传输；

S7：等待1分钟后，源节点根据机会传输能力顺序从所有响应询问的备选邻居节点中选择N-1个机会邻居节点，当备选邻居节点不满N-1时，所有备选邻居节点均作为机会邻居节点；这是因为选择过多机会邻居节点都进行数据同步的情况下，容易增加额外不必要的网络开销，占用节点的同步带宽等，所以需要选择合适数量的节点来保证既能够进行机会式同步，又不会占用太多的资源和带宽。

其中，机会传输能力X由下式决定：

X＝X1-1/X2

其中，X1为机会传输区域，X2为节点空余带宽。

具体地，当节点与目的节点处于同一区域内时，X1＝2，当节点与目的节点不处于同一节点时，X1＝1。

S8：源节点与机会邻居节点进行数据同步传输；

S9：当源节点接收到目的节点发送的状态信息时，则停止进行机会传输；否则，与所有的备选邻居节点进入S2；

本实施例，如图2所示，所述的目的节点接收同步数据的流程包括以下步骤：

W1：根据数据同步的传输参数P，判断接收的数据是否已经存在于目的节点，如果是，则丢弃本次传输接收的数据，否则进入W2；

W2：保存数据，同时保存本次数据传输的传输参数P。

具体地，源节点在接收到目的节点发送的状态信息时，根据数据同步的传输参数P进行判断，如果没有超过需求时间O，则机会传输成功。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

S1：构建区域同步网络，源节点根据数据同步的传输参数P，对区域节点配置表进行查询，若查询的目的节点地址不存在，则终止传输；若存在，则根据本次数据同步需求时间O进行判断是否超过需求时间，如果是，则终止传输，机会传输失败，否则进入S2；

S2：根据源节点地址和目的节点地址的链路进行判断，若存在可到达的链路，则由源节点直接与目的节点建立数据同步传输，否则进入S3；

S3：等待t₁分钟，在等待的时间内，若检测到源节点和目的节点之间有可到达的链路，则源节点直接与目的节点建立传输，否则进入S4；

S4：根据数据同步的传输参数P，对区域节点配置表进行查询，获取从源节点所在区域的簇节点到目的节点所在区域的簇节点的实际最短跳数N，并将待同步数据复制N份；

S5：根据数据同步的传输参数P，获取所有可到达其他节点的地址列表L，同时选取地址列表L中所有到目的节点实际跳数少于y的节点作为备选邻居节点；其中y为大于等于2的正整数；

S6：源节点将数据同步的传输参数P发送给所有备选邻居节点，询问备选邻居节点是否有条件进行传输；

S7：等待t₂分钟后，源节点根据机会传输能力顺序从所有响应询问的备选邻居节点中选择N-1个机会邻居节点，当备选邻居节点不满N-1时，所有备选邻居节点均作为机会邻居节点；

S8：源节点与机会邻居节点进行数据同步传输；

S9：当源节点接收到目的节点发送的状态信息时，则停止进行机会传输；否则，与所有的备选邻居节点进入S2。

2.根据权利要求1所述的面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：所述的区域同步网络以区域划分的分布式节点网络，且区域内有转发功能的簇节点。

3.根据权利要求1所述的面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：所述的数据同步的传输参数P，由下式确定：

P＝(A，T，S，O)

其中，A表示本次数据同步的目的节点地址，T表示本次数据同步的数据类型参数，S表示本次数据同步的大小，O表示本次数据同步需求时间参数。

4.根据权利要求1所述的面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：所述的区域节点配置表，包括以下参数：

R＝(M，C，L，J)

其中，R表示节点信息向量，M表示节点地址，C表示节点所在区域簇节点地址，L表示源节点可到达的所有节点地址列表，J表示源节点到达对应其他节点的实际跳数。

5.根据权利要求1所述的面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：所述的机会传输能力X，由下式决定：

X＝X1-1/X2

其中，X1表示机会传输区域，X2表示节点空余带宽。

6.根据权利要求4所述的面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：当源节点与目的节点处于同一区域内时，X1＝2；当源节点与目的节点不处于同一节点时，X1＝1。

7.根据权利要求4所述的面向移动边缘网络的区域数据机会同步方法，其特征在于：目的节点接收同步数据的流程包括以下步骤：

W1：根据数据同步的传输参数P，判断接收的数据是否已经存在于目的节点，如果是，则丢弃本次传输接收的数据，否则进入W2；

W2：保存数据，同时保存本次数据传输的传输参数P。

Images