RU2486703C1 - Routing method for wireless self-organising mobile data networks - Google Patents
Routing method for wireless self-organising mobile data networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486703C1 RU2486703C1 RU2012112727/08A RU2012112727A RU2486703C1 RU 2486703 C1 RU2486703 C1 RU 2486703C1 RU 2012112727/08 A RU2012112727/08 A RU 2012112727/08A RU 2012112727 A RU2012112727 A RU 2012112727A RU 2486703 C1 RU2486703 C1 RU 2486703C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- packets
- service
- node
- service packets
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области связи и может быть использовано при построении беспроводной самоорганизующейся одноранговой мобильной сети (mobile ad hoc network - MANET) для передачи данных в виде цифровой информации.The invention relates to the field of communication and can be used to build a wireless self-organizing peer-to-peer mobile network (mobile ad hoc network - MANET) for transmitting data in the form of digital information.
Известен способ маршрутизации (https://datatracker.ietf.org/doc/rfc3561/), основанный на установлении маршрута от отправителя до адресата по требованию.A known routing method (https://datatracker.ietf.org/doc/rfc3561/), based on the establishment of a route from the sender to the addressee on demand.
Недостатком известного способа маршрутизации является длительный промежуток времени, требуемый на установление маршрута, что недопустимо в беспроводных сетях передачи данных, узлы которых обладают высокой мобильностью. Кроме того, известный способ не применим в сетях, в которых требуется обеспечить минимальные интервалы времени между прохождением первого пакета из последовательности пакетов от отправителя к адресату, потому что требует больше времени на прохождение первого пакета, так как в это время производится установление маршрута.A disadvantage of the known routing method is the long period of time required to establish a route, which is unacceptable in wireless data networks, the nodes of which have high mobility. In addition, the known method is not applicable in networks in which it is necessary to ensure the minimum time intervals between the passage of the first packet from the sequence of packets from the sender to the addressee, because it requires more time to pass the first packet, since at this time the route is established.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ маршрутизации (http://datatracker.ietf.org/doc/rfc3626/), выбранный нами за прототип. Способ основан на принципе проактивной маршрутизации, в котором каждый узел сети (далее - узел) заранее собирает информацию о топологии сети и определяет оптимальные маршруты до всех достижимых узлов. Для реализации данного принципа использован протокол маршрутизации OLSR, в котором каждый узел периодически рассылает информацию о связях между узлами, а также обновляет записи таблицы маршрутизации, при помощи имеющейся на текущий момент информации о связях между узлами.Closest to the proposed invention is a routing method (http://datatracker.ietf.org/doc/rfc3626/), we have chosen for the prototype. The method is based on the principle of proactive routing, in which each network node (hereinafter referred to as the node) collects information on the network topology in advance and determines the optimal routes to all reachable nodes. To implement this principle, the OLSR routing protocol is used, in which each node periodically sends information about the connections between nodes, and also updates the routing table entries using the information currently available on the connections between nodes.
Недостатком данного способа является длительный поиск оптимального маршрута из-за возможности его применения только по одноуровневым каналам связи. Кроме того, пакеты имеют формат, не зависящий от особенностей оборудования сети.The disadvantage of this method is the long search for the optimal route due to the possibility of its use only on single-level communication channels. In addition, the packages have a format that does not depend on the characteristics of the network equipment.
Основная техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в создании способа маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных, сокращающего время поиска оптимального маршрута.The main technical problem solved by the claimed invention is to create a routing method for wireless mobile self-organizing data networks, reducing the time to find the optimal route.
Основная техническая задача достигается тем, что в способе маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных, заключающемся в обновлении записей в таблицах маршрутизации в каждом из узлов сети путем обмена информацией о топологии сети, содержащейся в служебных пакетах, включающем передачу информации по каналам связи, содержащейся в пользовательских пакетах, от узла отправления сети к узлу назначения сети, периодическую рассылку каждым узлом сети в широковещательном режиме информации о связях, исходящих из каждого узла сети, назначая им ограниченное время жизни, и формирование из всего множества соседних узлов сети подмножества соседних узлов сети, ретранслирующих служебные пакеты, согласно предложенному решению, каналы связи, выполненные двухуровневыми, пространственно разделяют при помощи многосекторной структуры узлов сети, и служебные пакеты, не требующие фрагментации, передают по низкоскоростным каналам связи первого уровня, характеризующимся первой метрикой, а пользовательские пакеты передают по высокоскоростным каналам связи второго уровня, характеризующимся второй метрикой, причем информацию об обновлениях связи узла сети передают служебными пакетами первого типа, а после установления новой связи с узлом 2, не входящим в сеть или между двумя узлами, принадлежащими разным сетям, информацию из таблицы связи передают служебными пакетами второго типа, при этом время жизни служебных пакетов зависит от известной узлу сети топологии сети, а промежутки времени между рассылками служебных пакетов прямо пропорциональны суммарному количеству связей между узлами сети, при ретрансляции служебных пакетов первого типа узлы сети передают в одном секторе только одну копию служебного пакета, которую сохраняют принявшие узлы, при этом отбрасывают принятые служебные пакеты первого типа, идентичные любой из имеющихся копий, принятых ранее, а ретрансляции подлежат служебные пакеты, содержащие пометку о необходимости ретрансляции.The main technical problem is achieved by the fact that in the routing method for wireless mobile self-organizing data transmission networks, which consists in updating entries in the routing tables in each of the network nodes by exchanging network topology information contained in service packets, including transmitting information over communication channels contained in user packets, from the network sending node to the network destination node, periodical broadcast by each network node in the broadcast mode of communication information, outgoing x from each node of the network, assigning them a limited lifetime, and forming from the whole set of neighboring network nodes a subset of neighboring network nodes relaying service packets, according to the proposed solution, communication channels made by two-level channels are spatially separated using the multisector structure of network nodes, and service packets that do not require fragmentation are transmitted over low-speed communication channels of the first level, characterized by the first metric, and user packets are transmitted over high-speed channels second-level ides, characterized by a second metric, moreover, information about communication updates of a network node is transmitted by service packets of the first type, and after establishing a new connection with a node 2 not included in the network or between two nodes belonging to different networks, information from the communication table is transmitted by service packets of the second type, while the service packet lifetime depends on the network topology known to the network node, and the time intervals between service packet distribution are directly proportional to the total number of connections between nodes with Networks, when relaying service packets of the first type, network nodes transmit in one sector only one copy of the service packet, which is saved by the receiving nodes, while discarding the received service packets of the first type identical to any of the available copies accepted earlier, and service packets containing a note about the need for relay.
Изобретение поясняется рисунком, где представлена схема сети для реализации заявленного способа.The invention is illustrated in the figure, which shows a network diagram for implementing the inventive method.
Сеть для передачи информации состоит из трех узлов 1 сети и нового узла 2 другой сети. Узлы сети 1 и 2 имеют пространственное разделение двухуровневых каналов по четырем секторам, которые организованы на базе отдельных комплектов коммуникационного оборудования. Между узлами 1 сети информация по низкоскоростным каналам 3 передается служебными пакетами первого типа, а между узлами 1 сети и новым узлом 2 другой сети - по низкоскоростным каналам 3, служебными пакетами второго типа.A network for transmitting information consists of three nodes 1 of the network and a new node 2 of another network. Network nodes 1 and 2 have a spatial separation of two-level channels into four sectors, which are organized on the basis of separate sets of communication equipment. Between nodes 1 of the network, information on low-speed channels 3 is transmitted by service packets of the first type, and between nodes 1 of the network and new node 2 of another network - by low-speed channels 3, service packets of the second type.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
При обмене между узлами сети информацией о топологии сети в соответствии с протоколом маршрутизации происходит автоматическое построение таблиц маршрутизации и обновления в них записей.When exchanging information about network topology between network nodes in accordance with the routing protocol, the routing tables are automatically built and records are updated in them.
Информация передается в составе служебных пакетов протокола маршрутизации:Information is transmitted as part of routing protocol service packets:
- служебные пакеты первого типа «Обновления связей узла»;- service packs of the first type “Updates of node connections”;
- служебные пакеты второго типа «Таблица связей».- service packs of the second type “Link Table”.
Служебные пакеты первого типа имеют формат, предписывающий наличие следующих полей:Service packs of the first type have a format that prescribes the following fields:
- тип пакета (Type = 1);- type of package (Type = 1);
- флаг ретрансляции пакета (Relay);- packet relay flag (Relay);
- владелец связей (Originator);- owner of communications (Originator);
- количество связей (Total);- the number of connections (Total);
- версия (Version);- version (Version);
- время жизни связи (TTL);- communication lifetime (TTL);
- список описателей связей (LinkInfo).- a list of link descriptors (LinkInfo).
Количество элементов в списке описателей связей соответствует количеству связей, заданному в поле Total.The number of elements in the list of link descriptors corresponds to the number of links specified in the Total field.
Элемент списка описателей связей содержит следующие поля:The link descriptor list element contains the following fields:
- идентификатор соседнего узла (Neighbor);- neighbor identifier (Neighbor);
- первую метрику низкоскоростного канала (MetricSlow);- The first metric of the low-speed channel (MetricSlow);
- вторую метрику высокоскоростного канала (MetricFast).- The second metric of the high-speed channel (MetricFast).
Служебные пакеты второго типа имеют формат, предписывающий наличие следующих полей:Service packs of the second type have a format that prescribes the following fields:
- тип пакета (Type = 2);- type of package (Type = 2);
- список кортежей (Tuples).- a list of tuples (Tuples).
Каждый кортеж содержит информацию о связях, принадлежащих одному владельцу.Each tuple contains information about relationships belonging to one owner.
В списке кортежей находится от одного до нескольких элементов, каждый из которых содержит следующие поля:The list of tuples contains from one to several elements, each of which contains the following fields:
- владелец связей (Originator);- owner of communications (Originator);
- количество связей (Total);- the number of connections (Total);
- версия (Version);- version (Version);
- время жизни связи (TTL);- communication lifetime (TTL);
- список описателей связей (LinkInfo).- a list of link descriptors (LinkInfo).
Формат списка описателей связей кортежа идентичен формату, использующемуся в служебном пакете первого типа.The format of the list of tuple link descriptors is identical to the format used in the service package of the first type.
Формат служебных пакетов второго типа допускает различные варианты размещения информации, что позволяет избегать фрагментации пакетов и минимизировать их количество, тем самым устраняя дополнительные накладные расходы при их передаче.The format of service packets of the second type allows various options for the placement of information, which avoids fragmentation of packets and minimize their number, thereby eliminating additional overhead during transmission.
При определении интервала времени между передачами служебных пакетов первого типа учитывают ограниченную пропускную способность сети, построенной на низкоскоростных каналах, и предотвращают ее перегрузку. Каждый узел сети передает служебные пакеты первого типа с информацией о своих связях, а узлы сети, принимающие эту информацию, передают эти служебные пакеты без ожидания. Значение поля «Версия» инкрементируется при очередной передаче служебного пакета первого типа с информацией о своих связях. При достижении максимально возможного значения «Версии» происходит ее обнуление, и процесс инкрементального увеличения «Версии» начинается сначала. Поле «Версия» позволяет при приеме служебных пакетов первого типа отбрасывать служебные пакеты с устаревшей информацией.When determining the time interval between transmissions of service packets of the first type, the limited bandwidth of a network built on low-speed channels is taken into account and its overload is prevented. Each network node transmits service packets of the first type with information about its connections, and network nodes that receive this information transmit these service packets without waiting. The value of the “Version” field is incremented the next time the service packet of the first type is transferred with information about its relationships. When the maximum possible value of the "Version" is reached, it is reset to zero, and the process of incremental increase of the "Version" begins again. The "Version" field allows when receiving service packets of the first type to discard service packets with outdated information.
Время жизни служебного пакета первого типа зависит от известной узлу топологии сети на момент его вычисления и позволяет служебному пакету достигать самого отдаленного узла сети, при этом время жизни служебного пакета должно быть минимально возможным. На основании времени жизни служебного пакета первого типа вычисляют время хранения узлом информации о связи.The lifetime of a service packet of the first type depends on the topology of the network known to the node at the time of its calculation and allows the service packet to reach the most distant network node, while the service packet lifetime should be as small as possible. Based on the lifetime of the service packet of the first type, the storage time of the communication information by the node is calculated.
При передаче служебных пакетов первого типа от узла сети определяют множество узлов для их ретрансляции, в которое входит минимальное количество соседних узлов сети. При передаче информации через них служебные пакеты первого типа достигают всех узлов, находящихся на расстоянии двух интервалов от передающего узла. Флаг ретрансляции служебного пакета первого типа устанавливается, когда он передается в секторе узла сети, в котором установлена связь с узлом-ретранслятором, и сбрасывается, если связи с узлом-ретранслятором в секторе нет.When transmitting service packets of the first type from a network node, many nodes are determined for relaying, which includes a minimum number of neighboring network nodes. When transmitting information through them, service packets of the first type reach all nodes located at a distance of two intervals from the transmitting node. The relay of the service packet relay of the first type is set when it is transmitted in the sector of the network node in which communication with the relay node is established, and is reset if there is no communication with the relay node in the sector.
Служебные пакеты второго типа «Таблица связей» передают после установления новой связи с узлом, который не входит в сеть, т.е. является новым узлом сети, или после установления связи между двумя узлами, принадлежащими к разным сетям. Это позволяет сократить время, требуемое для маршрутизации пользовательских пакетов от новых узлов до любого из них.Service packets of the second type “Link Table” are transmitted after establishing a new connection with a node that is not part of the network, i.e. is a new network node, or after the establishment of communication between two nodes belonging to different networks. This reduces the time required to route user packets from new nodes to any of them.
Служебные пакеты второго типа не ретранслируются.Service packets of the second type are not relayed.
При нахождении кратчайшего маршрута в низкоскоростной сети используется первая метрика, которая является оценкой связи по низкоскоростному каналу между двумя соединенными этой связью узлами.When finding the shortest route in a low-speed network, the first metric is used, which is an estimate of the communication on the low-speed channel between two nodes connected by this connection.
При нахождении кратчайшего маршрута в высокоскоростной сети используется вторая метрика, которая является оценкой связи по высокоскоростному каналу между двумя соединенными этой связью узлами.When finding the shortest route in a high-speed network, a second metric is used, which is an estimate of the communication on the high-speed channel between two nodes connected by this connection.
При формировании каждой из метрик учитывается:When forming each of the metrics, it is taken into account:
- загруженность узла;- node load;
- качество связи;- connection quality;
- направление и скорость движения узла.- direction and speed of the node.
Способ может применяться как при одно-, так и при многопутевой маршрутизации.The method can be used both for single and multi-path routing.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112727/08A RU2486703C1 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Routing method for wireless self-organising mobile data networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012112727/08A RU2486703C1 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Routing method for wireless self-organising mobile data networks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486703C1 true RU2486703C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012112727/08A RU2486703C1 (en) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Routing method for wireless self-organising mobile data networks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486703C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574814C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-10 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" (ЗАО "Институт телекоммуникаций") | Method for real-time control of data streams in packet switched network |
RU2668222C1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-09-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of safe routing in peer self organization networks |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2341904C2 (en) * | 2003-04-11 | 2008-12-20 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон | Multiple user diverse readdressing |
RU2411672C2 (en) * | 2006-09-07 | 2011-02-10 | Моторола, Инк. | Transportation of control traffic through cellular network with multiple network segments |
US20110051702A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-03 | Harris Corporation | Address stripping in a meter reading wireless mesh network and associated system |
-
2012
- 2012-04-02 RU RU2012112727/08A patent/RU2486703C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2341904C2 (en) * | 2003-04-11 | 2008-12-20 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон | Multiple user diverse readdressing |
RU2411672C2 (en) * | 2006-09-07 | 2011-02-10 | Моторола, Инк. | Transportation of control traffic through cellular network with multiple network segments |
US20110051702A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-03 | Harris Corporation | Address stripping in a meter reading wireless mesh network and associated system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574814C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-10 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" (ЗАО "Институт телекоммуникаций") | Method for real-time control of data streams in packet switched network |
RU2668222C1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-09-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Method of safe routing in peer self organization networks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7924722B2 (en) | Forwarding packets to a directed acyclic graph destination using link selection based on received link metrics | |
EP3831021A1 (en) | VINEtm ZERO-CONTROL ROUTING USING DATA PACKET INSPECTION FOR WIRELESS MESH NETWORKS | |
Li et al. | Stable node-disjoint multipath routing with low overhead in mobile ad hoc networks | |
Gulati et al. | Performance comparison of mobile Ad Hoc network routing protocols | |
Bhatia et al. | A cluster based minimum battery cost AODV routing using multipath route for ZigBee | |
CN108449271B (en) | Routing method for monitoring path node energy and queue length | |
CN106850436B (en) | Mine hybrid wireless mesh network routing method based on virtual potential energy field | |
Jagdale et al. | Analysis and comparison of distance vector, DSDV and AODV protocol of MANET | |
Zheng et al. | An ant-based distributed routing algorithm for ad-hoc networks | |
US20120320812A1 (en) | Method for Associating Time Slots with Links Between Network Nodes of a Wireless Interconnected Network | |
JP5252978B2 (en) | Route control method, communication system, and communication apparatus | |
US20120163233A1 (en) | Method for transmitting routing information and routing apparatus in wireless network | |
Zhang et al. | Tree-based routing protocol for cognitive wireless access networks | |
RU2486703C1 (en) | Routing method for wireless self-organising mobile data networks | |
Raghavendra et al. | Congestion adaptive routing in ad hoc networks | |
Zhao et al. | A hybrid routing protocol for hierarchy wireless mesh networks | |
Kim et al. | Link-state routing protocol for multi-channel multi-interface wireless networks | |
Johansson et al. | An analysis of the fisheye routing technique in highly mobile ad hoc networks | |
Proskochylo et al. | Overview of possibilities to improve efficiency of self-organizing networks | |
Arora et al. | Simulation analysis of proactive, reactive and hybrid routing protocols in mobile ad hoc network using Qualnet simulator 5.0. 2 | |
Minh et al. | An Improved Multi-Channel Multi-Interface Routing Protocol for Wireless Mesh Networks. | |
Santhiya et al. | Dynamic reliable multipath routing protocol for MANET | |
Krasnovsky et al. | A performance of wireless ad-hoc network routing protocol | |
Jassim | Performance Study of AODV, GRP and OSPFv3 MANET Routing Protocols Using OPNET Modeler | |
Arthi et al. | A Comparative Study Of Routing Protocols In Ad Hoc Networks |