CN100576809C - 大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法 - Google Patents
大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100576809C CN100576809C CN200710120590A CN200710120590A CN100576809C CN 100576809 C CN100576809 C CN 100576809C CN 200710120590 A CN200710120590 A CN 200710120590A CN 200710120590 A CN200710120590 A CN 200710120590A CN 100576809 C CN100576809 C CN 100576809C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- associated nodes
- mobile node
- node
- route
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明属于无线自组织网络路由技术领域,具体的说是一种用于无线自组织网络与当前异构基础设施网络相结合的混合式网络的动态接入的构建方案与路由技术,主要解决上述大规模混合无线自组织网络中移动节点动态接入基础设施网络与节点之间端到端通信的消息路由问题。本发明包括:1.无线自组织网络与基础设施网络的拓扑结构组成;2.移动节点的动态接入方法;3.混合无线自组织网络中移动节点利用结构化接入节点的路由计算方法。本发明在上述构建的网络结构中,利用P2P资源定位技术查找和维护路由信息,从而完成混合网络中移动节点之间的路由。本发明结构简单,可支持移动节点接入基础设施网络的即插即用,可以解决大规模混合网络中节点路由技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无线自组织网络与基础设施网络相结合的混合式网络的接入方法及其路由计算方法,属于无线自组织网络路由技术领域。
背景技术
无线自组织网络(Wireless Ad-hoc Network,也称Ad-hoc网络)是以无线通信为基础的新兴网络技术,具有多跳路由、自组织、可快速部署等特点。这种网络是由带有无线收发设备的节点组成的多跳、自治系统,移动节点同时具有路由功能。当源节点与目的节点之间的距离超出彼此信号的覆盖范围时,节点采用自组织的方式,根据路由策略和路由表参与分组转发和路由维护工作,即多跳路由。近年来,由于其不依赖于网络基础设施、易于建网、便于扩充、可移动、生存性强,因而无线自组织网络的研究成为计算机网络研究的热点问题。但由于受到无线自组织网络现行路由协议和组织结构的限制,使得其本身无法构建大规模的网络结构。
在无线自组织网络中,辅助以有线网、卫星网络等基础设施网络,无线自组织网络中的节点不仅可以访问基础设施网络,而且可以通过基础设施网络进行移动节点之间的通信。只需要建立每个移动节点到接入基础设施网络的“关联节点”的映射关联关系,即可通过基础设施网络转发移动节点之间的通信报文。但在现有的接入方式中,移动节点需要根据接入位置不停地变换自己的地址,使得移动节点通信在接入切换时不得不中断。本发明使用平面地址来解决网络中节点IP地址切换问题,但是要使得所有关联关系通告到所有关联节点,需要将所有关联关系信息广播到全网。因此存在的问题有,广播需要路由器的支持,会增加设备的开支,不能完全利用已有的现有基础设施网络结构;同时,随着这种混合网络规模的扩大,广播的开销也是巨大的。
发明内容
本发明的发明目的是解决混合网络规模增大带来的路由开销增大的问题。
本发明中引入节点角色的概念,将网络中存在的节点分为不同的角色:一种称为“移动节点”,它们是移动自组织网络中进行自组织无线通信的节点,可以通过连接周围的“关联节点”接入到基础设施网络;一种称为“关联节点”,它们一方面拥有可以与周围的移动自组织网络节点通信的无线网络接口,一方面可以通过卫星链路、移动基站、双绞线等基础设施链路接入到基础设施网络,是无线网络与基础设施网络连接的接入点,同时,它们由于移动离开原来的接入位置而无法接入到基础设施网络时,就会改变角色,变为普通的“移动节点”。
本发明采用的技术方案为:在混合无线自组织网络中,通过使用所有关联节点维护的分布式哈希表结构,在移动节点之间进行连接到不同关联节点的的寻径,将移动节点的IP地址看作待查询的关键字,将其连接的关联节点的IP地址看作是对应于某关键字的值。通过结构化P2P资源定位的思想,接入混合网络的节点共同维护整个映射关系表,每个节点只需维护少量信息,节点经过有限次查找即可获取需要的寻径信息。
该方法提出了新的混合网络接入方式,可以提高通信吞吐量,降低通信时延;该方法重点考虑了系统的可扩展性和负载能力,为万级、十万级节点网络的寻径开销给予了有效控制,为其可靠运行提供了有效保证。本系统所涉及的技术结构简单,易于扩展,可靠性强。
本发明的有益效果是:
1、平面地址使得移动节点在不同接入节点之间切换时不需要变更其IP地址,使得IP地址成为其在混合网络中的唯一标识。
2、可以将无线自组织网络中的节点以即插即用的方式接入到基础设施网络中,实现了一种方便有效的大规模无线自组织网络与基础设施网络的互联。
3、实现了快速定位目标移动节点所连接的关联节点,从而在路由到目标移动节点时,可以将计算到目标移动节点路由的问题转换为查找目标节点所连接的关联节点的问题。本发明利用分布式哈希表结构,每个关联节点可以保存O(logn)个其它关联节点的信息,并且可以在O(logn)的时间内查找到所需的信息。
附图说明:
图1是混合网络拓扑结构图;
图2是混合网络上的通信过程;
图3是消息转发逻辑图;
图4是关联节点结构的维护;
图5是路由表的查找过程流程图;
图6是消息转发流程图;
图7是消息路由报文封装示意图;
图8是移动节点受限按需路由协议流程图;
图9是应用场景实例及涉及的数据结构图。
具体实施方式:
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述:
如图1所示,图中下方圈出的移动节点通过多跳连接而构成无线自组织网络,其中:标识为ANx(x为数字)的节点是可以连接到基础设施网络的,称为关联节点,标识为MNx的节点是移动节点,我们称这种拓扑结构的混合网络为混合无线自组织网络。通过将这种混合无线自组织网络接入基础设施网络,可以完成扩大Ad hoc网络规模、提高通信质量的设想。本发明在原有Ad hoc网络的基础上,引入一类新的关联节点(由于其接入基础设施网络的特点,也成为“接入节点”),用于连接无线自组织网络与基础设施网络。
图2表示了两种通信方式,图示两个移动节点之间的通信既可以通过黑色实线箭头的无线链路一个接一个的转发数据,也可以经虚线箭头通过关联节点接入基础设施网络实现通信,而基础设施网络的稳定性和高带宽可以带来更好的通信吞吐量和更低的通信时延。
对于网络结构的组织,所有移动节点被赋予网络中唯一固定的IP地址作为标识,且移动节点的IP地址不因为其拓扑结构的改变而改变。节点移动时会使得其连接的关联节点也随之发生改变,从而引起网络路由的改变,这就需要提供一种合适的消息路由机制。按照常规的方法,当节点的IP地址固定时,为维护节点的路由信息,网络中的各个节点需要维护到所有节点的路由表项,这时可以通过广播的方式完成节点之间路由信息的交换。但是随着网络规模的扩大,维护和消息交换的开销太大,因此本发明引入结构化P2P网络的查询方法,将维护网络路由信息的问题抽象为在网络中进行资源查找的问题,即:将移动节点固定的IP地址看作是待查询的资源的关键字(key),将其连接的关联节点的IP地址信息作为待查询的资源(value),从而把路由计算的过程抽象为P2P网络中资源定位的过程。这样就利用了结构化P2P网络分布式哈希表的存储结构和较小的查找及维护开销的特点,达到完成大规模混合无线自组织网络中路由计算的目的。
图3描述了源移动节点M和目的移动节点N通过基础设施网络通信的过程,图中粗线箭头为报文转发路径,细线箭头为路由查询路径。首先移动节点M发送数据给它的关联节点A,A节点在A、B、C等关联节点集合所构成的分布式结构中查找目的移动节点N所关联的关联节点的信息,通过使用P2P网络中的资源定位方法,可以从C节点处获得N的关联节点为B节点,于是A节点将数据经过基础设施网络转发给B,B收到数据后再将数据通过无线链路转发送给N,从而完成移动节点M、N通过基础设施网络的通信。下面具体讲述此过程中路由信息的查询过程。
如图4所示,在路由信息的存储、维护以及查询过程中,本发明以Chord环状结构作为示例,具体说明其路由查询的方法。
本发明重点考虑在上述关联节点的逻辑结构以及路由查询与消息转发方法。首先将各关联节点按其标识的大小顺序顺时针加入chord环,Chord环结构中的所有关联节点组织成图4所示的逻辑环结构。
本发明中路由表的建立过程如下,关联节点计算与其连接的移动节点的IP地址散列后的ID值,将其作为移动节点的标识,此时关联节点需要将移动节点的IP地址与自身IP地址的映射关系发布到图4所示的逻辑结构中,图中每个关联节点维护一个m个选项的表,称作指针表fingertable,m是根据实际的需求,给定一个大于等于节点数取以10为底的对数底值。Fingertable的维护规则为,其第i个入口表示当前节点Successor(id+2i)求得的节点的信息。定义Successor(key)为关键值key的“后继节点”,即第一个散列值大于等于key(此处是指移动节点的IP地址的散列值)的关联节点,形式定义如下:
InfrastructureSet={node|node∈WirelessNodeSet&node∈LanNodeSet}
SuccNodeSet(key)={node|node∈InfrastructureSet&Hash(node)≥Hash(key)}
Successor(key)={node|(node&node′)∈SuccNodeSet(key)&Hash(node)≤Hash(node′)}
其中第一个定义式表示关联节点集的定义,即所有既有无线通信接口与移动节点通信又能接入到基础设施网络的节点;第二个定义式表示关键字key的后继节点集的定义,即是所有关联节点集中节点散列值大于等于key的散列值的节点集合;第三个定义式指key的后继Successor(key)的含义为在所有关键字key后继节点集中第一个id大于等于key值的接入节点。
图4中A8节点表示ip地址散列值为8的关联节点,A8节点右侧的表格即为A8节点维护的fingertable,其中包含常数项表项,此处使用6个表项为例。每个表项中有两个值,第一个值为入口关联节点的编号,称为start值,是如下公式所示的值,若给每个表项定义一个行号1,2,…,则第i行表项的start值为:Start[i]=Hash(node.ip)+2i-1,即节点ip地址的散列值加上2的i-1次方;每行表项中的第二个值为待查询关联节点的编号,为节点标识大于等于Start[i]值的第一个关联节点的编号。例如:图中有A1、A8、A15、A23、A33…等编号的节点,A8节点的fingertable中,第1行第1项的值start[1]为8+21-1=9,我们加上关联节点的标识A记做A9,而所有网络中存在的节点中,A15是第一个大于等于A9的节点,所以第1行第2项的值为A15,以此类推。
每个关联节点上维护部分路由信息,描述为关键字与其对应的值的形式,即移动节点与其关联节点的映射项(MobileIP,AssociateIP),该部分路由信息存储于网络中移动节点ip散列值作为关键字的后继关联节点上,mobileIP代表移动节点的IP地址,此处作为路由信息资源的关键字,AssociateIP为移动节点所关联的关联节点的IP地址,此处作为路由信息资源的查询值。
在关联节点上,其关键字后继节点的查找算法,取决于具体的P2P逻辑结构,下文将给出Chord环结构的基本思想。
关联节点A查找移动节点M(ip地址为M.ip)连接的关联节点,节点A向结构化P2P结构发出key=Hash(M.ip)的查询,利用“寻找后继”方法(FindSuccessor)定位到资源所在节点,获得需要的(MobileIP,AssociateIP)的路由资源映射信息,本发明中路由表的查找过程核心即为FindSuccessor方法。图5流程图为查找路由资源映射信息的流程,初始查询节点要查找目标移动节点MobileA的路由信息,首先查找本地的缓存看是否有到MobileA的映射关系。若有,则判断Cache是否过期,没有过期直接返回结果,若过期或者缓存中没有则开始分布式的查找,通过上述FindSuccessor方法,计算MobileA的关联映射关系应该查找的下一跳节点并向该节点发送查询请求。下一跳节点收到该查询后,首先查询其缓存信息是否存在该资源且是否有效,若没有有效信息,则递归地进行上述查找过程;若查找成功,则返回查询结果给初始查询节点。初始查询节点收到查询结果后将结果加入其缓存并使用返回的结果作为目的地址进行数据发送。在N个节点规模的关联节点组成的网络结构中,此算法的开销为O(logN)。
本发明中在移动节点之间通过关联节点进行消息路由的方法也不同于常规的路由及转发方案,为了不改变基础设施网络部分的路由表结构与表项,在关联节点采取对IP数据报进行封装的方法。对于网络中的关联节点与移动节点,并不认为是完全不同的两种类型的节点,而是相同类型的节点在混合网络中由于连接位置、连接关系不同而存在的两种“角色”,作为关联节点,一方面与移动节点之间进行无线通信,同时通过卫星链路、有线链路等接入基础设施网络,因此每个关联节点有两个IP地址,一个是作为移动节点的IP地址,称为M.ip,另一个是接入到基础设施网络中的IP地址,定义为Associate.ip。关联节点需要完成通过基础设施网络转发移动节点之间的数据通信的任务,如图6流程图所示,所有关联节点对收到的报文进行分析,判断其目的地址是否为移动节点,若不是则查找系统路由表,然后交由系统转发表进行该数据的转发,若是则在本地缓存的映射表中查找移动节点对应关联节点信息,找到即进行数据转发,若找不到,则启动分布式查询过程,在关联节点维护的分布式结构中查找目的移动节点关联的关联节点映射关系的信息,若找到则通过基础设施网络将数据转发到该关联节点,否则丢弃该数据。
图7给出了在数据通过基础设施网络进行传输时数据格式的变化,移动节点MobileA发送IP数据报给移动节点MobileB,首先MobileA将IP数据报发送给它连接的接入节点AssociateA,报文格式如图7(a)所示。AssociateA节点转发IP数据报格式如图7(b)所示,数据报报文中,将IP数据报封装在UDP报文中,更改目的地址为上述查询Lookup(MobileB.ip)得到的AssociateB的IP地址,而将真正目的IP地址置于新数据报报文IP数据报数据域中。AssociateB节点收到任意的IP数据报报文,只要是在其接收封装数据的端口收到的报文,则为封装的报文,因此还原数据报为原来格式,并向移动节点MobileB转发该报文。需要注意的是,我们把Associate.ip与M.ip作为两个独立的地址空间使用,在基础设施网络部分,不在路由表内添加M.ip地址段的路由信息,此类信息仅由关联节点负责维护。
本发明中基于结构化P2P的路由技术包含路由计算与消息转发两个部分,主要建立和维护以下几个专门的数据结构。对于本发明中两种不同角色的节点,在关联节点,需要维护路由资源信息表(Routing Resource Information Table)、移动节点表(MobileNode Table)两个特殊的数据结构;而在移动节点,只需维护关联节点表(AssoicateNode Table)即可。另外与基本的路由协议相同,每个节点还需维护一张路由表,用于数据转发时寻找下一跳节点。
下面按照路由计算、数据转发两部分具体说明实施方式。
1.路由计算部分:包含移动节点通过基础设施的路由问题,移动节点之间的路由问题,关联协议问题。
移动节点通过基础设施的路由问题,即获取与目标移动节点关联的关联节点的信息,从而将数据发送给该关联节点实现数据的路由,本发明将其抽象为在关联节点组成的网络结构中进行资源查找的问题。
对于移动节点之间的无线自组织网络的路由计算,可以对现有国际标准化组织标准化的无线路由协议开放式链路状态路由(OLSR)协议进行必要的修改,通过周期性的向邻居节点广播邻居发现的Hello报文以及交换路由信息的TC报文,可以维护移动节点之间的路由表项,在计算的路由表项中去掉所有大于等于该移动节点到关联节点之间跳数的路由项,从而利用基础设施网络代替可能较长的无线链路的数据传输。也可以使用跳数受限的按需路由协议,首先在3或4跳范围内广播按需路由请求,可能收到无线网络或者关联节点路由路径,如果没有找到,则以expanding ring方法增加广播的跳数直到找到一种情况为止。算法考虑同时找到关联节点和目标移动节点的路由时,优先选择无线链路进行数据转发。图8给出了此过程的流程,节点首先寻找路由表中是否有到目的节点的路由,若有则选择度量值Metric最小的路径转发;若没有,设置允许的跳数TTL为3,发送路由请求,若没有路由响应则依次增加TTL值重新发送,直到到达规定的上限值;若收到路由响应报文,则将其加入路由表,并按照路由信息转发数据。
对于关联协议,当移动节点关联到一个关联节点时,需要进行如下的操作,首先在移动节点自身的路由表中添加一条到其关联的关联节点的默认路由。而与其对应的关联节点,首先在路由表中添加到移动节点的路由项,然后添加本关联节点和对应移动节点间的关联关系到“移动节点表”,表项为(mobileIP,AssociateIP),最后按照分布式数据存储的存储原则,将映射关系发布到关键字为mobileIP散列值的后继关联节点上,存储为路由资源信息表中的资源,供网络中的节点查找。分布式数据存储的要求是在每个关联节点上只维护部分映射表项信息,每个信息存放的位置为信息关键字的后继关联节点。
2.数据转发部分:包括通过关联节点的消息转发,移动节点间的消息转发等。
移动节点的数据转发,首先根据无线网络路由计算的结果,选择是直接通过无线链路交付,还是首先交付给关联节点后再通过基础设施网络进行转发。对于选择的算法,本发明的算法考虑在发送节点对应的关联节点和目标移动节点中,首先判断到两者的无线链路的跳数,选择跳数较少的链路进行数据转发,如果两者相等,则直接通过无线链路发送数据。
需要再次说明,本发明中所述的“移动节点”“关联节点”都是无线通信节点的不同角色,无线通信节点是指具有无线通信收发模块的移动计算设备。无线通信节点只有一类,但是在不同情况下具有不同的角色,如果节点是可以自由移动的无线节点,且没有直接接入基础设施链路,则是本发明所述移动节点角色;若节点直接接入基础设施网络,同时又通过无线链路与其它节点连接,则其角色为关联节点。
总结以上内容可知,本发明方法包括以下步骤:
1)采用chord环结构组织关联节点,将各关联节点按其标识的大小顺序加入chord环;
2)建立以下各关系表:
各移动节点维护一个关联节点表,内容为该移动节点所关联的关联节点的标识及IP地址;
各关联节点维护一个移动节点表,其内容为该关联节点所关联的移动节点的标识及IP地址;
各关联节点共同维护一个路由资源信息表,其内容为移动节点的标识及与移动节点关联的关联节点的标识及ip地址信息,将该表存储于IP地址的散列值大于等于该移动节点标识的第一个关联节点上;
各关联节点维护一个m行的指针表,m为大于等于关联节点的节点数取以10为底的对数底值,其每行的内容为入口关联节点的编号及待查关联节点的编号,其中:在第i行中,此处i=0,1,…,m-1,入口关联节点的编号等于该关联节点的标识+2i-1,待查关联节点的编号为节点标识大于等于该入口关联节点的编号的第一个关联节点的编号;
3)进行路由计算,包括移动节点通过基础设施的路由计算步骤3.1)和移动节点之间的路由计算步骤3.2),其中:
3.1)计算移动节点通过基础设施的路由,即获取与目标移动节点关联的关联节点的信息,从而将数据发送给该关联节点实现数据的路由,包括以下子步骤:
3.1.1)源移动节点根据其关联节点表找到与其关联的关联节点,此处称该关联节点为初始查询节点;
3.1.2)关联节点进行分布式的查找步骤,即以目标移动节点的标识为关键字,以与目标移动节点关联的关联节点的IP地址为查询值,根据初始查询节点的指针表进行递归查询;
3.1.3)查找成功的节点向初始查询节点返回查询结果;
3.2)计算移动节点之间的无线自组织网络的路由,包括以下子步骤:
3.2.1)对现有无线路由协议开放式链路状态路由协议进行修改,通过周期性的向邻居节点广播邻居发现的Hello报文以及交换路由信息的TC报文,维护移动节点之间的路由表项;
3.2.2)在计算的路由表项中去掉所有大于等于该移动节点到关联节点之间跳数的路由项,从而利用基础设施网络代替无线链路的数据传输;
4)进行数据转发,根据无线网络路由计算的结果,选择是源移动节点直接通过无线链路交付,还是源移动节点先交付给关联节点后再通过基础设施网络进行转发,选择的方法是:首先判断到两者的无线链路的跳数,选择跳数较少的链路进行数据转发;如果两者相等,则直接通过无线链路发送数据。
最后通过图9中的一个应用来描述网络构建与路由计算过程。实例网络中有9个关联节点(其节点标识分别为A1、A8、A15、A23、A33、A39、A42、A48、A54,假设其节点标识是由其ip地址散列得到的数值)和2个移动节点(M1、M29),其中M1与关联节点A8关联,M29与关联节点A39关联,所有9个关联节点组成图4所示的Chord环结构,图中也给出了A8节点的fingertable结构。在每一个关联节点上,同时各自维护一个路由资源映射的数据结构,其中以移动节点的标识(如M1、M29)作为资源的关键字(key),以它们关联的关联节点(A8、A39)作为资源的值(value)。在网络建立的过程中,关联节点之间通过已知的一个Chord环中的节点维护其fingertable与邻接关系,M1与A8关联,A8将路由资源信息<M1,A8>发布到Chord环中,具体的存储资源的节点为大于等于1(M1)的第一个关联节点A1。同理,M29与A39关联,信息<M29,A39>发布到大于等于29的第一个关联节点A33上。所有节点在查询移动节点路由的时候,例如查询到M29的路由信息,则按照当前关联节点的fingertable信息,查找节点M29对应的路由资源信息,从而实现路由资源的查询。根据查找的结果,A8会从节点A33上得到M29的关联节点为A39,从而得到一个(M1,A8,A39,M29)的通信链路。数据在发送过程中,M1将数据交付给A8;A8依次将每个数据报文打包成新的UDP报文,以A39的地址为目的地址发送出去;A39收到上述UDP报文,还原为原来的数据包,并通过无线网络发送给M29。以上即是一个完整的通过基础设施网络在两个无线节点之间收发数据的过程。在整个过程中,移动节点要维护其关联的关联节点信息表,包含关联节点的标识、IP地址;关联节点要维护与它关联的移动节点列表,包含移动节点的唯一标识、IP地址以及本地的路由资源信息的缓存(cache),fingertable,以及结构为<Mi,Ai>的路由资源信息,其中缓存中存储本节点在Chord环中查找过的路由资源信息的备份。每个关联节点只负责存储部分路由资源,它存储的部分为标识Mi介于本关联节点标识与Chord环中下一个关联节点标识之间的路由资源信息。本例中,在A23节点上,只存储M23至M32(因为Chord环中下一个关联节点为A33)这些移动节点的路由信息。
以上所述仅是本发明大规模混合无线自组织网络中的基于结构化P2P的路由技术的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明混合无线自组织网络路由技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法,其特征在于包括以下步骤:
1)采用chord环结构组织关联节点,各关联节点和移动节点均用数字加以标识,将各关联节点按其标识的大小顺序顺时针加入chord环;
2)建立以下各关系表:
各移动节点维护一个关联节点表,内容为该移动节点所关联的关联节点的标识及IP地址;
各关联节点维护一个移动节点表,其内容为该关联节点所关联的移动节点的标识及IP地址;
各关联节点共同维护一个路由资源信息表,其内容为移动节点的标识及与移动节点关联的关联节点的标识及ip地址信息,将该表存储于IP地址的散列值大于等于该移动节点标识的第一个关联节点上;
各关联节点维护一个m行的指针表,m为大于等于关联节点的节点数取以10为底的对数值,其每行的内容为入口关联节点的编号及待查关联节点的编号,其中:在第i行中,此处i=0,1,…,m-1,入口关联节点的编号等于该关联节点的标识+2i-1,待查关联节点的编号为节点标识大于等于该入口关联节点的编号的第一个关联节点的编号;
3)进行路由计算,包括移动节点通过基础设施的路由计算步骤3.1)和移动节点之间的路由计算步骤3.2),其中:
3.1)计算移动节点通过基础设施的路由,即获取与目标移动节点关联的关联节点的信息,从而将数据发送给该关联节点实现数据的路由,包括以下子步骤:
3.1.1)源移动节点根据其关联节点表找到与其关联的关联节点,此处称该关联节点为初始查询节点;
3.1.2)关联节点进行分布式的查找步骤,即以目标移动节点的标识为关键字,以与目标移动节点关联的关联节点的IP地址为查询值,根据初始查询节点的指针表进行递归查询;
3.1.3)查找成功的节点向初始查询节点返回查询结果;
3.2)计算移动节点之间的无线自组织网络的路由,包括以下子步骤:
3.2.1)对现有无线路由协议开放式链路状态路由协议进行修改,通过周期性的向邻居节点广播邻居发现的Hello报文以及交换路由信息的TC报文,维护移动节点之间的路由表项;
3.2.2)在计算的路由表项中去掉所有大于等于该移动节点到关联节点之间跳数的路由项,从而利用基础设施网络代替无线链路的数据传输;
4)进行数据转发,根据无线网络路由计算的结果,选择是源移动节点直接通过无线链路交付,还是源移动节点先交付给关联节点后再通过基础设施网络进行转发,选择的方法是:首先判断到两者的无线链路的跳数,选择跳数较少的链路进行数据转发;如果两者相等,则直接通过无线链路发送数据。
2.如权利要求1所述的大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法,其特征在于:
在所述步骤3.2)中,计算移动节点之间的无线自组织网络的路由的另一种方法是,使用跳数受限的按需路由协议,首先在3或4跳范围内广播按需路由请求,如果没有找到路由路径,则以expanding ring方法增加广播的跳数,直到找到一种情况为止。
3.如权利要求1或2所述的大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法,其特征在于:
所述关联节点进行分布式的查找步骤3.1.2)进一步分为以下子步骤:
3.1.2.1)初始查询节点向其指针表中第一行指明的待查关联节点发送查询请求;
3.1.2.2)待查关联节点首先查询其存储的路由资源信息表中是否有到目标移动节点的映射关系,若有则向初始查询节点返回查询结果,若无则继续步骤3.1.2.3);
3.1.2.3)初始查询节点向其指针表中下一行指明的待查关联节点发送查询请求,返回步骤3.1.2.2)。
4.如权利要求3所述的大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法,其特征在于:每个关联节点只负责存储部分路由资源信息,它存储的部分为移动节点的标识介于本关联节点标识与Chord环中下一个关联节点的标识之间的路由资源信息。
5.如权利要求1所述的大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法,其特征在于:
在所述步骤4)中进行数据转发时,经关联节点再通过基础设施网络进行转发的步骤包括以下子步骤:
4.1)所有关联节点对收到的报文进行分析,判断其目的地址是否为移动节点;
4.2)若不是则查找系统路由表,然后交由系统转发表进行该数据的转发;
4.3)若是则在本地缓存的映射表中进一步查找移动节点对应的关联节点的信息;
4.4)找到即进行数据转发;
4.5)若找不到,则启动分布式查询过程,在关联节点维护的分布式结构中查找目的移动节点关联的关联节点映射关系的信息;
4.6)若找到则通过基础设施网络将数据转发到该关联节点,否则丢弃该数据。
6.如权利要求1所述的大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法,其特征在于:
在所述步骤4)中,初始查询节点向目的地址进行数据发送之前,要对源移动节点发送的数据报进行封装,即,将IP数据报封装在UDP报文中,更改目的地址为查询后得到的与目标移动节点关联的关联节点的IP地址,而将真正的目的IP地址置于新报文的数据域中,关联节点将该收到的报文还原为原来格式,并向目的移动节点转发还原后的报文。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710120590A CN100576809C (zh) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710120590A CN100576809C (zh) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101110733A CN101110733A (zh) | 2008-01-23 |
CN100576809C true CN100576809C (zh) | 2009-12-30 |
Family
ID=39042636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200710120590A Expired - Fee Related CN100576809C (zh) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100576809C (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011097889A1 (zh) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 北京播思软件技术有限公司 | 一种实现移动通信终端在ad-hoc网络中互联的方法 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101729387A (zh) * | 2008-10-24 | 2010-06-09 | 华为技术有限公司 | 内容节点双向聚类的系统、装置及方法 |
CN101605094B (zh) * | 2009-04-29 | 2012-02-01 | 哈尔滨工程大学 | 基于点对点网络的环模型及其路由算法 |
CN101951663A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-19 | 湘潭大学 | 一种用于无线异构网络环境下的基于用户的多接入网络选择方法 |
US8897148B2 (en) * | 2010-10-06 | 2014-11-25 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for resource allocation for peer-to-peer data in non peer-to-peer resources |
CN103339620A (zh) * | 2011-01-25 | 2013-10-02 | 日本电气株式会社 | 信息处理设备、信息处理系统、信息处理方法和信息处理程序 |
CN102111338B (zh) * | 2011-03-22 | 2012-08-15 | 北京星网锐捷网络技术有限公司 | 标签转发信息存储方法及装置、报文转发方法及装置 |
CN102665172B (zh) * | 2012-06-06 | 2014-11-26 | 中国人民解放军理工大学 | 一种异构无线网络的节点结构描述及传播方法 |
CN103686915A (zh) * | 2012-09-06 | 2014-03-26 | 南京大学 | 一种在无线自组织网中基于感染节点的路由链路自恢复方法 |
CN104320816B (zh) * | 2014-09-05 | 2017-11-24 | 总装备部工程设计研究总院 | 单跳网络中基于异步时间片的邻居发现方法 |
CN104580428B (zh) * | 2014-12-27 | 2018-09-04 | 北京奇虎科技有限公司 | 一种数据路由方法、数据管理装置和分布式存储系统 |
CN105228028B (zh) * | 2015-09-18 | 2018-05-11 | 南京大学镇江高新技术研究院 | 一种基于udp广播的视频流媒体数据分发与预缓存方法 |
CN107454653B (zh) * | 2016-05-31 | 2021-06-15 | 陕西尚品信息科技有限公司 | 一种网络分享系统和网络分享方法 |
CN106304229B (zh) * | 2016-08-18 | 2019-08-23 | 南京邮电大学 | 一种基于内容存储的软件定义无线Mesh网络的方法 |
CN110611699B (zh) * | 2019-08-09 | 2022-06-24 | 南京泛函智能技术研究院有限公司 | 一种无线自组织的数据存储方法和数据存储系统 |
CN110740077B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-05-11 | 华东计算技术研究所(中国电子科技集团公司第三十二研究所) | 基于网络抓包的拟态系统异构性测试系统、方法及装置 |
-
2007
- 2007-08-21 CN CN200710120590A patent/CN100576809C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
A multipath routing survey for mobile ad-hoc networks. Adibi, S, et. al.Consumer Communications and Networking Conference, 2006. CCNC 2006. 2006 3rd IEEE,Vol.2 . 2006 |
A multipath routing survey for mobile ad-hoc networks. Adibi,S,et.al.Consumer Communications and Networking Conference,2006.CCNC 2006.2006 3rd IEEE,Vol.2. 2006 * |
LSMR:A Label Switching Multipath Routing Protocol for AdHoc Networks. Rong Wei, et. al.Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking, and Parallel/Distributed Computing, 2007. SNPD 2007. Eighth ACIS International Conference on,Vol.2 . 2007 |
一种分级多跳自组织无线通信网络的研究. 张蓉茜等.江苏省通信学会2004年学术年会论文集. 2004 |
一种分级多跳自组织无线通信网络的研究. 张蓉茜等.江苏省通信学会2004年学术年会论文集. 2004 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011097889A1 (zh) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 北京播思软件技术有限公司 | 一种实现移动通信终端在ad-hoc网络中互联的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101110733A (zh) | 2008-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100576809C (zh) | 大规模动态异构混合无线自组织网络中的接入及路由计算方法 | |
CN101562861B (zh) | 无线传感器网络中基于跳数和能量的跨层双向路由方法 | |
Jain et al. | Geographical routing using partial information for wireless ad hoc networks | |
CN101184037B (zh) | 基于概率有效广播系数的洪泛方法 | |
CN100414927C (zh) | 基于跨层设计的自组网定向路由方法 | |
CN104283789B (zh) | 路由收敛方法和系统 | |
CN102421162B (zh) | 一种支持IPv6无线传感器网络的混合式路由 | |
CN101127714B (zh) | 一种无线网状网络中路由管理方法及设备 | |
CN101883048A (zh) | 多维网络的路由方法 | |
Xie et al. | Efficient data placement and retrieval services in edge computing | |
CN103491590B (zh) | 一种下一代无线传感器网络路由的实现方法 | |
CN103281247A (zh) | 一种数据中心网络的通用路由方法及系统 | |
CN102957589A (zh) | 业务数据传输的方法、网络节点及系统 | |
CN101383772B (zh) | 一种自动发现并建立mac路由信息表的方法及装置 | |
CN101102283A (zh) | 一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法及设备 | |
US20050157749A1 (en) | System and method for communication with an external network in an IPv6 MANET network | |
CN104717238B (zh) | 移动自组网中基于蚁群算法的分布式服务组合方法 | |
CN101867920B (zh) | 分级式无线传感器网络组网方法 | |
CN105119828A (zh) | 一种快速的无线网络路由实现方法 | |
CN102143561A (zh) | 无线自组织网络中基于位置的数据包转发方法 | |
Omar et al. | On-demand source routing with reduced packets protocol in mobile ad-hoc networks | |
CN102088407A (zh) | 一种一体化标识网络移动性管理系统、方法及路由方法 | |
CN104754649A (zh) | 一种数据传输方法与无线Mesh节点 | |
CN101409905A (zh) | 一种基于任播方式的移动多跳分组无线网络路由方法 | |
CN102573000B (zh) | 基于直接/间接矩阵的无线自组织网络保护路由生成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091230 Termination date: 20130821 |