CN101437303A - Ad Hoc网络中数据包的一种路由转发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同类点Ad Hoc网络数据包的路由转发方法。本发明通过节点地理位置信息和本地存储路由表的结合使用，使得每个数据包在采用GPSR方式传输过程中建立或者更改下一跳转发节点时，将建立或者更改的信息保存在当前节点的路由表中，以便及时通知之后的相同目的的数据包，避免了所有数据包的“绕路”。特别是在网络场景较为复杂的情况下，如存在湖泊、建筑物等大面积不可达区域时，本发明可以有效地降低路由跳数和数据包的传输延时，更好地满足紧急数据的实时传输要求。

Description

Ad Hoc网络中数据包的一种路由转发方法
技术领域
本发明属于网络中路由转发方法，特别涉及Ad Hoc网络中数据包的一种路由转发方法。
背景技术
目前，Ad Hoc网络的数据包的转发方法主要可以分为两类，一类是基于拓扑的路由，不利用任何的地理位置信息；另外一类是基于地理位置信息的路由。
基于网络拓扑的路由协议又可以分为主动式协议、按需式协议和混合式协议。目前来看已经存在一些理论上相对成熟的基于拓扑的路由协议，如DSDV、DSR、ZRP等。但是，由于这类路由协议需要每个节点对整个网络的拓扑信息有全面的了解，因此可扩展性比较差。
基于地理位置信息的路由协议是目前公认的可以有效提高可扩展性的一类路由协议，以GPSR为代表。GPSR协议中，假设每个节点都可以知道自己、邻居以及数据包目的节点的准确位置信息，并且在转发数据包时选择距离目的节点最近的邻居节点作为下一跳节点，在“局部优化点”采用右手定则进行转发。GPSR中节点不保存任何的路由信息，每个数据包根据实时的位置信息独立地进行转发，这种方式可以减少节点的存储负载，也能够较好地保证数据包的传递率，但是可能会造成路由跳数较大，传递延时较高等负面影响。按照GPSR的路由转发策略，当需要进行边界转发的时候，每个数据包必然都会采用右手定则来进行一次完整的搜索过程，而实际上这是完全没有必要的，当第一个数据包采用右手定则边界转发数据包发现路径有冗余时，应该及时地留下信息来通知之后的所有同一目的的数据包来避免绕路。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种Ad Hoc网络中数据包路由转发方法，在同类点的Ad Hoc网络中，既使用地理位置信息，同时也在每个节点中建立分布式的路由表，从而减少路由跳数，降低数据包的传递延时。特别是在网络环境比较复杂的情况下，如存在大面积的不可达区域等，能够更好地满足数据传输的实时性要求。
本发明的技术方案是这样实现的：
假设Ad Hoc网络中每个节点都可以通过GPS等定位系统获得自身的位置信息，并且通过适当的位置服务协议(Location Service)可以得到邻居节点以及其他任何节点的位置信息。
每个节点保存两个表，一个是邻居列表(Neighbor List)，保存自身的邻居信息，即邻居节点ID和其地理位置。另外一个是路由表(Routing List)，该表包含目的节点、下一跳节点、数据包ID，其目的节点和下一跳节点是该条路由的目的和下一跳选择，数据包ID是建立该表项的数据包的ID。路由表与邻居列表同时进行周期性维护，及时删除过期的条目，保证路由表中每一条的下一跳节点都是本节点的邻居节点。
本发明的Ad Hoc网络中数据包的转发方法包括以下步骤：
Step1 当节点接收到一个数据包之后，首先检查自己是否是目的节点，如果是则转3，如果不是则转2。
step2 搜索本地路由表，看是否有到目的的下一跳路由，如果有并且该条目存储的包ID不是当前数据包的ID则直接按照该路由转发；如果虽然有该条目但是所保存数据包的ID与当前数据包的ID相同，则以GPSR方式重新选择下一跳并将该下一跳以及当前数据包ID填入路由表；如果没有路由项则按照GPSR方式选择下一跳，并将该下一跳以及当前数据包ID填入路由表。
Step3 进入等待状态，等待接收下一个数据包。
本发明通过在地理位置路由协议中加入分布式的路由表，减少了数据包的路由跳数，降低了传输延时。特别是在网络场景中有大面积不可达区域的复杂情况下，数据包传输时采用边界转发的概率将明显提高，本发明的转发方法将能起到更加突出的作用。通过OPNET10.0平台下的仿真实验也验证了本发明的有效性。
附图说明
图1是本发明数据包转发示意图；
图2是本发明转发方法执行流程图；
图3是本发明应用的一个复杂场景示意图；
下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施方式
参照图1所示，本发明转发方法相对于GPSR的优势所在。如果完全按照GPSR的数据包转发方法，那么每个数据包必然需要经过1-8共8跳的路径，然而这是完全没有必要的，第一个数据包在经过1-4发现这是冗余路径时。会在节点N处留下相应信息指导之后的数据包传输方向，避免之后相同目的节点的数据包绕路，也就是说，之后的数据包只需要经过5-8共4跳的路由，而避免了1-4的冗余路径。
假设Ad Hoc网络中每个节点都可以通过GPS等定位系统获得自身的位置信息，并且通过适当的位置服务协议(Location Service)可以得到邻居节点以及其他任何节点的位置信息。
每个节点保存两个表，一个是邻居列表(Neighbor List)，保存自身的邻居信息，即邻居节点ID和其地理位置。另外一个是路由表(Routing List)，该表包含目的节点、下一跳节点、数据包ID，其目的节点和下一跳节点是该条路由的目的和下一跳选择，数据包ID是建立该表项的数据包的ID。路由表与邻居列表同时进行周期性维护，及时删除过期的条目，保证路由表中每一条的下一跳节点都是本节点的邻居节点。
每个节点周期性地向周围广播HELLO包，并刷新本节点的邻居表，同时刷新路由表，保证路由表中下一跳节点构成的集合是邻居列表集合的一个子集。
参照图2所示，本发明的转发方法是由以下几个步骤构成的：
Step1 当节点接收到一个数据包之后，首先检查自己是否是目的节点，如果是则转3，如果不是则转2。
step2 搜索本地路由表，看是否有到目的的下一跳路由，如果有并且该条目存储的包ID不是当前数据包的ID则直接按照该路由转发；如果虽然有该条目但是所保存数据包的ID与当前数据包的ID相同，则以GPSR方式重新选择下一跳并将该下一跳以及当前数据包ID填入路由表；如果没有路由项则按照GPSR方式选择下一跳，并将该下一跳以及当前数据包ID填入路由表。
step3 进入等待状态，等待接收下一个数据包。
参照图3所示，图中“节点不可达区域”是指网络区域中由于建筑物、湖泊等障碍物导致节点无法到达的区域，源节点Source是一个发送数据包的节点，目的节点Destination是Source发送数据包的目的节点。在这个网络场景下，本发明的转发方法的优势得到了明显的发挥，路由跳数和数据传输延时大大降低。

Claims (2)

1、同类点Ad Hoc网络中数据包的一种路由转发方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1当网络中的一个节点接收到一个数据包之后，将该数据包作为当前数据包，首先检查本节点是否是目的节点，如果是则转3，如果不是则转2；
step2搜索本地路由表，检查是否有到目的节点的下一跳路由，如果有并且该条目存储的包ID不是当前数据包的ID，则直接按照该路由转发；如果虽然有该条目但是所保存数据包的ID与当前数据包的ID相同，则以GPSR方式重新选择下一跳并将该下一跳以及当前数据包ID填入路由表；如果没有路由项则按照GPSR方式选择下一跳，并将该下一跳以及当前数据包ID填入路由表；
step3进入等待状态，等待接收下一个数据包。
2、根据权利要求1所述的同类点Ad Hoc网络中数据包的一种路由转发方法，其特征在于，所述的路由表包含目的节点、下一跳节点、数据包ID，其目的节点和下一跳节点是该条路由的目的和下一跳选择，数据包ID是建立该条目的数据包的ID，路由表按照周期进行维护，保证该表中每一条的下一跳节点项都是本节点的邻居节点。
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