CN102695212B - 一种自组网网关负载均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自组网网关负载均衡方法，应用在以各网关为根建立的树形自组网中，其特征在于，所述方法包括：第一节点接收候选网关的当前负载信息；其中，所述候选网关包括所述第一节点的当前网关和所述邻近树的网关；所述第一节点根据所述候选网关的最大支持负载信息、所述当前负载信息和需要经由自身转发的负载信息，选择有效网关；所述第一节点将所述需要经由自身转发的负载信息转发至所述有效网关。本发明中，通过第一节点依据候选网关的负载信息选择有效网关的方式，提高了自组网的灵活性、自适应性，实现了自组网网关的负载动态平衡。

Description

一种自组网网关负载均衡方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种自组网网关负载均衡方法。

背景技术

在现有生活中，基于环境的制约，在很多时候无法采用有线的网络通信方式。比如，安装在矿山下的网络。由于矿山生产条件恶劣，开采技术水平落后，导致矿山事故如冒顶事故等频发。如果在矿山下采用有线连接方式的通信网络，在发生事故时，很容易造成网络的瘫痪。而且矿下道路错综复杂，采用有线方式势必导致连接线错综复杂，不易维护。因此，现有技术中在矿山下采用基于无线的自组网网络，然后通过该自组网网络中的网关与地面上的有线网络进行通信。由于自组网网络的多跳汇聚效应，越接近网关的无线链路的带宽需求越大。为此，经常通过设置多网关的方式解决带宽需求问题。在多网关的方式下，如何发挥网关的最大效益是需要解决的重要问题。现有方式都是通过集中规划，将网络中的各节点事先人为划分属于不同网关来解决该问题。但这种方式降低了自组网的灵活性和自适应性，比如有时候某一网关接收的报文量多，超过了其最大负载，而另一网关处在空闲状态，由于事先的人为划分，无法将报文转到空闲网关上，因此，无法实现网关的最大效益。

而且，现有技术中，节点都是以网关为目的地址进行报文的转发，无法实现网关内个各射频的负载均衡。

因此，如何提高自组网的灵活性和自适应性，进一步发挥网关效益是目前急需解决的问题。进一步的，如何实现网关内的负载均衡也是急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种自组网网关负载均衡方法，应用在以各网关为根建立的树形自组网中，所述方法包括：

一种自组网网关负载均衡方法，应用在以各网关为根建立的树形自组网中，所述方法包括：

第一节点接收候选网关的当前负载信息；所述候选网关包括所述第一节点的当前网关和所述第一节点的单跳邻近树的网关；所述单跳邻近树是指所述第一节点通过单跳就能够加入的邻近树；

所述第一节点根据所述候选网关的最大支持负载信息、所述当前负载信息和需要经由自身转发的报文的负载信息，选择有效网关；

所述第一节点将所述报文转发至所述有效网关。

优选的，所述方法还包括：

若所述有效网关与所述当前网关不同，则所述第一节点发送网关更新消息至邻居节点；

以所述第一节点为至当前网关链路的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息重新选择网关；

其中，所述网关更新消息包括更新后的所述当前网关的负载信息和所述有效网关的负载信息。

优选的，所述以所述第一节点为至当前网关链路的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息重新选择网关包括：

所述以所述第一节点为至当前网关链路的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息更新候选网关的信息，并根据所述更新后的所述当前网关的负载信息、所述有效网关的负载信息和需要经由自身转发的报文的负载信息，选择有效网关。

优选的，所述候选网关的当前负载信息由所述候选网关周期性发送的网关通告消息携带。

优选的，所述方法还包括：

第二节点建立至一网关的射频的路由；

当所述路由为至所述网关不同射频的路由时，所述第二节点在转发至所述网关的报文时，根据所述不同射频的负载信息选择目的射频，并以至所述目的射频的路由转发所述报文。

优选的，所述第二节点建立至一网关射频的路由包括：

第二节点发送以所述网关为目的网关的路由请求消息；

后续接收到所述路由请求消息的非网关节点建立至所述第二节点的反向路由，并将所述路由请求消息进行转发；

所述网关以接收所述路由请求消息的射频为源射频，建立至所述第二节点的反向路由；

所述源射频在所述反向路由上发送路由响应消息；所述路由响应消息包括所述源射频的射频标识和所述源射频的负载信息；

后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述源射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述反向路由转发；

所述第二节点接收所述路由响应消息并根据所述路由响应消息建立至所述源射频的正向路由。

优选的，当所述网关的第一射频接收到至少两次所述路由请求消息时，所述网关以接收所述路由请求消息的射频为源射频，建立至所述第二节点的反向路由包括：

所述网关根据链路信号质量和/或链路带宽和/或链路代价信息以所述第一射频为源射频，建立至所述第二节点的最优反向路由；所述源射频在各自的所述反向路由上发送路由响应消息包括：

所述第一射频在所述最优反向路由上发送路由响应消息；

所述后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述源射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述反向路由转发包括：

所述后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述第一射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述最优反向路由转发。

优选的，所述第二节点建立至一网关射频的路由包括：

所述网关在其每一射频上广播网关通告消息；所述网关通告消息包含所述网关的标识、所述射频的标识和所述射频的负载信息；

后续接收到来自所述至少一个射频的网关通告消息的非第二节点建立至所述至少一个射频的路由，并转发所述网关通告消息；

所述第二节点接收所述网关通告消息并根据所述网关通告消息建立至所述至少一个射频的路由。

优选的，所述方法还包括：当所述第二节点接收到至少两次来自同一射频在不同路由上发送的同一所述网关通告消息时，根据所述不同路由的路由信息选择最优路由并将通过所述最优路由发送的所述网关通告消息转发。

优选的，所述第二节点在转发至所述网关的报文时，根据所述不同射频的负载信息选择目的射频包括：

所述第二节点根据所述不同射频的负载信息，以及所述不同射频的路由信息，计算出所述不同射频的负载权重，根据所述负载权重选择目的射频。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过建立以网关为根的树，使第一节点能够根据网络现状如网关的最大支持负载、网关的当前负载和自身需要转发的负载自动从候选网关中选择有效网关进行报文的转发，相对现有技术中事先划分所属网关，在网络结构发生变化时，节点无法自动调整所属网关的方式，本发明提高了网络的灵活性、自适应性，实现了网关间的负载均衡。

进一步的，本发明通过建立第二节点至一网关可达射频的不同路由，并根据各射频的负载信息选择相应路由的方式，解决了现有技术中只能以网关为目的地址，不关注网关内各射频的问题，实现了网关内的负载均衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明自组网中各节点示意图；

图2是本发明实施例1方法流程图；

图3A是本发明实施例1中各节点当前需要转发的负载示意图；

图3B是本发明实施例1中当节点3选择网关2时各节点需要转发的负载示意图；

图4是本发明实施例3中邻居节点接收网关更新消息的流程图；

图5是本发明实施例2方法流程图；

图6是本发明实施例4方法流程图；

图7是本发明实施例4中第二节点示意图；

图8是本发明实施例4中第二节点至同一射频不同路由示意图；

图9为本发明一网关一射频上接收到路由请求消息时的处理流程图；

图10为本发明第二节点接收到路由响应消息后建立正向路由流程图；

图11为本发明第二节点根据接收的网关通告消息建立路由的流程图。

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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先需要说明的是，本发明的方法应用在以各网关为根建立的树形自组网中。在该网络中，报文的转发只在同一树中进行，一个节点在进行报文转发时只属于一个树。如图1所示，包括分别以网关1为根的树1和以网关2为根的树2。其中节点1、节点2、节点3和节点6属于树1，节点4和节点5属于树2。树1和树2之间不能进行报文的转发。其中，节点3的射频2还可以与节点4的射频2进行无线通信。因此，节点3可以通过转发报文至节点4而加入树2，即节点3可以选择网关1或2为目的网关转发报文。而对于其它的节点如节点2因为无法与其他树中的节点直接通信，因此，只能在树1中转发报文。需要注意的是，节点的状态并非是固定不变的，比如当节点3加入树2后，节点2因为可以与节点3通信，因此，节点2此时也可以通过节点3单跳至树2。

在本发明中，我们称可以通过单跳加入其他树的节点为单跳至邻近树的节点，该邻近树被称为该节点的单跳邻近树。以上述图1为例，节点3即为单跳至邻近树的节点，树2即为节点3的单跳邻近树。基于以上论述可知，在本发明的网络中，只有单跳至邻近树的节点才有可能进行网关的选择。

其中本领域的技术人员可以理解，树形的网络是相对环形网络而言的，在环形网络中，因为循环的结构，会导致广播大量复制，传播数据帧，并占用大量网络带宽，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，即产生所谓的广播风暴。因此，采用树形网络，可以避免广播风暴的产生。

本发明实施例1提供了一种自组网网关负载均衡方法，参见图2，该方法包括

S11、第一节点接收候选网关的当前负载信息。所述候选网关包括所述第一节点的当前网关和所述第一节点的单跳邻近树的网关。其中所述单跳邻近树是指所述第一节点通过单跳就能够加入的邻近树。可见，第一节点是指单跳至邻近树的节点。

以图1为例，节点3的当前网关就是网关1，其单跳邻近树的网关就是网关2。

具体的，在本发明中，第一节点可以通过接收候选网关自动发送的携带自身负载信息的网关通告消息获取获选网关的负载信息。在本发明的优选实施例中，网关可周期性的发送网关通告消息。

当然，第一节点也可以在有报文转发需求时，发送负载请求消息至候选网关。比如，节点3在需要转发报文时，发送网关负载请求消息至节点2和节点4，通过节点1和节点5分别将该请求消息发送至网关1和网关2，然后网关1和网关2根据请求将自身的负载信息发送至节点3。

S12、所述第一节点根据所述候选网关的最大支持负载信息、所述当前负载信息和需要经由第一节点自身转发的报文的负载的信息，选择有效网关。

在本发明中，各网关的当前负载信息由各网关维护更新，所述维护更新可以实时进行，也可以周期性的进行。各节点需要转发的报文的负载信息的维护更新由各节点自行统计更新。

候选网关的最大支持负载信息一般是固定不变的，因此，可以预先在各节点保存该信息或通过网关通告消息发送至各节点后由各节点保存。

第一节点是以网关负载平衡为原则进行网关选择的。具体的可以通过判断是否有网关超出最大支持负载，各网关间的负载差别是否过大等进行网关的选择。

仍以图1所示的网络为例，假设网关1和网关2的最大支持负载均为10M，当前各节点需要转发的负载如图3A所示。其中网关1处的当前负载为9M，网关2处的当前负载为5M。若此时节点3的负载增加2M，那么在节点3处就会判断出如果继续以网关1进行负载转发，那么网关1处的负载就是11M，超出了网关1的最大支持负载。如果更换为网关2进行负载转发，网关2的负载为7M，没有超出最大支持负载。因此，节点3会选择网关2为有效网关。此时，各节点转发的负载信息如图3B所示。

S13、所述第一节点将需要经由自身转发的报文转发至所述有效网关。

具体的，为对各网关进行区分，各候选网关发送至第一节点的网关通告消息中同时包含各候选网关的标识。第一节点通过将选定的有效网关的标识加入信息转发的目的地址中以实现利用选定的网关进行报文的转发。

第一节点更改网关后，会对以该第一节点为至网关的下一跳节点的邻居节点造成影响。因此，在本发明的实施例3中，所述方法还包括：

若所述有效网关与所述当前网关不同，则所述第一节点发送网关更新消息至邻居节点；

以该第一节点为至网关的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息重新确定网关；其中所述网关更新消息包括更新后的即第一节点更改网关后所述当前网关的负载信息和所述有效网关的负载信息。

如图4所示，当邻居节点接收到第一节点的网关更新消息时，需要判断自身的当前有效网关是否为网关更新消息中的当前网关即第一节点的旧网关，并判断第一节点是否为自身至该当前网关的下一跳节点。若否，说明该邻居节点已经更新了网关或第一节点更改网关对该邻居节点不造成影响，无需确定新的网关。此时，结束流程。比如该邻居节点为第一节点至当前网关的下一跳节点时，结束流程。若是，就需要更改候选网关。如从原候选网关中删除自身的当前有效网关，并增加新的网关如该第一节点的有效网关。当然如果还可以通过其他节点连接至当前网关，那么可以重新添加该当前网关至候选网关。这样该节点就可以从有效网关和当前网关中选择更优的有效网关，进行更新，并发送网关更新消息。

具体的，当该邻居节点只能通过第一节点连接至网关时，该邻居节点可直接更新其网关为第一节点的有效网关。若该邻居节点可连接至当前网关，那么可直接更新其网关为第一节点的有效网关，也可根据网关更新消息中的网关负载信息进行网关的选择。

比如当图1中的节点3由网关1更换到网关2时，若节点6只能通过节点3连接到网关，那么可将节点6的网关更新为网关2。若节点6还可以通过节点2连接至网关1，那么节点6可以依照与节点3类似的方式选择网关。

当该邻居节点选择的网关不同于当前网关时，该节点相当于通过单跳加入了邻近树，因此该邻居节点实际上也是一单跳至邻近树的节点。

图5为本发明中实施例2中，第一节点根据网关通告消息选择有效网关并转发网关更新消息的具体流程，包括：

S21、获取网关通告消息中的候选网关标识和网候选关的当前负载信息。转到S22。

S22、判断是否已选择有效网关，若是，转到S23。若否，转到S25。

S23、判断至该有效网关的路由以及负载是否优于原有效网关。若是，转到S24。若否，转到S26。

S24、构建网关更新消息并广播该消息。转到S25。

S25、根据候选网关的最大支持负载、当前负载和第一节点自身需要转发的报文的负载信息选择有效网关并更新。转到S26。

S26、接收到的网关通告消息来自有效网关，则转发网关更新消息。之后结束本流程。

本发明通过上述方式，选定了目的网关，实现了自组网网关间的负载平衡。在实际的自组网中，每个网关可能有多个射频，因此，节点可以对射频进行选择，以实现网关内的负载平衡。参见图6，在本发明实施例4中，所述方法还包括：

S14、第二节点建立至一网关射频的路由。

现有技术中，第二节点是通过直接建立至目的网关的路由进行报文转发的。在本发明中，为实现网关内的负载均衡，即对目的网关的射频进行选择，需要先建立第二节点至目的网关的射频的路由。当然，第二节点并非能与所有目的网关的射频建立路由，在本发明中，我们称能与第二节点建立路由的射频为可达射频。

S15、当所述路由为至所述网关不同射频的路由时，所述第二节点在转发至所述目的网关的报文时，根据不同可达射频的负载信息选择目的射频，并以至选择的目的射频的路由转发所述报文。

具体的，可根据可达射频的可用负载比或比较各射频的负载信息，选取负载较小的射频作为目的射频。

在本发明的优选实施例中，第二节点还可以在同时考虑路由信息选择目的射频，即所述第二节点在转发至所述网关的报文时，根据所述不同射频的负载信息选择目的射频包括：

所述第二节点根据所述不同射频的负载信息，以及所述不同射频的路由信息，计算出所述不同射频的负载权重，根据所述负载权重选择目的射频。

尤其是，当有至少两个可达射频的负载信息相同时，第二节点根据上述方式会确定至少两个目的射频。在本发明中，可设置第二节点以其中任一个目的射频的路由转发报文。在本发明的优选实施例中，第二节点可以根据该至少两个目的射频的负载信息，以及其所在的路由信息，计算出所述目的射频的负载权重，根据所述负载权重选择最终的目的射频并在其路由上转发所述报文。

路由信息包括路由信号质量和/或路由带宽和/或路由代价信息。

在本发明中各射频的负载信息由所述网关维护更新。

在本发明中，建立第二节点至自身目的网关可达射频的路由可以通过主动路由的方式，具体包括：

第二节点发送目的地址为所述目的网关的路由请求消息。

后续接收到所述路由请求消息的非网关节点建立至所述第一节点的反向路由，并通过节点间的转发最终将所述路由请求消息发送至所述网关的可达射频。

所述网关以接收所述路由请求消息的可达射频为源射频建立至所述第二节点的反向路由。所述源射频在各自的所述反向路由上发送路由响应消息；所述路由响应消息包括所述源射频的射频标识和所述源射频的负载信息。

后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述源射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述反向路由转发。

所述第二节点根据接收的上述所述路由响应消息并根据所述路由响应消息建立至所述源射频的正向路由。

具体的，当所述网关的第一射频接收到至少两次同一所述路由请求消息时，所述网关以接收所述路由请求消息的射频为源射频，建立至所述第二节点的反向路由包括：所述网关根据链路信号质量和/或链路带宽和/或链路代价信息以所述第一射频为源射频，建立至所述第二节点的最优反向路由。

因为在实际应用中，鉴于经过的链路长度、链路信号质量或链路带宽等原因，不同链路上的同一路由请求消息到达同一射频的时间可能会不同。在本发明的优选实施例中，可设置等待请求消息时间。当网关某射频接收到网关通告消息时，判断是否已建立了该射频至第一节点的反向路由。若否，则网关根据该射频在该等待请求消息时间内获取的路由请求消息建立该射频的最优反向路由。若是，则该射频将该等待请求消息时间内接收到同一路由响应消息建立反向路由，并判断根据该消息建立的反向路由是否优于之前的，若是，则按该更优的进行更新。

所述源射频在各自的所述反向路由上发送路由响应消息包括：所述第一射频在所述最优反向路由上发送路由响应消息。

所述后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述源射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述反向路由转发包括：所述后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述第一射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述最优反向路由转发。

通过上述过程，保证了第二节点到网关内某一射频的路由的唯一性。

仍以图8为例，节点4发送的路由请求消息被首先发送至节点1、节点3和节点6。节点1、节点3和节点6建立至节点4的反向路由，并将路由请求消息继续转发至网关1的射频1和射频2。

网关1建立射频2至节点4的反向路由。在建立射频1至节点4的反向路由时，因为存在两条路径，因此，网关1可根据链路信号质量和/或链路带宽和/或链路代价信息建立射频1至第二节点4的最优反向路由。

假设，网关1射频1同时或在等待请求时间内接收到节点和节点6发送的路由请求消息。那么网关就会根据发送该消息的链路信号质量和/或链路带宽和/或链路代价信息建立该射频至节点4的最优反向路由。

假设，网关1的射频1在等待请求时间内只接收到了节点4通过节点1发送的路由请求消息节点路由请求消息。那么会根据该路由请求消息建立通过节点1至节点4的反向路由。在下一个等待请求时间内，网关1的射频1接收到了节点4通过节点6发送的上述路由请求消息。若据此建立的通过节点6至节点4的反向路由优于通过节点1至节点4的反向路由，则将原反向路由更新为更优的反向路由。

当网关1的射频1和射频2建立了至节点4的最优反向路由后，会沿建立的最优反向路由发送路由响应消息至节点4。在该路由响应消息中包括所述网关1射频1和射频2的标识和以及射频的负载信息。所述第二节点根据所述路由响应消息建立至所述射频的正向路由。

仍以上述各节点为例，节点4会根据接收的路由响应消息建立至网关1射频1和网关1射频2的正向路由。

具体的当一个网关从一个射频上接收到路由请求消息时，其建立反向路由和发送路由响应消息的流程如图9所示：

S30、在一射频上接收路由请求消息。转到S31。

S31、判断在该射频上是否已经接收过同一路由请求消息。若是，转向S32、若否，转向S33。

S32、选择最优的至源节点即第二节点的反向路由进行更新，并转向S34。

S33、建立至第二节点的最优反向路由，并转向S34。

S34、判断等待请求消息搜索是否超时。若否，则返回S30。若是，转向S35。

S35、判断至第二节点的反向路由是否全部处理结束。若是，则结束本流程。若否，则转向S36。

S36、取下一个至第二节点的反向路由，转向S37。

S37、构造路由响应消息，根据建立的反向路由确定发送路由响应消息的射频，并在路由响应消息中增加该射频的标识以及负载信息，然后发送。之后返回S35。

第二节点接收到路由响应消息后建立正向路由的一种具体过程可参见图10，包括：

S41、获取路由响应消息的网关以及网关射频标识。

S42、判断是否已经存在至该网关的该射频的路由。若是，转到S43，若否，转到S44。

S43、选择最优的至该网关的该射频的路由进行更新。转到S48。

S44、判断是否存在至该网关的路由。若是，转到S45，若否，转到S46。

S45、判断发送该路由响应消息的节点与现有的至该网关的路由的下一跳节点是否相同。若是，转到S47，若否，转到S46。

S46、建立至网关的路由，并将该网关射频加入至该路由的目的射频。转到S48。

S47、将该网关射频加入至该路由的目的射频。转到S48。

S48、根据之前建立的至第二节点的反向路由，转发该路由响应消息。

在本发明的实施例中，还可通过被动方式建立所述第二节点至所述网关的不同射频的多条路由，具体包括：

网关在其每一射频上广播网关通告消息；所述网关通告消息包含所述网关的标识、所述射频的标识和所述射频的负载信息。

后续接收到来自至少所述不同射频的网关通告消息的非第二节点建立至所述不同射频的路由，转发所述网关通告消息直至将所述消息转发至第二节点。

所述第二节点接收所述网关通告消息，根据所述网关通告消息建立至所述不同射频的路由，并转发所述网关通告消息。

其中，当所述第二节点接收到至少两次来自同一射频的所述同一网关通告消息时，根据该同一网关通告消息对应的不同路由的路由信息如路由信号质量、路由带宽等信息选择最优路由，并将通过所述最优路由发送的所述网关通告消息转发。

同路由请求消息一样，同一网关通告消息到达第二节点的时间可能并不相同。在优选实施例中，第二节点建立最优路由的过程具体为：

当第二节点尚未建立至某一射频的路由时，根据同时或一定时间内接收的该同一网关通告消息对应的不同路由的路由信息如路由信号质量、路由带宽等信息选择最优路由。

当第二节点已经建立至某一射频的路由时，判断后续接收到的同一网关通告消息对应的路由的路由信息如路由信号质量、路由带宽等信息是否优于已经建立的路由，若是，则根据后续接收的网关通告消息建立最优路由并更新原路由。

通过上述过程，保证了第二节点到网关内某一射频的路由的唯一性。

参见图11，为本发明中第二节点根据从不同射频上接收到的网关通告消息建立至所述不同射频的路由的具体流程：

S51、获取网关通告消息中的网关以及网关射频标识。

S52、判断是否已经存在至该网关的该射频的路由。若是，转到S53，若否，转到S54。

S53、选择最优的至该网关的该射频的路由进行更新。转到S58。

S54、判断是否存在至该网关的路由。若是，转到S55，若否，转到S56。

S55、判断发送该路由响应消息的节点与现有的至该网关的路由的下一跳节点是否相同。若是，转到S57，若否，转到S56。

S56、建立至网关的路由，并将该网关射频加入至该路由的目的射频。转到S58。

S57、将该网关射频加入至该路由的目的射频。转到S58。

S58、判断此次来自网关射频的网关通告消息是否已经转发，若是，则结束本流程。如否，则转到S59。

S59、转发该网关通告消息。结束本流程。

比如图8中，网关1在网关1射频1和网关1射频2上广播网关通告消息，其中，在射频1上的网关通告消息包括射频1的标识和负载信息，在射频2上的网关通告消息包括射频2的标识和负载信息。第二节点4从射频链路网关1射频1-节点1-节点4、网关1射频1-节点6-节点4和网关1射频2-节点3-节点4上接收到的网关1射频1和网关1射频2的网关通告消息，并据此建立至网关1射频1的2条路由，建立至网关2射频2的1条路由，转发接收到的网关通告消息至节点5。需要注意的是，节点4从节点1和节点6接收到网关1射频1的两次网关通告消息，在本发明的优选实施例中，节点4先确定最优路由，然后将通过该最优路由上发送的网关通告消息转发至节点5。

综上所述，本发明通过建立以网关为根的树，使第一节点即单跳至邻近树的节点能够根据网络现状如网关的最大支持负载、网关的当前负载和自身需要转发的报文的负载信息自动从候选网关中选择有效网关进行报文的转发，相对现有技术中事先划分所属网关的方式，本发明提高了网络的灵活性、自适应性，实现了网关间的负载均衡。

进一步的，本发明通过建立第二节点至一网关可达射频的不同路由，并根据可达射频的负载信息选择相应路由的方式，实现了网关内的负载均衡。

以上对本发明所提供的一种自组网网关负载均衡方法进行了介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自组网网关负载均衡方法，应用在以各网关为根建立的树形自组网中，其特征在于，所述方法包括：

第一节点接收候选网关的当前负载信息；所述候选网关包括所述第一节点的当前网关和所述第一节点的单跳邻近树的网关；所述单跳邻近树是指所述第一节点通过单跳就能够加入的邻近树；

所述第一节点根据所述候选网关的最大支持负载信息、所述当前负载信息和需要经由自身转发的报文的负载信息，选择有效网关；

所述第一节点将所述报文转发至所述有效网关。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述有效网关与所述当前网关不同，则所述第一节点发送网关更新消息至邻居节点；

以所述第一节点为至当前网关链路的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息重新选择网关；

其中，所述网关更新消息包括更新后的所述当前网关的负载信息和所述有效网关的负载信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以所述第一节点为至当前网关链路的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息重新选择网关包括：

所述以所述第一节点为至当前网关链路的下一跳节点的邻居节点根据所述网关更新消息更新候选网关的信息，并根据所述更新后的所述当前网关的负载信息、所述有效网关的负载信息和需要经由自身转发的报文的负载信息，选择有效网关。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述候选网关的当前负载信息由所述候选网关周期性发送的网关通告消息携带。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

第二节点建立至一网关的射频的路由；

当所述路由为至所述网关不同射频的路由时，所述第二节点在转发至所述网关的报文时，根据所述不同射频的负载信息选择目的射频，并以至所述目的射频的路由转发所述报文。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二节点建立至一网关射频的路由包括：

第二节点发送以所述网关为目的网关的路由请求消息；

后续接收到所述路由请求消息的非网关节点建立至所述第二节点的反向路由，并将所述路由请求消息进行转发；

所述网关以接收所述路由请求消息的射频为源射频，建立至所述第二节点的反向路由；

所述源射频在所述反向路由上发送路由响应消息；所述路由响应消息包括所述源射频的射频标识和所述源射频的负载信息；

后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述源射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述反向路由转发；

所述第二节点接收所述路由响应消息并根据所述路由响应消息建立至所述源射频的正向路由。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述网关的第一射频接收到至少两次所述路由请求消息时，所述网关以接收所述路由请求消息的射频为源射频，建立至所述第二节点的反向路由包括：

所述网关根据链路信号质量和/或链路带宽和/或链路代价信息以所述第一射频为源射频，建立至所述第二节点的最优反向路由；

所述源射频在各自的所述反向路由上发送路由响应消息包括：

所述第一射频在所述最优反向路由上发送路由响应消息；

所述后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述源射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述反向路由转发包括：

所述后续接收到所述路由响应消息的非第二节点建立至所述第一射频的正向路由，并将所述路由响应消息根据所述最优反向路由转发。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二节点建立至一网关射频的路由包括：

所述网关在其每一射频上广播网关通告消息；所述网关通告消息包含所述网关的标识、所述射频的标识和所述射频的负载信息；

后续接收到来自所述至少一个射频的网关通告消息的非第二节点建立至所述至少一个射频的路由，并转发所述网关通告消息；

所述第二节点接收所述网关通告消息并根据所述网关通告消息建立至所述至少一个射频的路由。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第二节点接收到至少两次来自同一射频在不同路由上发送的同一所述网关通告消息时，根据所述不同路由的路由信息选择最优路由并将通过所述最优路由发送的所述网关通告消息转发。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二节点在转发至所述网关的报文时，根据所述不同射频的负载信息选择目的射频包括：

所述第二节点根据所述不同射频的负载信息，以及所述不同射频的路由信息，计算出所述不同射频的负载权重，根据所述负载权重选择目的射频。