CN102739528A

CN102739528A - 用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法

Info

Publication number: CN102739528A
Application number: CN2012102014245A
Authority: CN
Inventors: M·库特申鲁特; C·施温根施洛格尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2012-10-17
Also published as: WO2007113023A1; US20090274055A1; DE102006014911A1; CN101416454A; EP1999900A1

Abstract

本发明涉及一种用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法。公开了一种网络的路由方法，该方法对网络施加了较少的路由消息。在此采用路由呼叫来计算链路度量。从而可以放弃使用度量信标。

Description

用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法

本申请是申请人西门子公司于20008年9月28日提交的、发明名称为“用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法”的中国专利申请No.200780011801.6的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于确定网络中的路径以及该路径的质量值的方法，以及一种网络节点。

背景技术

网络可以在其网络节点之间传送消息。但在网络中不是该网络的所有网络节点都与所有其它网络节点直接连接。因此在大多数情况下从发送网络节点到接收网络节点的消息必须通过一个或多个中间节点传递，以便从发送网络节点到达接收网络节点。从发送网络节点通过中间节点到达接收网络节点的路径在此称为路径或路由。

为了从网络中大量理论上可能的路径中选择一条适用于传送消息的路径，采用路由方法以及路由度量(Routing-Metrik)。

路由方法首先确定至少一个、适当的是多个路径候选者，消息可以沿着这些路径候选者传送。

通过路由度量向这些路径候选者分别分配一个路径距离值，即所谓的路径度量。路径距离值是对路径候选者的质量的一种度量。路径距离值又可以例如从链路距离值中确定，该链路距离值又是对相应路径候选者的各个链路的质量的度量。作为链路在此是指网络的两个网络节点的直接连接。公知的路由方法例如是AODV(Ad-hoc on DemandDistance Vector，专用按需距离向量)。

在路径距离值中例如可以加入关于该路径的链路的有效成本和/或路径的链路数量。此外还可以附加或替换地加入沿着该路径候选者或者该路径候选者的链路的传输质量值，和/或该路径候选者或该路径候选者的链路的传输速度值。因此将具有最佳路径距离值的路径候选者选择为路径。消息现在可以沿着该路径传送。

用于确定路径距离值的方法称为路由度量。公知的路由度量是ETX(Expected Transmission Count，期望传输计数)。利用路由度量ETX选择这样的路径：在该路径中期望的传输次数最少。传输在此理解为首次传输以及重复传输(再传输)。首次传输是分组通过链路的传输。重复传输是在首次传输没有成功之后进行的。为了确定链路距离值，在ETX中采用数据分组到达率，该数据分组到达率由两个属于相应链路的网络节点确定。为了确定数据分组到达率，以规则的时间间隔发送度量消息，即所谓的信标。

路由方法和路由度量的公知组合存在网络负担额外的消息的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的、用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法以及一种网络节点，为了运行该方法需要更少的消息。

该技术问题就方法而言通过权利要求1的方法解决，就网络节点而言通过权利要求3的网络节点解决。其它权利要求涉及该方法以及网络节点的优选实施方式，还涉及基于本发明网络节点的网络。

在本发明用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法中，包括用于确定该路径的路由方法和用于确定质量值的路由度量，在路由方法的范围内从网络的至少一个网络节点以可确定的时间间隔发送路由测试消息，尤其是所谓的路由呼叫(Routing-Hello)。此外，为了确定路径的质量值而确定该路径的至少一个链路的至少一个数据分组到达率，并基于至少一个路由测试消息确定该数据分组到达率。

路由测试消息可以例如是所谓的AODV呼叫。该路由测试消息例如可以用于确定或了解相邻网络节点。

数据分组到达率主要说明分组以多大的概率到达其目标。数据分组到达率例如可以是在一段时间间隔内接收的路由测试消息数量与该时间间隔内实际发送的路由测试消息数量之比。

通过该方法不需要发送信标消息。这意味着可以减小用消息对网络施加的负担。

优选的，在确定路径时通过广播从至少一个第一网络节点发送至少一个路径确定消息，尤其是路径请求消息，而且该路径确定消息具有关于该路径目前确定的部分的信息以及关于来自该路径部分的前一网络节点的消息到达第一网络节点的数据分组到达率的信息。

网络节点实施为执行用于借助路由方法确定网络中的路径和借助路由度量确定该路径的质量值的方法，并具有用于接收路由方法的路由测试消息的发送/接收装置，以及处理装置。处理装置实施为，为了基于至少一个从另一个网络节点发送的路由测试消息来确定质量值，确定该网络节点和所述另一个网络节点之间的链路的至少一个数据分组到达率。

优选的，以可确定的时间间隔从该网络节点发送路由测试消息。该网络具有本发明的网络节点。

附图说明

下面借助附图所示的实施例详细解释本发明的其它细节和优点。

图1示出网络片段。

具体实施方式

图1示出示例性的网络片段，其由1到5个网络节点K1…5组成。此外，图1示出第一网络节点K1和第二网络节点K2之间的第一链路L1、第二网络节点K2和第三网络节点K3之间的第二链路L2，以及第三网络节点K3和第四网络节点K4之间的第三链路L3。这3个链路L1…3形成从第一网络节点K1到第四网络节点K4的路径。用箭头示出的链路L1…3表示为该路径采用的各种传输方向。这些传输方向对第一链路L1是从第一网络节点K1到第二网络节点K2，对第二链路L2是从第二网络节点K2到第三网络节点K3，对第三链路L3是从第三网络节点K3到第四网络节点K4。

在本发明的示例性实施方式中，采用路由协议AODV(Ad-hocOn-demand Distance Vector)作为基础。AODV规定：网络节点K1…5以规则的时间间隔，在此例如1秒发送所谓的呼叫消息。此外，AODV在确定路径候选者时采用RREQ(Route Request Packet，路径请求分组)消息和RREP(Route Replay Packet，路径响应分组)消息。

一方面，呼叫消息用于确定网络节点K1…5之间的相邻关系。此外，该网络的网络节点K1…5从该呼叫消息中获得数据分组到达率。如果第二网络节点K2例如接收到第一网络节点K110个呼叫消息中的9个，则第二网络节点将第一链路的数据分组到达率确定为9/10＝90％。在该示例中前面两个链路L1、L2的数据分组到达率分别是90％，而第三链路L3的数据分组到达率是70％。数据分组到达率在此涉及链路L1…3的相应的传输方向。该值在下面称为传输方向上的数据分组到达率。

因此即使对于链路L1…3之一的其它传输方向也确定相应的数据分组到达率。两个传输方向的数据分组到达率可以相互平衡。下面，将对第一链路L1为80％的值，对第二链路L2为90％的值，以及对第三链路L3为70％的值称为其它传输方向上的数据分组到达率。

在该示例中，第一网络节点K1特意将消息传送给第四网络节点K4。假定第一网络节点K1还不知道到第四网络节点K4的路径，因此必须确定该路径。为此发送RREQ消息，该消息通过第二和第三网络节点K2、K3到达第四网络节点K4。该第四网络节点K4又用RREP消息回答，该消息将返回给第一网络节点K1。

在本发明的该实施方式中，将3个链路L1…3的数据分组到达率和RREP消息一起发送给第一网络节点K1。该第一网络节点K1又可以从这样一起传送的数据分组到达率中确定该路径的路径度量，并且如果第一网络节点K1还确定了至第四网络节点K4的其它路径则选择合适的路径。

路径度量的确定例如可以通过以下公式之一进行：

(1)

R = \underset{Links}{Π} LM = \underset{Links}{Π} (D_{r} \times D_{f})

(2)

R = \underset{Links}{Π} {(D_{r})}^{2}

(3)

R = \underset{Links}{Σ} \frac{1}{D_{r}}

其中：

R路径度量

LM链路度量

D_r传输方向上的数据分组到达率

D_f其它传输方向上的数据分组到达率

Links链路数量

利用数字示例，根据第一公式(1)得出路径度量为R＝0.9×0.8×0.9×0.9×0.7×0.7＝0.29，根据第二公式(2)得出R＝0.9×0.9×0.9×0.9×0.7×0.7＝0.32。使用第三公式(3)得到R＝3.7。

如果为了确定路径度量使用第一或第二公式(1)、(2)，则具有最大路径度量的路径是最佳路径。如果使用第三公式(3)，则具有最小路径度量的路径是最佳路径。

本发明的第二实施方式是，链路度量已经用RREQ消息传递出去。在这种情况下第四网络节点K4可以通过要使用的路径借助用RREQ消息传送的链路度量来做出决定。

在此起作用的是RREQ消息与RREP消息相反地通过广播发送。这意味着，各发送网络节点K1…5不知道哪一些或哪一个其它网络节点K1…5将接收RREQ消息。这意味着由RREQ消息跨过的链路的链路度量只能由接收该RREQ消息的网络节点来给出。

按照现有技术，网络节点K1…5在信标消息中分别将它们的数据分组到达率传送给它们相邻的网络节点K1…5，从而每个网络节点K1…5不仅知道至其邻居的链路的传输方向上的数据分组到达率，也知道两个传输方向上的数据分组到达率。

但是，由于在本发明的方法中放弃了信标，因此网络节点K1…5只知道到该网络节点方向上的数据分组到达率。

由此在本发明的第二实施方式中，不能用第一公式(1)确定路径度量。只能使用第二和第三公式(2)和(3)，因为它们分别只能采用可获得的数据分组到达率。

Claims

1.一种用于确定网络中的路径和该路径的质量值的方法，包括用于确定该路径的路由方法和用于确定质量值的路由度量，其中

在所述路由方法的范围内从所述网络的至少一个网络节点以能确定的时间间隔发送路由测试消息；

为了确定该路径的质量值而确定该路径的至少一个链路的至少一个数据分组到达率；

基于所述路由测试消息中的至少一个路由测试消息确定所述数据分组到达率。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中在确定该路径时通过广播从至少一个第一网络节点发送至少一个路径确定消息；

该路径确定消息具有关于该路径的目前确定的部分的信息以及关于来自该路径的该部分的前一网络节点的消息到达该第一网络节点的数据分组到达率的信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述路由测试消息是所谓的路由呼叫。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个路径确定消息是路径请求消息。

5.一种网络节点，用于执行借助路由方法确定网络中的路径和借助路由度量确定该路径的质量值的方法，具有用于接收该路由方法的路由测试消息的发送/接收装置，以及处理装置，该处理装置为了基于至少一个从另一个网络节点发送的路由测试消息来确定质量值，确定该网络节点和所述另一个网络节点之间的链路的至少一个数据分组到达率。

6.根据权利要求5所述的网络节点，其中该处理装置被构造为使得在确定该路径时通过广播从至少一个第一网络节点发送至少一个路径确定消息，其中该路径确定消息具有关于该路径的目前确定的部分的信息以及关于来自该路径的该部分的前一网络节点的消息到达该第一网络节点的数据分组到达率的信息。

7.根据权利要求5所述的网络节点，其中所述路由测试消息是所谓的路由呼叫。

8.根据权利要求6所述的网络节点，其中所述至少一个路径确定消息是路径请求消息。

9.根据权利要求5所述的网络节点，其中以能确定的时间间隔发送路由测试消息。

10.一种网络，具有根据权利要求5至9之一所述的网络节点。