CN104935514B - 一种路径分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种路径分配方法和装置，以解决传输速率低、传输延时过长的问题。其中一种路径分配方法包括：源节点进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数；源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则；当需要发送数据时，源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径。本发明可以缩短传输延时，提高传输速率。

Description

一种路径分配方法和装置

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别是涉及一种路径分配方法和装置。

背景技术

在需要发送数据时，需要进行路径分配，选择合适的路径发送数据。目前通常选择一条最优路径来发送数据，但是这种路径分配方法除了最优路径，其他路径闲置，使得带宽不能得到有效利用，路径传输速率低、传输延时过长；并且只选择一条最优路径，一旦该路径发生断路，将导致传输失败，传输风险较大，可靠性不高，还会造成拥塞和突发流量。

发明内容

本发明提供了一种路径分配方法和装置，以解决传输速率低、传输延时过长的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种路径分配方法，包括：

源节点进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数；

源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则；

当需要发送数据时，源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径。

可选地，所述源节点进行路径探测生成路由表包括：

源节点依据探测周期向被探测节点发送探测报文；

源节点接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成；

若在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文，则将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文 的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选路径的转发跳数。

可选地，所述源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则，包括：

源节点按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；

将最小的路径延迟作为延迟基数；

将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值；

依次判断排序后的可选路径是否达到所述延迟阈值；

若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径作为有效路径；和/或，

源节点按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；

将最小的转发跳数作为转发基数；

将所述转发基数的倍数设定为转发阈值；

依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值；

若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。

可选地，所述路由表还包括：节点记录个数；

所述源节点依据所述路径延迟和转发跳数生成路径分配规则，包括：

依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销；

按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；

将最小的接口开销作为开销基数；

将所述开销基数的倍数设定为开销阈值；

依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值；

若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径。

可选地，所述依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算可选 路径的接口开销，包括：

将所述路径延迟与探测周期相除，商作为发送速率；

通过射频驱动获取信道阻塞值；

通过实际测试得到第一权重参数和第二权重参数；

将所述节点记录个数与转发跳数相乘，积作为第一参数；

将所述第一权重参数与所述信道阻塞值相乘，积作为第二参数；

将所述第二权重参数与所述发送速率相乘，积作为第三参数；

将所述第一参数、第二参数和第三参数相加，和作为接口开销。

可选地，所述源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配之前，还包括：

源节点重新进行路径探测更新所述路由表。

本发明公开了一种路径分配装置，其特征在于，包括：

探测模块，用于进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数；

规则生成模块，与所述探测模块相连，用于依据所述路由表中的路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则；

分配模块，分别与所述探测模块和所述规则生成模块相连，用于当需要发送数据时，根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径。

可选地，所述探测模块包括：

发送子模块，用于依据探测周期向被探测节点发送探测报文；

接收子模块，用于接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成；

生成子模块，与所述接收子模块相连，用于当所述接收子模块在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文时，将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选 路径的转发跳数。

可选地，所述规则生成模块包括：

延迟子模块和/或跳数子模块；

所述延迟子模块，用于按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的路径延迟作为延迟基数；将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述延迟阈值；若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径作为有效路径；

所述跳数子模块，用于按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的转发跳数作为转发基数；将所述转发基数的倍数设定为转发阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值；若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。

可选地，所述规则生成模块包括：

开销子模块，用于当所述路由表还包括节点记录个数时，依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销；按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的接口开销作为开销基数；将所述开销基数的倍数设定为开销阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值；若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明提供的路径分配方法，在发送数据前先进行路径探测生成路由表，路由表中的可选路径为发送数据提供了选择，节省了路径分配时间，在发送数据时可以直接依据路由表进行路径分配。并且依据路由表中的路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则，使得路径分配更加科学合理。最终依据所述路径分配规则对路由表中的可选路径进行路径分配，选择出了符合路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径， 即本实施例中符合路径分配规则的可选路径都可以用来发送数据，不局限于一条路径，本发明用多条符合分配规则的路径进行数据传输，不但可以加快传输速率，减少延时，而且能够避免单路径由于链路断裂导致的传输失败，增加网络的稳定性和数据传输的可靠性。同时，选择多条符合分配规则的路径进行数据传输也可以减少对带宽的要求，降低传输延迟、实现负载均衡。

附图说明

图1是本发明实施例一种路径分配方法的流程图；

图2是本发明实施例中的节点示意图；

图3是本发明实施例路径探测的流程图；

图4是本发明实施例一种生成路径分配规则的流程图；

图5是本发明实施例另一种生成路径分配规则的流程图；

图6是本发明实施例对路由表进行维护探测的流程图；

图7是本发明实施例一种路径分配装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

参照图1，示出了本发明实施例一种路径分配方法的流程图，本实施例具体可以包括以下步骤：

步骤101，源节点进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数。

需要说明的是，所述可选路径是数据由源节点到达目标节点所经过的路径，当目标节点是源节点的直接节点时，可选路径由源节点直接指向目标节点；当目标节点不是源节点的直接节点时，数据从源节点到达目标节点需要经过多个被探测节点。可选路径对应的路径延迟是指数据由源节点到达目标节点，再由目标节点返回源节点所经过的时间。可选路径的转发 跳数是指数据从源节点到达目标节点被转发的次数。

需要说明的是，路径延迟包括来回两条路径延迟之和，但不要求两条路径完全一样，即源节点发送探测报文，到达被探测节点的路径一与源节点接收被探测节点返回的回复报文的路径二可能不同，本实施例中可以将路径一与路径二的路径延迟相加，和作为源节点与被探测节点之间的路径延迟。例如：节点A(源节点)向节点E(被探测节点)发送探测报文的路径延迟为10ms，路径一为A-B-E；节点E(被探测节点)向节点A(源节点)返回回复报文的路径延迟为5ms，路径为E-C-A，路径一与路径二不同，只需要将路径一的路径延迟10ms与路径二的路径延迟5ms相加，和15ms作为节点A(源节点)与节点E(被探测节点)之间的路径延迟，即A-E的路径延迟为15ms。需要说明的是在本发明的一种优选实施例中，所述源节点根据所述回复报文计算与所述被探测节点之间的路径延迟，具体可以通过计算接收到回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值来实现，即计算接收到回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为路径延迟。例如：节点A(源节点)接收到节点G(被探测节点)回复报文的时间为08:30:01，节点A(源节点)向节点G(被探测节点)发送探测报文的时间为08:30:00，则节点A(源节点)与节点G(被探测节点)之间的路径延迟，即A-G的路径延迟为00:00:06(08:30:06-08:30:00)。

路径探测由源节点向其他节点发送探测报文来实现，其他节点作为被探测节点。本实施例可以在有数据传输需求(包括发送、转发数据)的时候，开始探测评价路径，传输结束后结束，即采用按需评价路径。

路径探测可以分为初始探测和完整路径探测，初始探测都是下一跳探测，探测是广播形式，只要其他节点在探测节点A的无线可接收信号范围，都会收到探测报文。下一跳探测是节点为了建立和其他节点的联系形成网络，根据收到的回复报文确定路由信息和参数，即生成路由表。

完整路径探测，在有应用需要时进行，当有数据传输需求(包括发送、转发数据)的时候，开始探测评价路径，传输结束后结束，即按需评价路径。例如：需要从节点A向节点E发送数据，则进行节点A到节点E的探 测，同样广播到其他可见节点，其他节点收到报文后，先查找自己的路由表，如果有到节点E的路由则回复该报文，如果没有就转发该报文到自己的其他可见节点(节点A除外)，如果有节点发现E的路由就返回报文，如果没有会进行新的探测；节点A根据收到的报文进行计算和路由排序，确定最佳路由。

需要说明的是，本实施例中所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数。“和/或”包括以下三种情况：(1)可选路径对应的路径延迟；(2)可选路径对应的转发跳数；(3)可选路径的路径延迟和转发跳数。本实施例仅以上述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数为例进行说明，在本发明的其他优选实施例中，所述路由表还可以包括其他内容。

步骤102，源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则。

本实施例中源节点可以只依据所述路径延迟生成路径分配规则，也可以只依据所述转发跳数生成路径分配规则，还可以依据路径延迟和转发跳数生成路径分配规则。例如，可以依据路径延迟生成延迟阈值，小于等于延迟阈值的可选路径分配为有效路径，可以可以采取其他方式依据路径延迟生成路径分配规则，本实施例对此不作限制。

步骤103，当需要发送数据时，源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径。

例如，路径分配规则为路径延迟小于或等于120，则将路径延迟小于或等于120的可选路径作为有效路径用于发送数据。需要说明的是，路由表中包括多个可选路径，本实施例根据路径分配规则对路由表中的可选路径进行筛选，选择出符合路径分配规则的可选路径用于发送数据。

本实施例提供的路径分配方法，在发送数据前先进行路径探测生成路由表，路由表中的可选路径为发送数据提供了选择，节省了路径分配时间，在发送数据时可以直接依据路由表进行路径分配。并且依据路由表中 的路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则，使得路径分配更加科学合理。最终依据所述路径分配规则对路由表中的可选路径进行路径分配，选择出了符合路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径，即本实施例中符合路径分配规则的可选路径都可以用来发送数据，不局限于一条路径，可以降低传输延迟、实现负载均衡，增加数据传输的可靠性。

实施例二:

在本发明的一种优选实施例中，图1实施例中的步骤101源节点进行路径探测生成路由表，具体可以包括：源节点依据探测周期向被探测节点发送探测报文源节点接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成；若在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文，则将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选路径的转发跳数。下面结合图2所示的节点示意图和图3所示的路径探测的流程图，对上述优选实施例进行说明，本实施例具体可以包括以下步骤：

步骤201，节点A依据探测周期向被探测节点发送探测报文。

参照图2，本实施例中节点A为源节点，节点B、节点C和节点D为被探测节点。探测报文是按照探测周期向被探测节点发送的，说明源节点进行路径探测生成路由表也是周期性的进行的，即路由表是周期性的进行更新的，可以提高路由表的准确性，相应提高后续进行路径分配的准确性，避免随着时间变化，某些有效路径已经断路。

为了方便对探测报文进行说明，首先介绍探测报文的完整格式，具体应用时可以选择其中的一个或多个。探测报文的完整格式如表1所示，含义如下：

Sub_Type:探测类型，Sub_Type＝0表示为路径下一跳探测；Sub_Type＝1，表示完整路径探测，初始探测都是下一跳探测，初始探测完 成建立路由表。Back_Event：返回事件，Back_Event＝0表示无事件；Back_Event＝255表示路径断路；Back_Event＝1～10表示HTL值更新。Path_Record_Count:节点记录个数。PATH_RECORD:接收节点的MAC地址和发送节点的MAC地址。需要说明的是，MESSAGE_HEADER表示探测报文的协议头，MESSAGE_HEADER的格式如表2所示，含义如下：Proto_magic:标示协议报文；Versoin：协议版本；Nid：发送节点地址；Seq：报文序列号；HTL：转发跳数；Type：协议类型，Type＝0表示广播，Type＝1表示单播。

MESSAGE_HEADER

Sub_Type

Back_Event

Path_Record_Count

PATH_RECORD

表1 探测报文的完整格式

Proto_magic

Version

Nid

Seq

HTL

Type

表2 MESSAGE_HEADER的格式

本实施例中，节点A发送的探测报文如表3所示：

MESSAGE_HEADER	Sub_Type	Back_Event	Path_Record_Count	PATH_RECORD
					TYPE＝0	0	0	0	MACA

表3 探测报文

其中，TYPE＝0表示广播，Sub_Type＝0表示为路径下一跳探测，Back_Event＝0表示无事件，Path_Record_Count＝0表示无节点记录，PATH_RECORD为MACA表示发送节点为A，即发送探测报文的是节点A。

需要说明的是本实施例中MACA表示节点A的MAC地址，MAC(数据链路层)处于网络协议模型中的第二层，相比网络层在数据处理上更快速有效。发送MAC层的探测报文，可以降低探测报文在转发过程中的带宽占用率。

需要说明的是初始探测都是下一跳探测，探测报文是广播形式，只要其他节点在节点A的无线可接收信号范围，都会收到探测报文。下一跳探 测是节点为了建立和其他节点的联系形成网络，根据收到的回复报文确定路由信息和参数，即确定可选路径和可选路径的转发跳数、路径延迟等参数。而完整路径探测，是根据应用需要比如节点A到节点E的探测，此时Sub_Type为1，同样广播到其他可见节点，其他节点收到报文后，先查找自己的路由表，如果有到节点E的路由则回复该报文，如果没有就转发该报文到自己的其他可见节点(节点A除外)，如果有节点发现E的路由就返回报文，如果没有会进行新的探测；节点A根据收到的报文进行计算和路由排序，确定有效路径。

步骤202，源节点接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成。

本实施例以节点C为例，对被探测节点发送回复报文进行说明，节点C收到探测报文后，更新HTL＝1，更新Path_Record_Count＝1，并更新PATH_RECORD接受节点为MACA，发送节点为MACC,MESSAGE_HEADER中TYPE＝1(单播)，完成后发送回复报文到节点A。节点A收到报文后会更新节点A到节点C的路径延迟和HTL＝1。同时节点C会转发该报文到其他节点，更新HTL＝1，更新Path_Record_Count＝1，PATH_RECORD发送节点MAC-A，接收节点MAC-C，MESSAGE_HEADER中TYPE＝0(广播)，节点D收到C发出的报文后更新HTL＝2，Path_Record_Count＝2，PATH_RECORD接受节点为MACC，发送节点为MACD,MESSAGE_HEADER中TYPE＝1(单播)，完成后发送报文到C。节点C更新Path_Record_Count＝3，更新PATH_RECORD为MACA(即接收节点为节点A)，发送节点为MACC，MESSAGE_HEADER中TYPE＝1(单播)，完成后发送报文到A，节点A根据收到报文更新节点A到节点D的路径延迟和HTL＝2；同样的报文处理过程实现节点A到其他节点的路径更新。

被探测节点转发探测报文，则HTL加1，源节点根据收到报文进行判断并更新探测节点到目标节点的HTL值；路径延迟则是探测节点根据收到的报文计算得出后更新探测节点到目标节点的延迟值；当下一跳路径探测 或者完整路径探测在3个周期内没收到回复报文时认为已断路。

需要说明的是，如果是完整路径探测，比如需要节点A到节点E的路径，节点C收到报文后根据需要会检查自己的路由表，如果有节点E的路由，则更新报文HTL值为C到E的HTL值加1，Path_Record_Count为C到E的值加1，PATH_RECORD发送节点C，接收节点E，MESSAGE_HEADER中TYPE＝1(单播)，发送报文到A，节点A根据该报文更新A到E的路由信息；如果C没有节点E的路由就转发报文到其他节点，更新HTL值和PATH_RECORD各加1；如果节点D收到报文并发现自己有节点E路由，则更新HTL为D到E的HTL值加2,Path_Record_Count为D到E的值加2，PATH_RECORD发送节点D，接收节点C，MESSAGE_HEADER中TYPE＝1(单播)，发送报文到C，节点C收到报文后转发到A，更新PATH_RECORD发送节点C，接收节点A，节点A收到后更新A到E路由信息。

本实施例中，节点C发送给节点A的回复报文如表4所示，其中TYPE＝1表示单播，Sub_Type＝0表示为路径下一跳探测，Back_Event为HTL＝0(回节点发送的回复报文时需要重置HTL为0，因为节点A到节点C和节点C到节点A的路径可能不一致，这是由于无线环境变化剧烈的原因，PATH_RECORD为接收MACA，发送MACC，表示接收节点为节点A，发送节点为节点C。

表4 回复报文

需要说明的是，节点C向节点A发送回复报文后，节点C向节点D、节点E和节点F转发从节点A接收的探测报文。在本发明的优选实施例中，节点C可以按照最佳路径向节点D、E、F转发探测报文，并更新Path_Record_Count和PATH_RECORD。所述最小延迟路径根据计算得到的接口开销进行排序，最小接口开销对应的路径就是最佳路径。 Path_Record_Count每次转发后加1，PATH_RECORD包含发送节点MAC和接收节点MAC。

被探测节点接收到探测报文后重置HTL并发送报文给发送节点，由发送节点计算路径延迟，路径延迟包括来回2条路径延迟之和，来回两条路径并不要求一致。节点转发探测报文是按照最小延迟路径进行发送，并更新Path_Record_Count和PATH_RECORD。直接节点探测周期为200(ms)，整条路径的探测周期为：HTL*200(ms)。三个周期内探测目标没有响应，认为该路径断路，由发送节点更新Back_Event。当有数据传输需求的时候，每个节点开始进行单测下一跳和完整路径的探测，完成后按照路径延迟状况进行排序，根据应用需求选择多条路径同时发送。

需要说明的是，本实施例仅以节点C处理探测报文为例进行说明，后续节点处理更为简单，如果前面节点已经建立后路由表，后续节点探测时前面节点只要查找路由表，不用再探测。例如节点D收到节点E的探测报文，就会把自己已经探测到的路由信息发给节点E，节点E收到后就完成了到其他节点的路径更新。

步骤203，若在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文，则将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选路径的转发跳数。

需要说明的是，若在预设周期内未收到被探测节点发送的回复报文，则说明源节点到被探测节点的路径断路，该路径不写入路由表。

步骤204，探测完成，生成各节点的路由表。

本实施例生成的路由表如表5所示，本实施例为例方便对路径分配进行说明，列出了表头中的各参数，实际应用时可以只生成其中的一个或多个。

表5 各节点的路由表

实施例三:

在本发明的一种优选实施例中，图1实施例中的步骤102源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则，具体可以包括：源节点按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的路径延迟作为延迟基数；将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值；依次判断排 序后的可选路径是否达到所述延迟阈值；若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径作为有效路径；和/或，源节点按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的转发跳数作为转发基数；将所述转发基数的倍数设定为转发阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值；若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。

下面结合图4所示的生成路径分配规则的流程图，对上述优选实施例进行说明，本实施例以节点A为源节点，节点G为目标节点为例进行说明，本实施例具体可以包括以下步骤：

步骤301，源节点按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序。本实施例按照路径延迟从小到大的顺序排序后的节点A到节点G的路由表如表6所示，需要说明的是，为了方便后续实施例的描述，表6列出了可选路径对应的转发跳数HTL、路径延迟和接口开销Cost，本实施例中只用到转发跳数和路径延迟。

路径A->G	HTL	路径延迟	Cost
				A->C->E->G	3	280	500
A->C->F->G	3	300	550
				A->D->E->G	3	320	580
A->D->F->G	3	340	600
				A->C->D->E->G	4	400	700
A->C->D->F->G	4	420	750
				A->D->C->E->G	4	440	800
A->D->C->F->G	4	460	850

表6 排序后的节点A到节点G的路由表

步骤302，将最小的路径延迟作为延迟基数。参照表6，最小的路径延迟为280，对应的可选路径为A->C->E->G，因此延迟基数为280。

步骤303，将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值。

需要说明的是，上述倍数包括整数倍，也包括非整数倍，如1.5倍等。本实施例中可以设定延迟基数280的二倍为延迟阈值，即延迟阈值为560。需要说明的是，本实施例将延迟基数的倍数设定为延迟阈值，只是依据路径延迟生成路径分配规则的一种方式，也可以采取其他方式依据路径延迟生成路径分配规则。

步骤304，依次判断排序后的可选路径是否达到所述延迟阈值。

步骤305，若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径作为有效路径。本实施例中路径延迟≤560，则其对应的可选路径为有效。即本实施例中有效路径为：A->C->E->G、A->C->F->G、A->D->E->G、A->D->F->G、A->C->D->E->G、A->C->D->F->G、A->D->C->E->G、A->D->C->F->G。

在本发明的一种优选实施例中，可以进一步设定发送阈值，例如设定发送阈值为3，在有效路径中选择依次选择3个有效路径来发送数据。参照表6即选择A->C->E->G，A->C->F->G和A->D->E->G。

步骤306，源节点按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序。上述表6中也是按照转发跳数HTL从小到大的顺序进行排序的，转发跳数最小的可选路径为A->C->E->G，最小转发跳数为3。

步骤307，将最小的转发跳数作为转发基数。本实施例中转发基数为3。

步骤308，将所述转发基数的倍数设定为转发阈值。需要说明的是，上述倍数包括整数倍，也包括非整数倍，如1.5倍等。本实施例中可以将一倍的转发基数设定为转发阈值，即本实施例中转发阈值为3。

步骤309，依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值。将表6中可选路径的转发跳数与3进行比较，看是否达到3。

步骤310，若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。本实施例中HTL≤3的可选路径为有效路径，即A->C->E->G、A->C->F->G、A->D->E->G、A->D->F->G为有效路径。

需要说明的是，步骤301-305与步骤306-310是“和/或”的关系，可以 只执行步骤301-305分配出有效路径(A->C->E->G、A->C->F->G、A->D->E->G、A->D->F->G、A->C->D->E->G、A->C->D->F->G、A->D->C->E->G、A->D->C->F->G)，也可以只执行步骤306-310分配出有效路径(A->C->E->G、A->C->F->G、A->D->E->G、A->D->F->G)，还可以同时执行步骤301-310，选择步骤301-305分配出的有效路径和步骤306-310分配出的有效路径中重合的路径来发送数据。

需要说明的是，在本发明的一种优选实施例中，若线程个数少于接口个数，以接口线程数量均衡原则按接口顺序分配线程。例如：现在A->G共有8条路径，线程有4，则会给A->C->E->G、A->C->F->G、A->D->E->G、A->D->F->G各分配一个线程；线程由应用程序决定，比如具体的音频、视频传输，2个节点的音频、视频至少是2个线程。多个线程的作用：多个线程走不同路径，提高了无线传输速率，增强了传输可靠性。

在本发明的另一种优选实施例中，若对同一个接口分配多个线程时，对所有可发送数据路径按照路径延迟的顺序以及数量均衡原则发送。例如：A->G可选路径对于节点C有4条路径，会根据线程和接口开销作均衡，比如节点C有10个线程，对于路径A->C->E->G、A->C->F->G、A->C->D->E->G、A->C->D->F->G分别分配线程数为：4、3、2、1。

实施例四:

在本发明的一种优选实施例中，所述路由表还包括：节点记录个数，图1实施例中的步骤102源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则，具体可以包括：依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销；按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的接口开销作为开销基数；将所述开销基数的倍数设定为开销阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值；若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径。

下面结合图5所示的生成路径分配规则的流程图，对上述优选实施例进行说明，本实施例以节点A为源节点，节点G为目标节点为例进行说明， 本实施例具体可以包括以下步骤：

步骤401，依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销。计算接口开销具体可以通过以下方式实现：

①将所述路径延迟与探测周期相除，商作为发送速率。即发送速率＝路径延迟/探测周期。

②通过射频驱动获取信道阻塞值。需要说明的是，信道阻塞值可以通过查询射频驱动的函数库直接获取。

③通过实际测试得到第一权重参数K1和第二权重参数K2。

本实施例通过大量实际测试得到第一权重参数K1，具体地，K1可以这样判断：如果接收功率-噪声功率<10，则k1＝1000，其他情况下k1＝100。其中接收功率和噪声功率都可以通过查询射频驱动的函数库直接获取。同理，通过大量实际测试可以得到第二权重参数K2。

④将所述节点记录个数与转发跳数相乘，积作为第一参数。本实施例中路由表中包括节点记录个数Path_Record_Count，查询路由表中的节点记录个数Path_Record_Count和转发跳数HTL，第一参数＝Path_Record_Count*HTL。

⑤将所述第一权重参数K1与所述阻塞值相乘，积作为第二参数，即第二参数＝K1*阻塞值。

⑥将所述第二权重参数K2与所述发送速率相乘，积作为第三参数，即第三参数＝K2*发送速率。

⑦将所述第一参数、第二参数和第三参数相加，和作为接口开销，即接口开销＝第一参数+第二参数+第三参数。

综上，接口开销cost＝Path_Record_Count*HTL+K1*阻塞值+K2*发送速率。

步骤402，按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序。表6即是按照接口开销Cost从小到大的顺序进行排序的。

步骤403，将最小的接口开销作为开销基数。参照表6，最小的接口开销为500，即开销基数为500。

步骤404，将所述开销基数的倍数设定为开销阈值。需要说明的是，上述倍数包括整数倍，也包括非整数倍，如1.5倍等。本实施例中可以将开销阈值设定为开销基数的1.2倍(500*1.2＝600)，即本实施例中的开销阈值为600。

步骤405，依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值。

步骤406，若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径。本实施例中Cost≤750的可选路径为有效路径，即A->C->E->G、A->C->F->G、A->D->E->G、A->D->F->G。在本发明的优选实施例中，可以进一步设定发送阈值，例如设定发送阈值为2，在有效路径中选择依次选择2个有效路径来发送数据。参照表6即选择A->C->E->G，A->C->F->G来发送数据。

本实施例在进行路径分配时，不再局限于路径延迟、转发跳数，而是综合了信道阻塞值和权重参数等内容计算得到接口开销，并根据接口开销进行路径分配，为路径分配提供了新的参数，使得路径分配更加精确，更加符合实际应用需求。其中信道阻塞值通过MAC层的射频驱动获得，体现了与MAC层的紧密联系；权重参数作为计算接口开销的精确计算参数，通过大量仿真和实际测试获得，使得计算得到的接口开销精确性较高，从而依据接口开销进行路径分配的准确度也相应得到很大提高。

本实施例采用的是优化的按需多路径距离矢量路由协议，与按需多路径距离矢量路由(AOMDV)协议相比有以下改进：

1.协议与射频驱动紧密结合，在MAC层实现路径分配，与在IP层实现的路径分配相比，分配效率更高，占用带宽更小。

2.协议与射频驱动结合，对信道的判断更加准确有效，从而减少了带宽开销，增加了协议稳定性；

3.协议通过大量实践测试优化，得出权重参数，通过权重参数计算得到接口开销，依据接口开销进行路径分配，符合实际网络运行情况，不同于现有的仿真AOMDV协议。

在本发明的一种优选实施例中，可以设定接口阈值，例如每个接口最多3个可选路径。参照图2，A点发出NODE_MESSAGE消息后，其他各个节点建立可选路径的情况如下：

B：(Node A，As-Br)

C：(Node A，As-Cr，Ds-Cr)

D：(Node A，As-Dr，Cs-Dr)

E：(Node A，Cs-Er，Ds-Er，Fs-Er)

F：(Node A，Cs-Fr，Ds-Fr，Es-Fr)

G：(Node A，Es-Gr，Fs-Gr)

其中，Xs：表示X节点的发送接口MAC地址，Yr：表示Y节点的接收接口MAC地址，每个接口最多3个可选路径。

实施例五:

在本发明的一种优选实施例中，所述源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配之前，还包括：源节点重新进行路径探测更新所述路由表。需要说明的是，该优选实施例只是给出了一种更新路由表的方式，还可以通过其他方式来更新路由表，即发送周期性的探测报文生成路由表来实现，即对路由表周期性地进行更新。路由表更新之后，路由表中的路劲延迟和转发跳数更新，相应的路径分配规则也会更新。下面结合图6对上述优选实施例更新路由表进行说明，即对已有路由表进行维护探测的过程进行说明。

参照图6，示出了本发明实施例对路由表进行维护探测的流程图，本实施例具体可以包括以下步骤：

步骤501，节点A向下一跳节点发送探测报文。

节点A向节点B、C、D发送探测报文，该报文中Sub_Type为0，表示路径下一跳探测。

步骤502，节点C收到探测报文后，向节点A返回报文。

节点C重置探测报文中的HTL，将HTL重置为0，并向节点A返回修改后的报文。由于无线环境变化剧烈的原因，节点A到节点C和节点C到 节点A的路径可能不一致，因此需要将HTL重置为0。

步骤503，节点C向节点D、E、F转发探测报文。

确定节点C的最小延迟路径，可以按照Cost进行排序，假设该最小延迟路径为C->E。将探测报文按照确定的最小延迟路径进行转发，若节点C判断该探测报文无法到达节点E，则向节点A返回探测报文并要求更新路径HTL；若节点E接收到节点C发送的探测报文后，修改报文中的HTL，并将探测报文返回给节点C。

步骤504，节点C接收从节点D、E、F返回的报文，并将该报文返回给节点A。

步骤505，节点A依次从节点B、C、D接收返回的报文。

步骤506，每个节点计算下一跳路径的通断情况和到达目标节点的路径延迟时间，并确定是否需要执行断路操作。

具体来说，对于节点A，节点A在自己的路由表中查找其他节点的路由，比如A->G路由有8条，按照cost排序，A->C->E->G为最佳路径，A发送报文给C，报文中目的节点为节点G，收到回复报文后计算Cost并更新，如果3个探测周期内没收到回复报文则认为断路，删除该路由，开始探测A->C->F->G，同样方法探测更新完所有8条路由。例如：若为直接节点探测，并且该路径的延迟时间超过3*200(ms)，则确定该路径断路；若为整条路径探测，并且该路径的延迟时间大于3*HTL*200(ms)，则确定该路径断路。本实施例发现断路时，会进行其他可选路径的探测，只有收到回复报文时才标示路径可用，避免环路。

需要说明的是，本实施例仅说明与实施例一至实施例四的不同之处，相同之处参见实施例一至实施例四的相关说明，本实施例对此不作赘述。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

实施例六：

参照图7，示出了本发明实施例一种路径分配装置的结构框图，本实施例具体可以包括：探测模块11、规则生成模块12和分配模块13，其中：

探测模块11，用于进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数；

规则生成模块12，与所述探测模块11相连，用于依据所述路由表中的路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则；

分配模块13，分别与所述探测模块11和所述规则生成模块12相连，用于当需要发送数据时，根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径。

在本发明的一种优选实施例中，所述探测模块11具体可以包括以下子模块：

发送子模块，用于依据探测周期向被探测节点发送探测报文；

接收子模块，用于接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成；

生成子模块，与所述接收子模块相连，用于当所述接收子模块在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文时，将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选路径的转发跳数。

在本发明的一种优选实施例中，所述规则生成模块12具体可以包括：延迟子模块和/或跳数子模块；

所述延迟子模块，用于按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的路径延迟作为延迟基数；将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述延迟阈值；若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径 作为有效路径；

所述跳数子模块，用于按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的转发跳数作为转发基数；将所述转发基数的倍数设定为转发阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值；若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。

在本发明的一种优选实施例中，所述规则生成模块12具体可以包括：开销子模块，用于当所述路由表还包括节点记录个数时，依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销；按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的接口开销作为开销基数；将所述开销基数的倍数设定为开销阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值；若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种路径分配方法和装置，进行了详细介绍，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 (7)

1.一种路径分配方法，其特征在于，包括：

源节点进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数；

源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则；

当需要发送数据时，源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径；

所述路由表还包括：节点记录个数；

所述源节点依据所述路径延迟和转发跳数生成路径分配规则，包括：

依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销；

按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；

将最小的接口开销作为开销基数；

将所述开销基数的倍数设定为开销阈值；

依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值；

若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径；

所述依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算可选路径的接口开销，包括：

将所述路径延迟与探测周期相除，商作为发送速率；

通过射频驱动获取信道阻塞值；

通过实际测试得到第一权重参数和第二权重参数；

将所述节点记录个数与转发跳数相乘，积作为第一参数；

将所述第一权重参数与所述信道阻塞值相乘，积作为第二参数；

将所述第二权重参数与所述发送速率相乘，积作为第三参数；

将所述第一参数、第二参数和第三参数相加，和作为接口开销。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源节点进行路径探测生成路由表包括：

源节点依据探测周期向被探测节点发送探测报文；

源节点接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成；

若在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文，则将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选路径的转发跳数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源节点依据所述路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则，包括：

源节点按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；

将最小的路径延迟作为延迟基数；

将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值；

依次判断排序后的可选路径是否达到所述延迟阈值；

若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径作为有效路径；和/或，

源节点按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；

将最小的转发跳数作为转发基数；

将所述转发基数的倍数设定为转发阈值；

依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值；

若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源节点根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配之前，还包括：

源节点重新进行路径探测更新所述路由表。

5.一种路径分配装置，其特征在于，包括：

探测模块，用于进行路径探测生成路由表，所述路由表包括：可选路径以及所述可选路径对应的路径延迟和/或转发跳数；

规则生成模块，与所述探测模块相连，用于依据所述路由表中的路径延迟和/或转发跳数生成路径分配规则；

分配模块，分别与所述探测模块和所述规则生成模块相连，用于当需要发送数据时，根据所述路径分配规则对所述可选路径进行路径分配，将符合所述路径分配规则的一个或多个可选路径作为用于发送数据的有效路径；

所述规则生成模块包括：开销子模块，用于当所述路由表还包括节点记录个数时，依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算接口开销；按照接口开销从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的接口开销作为开销基数；将所述开销基数的倍数设定为开销阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述开销阈值；若所述开销阈值未达到所述开销阈值，则将所述开销阈值对应的可选路径作为有效路径，其中，所述依据所述节点记录个数、路径延迟和转发跳数计算可选路径的接口开销，包括：将所述路径延迟与探测周期相除，商作为发送速率；通过射频驱动获取信道阻塞值；通过实际测试得到第一权重参数和第二权重参数；将所述节点记录个数与转发跳数相乘，积作为第一参数；将所述第一权重参数与所述信道阻塞值相乘，积作为第二参数；将所述第二权重参数与所述发送速率相乘，积作为第三参数；将所述第一参数、第二参数和第三参数相加，和作为接口开销。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述探测模块包括：

发送子模块，用于依据探测周期向被探测节点发送探测报文；

接收子模块，用于接收被探测节点发送的回复报文，所述回复报文由被探测节点对所述探测报文进行重置后形成；

生成子模块，与所述接收子模块相连，用于当所述接收子模块在预设周期内收到被探测节点发送的回复报文时，将源节点到被探测节点的路径作为可选路径，将收到所述回复报文的时间与发送探测报文的时间的差值作为所述可选路径的路径延迟，和/或将所述回复报文的转发跳数作为可选路径的转发跳数。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述规则生成模块包括：

延迟子模块和/或跳数子模块；

所述延迟子模块，用于按照路径延迟从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的路径延迟作为延迟基数；将所述延迟基数的倍数设定为延迟阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述延迟阈值；若所述路径延迟未达到所述延迟阈值，则将所述路径延迟对应的可选路径作为有效路径；

所述跳数子模块，用于按照转发跳数从小到大的顺序对路由表中的可选路径进行排序；将最小的转发跳数作为转发基数；将所述转发基数的倍数设定为转发阈值；依次判断排序后的可选路径是否达到所述转发阈值；若所述转发跳数未达到所述转发阈值，则将所述转发跳数对应的可选路径作为有效路径。