CN105099737A - 节点和网络 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种故障诊断方法，节点和网络。其中，该节点包括：第一广播单元，该第一广播单元用于广播第一存活消息，该第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，该存活节点为该节点；第一处理单元，该第一处理单元用于在第一预定时间内没有接收到该被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对该被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，该第二存活消息包含以该被怀疑节点作为存活节点，以该节点作为被怀疑节点的信息。通过本发明实施例的方法和节点，可以降低故障诊断的开销，同时提高故障诊断准确性。

Description

节点和网络

技术领域

本发明涉及通信技术领域，进一步的，涉及通信领域的故障诊断，尤其涉及一种节点和网络。

背景技术

无线多跳点对点(Adhoc)网络由于节点众多、分布广泛，因此对自组织、自维护性能需求很高。其设计者和应用者往往无法获得全局信息，只能依靠网络自身收集、判断当前网络的状态信息。这些功能作为网络维护的一部分，是Adhoc网络不可或缺的技术之一。

从Adhoc网络的特点来看，一方面，由于Adhoc网络使用无线技术，链路稳定性较差，数据传输的可靠性常常得不到保障；另一方面，Adhoc网络的节点价格低廉，电池供电，也常常使得硬件性能呈现不稳定的特点。因此，自发的故障诊断是网络维护技术中重要的组成部分。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

对于一个故障诊断方法，从设计和评价的角度看，应尽量减小对其主要功能(如定期向网关节点汇聚数据)产生的影响，不应该由于增加了诊断功能而降低正常业务的性能。对于建立诊断树的故障诊断方法，由于要求被怀疑节点的所有邻居节点都参与诊断，且诊断树需要建立-收集两个过程，即需要所有邻居节点两次收发诊断包，因此会导致诊断开销大，特别是应用于稠密网络中时开销更大；对于基于被动侦听的故障诊断方法，可以通过生成表示自身存活的存活消息，并在两跳内转发给被怀疑节点，虽然该方法可以以极小的代价准确诊断出链路故障，避免了诊断树收集证据的开销，从而降低了诊断开销，但该方法对于节点故障无法做出确切判定。

本发明实施例提出了一种故障诊断方法，节点和网络，可在保障故障诊断准确性的前提下降低诊断开销。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种节点，其中，该节点包括：

第一广播单元，该第一广播单元用于广播第一存活消息，该第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，该存活节点为该节点；

第一诊断单元，该第一诊断单元用于在第一预定时间内没有接收到该被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对该被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，该第二存活消息包含以该被怀疑节点作为存活节点，以该节点作为被怀疑节点的信息。

根据本发明实施例的第二个方面，提供了一种节点，其中，该节点包括：

第一接收单元，该第一接收单元用于接收诊断消息；

第一判断单元，该第一判断单元用于判断该第一接收单元接收到的该诊断消息是存活消息或建树消息；

第一处理单元，该第一处理单元用于在该第一判断单元的判断结果为该第一接收单元接收到的该诊断消息是存活消息且该存活消息中的被怀疑节点是该节点的邻居节点时，单播转发该存活消息；

第二处理单元，该第二处理单元用于在该第一判断单元的判断结果为该第一接收单元接收到的该诊断消息是建树消息时，加入诊断树。

根据本发明实施例的第一个方面，提供了一种多跳网络，该网络包括：

第一节点，该第一节点用于广播第一存活消息，该第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，该存活节点为该第一节点；在第一预定时间内没有接收到该被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后该第一节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对该被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，该第二存活消息包含以该被怀疑节点作为存活节点，以该第一节点作为被怀疑节点的信息。

本发明实施例的有益效果在于，通过本发明实施例的故障诊断方法，节点和网络，可以降低故障诊断的开销，同时提高故障诊断准确性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大或缩小。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

在附图中：

图1是本发明实施例1的故障诊断方法流程图；

图2是本发明实施例2的故障诊断方法流程图；

图3是本发明实施例3的故障诊断方法流程图；

图4是本发明实施例4的节点构成示意图；

图5是本发明实施例4的节点构成示意图；

图6是本发明实施例5的节点构成示意图；

图7是本发明实施例5的节点构成示意图；

图8是本发明实施例6的节点构成示意图；

图9是本发明实施例6的节点构成示意图；

图10是本发明实施例7的一个多跳网络构成示意图；

图11是本发明实施例7第一节点侧的故障诊断方法流程图；

图12是本发明实施例7第二节点侧的故障诊断方法流程图；

图13是本发明实施例7第三节点侧的故障诊断方法流程图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明实施例的前述以及其它特征将变得明显。这些实施方式只是示例性的，不是对本发明的限制。为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式，本发明实施例以Ad-hoc网络为例进行说明，但可以理解，本发明实施例并不限于Ad-hoc网络，例如，本发明实施例提供的方法和装置也适用于传感器网络等其他多跳网络。

在本发明实施例中，从故障诊断过程中所起到的作用角度划分，参与故障诊断的节点可以分为根节点、树节点(中间节点)和被怀疑节点三类。其中，根节点负责发起诊断过程，并形成最终的诊断报告；树节点根据根节点发送来的信令中包含的指示，执行相应的诊断操作；被怀疑节点为根节点负责诊断的对象，一般为根节点的邻居节点。

本实施例将以以上三种节点为例，分别对本发明实施例中的故障检测方法和节点进行说明。

本发明实施例提出了一种故障诊断方法、节点和网络，以基于被动侦听的方法对链路故障进行筛选，当该方法无法准确判定链路故障时，再启动基于诊断树的方法进一步准确诊断，就能够利用两种方法各自的优势，互相补偿劣势，可在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。由于在实际系统中，大部分情况是网络中出现的是链路故障(即链路故障发生的概率较节点故障大许多)，因此采用被动侦听的方法，以极低的代价预先对链路故障进行筛选，继而将无法确切判定的故障交由诊断树方法诊断，可以降低故障诊断的开销，同时提高故障诊断准确性。

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

实施例1

本发明实施例1提供了一种故障检测方法，该方法应用于多跳网络中的节点，在本实施例中，针对发起诊断的节点。图1是该方法流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，节点广播第一存活消息，该第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，该存活节点为该节点；

步骤102，如果在第一预定时间内没有接收到该被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复，则该节点建立针对该被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，该第二存活消息包含以该被怀疑节点作为存活节点，以该节点作为被怀疑节点的信息。

在本实施例中，该方法进一步包括：该第二预定时间大于该第一预定时间。由此可以在第一预定时间结束后留出一定时间用于等待链路自动恢复，以尽量避免由于建立诊断树而带来的过多开销。

在本实施例中，在步骤101前，该方法还可以包括：该节点发现故障；其中，在该节点(称为存活节点)怀疑其某个邻居节点(称为被怀疑节点)故障，即该节点发现与该邻居节点无法通信时，执行步骤101，即启动基于被动侦听的故障诊断，广播一个包含存活节点(alivenode)和被怀疑节点(suspectednode)的第一存活消息，用于通知该被怀疑节点自身处于可用(available)状态。

在本实施例步骤102中，可以通过启动一个第一定时器T1，作为判定该节点与该被怀疑节点之间的链路是否故障的最大延时，同时启动一个第二定时器T2，作为判定是否建立诊断树的最大延时。在定时器T1结束前没有接收到源自该被怀疑节点的第二存活消息，且在T2结束时链路仍未恢复的情况下，该节点启动基于诊断树的故障诊断，以对故障进行进一步诊断。其中，基于诊断树的故障诊断方法可采用现有的任何一种技术来实现，此处不再赘述。

通过本实施例的上述方法，该节点在怀疑某个邻居节点故障时，先基于第一计时器对链路故障进行判断，不立即启动基于诊断树的故障诊断，因此，可以降低故障诊断的开销；另外，在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，该节点才建立诊断树进行故障诊断，这样能够准确的区分链路故障和节点故障，提高故障诊断准确性。

在本实施例中，该方法还可以包括：在第一预定时间内接收到该被怀疑节点广播的第二存活消息时，该节点诊断该节点与该被怀疑节点之间的故障为链路故障。

在本实施例中，在第一定时器T1结束前，接收到来自被怀疑节点广播的第二存活消息时，该方法还可包括：该节点中止对T1和T2的计时。该步骤可在该节点确定与被怀疑节点之间链路故障之前或之后执行。

在本实施例中，在诊断出该节点与该被怀疑节点之间的故障的诊断结果后，该方法还可以包括:在第三预定时间内没有上报过该节点与该被怀疑节点之间的故障的诊断结果时，上报该诊断结果。这样，该节点不需要实时上报该诊断结果，减少了信令开销。在本实施例中，该节点可以选择向GW、簇头等上报上述诊断结果。

通过本实施例的故障诊断方法，以基于被动侦听的方法对链路故障进行筛选，当该方法无法准确判定链路故障时，再启动基于诊断树的方法进一步准确诊断，因此能够在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。

实施例2

本发明实施例2提供了一种故障检测方法，该方法应用于多跳网络中的节点，针对接收诊断消息的中间节点。图2是该方法流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤200，节点接收诊断消息；

步骤201，该节点判断其接收到的诊断消息是存活消息或建树消息，在判断结果为存活消息时执行步骤202，在判断结果为建树消息时，执行步骤203；

在步骤201中，在该节点直接接收根节点，如上述实施例1所述的节点的建树消息时，该建树消息可包括：根节点标识、被怀疑节点标识等信息；如果该节点从其他中间节点接收根节点发送的建树消息，该建树消息可包括根节点标识、被怀疑节点标识和诊断树父节点(转发诊断树建树消息的节点)标识等信息；该存活消息包含的信息如实施例1所述，此处不再赘述；

其中，该节点可以通过判断其接收到的诊断消息中的节点标识信息类型判断该诊断消息是存活消息或建树消息。

步骤202，在该节点接收到的诊断消息是存活消息且该存活消息中的被怀疑节点是该节点的邻居节点时，该节点单播转发该存活消息；

在步骤202中，在接收到的存活消息中的被怀疑节点是该节点的邻居节点时，该节点单播转发该存活消息；

在本实施例中，该存活消息可以是实施例1的该第一存活消息，该节点可将该存活消息转发给该被怀疑节点；此外，该存活消息还可以是实施例1的第二存活消息，同理，该节点可将该存活消息转发给该根节点，以便该根节点或被怀疑节点根据该存活消息进行故障诊断。

步骤203，在节点接收到的诊断消息是建树消息时，加入诊断树；

在步骤203中，在该节点需要加入诊断树时，将该根节点标识、被怀疑节点标识和诊断树父节点存储在诊断树列表中。

在本实施例中，在节点接收到的诊断消息是建树消息时，该方法还包括：

步骤204，广播该建树消息；

在步骤204中，在广播该建树消息后，该节点还可以向诊断树父节点或根节点发送与建树消息中的被怀疑节点之间的状态，例如是否能够接收到来自被怀疑节点的HELLO包等信息，在本实施例中该步骤204为可选步骤。

通过本实施例的故障诊断方法，中间节点通过判断诊断消息是存活消息还是建树消息进行相应地处理，以使根节点或被怀疑节点获得该存活消息，且基于被动侦听的方法对链路故障进行筛选，当该方法无法准确判定链路故障时，再启动基于诊断树的方法进一步准确诊断，因此能够在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。

实施例3

本发明实施例3提供了一种故障检测方法，该方法应用于多跳网络中的节点，针对作为诊断对象的被怀疑节点。图3是该方法流程图。如图3所示，该方法包括：

步骤301，节点接收到其它节点发送的第一存活消息；

步骤302，在该节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，且该节点已经启动针对该第一存活消息所包含的存活节点诊断且不超过第三预定时间的情况下，诊断该第一存活消息所包含的存活节点与该节点之间的故障为链路故障；

在步骤302中，在节点接收到了其它节点(树节点)转发的由根节点发送的针对其的第一存活消息，即该节点是该存活消息中的被怀疑节点，该节点可以首先判断是否启动了针对接收到的该第一存活消息所包含的存活节点的诊断，例如，在该节点怀疑与该第一存活消息中的存活节点不能通信后，并已向该第一存活消息中的存活节点发送该节点自身的第二存活消息时，认为该节点启动了针对接收到的该第一存活消息所包含的存活节点的诊断。具体的说，可以通过判断是否启动了针对该存活节点诊断的第三定时器T3(其作用类似第一定时器T1)来判断是否启动了针对接收到的该第一存活消息所包含的存活节点的诊断，如果已经启动该第三定时器T3，则表明该节点已经启动了针对该第一存活消息中包含的存活节点的诊断；并且在该T3还未结束时，该节点可以确定该第一存活消息所包含的存活节点与该节点之间的链路故障。

在本实施例中，该方法还可以包括：

步骤303，在该节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，且该节点没有启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断的情况下，广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点作为存活节点，以该第二存活消息中的存活节点作为被怀疑节点的信息。

在步骤303中，例如，在没有启动针对该第一存活消息中的存活节点诊断的第三定时器T3，该节点也可以广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点作为存活节点，以该第一存活消息中的存活节点作为被怀疑节点的信息。以此表明自身不是节点故障。

在步骤303中，在该节点没有启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断的情况下，还可以将该第一存活消息存储到存活消息表中。

在一种实施方式中，在该节点发现无法与该第一存活消息中的存活节点通信时，判断该存活消息表中是否包含该第一存活消息，在判断结果为是时，诊断该第一存活消息所包含的存活节点与该节点之间的故障为链路故障；否则广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点为存活节点，该第一存活消息中的存活节点为被怀疑节点的信息。

例如，该节点已经接收过第一存活消息并存储在存活消息表中，在该节点发现无法与第一存活消息中的存活节点通信，即要启动对该存活节点的诊断时，可以先通过查询该存活消息表来直接确定该存活节点与该节点之间的链路故障，而不需要广播自身的存活消息。而在该节点没有接收过第一存活消息时，再广播第二存活消息，因此节省了信令开销。

通过本实施例的故障诊断方法，在广播第二存活消息前判断被怀疑节点是否启动针对所述节点的诊断，在已经启动的情况下，不需要广播第二存活消息，直接诊断所述节点与所述怀疑节点之间的故障为链路故障，因此节省了故障诊断的开销。

实施例4

本发明实施例4还提供了一种网络中的节点，由于该节点解决问题的原理与实施例1的方法类似，因此，其具体的实施可以参照实施例1的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。

图4是该节点的构成示意图之一，该节点对应发起诊断对根节点，请参照图4，节点400包括：

第一广播单元401，其用于广播第一存活消息，该第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，该存活节点为该节点；

第一诊断单元402，其用于在第一预定时间内没有接收到该被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对该被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，该第二存活消息包含以该被怀疑节点作为存活节点，以该节点作为被怀疑节点的信息。

在本实施例中，该节点还可以包括：检测单元(图中未示出)，其用于检测故障。

由上述实施例可知，在该检测单元检测出该节点无法与其某个邻居节点通信时，先基于第一计时器对链路故障进行判断，不立即启动基于诊断树的故障诊断，因此，可以降低故障诊断的开销；另外，在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，该节点才建立诊断树进行故障诊断，这样能够准确的区分链路故障和节点故障，提高故障诊断准确性。

在本实施例中，该第一预定时间和第二预定时间可通过使用第一计时单元和第二计时单元实现计时。这样，节点400还可包括第一计时单元、第二计时单元和启动单元(图中未示出)，该启动单元用于在第一广播单元401广播该第一存活消息后，启动该第一计时单元和第二计时单元。该第一计时单元和第二计时单元可使用第一定时器T1和第二定时器T2来实现。

在本实施例中，节点400还可以包括:

第二诊断单元403，其用于在第一预定时间内接收到该被怀疑节点广播的第二存活消息时，诊断该节点与该被怀疑节点之间的故障为链路故障。

在本实施例中，该节点还可以包括：

处理单元(图中未示出)，其用于中止该第一计时单元和第二计时单元。其中，该处理单元可以在第二诊断单元403确定与该被怀疑节点之间链路故障之前或之后执行。

在本实施例中，节点400还可以包括:

第一上报单元404，其用于在第三预定时间内没有上报过该节点与该被怀疑节点之间链路故障时，上报该节点与该被怀疑节点之间链路故障。

在本实施例中，该第二预定时间大于该第一预定时间。由此可以在第一预定时间结束后留出一定时间用于等待链路自动恢复，同时可以尽量节省由于建立诊断树而带来的过多开销。在本实施例中，该第一和第二存活消息所包含的信息如实施例1所示，此处不再重复。

其中，第二诊断单元403、第一上报单元404可以根据实施需要设定为可选部件，本实施例并不以此作为限制。

图5是本发明实施例的节点构成示意图之二，如图5所示，节点500可以包括：中央处理器(CPU)520和存储器510；存储器510耦合到中央处理器520。其中存储器510可存储各种数据，如第一预定时间和第二预定时间、存活列表等；此外还存储故障诊断的程序，并且在中央处理器520的控制下执行该程序，并存储存活消息等。

在一个实施方式中，故障诊断的功能可以被集成到中央处理器520中。其中，中央处理器520可以被配置为：广播第一存活消息，该第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，该存活节点为该节点；如果在第一预定时间内没有接收到该被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后该节点与该被怀疑节点之间的链路仍未恢复，则建立针对该被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，该第二存活消息包含以该被怀疑节点作为存活节点，以该节点作为被怀疑节点的信息。

在一个实施方式中，中央处理器520可以被配置为：如果在第一预定时间内接收到该被怀疑节点广播的第二存活消息，则诊断该节点与该被怀疑节点之间的故障为链路故障。

在一个实施方式中，中央处理器520可以被配置为：在第三预定时间内没有上报过该节点与该被怀疑节点之间的故障的诊断结果时，上报该诊断结果。

在一个实施方式中，节点500还可包括第一定时器和第二定时器，中央处理器520可以被配置为：在发送该第一存活消息后，启动第一定时器530和第二定时器540；在接收该第二存活消息后，中止第一定时器和第二定时器。

其中，该第二预定时间大于该第一预定时间。

在另一个实施方式中，也可以将上述故障诊断功能配置在与中央处理器520连接的芯片上，通过中央处理器520的控制来实现故障诊断功能。

在本实施例中，节点500还可以包括：传感器501，其用于检测该节点与其邻居节点是否正常通信，其中，在传感器501检测到该节点无法与某个邻居节点正常通信时，通知中央处理器520执行上述处理。

此外，如图5所示，节点500还可以包括：收发器504和电源模块505等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，节点500也并不是必须要包括图5中所示的所有部件；此外，节点500还可以包括图5中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的节点，以基于被动侦听的方法对链路故障进行筛选，当该方法无法准确判定链路故障时，再启动基于诊断树的方法进一步准确诊断，因此能够在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。

实施例5

本发明实施例5还提供了一种网络中的节点，由于该节点解决问题的原理与实施例2的方法类似，因此，其具体的实施可以参照实施例2的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。

图6是该节点的构成示意图之一，该节点对应接收到诊断消息的中间节点，请参照图6，节点600包括：

第一接收单元601，其用于接收诊断消息；

第一判断单元602，其用于判断第一接收单元601接收到的该诊断消息是存活消息或建树消息；

第一处理单元603，其用于在第一判断单元602的判断结果为第一接收单元601接收到的诊断消息是存活消息且该存活消息中的被怀疑节点是该节点的邻居节点时，单播转发该存活消息；

第二处理单元604，其用于在第一判断单元602的判断结果为第一接收单元601接收到的所述诊断消息是建树消息时，加入诊断树。

在本实施例中，该节点还可以包括：

第二广播单元605，其用于在第一判断单元602判断结果602为第一接收单元601接收到的该诊断消息是建树消息时，广播该建树消息。

在本实施例中，第二广播单元605可以根据实际需要设置为可选单元，本实施例并不以此作为限制。

图7是本发明实施例的节点构成示意图之二，如图7所示，节点700可以包括：中央处理器(CPU)720和存储器710；存储器710耦合到中央处理器720。其中该存储器710可存储各种数据；此外还存储故障诊断的程序，并且在中央处理器720的控制下执行该程序，并存储存活消息或建树消息等。

在一个实施方式中，故障诊断的功能可以被集成到中央处理器720中。其中，中央处理器720可以被配置为：判断其接收到的诊断消息是存活消息或建树消息；在接收到的诊断消息是存活消息且该存活消息中的被怀疑节点是该节点的邻居节点时，单播转发该存活消息；在接收到的诊断消息是建树消息时，加入诊断树。

在一个实施方式中，中央处理器720可以被配置为：在接收到的诊断消息是建树消息时，广播该建树消息。

在另一个实施方式中，也可以将上述故障诊断功能配置在与中央处理器720连接的芯片上，通过中央处理器720的控制来实现故障诊断功能。

此外，如图7所示，节点700还可以包括：传感器701、收发器704和电源模块705等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，节点700也并不是必须要包括图7中所示的所有部件；此外，节点700还可以包括图7中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的中间节点，通过判断诊断消息时存活消息还是建树消息，以便根节点基于被动侦听的方法对链路故障进行筛选，当该方法无法准确判定链路故障时，再启动基于诊断树的方法进一步准确诊断，因此能够在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。

实施例6

本发明实施例6还提供了一种网络中的节点，由于该节点解决问题的原理与实施例3的方法类似，因此，其具体的实施可以参照实施例3的方法的实施，内容相同之处不再重复说明。

图8是该节点的构成示意图之一，该节点对应被怀疑节点，请参照图8，节点800包括：

第二接收单元801，其用于接收其它节点发送的第一存活消息；

第三诊断单元802，其用于在第二接收单元801接收到该第一存活消息，且该节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，则在该节点已经启动针对所述第一存活消息所包含的存活节点诊断且不超过第三预定时间的情况下，诊断所述第一存活消息所包含的存活节点与所述节点之间的故障为链路故障。

在本实施例中，该第三预定时间和第二预定时间可通过使用第三计时单元实现计时。这样，节点800还可包括第三计时单元、第二启动单元和中止单元(图中未示出)，该第二启动单元用于在节点启动针对所述第一存活消息所包含的存活节点诊断时，启动该第三计时单元。该第三计时单元可使用第三定时器T3来实现；该中止单元用于在第三诊断单元802做出诊断之后，中止该第三计时单元。

在本实施例中，该节点还可以包括：

第三广播单元803，其用于在该节点没有启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断的情况下，广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点作为存活节点，以该第一存活消息中的存活节点作为被怀疑节点的信息。

在本实施例中，该节点还包括：

第一存储单元804，其用于在该节点没有启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断的情况下，将该第一存活消息存储到存活消息表中。

在本实施例的一种实施方式中，例如节点已经接收过第一存活消息并存储在存活消息表中，则在该节点发现无法与第一存活消息中的存活节点通信，即要启动对该存活节点的诊断时，该节点还可以包括：

第二判断单元805，其用于在该节点发现无法与第一存活消息中的存活节点通信时，判断该存活消息表中是否包含该第一存活消息；

第四诊断单元806，其用于在第二判断单元805的判断结果为是时，诊断该第一存活消息所包含的存活节点与该节点之间的故障为链路故障。

在本实施例中，在第二判断单元805的判断结果为否时，该节点还可以包括：

第四广播单元807，其用于广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点为存活节点，该第一存活消息中的存活节点为被怀疑节点的信息。

由上述实施方式可知，节点可以先通过查询自身存活消息表来判断是否接收过该存活节点发送的第一存活消息，在判断结果为是时，直接确定该存活节点与该节点之间的链路故障，而不需要广播自身的第二存活消息，因此节省了信令开销。

在本实施例中，第三广播单元803、第一存储单元804、第二判断单元805、第四诊断单元806、第四广播单元807可以根据实际需要设置为可选单元，本实施例并不以此作为限制。

图9是本发明实施例的节点构成示意图之二，如图9所示，节点900可以包括：中央处理器(CPU)920和存储器910；存储器910耦合到中央处理器920。其中该存储器910可存储各种数据；此外还存储故障诊断的程序，并且在中央处理器920的控制下执行该程序，并存储存活消息等。

在一个实施方式中，故障诊断的功能可以被集成到中央处理器920中。其中，中央处理器920可以被配置为：节点接收到其它节点发送的第一存活消息，且该节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，则在该节点已经启动针对该第一存活消息所包含的存活节点诊断且不超过第三预定时间的情况下，诊断该第一存活消息所包含的存活节点与该节点之间的故障为链路故障。

在一个实施方式中，节点900还可包括第三定时器930，中央处理器920可以被配置为：在节点启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断时，启动该第三定时器；在该节点做出诊断之后，中止第三定时器。

在一个实施方式中，中央处理器920还可以被配置为：在该节点没有启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断的情况下，广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点作为存活节点，以该第一存活消息中的存活节点作为被怀疑节点的信息。

在一个实施方式中，中央处理器920还可以被配置为：在该节点没有启动针对该第一存活消息所包含的存活节点的诊断的情况下，将该第一存活消息存储到存活消息表中。

在本实施例中，例如节点已经接收过第一存活消息并存储在存活消息表中，则在该节点发现无法与第一存活消息中的存活节点通信，即要启动对该存活节点的诊断时，该中央处理器920还可以被配置为：在该节点发现无法与第一存活消息中的存活节点通信时，判断该存活消息表中是否包含该第一存活消息；在判断结果为是时，诊断该第一存活消息所包含的存活节点与该节点之间的故障为链路故障；否则广播第二存活消息，该第二存活消息包含以该节点为存活节点，该第一存活消息中的存活节点为被怀疑节点的信息。

在另一个实施方式中，也可以将上述故障诊断功能配置在与中央处理器920连接的芯片上，通过中央处理器920的控制来实现故障诊断功能。

在本实施例中，节点900还可以包括：传感器901，其用于检测该节点与其邻居节点是否正常通信，其中，在传感器901检测到该节点无法与某个邻居节点正常通信时，通知中央处理器920执行上述处理。

此外，如图9所示，节点900还可以包括：收发器904和电源模块905等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，节点900也并不是必须要包括图9中所示的所有部件；此外，节点900还可以包括图9中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的节点，接收到存活消息的被怀疑节点完成了故障诊断，能够在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。

在本发明实施例中，实施例4～6可以单独实施，也可以通过组合任意一个以上的实施例合并实施，例如实施例4与实施例5组合实施时，该节点既可以作为根节点又可以同时作为中间节点，例如实施例4与实施例6组合实施时，该节点既可以作为根节点又可以同时作为被怀疑节点，例如组合实施例4、5和6时，该节点可以同时作为根节点、中间节点或被怀疑节点。

实施例7

本发明实施例7还提供一种多跳系统，该系统包括：第一节点，所述第一节点用于广播第一存活消息，所述第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，所述存活节点为所述第一节点；在第一预定时间内没有接收到所述被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后所述第一节点与所述被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对所述被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，所述第二存活消息包含以所述被怀疑节点作为存活节点，以所述第一节点作为被怀疑节点的信息。

在本实施例中，所述网络还可以包括第二节点，所述第二节点用于接收诊断消息；并判断接收到的所述诊断消息是存活消息或建树消息；在接收到的所述诊断消息是所述第一存活消息时，单播转发所述第一存活消息；在接收到的所述诊断消息是建树消息时，所述第二节点加入诊断树。

在本实施例中，其中，所述网络还包括第三节点，所述第三节点是所述第二节点的邻居节点；所述第三节点接收到所述第二节点转发的所述第一存活消息，且所述第三节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，且所述第三节点已经启动针对所述第一节点的诊断且不超过第三预定时间的情况下，诊断所述第一节点与所述第三节点之间的故障为链路故障。

在本实施例中，其中，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。

在本实施例中，第一节点的具体实施方式可参考实施例5中的节点，第二节点的具体实施方式可参考实施例6中的节点，第三节点的具体实施方式可参考实施例7中的节点，其内容被合并于此，在此不再赘述。其中，该多跳网络可以包括至少一个第一节点，至少一个第二节点和至少一个第三节点。

图10是本发明实施例的多跳网络的构成示意图，如图10所示，节点A是该第一节点、节点B是该第三节点、节点C、D、E是该第二节点，其中，节点A发现与节点B不能通信，即怀疑与节点B发生故障，即节点A作为根节点发起诊断过程，节点B作为被怀疑节点，节点C、D根据节点A发来的诊断消息执行相应的诊断操作，节点E根据节点D转发的诊断消息执行相应的诊断操作，其中节点C、E是节点B的邻居节点，节点D不是节点B的邻居节点，其中节点C、D、E为树节点，以下针对图10对本实施例的故障诊断方法进行说明。

在节点A侧：

图11是本实施例中节点A侧的故障诊断方法流程图，如图11所示，该方法包括：

步骤1101，节点A怀疑与节点B发生故障，向其邻居节点发送存活消息；

其中，节点A怀疑节点B故障，且在节点B已经启动了针对节点A的诊断时，节点A直接诊断A和B之间的故障为链路故障，否则向其邻居节点发送存活消息。

步骤1102，节点A设定并开启疑似链路故障定时器T1和疑似节点故障定时器T2，其中T2>T1；

步骤1103，判断在T1结束前，节点A是否接收到来自节点B的存活消息，在判断结果为是的情况下执行步骤1104、1107，否则执行步骤1105～1107；

步骤1104，终止定时器T1和T2，并确定节点A和节点B之间链路故障；

步骤1105，在T2结束时，向其邻居节点B、C、D广播建树消息，建立诊断树；

步骤1106，接收到来自邻居节点上报的诊断消息，对其进行融合后得出诊断结果，在至少有一个邻居节点表明与节点B间链路正常时，诊断A和B之间的故障为链路故障，否则诊断为节点B故障。

步骤1107，在没有上报过上述诊断结果时，向网关节点上报所述诊断结果。

在节点C、D、E侧

图12是本实施例中节点C、D、E侧的故障诊断方法流程图，如图12所示，该方法包括：

步骤1201，节点C、D、E接收到诊断消息；

步骤1202，判断该诊断消息是存活消息还是建树消息，在判断结果为存活消息时，执行步骤1203～1204，否则执行步骤1205～1207；

在该步骤中，节点C和D是直接接收节点A广播的诊断消息，节点E是接收经过节点D转发的诊断消息。

步骤1203，节点C、D、E判断存活消息中的被怀疑节点B是否是自身的邻居节点，在判断结果为是时，执行步骤1204，否则结束操作；

在该步骤中，节点C和E判断节点B是自身的邻居节点，则继续执行步骤1204,节点D判断节点B不是自身的邻居节点，则结束操作。

步骤1204，节点C或节点E向节点B单播转发该存活消息；

步骤1205，节点C、D、E加入诊断树，记录包含在建树消息中的根节点A、被怀疑节点B和诊断树父节点信息D；

步骤1206，节点C、D、E广播转发该建树消息；

步骤1207，分别向诊断树父节点或根节点发送与被怀疑节点B间的状态。

在节点B侧

图13是本实施例中节点B侧的故障诊断方法流程图，如图13所示，该方法包括：

步骤1301，节点B接收到节点C单播转发的存活消息，该存活消息以节点A为存活节点，节点B为被怀疑节点；

步骤1302，节点B判断自身是否启动了对节点A的故障诊断，在判断结果为是时执行步骤1305，否则执行步骤1303～1304；

步骤1303，将该存活消息存储至节点B本地的存活消息表中；

在该步骤中，如果节点B之后启动针对节点A的诊断时，可以通过查询存活消息表中是否存储过该存活消息，如果存在则可以直接执行步骤1305。

步骤1304，广播以节点B为存活节点、以节点A为被怀疑节点的存活消息，并结束操作；

步骤1305，在节点B已经启动诊断节点A的诊断，且没有超过第三预定时间的情况下，确定节点B和节点A之间链路故障，在没有上报过上述诊断结果时，向网关节点上报所述诊断结果。

在本实施例中，节点A侧的实施方式可参照实施例1，节点C、D、E侧的实施方式可参照实施例2，节点B侧的实施方式可参考实施例3，此处不再重复。

通过本实施例的故障诊断方法，以基于被动侦听的方法对链路故障进行筛选，当该方法无法准确判定链路故障时，再启动基于诊断树的方法进一步准确诊断，因此能够在保障故障诊断准确性的前提下尽可能降低诊断开销。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在节点中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述节点中执行如上面实施例1或实施例2或实施例3或实施例4所述的故障诊断方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在节点中执行上面实施例1或实施例2或实施例3或实施例4所述的故障诊断方法。

以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可以用本领域共知的下列技术中的任一项或者他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

关于包括以上多个实施例的实施方式，还公开下述的附记。

附记1、一种节点，其中，所述节点包括：

第一广播单元，所述第一广播单元用于广播第一存活消息，所述第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，所述存活节点为所述节点；

第一诊断单元，所述第一诊断单元用于在第一预定时间内没有接收到所述被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后所述节点与所述被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对所述被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，所述第二存活消息包含以所述被怀疑节点作为存活节点，以所述节点作为被怀疑节点的信息。

附记2、根据附记1所述的节点，其中，所述节点还包括：

第二诊断单元，所述第二诊断单元用于在第一预定时间内接收到所述被怀疑节点广播的第二存活消息时，诊断所述节点与所述被怀疑节点之间的故障为链路故障。

附记3、根据附记1或2中任意一项所述的节点，其中，所述节点还包括：

第一上报单元，所述第一上报单元用于在第三预定时间内没有上报过所述节点与所述被怀疑节点之间的故障的诊断结果时，上报所述诊断结果。

附记4、根据附记1所述的节点，其中，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。

附记5、一种节点，其中，所述节点包括：

第一接收单元，所述第一接收单元用于接收诊断消息；

第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是存活消息或建树消息；

第一处理单元，所述第一处理单元用于在所述第一判断单元的判断结果为所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是存活消息且所述存活消息中的被怀疑节点是所述节点的邻居节点时，单播转发所述存活消息；

第二处理单元，所述第二处理单元用于在所述第一判断单元的判断结果为所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是建树消息时，加入诊断树。

附记6、根据附记5所述的节点，其中，所述节点还包括：

第二广播单元，所述第二广播单元用于在所述第一判断单元判断结果为所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是建树消息时，广播所述建树消息。

附记7、一种多跳网络，所述网络包括：第一节点，所述第一节点用于广播第一存活消息，所述第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，所述存活节点为所述第一节点；在第一预定时间内没有接收到所述被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后所述第一节点与所述被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对所述被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，所述第二存活消息包含以所述被怀疑节点作为存活节点，以所述第一节点作为被怀疑节点的信息。

附记8、根据附记7所述的网络，其中，所述网络还包括第二节点，

所述第二节点用于接收诊断消息；并判断接收到的所述诊断消息是存活消息或建树消息；在接收到的所述诊断消息是所述第一存活消息时，单播转发所述第一存活消息；在接收到的所述诊断消息是建树消息时，所述第二节点加入诊断树。

附记9、根据附记8所述的网络，其中，所述网络还包括第三节点，所述第三节点是所述第二节点的邻居节点；

所述第三节点接收到所述第二节点转发的所述第一存活消息，且所述第三节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，且所述第三节点已经启动针对所述第一节点的诊断且不超过第三预定时间的情况下，诊断所述第一节点与所述第三节点之间的故障为链路故障。

附记10、根据附记7所述的网络，其中，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。

附记11、一种故障诊断方法，其中，所述方法包括：

节点广播第一存活消息，所述第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，所述存活节点为所述节点；

如果在第一预定时间内没有接收到所述被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后所述节点与所述被怀疑节点之间的链路仍未恢复，则所述节点建立针对所述被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，所述第二存活消息包含以所述被怀疑节点作为存活节点，以所述节点作为被怀疑节点的信息。

附记12、根据附记11所述的方法，其中，所述方法还包括：

如果在第一预定时间内接收到所述被怀疑节点广播的第二存活消息，则诊断所述节点与所述被怀疑节点之间的故障为链路故障。

附记13、根据附记11所述的方法，其中，在广播所述第一存活消息前，所述方法还包括：

在所述被怀疑节点已经启动了针对所述节点的诊断时，诊断为所述节点与所述怀疑节点之间的故障为链路故障；在所述被怀疑节点没有启动针对所述节点的诊断时，广播所述第一存活消息。

附记14、根据附记11至13中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

在第三预定时间内没有上报过所述节点与所述被怀疑节点之间的故障的诊断结果时，上报所述诊断结果。

附记15、根据附记11中任意一项所述的方法，其中，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。

附记16、一种故障诊断方法，其中，所述方法包括：

节点判断其接收到的诊断消息是存活消息或建树消息；

在节点接收到的诊断消息是存活消息且所述存活消息中的被怀疑节点是所述节点的邻居节点时，所述节点单播转发所述存活消息；

在节点接收到的诊断消息是建树消息时，加入诊断树。

附记17、根据附记16所述的方法，在节点接收到的诊断消息是建树消息时，所述方法还包括：广播所述建树消息。

Claims (10)

1.一种节点，其中，所述节点包括：

第一广播单元，所述第一广播单元用于广播第一存活消息，所述第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，所述存活节点为所述节点；

第一诊断单元，所述第一诊断单元用于在第一预定时间内没有接收到所述被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后所述节点与所述被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对所述被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，所述第二存活消息包含以所述被怀疑节点作为存活节点，以所述节点作为被怀疑节点的信息。

2.根据权利要求1所述的节点，其中，所述节点还包括：

第二诊断单元，所述第二诊断单元用于在第一预定时间内接收到所述被怀疑节点广播的第二存活消息时，诊断所述节点与所述被怀疑节点之间的故障为链路故障。

3.根据权利要求1或2所述的节点，其中，所述节点还包括：

第一上报单元，所述第一上报单元用于在第三预定时间内没有上报过所述节点与所述被怀疑节点之间的故障的诊断结果时，上报所述诊断结果。

4.根据权利要求1所述的节点，其中，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。

5.一种节点，其中，所述节点包括：

第一接收单元，所述第一接收单元用于接收诊断消息；

第一判断单元，所述第一判断单元用于判断所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是存活消息或建树消息；

第一处理单元，所述第一处理单元用于在所述第一判断单元的判断结果为所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是存活消息且所述存活消息中的被怀疑节点是所述节点的邻居节点时，单播转发所述存活消息；

第二处理单元，所述第二处理单元用于在所述第一判断单元的判断结果为所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是建树消息时，加入诊断树。

6.根据权利要求5所述的节点，其中，所述节点还包括：

第二广播单元，所述第二广播单元用于在所述第一判断单元判断结果为所述第一接收单元接收到的所述诊断消息是建树消息时，广播所述建树消息。

7.一种多跳网络，所述网络包括：第一节点，所述第一节点用于广播第一存活消息，所述第一存活消息包含存活节点和被怀疑节点的信息，所述存活节点为所述第一节点；在第一预定时间内没有接收到所述被怀疑节点的第二存活消息且在经过第二预定时间后所述第一节点与所述被怀疑节点之间的链路仍未恢复时，建立针对所述被怀疑节点的诊断树，以进一步诊断故障原因，其中，所述第二存活消息包含以所述被怀疑节点作为存活节点，以所述第一节点作为被怀疑节点的信息。

8.根据权利要求7所述的网络，其中，所述网络还包括第二节点，

所述第二节点用于接收诊断消息；并判断接收到的所述诊断消息是存活消息或建树消息；在接收到的所述诊断消息是所述第一存活消息时，单播转发所述第一存活消息；在接收到的所述诊断消息是建树消息时，所述第二节点加入诊断树。

9.根据权利要求8所述的网络，其中，所述网络还包括第三节点，所述第三节点是所述第二节点的邻居节点；

所述第三节点接收到所述第二节点转发的所述第一存活消息，且所述第三节点是该第一存活消息中的被怀疑节点，且所述第三节点已经启动针对所述第一节点的诊断且不超过第三预定时间的情况下，诊断所述第一节点与所述第三节点之间的故障为链路故障。

10.根据权利要求7所述的网络，其中，所述第二预定时间大于所述第一预定时间。