CN105162852A - 多出口异构无线网络分布式资源共享方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多出口异构无线网络分布式资源共享方法，主要解决现有技术构建成本高、无法有效利用终端资源的问题。其实现步骤是：1，网内节点新建和维护本节点资源表，网关节点新建和维护网关资源表；2，网内节点发起资源请求；3，网关节点解析请求并在网关资源表中匹配资源，向外网请求匹配失败的资源块，向请求节点反馈匹配成功的资源块信息；4，请求节点根据收到的反馈信息重新定向请求至网内；5，网内节点将资源分布式传输给请求节点；6，请求节点保存传回的资源，更新本节点资源表，并对缺失的资源块重新发起请求。本发明可充分利用终端资源，同时无需额外费用，能满足用户快速共享资源、节省上网流量的需求。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种资源共享方法，可用于多出口异构无线网络。
背景技术
随着智能移动终端的快速发展以及移动通信速度的加快，节省上网费用与共享终端资源成为用户的迫切需求。
目前，用户的智能终端上都保存着较多的数据资源，如：音频、视频及缓存的网页等，而能够支持用户共享资源的方式主要有：网站论坛的资源发布平台、架设缓存服务器缓存源服务器资源这两种方式，其中：
网站论坛的资源发布平台，为用户提供了一个网络空间，通过这个空间用户可以主动地上传和下载自己感兴趣的资源。但这种方式下资源须由用户手动去上传，过程较为繁琐，同时用户维护这样一个论坛平台账号的学习成本也较高，因此会造成用户积极性不高、资源数量不足、平台难以维护；而且即使同一资源已经存在于附近其他终端中时，资源请求终端仍然需要通过外网访问资源平台去获取，从而造成了不必要的流量、资源浪费与资源获取速率的损失。
架设缓存服务器缓存源服务器资源，是在网络中不同地理位置处架设多个服务器缓存资源文件，终端通过主服务器进行资源查找从而定位资源，然后选择较近的多个服务器同时获取资源。这种架设缓存服务器的方式，虽然可以提高用户的资源获取速度，但是成本较高，将会花费较多的服务器架设与维护的费用，使得架设服务器的网络场景会受到诸多的限制。
除了上述资源共享方式的局限性，现有的网络用户通过无线环境获取资源的过程也存在一些不便之处。在无线访问外部网络的方式中，蜂窝网络覆盖范围较为广泛，而且最新的高速率蜂窝网络，例如第四代移动通信技术4G，其蜂窝流量的费用比较昂贵，如果用户正在使用蜂窝网络访问外网，那么将会消耗较多的蜂窝流量及费用；另外，虽然4G已经推出，但由于终端、上网费用以及4G基站覆盖率低的原因，大部分用户仍在使用2G或3G服务，这样，当资源的上传与下载需要通过外网进行时，其上传、下载的速度仍然会受到很大程度的限制。此外，由于欠费等原因被运营商限制外部网络访问权限，或者部分地区某一运营商的服务没有覆盖到等而造成的无法正常访问外网的状况也时有发生。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种多出口异构无线网络分布式资源共享方法，以满足用户共享资源、提升下载速度和节省上网流量的需求。
本发明的技术方案是这样实现的：
一.技术术语
多出口异构无线网络：是指无线自组网Adhoc网和无线蜂窝网的融合网络，该网络逻辑上包含网内节点NA与网关节点NB，所有节点均具有使用AdHoc端口进行内网通信的能力，只有网关节点NB具有使用蜂窝端口访问外网的能力；网络中网关节点NB与网内节点NA能相互转化，即在外网通信端口被禁用时，将网关节点NB转化为网内节点NA，在开启外网通信端口时，将网内节点NA转化为网关节点NB；
内网：是指由多出口异构无线网络中的各类终端节点通过Adhoc端口组成的网络；
外网：是指由多出口异构无线网络中的网关节点通过蜂窝端口能访问到的外部网络；
节点：是指具有资源缓存、资源查找、请求重定向及资源协同发布功能的终端设备；
本地：是指终端节点用来存储资源的硬件存储设备；
资源：是指既存在于外网，又同时以分块的形式部分或完整的被内网的多个节点缓存的音频、视频、文本这些在本地存储的任意文件。
二.实现步骤
(1)多出口异构无线网络网内节点NA根据自己已有资源新建或更新本节点资源表TA，网关节点NB根据所有网内节点NA的本节点资源表TA新建或更新网关节点资源表TB；
(2)多出口异构无线网络网内节点NA向外网发起资源块请求，若资源请求超时，则退出；否则执行(3)；
(3)网关节点NB截获这一资源请求包，解析后得到请求的资源标识与请求的资源块号；网关节点NB在网关节点资源表TB中进行资源标识查找和资源块匹配：若内网包含全部被请求的资源块，则执行步骤(4)；对于网关资源表TB中无资源标识匹配的情况，由网关节点NB将收到的资源请求包发向外网，请求资源，并转至步骤(7)；对于网关资源表TB中只包含部分被请求的资源块的情况，由网关节点将资源请求包中的资源块号修改后发向外网，并执行步骤(4)；
(4)网关节点NB从匹配的资源标识所对应的网关节点资源表TB条目中，获取拥有该资源的网内节点NA的标识，构造资源索引信息，并将其反馈给资源请求节点；
(5)资源请求节点根据资源索引信息重构资源请求包，并将其群发至对应的网内节点NA；
(6)多出口异构无线网络网内节点NA收到资源请求包后，对请求包进行解析，获取资源标识，并在本节点资源表TA中进行查找，然后根据查找到的资源路径在其本地进行资源匹配，若匹配成功，则将匹配到的资源协同其他网内节点NA以基本单元块的形式发送至请求资源的结点；若匹配失败，则更新本节点资源表TA，即删除对应项；
(7)资源请求节点收到从外网或内网多个节点分布式回送的资源块后，将资源块按基本单元块顺序写入本地并在本节点资源表TA中添加新的记录该资源信息的条目或更新已有的资源条目；
(8)资源回送结束后，请求节点检查请求区块是否都已到位，若发现部分区块缺失，则针对获取失败的资源区块，返回执行(2)。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明利用本节点资源表TA与网关节点资源表TB记录资源信息，优先在多出口异构无线网络的内部节点中查找资源，当内网存在被请求的资源块时，请求节点可以不访问外网，而通过内网获取该资源块，从而节省了用户的上网流量及费用；
2、本发明的终端节点具备资源查找、请求重定向以及资源协同发布的功能，查找到的资源可以按基本单元块的形式分布式多点协同传输，从而加快了资源的下载速度；
3、本发明中网络的构建不需要额外的服务器等其他设备，也不需要搭建资源共享平台，而且资源共享的整个过程对用户完全透明，因此具有成本低廉，操作简易的优点。
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明使用的网络场景示意图；
图2为本发明的实现流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明使用的多出口异构无线网络的网络，包含两种通信链路：无线自组网Adhoc网链路与无线蜂窝网链路。该异构网络的网内节点NA通过其网关节点NB的蜂窝端口访问外部蜂窝网或者通过Adhoc端口与其他节点相互通信。因此，当请求资源存在于其他内部终端时，便可以从内网终端中获取而无需经过外网，从而节省了上网流量，同时加快了资源访问速度。由于多出口异构无线网络的特性，网络中的节点并无本质区别，通过控制蜂窝端口的开启与关闭，网内节点NA与网关节点NB可以相互转化，此外，新的终端节点任意时刻加入网络便可共享自己与其他节点的资源。
参照图2，本发明的实现步骤如下：
步骤1：构造资源表格
1a)多出口异构无线网络网内节点NA根据自己已有资源新建或更新本节点资源表TA，如表1所示。
表1中包括四个项目，标号记录当前本节点存在的资源序号即表格条目序号；资源标识表示资源的唯一标识，可以是唯一资源标识符URL或者其他表征资源名称、类型、大小等特征的唯一标识，不同资源的资源标识不同；基本单元块包括但不限于字节块、页块、分区块，其记录本节点当前资源所包含的基本单元块，当多个节点资源匹配时，资源按照基本单元块向请求节点传输；资源本地地址记录当前条目对应的资源保存在本终端中的绝对路径。此外，本节点资源表TA应定期进行维护，检测资源表记录的本地资源是否发生了丢失，以保证资源表信息与资源的同步。
表1本节点资源表格TA
| 标号 | 资源标识 | 基本单元块号 | 资源本地地址 |
| 1 | C | 11110000000 | .../picture/... |
| 2 | F | 010011011110010 | .../movie/... |
| ... | ... | ... | ... |
1b)网关节点NB根据所有网内节点NA的本节点资源表TA新建或更新网关节点资源表TB，如表2所示。
表2中包括四个项目，其中，标号、资源标识、基本单元块号与本节点资源表TA对应项相同；不同的是，此处基本单元块号记录了该资源在全网范围内的存在情况，是所有拥有该资源的节点所拥有的资源块的并集；拥有的节点项目记录了网内包含该资源的任意多资源块的节点信息。此外，网关资源表TB应随路由广播周期性地在网内交互更新，以保证网关节点NB记录的网内资源信息与各网内节点NA维护的各自的资源信息保持同步。
表2网关节点资源表TB
| 序号 | 资源标识 | 基本单元块号 | 拥有的节点 |
| 1 | A | 10000110111 | 2,5 |
| 2 | C | 11111100011 | 3 |
| 3 | M | 11111111111111 | 10,16,25 |
| ... | ... | ... | ... |
步骤2：发起资源请求
多出口异构无线网络网内节点NA发起一个资源请求，并将请求资源的唯一标识和请求链接打包在请求包中，并将请求包发往外部蜂窝网络，若资源请求超时，表明外网及内网中均不存在该资源，退出执行流程；否则，执行步骤3。
步骤3：网关节点NB进行资源匹配
3a)网关节点NB截获这一资源请求包，解析请求包获取请求的资源标识，并在网关节点资源表TB中查找是否存在匹配的资源标识，若匹配失败，则将收到的资源请求包发送到蜂窝网，向外网请求资源，并转步骤6；若匹配成功，表明内网存在被请求的资源，执行3b)；
3b)进一步对请求的具体资源块进行匹配
匹配方式可以采用二进制序列按位匹配方法：根据该资源的总大小与预设的分块大小计算分块总数，作为资源序列的总长度，序列的每一位为二进制数0或1，对于请求块序列，某一资源块值为1代表请求该资源块，为0代表不请求该资源块；对于拥有块序列，某一资源块值为1代表拥有该资源块，为0代表缺少该资源块。请求块序列和拥有块序列按位进行比对，可得出资源块匹配结果。
步骤4：网关节点NB反馈资源块匹配结果
4a)网关节点资源表TB中若有资源标识匹配且被请求资源块均被匹配到，则网关节点NB从匹配的资源标识所对应的表格条目中，获取拥有的节点标识，并将该节点标识反馈给资源请求节点；
4b)网关节点资源表TB中若有资源标识匹配但被请求资源块未被完整匹配，说明网内只包含部分被请求资源块，此时网关节点NB同样从匹配的资源标识所对应的表格条目中，获取拥有的节点标识，并将该节点标识反馈给资源请求节点；对于缺失的资源块，依然将请求发往外网，获取余下的资源块。
步骤5：请求重新定向
5a)请求节点收到网关节点NB反馈的资源块索引信息后，按照请求资源块的顺序，在资源索引信息中查找每一资源块对应的网内节点NA，查找结果中如果某一资源块对应一个网内节点NA，则将其作为这一资源块的目的节点，如果某一资源块对应多个网内节点NA，则随机选取其中一个节点作为这一资源块的目的节点；
5b)分别将每一资源块的块号与其对应的目的节点号打包，即将原来的一个外网资源请求包重新构造为多个内网资源请求包，按照各自的目的节点发送出去。
步骤6：网内节点NA查找与发布资源
多出口异构无线网络网内节点NA收到资源请求节点发送的资源请求包后，对请求包解析获取请求资源的标识；
网内节点NA在本节点资源表TA中利用字符串匹配算法进行资源标识匹配，从匹配条目的资源本地地址项所指的路径下获取资源文件，待所有网内节点NA匹配成功后，多个节点按基本单元块号的顺序协同将请求的资源发送给请求的节点，完成分布式资源传输；当无法从匹配成功的路径下获取文件时，说明该条目已经失效，网内节点将该条目从本节点资源表TA中删除。
步骤7：节点保存资源并记录资源信息
多出口异构无线网络内部资源请求节点收到请求的基本单元块资源即内网、外网传回的资源块后，将资源保存在终端的某一路径下，并在本节点资源表格TA中添加新条目：新条目的标号为前一条目标号的下一个整数，并把资源标识、基本单元块号与保存在本地的路径记录在该条目对应项目下。
步骤8：请求重发资源
考虑到无线网络环境的不稳定性造成的丢帧或者节点资源表与本地资源的不同步造成的资源块丢失等问题，请求节点应在资源块获取超时的情况下重新发起针对未传回资源块的请求重发，即针对缺失的资源块重复执行步骤2。
本发明实施例可以充分利用多出口异构无线网络中的资源，对终端设备中的资源进行多次共享。该网络既能够满足用户随时随地快速获取资源的需求，又能够在不需要额外费用的情况下充分利用网内资源，从而节省用户的上网流量及费用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种多出口异构无线网络中的分布式资源共享方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)多出口异构无线网络网内节点NA根据自己已有资源新建或更新本节点资源表TA，网关节点NB根据所有网内节点NA的本节点资源表TA新建或更新网关节点资源表TB；
(2)多出口异构无线网络网内节点NA向外网发起资源块请求，若资源请求超时，则退出；否则执行(3)；
(3)网关节点NB截获这一资源请求包，解析后得到请求的资源标识与请求的资源块号；网关节点NB在网关节点资源表TB中进行资源标识查找和资源块匹配：若内网包含全部被请求的资源块，则执行步骤(4)；对于网关资源表TB中无资源标识匹配的情况，由网关节点NB将收到的资源请求包发向外网，请求资源，并转至步骤(7)；对于网关资源表TB中只包含部分被请求的资源块的情况，由网关节点将资源请求包中的资源块号修改后发向外网，并执行步骤(4)对于网关资源表TB中无资源标识匹配的情况，由网关节点NB将收到的资源请求包发向外网，请求资源，并转至步骤(8)；对于网关资源表TB中只包含部分被请求的资源块的情况，由网关节点将资源请求包中的资源块号修改后发向外网，并执行步骤(5)；
(4)网关节点NB从匹配的资源标识所对应的网关节点资源表TB条目中，获取拥有该资源的网内节点NA的标识，构造资源索引信息，并将其反馈给资源请求节点；
(5)资源请求节点根据资源索引信息重构资源请求包，并将其群发至对应的网内节点NA；
(6)多出口异构无线网络网内节点NA收到资源请求包后，对请求包进行解析，获取资源标识，并在本节点资源表TA中进行查找，然后根据查找到的资源路径在其本地进行资源匹配，若匹配成功，则将匹配到的资源协同其他网内节点NA以基本单元块的形式发送至请求资源的结点；若匹配失败，则更新本节点资源表TA，即删除对应项；
(7)资源请求节点收到从外网或内网多个节点分布式回送的资源块后，将资源块按基本单元块顺序写入本地并在本节点资源表TA中添加新的记录该资源信息的条目或更新已有的资源条目；
(8)资源回送结束后，请求节点检查请求区块是否都已到位，若发现部分区块缺失，则针对获取失败的资源区块，返回执行(2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(1)中的本节点资源表TA，是指记录本节点中所包含资源块的表格，每个表格条目包括条目序号、资源标识、基本单元块号与资源本地存储地址，该本节点资源表格TA在建立后要周期性地进行检测和更新，以防止本地资源与资源表格不同步。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(1)中的网关节点资源表TB，是指本节点作为网关节点NB时，记录无线自组网Adhoc网内部全部资源的表格，每个表格条目包括条目序号、资源标识、基本单元块号与拥有该资源的节点，该网关资源表格TB在建立后要随着路由广播周期性地进行更新，以防止网内资源与资源表格不同步。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(3)中网关节点NB在网关节点资源表TB中进行资源标识查找，是指根据资源名称、资源类型、资源大小等特征通过匹配算法进行查找。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(3)中网关节点NB在网关节点资源表TB中进行资源块匹配，按如下步骤进行：
(3a)网关节点NB根据资源总大小和预设的分块大小计算完整的资源序列；
(3b)网关节点NB从完整的资源序列中选择资源请求节点请求的资源块子序列；
(3c)网关节点资源表TB根据被请求资源的对应条目的资源块信息，从完整的资源序列中选择网关节点NB拥有的资源块子序列；
(3d)将请求块子序列与拥有块子序列按序进行遍历比对：若请求块子序列对应的请求块位置处，拥有块子序列的资源信息标记为正值，则该资源块匹配成功；否则，匹配失败。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(5)中资源请求节点根据资源索引信息重构资源请求包，按如下步骤进行：
(5a)按照请求资源块的顺序，在资源索引信息中查找每一资源块对应的网内节点NA，查找结果中如果某一资源块对应一个网内节点NA，则将其作为这一资源块的目的节点，如果某一资源块对应多个网内节点NA，则随机选取其中一个节点作为这一资源块的目的节点；
(5b)分别将每一资源块的块号与其对应的目的节点号打包，作为资源请求包。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151216 |