CN105611597B - 一种移动自组网的网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动自组网的网络系统，包括前端移动节点、无线基础网络设施和云端路由服务器；云端路由服务器用于根据请求及请求设备的状态信息计算前端节点的路由，并及时通过路由网络通知相应的路由节点进行路由更新。还提供了一种移动自组网的路由方法，用于计算路由信息。本发明采用的路由方法以及网络系统，不占用移动自组网主业务网络流量，故解决了现有的移动自组网路由占用主业务网络资源的问题；同时移动设备无需进行任何复杂的路由计算，集中路由的方式使得整个路由效率更高，其路由效率远高于现有的各移动设备承担的分布式路由的效率。

Description

一种移动自组网的网络系统
技术领域
本发明涉及一种移动自组网络，尤其涉及一种移动自组网的网络系统。
背景技术
现有的移动自组网络是由一群移动的兼具终端及路由功能的设备通过无线链路形成的多跳临时性自治系统。由于节点是可移动的，距离较远的两个节点必须借助其它节点的转发才能进行通信，因此节点之间构成无线多跳链路。通常这种网络中不存在固定的基础设施，如路由器、无线基站等，每个节点都兼有路由器和终端两种功能。作为终端，节点可以运行各种面向用户的应用程序；作为路由器，节点需要为其它节点转发数据包。现有的自组织网络不需要任何中心控制，网络可以自动检测和无缝集成新节点；反过来，当任何节点移出网络时，剩余节点也能自动重配置来适应新场景。
对于大型的自组网络，路由通常是比较复杂的，且由于设备处于移动中，路由的更新是非常频繁的，路由往往会占去很多的网络资源，导致牺牲了原有的应用数据传输效率，使网络传输的有效带宽降低。除此之外设备的自身运算资源也不足以支撑进行先进复杂的路由计算，在复杂网络环境的应用显得路由效率低下。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种移动自组网的网络系统。
本发明提供了一种移动自组网的网络系统，包括前端移动节点、无线基础网络设施和云端路由服务器；
所述前端移动节点用于收集本地设备的状态信息，所述无线基础网络设施用于将前端移动节点和云端路由服务器网络互连形成路由网络，所述云端路由服务器用于根据请求及请求设备的状态信息计算前端节点的路由，并及时通过路由网络通知相应的路由节点进行路由更新。
优选地，所述前端移动节点与无线基础网路设施之间的链路为单跳链路，所述云端路由服务器在网络的另一端接入。
优选地，所述无线基础网络设施采用卫星通信网络或2G或3G或4G通信网络进行无线通讯。
本发明还提供了一种移动自组网的路由方法，包括以下步骤：
步骤一，前端移动节点通过路由网络，向云端路由服务器申请注册；
步骤二，云端路由服务器收到注册请求后，对请求节点的身份进行核实，如果符合网络身份特征，向请求节点发送注册通过信息，并同时向其发送网络分组ID和新的动态分配的网络节点ID；
步骤三，通过步骤二注册后的前端移动节点向云端路由服务器发送请求建立/更新路由信息；
步骤四，云端路由服务器接收到步骤三发送的请求信息后，发送请求应答信息，同时将服务器上前端节点的信息接受位置设为等待信息状态；
步骤五，请求节点收到云端路由服务器应答信息后，将节点信息按协议格式通过路由网络发送至云端路由服务器；
步骤六，云端路由服务器收到步骤五发送的请求节点的信息后，结合已有其它节点信息，进行路由计算，同时该前端节点的信息接受等待状态清零；
步骤七：路由计算得到请求节点到同一网络ID下的其它所有节点ID的路由，即请求节点的路由表，路由服务器按格式下发给请求节点，同时路由服务器将路由发生更新的路由表通过路由维护流程更新给对应的节点；
步骤八：请求节点得到新路由，在本地建立路由链表，开始定期向路由服务器发送心跳协议，节点正式加入自组网网络。
优选地，所述步骤七中的路由维护流程包括主动维护流程和被动维护流程，所述主动维护流程包括以下步骤：
步骤1，路由服务器实时监测前端移动节点心跳包发送是否异常，并判定异常的种类，如判定为节点心跳丢失，则在网络中删除该节点，并重新计算剩余节点的路由，同时对剩余节点进行被动路由维护，本次路由维护结束；如判定的异常种类为心跳指示节点状态已发生临界变化，则路由服务器向该节点发送查询节点状态信息的请求命令；
步骤2，节点收到步骤1发出的查询状态请求命令后，将状态信息发送至路由服务器；
步骤3，路由服务器解析收到的状态信息，并在路由信息池里重新计算网络中的所有节点的路由；
步骤4，路由服务器进行比对，如有更新就对有路由更新的节点进行主动或被动路由维护；如无则结束维护，路由服务器进入心跳侦听模式。
本发明采用的路由方法以及网络系统，一方面由于路由过程采用的是另外一条网络通道，不占用移动自组网主业务网络流量，故解决了现有的移动自组网路由占用主业务网络资源的问题；另一方面所有的路由计算过程由计算能力超强的路由服务器实现，移动设备无需进行任何复杂的路由计算，集中路由的方式使得整个路由效率更高，其路由效率远高于现有的各移动设备承担的分布式路由的效率。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明中路由协议种类框图；
图3为本发明中路由方法中的路由发现流程图；
图4：本路由方法中的路由维护流程图。
具体实施方式
下面结合实施方式及附图对本发明作进一步详细、完整地说明。
如图1-4所示,，本发明提供了一种移动自组网的网络系统，包括前端移动节点、无线基础网络设施和云端路由服务器；
所述前端移动节点用于收集本地设备的状态信息，所述无线基础网络设施用于将前端移动节点和云端路由服务器网络互连形成路由网络，所述云端路由服务器用于根据请求及请求设备的状态信息计算前端节点的路由，并及时通过路由网络通知相应的路由节点进行路由更新。
前端移动节点在路由中所起的作用是收集本地设备的状态信息，这些状态信息包括实时的地理位置信息、自身的自组网络的链路状态信息以及电源功率状况等，它们都是用于路由算法所必须的信息数据。
所述前端移动节点与无线基础网路设施之间的链路为单跳链路，所述云端路由服务器在网络的另一端接入。所述无线基础网络设施采用卫星通信网络或2G或3G或4G通信网络进行无线通讯。
本发明还提供了一种移动自组网的路由方法，包括以下步骤：
步骤一，前端移动节点通过路由网络，向云端路由服务器申请注册；
步骤二，云端路由服务器收到注册请求后，对请求节点的身份进行核实，如果符合网络身份特征，向请求节点发送注册通过信息，并同时向其发送网络分组ID和新的动态分配的网络节点ID；
步骤三，通过步骤二注册后的前端移动节点向云端路由服务器发送请求建立/更新路由信息；
步骤四，云端路由服务器接收到步骤三发送的请求信息后，发送请求应答信息，同时将服务器上前端节点的信息接受位置设为等待信息状态；
步骤五，请求节点收到云端路由服务器应答信息后，将节点信息按协议格式通过路由网络发送至云端路由服务器；
步骤六，云端路由服务器收到步骤五发送的请求节点的信息后，结合已有其它节点信息，进行路由计算，同时该前端节点的信息接受等待状态清零；
步骤七：路由计算得到请求节点到同一网络ID下的其它所有节点ID的路由，即请求节点的路由表，路由服务器按格式下发给请求节点，同时路由服务器将路由发生更新的路由表通过路由维护流程更新给对应的节点；
步骤八：请求节点得到新路由，在本地建立路由链表，开始定期向路由服务器发送心跳协议，节点正式加入自组网网络。
路由维护流程分主动路由维护流程和被动维护流程，主动维护流程是由节点自身发起的路由维护，被动维护流程是由于其他节点触发的某节点路由更新，它是由路由服务器发起的，具有突发性，随意性，如上述的路由发现导致其它节点的路由更新，对其它节点的路由更新即为被动路由维护。
所述步骤七中的路由维护流程包括主动维护流程和被动维护流程，所述主动维护流程包括以下步骤：
步骤1，路由服务器实时监测前端移动节点心跳包发送是否异常，并判定异常的种类，如判定为节点心跳丢失，则在网络中删除该节点，并重新计算剩余节点的路由，同时对剩余节点进行被动路由维护，本次路由维护结束；如判定的异常种类为心跳指示节点状态已发生临界变化，则路由服务器向该节点发送查询节点状态信息的请求命令；
步骤2，节点收到步骤1发出的查询状态请求命令后，将状态信息发送至路由服务器；
步骤3，路由服务器解析收到的状态信息，并在路由信息池里重新计算网络中的所有节点的路由；
步骤4，路由服务器进行比对，如有更新就对有路由更新的节点进行主动或被动路由维护；如无则结束维护，路由服务器进入心跳侦听模式。
移动自组网路由云计算协议
此部分的协议用于在路由网络中进行可靠的路由指令信息交换。共划分为三种类型子协议：①路由指令类子协议
这类协议内容包括节点注册、路由请求应答交互、路由更新命令等协议，用于建立路由网络中前端移动节点与云端路由服务器之间的可靠有效连接。
②路由数据信息类子协议
这类协议内容包括路由数据、节点信息等协议，用于在移动节点与云端路由服务器传送路由计算所需的信息以及云计算后路由结果。
③路由状态类子协议
这类协议内容有前端移动节点监控的路由各种运营状态信息，节点心跳协议等，用于反馈给云端路由服务器对整个网络路由进行评价并及时作出准确调整。
本发明提出采用通用基础网路设施将每个前端的移动节点态信息收集到一台专用的云端路由服务器上，在这台专用云端路由服务器上高速运行着高级路由算法，它将运算的路由结果按照约定的协议及时对应反馈给每台移动设备，每当遇到移动设备的状态信息发生变化或路由出现问题时，移动设备都会向路由服务器提出更新路由请求。因此可以大大提高运算效率，同时节省了移动自组网络内部带宽，不占用资源。
同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。

Claims (3)

1.一种移动自组网的网络系统，其特征在于，其网络系统包括前端移动节点、无线基础网络设施和云端路由服务器；
所述前端移动节点用于收集本地设备的状态信息，所述无线基础网络设施用于将前端移动节点和云端路由服务器网络互连形成路由网络，所述云端路由服务器用于根据请求及请求设备的状态信息计算前端节点的路由，并及时通过路由网络通知相应的路由节点进行路由更新；
网络系统的移动自组网路由方法，包括以下步骤：
步骤一，前端移动节点通过路由网络，向云端路由服务器申请注册；
步骤二，云端路由服务器收到注册请求后，对请求节点的身份进行核实，如果符合网络身份特征，向请求节点发送注册通过信息，并同时向其发送网络分组ID和新的动态分配的网络节点ID；
步骤三，通过步骤二注册后的前端移动节点向云端路由服务器发送请求建立/更新路由信息；
步骤四，云端路由服务器接收到步骤三发送的请求信息后，发送请求应答信息，同时将服务器上前端节点的信息接受位置设为等待信息状态；
步骤五，请求节点收到云端路由服务器应答信息后，将节点信息按协议格式通过路由网络发送至云端路由服务器；
步骤六，云端路由服务器收到步骤五发送的请求节点的信息后，结合已有其它节点信息，进行路由计算，同时该前端节点的信息接受等待状态清零；
步骤七：路由计算得到请求节点到同一网络ID下的其它所有节点ID的路由，即请求节点的路由表，路由服务器按格式下发给请求节点，同时路由服务器将路由发生更新的路由表通过路由维护流程更新给对应的节点；
步骤八：请求节点得到新路由，在本地建立路由链表，开始定期向路由服务器发送心跳协议，节点正式加入自组网网络；
其中，所述步骤七中的路由维护流程包括主动维护流程和被动维护流程，所述主动维护流程包括以下步骤：
步骤1，路由服务器实时监测前端移动节点心跳包发送是否异常，并判定异常的种类，如判定为节点心跳丢失，则在网络中删除该节点，并重新计算剩余节点的路由，同时对剩余节点进行被动路由维护，本次路由维护结束；如判定的异常种类为心跳指示节点状态已发生临界变化，则路由服务器向该节点发送查询节点状态信息的请求命令；
步骤2，节点收到步骤1发出的查询状态请求命令后，将状态信息发送至路由服务器；
步骤3，路由服务器解析收到的状态信息，并在路由信息池里重新计算网络中的所有节点的路由；
步骤4，路由服务器进行比对，如有更新就对有路由更新的节点进行主动或被动路由维护；如无则结束维护，路由服务器进入心跳侦听模式。
2.如权利要求1所述的移动自组网的网络系统，其特征在于，所述前端移动节点与无线基础网路设施之间的链路为单跳链路，所述云端路由服务器在网络的另一端接入。
3.如权利要求1所述的移动自组网的网络系统，其特征在于，所述无线基础网络设施采用卫星通信网络或2G或3G或4G通信网络进行无线通讯。
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