CN106789649B - 一种基于标签的层二多路径快速路由方法 - Google Patents

一种基于标签的层二多路径快速路由方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于标签的层二多路径快速路由方法，包括路由发现和快速路由两个部分，若源节点S需要向目的节点D发送数据，首先查找路由表中是否存在S到D的路由表项，如果S到D的路由表项存在，则进行快速路由过程；如果S到D的路由表项不存在或被清除，则先进行路由发现过程建立路由表项。本发明由层二来负责路由转发功能，从而降低了包头开销；采用基于标签的固定前缀匹配规则，提升了转发效率；路由节点不需要解析路由包头，只需按照标签转发，从而精简了路由包头，降低了包头开销。

Description

一种基于标签的层二多路径快速路由方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是一种多路径快速路由方法。
背景技术
在大规模分布式Ad Hoc网络中，源节点和目的节点往往通过多跳的方式传输数据。由于Ad Hoc网络拓扑的随机性和不规则性，个别节点可能成为传输瓶颈，导致网络负载不均衡，影响网络中传输业务的服务质量。基于此，多路径路由成为Ad Hoc分布式路由的一个重要的研究方向。多路径路由的研究一般可以分为两类：第一种是先验式(表驱动)路由，通过周期性的交互路由信息，全网任何一个节点都维护一张整网的路由表，并基于此全局路由表生成多路径路由。其不足之处在于：路由维护的开销大，路由表查找复杂，转发速度慢。第二种是按需路由，节点在需要传输数据时首先发起路由查找过程，而后将查找到的路径填入数据包的包头域中。其不足之处在于：所有数据包的包头都包含完整的路径信息，开销太大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于标签的层二(开放系统互联参考模型的第二层，数据链路层)多路径快速路由方法，可以降低包头开销，提升转发效率，增加路由协议的灵活性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
1)每个节点维护自身的本地路由表，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数、中间节点ID列表、QoS等级和时延；每一个路由表项都设定了一个生存周期TS,D，如果TS,D超时，则发送节点清除掉该路由表项；所有节点的本地路由表默认初始化为空，序列号为0；
2)若源节点S需要向目的节点D发送数据，查找路由表中是否存在S到D的路由表项，如果S到D的路由表项存在，则进入步骤4)；如果不存在或被清除，则进入步骤3)；
3)进行路由发现，建立路由表项，步骤如下：
3.1)源节点S生成路由发现请求包RDR，在该请求包中包含源节点ID、目的节点ID、中间节点ID列表、QoS等级、序列号、发送时间；其中源节点ID填写为自身ID，目的节点ID填写为数据接收方ID，中间节点ID列表初始化为源节点ID，跳数初始化为0，QoS等级填写为拟发数据包的QoS等级，序列号初始化为上一次本节点到目的节点D路由发现过程的序列号加1的值，上一次本节点到目的节点D路由发现过程序列号的初始值为0；之后，源节点将RDR包广播出去，同时设置路由发现应答请求包RDP等待定时器，定时时长TRDP；
3.2)收到RDR包的节点，首先判断其自身是否是目的节点，如果是则执行步骤3.3)；否则本节点为中间节点，执行下述步骤：
3.2.1)若本地路由表中存在S到D的路由记录，则执行步骤3.2.2)，否则执行步骤3.2.6)；
3.2.2)若该RDR包中的序列号小于本节点记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.3)；
3.2.3)若该RDR包中的序列号大于本节点记录的S到D序列号，则更新S到D序列号，执行步骤3.2.6)，否则执行步骤3.2.4)；
3.2.4)若该RDR包的中间节点ID列表包含自身，则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.5)；
3.2.5)若该RDR包中间节点ID列表的中间节点数量比本地S到D记录的最小中间节点数量超过允许的差值则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.6)；
3.2.6)若该RDR包中间节点ID列表的中间节点数量超过允许中间节点最大值则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.7)；
3.2.7)将本节点ID添加到该RDR包的中间节点ID列表中，RDR包中跳数加1，将RDR包广播，本节点流程结束；
3.3)目的节点接收到RDR包，则执行下述步骤：
3.3.1)若该RDR包中的序列号节点小于本节点记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.3.2)；
3.3.2)若该RDR包中的序列号节点大于本节点记录的S到D序列号，则更新S到D序列号，执行步骤3.3.3)；否则执行步骤3.3.4)；
3.3.3)开启RDR等待定时器，定时时长TRDR；
3.3.4)若该RDR包在TRDR超时后到达，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.3.5)；
3.3.5)若TRDR超时前到达了NRDR个数据包，且这些数据包达到路径选择阈值，则认定TRDR超时，执行步骤3.3.6)；
3.3.6)TRDR超时，关闭TRDR定时器，执行路径选择算法，选定1条或多条路径，并计算所选定路径的时延；
3.4)目的节点生成RDP包，执行下述步骤：
3.4.1)针对S到D的发送数据随机生成一个label ID；
3.4.2)基于选择的一条或多条路径反向发送RDP包，该包中包含源节点ID、目的节点ID、中间节点ID列表、序列号、QoS等级、label ID、路径时延；
3.5)收到RDP包的节点，首先判断其自身是否是源节点，如果是则执行步骤3.6)；否则其为中间节点，执行下述步骤：
3.5.1)若该RDP包中的序列号节点小于自身记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.5.2)；
3.5.2)若该RDP包中的序列号节点大于本节点记录的S到D序列号，则更新S到D序列号，执行步骤3.5.3)；否则执行步骤3.5.4)；
3.5.3)删除本节点路由表中所有的S到D表项，执行步骤3.5.4)；
3.5.4)增加新的S到D路由表项，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数、中间节点ID列表、QoS等级、时延和标签entry，其中entry为label ID，执行步骤3.5.5)；
3.5.5)继续沿着RDP包中的反向路径传输RDP包；
3.6)源节点接收到RDP包，执行下述步骤：
3.6.1)若该TRDP已超时，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.6.2)；
3.6.2)关闭TRDP定时器；若该RDP包中的序列号节点小于自身记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.6.3)；
3.6.3)增加S到D路由表项，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数、中间节点ID列表、QoS等级、时延和标签entry，其中entry为label ID，执行步骤3.6.4)；
3.6.3)本次路由发现过程结束；
4)快速路由，步骤如下：
4.1)当源节点S需要发送数据包到目的节点D时，查询其路由表项，根据多路径或多目的路由策略选择路径，而后沿着每一条路径发送数据包，数据包中包含MAC包头、labelID、源地址、目的地址、QoS、新流业务量、新流预留带宽、数据载荷，其中至少包括MAC包头、label ID、数据载荷；所述的MAC包头包括链路发送节点ID、链路接收节点ID、数据包类型、是否最后一个包、是否新流首包；
4.2)中间节点收到路由数据包后，执行下述步骤：
4.2.1)若不匹配MAC地址中的链路接收节点ID，则丢弃该数据包，流程结束；否则执行步骤4.2.2)；
4.2.2)若MAC包头中是否最后一个包比特指示1，则剩余数据量清0，执行步骤4.2.4)；否则，剩余数据流减去数据载荷大小，执行步骤4.2.3)；
4.2.3)若MAC包头中是否新流比特指示1，则查询QoS域、新流业务量域和新流预留带宽，将其更新到路由表项对应的位置中，执行步骤4.2.4)，并且从此刻起该节点的多址接入模块需要为该流预留带宽；否则，直接执行步骤4.2.4)；
4.2.4)直接根据label查询到的下一跳ID，将该数据包转发出去，MAC包头仅需修改链路发送节点ID和链路接收节点ID。
本发明的有益效果是：由层二来负责路由转发功能，从而降低了包头开销；采用基于标签的固定前缀匹配规则，提升了转发效率；路由节点不需要解析路由包头，只需按照标签转发，从而精简了路由包头，降低了包头开销。
本发明中充分考虑了多路径中存在的时延和环路等问题，并增加了控制策略，其中步骤2.1和步骤2.3保证路由不会出现环路和混乱；步骤2.4和步骤2.5控制广播的数量。此外，目的节点只负责选路，不负责业务流分配，该分配由源节点统一完成。
附图说明
图1是本发明实施例的网络示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明中的每个节点都需要维护自身的本地路由表，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号(Seq)、跳数、中间节点ID列表、QoS(Quality of Service)等级和时延。路由表的中每一个路由表项都设定了一个生存周期TS,D(例如TS,D＝180s)，如果TS,D超时，则发送节点清除掉该路由表项。所有节点的本地路由表默认初始化为空，序列号为0。
本发明包括路由发现和快速路由两个部分。若源节点S需要向目的节点D发送数据，首先查找路由表中是否存在S->D(表示S到D，下同)的路由表项，如果S->D的路由表项存在，则进行快速路由过程；如果S->D的路由表项不存在或被清除，则需要进行路由发现过程建立路由表项。
路由发现过程的步骤如下：
步骤1.源节点S生成路由发现请求包(Route Discovery Request，RDR)，在该请求包中包含源节点ID、目的节点ID、中间节点ID列表、QoS(Quality of Service)等级、序列号、发送时间。其中将源节点ID填写为自身ID、目的节点ID填写为数据接收方ID、中间节点ID列表初始化为源节点ID，跳数初始化为0，QoS等级填写为拟发数据包的QoS等级、序列号初始化为上一次本节点到目的节点D路由发现过程的序列号(初始值设为0)加1的值。之后，源节点将RDR包广播出去。同时设置路由发现应答请求包(route discovery response，RDP)等待定时器，定时时长TRDP。
步骤2.收到RDR包的节点，首先判断其自身是否是目的节点，如果是则执行步骤3；否则本节点为中间节点，执行下述步骤：
步骤2.1.若本地路由表中存在S->D的路由记录，则执行步骤2.2。否则执行步骤2.6。
步骤2.2.若该RDR包中的序列号小于本节点记录的S->D序列号，则将该包丢弃，本节点流程结束。否则执行步骤2.3。
步骤2.3.若该RDR包中的序列号大于本节点记录的S->D序列号，则更新S->D序列号，执行步骤2.6。否则执行步骤2.4。
步骤2.4.若该RDR包的“中间节点ID列表”域中包含自身，则将该包丢弃，本节点流程结束。否则执行步骤2.5。
步骤2.5.若该RDR包“中间节点ID列表”域的中间节点数量比本地S->D记录的最小中间节点数量超过允许的差值(例如)，则将该包丢弃，本节点流程结束。否则执行步骤2.6。
步骤2.6.若该RDR包“中间节点ID列表”域的中间节点数量超过允许中间节点最大值(例如)，则将该包丢弃，本节点流程结束。否则执行步骤2.7。
步骤2.7.将本节点ID添加到该RDR包的“中间节点ID列表”域中，RDR包中“跳数”加1，将RDR包广播，本节点流程结束。
步骤3.目的节点接收到RDR包，则执行下述步骤：
步骤3.1.若该RDR包中的序列号节点小于本节点记录的S->D序列号，则将该包丢弃，本流程结束。否则执行步骤3.2。
步骤3.2.若该RDR包中的序列号节点大于本节点记录的S->D序列号，则更新S->D序列号，执行步骤3.3。否则执行步骤3.4。
步骤3.3.开启RDR等待定时器，定时时长TRDR。
步骤3.4.若该RDR包在TRDR超时后到达，则将该包丢弃，本流程结束。否则执行步骤3.5。
步骤3.5.若TRDR超时前到达了NRDR个数据包(例如NRDR＝3)，且这些数据包达到路径选择阈值，则设定/认定TRDR超时，执行步骤3.6。
步骤3.6.TRDR超时，关闭TRDR定时器，执行路径选择算法，选定1条或多条路径，并计算所选定路径的时延。
步骤4.目的节点生成RDP包，具体执行下述步骤：
步骤4.1.针对该S->D的发送数据随机生成一个label ID，用于后续的快速路由，执行步骤4.2。
步骤4.2.基于选择的一条或多条路径(RDR包“中间节点ID列表”)反向发送RDP包，该包中包含源节点ID、目的节点ID、中间节点ID列表、序列号、QoS等级、label ID、路径时延。
步骤5.收到RDP包的节点，首先判断其自身是否是源节点，如果是则执行步骤6；否则其为中间节点，执行下述步骤：
步骤5.1.若该RDP包中的序列号节点小于自身记录的S->D序列号，则将该包丢弃，本流程结束。否则执行步骤5.2。
步骤5.2.若该RDP包中的序列号节点大于本节点记录的S->D序列号，则更新S->D序列号，执行步骤5.3。否则执行步骤5.4。
步骤5.3.删除本节点路由表中所有的S->D表项，执行步骤5.4。
步骤5.4.增加新的S->D路由表项，其中entry为label ID，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数，中间节点ID列表、QoS等级和时延(还有标签entry)，执行步骤5.5。
步骤5.5.继续沿着RDP包中的反向路径传输RDP包。
步骤6.源节点接收到RDP包，则执行下述步骤：
步骤6.1.若该TRDP已超时，则将该包丢弃，本流程结束。否则执行步骤6.2。
步骤6.2.关闭TRDP定时器。若该RDP包中的序列号节点小于自身记录的S->D序列号，则将该包丢弃，本流程结束。否则执行步骤6.3。
步骤6.3.增加S->D路由表项，其中entry为label ID，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数，中间节点ID列表、QoS等级和时延，执行步骤6.4。
步骤6.4.本次路由发现过程结束。
快速路由过程的步骤如下：
当源节点S需要发送数据包到目的节点D时，查询其路由表项，根据多路径或多目的路由策略选择路径，而后沿着每一条路径发送数据包，数据包中包含MAC包头(链路发送节点ID、链路接收节点ID、数据包类型、是否最后一个包、是否新流首包)、label ID、源地址(可选)、目的地址(可选)、QoS(可选)、新流业务量(可选)、新流预留带宽(可选)、数据载荷。
步骤1.中间节点收到路由数据包后，执行下述步骤：
步骤1.1.若不匹配MAC地址中的链路接收节点ID，则丢弃该数据包，流程结束。否则执行步骤1.2。
步骤1.2.若MAC包头域中“是否最后一个包”比特指示1，则剩余数据量清0，执行步骤1.4。否则，剩余数据流减去数据载荷大小，执行步骤1.3。
步骤1.3.若MAC包头域中“是否新流”比特指示1，则查询QoS域、新流业务量域和新流预留带宽，将其更新到路由表项对应的位置中，执行ⅳ，并且从此刻起该节点的多址接入模块需要为该流预留带宽(值得注意的是，一个节点可能通过多个路由表支持一个流，这是因为采用多路径路由之后可能流经同样的节点，此时label不同，可作独立处理)。否则，直接执行步骤1.4。
步骤1.4.直接根据label查询到的下一跳ID(不需要解析路由包头，从而路由包头可以精简)，将该数据包转发出去，MAC包头仅需修改链路发送节点ID和链路接收节点ID。
以图1中的网络为例，说明快速路由方法的实施步骤。在图1网络中节点1(源节点)需要向节点8(目的节点)发送数据，查询本地路由表(见表1-1)，发现本地路由表中不存在1->8的路由表项，则需要进行路由发现过程。
表1-1发送节点(节点1)初始化路由表信息
label ID 源节点 目的节点 序列号 跳数 QoS 路径 时延
0
0
路由发现：
步骤1：1号节点生成RDR包，初始化该RDR数据包中的相关信息，S(源节点ID)：1；D(目的节点ID)：8；路径R(中间节点ID列表)：{1}；跳数：0；序列号(Seq)：1；Qos等级：2。之后，1号节点将RDR包广播出去，同时设置RDP(路由发现应答请求包)等待定时器，定时时长TRDP。
步骤2：2号节点收到1号广播的RDR包，判断发现自身不是目的节点，则自身为中间节点。
步骤2.1：2号节点的本地路由表中不存在S->D的路由记，执行步骤2.6。
步骤2.6：该RDR包“中间节点ID列表”为{1}，“跳数”为0，中间节点数量为没有超过允许中间节点最大值执行步骤2.7。
步骤2.7：将本节点ID添加到该RDR包“中间节点ID列表”中，为{1,2}；RDR包中“跳数”由0加为1。将RDR包广播，本节点流程结束。
1、3、4、6号节点收到2号节点的广播RDR包，发现自身不是目的节点8，则自身为中间节点，继续步骤2：
1号节点：提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1；检查发现RDR包“中间节点ID列表”域{1,2}包含自身节点，则丢弃该包，本节点流程结束。
3号节点：提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将3号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,3}；跳数加为2。广播RDR，本节点流程结束。
4号节点：提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将4号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,4}；跳数加为2。广播RDR，本节点流程结束。
6号节点：提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将6号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,6}；跳数加为2。广播RDR，本节点流程结束。
2号节点：收到3、4、6号节点广播回传的RDR包，提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1；检查发现RDR包“中间节点ID列表”域包含自身节点，则丢弃该包，本节点流程结束。
5、7号节点收到4号节点的广播RDR包，发现自身不是目的节点8，则自身为中间节点，继续步骤2：
5号节点：提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将5号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,4,5}；跳数加为3。广播RDR，本节点流程结束。
7号节点：提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将4号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,4,7}；跳数加为3。广播RDR，本节点流程结束。
4号节点：收到5、7号节点广播回传的RDR包，发现RDR包“中间节点ID列表”域包含自身节点，则丢弃该包，本节点流程结束。
步骤3：目的节点8号节点收到4号节点和6号节点的广播RDR包。
8号节点：收到6号节点的RDR包，检查发现自己是目的节点；提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将8号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,6,8}；跳数加为3。开启RDR等待定时器，定时时长TRDR。
8号节点：收到7号节点的RDR包，检查发现自己是目的节点；提取RDR包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(0)对比，1大于0，则更新自身记录的序列号Seq为1；将8号节点写入RDR中间节点列表为{1,2,4,7,8}；跳数加为4。开启RDR等待定时器，定时时长TRDR。
步骤4：8号目的节点在步骤3结束时收到2个RDR包。
步骤4.1：8号节点随机生成2个label ID：3075和2016，执行步骤4.2。
步骤4.2：8号节点生成两个RDP包。第一个RDP包中包含：label ID(3075)、源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,6,8}、跳数(3)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)；第二个RDP包中包含：label ID(2016)、源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,4,7,8}、跳数(4)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)。然后按照路径发送RDP包。
步骤5：6号、7号节点收到8号节点反向发送的RDP包，发现自身不是源节点，则自身为中间节点，执行以下步骤：
6号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为3075，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,6,8}、跳数(3)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)；继续反向发送RDP包，本节点流程结束。
7号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为2016，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,4,7,8}、跳数(4)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)；继续反向发送RDP包，本节点流程结束。
2号节点收到8号节点反向发送的RDP包label ID(3075)，发现自身不是源节点，则自身为中间节点，继续执行步骤5：
2号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为3075，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,6,8}、跳数(3)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)；继续反向发送RDP包，本节点流程结束。
4、2号节点依次收到8号节点反向发送的RDP包label ID(2016)，发现自身不是源节点，则自身为中间节点，继续执行步骤5：
4号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为2016，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,4,7,8}、跳数(4)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)；继续反向发送RDP包，本节点流程结束。
2号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为2016，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,4,7,8}、跳数(4)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)；继续反向发送RDP包，本节点流程结束。
步骤6：1号节点收到2个8号节点反向发送的RDP包，发现自身是源节点，执行以下步骤：
1号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为3075，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,6,8}、跳数(3)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)。
1号节点：提取RDP包中的Seq(1)与自身记录的1->8序列号Seq(1)对比，1等于1，则增加新的1->8路由表项，其中entry为2016，表项内容包含：源节点ID(1)、目的节点ID(8)、中间节点ID列表{1,2,4,7,8}、跳数(4)、QoS等级(2)、序列号Seq(1)和路径时延(xx)。
本次路由发现过程结束，路由表的信息如表1-2所示。
表1-2节点路由发现后的路由表信息
label ID 源节点 目的节点 序列号 跳数 QoS 路径 时延
3075 1 8 1 3 2 {1,2,6,8} xx
2016 1 8 1 4 2 {1,2,4,7,8} xx
本发明的的路由协议由层二来负责路由转发功能，从而降低了包头开销。
本发明的路由协议采用基于标签的固定前缀匹配规则，提升了转发效率。
本发明的路由协议中路由节点只需按照标签转发，与路径不完全绑定有利于路由的灵活性。

Claims (1)

1.一种基于标签的层二多路径快速路由方法，其特征在于包括下述步骤：
1)每个节点维护自身的本地路由表，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数、中间节点ID列表、QoS等级和时延；每一个路由表项都设定了一个生存周期TS,D，如果TS,D超时，则发送节点清除掉该路由表项；所有节点的本地路由表默认初始化为空，序列号为0；
2)若源节点S需要向目的节点D发送数据，查找路由表中是否存在S到D的路由表项，如果S到D的路由表项存在，则进入步骤4)；如果不存在或被清除，则进入步骤3)；
3)进行路由发现，建立路由表项，步骤如下：
3.1)源节点S生成路由发现请求包RDR，在该请求包中包含源节点ID、目的节点ID、中间节点ID列表、QoS等级、序列号、发送时间；其中源节点ID填写为自身ID，目的节点ID填写为数据接收方ID，中间节点ID列表初始化为源节点ID，跳数初始化为0，QoS等级填写为拟发数据包的QoS等级，序列号初始化为上一次本节点到目的节点D路由发现过程的序列号加1的值，上一次本节点到目的节点D路由发现过程序列号的初始值为0；之后，源节点将RDR包广播出去，同时设置路由发现应答请求包RDP等待定时器，定时时长TRDP；
3.2)收到RDR包的节点，首先判断其自身是否是目的节点，如果是则执行步骤3.3)；否则本节点为中间节点，执行下述步骤：
3.2.1)若本地路由表中存在S到D的路由记录，则执行步骤3.2.2)，否则执行步骤3.2.6)；
3.2.2)若该RDR包中的序列号小于本节点记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.3)；
3.2.3)若该RDR包中的序列号大于本节点记录的S到D序列号，则更新S到D序列号，执行步骤3.2.6)，否则执行步骤3.2.4)；
3.2.4)若该RDR包的中间节点ID列表包含自身，则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.5)；
3.2.5)若该RDR包中间节点ID列表的中间节点数量比本地S到D记录的最小中间节点数量超过允许的差值则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.6)；
3.2.6)若该RDR包中间节点ID列表的中间节点数量超过允许中间节点最大值则将该包丢弃，本节点流程结束；否则执行步骤3.2.7)；
3.2.7)将本节点ID添加到该RDR包的中间节点ID列表中，RDR包中跳数加1，将RDR包广播，本节点流程结束；
3.3)目的节点接收到RDR包，则执行下述步骤：
3.3.1)若该RDR包中的序列号节点小于本节点记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.3.2)；
3.3.2)若该RDR包中的序列号节点大于本节点记录的S到D序列号，则更新S到D序列号，执行步骤3.3.3)；否则执行步骤3.3.4)；
3.3.3)开启RDR等待定时器，定时时长TRDR；
3.3.4)若该RDR包在TRDR超时后到达，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.3.5)；
3.3.5)若TRDR超时前到达了NRDR个数据包，且这些数据包达到路径选择阈值，则认定TRDR超时，执行步骤3.3.6)；
3.3.6)TRDR超时，关闭TRDR定时器，执行路径选择算法，选定1条或多条路径，并计算所选定路径的时延；
3.4)目的节点生成RDP包，执行下述步骤：
3.4.1)针对S到D的发送数据随机生成一个label ID；
3.4.2)基于选择的一条或多条路径反向发送RDP包，该包中包含源节点ID、目的节点ID、中间节点ID列表、序列号、QoS等级、label ID、路径时延；
3.5)收到RDP包的节点，首先判断其自身是否是源节点，如果是则执行步骤3.6)；否则其为中间节点，执行下述步骤：
3.5.1)若该RDP包中的序列号节点小于自身记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.5.2)；
3.5.2)若该RDP包中的序列号节点大于本节点记录的S到D序列号，则更新S到D序列号，执行步骤3.5.3)；否则执行步骤3.5.4)；
3.5.3)删除本节点路由表中所有的S到D表项，执行步骤3.5.4)；
3.5.4)增加新的S到D路由表项，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数、中间节点ID列表、QoS等级、时延和标签entry，其中entry为label ID，执行步骤3.5.5)；
3.5.5)继续沿着RDP包中的反向路径传输RDP包；
3.6)源节点接收到RDP包，执行下述步骤：
3.6.1)若该TRDP已超时，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.6.2)；
3.6.2)关闭TRDP定时器；若该RDP包中的序列号节点小于自身记录的S到D序列号，则将该包丢弃，本流程结束；否则执行步骤3.6.3)；
3.6.3)增加S到D路由表项，表项内容包含源节点ID、目的节点ID、序列号、跳数、中间节点ID列表、QoS等级、时延和标签entry，其中entry为label ID，执行步骤3.6.4)；
3.6.3)本次路由发现过程结束；
4)快速路由，步骤如下：
4.1)当源节点S需要发送数据包到目的节点D时，查询其路由表项，根据多路径或多目的路由策略选择路径，而后沿着每一条路径发送数据包，数据包中至少包括MAC包头、labelID、数据载荷；所述的MAC包头包括链路发送节点ID、链路接收节点ID、数据包类型、是否最后一个包、是否新流首包；
4.2)中间节点收到路由数据包后，执行下述步骤：
4.2.1)若不匹配MAC地址中的链路接收节点ID，则丢弃该数据包，流程结束；否则执行步骤4.2.2)；
4.2.2)若MAC包头中是否最后一个包比特指示1，则剩余数据量清0，执行步骤4.2.4)；否则，剩余数据流减去数据载荷大小，执行步骤4.2.3)；
4.2.3)若MAC包头中标志“是否新流首包”的比特指示1，则查询QoS域、新流业务量域和新流预留带宽，将其更新到路由表项对应的位置中，执行步骤4.2.4)，并且从此刻起该节点的多址接入模块需要为该流预留带宽；否则，直接执行步骤4.2.4)；
4.2.4)直接根据label查询到的下一跳ID，将该数据包转发出去，MAC包头仅需修改链路发送节点ID和链路接收节点ID。
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