CN106817741B - 一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法，控制器向传递消息的车辆集合下发转发策略，当需要更新转发策略时，控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新，有效解决了转发策略更新不一致的问题，同时提高了数据包收发的效率。
Description
技术领域
本发明涉及车载网络的技术领域，更具体地，涉及一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法。
背景技术
车载网络与传统网络最大的不同是车载网络的转发节点是车辆，以车辆组成网络拓扑，因而转发节点时刻变动，网络拓扑图时刻变化。而传统网络的转发结点是路由器，从安装部署好了之后路由器的位置就固定不变。为了更好地管理消息的转发与接收，利用SDN集中式的思想可以统一在控制器端进行计算和下发转发策略，克服原来分布式网络拓扑带来的开销大、每个转发节点计算量大的缺点。但是转发策略不是一成不变的，车辆位置时刻变动、转发目的车辆的变动，都可能需要更新每一辆车的转发策略，如果只是简单的给每辆车进行策略更新，会造成转发出现环路(Loop)、转发断路等一致性问题，即数据包无法顺利转发到目的地。
发明内容
本发明要解决的问题是：提供一种转发策略更新一致、提高数据包收发效率的软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法。
本发明实现上述目的所提出的技术方案如下：
一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法，包括以下步骤：
S1.对进入控制器覆盖范围的车辆进行注册，经过注册的车辆将其位置信息上传至控制器；
S2.在已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合A，然后将车辆集合A与控制器的网络拓扑图B进行存储；
S3.控制器向传递消息的车辆集合下发转发策略；
S4.若需要改变转发策略，则从已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合C，并将车辆集合C与控制器的网络拓扑图D进行存储；
S5.将网络拓扑图B与网络拓扑图D进行比较；根据网络拓扑图D中新增的车辆利用图论算法对网络拓扑图D进行分割，得到若干个子拓扑图，分别为：V1、V2、V3…….Vn；
S6.对于每个子拓扑图，控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新。
在上述方案中，控制器向传递消息的车辆集合A下发转发策略，进行数据的转发与接收；当车辆位置不断发生改变时，若需要改变转发策略，则从已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合C，控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新；有效解决了转发策略更新不一致的问题，同时提高了数据包收发的效率。
优选的，所述子拓扑图中所有的节点均为车辆，所述车辆状态可为三个状态之一：Old、Limbo或New，其中Old表示该车辆处于策略更新前，Limbo表示该车辆处于策略更新中，New表示该车辆处于策略更新后；
所述软件定义网络一致性算法对子拓扑图中的车辆的转发策略进行更新的具体过程如下：
S11.将每个子拓扑图中的所有节点的状态设置为Old，然后从每个子拓扑图中的节点中分别找出根节点：
设车辆节点u的初始状态为Old，判断其更新转发策略后会不会形成环路，若是则不对其状态进行变换；否则将其状态设置为Limbo；
S12.执行步骤S11后，将子拓扑图中所有状态为Limbo的节点确认为根节点，然后对每一个根节点执行步骤S13；
S13.判断与根节点存在数据连接的节点在更新转发策略后会不会形成环路，若是则不对其状态进行变换，否则将其状态设置为Limbo；将与根节点存在数据连接的状态为Limbo的节点确认为根节点的孩子节点；
S14.通过步骤S13为每个根节点构建一个新树结构；
S15. 控制器并行地向各个新树结构中的每一棵树以根节点到孩子节点的顺序下发新的转发策略。
优选的，所述步骤S11、S13通过DFS深度优先搜索方法判断是否形成环路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法，控制器向传递消息的车辆集合下发转发策略，当需要更新转发策略时，控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新，有效解决了转发策略更新不一致的问题，同时提高了数据包收发的效率。
附图说明
图1为本发明提供一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法的具体步骤流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；为了更好地理解本发明专利，下面结合附图和实施案例对本发明的技术方案做进一步的说明。
下面对本发明的具体实施方案进行描述：
一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法，具体步骤流程如图1所示：
S1.对进入控制器覆盖范围的车辆进行注册，经过注册的车辆将其位置信息上传至控制器；
S2.在已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合A，然后将车辆集合A与控制器的网络拓扑图B进行存储；
S3.控制器向传递消息的车辆集合下发转发策略；
S4.若需要改变转发策略，则从已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合C，并将车辆集合C与控制器的网络拓扑图D进行存储；
S5.将网络拓扑图B与网络拓扑图D进行比较；根据网络拓扑图D中新增的车辆利用图论算法对网络拓扑图D进行分割，得到若干个子拓扑图，分别为：V1、V2、V3…….Vn；
S6.对于每个子拓扑图，控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新。
在本实施例中，在已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合A，然后将车辆集合A与控制器的网络拓扑图B进行存储，控制器向传递消息的车辆集合A下发转发策略，进行数据的转发与接收；当车辆位置不断发生改变时，若需要改变转发策略，则从已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合C，并将车辆集合C与控制器的网络拓扑图D进行存储；将网络拓扑图B与网络拓扑图D进行比较；根据网络拓扑图D中新增的车辆利用图论算法对网络拓扑图D进行分割，得到若干个子拓扑图；控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新；有效解决了转发策略更新不一致的问题，同时提高了数据包收发的效率。
在本实施例中，所述子拓扑图中所有的节点均为车辆，所述车辆状态可为三个状态之一：Old、Limbo或New，其中Old表示该车辆处于策略更新前，Limbo表示该车辆处于策略更新中，New表示该车辆处于策略更新后；
所述软件定义网络一致性算法对子拓扑图中的车辆的转发策略进行更新的具体过程如下：
S11.将每个子拓扑图中的所有节点的状态设置为Old，然后从每个子拓扑图中的节点中分别找出根节点：
设车辆节点u的初始状态为Old，判断其更新转发策略后会不会形成环路，若是则不对其状态进行变换；否则将其状态设置为Limbo；
S12.执行步骤S11后，将子拓扑图中所有状态为Limbo的节点确认为根节点，然后对每一个根节点执行步骤S13；
S13.判断与根节点存在数据连接的节点在更新转发策略后会不会形成环路，若是则不对其状态进行变换，否则将其状态设置为Limbo；将与根节点存在数据连接的状态为Limbo的节点确认为根节点的孩子节点；
S14.通过步骤S13为每个根节点构建一个新树结构；
S15. 控制器并行地向各个新树结构中的每一棵树以根节点到孩子节点的顺序下发新的转发策略。
其中，在本实施例中，所述步骤S11、S13通过DFS深度优先搜索方法判断是否形成环路。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.对进入控制器覆盖范围的车辆进行注册，经过注册的车辆将其位置信息上传至控制器；
S2.在已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合A，然后将车辆集合A与控制器的网络拓扑图B进行存储；
S3.控制器向传递消息的车辆集合下发转发策略；
S4.若需要改变转发策略，则从已注册车辆中选出用于传递消息的车辆集合C，并将车辆集合C与控制器的网络拓扑图D进行存储；
S5.将网络拓扑图B与网络拓扑图D进行比较；根据网络拓扑图D中新增的车辆利用图论算法对网络拓扑图D进行分割，得到若干个子拓扑图，分别为：V1、V2、V3…….Vn；
S6.对于每个子拓扑图，控制器采用软件定义网络一致性算法对其数据转发链路中的每辆车的转发策略进行更新；其中，所述子拓扑图中所有的节点均为车辆，所述车辆状态可为三个状态之一：Old、Limbo或New，其中Old表示该车辆处于策略更新前，Limbo表示该车辆处于策略更新中，New表示该车辆处于策略更新后；
本步骤中，所述软件定义网络一致性算法对子拓扑图中的车辆的转发策略进行更新的具体过程如下：
S11.将每个子拓扑图中的所有节点的状态设置为Old，然后从每个子拓扑图中的节点中分别找出根节点：
设车辆节点u的初始状态为Old，判断其更新转发策略后会不会形成环路，若是则不对其状态进行变换；否则将其状态设置为Limbo；
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2.根据权利要求1所述的软件定义车载网络转发策略的一致性更新方法，其特征在于：所述步骤S11、S13通过DFS深度优先搜索方法判断是否形成环路。
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