CN108271234B

CN108271234B - 移动自组织网络的服务发现方法及服务器

Info

Publication number: CN108271234B
Application number: CN201711216399.7A
Authority: CN
Inventors: 巩磊; 司瑞彬; 田宇
Original assignee: China Academy of Electronic and Information Technology of CETC
Current assignee: China Academy of Electronic and Information Technology of CETC
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: CN108271234A

Abstract

本发明公开了一种移动自组织网络的服务发现方法及服务器，所述服务发现方法包括：根据移动自组织网络的各个节点间的链路状态判定信息，为每个节点的路由表配置路由信息；根据配置后的路由表，构建覆盖网络；通过所述覆盖网络进行服务发布和服务发现。本发明有效提高路由的效率和稳定性，有效提高移动自组织网络服务发现的效率，进而提升服务发布和发现的成功率。

Description

移动自组织网络的服务发现方法及服务器

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别是涉及一种移动自组织网络的服务发现方法及服务器。

背景技术

服务是指网络中任何可利用的软件或硬件特性。服务发现提供一种机制来自动探测移动自组织网络中的节点提供的服务；或者说，服务发现为用户请求的服务及时地发现服务提供者。

现有的移动自组织网络服务发现协议适用于小规模网络，且服务发现成功率低、服务需求包转发策略效率低、可扩展性不好。

由于移动自组织网络节点的移动性、资源的有限性和网络拓扑的易变性，因此，移动自组织网络环境下的服务发现协议必须高效、可靠、且应具有自适应能力，因此现有移动自组织网络服务发现亟待改进。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种移动自组织网络的服务发现方法及服务器，用以至少提高移动自组织网络服务发现的效率。

为解决上述技术问题，本发明中的一种移动自组织网络的服务发现方法，包括：

根据移动自组织网络的各个节点间的链路状态判定信息，为每个节点的路由表配置路由信息；

根据配置后的路由表，构建覆盖网络；

通过所述覆盖网络进行服务发布和服务发现。

为解决上述技术问题，本发明中的一种服务器，包括处理器和存储器，所述存储器存储有移动自组织网络的服务发现计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现如上所述方法的步骤。

本发明有益效果如下：

本发明有效提高路由的效率和稳定性，有效提高移动自组织网络服务发现的效率，进而提升服务发布和发现的成功率。

附图说明

图1是本发明实施例中一种移动自组织网络的服务发现方法的流程图；

图2是本发明实施例中一种可选的移动自组织网络的服务发现方法流程图。

图3是本发明实施例中又一种可选的移动自组织网络的服务发现方法流程图。

具体实施方式

本发明以提高移动自组织网络服务发现效率为目标，以跨层设计为核心思想，解决移动自组织网络环境下的服务发现问题。

本发明中移动自组织网络的服务发现方法具体属于一种基于跨层设计方法的移动自组织网络服务发现方法，综合考虑协议栈各层次设计与优化，允许任意层次和功能模块之间自由交互信息，可实现各层和功能模块之间的自适应，从而使得协议栈能够以全局的方式适应网络状况的变化，并且根据系统的约束条件和网络特征(如能量约束和结点的移动模式)进行优化。本发明中方法有效确保移动自组织网络服务发现的服务质量，以及提高系统的综合性能。

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例一

本发明实施例提供一种移动自组织网络的服务发现方法，如图1所示，所述方法包括：

S101，根据移动自组织网络的各个节点间的链路状态判定信息，为每个节点的路由表配置路由信息；

S102，根据配置后的路由表，构建覆盖网络；

S103，通过所述覆盖网络进行服务发布和服务发现。

本发明实施例有效提高路由的效率和稳定性，有效提高移动自组织网络服务发现的效率，进而提升服务发布和发现的成功率。

实施例二

本发明实施例提供一种移动自组织网络的服务发现方法，具体提供一种可选的服务发现方法，如图2所示，本发明实施例采用了跨层设计的框架，在物理层、链路层、网络层、覆盖层和应用层服务发现工作。

在物理层，以移动自组织网络节点接收信号的强弱为基础，确定移动自组织网络节点之间的初始距离。

在链路层，基于随机走动模型和不规则覆盖模型，对移动自组织网络节点间链路的状态进行判定。

在网络层，基于链路层的节点间链路状态信息，根据移动自组织网络环境下拓扑结构动态变化的特点，对路由表进行优化和修复，并据优化和修复后的路由表进行数据的分组转发。

在覆盖层，引入分布式哈希表技术至移动自组织网络中，基于分布式哈希表构建覆盖网络，并进行覆盖网络路由管理、数据管理和标识管理。

在应用层，开展基于服务的分布式应用，进行资源共享、协同工作、信息交互。

具体来说，本发明实施例中方法包括：

S101，根据移动自组织网络的各个节点间的链路状态判定信息，为每个节点的路由表配置路由信息；具体包括不规则覆盖链路状态判定步骤和链路状态路由优化步骤；

S102，覆盖网络生成步骤：根据配置后的路由表，构建覆盖网络；

S103，服务发布和发现步骤：通过所述覆盖网络进行服务发布和服务发现。

其中，所述不规则覆盖链路状态判定步骤包括：

针对任一节点，确定该节点与所述移动自组织网络中其他各个节点间的初始距离；

根据所述初始距离，确定该节点和其他各个节点之间的链路状态判定信息。

也就是说，本发明实施例中移动自组织网络节点的覆盖模型是不规则覆盖，即由于不同方向路径损耗的不同而造成的不同方向接收信息号强度不同。

在不规则覆盖链路状态判定过程中，链路状态的判定是基于随机走动模型和不规则覆盖模型，周期性判断节点与周边节点保持正常通信的概率。

在链路状态路由优化过程中，不以路由经过的跳数为路由选择的唯一依据，而同时将结合路由跳数和链路状态判定信息进行路由选择。

例如：1)根据节点接收信号的强度确定节点间的初始距离，初始距离(d₀)等于信号理论覆盖范围(R)和接收信号发射强度(RSS)与最大信号发射强度(MSS)比值的乘积。即d₀＝R×RSS/MSS。

2)利用不规则覆盖模型计算节点的实际覆盖范围，不规则覆盖模型的数学定义为，接收信号强度等于发射信号强度(SP)减去不同方向的路径损耗(PL)：RSS＝SP-K_j×PL，K_j代表不同方向路径损耗的差别。

3)基于随机走动模型和不规则覆盖模型，计算节点在未来一段时间内与其他节点保持正常通信的概率p；其中正常通行的概率为链路状态判定信息。

y(i)＝I(d₀)×M，I(d₀)表示初始距离d₀在状态空间的概率，M表示做马尔科夫链运算。

所述链路状态路由优化包括：

确定由源节点和目的节点构成的一条或多条链路；

对于构成的每个链路，根据该链路上各个节点之间的链路状态判定信息和跳数，确定该链路的加权跳数值；

根据构成的各个链路的加权跳数值，从各个链路中确定所述源节点和所述目的节点构成的最佳路由；

根据所述最佳路由，为每个节点的路由表配置路由信息。

可选地，所述根据该链路上各个节点之间的链路状态判定信息和跳数，确定该链路的加权跳数值，包括：

根据该链路上相邻节点之间链路状态判定信息和跳数，确定所有相邻节点之间的加权跳数值；

将确定的加权跳数值求和，得到该链路的加权跳数值。

其中，所述根据该链路上相邻节点之间链路状态判定信息和跳数，确定所有相邻节点之间的加权跳数值，包括：

对于每一相邻节点：将该相邻节点之间链路状态判定信息作为权值，将该相邻节点之间的跳数作为基数；

将所述权值和所述基数做乘积运算，得到该相邻节点之间的加权跳数值。

例如，1)基于常见的移动自组织网络路由算法生成路由表，包括表驱动路由协议、按需驱动路由协议、混合式路由协议。

2)根据不规则覆盖链路状态判定，优化并动态维护路由表，当链路不可达时，修复路由表，将链路状态判定信息p加入路由表的保留字段。

3)以链路状态判定信息作为权值，以到达周边节点的跳数作为基数，做乘积运算，得到到达目的节点的加权跳数值。

4)将在同一链路上的加权跳数值做求和运算，得到初始到达目的节点的加权跳数值，进而可构造到达所有节点的加权跳数值。

5)当链路失效时，置路由表保留字段链路状态信息为0，进入2)。

所述覆盖网络生成步骤包括：

根据配置后的路由表，将各个节点按照分布式哈希规则，构建所述覆盖网络。也就是说，节点生成覆盖网络后，通过分布式哈希算法生成ID，并且ID按照一定的规则在节点中分布式存储。

例如，1)在移动自组织网络中，节点按照分布式哈希规则组成一个覆盖所有节点的逻辑网络。

2)网络中每个节点和资源都通过hash函数获得一个ID标识自己，节点根据自己的ID负责一部分ID空间，资源根据自己的ID映射到相应的节点。

3)节点维护一个路由表，定位资源时通过路由表进行选择性转发，在一定跳数内能定位到资源。

所述服务发布与发现步骤包括通过所述覆盖网络进行服务发布和服务方向：

其中，所述通过所述覆盖网络进行服务发布，包括：对于每个服务发布者：将该服务发布者提供的服务资源映射到相应的节点上；

在所述覆盖网络中发布服务关键字与节点位置信息(例如节点中心位置和服务内容)的映射关系。

其中，所述通过所述覆盖网络进行服务发现，包括：

接收服务请求者请求的服务资源信息；

生成与所述服务资源信息对应的服务关键字；

根据所述映射关系，确定与生成的服务关键字对应的节点位置信息；

在所述覆盖网络中，根据确定的节点位置信息获得服务资源。

例如，1)服务提供者提交服务的描述文件和填写相应的服务信息，调用服务发布接口发布服务。

2)服务发布接口把服务的信息存储到本地的服务仓库中，然后通过服务信息抽取出该服务相应的信息并由服务关键字映射进行哈希化得到相应的哈希值作为key，value值为该中心的address和服务信息抽取出的信息。

3)通过分布式哈希表路由接口把key-value键值对发布到分布式哈希表网络中完成服务的注册。

4)服务请求者填写自己的服务请求信息，与注册服务的过程相似，服务关键字映射得到相应的哈希key值。

5)分布式哈希表路由返回在分布式哈希表网络中该key所对应的value值。

6)服务请求者根据获得的value值定位服务提供者，进而获得相应服务。

本发明实施例通过下层协议的改进，对上层协议提供更加稳定可靠的支撑，在提高路由的效率和稳定性的同时，有效提升服务发布和发现的成功率。

本发明实施例更好地反映了路由层以下的信息，路由信息可以根据链路状态的不同而动态变化并且调整，从而在复杂的移动自组织网络上为上层协议提供了相对稳定的路由信息，为上层应用层协议的设计提供了支持。

本发明实施例保障了链路信息、路由信息和覆盖层网络信息的一致性，从而可以提升服务发现协议的性能，解决了因服务发现协议缺乏健壮性和普适性，而造成带宽和能量严重浪费的问题。

实施例三

本发明实施例提供一种具体地移动自组织网络的服务发现方法，如图3所示，所述方法包括：

步骤(1)，初始时刻，移动的节点组成移动自组织网络，并按照移动自组织网络的特点处于不断的运动变化中，节点间以无线的方式通信。

步骤(2)，节点根据所选择的网络模型和不规则覆盖模型，利用不规则覆盖模型，运用链路状态判定算法，进行链路状态判定。

步骤(3)，路由算法根据链路状态判定情况，进行路由表的构建，为数据报文的转发提供路由信息，当链路失效时，进行路由的修复工作。

步骤(4)，采用分布式哈希表，在路由层(网络层)之上生成覆盖网络，资源与关键字之间建立对应关系，关键字被映射到节点，每个节点存放一定范围的关键字。

步骤(5)，移动自组织网络环境的服务发现机制正常运转，服务发布者进行服务发布工作，服务请求者进行服务发现工作。

步骤(6)，当服务请求者所请求的服务信息命中之后，服务提供者向服务请求者提供服务，服务发现结束。

步骤(7)，当服务请求者所请求的服务信息没有命中，则重新开始上述步骤。

实施例四

本发明实施例提供一种服务器，所述服务器包括处理器和存储器，所述存储器存储有移动自组织网络的服务发现计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现如实施例一至实施例三中任意一项所述方法的步骤。

本发明实施例在具体实现时可以参阅实施例一至实施例三，具有相应的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种移动自组织网络的服务发现方法，其特征在于，所述方法包括：

根据随机走动模型和不规则覆盖模型计算所得的移动自组织网络的各个节点间的链路状态判定信息，为每个节点的路由表配置路由信息，包括：

确定由源节点和目的节点构成的一条或多条链路；

根据所述最佳路由，为每个节点的路由表配置路由信息；

根据配置后的路由表，构建覆盖网络；

通过所述覆盖网络进行服务发布和服务发现；

所述根据该链路上各个节点之间的链路状态判定信息和跳数，确定该链路的加权跳数值，包括：

根据该链路上相邻节点之间链路状态判定信息和跳数，确定所有相邻节点之间的加权跳数值，包括：将节点之间链路状态判定信息作为权值，将节点之间的跳数作为基数；将所述权值和所述基数做乘积运算，得到节点之间的加权跳数值；

将确定的加权跳数值求和，得到该链路的加权跳数值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据移动自组织网络的各个节点间的链路状态判定信息，为每个节点的路由表配置路由信息之前，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定该节点与所述移动自组织网络中其他各个节点间的初始距离，包括：

根据该节点接收信号的强度，确定所述初始距离。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该链路上相邻节点之间链路状态判定信息和跳数，确定所有相邻节点之间的加权跳数值，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据配置后的路由表，构建覆盖网络，包括：

根据配置后的路由表，将各个节点按照分布式哈希规则，构建所述覆盖网络。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述覆盖网络进行服务发布，包括：

对于每个服务发布者：将该服务发布者提供的服务资源映射到相应的节点上；

在所述覆盖网络中发布服务关键字与节点位置信息的映射关系。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述覆盖网络进行服务发现，包括：

接收服务请求者请求的服务资源信息；

生成与所述服务资源信息对应的服务关键字；

8.一种服务器，所述服务器包括处理器和存储器，所述存储器存储有移动自组织网络的服务发现计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现如权利要求1-7中任意一项所述方法的步骤。