CN108337671A - 一种mesh网络内设备发现方法 - Google Patents

Abstract

一种mesh网络内设备发现方法，第二设备收到大规模第一设备发送的请求帧后，采用广播方式多次发送回复帧，一共发送m次，每次间隔时间n，第一设备收到回复帧后建立与第二设备的相互发现关系。本发明在mesh网络内设备数量极多的情况下，大大提高了设备间发现的几率，并有效抑制网络风暴，使mesh网络保持良好的网络性能。

Description

一种mesh网络内设备发现方法

技术领域

本发明涉及一种mesh网络内设备发现方法。

背景技术

无线Mesh网络无线网状网络也称为“多跳multi-hop”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。

在传统的无线局域网（WLAN）中每个客户端均通过一条与接入点（AP）相连的无线链路来访问网络用户，如果要进行相互通信的话必须首先访问一个固定的接入点，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在于如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推数据包还可以根据网络的情况继续路由到与之最近的下一个节点进行传输直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。

与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时网络能够自动发现拓扑变化并自动调整通信路由以获取最有效的传输路径。

在有n（几十～上百）个mesh设备被同时控制上电完成组网的场景中，每个mesh设备依赖自身的softAP接口向下连接一定数量的子节点扩展网络大小，并依赖自身的station接口往上连接父节点。想要快速组成如图1所示的树状拓扑结构的网络，首先要选出一个具有与路由器通信质量好的根节点，接着再选择与自己通信质量好的父节点。在以上的选择过程中都必须要依赖几轮甚至十几轮发送probe request帧来发现周围尽可能多的设备，以保证有足够多的信息来对“与路由器通信质量好”和“与自己通信质量好”做出判断。在选择过程中，每个mesh设备都通过station接口往空中广播自己的probe request帧，此时设备的softAP接口收到接近n-1个设备的probe request，如果一个一个单播回复势必要占用很久的时间来完成接近n-1个设备的probe response，当mesh网络内的设备数量极多的情况下，网络带宽全被probe response发送端占满，会产生网络风暴，导致网络性能下降，甚至网络瘫痪，并且收到probe response的设备也必然会有很大的延时，整个过程不能满足快速发现设备的需求。

发明内容

本发明提供一种mesh网络内设备发现方法，在mesh网络内设备数量极多并同时发起请求帧的情况下，找到快速路由，大大提高了设备间发现的几率，并有效抑制网络风暴，使mesh网络保持良好的网络性能。

为了达到上述目的，本发明提供一种mesh网络内设备发现方法，该组网方法用于实现mesh网络内任意两个设备之间相互发现，大大提高了设备间发现的几率，为设备间创建了良好的路由，该组网方法包含：

第二设备收到多个第一设备发送的请求帧后，采用广播方式多次发送回复帧，收到回复帧的第一设备和第二设备相互发现。

所述的mesh网络内，同时发送请求帧的第一设备的数量大于等于20。

所述的第二设备在采用广播方式发送回复帧时，一共发送m次，每次间隔时间n。

所述的第二设备在收到第一设备发送的请求帧且上一批的请求帧已经发送完成，则第二设备生成新的回复帧并多次广播发送给第一设备。

所述的第二设备在收到第一设备发送的请求帧且上一批的请求帧还未发送完成，则第二设备继续发送上一批请求帧，直至上一批请求帧发送完成，则第二设备生成新的回复帧并多次广播发送给第一设备。

本发明在mesh网络内设备数量极多的情况下，大大提高了设备间发现的几率，为设备间创建了良好的路由，并有效抑制网络风暴，使mesh网络保持良好的网络性能。

附图说明

图1是背景技术中树状拓扑结构的示意图。

图2是本发明提供的一种mesh网络内设备发现方法的流程图。

图3是本发明的一个实施例的组网示意图。

具体实施方式

以下根据图2～图3，具体说明本发明的较佳实施例。

如图2所示，本发明提供一种mesh网络内设备发现方法，适用于mesh网络内具有大量设备的情况，具体包含以下步骤：

步骤S1、第一设备广播发送（probe request）请求帧；

步骤S2、第二设备接收probe request帧；

步骤S3、第二设备判断上一批的（Probe Response）回复帧是否发送完成，若是，进行步骤S4，若否，继续多次广播发送上一批的Probe Response帧；

步骤S4、第二设备将新的Probe Response帧多次广播发送给所有第一设备；

步骤S5、第一设备接收到Probe Response帧，此时第一设备和第二设备已经相互发现。

同时发送请求帧的第一设备的数量大于等于20。

第二设备每次发送一批Probe Response帧时，采用广播方式发送Probe Response帧，一共发送m次，每次间隔时间n。

第二设备收到probe request帧后不会立即发送probe response帧，而是要先检查上一批的Probe Response帧是否已经完成了多次广播发送，如果已经完成，则生成新的probe response帧，进行多次广播发送，如果上一批的Probe Response帧还没有发送完毕，也不会影响第二设备接收当前的probe request帧。

在同一时间内，如果mesh网络内存在大量的设备，则第二设备会收到很多proberequest帧，如果每个用单播去回复，效率低，改为广播方式后，所有第一设备都可以快速收到回复，而由于广播相对单播的可靠性大大降低，所以多发送几次。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，有n（几十～上百）个mesh设备被同时控制上电完成组网，每个mesh设备都通过station接口往空中广播自己的发送（probe request）请求帧，同时该mesh设备的softAP接口收到接近n-1个设备发送的（probe request）请求帧。

以节点1为例，节点1在收到n-1个设备发送的（probe request）请求帧后，判断上一批的Probe Response帧已经发送完成，则将新的Probe Response帧广播发送给 n-1个设备，一共发送三次，间隔时间为50ms，收到节点1发送的Probe Response帧的节点则与节点1之间相互发现。

以节点2为例，节点2在收到n-1个设备发送的（probe request）请求帧后，判断上一批的Probe Response帧还没有发送完成，则继续等待直到上一批的Probe Response帧全部发送完成后，节点2将新的Probe Response帧广播发送给n-1个设备，一共发送两次，间隔时间为40ms，收到节点2发送的Probe Response帧的节点则与节点2之间相互发现。

本发明在mesh网络内设备数量极多的情况下，大大提高了设备间发现的几率，为设备间创建了良好的路由，并有效抑制网络风暴，使mesh网络保持良好的网络性能。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种mesh网络内设备发现方法，其特征在于，该设备发现方法用于实现mesh网络内任意两个设备之间相互发现，该设备发现方法包含：

第二设备收到多个第一设备发送的请求帧后，采用广播方式多次发送回复帧，收到回复帧的第一设备和第二设备相互发现。

2.如权利要求1所述的mesh网络内设备发现方法，其特征在于，所述的mesh网络内，同时发送请求帧的第一设备的数量大于等于20。

3.如权利要求1所述的mesh网络内设备发现方法，其特征在于，所述的第二设备在采用广播方式发送回复帧时，一共发送m次，每次间隔时间n。

4.如权利要求3所述的mesh网络内设备发现方法，其特征在于，所述的第二设备在收到第一设备发送的请求帧且上一批的请求帧已经发送完成，则第二设备生成新的回复帧并多次广播发送给第一设备。

5.如权利要求3所述的mesh网络内设备发现方法，其特征在于，所述的第二设备在收到第一设备发送的请求帧且上一批的请求帧还未发送完成，则第二设备继续发送上一批请求帧，直至上一批请求帧发送完成，则第二设备生成新的回复帧并多次广播发送给第一设备。