CN108494680A - 一种支持异构组网的按需多径路由算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持异构组网的按需多径路由算法，包括以下步骤：S11源节点在本节点所有端口广播发送路由请求；S12目的节点从连接端口收到路由请求，则在接收端口单播发送路由应答；S13源节点收到路由应答，丢弃总跳数大于6的路径，并在综合考虑节点负载及路径传输时延前提下，为源节点每个端口选择一条权重最小的路由。本发明的有益效果：本发明中的多径路由算法，充分考虑不同子网的性能差异，在路由选择过程中，选择路径性能差异最小的路径用于多径路由可在一定程度上缓解接收端乱序及阻塞问题，提高传输性能。

Description

一种支持异构组网的按需多径路由算法
技术领域
本发明涉及无线网络技术领域，具体来说，涉及一种支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法。
背景技术
无线异构网络可以理解为多种无线网络共同存在的复杂网络环境，异构组网的强大优势主要体现在不同子网互通融合与优势互补，解决单一网络节点负载、路由容错、可靠性及Qos需求等方面存在的不足。多路径并行传输可以实现负载均衡和带宽聚合，提高网络资源利用率，有效避免信道拥塞，整体上提高网络利用率。
由于不同子网接入方式及信道传输能力各不相同，支持的传输速率及延时也会有所差别，因此将数据源分配到不同路径传输，可能会导致接收节点分组乱序，接收缓存阻塞进而影响网络的吞吐量。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种支持异构组网的按需多径路由算法，能够提升路由传输性能。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种支持异构组网的按需多径路由算法，包括以下步骤：
S11 源节点在本节点所有端口广播发送路由请求；
S12 目的节点从连接端口收到路由请求，则在接收端口单播发送路由应答；
S13 源节点收到路由应答，丢弃总跳数大于6的路径，并在综合考虑节点负载及路径传输时延前提下，为源节点每个端口选择一条权重最小的路由。
进一步的，节点权重Weight(node)包括归一化节点负载系数与归一化剩余电量系数之和，链路权重Weight(link)为该条路径传输时延，计算公式如下：
Weight(n) = ΣWeight(node)+Weight(link)；
Weight(node) = α*payload(node)+(1-α)/power。
进一步的，S12进一步包括：若在网非目的节点收到路由请求，则所述在网非目的节点处理跳数小于本节点保存跳数的路由请求，转发第一次收到的路由请求，记录路由请求信息。
进一步的，所述路由请求信息包括上一跳节点ID、上一跳节点发送port、本节点接收port、接收时间、请求源节点、请求目的节点。
进一步的，S13进一步包括：若在网非目的节点收到路由应答，则所述在网非目的节点转发下一跳为本节点的且本节点不在路由列表中的路由应答。
进一步的，如果所述在网非目的节点从同一端口收到多个路由应答，则只处理第一包，将后面接收端口根据邻居链路连接信息指定到其他未使用连接端口。
进一步的，优先选择和接收端口链路类型不同的路由请求接收端口转发路由应答；如果根据邻居链路连接信息判断转发端口链路失效，则放弃该端口路径。
进一步的，通过节点周期发送hello包来维护邻居节点及链路连接信息。
进一步的，邻居维护具体包括以下步骤：
S21 在网节点在本节点所有端口周期发送hello包，用于维护本节点和邻居节点之间的链路信息；
S22 本节点收到邻居节点发送的hello包，更新邻居节点及链路信息；
S23 中继节点转发数据，首先检测本节点和下一跳节点之间链路是否连接，如果链路失效，则向源节点触发路由错误，告知该条到达目的节点的路由失效。
进一步的，节点为每条链路维护一个更新时间，如果更新时间超过4个hello包发送周期未更新，则认为该链路失效。
本发明的有益效果：本发明中的多径路由算法，充分考虑不同子网的性能差异，在路由选择过程中，选择路径性能差异最小的路径用于多径路由可在一定程度上缓解接收端乱序及阻塞问题，提高传输性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种支持异构组网的按需多径路由算法的交互流程示意图；
图2是根据本发明实施例所述的一种支持异构组网的按需多径路由算法的邻居维护流程示意图；
图3是根据本发明实施例所述的一种支持异构组网的按需多径路由算法的网络拓扑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和2所示，根据本发明实施例所述的一种支持异构组网的按需多径路由算法，包括以下步骤：
S11 源节点在本节点所有端口广播发送路由请求；
S12 目的节点从连接端口收到路由请求，则在接收端口单播发送路由应答；
S13 源节点收到路由应答，丢弃总跳数大于6的路径，并在综合考虑节点负载及路径传输时延前提下，为源节点每个端口选择一条权重最小的路由。
进一步的，节点权重Weight(node)包括归一化节点负载系数与归一化剩余电量系数之和，链路权重Weight(link)为该条路径传输时延，计算公式如下：
Weight(n) = ΣWeight(node)+Weight(link)；
Weight(node) = α*payload(node)+(1-α)/power。
进一步的，S12进一步包括：若在网非目的节点收到路由请求，则所述在网非目的节点处理跳数小于本节点保存跳数的路由请求，转发第一次收到的路由请求，记录路由请求信息。
进一步的，所述路由请求信息包括上一跳节点ID、上一跳节点发送port、本节点接收port、接收时间、请求源节点、请求目的节点。
进一步的，S13进一步包括：若在网非目的节点收到路由应答，则所述在网非目的节点转发下一跳为本节点的且本节点不在路由列表中的路由应答。
进一步的，如果所述在网非目的节点从同一端口收到多个路由应答，则只处理第一包，将后面接收端口根据邻居链路连接信息指定到其他未使用连接端口。
进一步的，优先选择和接收端口链路类型不同的路由请求接收端口转发路由应答；如果根据邻居链路连接信息判断转发端口链路失效，则放弃该端口路径。
进一步的，通过节点周期发送hello包来维护邻居节点及链路连接信息。
进一步的，邻居维护具体包括以下步骤：
S21 在网节点在本节点所有端口周期发送hello包，用于维护本节点和邻居节点之间的链路信息；
S22 本节点收到邻居节点发送的hello包，更新邻居节点及链路信息；
S23 中继节点转发数据，首先检测本节点和下一跳节点之间链路是否连接，如果链路失效，则向源节点触发路由错误，告知该条到达目的节点的路由失效。
进一步的，节点为每条链路维护一个更新时间，如果更新时间超过4个hello包发送周期未更新，则认为该链路失效。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的一种支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，该多径路由计算以邻居信息为基础，基于用户业务触发。
其中，多径路由计算过程如下所述：
多径路由计算基于用户业务触发，即用户业务到来，如果没有到达目的节点的多径路由，则触发多径路由计算。多径路由计算过程详述如下：
1.源节点在本节点所有端口广播发送路由请求；
2.在网非目的节点收到路由请求，处理如下：
仅处理跳数小于本节点保存跳数的路由请求；
仅转发第一次收到的路由请求；
记录路由请求信息，包括上一跳节点ID、上一跳节点发送port、本节点接收port、接收时间、请求源节点、请求目的节点；
目的节点从所有连接端口收到路由请求，则在所有端口单播回复路由应答。
3.目的节点收到路由请求，处理如下：
所有连接端口收到路由请求，则在所有端口单播发送路由应答；
否则，继续等待接收路由请求。
4.在网非目的节点收到路由应答，处理时：
仅处理下一跳为本节点的路由应答；
仅处理本节点不在路由列表中的路由应答，防止环路；
中继节点如果从同一端口收到多个路由应答，则只处理第一包，将后面接收端口根据邻居链路连接信息指定到其他未使用连接端口；
尽量选择和接收端口链路类型不同的路由请求接收端口转发路由应答；根据邻居链路连接信息判断如果转发端口链路失效，则放弃该端口路径。
通过节点周期发送hello包来维护邻居节点及链路连接信息，邻居维护实现流程如下所述：
1)在网节点在本节点所有端口周期发送hello包，用于维护本节点和邻居节点之间的链路信息。
2)节点收到邻居节点发送的hello包，更新邻居节点及链路信息；节点为每条链路维护一个更新时间，如果更新时间超过4个hello包发送周期未更新，则认为该链路失效。
3)中继节点转发数据，首先检测本节点和下一跳节点之间链路是否连接，如果链路失效，则向源节点触发路由错误，告知该条到达目的节点的路由失效。
5.源节点收到路由应答，处理如下：
首先丢弃总跳数大于6的路径
为源节点每个端口选择一条权重最小的路由，路由权重综合考虑节点负载及路径传输时延，定义如下：
Weight(n) = ΣWeight(node)+Weight(link);
Weight(node) = α*payload(node)+(1-α)/power;
节点权重Weight(node)包括归一化节点负载系数与归一化剩余电量系数之和，链路权重Weight(link)定义为该条路径传输时延。
基于源节点端口路由选择基础上，为目的节点的每个端口保留一条最优路由。
如图3所示，搭建图中网络拓扑，多径路由计算结果如下所示：
int net
set net param device_id 0
calc route
show route table
route dest count is 0x1
route 0x0 destination is 0x8
destination 0x8 has 0x3 route
route 0 hop: 0x4 route-weight: 0x4
route_list:0(1)->1(4)->3(4)->6(6)->8
route 1 hop: 0x4 route-weight: 0x6
route_list:0(4)->2(3)->4(5)->6(5)->8
route 2 hop: 0x4 route-weight: 0x3
route_list:0(3)->2(5)->5(1)->7(2)->8
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过充分考虑不同子网的性能差异，在路由选择过程中，选择路径性能差异最小的路径用于多径路由可在一定程度上缓解接收端乱序及阻塞问题，提高传输性能；同时，可实现业务同时在不同子网进行传输，增加了传输链路的带宽，提高网络的可靠性和抗毁性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，包括以下步骤：
S11 源节点在本节点所有端口广播发送路由请求；
S12 目的节点从连接端口收到路由请求，则在接收端口单播发送路由应答；
S13 源节点收到路由应答，丢弃总跳数大于6的路径，并在综合考虑节点负载及路径传输时延前提下，为源节点每个端口选择一条权重最小的路由。
2.根据权利要求1所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，节点权重Weight(node)包括归一化节点负载系数与归一化剩余电量系数之和，链路权重Weight(link)为该条路径传输时延，计算公式如下：
Weight(n) = ΣWeight(node)+Weight(link)；
Weight(node) = α*payload(node)+(1-α)/power。
3.根据权利要求1所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，S12进一步包括：若在网非目的节点收到路由请求，则所述在网非目的节点处理跳数小于本节点保存跳数的路由请求，转发第一次收到的路由请求，记录路由请求信息。
4.根据权利要求3所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，所述路由请求信息包括上一跳节点ID、上一跳节点发送port、本节点接收port、接收时间、请求源节点、请求目的节点。
5.根据权利要求1所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，S13进一步包括：若在网非目的节点收到路由应答，则所述在网非目的节点转发下一跳为本节点的且本节点不在路由列表中的路由应答。
6.根据权利要求5所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，如果所述在网非目的节点从同一端口收到多个路由应答，则只处理第一包，将后面接收端口根据邻居链路连接信息指定到其他未使用连接端口。
7.根据权利要求6所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，优先选择和接收端口链路类型不同的路由请求接收端口转发路由应答；如果根据邻居链路连接信息判断转发端口链路失效，则放弃该端口路径。
8.根据权利要求6或7所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，通过节点周期发送hello包来维护邻居节点及链路连接信息。
9.根据权利要求8所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，邻居维护具体包括以下步骤：
S21 在网节点在本节点所有端口周期发送hello包，用于维护本节点和邻居节点之间的链路信息；
S22 本节点收到邻居节点发送的hello包，更新邻居节点及链路信息；
S23 中继节点转发数据，首先检测本节点和下一跳节点之间链路是否连接，如果链路失效，则向源节点触发路由错误，告知该条到达目的节点的路由失效。
10.根据权利要求9所述的支持异构组网的基于链路不相交的按需多径路由算法，其特征在于，节点为每条链路维护一个更新时间，如果更新时间超过4个hello包发送周期未更新，则认为该链路失效。
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