CN108616608B - 基于主备ip地址的分布式主机配置方法和系统 - Google Patents

基于主备ip地址的分布式主机配置方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于主备IP地址的分布式主机配置方法和系统，涉及通信领域。其中申请节点在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求，发起节点选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点，以便申请节点利用所分配IP地址对中的主地址进行配置，在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，从而消除了节点在重配置过程中的不可及，极大提高了网络的稳定性。

Description

基于主备IP地址的分布式主机配置方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于主备IP地址的分布式主机配置方法和系统。
背景技术
MANET(Mobile Ad hoc network，移动自组网)网络采用分布式动态主机配置协议(DDHCP)动态地给新加入节点分配IP地址，其基本思想是：网络中每一个节点维护三个IP地址集合：1)所了解的已经使用的IP地址；2)所了解的地址分配进程已经初始化了但是还没有最终完成分配的IP地址；3)可用空闲IP地址。当一个新节点(请求节点)想要加入网络，选择邻近节点作为发起节点，发起节点选择一个可用空闲IP地址作为请求节点的候选IP地址，如果这个候选IP地址得到网络中全部已配置节点的认可，那么就将这个候选IP地址分配给这个新节点，否则，只要网络中存在一个已配置节点采用了这个候选IP地址，就重新选择另外一个候选IP地址，重复上述过程直到重复次数达到设定的值。重复申请分配意味着浪费网络资源，延长了新节点加入网络的时间。如果两个发起节点同时选择这个候选IP地址，则优先级高的发起节点将接收到所有节点的许可响应，优先级低的发起节点将至少接收到一个拒绝响应。
上述协议存在的问题是，MANET网络的IP地址空间允许在不同MANET网络中重复使用，在网络分割部分合并时，由于分割期间各自可能新加入一些节点，或者某些节点可能重新分配IP地址，这些新分配的IP地址可能在另一个分割的网络中已经使用，导致在合并时存在许多冲突的节点，每一个冲突地址对应的两个冲突节点必须有一个放弃IP地址并重新获取一个新的IP地址，因此可能同时存在许多个分配初始化进程，如果发生冲突的节点数较大，需要同时为冲突节点数一半的节点重新分配IP地址，如此IP地址分配中发生冲突的概率就会大增，分配中的IP地址数可能大增，严重时放弃冲突地址的节点可能因重复次数超过限定导致脱网。其次，需要重新配置IP地址的节点在重新配置过程中是不可及的节点，不仅改变了网络拓扑结构，而且降低了网络的稳定性。
发明内容
本发明实施例提供一种基于主备IP地址的分布式主机配置方法和系统，由于每个网络节点配置有一个IP地址对，从而需要重新配置新IP地址的节点可使用备用IP地址执行自配置过程，消除了节点重配置过程的不可及，极大提高了网络的稳定性。
根据本发明的一个方面，提供一种基于主备IP地址的分布式动态主机配置方法，包括：
申请节点在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求；
发起节点选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测；
若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点，以便申请节点利用所分配IP地址对中的主地址进行配置；
在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置IP地址对过程。
在一个实施例中，申请节点利用所分配的IP地址对进行配置后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
在一个实施例中，申请节点在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求包括：
申请节点在申请加入移动自组网时，向邻近的网络节点发送查询消息，以便接收到查询消息的网络节点将响应信息发送给申请节点；
申请节点根据接收到的响应信息，选择一个邻近网络节点作为发起节点，并向该发起节点发送配置请求。
在一个实施例中，在至少两个网络分割部分合并时，将各节点的已占用IP地址对集合信息进行交换；
判断是否存在IP地址对冲突的情况；
若两个节点的IP地址对相冲突，则对于该两个节点中优先级高的节点，保留当前的配置IP地址不变；
对于该两个节点中优先级低的节点，放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，以便选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
在一个实施例中，若多于两个节点的IP地址对相冲突，则对于该冲突节点中优先级最高的两个节点，分别延迟一个随机时间后进行自配置IP地址对操作，以便分别选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对；
对于该冲突节点中除优先级最高的两个节点之外的其它节点，均执行IP地址配置进程，以便重新配置IP地址对。
在一个实施例中，冲突节点在完成自配置IP地址对操作后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
在一个实施例中，所述自配置IP地址对操作包括：
从所对应的空闲IP地址对集合中选择一个空闲IP地址对；
将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对；
将候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，其中网络节点在检测到地址冲突时给节点优先级不满足要求的自配置节点反馈拒绝响应；
若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则放弃当前候选IP地址对，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对，并执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤；
若未接收到任何网络节点反馈的拒绝响应，则利用该候选IP地址对进行配置；
将候选IP地址对从对应的候选IP地址对集合转移到对应的已占用IP地址对集合中。
在一个实施例中，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对后，还包括：
延迟一个随机时间后，然后执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤。
在一个实施例中，若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，进一步包括：
对地址冲突次数进行统计；
若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；
若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则执行放弃当前候选IP地址的步骤。
根据本发明的另一方面，提供一种基于主备IP地址的分布式动态主机配置系统，包括：
申请节点，用于在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求；利用发起节点所分配IP地址对中的主地址进行配置；
发起节点，用于根据所述配置请求，选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点；
其中，在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置IP地址对过程。
在一个实施例中，申请节点还用于在利用所分配的IP地址对进行配置后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
在一个实施例中，申请节点具体在申请加入移动自组网时，向邻近的网络节点发送查询消息，以便接收到查询消息的网络节点将响应信息发送给申请节点；根据接收到的响应信息，选择一个邻近网络节点作为发起节点，并向该发起节点发送配置请求。
在一个实施例中，上述系统还包括信息交换模块、冲突识别模块和地址配置模块，其中：
信息交换模块，用于在至少两个网络分割部分合并时，将各节点的已占用IP地址对集合信息进行交换；
冲突识别模块，用于判断是否存在IP地址对冲突的情况；
地址配置模块，用于在两个节点的IP地址对相冲突的情况下，对于该两个节点中优先级高的节点，保留当前的配置IP地址不变；对于该两个节点中优先级低的节点，放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，以便选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
在一个实施例中，地址配置模块还用于在多于两个节点的IP地址对相冲突的情况下，对于该冲突节点中优先级最高的两个节点，分别延迟一个随机时间后进行自配置IP地址对操作，以便分别选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对；对于该冲突节点中除优先级最高的两个节点之外的其它节点，均执行IP地址配置进程，以便重新配置IP地址对。
在一个实施例中，冲突节点还用于在完成自配置IP地址对操作后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
在一个实施例中，所述自配置IP地址对操作包括：从所对应的空闲IP地址对集合中选择一个空闲IP地址对，将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对，将候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，其中网络节点在检测到地址冲突时给节点优先级不满足要求的自配置节点反馈拒绝响应，若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则放弃当前候选IP地址对，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对，并执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤；若未接收到任何网络节点反馈的拒绝响应，则利用该候选IP地址对进行配置；将候选IP地址对从对应的候选IP地址对集合转移到对应的已占用IP地址对集合中。
在一个实施例中，所述自配置IP地址对操作还包括：从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对后，还包括延迟一个随机时间，然后执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的操作。
在一个实施例中，地址配置模块还用于在接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应的情况下，进一步包括对地址冲突次数进行统计，若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则执行放弃当前候选IP地址的操作。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于主备IP地址的分布式动态主机配置方法一个实施例的示意图。
图2为本发明自配置IP地址对操作一个实施例的示意图。
图3为本发明基于主备IP地址的分布式动态主机配置系统一个实施例的示意图。
图4为本发明网络分割部分合并示意图。
图5为本发明基于主备IP地址的分布式动态主机配置系统另一实施例的示意图。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明基于主备IP地址的分布式动态主机配置方法一个实施例的示意图。其中：
步骤101，申请节点在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求。
其中，网络中每一个节点配置一个IP地址对，IP地址对除了最后一位之外，其它位相同，最后一位是1的IP地址为主用，最后一位是0的IP地址为备用。每一个节点维护三个IP地址对集合：1)已占用的IP地址对集合A；2)分配过程中的候选IP地址对集合B；3)空闲IP地址对集合C。
可选地，申请节点在申请加入移动自组网时，向邻近的网络节点发送查询消息，以便接收到查询消息的网络节点将响应信息发送给申请节点。申请节点根据接收到的响应信息，选择一个邻近网络节点作为发起节点，并向该发起节点发送配置请求。
步骤102，发起节点选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测。
其中，若发起节点接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则确定冲突检测未通过，否则认定冲突检测通过。
步骤103，若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点，以便申请节点利用所分配IP地址对中的主地址进行配置。
步骤104，在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置IP地址对过程。
可选地，申请节点利用所分配的IP地址对进行配置后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
基于本发明上述实施例提供的基于主备IP地址的分布式动态主机配置方法，由于每个网络节点配置有一个IP地址对，从而需要重新配置新IP地址的节点可使用备用IP地址执行自配置过程，消除了节点重配置过程的不可及，极大提高了网络的稳定性。
在上述实施例中，若发起节点接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，进一步包括对地址冲突次数进行统计，若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则放弃当前候选IP地址对，重新选择候选IP地址对进行冲突检测。
也就是说，若经过预定次数的尝试，仍无法获得不发生冲突的IP地址对，则表明当前IP地址资源较为紧张，及时停止配置操作可有效节省网络开销。
例如，在为新加入节点配置IP地址对时，执行分布式动态主机邻近节点代理配置过程，即由邻近节点从集合C中选择一个候选IP地址对并发送给全部已配置节点比对，如果候选IP地址对和配置节点的集合B中的IP地址对发生冲突，则重新选择另外一个候选IP地址对，并重复上述过程直到重复次数超过设定次数。若候选IP地址对没有发生冲突，则将该候选IP地址对分配给新加入节点。
在至少两个网络分割部分合并时，将各节点的已占用IP地址对集合信息进行交换，通过判断是否存在IP地址对冲突的情况，可能会出现以下几种情况：1)任意两个节点的IP地址对都不冲突；2)有两个节点的IP地址对相冲突；3)有多于两个节点的IP地址对相冲突。下面分别描述这几种情况。
1)任意两个节点的IP地址对都不冲突
由于未发生冲突，因此无需进行其它处理。
2)两个节点的IP地址对相冲突
在这种情况下，对于该两个节点中优先级高的节点，保留当前的配置IP地址不变。
而对于该两个节点中优先级低的节点，放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，以便选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
3)多于两个节点的IP地址对相冲突
在这种情况下，对于该冲突节点中优先级最高的两个节点，分别延迟一个随机时间后进行自配置IP地址对操作，以便以便分别选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
而对于该冲突节点中除优先级最高的两个节点之外的其它节点，均执行IP地址配置进程，以便重新配置IP地址对。
这里的执行IP地址配置进程与新节点加入网络时的配置进行是一致的，即通过重新配置，以便使这些节点的IP地址对不与其它节点发生冲突。
其中，上述冲突节点在完成自配置IP地址对操作后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
图2为本发明自配置IP地址对操作一个实施例的示意图。其中，上述的自配置IP地址对操作包括：
步骤201，从所对应的空闲IP地址对集合中选择一个空闲IP地址对。
步骤202，将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对。
步骤203，将候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，其中网络节点在检测到地址冲突时给节点优先级不满足要求的自配置节点反馈拒绝响应。
步骤204，判断是否接收到拒绝响应。若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则执行步骤205；若未接收到任何网络节点反馈的拒绝响应，则执行步骤206。
步骤205，放弃当前候选IP地址对，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对，并执行步骤202。
步骤206，利用该候选IP地址对进行配置。
步骤207，将候选IP地址对从对应的候选IP地址对集合转移到对应的已占用IP地址对集合中。
可选地，在上述实施例中，在从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对后，进一步延迟一个随机时间，然后执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤。
通过延迟一个随机时间，可有效避免候选IP地址对的冲突。
此外，在上述实施例中，若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，可进一步对地址冲突次数进行统计，若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则执行放弃当前候选IP地址的步骤。
此外，在上述自配置过程中，在结束配置操作后，节点在继续使用备用IP地址的同时检测空闲IP地址对集合，在空闲IP地址对集合中的空闲IP地址对数量超过设定值时，重新启动自配置过程。
另外，需要说明的是，为新加入节点执行分布式动态主机配置IP地址对过程的优先级高于重配置节点的分布式动态主机自配置IP地址对过程。即，如果重配置节点执行分布式动态主机自配置IP地址对过程中和为新加入节点执行分布式动态主机配置IP地址对过程发生冲突，则节点放弃已经选择的候选IP地址对，重新执行分布式动态主机自配置IP地址对过程。
图3为本发明基于主备IP地址的分布式动态主机配置系统一个实施例的示意图。如图3所示，节点301为申请节点，节点302j为网络节点，1≤j≤M，M为网络中节点总数。网络中的每个节点维护三个IP地址对集合：1)已占用的IP地址对集合A；2)分配过程中的候选IP地址对集合B；3)空闲IP地址对集合C。其中：
申请节点301用于在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点3021发送配置请求；还用于利用发起节点3021所分配IP地址对中的主地址进行配置。
可选地，申请节点301具体在申请加入移动自组网时，向邻近的网络节点发送查询消息，以便接收到查询消息的网络节点将响应信息发送给申请节点；根据接收到的响应信息，选择一个邻近网络节点作为发起节点，并向该发起节点发送配置请求。例如，在图3中，节点3021为所选择的发起节点。
发起节点3021用于根据配置请求，选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点。
其中，在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置IP地址对过程。
可选地，申请节点利用所分配的IP地址对进行配置后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
可选地，发起节点还用于在接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应的情况下，进一步包括对地址冲突次数进行统计，若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则放弃当前候选IP地址对，重新选择候选IP地址对进行冲突检测。
图4为本发明网络分割部分合并示意图。其中，在网络分割部分401和网络分割部分402合并时，对于两个节点ID1和ID2来说，ID1的IP地址对为(a1，a0)，ID2的IP地址对为(b1，b0)。其中，当a1＝b1，a0＝b0时，ID1和ID2冲突。当然，在多个网络分割部分合并时，还会存在多个节点的IP地址对相冲突的情况。
为了解决地址冲突问题，本发明所涉及的系统还包括信息交换模块501、冲突识别模块502和地址配置模块503，如图5所示。其中：
信息交换模块，501用于在至少两个网络分割部分合并时，将各节点的已占用IP地址对集合信息进行交换。
冲突识别模块502用于判断是否存在IP地址对冲突的情况。
地址配置模块503用于在两个节点的IP地址对相冲突的情况下，对于该两个节点中优先级高的节点，保留当前的配置IP地址不变；对于该两个节点中优先级低的节点，放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，以便选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
可选地，地址配置模块503还用于在多于两个节点的IP地址对相冲突的情况下，对于该冲突节点中优先级最高的两个节点，分别延迟一个随机时间后进行自配置IP地址对操作，以便分别选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对；对于该冲突节点中除优先级最高的两个节点之外的其它节点，均执行IP地址配置进程，以便重新配置IP地址对。
其中，这里的执行IP地址配置进程与新节点加入网络时的配置进行是一致的，即通过重新配置，以便使这些节点的IP地址对不与其它节点发生冲突。
此外，上述冲突节点在完成自配置IP地址对操作后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
可选地，自配置IP地址对操作包括：从所对应的空闲IP地址对集合中选择一个空闲IP地址对，将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对，将候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，其中网络节点在检测到地址冲突时给节点优先级不满足要求的自配置节点反馈拒绝响应，若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则放弃当前候选IP地址对，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对，并执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤；若未接收到任何网络节点反馈的拒绝响应，则利用该候选IP地址对进行配置；将候选IP地址对从对应的候选IP地址对集合转移到对应的已占用IP地址对集合中。
可选地，地址配置模块503还用于在接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应的情况下，进一步包括对地址冲突次数进行统计，若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则执行放弃当前候选IP地址的操作。
其中，自配置IP地址对操作还可包括：从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对后，还包括延迟一个随机时间，然后执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的操作。从而有效避免候选IP地址冲突的发生。
下面通过一个具体示例对本发明进行说明。
申请节点IDi在加入网络时广播一条Neighbor_Query消息。至少有一个邻近节点已经是MANET网络节点，在超时时间结束之前发送一条Neighbor_Reply消息作为响应。节点IDi选择其中一个响应邻近节点IDj作为自己的发起节点，忽略其他邻近节点的响应，然后给发起节点IDj发送一条Requester_Request消息。发起节点IDj维护两个数据结构：
(1)AllocatedIDj：AllocatedIDj是基于发起节点所了解的并且已经在MANET网络中使用的全部IP地址对组成的集合。
(2)Allocated_PendingIDj：Allocated_PendingIDj、是基于发起节点IDj所了解的、地址分配进程已经初始化了的但是还没有最终完成分配的IP地址对组成的集合。集合中的每项是一个二维数组{address，initiator}，address是一个正在分配中的主用IP地址，即IP地址对中最后一位为1的IP地址，initiator是发起节点的主用IP地址或备用IP地址。集合中的每一个二维数组对应一个超时时间。超时结束后则删除对应项。
发起节点IDj接收到节点IDi的Requester_Request消息后，选择一个IP地址对(c1,c0)，(c1,c0)既不属于集合AllocatedIDj，也不属于集合Allocated_PendingIDj。发起节点IDj将数组(c1,j)添加到集合Allocated_PendingIDj中，再将Initiator_Request消息泛洪给MANET网络中所有其他已配置节点。一个节点IDk接收到Initiator_Request消息后，并且判定地址c1既不属于集合AllocatedIDk，也不属于集合Allocated_PendingIDk中的数组(c1,p)，p是一个IP地址且p<j，则给发起节点IDj发送地址对(c1,c0)分配许可响应；否则，给发起节点IDj发送地址对(c1,c0)的拒绝响应。
发送分配许可响应的节点给其对应集合Allocated_Pending添加数组(c1，j)。若地址对(c1,c0)获得所有已配置节点的许可，则发起节点IDj：(1)将地址(c1,c0)分配给请求节点IDi；(2)将分配的地址(c1,c0)添加到集合Allocatedj中；(3)将数组(c1，j)从Allocated_Pending集合中删除；(4)将这次完成分配的地址对(c1,c0)泛洪到整个MANET网络中，让所有其他节点能够将地址对(c1,c0)添加到自己的集合Allocated中并删除Allocated_Pending中对应的数组。
如果发送节点接收到的响应中，至少有一个响应是拒绝响应，那么发起节点IDj重新选择另一个地址对(d1,d0)重复上述分配过程。如果重复initiator_request_retry(常数)次都没有分配成功，那么发起节点给请求节点发送一条分配失败消息。
下面详细描述网络分割合并时ID值低的冲突节点执行分布式动态主机自配置过程。其中：
节点ID1维护两个数据结构：
(1)AllocatedID1：AllocatedID1是基于节点ID1所了解的并且已经在MANET网络中使用的全部IP地址对组成的集合。
(2)Allocated_PendingID1：Allocated_PendingID1是基于节点ID1所了解的、地址分配进程已经初始化了的但是还没有最终完成分配的IP地址对组成的集合。集合中的每项是一个二维数组{address，initiator}，address是正在分配中的主用IP地址，initiator是发起节点的主用IP地址/备用IP地址，或自配置节点的备用IP地址。集合中的每一个二维数组对应一个超时时间。超时结束后则删除对应项。
自配置节点ID1在判断需要自配置一个新的IP对后，延迟一个随机时间，选择一个IP地址对(x1,x0)，(x1,x0)既不属于集合AllocatedID1，也不属于集合Allocated_PendingID1。自配置节点ID1将数组(x1,a0)添加到集合Allocated_Pending中，再将Initiator_Request消息泛洪给MANET网络中所有其他已配置节点。
一个节点IDk接收到Initiator_Request消息后，并且判定地址x1既不属于集合AllocatedIDk，也不属于集合Allocated_PendingIDk中的数组(x1,p)，p是一个IP地址且p<a0，则给自配置节点ID1发送地址对(x1,x0)分配许可响应；否则，给自配置节点ID1发送地址对(x1,x0)的拒绝响应。
发送分配许可响应的节点给其对应集合Allocated_Pending添加数组(x1，a0)。若地址对(x1,x0)获得所有已配置节点的许可，则自配置节点ID1：(1)将IP地址对(x1,x0)代替IP地址对(a1,a0)作为本节点的IP地址对；(2)将IP地址对(x1,x0)添加到集合AllocatedID1中；(3)将数组(x1,a0)从Allocated_Pending集合中删除；(4)将这次完成分配的地址对(x1,x0)泛洪到整个MANET网络中，让所有其他节点能够将地址对(x1,x0)添加到自己的集合Allocated中并删除Allocated_Pending中对应的数组。
如果自配置节点ID1接收到的响应中，至少有一个响应是拒绝响应，那么自配置节点ID1重新选择另一个地址对(y1,y0)，在延迟一个随机时间后重复上述分配过程。如果重复initiator_request_retry(常数)次都没有分配成功，那么发起节点给请求节点发送一条分配失败消息。
此外，当一个节点脱网后，主备IP地址同时释放回收。
通过实施本发明，能够得到以下有益效果：
在发生网络分割部分合并时，如果存在冲突节点，在重新配置IP地址过程中：
1)需要重新配置IP地址的节点仍然可及；
2)避免重配置过程中对网络拓扑结构的影响；
3)避免重配置过程中对网络稳定性的影响；
4)解决了重配置失败导致节点脱网的问题；
5)允许采用随机延迟机制规避再次冲突；
6)网络稳定性更高。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (18)

1.一种基于主备IP地址的分布式动态主机配置方法，其特征在于，包括：
申请节点在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求；
发起节点选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测；
若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点，以便申请节点利用所分配IP地址对中的主用IP地址进行配置；
在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用所分配IP地址对中的备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置IP地址对过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
申请节点利用所分配的IP地址对进行配置后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
申请节点在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求包括：
申请节点在申请加入移动自组网时，向邻近的网络节点发送查询消息，以便接收到查询消息的网络节点将响应信息发送给申请节点；
申请节点根据接收到的响应信息，选择一个邻近网络节点作为发起节点，并向该发起节点发送配置请求。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
在至少两个网络分割部分合并时，将各节点的已占用IP地址对集合信息进行交换；
判断是否存在IP地址对冲突的情况；
若两个节点的IP地址对相冲突，则对于该两个节点中优先级高的节点，保留当前的配置IP地址不变；
对于该两个节点中优先级低的节点，放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，以便选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
若多于两个节点的IP地址对相冲突，则对于该冲突节点中优先级最高的两个节点，分别延迟一个随机时间后进行自配置IP地址对操作，以便分别选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对；
对于该冲突节点中除优先级最高的两个节点之外的其它节点，均执行IP地址配置进程，以便重新配置IP地址对。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
冲突节点在完成自配置IP地址对操作后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
所述自配置IP地址对操作包括：
从所对应的空闲IP地址对集合中选择一个空闲IP地址对；
将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对；
将候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，其中网络节点在检测到地址冲突时给节点优先级不满足要求的自配置节点反馈拒绝响应；
若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则放弃当前候选IP地址对，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对，并执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤；
若未接收到任何网络节点反馈的拒绝响应，则利用该候选IP地址对进行配置；
将候选IP地址对从对应的候选IP地址对集合转移到对应的已占用IP地址对集合中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对后，还包括：
延迟一个随机时间后，然后执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，进一步包括：
对地址冲突次数进行统计；
若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；
若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则执行放弃当前候选IP地址的步骤。
10.一种基于主备IP地址的分布式动态主机配置系统，其特征在于，包括：
申请节点，用于在申请加入移动自组网时，向所选择的发起节点发送配置请求；利用发起节点所分配IP地址对中的主用IP地址进行配置；
发起节点，用于根据所述配置请求，选择一个空闲IP地址对作为候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，若通过冲突检测，则将该候选IP地址对分配给申请节点；
其中，在网络分割部分合并时若发生IP地址冲突，则优先级低的网络节点放弃原配置的主用IP地址，使用所分配IP地址对中的备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置IP地址对过程。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，
申请节点还用于在利用所分配的IP地址对进行配置后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括：
申请节点具体在申请加入移动自组网时，向邻近的网络节点发送查询消息，以便接收到查询消息的网络节点将响应信息发送给申请节点；根据接收到的响应信息，选择一个邻近网络节点作为发起节点，并向该发起节点发送配置请求。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括信息交换模块、冲突识别模块和地址配置模块，其中：
信息交换模块，用于在至少两个网络分割部分合并时，将各节点的已占用IP地址对集合信息进行交换；
冲突识别模块，用于判断是否存在IP地址对冲突的情况；
地址配置模块，用于在两个节点的IP地址对相冲突的情况下，对于该两个节点中优先级高的节点，保留当前的配置IP地址不变；对于该两个节点中优先级低的节点，放弃原配置的主用IP地址，使用备用IP地址作为临时IP地址，在延迟一个随机时间后执行自配置过程，以便选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，
地址配置模块还用于在多于两个节点的IP地址对相冲突的情况下，对于该冲突节点中优先级最高的两个节点，分别延迟一个随机时间后进行自配置IP地址对操作，以便分别选择一个不与其它网络节点相冲突的IP地址对；对于该冲突节点中除优先级最高的两个节点之外的其它节点，均执行IP地址配置进程，以便重新配置IP地址对。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括：
冲突节点还用于在完成自配置IP地址对操作后，将配置信息发送给移动自组网中的其它全部网络节点，以便网络节点根据配置信息更新所维护的IP地址集合。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，
所述自配置IP地址对操作包括：从所对应的空闲IP地址对集合中选择一个空闲IP地址对，将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对，将候选IP地址对发送给移动自组网中的全部网络节点以进行冲突检测，其中网络节点在检测到地址冲突时给节点优先级不满足要求的自配置节点反馈拒绝响应，若接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应，则放弃当前候选IP地址对，从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对，并执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的步骤；若未接收到任何网络节点反馈的拒绝响应，则利用该候选IP地址对进行配置；将候选IP地址对从对应的候选IP地址对集合转移到对应的已占用IP地址对集合中。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，
所述自配置IP地址对操作还包括：从所对应的空闲IP地址对集合中重新选择一个空闲IP地址对后，还包括延迟一个随机时间，然后执行将选择的空闲IP地址对转移到对应的候选IP地址对集合中以作为候选IP地址对的操作。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，
地址配置模块还用于在接收到至少一个网络节点反馈的拒绝响应的情况下，进一步包括对地址冲突次数进行统计，若当前的地址冲突次数已达到预定门限，则结束配置操作；若当前的地址冲突次数未达到预定门限，则执行放弃当前候选IP地址的操作。
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