CN109787903A - 集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，包括：中央控制器单播组播帧给第一级中继节点；中继节点在接收到组播帧后判断当前中继节点是否为最后一级中继节点，如果不是，则向下一级中继节点转发组播帧，否则广播组播帧；最后一级中继节点范围内的子节点接收到组播帧后对组播帧进行解析和地址匹配；如果地址匹配成功，则该节点记录其地址在组播地址中的相对位置值，并根据该值调整其退避值，否则节点丢弃该组播帧，通过接收组播帧的子节点根据自己在数据中封装的地址的相对位置值选择退避值进行退避竞争信道发送反馈信息，达到有效避免碰撞，提高带宽利用效率，减少控制器的系统资源消耗节省网络带宽资源，提高数据传输效率的目的。

Description

集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法。
背景技术
随着通信技术的不断发展，人们对灵活快捷方便的通信方式要求越来越高，组播通信模式与单对单通信模式变的同等重要，在日常生活中扮演着重要的角色，组播通信中网络中的节点按组完成给定的任务，各项基于数据通信技术的业务层出不穷，传统的数据通信业务已经不能满足人们对信息的需求，视频点播、远程教学、新闻发布、网络电视等新型业务也逐渐发展起来，并被引入数据通信网络，而这些新型业务的特点是有一个媒体流发送器在发布信息，但是接收节点的数量很庞大，有的可能有成千上万个，而且具体的数目不固定，在对组播数据反馈的时候，没有固定的次序，容易造成反馈数据的丢失与碰撞，效率有待提高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，以达到有效避免碰撞，提高带宽的利用效率，减少不必要的冗余通信，减少控制器的系统资源消耗节省网络带宽资源，提高数据传输效率的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，所述方法包括：
步骤1，中央控制器有数据要发送给目标节点组时，中央控制器单播组播帧给第一级中继节点；
步骤2，包括第一级中继节点在内的每一级中继节点在接收到组播帧后判断当前中继节点是否为最后一级中继节点，如果当前中继节点不为最后一级中继节点，则向下一级中继节点转发组播帧，如果当前中继节点为最后一级中继节点则广播组播帧；
步骤3，最后一级中继节点范围内的子节点接收到组播帧后对组播帧进行解析和地址匹配；
步骤4，如果地址匹配成功，则该节点记录其地址在组播地址中的相对位置值，并根据该值调整其退避值，接收该组播帧的子节点对组播帧无碰撞响应，响应后的节点如果有数据要发送给中央控制器，则在其竞争到信道后直接发送，响应后的节点如果没有数据要发送给中央控制器，则向中央控制器返回确认响应帧，如果地址匹配失败，地址匹配失败的节点丢弃该组播帧。
进一步地，所述组播帧中封装有：目标节点组中每个节点的地址、到达目标节点组经过的中继节点信息、跳数和中央控制器要发送给节点的数据。
进一步地，所述判断当前中继节点是否为最后一级中继节点具体方法为：在组播帧中设置有JS字段，所述JS字段用于存储第一级中继节点到最后一级中继节点的跳数，中继节点接收到组播帧后，JS字段中的值减1，判断JS字段中的值是否为零，如果不为零，此中继节点将组播帧继续发往JS指示的下一级中继节点，如果为零，此中继节点为最后一级中继节点。
进一步地，所述地址匹配是将接收到组播帧的子节点自身的地址与组播帧中封装的地址进行匹配。
进一步地，所述组播帧中封装的地址封装在组播帧的数据字段中。
本发明具有如下优点：
本发明通过接收组播帧的子节点根据自己在数据中封装的地址的相对位置值选择退避值进行退避竞争信道发送反馈信息，有效避免碰撞，提高带宽的利用效率，减少不必要的冗余通信，减少控制器的系统资源消耗节省网络带宽资源，提高数据传输效率有效的解决了带宽被大量占用和网络拥塞的问题。
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。
图1为本发明实施例公开的集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法流程图；
图2为本发明实施例公开的帧格式示意图；
图3为本发明实施例公开的组播帧示意图；
图4为本发明实施例公开的网络拓扑结构图。
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。
本发明提供了一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法流程，其工作原理是通过接收组播帧的子节点根据自己在数据中封装的地址的相对位置值选择退避值进行退避竞争信道发送反馈信息，以达到有效避免碰撞，提高带宽的利用效率，减少不必要的冗余通信，减少控制器的系统资源消耗节省网络带宽资源，提高数据传输效率的目的。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，所述方法包括：
步骤1，中央控制器有数据要发送给目标节点组时，中央控制器单播组播帧给第一级中继节点；
步骤2，包括第一级中继节点在内的每一级中继节点在接收到组播帧后判断当前中继节点是否为最后一级中继节点，如果当前中继节点不为最后一级中继节点，则向下一级中继节点转发组播帧，如果当前中继节点为最后一级中继节点则广播组播帧；
步骤3，最后一级中继节点范围内的子节点接收到组播帧后对组播帧进行解析和地址匹配；
步骤4，如果地址匹配成功，则该节点记录其地址在组播地址中的相对位置值，并根据该值调整其退避值，接收该组播帧的子节点对组播帧无碰撞响应，响应后的节点如果有数据要发送给中央控制器，则在其竞争到信道后直接发送，响应后的节点如果没有数据要发送给中央控制器，则向中央控制器返回确认响应帧，如果地址匹配失败，地址匹配失败的节点丢弃该组播帧。
其中，所述组播帧中封装有：目标节点组中每个节点的地址、到达目标节点组经过的中继节点信息、跳数和中央控制器要发送给节点的数据。
其中，所述判断当前中继节点是否为最后一级中继节点具体方法为：在组播帧中设置有JS字段，所述JS字段用于存储第一级中继节点到最后一级中继节点的跳数，中继节点接收到组播帧后，JS字段中的值减1，判断JS字段中的值是否为零，如果不为零，此中继节点将组播帧继续发往JS指示的下一级中继节点，如果为零，此中继节点为最后一级中继节点。
其中，所述地址匹配是将接收到组播帧的子节点自身的地址与组播帧中封装的地址进行匹配。
其中，所述组播帧中封装的地址封装在组播帧的数据字段中。
接收组播数据的节点属于同一中继节点，关于组播帧的说明如图2和图3所示，帧类型字段中类型为01，子类型为0100，其中JS表明当前节点到目的节点需要的跳数，SA为源节点，DA为目的节点,具体值为全1，表示是组播，payload封装需接收数据的一组节点的逻辑地址。
如图4所示，数据传输介质不局限于有线或者无线，CCO为中央控制器，假设网络中节点到CCO的跳数最多为3跳，即节点与CCO之间最多有两级中继节点，图中节点A、节点D和节点F表示的是一级中继节点，节点1、节点3、节点8和节点9表示的是二继中继节点，节点11、节点14和节点17表示的是三继中继节点，其他没有标记的节点表示的是叶子节点。
假如CCO要发送数据给节点26、27和28，组播帧中组播地址存储的的相对位置顺序为1、2、3。
步骤1：CCO在发送数据前，先查询并获取到达目的节点的路由信息，即中继节点地址信息，并将中继节点的地址信息，存入组播帧中(本例中一级中继节点为节点F，二级中继节点为节点9，三级中继节点为17)；
步骤2：CCO发送组播帧，组播帧的payload中封装了节点26、27、28的逻辑地址和CCO发送给节点的数据等信息，其中JS字段为3；
步骤3：当中继节点F接收到组播帧时，中继节点F转发组播帧，JS减1，此时JS指向中继节点9，中继节点9将组播帧转发给节点17，JS减1；
步骤4：节点17在收到来自节点9的组播帧以后，将JS字段减1后JS字段变为0，表示此节点已经是最后一跳中继节点，节点17广播此帧；
步骤5：收到此广播帧的每个节点都会解封此数据帧中payload中的节点逻辑地址列表；只有节点26、27、28解析的地址与组播帧封装的地址匹配，不能匹配地址的节点直接丢弃该数据帧；
步骤6：匹配地址的节点将按照解析的地址相对顺序值n(分别对应1、2、3)来调整其退避值。节点26、27、28的退避值可根据其相对顺序值设置为偶数(2n)，即2、4、6。当节点退避至0时节点给CCO作数据响应或发送数据，节点有数据发送时则向CCO发送数据，若没有数据发送时则返回ACK。
以上所述的仅是本发明所公开的一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，中央控制器有数据要发送给目标节点组时，中央控制器单播组播帧给第一级中继节点；
步骤2，包括第一级中继节点在内的每一级中继节点在接收到组播帧后判断当前中继节点是否为最后一级中继节点，如果当前中继节点不为最后一级中继节点，则向下一级中继节点转发组播帧，如果当前中继节点为最后一级中继节点则广播组播帧；
步骤3，最后一级中继节点范围内的子节点接收到组播帧后对组播帧进行解析和地址匹配；
步骤4，如果地址匹配成功，则该节点记录其地址在组播地址中的相对位置值，并根据该值调整其退避值，接收该组播帧的子节点对组播帧无碰撞响应，响应后的节点如果有数据要发送给中央控制器，则在其竞争到信道后直接发送，响应后的节点如果没有数据要发送给中央控制器，则向中央控制器返回确认响应帧，如果地址匹配失败，地址匹配失败的节点丢弃该组播帧。
2.根据权利要求1所述的集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，其特征在于，所述组播帧中封装有：目标节点组中每个节点的地址、到达目标节点组经过的中继节点信息、跳数和中央控制器要发送给节点的数据。
3.根据权利要求1所述的集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，其特征在于，所述判断当前中继节点是否为最后一级中继节点具体方法为：在组播帧中设置有JS字段，所述JS字段用于存储第一级中继节点到最后一级中继节点的跳数，中继节点接收到组播帧后，JS字段中的值减1，判断JS字段中的值是否为零，如果不为零，此中继节点将组播帧继续发往JS指示的下一级中继节点，如果为零，此中继节点为最后一级中继节点。
4.根据权利要求1所述的集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，其特征在于，所述地址匹配是将接收到组播帧的子节点自身的地址与组播帧中封装的地址进行匹配。
5.根据权利要求4所述的集中式网络中无碰撞的组播数据反馈方法，其特征在于，所述组播帧中封装的地址封装在组播帧的数据字段中。
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