CN110049527A - 基于软件定义车联网路由的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于软件定义车联网路由的方法及系统，包括：获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据节点状态信息更新网络带权无向图，其中，网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；获取源节点的通信请求，并根据各节点信息、节点间的链路信息以及通信请求计算源节点到目标节点的最佳路由；下发流表给最佳路由中相应的各个节点，以便以较小的传输时延进行数据传输，且减少流表更新和切换的开销和数据量；从而根据网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定性，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。

Description

基于软件定义车联网路由的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于软件定义车联网路由的方法及系统。

背景技术

在现有车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network，VANET)，即车联网中，大多数路由协议(例如AODV、GPRS等)都通过车辆节点本身进行路由的规划，因而只能获取局部最优路由，由于每个节点无法获知其他节点的路由情况，容易导致单一链路被多条路由占用而超出其最大负荷，进而使得该链路失效影响车载自组织网络中的数据传输。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述存在的技术问题。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于软件定义车联网路由的方法，能够根据网络无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，防止链路因负荷过大而导致失效。

本发明的第二个目的在于提出一种基于软件定义车联网路由的系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于软件定义车联网路由的方法，包括以下步骤：获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输。

根据本发明实施例的基于软件定义车联网路由的方法，首先，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；然后，获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；接着，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输；从而根据网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。

另外，根据本发明上述实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，包括：根据所述节点状态信息计算路由生命周期，并获取各节点的流量延迟，以及根据所述各节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合；获取路由计算时间，并根据所述路由生命周期、路由计算时间、以及各节点的流量延迟判断所述路由生命周期是否有效；如果所述路由生命周期有效，则生成所述流表，并将所述路由生命周期作为流表生命周期，以及根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表。

可选地，各个节点在根据流表进行数据传输的过程中，还包括以下步骤：所述源节点周期性地测量自身的当前流量延迟，并获取所述当前流量延迟对应的当前时间，以及根据所述当前流量延迟、当前时间、当前流表生命周期、路由计算时间以及所述源节点至所述目标节点的分组延迟判断源节点当前使用中的流表是否即将到期；当源节点当前使用中的流表即将到期且所述源节点数据传输过程未停止时，通过所述源节点发起流表切换请求。

可选地，所述根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，具体包括：根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息计算所述节点间的链路信息对应的链路稳定度，并将所述节点间的链路信息对应的链路稳定度作为所述节点间的链路权值，以及通过Dijkstra算法计算所述源节点到所述目标节点的各段链路的稳定度综合值最大的最短路径；将所述最短路径作为所述源节点到所述目标节点的最佳路由，其中，所述链路稳定度通过将速度相对度、方向相对度以及链路端密度输入模糊推理模型求得；链路两端节点的速度相对度和方向相对度反映所述链路易断裂程度，链路端密度反映所述链路被多条路由同时占用的程度。

可选地，所述节点状态信息包括：节点标识、节点定位信息、节点速度矢量、邻节点信息和节点分组延迟。

可选地，所述根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表之前，还为所述流表配置流表版本号，并通过路由记录表对流表信息进行记录，其中，所述流表信息包括源节点信息、目标节点信息、流表版本号和流表生命周期。

可选地，所述通过路由记录表对流表信息进行记录，具体为：根据所述源节点信息和所述目标节点信息判断所述路由记录表中是否已存储有对应的表项；如果是，则根据当前流表信息更新所述源节点信息和所述目标节点信息对应的表项中的流表版本号和流表生命周期；如果否，则增加新表项，并将当前流表信息添加入所述新表项中。

可选地，所述根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表之后，还包括：接收当前流表的节点对前一流表进行删除，并提取所述当前流表的流表版本号，以及在发送新的数据包之前为每个待发送的数据包封装所述流表版本号。

可选地，所述根据所述节点状态信息计算路由生命周期，具体为：获取所述节点状态信息中的节点速度矢量和节点位置信息，并根据所述节点速度矢量和节点位置信息，利用链路剩余生存时间公式进行路由生命周期的计算。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于软件定义车联网路由的系统，包括：控制器、由路边单元和车辆组成的各个节点，其中，所述控制器用于执行如上述的基于软件定义车联网路由的方法的步骤。

附图说明

图1为根据本发明实施例的基于软件定义车联网路由的方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的基于软件定义车联网路由的系统的架构图；

图3为根据本发明实施例的路由算法示意图；

图4为根据本发明另一实施例的基于软件定义车联网路由方法的示意图；

图5为根据本发明实施例的基于软件定义车联网路由的方法中源节点切换路由的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的网元或具有相同或类似功能的网元。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

现有的车载自组织网络中的路由协议在获取最佳路由时选择过于局限性，且每个节点无法获知其他节点的路由情况，容易导致链路负荷过大而失效；本发明实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法，首先，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；然后，获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；接着，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输；从而根据所述网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

图1为根据本发明实施例提出的一种基于软件定义车联网路由的方法的流程示意图，如图1所示，该基于软件定义车联网路由的方法包括以下步骤：

S101，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据节点状态信息周期性更新网络带权无向图，其中，网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度。

也就是说，控制器根据获取到的各节点周期性发送的节点状态信息生成网络带权无向图，并根据节点状态信息对该网络带权无向图进行周期性地更新。

其中，节点状态信息包括但不限于节点标识、节点定位信息、节点速度矢量、邻节点信息和节点分组延迟；其中，节点标识指的是节点的唯一可识别标识，例如，节点ID或节点IP地址；节点定位信息即节点的位置坐标，该信息可通过GPS获得；节点速度矢量指的是道路平均限速和车辆节点历史平均速度的期望值；邻节点表指的是信号可达当前节点的邻节点表，其上存储有邻节点ID或邻节点IP地址，该邻节点表通过当前节点实时监测来自邻节点的HELLO信息而得，以维护一张单向可达的邻节点表；节点分组延迟指的是基于时延预估模型，节点根据自身的分组排队延迟、分组竞争延迟、分组处理延迟以及数据传输速率计算所得的链路间分组数据传输的时延。

其中，如图2所示，节点包括但不限于路边单元(RSU)和车辆，RSU用于辅助车载自组织网络的通信，建立控制器与车辆之间的连接，从网络架构的角度出发，该RSU向上连接控制器，以作为控制器发射和接收无线信号的设备，该RSU向下连接有效通信范围内的车辆节点和其他RSU节点，负责将控制器生成的流表直接转发给路由中相应的各车辆节点。

需要说明的是，RSU、车辆以及控制器之间的连接方式可以有多种，例如，移动蜂窝网络、WiFi、有线连接等；因此，在此不对其连接方式进行限定。

作为一种示例，控制器与控制器之间、控制器与RSU之间采用有线连接，RSU与RSU之间、RSU与车辆节点之间、车辆节点与车辆节点之间采用无线连接。

作为一种示例，网络带权无向图的表现形式为通过图中的顶点表示节点，图中顶点间的边表示节点间的链路。

S102，获取源节点的通信请求，并根据各节点信息、节点间的链路信息以及通信请求计算源节点到目标节点的最佳路由，其中，通信请求包括源节点信息和目标节点信息。

也就是说，控制器获取处于车联网中任一节点发出的通信请求，其中，该通信请求至少包括源节点信息和目标节点信息，并根据网络带权无向图中的各节点信息、节点间的链路信息以及通信请求中的源节点信息和目标节点信息进行最佳路由的计算。

S103，下发流表给最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输。

也就是说，在确定最佳路由之后，控制器把根据最佳路由生成的流表下发给最佳路由对应的各个节点，以便各个节点根据该流表进行数据的传输。

综上所述，根据本发明实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法，首先，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息以及节点间的链路信息；然后，获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；接着，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输；从而根据网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。

图3为根据本发明另一实施例基于软件定义车联网路由的方法的流程示意图，如图3所示，该基于软件定义车联网路由的方法包括以下步骤：

S201，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据节点状态信息更新网络带权无向图，其中，网络带权无向图包括各节点邻居信息、节点间的链路信息以及链路稳定度。

该步骤与图1所描述的基于软件定义车联网路由的方法的步骤一致，在此不做赘述。

S202，获取源节点的通信请求。

其中，源节点的通信请求至少包括源节点信息、目标节点信息。

作为一种示例，源节点的通信请求还可以包括：请求传输数据量信息、请求传输数据类型信息、路由分组请求等。

S203，根据各节点信息、节点间的链路信息计算节点间的链路信息对应的链路稳定度，并将节点间的链路信息对应的链路稳定度作为节点间的链路权值。

也就是说，根据各节点信息、节点间的链路信息进行节点间的链路信息所对应的链路稳定度的计算，并将节点间的链路信息对应的链路稳定度作为节点间的链路权值，需要说明的是，在链路稳定度计算完毕之后，可根据该链路稳定度对网络带权无向图进行更新。

其中，节点间的链路信息指的是节点与节点之间的物理连接所对应的数据信息，例如，各链路对应的唯一可识别标签信息，各链路所连接的节点ID信息等。

作为一种示例，根据各节点信息、节点间的链路信息计算节点间的链路信息对应的链路稳定度具体为：

根据各节点信息、节点间的链路信息进行模糊逻辑推理模型输入量的计算，并将该输入量模糊化后输入模糊推理模型以计算节点间的链路信息对应的链路稳定度；其中，输入量包括：速度相对度、方向相对度以及链路端密度，速度相对度指的是单跳链路两端节点速度差的绝对值和最大车速的比值；方向相对度指的是单跳链路两端节点运动方向差的绝对值和π的比值；链路端密度指的是单跳链路两端节点的邻节点总数和该两端节点欧式距离的比值。如此，在最佳路径的选择之前根据各节点信息、节点间的链路信息进行节点间链路稳定度的分析，可以增强最终生成的最佳路径的稳定性，进而增强车载自组织网络的可靠性。

S204，通过Dijkstra算法计算源节点到目标节点的最短路径，并将最短路径作为源节点到目标节点的最佳路由。

其中，如图4所示，图中NSP(Node State Packet)表示传送节点状态信息的数据包，Dijkstra算法指的是迪杰斯特拉算法，该算法解决的是网络带权无向图中最短路径问题。在利用Dijkstra算法遍历网络带权无向图进行最短路径的计算过程中，为同时增强路由的稳定性，要求其选择的最佳路由上链路稳定度的综合值mUnion最大。

mUnion＝a*mSum+b*mMin，a+b＝1

其中，mSum为路由上各段链路的稳定度总和，mMin为该路由上所有链路中最小的链路稳定度，a和b是根据实际需要而设定的常数。

S205，根据节点状态信息计算路由生命周期，并获取各节点的流量延迟，以及根据各节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合。

也就是说，根据节点状态信息进行路由生命周期的计算，并获取控制器到各个节点路由上的流量延迟，以及根据各个节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合。

作为一种示例，控制器根据自身到RSU的有线链路传输延迟，以及RSU到节点间无线链路的分组延迟，获取自身最新到路由上各节点的流量延迟，并生成包含各节点流量延迟的流量延迟集合，其中，该流量延迟集合由大到小排序，以作为后续流表的下发顺序依据，并且，将源节点的流量延迟标记为请求延迟，以便后续进行路由生命周期计算时将源节点的流量延迟与其他节点的流量延迟进行区分。

作为一种示例，根据节点状态信息进行路由生命周期的计算具体为：获取节点状态信息中的节点速度矢量，并根据链路两端节点的速度矢量和位置,利用链路剩余生存时间公式获得链路连接时间(Link Expired Time，LET),则路由生命周期rte即为：

ret＝min(let₁,let₂,…let_n-1)

S206，获取路由计算时间，并根据路由生命周期、路由计算时间、以及各节点的流量延迟判断路由生命周期是否有效。

作为一种示例，根据路由生命周期、路由计算时间、以及各节点的流量延迟判断路由生命周期是否有效具体为：判断t_route是否大于Δt+2t_{request_delay}+t_{data_delay}；若是，则判断路由生命周期有效，若否，则判断路由生命周期无效，并发送路由请求错误分组给源节点，通知其停止发送数据进入等待状态；其中，t_route指的是根据节点状态信息计算得出的路由生命周期，Δt为控制器计算路由的时间，即上述路由计算时间，t_{request_delay}为数据流从源节点到控制器的流量延迟，即源节点的流量延迟，t_{data_delay}为数据由源节点至目标节点的分组延迟。

S207，如果路由生命周期有效，则生成流表，并将路由生命周期作为流表生命周期，以及根据节点流量延迟集合按序向最佳路由对应的各个节点下发流表

需要说明的是，在其下发给源节点的流表中要封装Δt和t_{data_delay}信息。

也就是说，如果判断结果为路由生命周期有效，则生成流表，以对节点的数据传输进行路由，并将该路由生命周期作为流表生命周期，以通过该流表生命周期标示对应流表的有效时间，以及根据节点流量延迟集合按序向最佳路由对应的各个节点进行流表的下发。

在一些实施例中，为了便于节点区别流表的新旧情况，并统一车载自组织网络对于流表的管理，本发明实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法中，在根据节点流量延迟集合按序向最佳路由对应的各个节点下发流表之前，还为流表配置流表版本号，并通过路由记录表对流表信息进行记录，其中，流表信息可以包括：源节点信息、目标节点信息、流表版本号和流表生命周期。

作为一种示例，在判断路由生命周期有效并生成流表之后，根据通信请求中的源节点信息和目标节点信息判断路由记录表中是否已存储有对应的表项，即言，根据源节点信息和目标节点信息查询路由记录表，看路由记录表中是否已经存储有该源节点信息和目标节点信息对应的记录；如果有，则根据当前流表信息更新源节点信息和目标节点信息对应的表项中的流表版本号和流表生命周期；如果没有，则增加新表项，并将当前流表信息添加入新表项中。

S208，各个节点根据接收到的流表进行数据传输。

作为一种示例，根据节点流量延迟集合按序向最佳路由对应的各个节点下发流表之后，判断接收当前流表的节点是否为非源节点，如果接收当前流表的节点为非源节点，则非源节点根据当前流表进行数据的转发；如果接收当前流表的节点为源节点，则源节点对前一流表进行删除，并提取当前流表的流表版本号，以及在发送信息之前为每个待发送的信息封装流表版本号。

也就是说，如果接收当前流表的节点不是源节点，则该节点按照流表进行数据的转发；如果接收当前流表的节点为源节点，则源节点提取流表的流表版本号，为每个被发送的分组数据封装对应的流表版本号；其中，源节点在新流表到达时即删除旧有的流表，其他节点则等待流表的生命周期结束后才将流表进行删除。

综上所述，根据本发明实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法，首先，获取各节点周期性发送的节点状态信息，生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络无向图，其中，网络无向图包括各节点信息以及节点间的链路信息；接着，获取源节点的通信请求；然后，根据各节点信息、节点间的链路信息计算节点间的链路稳定度，并将所述节点链路稳定度作为节点间的链路权值；接着，通过Dijkstra算法计算源节点到目标节点的各段链路的稳定度综合值最大的最短路径，并将最短路径作为源节点到目标节点的最佳路由；然后，获取各节点的流量延迟，并根据各节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合，以及根据节点状态信息计算路由生命周期；接着，获取路由计算时间，并根据路由生命周期、路由计算时间、以及各节点的流量延迟判断路由生命周期是否有效；然后，如果路由生命周期有效，则生成流表，并将路由生命周期作为流表生命周期，以及根据节点流量延迟集合按序向最佳路由对应的各个节点下发流表，且下发给源节点的流表中要封装Δt和t_{data_delay}；接着，各个节点根据接收到的流表进行数据传输；从而根据网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。

在一些实施例中，本发明提出的基于软件定义车联网路由的方法中，如图5所示，为了提高数据的传输效率，该基于软件定义车联网路由的方法在各个节点根据流表进行数据传输的过程中，还包括以下步骤：

S301，源节点周期性地测量自身的当前流量延迟，并获取当前流量延迟对应的当前时间，以及根据当前流量延迟、当前时间、当前流表生命周期、路由计算时间以及分组延迟判断源节点当前使用中的流表是否即将到期。

其中，源节点自身的当前流量延迟指的是源节点到控制器的当前流量延迟。

也就是说，源节点周期性地测量自身到控制器的当前流量延迟，并获取对应的当前时间，以及根据当前时间和当前流表生命周期计算当前流表到期时间t，接着，判断当前流表到期时间t是否小于Δt+2t_{request_delay}+t_{data_delay}，如果是，则判断当前流表即将到期；其中，Δt为控制器计算路由的时间，t_{request_delay}为数据流从源节点到控制器的流量延迟，t_{data_delay}为数据由源节点至目标节点的分组延迟。S302，当源节点当前使用中的流表即将到期且源节点数据传输过程未停止时，通过源节点向控制器发起流表切换请求。

也就是说，当源节点当前使用中的流表确定为即将到期时，进一步判断源节点的数据传输是否已经停止，如果还未停止，则通过源节点发起流表切换请求，以便根据该流表切换请求进行源节点与目标节点之间最佳路由的重新规划，并在最佳路由重新规划之后重新生成流表下发，以便各个节点根据新的流表进行数据的传输；如此，可提高数据的传输效率，保证源节点在最佳时刻切换到新的流表，使其发送的数据分组都有流表匹配，提高分组数据送达率。

综上所述，根据本发明实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法，首先，源节点周期性地测量自身的当前流量延迟，并获取当前流量延迟对应的当前时间，以及根据当前流量延迟、当前时间、当前流表生命周期、路由计算时间以及分组延迟判断源节点当前使用中的流表是否即将到期；然后，当源节点当前使用中的流表即将到期且源节点数据传输过程未停止时，通过源节点发起流表切换请求；从而提高数据的传输效率，保证源节点在最佳时刻切换到新的流表，使其发送数据的分组都有流表匹配，提高分组送达率。

为了实现上述实施例，本发明实施例还提出了一种基于软件定义车联联网路由的系统，包括：控制器、路边单元和车辆组成的各个节点，其中，控制器用于执行如上述的基于软件定义车联联网路由的方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；

获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；

下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输。

2.如权利要求1所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，包括：

根据所述节点状态信息计算路由生命周期，并获取各节点的流量延迟，以及根据所述各节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合；

获取路由计算时间，并根据所述路由生命周期、路由计算时间、以及所述各节点的流量延迟判断所述路由生命周期是否有效；

如果所述路由生命周期有效，则生成所述流表，并将所述路由生命周期作为流表生命周期，以及根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表。

3.如权利要求2所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，各个节点在根据流表进行数据传输的过程中，还包括以下步骤：

所述源节点周期性地测量自身的当前流量延迟，并获取所述当前流量延迟对应的当前时间，以及根据所述当前流量延迟、当前时间、当前流表生命周期、路由计算时间以及所述源节点至所述目标节点的分组延迟判断源节点当前使用中的流表是否即将到期；

当源节点当前使用中的流表即将到期且所述源节点数据传输过程未停止时，通过所述源节点发起流表切换请求。

4.如权利要求1所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，具体包括：

根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息计算所述节点间的链路信息对应的链路稳定度，并将所述节点间的链路信息对应的链路稳定度作为所述节点间的链路权值，以及通过Dijkstra算法计算所述源节点到所述目标节点的最短路径；

将所述最短路径作为所述源节点到所述目标节点的最佳路由，其中，所述链路稳定度通过将速度相对度、方向相对度以及链路端密度输入模糊逻辑推理模型求得。

5.如权利要求2所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述节点状态信息包括：节点标识、节点位置信息、节点速度矢量、邻节点信息和节点分组延迟。

6.如权利要求2所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表之前，还为所述流表配置流表版本号，并通过路由记录表对流表信息进行记录，其中，所述流表信息包括源节点信息、目标节点信息、流表版本号和流表生命周期。

7.如权利要求6所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述通过路由记录表对流表信息进行记录，具体为：

根据所述源节点信息和所述目标节点信息判断所述路由记录表中是否已存储有对应的表项；

如果是，则根据当前流表信息更新所述源节点信息和所述目标节点信息对应的表项中的流表版本号和流表生命周期；

如果否，则增加新表项，并将当前流表信息添加入所述新表项中。

8.如权利要求6所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表之后，还包括：

接收当前流表的节点对前一流表进行删除，并提取所述当前流表的流表版本号，以及在发送新的数据包之前为每个待发送的数据包封装所述流表版本号。

9.如权利要求5所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述根据所述节点状态信息计算路由生命周期，具体为：

获取所述节点状态信息中的节点速度矢量和节点位置信息，并根据所述节点速度矢量和节点位置信息，利用链路剩余生存时间公式进行路由生命周期的计算。

10.一种基于软件定义车联网路由的系统，其特征在于，包括：控制器、由路边单元和车辆组成的各个节点，其中，所述控制器用于执行如上述权利要求1-9中任一项所述的基于软件定义车联网路由的方法的步骤。