CN114040472A

CN114040472A - 一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法

Info

Publication number: CN114040472A
Application number: CN202210019203.XA
Authority: CN
Inventors: 李光; 李延波; 俞光日
Original assignee: ELECTRONIC INFORMATION VOCATIONAL TECHNOLOGY COLLEGE; Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd
Current assignee: ELECTRONIC INFORMATION VOCATIONAL TECHNOLOGY COLLEGE; Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2022-02-11

Abstract

本发明提供了一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，包括以下步骤：S1、源节点有数据发送请求到目的节点时，如果无法查询到从源节点到目的节点的路由路径时，源节点会广播发送路径请求消息，进行路径探测；S2、路由节点接收到源节点发送的路径请求消息后，判断路径请求消息是否符合消息转发条件，如果不符合则丢弃接受到的路径请求消息，如果符合则转发路径请求消息，源节点与目的节点之间的节点为路由节点。本发明有益效果：多速率网络中结合链路传播时间评估机制实现路由路径的选取，可以在多速率网络中方便快捷的选择出最优的路径，同时可以提高系统通信的稳定性、最大化网络容量，最小化链路占用时间。

Description

一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法

技术领域

本发明属于多速率Ad-Hoc网络路由协议领域，尤其是涉及一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法。

背景技术

Ad-hoc网络是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网（Multi-hopNetwork）、无基础设施网（Infrastructureless Network）或自组织网（Self-organizingNetwork）。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系；

在移动通信中采用多速率方案有两种含义，一是为不同服务质量要求的业务提供不同的数据速率，二是在不同的干扰和噪声情况下，采用不同的速率，可以满足误码率的要求，提高通信系统的稳定性，本文的方法就是针对第二种情况下，在多速率网络中提出的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择方法；

目前在多速率网络中，通信设备可以评估信道的通信质量，以此来选择不同的通信速率，确保通信的稳定性。然而多数传统Ad-hoc（比如：AODV、DSDV等）路由协议中的路径选择方法均采用最小跳数法，基于最小跳数法在多速率网络中选择的路径显然不是最优的路径；

因此亟需一种可以在多速率网络中方便快捷的选择出最优的路径，同时可以提高系统通信的稳定性、最大化网络容量，最小化链路占用时间的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，可以克服基于最小跳数法选择路径的路由协议应用于多速率网络的不足的问题，更好的解决了多速率网络路径选择问题，使传统的路由协议采用基于链路传播时间的路径选择方式更适用于多速率网络。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，包括以下步骤：

S1、源节点有数据发送请求到目的节点时，如果无法查询到从源节点到目的节点的路由路径时，源节点会广播发送路径请求消息，进行路径探测；

S2、路由节点接收到源节点发送的路径请求消息后，判断路径请求消息是否符合消息转发条件，如果不符合则丢弃接受到的路径请求消息，如果符合则转发路径请求消息，源节点与目的节点之间的节点为路由节点；

S3、目的节点接收到路径请求消息后，向源节点回复路径回复消息，源节点接收到路径回复消息后，建立起源节点到目的节点的路由路径。

进一步的，消息转发条件包括基于序号的转发条件和基于链路传播时间的转发条件。

进一步的，基于序号的转发条件：

源节点发出的每条路径请求消息具有唯一的源序号，路由节点对路径请求消息进行转发，根据源序号确定路径请求消息的新旧；

对于路由节点，在接受到路径请求消息后根据源序号进行判断，当判断接收到的路径请求消息为最新的路径请求消息时，则判断为接收到的路径请求消息满足基于序号的转发条件，对路径请求消息进行转发，同时向源节点发送路径回复消息，更新从源节点到当前路由节点的路由路径；

如果源序号与历史接收到的源序号相同则需要结合基于链路传播时间的转发条件进行判断是否满足转发条件。

进一步的，基于链路传播时间的转发条件：

定义链路传播时间为路由节点接收到源节点发出的路径请求消息所需时间；

对于路由节点，接收到的每条路径请求消息均设有链路传播时间；

当路由节点根据源序号判断接收到的路径请求消息与历史接收到的路径请求消息相同，判断链路传播时间是否小于历史接收到的路径请求消息的链路传播时间，如果小于则表示满足基于链路传播时间的转发条件，对路径请求消息进行转发，同时向源节点发送路径回复消息，更新路由路径。

进一步的，目的节点接收到源节点发出的路径请求消息后，会发出路径回复消息，每条路径回复消息具有唯一的目的序号，路由节点对路径请求消息进行转发，根据目的序号确定路径请求消息的新旧。

进一步的，路由节点接收到目的节点发回的路径回复消息后，根据目的序号判断路径回复消息是否为最新的，如果为最新的则转发路径回复消息并记录从目的节点传播到当前节点所需的链路传播时间；

如果路径回复消息不是最新的，判断链路传播时间是否小于之前的链路传播时间，如果小于则转发路径回复消息并更新链路传播时间，否则丢弃路径回复消息，直至路径回复消息传播到源节点。

进一步的，在步骤S1中，路径请求消息包括：源地址、源序号、广播ID、目的地址、目的序号、链路传播时间。

进一步的，在步骤S3中，路径回复消息包括源地址、目的地址、目的序号、链路传播时间、生存时间。

进一步的，由于路由路径具有存活时间，因此在进行步骤S1时进行判断，如果具有可用的路由路径则直接使用，如果没有则按照步骤S1进行路径探测。

第二方面本方案公开了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法具有以下有益效果：

1、多速率网络中结合链路传播时间评估机制实现路由路径的选取，可以在多速率网络中方便快捷的选择出最优的路径，同时可以提高系统通信的稳定性、最大化网络容量，最小化链路占用时间；

2、基于本方案可以以最小的研发成本改造现有路由协议，使现有路由协议更适用于多速率网络。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

消息转发条件包括基于序号的转发条件和基于链路传播时间的转发条件。

基于序号的转发条件：

基于链路传播时间的转发条件：

目的节点接收到源节点发出的路径请求消息后，会发出路径回复消息，每条路径回复消息具有唯一的目的序号，路由节点对路径请求消息进行转发，根据目的序号确定路径请求消息的新旧。

路由节点接收到目的节点发回的路径回复消息后，根据目的序号判断路径回复消息是否为最新的，如果为最新的则转发路径回复消息并记录从目的节点传播到当前节点所需的链路传播时间；

在步骤S1中，路径请求消息包括：源地址、源序号、广播ID、目的地址、目的序号、链路传播时间。

在步骤S3中，路径回复消息包括源地址、目的地址、目的序号、链路传播时间、生存时间。

由于路由路径具有存活时间，因此在进行步骤S1时进行判断，如果具有可用的路由路径则直接使用，如果没有则按照步骤S1进行路径探测。

链路传播时间计算方法为：

；

其中，len为数据包字节长度，s为节点间通信的速率，速率的单位为byte/s；

在多速率网络中采用链路占用时间选择通信链路，是指路由协议在选择通信链路时，选择整个链路传播时间最短的一条链路作为通信路径。

最短链路传播时间公式为：

；

其中，i为路径经过的所有节点；

为数据经过个节点的链路传播时间；

表示所有数据链路中，传播总时间最短的链路。

下面结合附图对一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实施做进一步的描述：

附图1所示的路由网络包含8个节点，其中节点1位源节点、节点8为目的节点。

1节点在路径选择过程中可能会出现有以下几种路径：

路径A:1—8；

路径B:1—5—8；

路径C:1—7—8；

路径D:1—4—8；

如果基于最小跳数法选择路径的话，会选择路径A；

如果基于链路传播时间的方式在选择路径时，在路径选择过程中会计算路径A、B、C、D每个路径的总传播时间，以传播128字节的数据为例，传播时间总分别为：0.128ms、0.02328ms、0.08727ms、0.07564ms（忽略空间传播时间、设备处理时间），会选择链路B作为通信路径；

选择路径B作为通信路径明显比路径A的链路占用时间更小、链路的带宽更大，通信效果更好。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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

1.一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于：消息转发条件包括基于序号的转发条件和基于链路传播时间的转发条件。

3.根据权利要求2所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于，基于序号的转发条件：

4.根据权利要求3所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于，基于链路传播时间的转发条件：

5.根据权利要求3所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于：目的节点接收到源节点发出的路径请求消息后，会发出路径回复消息，每条路径回复消息具有唯一的目的序号，路由节点对路径请求消息进行转发，根据目的序号确定路径请求消息的新旧。

6.根据权利要求5所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于：路由节点接收到目的节点发回的路径回复消息后，根据目的序号判断路径回复消息是否为最新的，如果为最新的则转发路径回复消息并记录从目的节点传播到当前节点所需的链路传播时间；

7.根据权利要求1所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于，在步骤S1中，路径请求消息包括：源地址、源序号、广播ID、目的地址、目的序号、链路传播时间。

8.根据权利要求1所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于，在步骤S3中，路径回复消息包括源地址、目的地址、目的序号、链路传播时间、生存时间。

9.根据权利要求1所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于：由于路由路径具有存活时间，因此在进行步骤S1时进行判断，如果具有可用的路由路径则直接使用，如果没有则按照步骤S1进行路径探测。

10.根据权利要求2所述的一种基于链路传播时间的路由协议路径选择的实现方法，其特征在于，链路传播时间计算方法为：

；

在多速率网络中采用链路占用时间选择通信链路，是指路由协议在选择通信链路时，选择整个链路传播时间最短的一条链路作为通信路径；

最短链路传播时间公式为：

；

其中，i为路径经过的所有节点；

为数据经过个节点的链路传播时间；

表示所有数据链路中，传播总时间最短的链路。