CN1798132A - 基于igrs协议的主从设备组之间无线路由实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，提供一种主从设备组之间的路由机制，无需硬件路由设备的参与来实现任意互联设备的数据传输和资源共享，即使发送和接收设备不处于同一主从设备组。所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，是以两个设备之间可以建立通讯管道为基础的。基于所述的无线路由实现方法，在源设备向目标设备发送数据信息的过程中，选择最优路径所确定的转接设备必须是主从设备组中的设备。同时，每一基于IGRS协议的设备均配置有“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”。

Description

基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法

技术领域

本发明涉及一种基于IGRS协议(Intellectual Grouping and ResourceSharing，智能互联资源共享协议)的无线路由实现方法，具体地是实现无线网络内部所有主从设备组之间的数据传输而无需配置专用的路由设备。

背景技术

随着互联网络和通讯技术的发展，实现网络内部设备相互间智能互联、资源共享和协同服务的无线网络技术已成为一种趋势。特别是随着802.11协议的使用，各种无线网络设备可在一定区域范围内自动发现，并能够根据各自的操作权限来获取对方的资源。现有无线网络间的数据传输距离是有限的，这是因为以802.11协议为基础的无线网络设备会因距离远无法直接通讯，一般的解决方案是在网络中设置多个无线中转和路由设备，因而网络设备成本较高，也需要定期进行维护。

IGRS协议，即Intellectual Grouping and Resource Sharing智能互联资源共享协议，是目前得到初步使用的网络通讯协议标准，安装该协议的网络设备可以自动发现和资源共享，但是前提条件是各种网络设备间必须实现物理层的连接，而且现行的IGRS协议也不支持网路路由机制。基于IGRS协议的无线网络可以实现设备组的管理机制，多个设备组之间的数据通讯和路由还是需要其他硬件路由设备才能实现。

在实际应用中，特别是在临时搭建的网络系统中并没有足够的路由器和服务器来实现所有无线设备的连接，这就极大限制了设备组之间的数据通讯和路由选择。因此在现有的无线网络中，在有效距离之外进行直接数据传输仍是一个有待解决的课题。

发明内容

本发明所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其目的在于解决上述问题和不足而提供一种主从设备组之间的路由机制，无需硬件路由设备的参与来实现任意互联设备的数据传输和资源共享，即使发送和接收设备不处于同一主从设备组。

所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，是以两个设备之间可以建立通讯管道为基础的。

基于所述的无线路由实现方法，在源设备向目标设备发送数据信息的过程中，选择最优路径所确定的转接设备必须是主从设备组中的主设备、而不是从设备。

同时，每一基于IGRS协议的设备均配置有“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”。其中，

所述的设备路由信息表的格式内容是：

目标设备：列出网络中的所有的通过路由功能可以到达的设备代号；

转接设备：源设备向目标设备发送信息，通过多个路由设备转接实现。在路由路径中，与源设备第一个通讯的设备定义为转接设备。在发送信息过程中，通过选择最优路径来确定转接设备。转接设备是主从设备组中的主设备，同时路由过程中的其他设备也必须是主设备；

路由路径，定义了从源设备到目标设备的所有路径。路径可以有一种或者多种，通过路由路径，源设备可以选择最优的路径进行网络通讯；

路由次数，从源设备到目标设备需要转接的路由次数。1次表示可以直接到达。多次表示必须通过路由设备到达。

所述的目标设备参数信息表的格式内容是：

设备代号，DeviceID；

设备名称：DeviceName；

设备详细描述信息的URL；

设备的类型：DeviceType；

设备所遵循的IGRS版本的版本号；

设备IP地址和通讯的端口号；

设备重新启动标志：设备重新启动累加一次；

设备所属的主从设备组的个数：如果为0，则说明不在设备组中；

设备所在的设备组的ID列表；

设备是否为主设备：1：主设备、0：从设备。

所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其具体的方法流程是：

第一步，目标设备的选择。

根据目标设备参数信息表，获取目标设备的IP地址和设备描述，为路由数据包的构造提供信息。

第二步，构造相应的路由数据包。

具体传输的数据保存在路由数据包中发送。

路由数据包的生成规则是，当设备利用路由机制发送信息，无线网络采用TCP/IP协议实现数据的网络传输，路由数据包为TCP包的正文，TCP和IP包中的目标IP地址设置为源设备的转接设备IP地址。

所述路由数据包的结构是，

包头，路由数据包的标志，路由设备得到数据包后，通过判断包头即可知道为路由数据包；

源设备IP地址，发送数据的设备的IP地址；

目标设备IP地址，最终接收数据的设备IP地址；

数据正文内容；

转发次数，路由数据包的转发次数；

校验位，占有2个字节，其计算方法是源设备IP地址+目标设备IP地址+数据正文+转发次数，校验位是十六进制的，加满则溢出；

包尾，数据包结束的标志。

第三步，确定最佳路由路径。

根据目标设备代号，查询源设备的路由表。

一个设备到另一设备的路由途径有多种，最佳路径的选择原则是，

优先选择路由次数最少的一个途径；

如果数据相同，则检测通过的路由设备的无线网络带宽，对比两个路径的路由设备的最低带宽，并优先选取带宽高的一条路经。

如果还相同，则由发送设备随机选取。

第四步，确定最终的转发设备。

发送信息需要路由设备的转发，源设备先将数据包发送到转接设备上，源设备并不规定下一个转接设备，而是由上一个转接设备根据以下规则确定下一个转接设备。

转接设备的选取规则是，对于直接到达的连接，目标设备就是转接设备；

如果仅有一个转接设备，则直接采用；

如果有多个转接设备，这需要根据规则选择最佳路由过程，最佳路由过程的转接设备为最优转接设备。

监测源设备和转发设备之间是否可以建立用户需求的管道，如果不能则选择其他的转接设备。

第五步，数据被转发。

在两个设备之间建立基于IGRS协议的通讯管道。

源设备通过“设备路由信息表”确定最佳路径和转接设备，将数据包发送给转接设备；

转接设备解析数据包，获取转发次数和目标设备地址，转发次数位加一后，重新构造数据包；

查询本设备的“设备路由信息表”，获取到达目标设备的最佳路径和下一个转接设备，重新发送该数据包；

以此类推，直到到达目标设备；

当转发次数位数据大于一定值时，证明该数据在无线网路中处于死循环状态，此时路由设备丢弃该数据包，并向源设备发送错误信息。

第六步，目标设备接收数据。

目标设备在接收路由数据包后，判断路由数据包中的IP地址是否为本设备的IP地址；如果是，则停止转发并处理数据；如果不是，则继续转发。

第七步，目标设备反馈相应信息。

目标设备收到信息后，会发回相应的反馈信息，证明已经正确接收到了路由数据包。

目标设备反馈数据的流程与上述流程相同，直至源设备接收到相应的反馈数据信息。

所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，对于第一次加入无线网络的新上线设备，以及已经加入网络的下线后重新上线的设备，采取定时更新两个信息表和在线查询的方法。其中包括，

1、订阅主设备的路由列表。

新设备判断是否有主设备返回。如果有主设备返回，则向该主设备发送订阅该主设备中的路由列表的命令，包括该设备组中的所有从设备、其他主从设备组中的所有设备、单独的设备；

主设备收到订阅命令后，首先返回自己的路由列表中的所有设备的信息，然后将订阅命令放入该设备的订阅列表中，当列表中的信息发生变化，则相信设备发送通知消息，该消息内容包括列表中变化的设备的最新信息；

该新设备根据返回的信息，更新自己的“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”中的信息。在路由表中记录返回设备的IP地址，将主设备设置为转换设备，路由途径为间接到达，路由次数＝原有的路由次数+1；同时该新设备监听主设备的通知消息，如果收到则更新路由列表。

2、订阅所有设备的上下线信息。

该新设备向所有路由列表中，路由次数为1的设备发送订阅上下线消息；

其他设备若下线、或者经过一段时间后再次上线，都会向该新设备发送上下线通知消息；

该新设备在获取通知消息后，更新自己的路由列表。如果是主设备发出下线通知，则不仅删除该主设备的路由信息，还将删除将主设备作为转接设备的其他设备的路由信息。

3、发送在线查询消息。

当一设备发生突然掉电的情况时，则不能将下线通知消息发送给其他设备，其他设备中的路由表也就不能更新，因此在线查询是非常必要。

该新设备根据路由表中的信息，定时地每隔一定时间向所有设备发送设备在线查询消息；如果路由次数为1，则直接发送；如果大于1，则通过转接设备发送；

其他设备在得到查询消息后，反馈在线消息；

该新设备发送在线查询消息的一定时间内仍然没有反馈，则再次发送，最多次数不超过3次。如果仍然没有反馈，则证明该设备已经掉线，则删除该设备列表信息；

如果该新设备本身即是主设备，在运行过程中，如果有其他设备加入该设备组，则判断是否允许该设备加入；如果允许，则更新路由列表中的信息。

综上所述，基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法所具有优点是：

1、可以实现在无线网络中任意主从设备组之间的数据传输和资源共享，数据传输的距离最大化。

2、无线网络任意设备间可以进行直接通讯而无需设置多个无线中转和路由设备，也不需定期进行维护。

附图说明

图1所示的是基于本发明所述路由实现方法发送的数据包格式；

图2所示的是一新上线设备初始化生成IP地址的流程示意图。

具体实施方式

实施例1，结合图1和图2，应用所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，对于一个新上线的设备，即尚未加入、也不属于任何主从设备组的新设备在进入网络以后，首先是生成并更新“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”。

所述生成并更新“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”的流程是，

第一步，确定该新上线设备的IP地址，如图2所示，

进行上电硬件检测，并检测采用有线还是无线连接，并进行配置(701)；

进行系统初始化(702)：

IGRS协议栈的初始化(703)：协议栈的设备注册；

根据DHCP协议，向DHCP服务器申请IP地址(704)，本电话网路系统中利用网守作为DHCP服务器，网守根据网络规则分配定发送IP地址；

根据IGRS协议进行自动入网注册和信息订阅；

第二步，确定新上线设备的设备路由信息表。

此时该新上线设备的“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”均为空。

第三步，该设备进行组播广告。

根据IGRS协议，以组播广告的形式向网络内所有设备发布自己的信息。

其他设备在得到广播信息后，更新自己的路由表，记录该设备的IP地址，将新设备设置为转换设备，路由途径为直接到达，路由次数为1。

第四步，查询网络内所有设备的信息。

该新上线设备以组播的方式向网络中发送查询命令信息，以获得所有主从设备组中的主设备信息，并随后主设备的标志；

其他主设备在收到查询命令信息后，反馈自已的“目标设备参数信息表”；

该新上线设备根据返回的“目标设备参数信息表”来更新原有空白的“设备路由信息表”和“目标设备参数信息表”中的相应信息。

其中，在“设备路由信息表”中记录已返回主设备的IP地址，同时将该新上线设备设置为转换设备，路由途径为直接到达，路由次数为1；

第五步，更新信息表和在线查询检测。

订阅主设备的路由列表；

订阅所有设备的上下线信息；

发送在线查询消息。

所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其具体的方法流程是：

两个设备之间的数据传输是以建立通讯管道为基础的；

第一步，目标设备的选择。

根据目标设备参数信息表，获取目标设备的IP地址和设备描述，为路由数据包的构造提供信息。

第二步，构造相应的路由数据包。

具体传输的数据保存在路由数据包中发送。

路由数据包的生成规则是，当设备利用路由机制发送信息，无线网络采用TCP/IP协议实现数据的网络传输，路由数据包为TCP包的正文，TCP和IP包中的目标IP地址设置为源设备的转接设备IP地址。

如图1所示，所述路由数据包的结构是，

包头，路由数据包的标志，路由设备得到数据包后，通过判断包头即可知道为路由数据包，其标志是FB FE；

源设备IP地址，发送数据的设备的IP地址；

目标设备IP地址，最终接收数据的设备IP地址；

数据正文内容；

转发次数，路由数据包的转发次数；

校验位，占有2个字节，其计算方法是源设备IP地址+目标设备IP地址+数据正文+转发次数，校验位是十六进制的，加满则溢出；

包尾，数据包结束的标志，其标志是FC。

第三步，确定最佳路由路径。

根据目标设备代号，查询源设备的路由表。

一个设备到另一设备的路由途径有多种，最佳路径的选择原则是，

优先选择路由次数最少的一个途径；

如果数据相同，则检测通过的路由设备的无线网络带宽，对比两个路径的路由设备的最低带宽，并优先选取带宽高的一条路经。

如果还相同，则由发送设备随机选取。

第四步，确定最终的转发设备。

发送信息需要路由设备的转发，源设备先将数据包发送到转接设备上，源设备并不规定下一个转接设备，而是由上一个转接设备根据以下规则确定下一个转接设备。

转接设备的选取规则是，对于直接到达的连接，目标设备就是转接设备；

如果仅有一个转接设备，则直接采用；

如果有多个转接设备，这需要根据规则选择最佳路由过程，最佳路由过程的转接设备为最优转接设备。

监测源设备和转发设备之间是否可以建立用户需求的管道，如果不能则选择其他的转接设备。

第五步，数据被转发。

在两个设备之间建立基于IGRS协议的通讯管道。

源设备通过“设备路由信息表”确定最佳路径和转接设备，将数据包发送给转接设备；

转接设备解析数据包，获取转发次数和目标设备地址，转发次数位加一后，重新构造数据包；

查询本设备的“设备路由信息表”，获取到达目标设备的最佳路径和下一个转接设备，重新发送该数据包；

以此类推，直到到达目标设备；

当转发次数位数据大于54时，证明该数据在无线网路中处于死循环状态，此时路由设备丢弃该数据包，并向源设备发送错误信息。

第六步，目标设备接收数据。

目标设备在接收路由数据包后，判断路由数据包中的IP地址是否为本设备的IP地址；如果是，则停止转发并处理数据；如果不是，则继续转发。

第七步，目标设备反馈相应信息。

目标设备收到信息后，会发回相应的反馈信息，证明已经正确接收到了路由数据包。

目标设备反馈数据的流程与上述流程相同，直至源设备接收到相应的反馈数据信息。

以上即是本发明所述基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法的基本内容。

Claims (4)

1、一种基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其特征在于：基于所述的无线路由实现方法，在两个可以建立通讯管道的设备之间，所确定的最优路径中的转接设备是主从设备组中的主设备。

2、根据权利要求1所述的基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其特征在于：所述无线路由实现方法的流程是，

第一步，目标设备的选择；

根据目标设备参数信息表，获取目标设备的IP地址和设备描述，为路由数据包的构造提供信息；

第二步，构造相应的路由数据包；

路由数据包的生成规则是，当设备利用路由机制发送信息，无线网络采用TCP/IP协议实现数据的网络传输，路由数据包为TCP包的正文，TCP和IP包中的目标IP地址设置为源设备的转接设备IP地址：

第三步，确定最佳路由路径；

根据目标设备代号，查询源设备的路由表；

第四步，确定最终的转发设备；

发送信息需要路由设备的转发，源设备先将数据包发送到转接设备上，源设备并不规定下一个转接设备，而是由上一个转接设备根据以下规则确定下一个转接设备；

第五步，数据被转发；

在两个设备之间建立基于IGRS协议的通讯管道；源设备通过设备路由信息表确定最佳路径和转接设备，将数据包发送给转接设备；转接设备解析数据包，获取转发次数和目标设备地址，转发次数位加一后，重新构造数据包；查询本设备的“设备路由信息表”，获取到达目标设备的最佳路径和下一个转接设备，重新发送该数据包；

以此类推，直到到达目标设备；

第六步，目标设备接收数据；

目标设备在接收路由数据包后，判断路由数据包中的IP地址是否为本设备的IP地址；如果是，则停止转发并处理数据；如果不是，则继续转发；

第七步，目标设备反馈相应信息。

目标设备收到信息后，会发回相应的反馈信息，证明已经正确接收到了路由数据包。

3、根据权利要求2所述的基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其特征在于：在所述确定最佳路由路径的过程中，确定最佳路径的选择原则是，优先选择路由次数最少的一个途径；

如果数据相同，则检测通过的路由设备的无线网络带宽，对比两个路径的路由设备的最低带宽，并优先选取带宽高的一条路经；

如果还相同，则由发送设备随机选取。

4、根据权利要求2或3所述的基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其特征在于：在所述确定最终转发设备的过程中针对转接设备的选取规则是，

对于直接到达的连接，目标设备就是转接设备；

如果仅有一个转接设备，则直接采用；

如果有多个转接设备，这需要根据规则选择最佳路由过程，最佳路由过程的转接设备为最优转接设备；

监测源设备和转发设备之间是否可以建立用户需求的通讯管道，如果不能则选择其他的转接设备。5、根据权利要求4所述的基于IGRS协议的主从设备组之间无线路由实现方法，其特征在于：每一IGRS设备的设备路由信息表和目标设备参数信息表定时更新，并且实现在线查询；

新设备根据路由表中的信息，定时地每隔一定时间向所有设备发送设备在线查询消息；如果路由次数为1，则直接发送；如果大于1，则通过转接设备发送；

其他设备在得到查询消息后，反馈在线消息；

该新设备发送在线查询消息的一定时间内仍然没有反馈，则再次发送，最多次数不超过3次。如果仍然没有反馈，则证明该设备已经掉线，则删除该设备列表信息。

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