專利名稱：一種防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，尤其涉及一種防止在無線網(wǎng)格中的邊緣節(jié)點(diǎn)造成路由擁塞問題的方法，屬于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著各種無線標(biāo)準(zhǔn)的制定，各種無線設(shè)備也越來越普及，已經(jīng)廣泛架設(shè)在酒店、機(jī)場、圖書館和學(xué)校等公共場所，為越來越多的用戶提供隨時隨地的提供接入服務(wù)。運(yùn)營商所提供的都是基于接入點(diǎn)(Access Point-AP)模式的接入方式。在各大公司的無線網(wǎng)絡(luò)布置中，大多也上基于AP模式的。
無線應(yīng)用日益廣泛的今天，用戶已經(jīng)不滿足在事先布置有AP的地方可以上網(wǎng)。會議室內(nèi)，各成員希望在無AP的情況下，迅速的組建Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)。隨著筆記本電腦的迅速普及，在辦公室、教室甚至餐廳任何我們所能想到的地方，都有越來越多的移動用戶在組建Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)有的802.11協(xié)議，支持基于接入點(diǎn)(Access Point-AP)模式和Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)兩種建立網(wǎng)絡(luò)的模式，802.11系列協(xié)議規(guī)定的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)之間的移動終端必須在信號互相可達(dá)的范圍之內(nèi)，這樣，現(xiàn)有的協(xié)議無法實(shí)現(xiàn)距離超出一定范圍內(nèi)的兩臺移動終端之間的通信。為此提出了“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”，根據(jù)該協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)由各個對等的移動終端組成可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)；在802.11標(biāo)準(zhǔn)下無法通信的Hidden Nodes之間，可以通過中間結(jié)點(diǎn)來進(jìn)行通信。
如圖1所示為“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”所支持的可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)，NB代表筆記本-Notebook。A和C之間由于各自信號強(qiáng)度的不夠或距離較遠(yuǎn)，不能夠直接通信，通過“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”的支持，B負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)A發(fā)向C和C發(fā)向A的數(shù)據(jù)，這樣構(gòu)成了A和C之間的通信。
使用“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”來實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的時候，當(dāng)移動終端的數(shù)量逐漸增多的時候，各個無法直接通信的節(jié)點(diǎn)之間可選擇的中轉(zhuǎn)的方法會越來越多，所以合理的選擇路由也成了至關(guān)重要的技術(shù)難點(diǎn)。
圖2為可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)多條路徑示意圖，如圖2所示，同樣NB代表筆記本-Notebook，通過“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”的支持，A和C之間可以直接通信，而且有多條路徑可以選擇。同時結(jié)合“無線設(shè)備自組網(wǎng)智能路由平衡方案”，此方案在無線環(huán)境下解決路由平衡，尋找最佳路由路徑。
使用這兩種方案，已經(jīng)大大擴(kuò)充了原有的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)，但是在此時，還可能存在下述有待解決的問題。
在實(shí)際的應(yīng)用中，很可能會出現(xiàn)如圖3所示的情況，圖3為邊緣連接節(jié)點(diǎn)示意圖，NB_Connector/Edge處于兩個網(wǎng)絡(luò)的邊緣，屬于左邊網(wǎng)絡(luò)，同時也屬于右邊網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”，這時候NB_Connector/Edge還起到兩邊網(wǎng)絡(luò)的連接者的功能。根據(jù)“無線設(shè)備自組網(wǎng)智能路由平衡方案”協(xié)議，從左邊網(wǎng)絡(luò)發(fā)網(wǎng)右邊網(wǎng)絡(luò)，或與之相反的數(shù)據(jù)包，一定會選擇NB_Connector作為中轉(zhuǎn)的節(jié)點(diǎn)。當(dāng)該種情況發(fā)生很多時，就會使NB_Connector忙于應(yīng)付中轉(zhuǎn)的工作，而無暇顧及自己本身的通信和其他事物性的工作。數(shù)據(jù)量極大時，會在NB_Connector形成擁塞，消耗了NB_Connector所有的網(wǎng)絡(luò)資源甚至是全部的CPU資源，導(dǎo)致死機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，通過對每個移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)占用網(wǎng)絡(luò)資源的閾值，有效的保護(hù)邊緣節(jié)點(diǎn)，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生，保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，包括如下步驟步驟一，每個中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)均每隔一定的時間檢測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源；如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源小于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第一閾值，則正常轉(zhuǎn)發(fā)；如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源大于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值，則發(fā)出“路由擁塞警告”，各節(jié)點(diǎn)修改轉(zhuǎn)發(fā)策略；步驟二，發(fā)出“路由擁塞警告”后，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)檢測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源低于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第二閾值時，則發(fā)出“解除路由警告通知”，各節(jié)點(diǎn)可以重新修改轉(zhuǎn)發(fā)策略。
如上所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，所述的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第二閾值小于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第一閾值，一般為第一閾值的40-60％。
如上所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，所述對中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)占用資源的第一閾值和第二閾值，可以自行依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，也可以使用對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議默認(rèn)的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值Td。
利用本發(fā)明提出的防止無線網(wǎng)格網(wǎng)路擁塞的方法，可以有效防止網(wǎng)格邊緣節(jié)點(diǎn)由于大量轉(zhuǎn)發(fā)而造成的擁塞，避免了死機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生，保證了網(wǎng)絡(luò)的安全暢通；對于安裝了無線網(wǎng)卡或迅馳技術(shù)的筆記本，可以結(jié)合“無線設(shè)備自組網(wǎng)智能路由平衡方案”和“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”構(gòu)建可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)最佳路由選擇，整個網(wǎng)絡(luò)路由平衡以及防止出現(xiàn)擁塞的情況。


圖1為“對等無線網(wǎng)絡(luò)的智能構(gòu)建協(xié)議”所支持的可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)示意圖；
圖2為可擴(kuò)展的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)多條路徑示意圖；圖3為邊緣連接節(jié)點(diǎn)示意圖；圖4為防止無線網(wǎng)格網(wǎng)路擁塞方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法將對每個移動節(jié)點(diǎn)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)占用網(wǎng)絡(luò)資源閾值。當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源達(dá)到該閾值的時候，該移動節(jié)點(diǎn)將限制再繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。并向其他的移動終端發(fā)出路由擁塞的警告。收到該路由警告的其他移動節(jié)點(diǎn)，會減少發(fā)往中轉(zhuǎn)移動點(diǎn)的數(shù)據(jù)，或暫時停止向中轉(zhuǎn)移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。
當(dāng)中轉(zhuǎn)移動節(jié)點(diǎn)用于轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)資源比例下降到一定的程度，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)再收回路由擁塞的警告，即發(fā)出“解除路由警告通知”。其他的移動節(jié)點(diǎn)收到“解除路由警告通知”后，會逐漸的恢復(fù)通過中轉(zhuǎn)移動節(jié)點(diǎn)來中轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。
如圖4所示，是本發(fā)明應(yīng)用的一個實(shí)施例，首先，對于第一閾值，由于在網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可能會成為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)自己的情況來設(shè)定該值。運(yùn)行速度較快的節(jié)點(diǎn)可以把這個值配置的比運(yùn)行速度較慢的節(jié)點(diǎn)要高，這樣可以保證不同的機(jī)器有不同的吞吐量。
當(dāng)然，如果節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值不進(jìn)行專門配置，可以使用協(xié)議默認(rèn)的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值Td作為自己的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值。
對于第二閾值，應(yīng)該小于第一閾值，并有一段距離，一般可以設(shè)定為第一閾值的40-60％。
每個中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)每隔一段時間監(jiān)測一次轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，間隔時間可以自行設(shè)定。
上述的監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，包括在一段時間內(nèi)，比如30-120秒，檢測通過節(jié)點(diǎn)自身的數(shù)據(jù)包，從中解出MAC數(shù)據(jù)包后，得到IP數(shù)據(jù)包，目的地址是自己的IP數(shù)據(jù)包的個數(shù)計為Num1；目的地址不是自己的IP數(shù)據(jù)包的個數(shù)計為Num2。轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源則為Tc＝Num2/(Num1+Num2)如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源Tc小于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第一閾值時，說明網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生擁塞，則正常轉(zhuǎn)發(fā)；如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源大于第一閾值，則說明該節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)擔(dān)過重，可能發(fā)生擁塞，則該節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)通過組播的形式發(fā)出“路由擁塞警告”，并且該中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)會拋棄部分轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包，降低轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源；收到“路由擁塞警告”的其余各節(jié)點(diǎn)也相應(yīng)修改轉(zhuǎn)發(fā)策略；可以暫時在其路由表中將涉及中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的路由表項(xiàng)的優(yōu)先級別降低，或只發(fā)送部分?jǐn)?shù)據(jù)到中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，丟棄部分轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，或者暫時禁用這條路由。
中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)發(fā)出“路由擁塞警告”后，繼續(xù)檢測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源低于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第二閾值時，就認(rèn)為轉(zhuǎn)發(fā)所占用的資源比例恢復(fù)到較為正常的水平，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)同樣通過多播的方式向其他的節(jié)點(diǎn)發(fā)出“解除路由警告通知”，各節(jié)點(diǎn)可以重新修改轉(zhuǎn)發(fā)策略。
其他的節(jié)點(diǎn)在收到“解除路由警告通知”后，可以升高關(guān)于該移動節(jié)點(diǎn)的路由表表項(xiàng)的優(yōu)先級，或不再丟棄目的為中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的IP數(shù)據(jù)包，或使這項(xiàng)路由表表項(xiàng)生效；當(dāng)然，在上述過程中，應(yīng)持續(xù)監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，以確定是否會發(fā)生擁塞，保證整個網(wǎng)絡(luò)正常工作。
關(guān)于“路由擁塞警告”和“解除路由擁塞通知”這兩種數(shù)據(jù)包可以靈活的定義，并使用多播組來傳送。但是其中應(yīng)該包括下面兩部分(1)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的IP地址，這樣其他節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)這個IP地址，對相應(yīng)的路由表項(xiàng)做出處理；(2)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)預(yù)計消除/消除擁塞的時間，這樣其他的節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)該值來選擇合適的處理路由表選項(xiàng)的策略。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟一，每個中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)均每隔一定的時間檢測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源；如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源小于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第一閾值，則正常轉(zhuǎn)發(fā)；如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源大于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值，則發(fā)出“路由擁塞警告”，各節(jié)點(diǎn)修改轉(zhuǎn)發(fā)策略；步驟二，發(fā)出“路由擁塞警告”后，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)檢測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源低于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第二閾值時，則發(fā)出“解除路由警告通知”，各節(jié)點(diǎn)可以重新修改轉(zhuǎn)發(fā)策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第二閾值小于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源第一閾值，一般為第一閾值的40-60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述對中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)占用資源的第一閾值和第二閾值，可以自行依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，也可以使用協(xié)議默認(rèn)的轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值Td。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，包括首先，在一段時間內(nèi)監(jiān)測通過節(jié)點(diǎn)自身的數(shù)據(jù)包，解出MAC數(shù)據(jù)包得到IP數(shù)據(jù)包；接著，計算轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源Tc，Tc＝Num2/(Num1+Num2)；其中，Num1為目的地址是自己的IP數(shù)據(jù)包的個數(shù)，Num2為目的地址不是自己的IP數(shù)據(jù)包的個數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，當(dāng)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的Tc大于第一閾值時，所述的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)通過組播的形式發(fā)出“路由擁塞警告”。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述“路由擁塞警告”數(shù)據(jù)包，至少包括兩部分中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的IP地址和中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)預(yù)計消除擁塞需要的時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述步驟一中，各節(jié)點(diǎn)修改轉(zhuǎn)發(fā)策略，具體包括，發(fā)出“路由擁塞警告”的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)會拋棄部分轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包，直到滿足Tc＜Td；其他節(jié)點(diǎn)收到“路由擁塞警告”之后，可以將路由表中涉及發(fā)出“路由擁塞警告”中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的路由表項(xiàng)優(yōu)先級別降低；或丟棄部分發(fā)送到中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，或暫時禁用這條路由。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，當(dāng)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的Tc大于第二閾值時，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)通過組播的方式向其他的節(jié)點(diǎn)發(fā)出“解除路由警告通知”。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述“解除路由警告通知”數(shù)據(jù)包，至少包括兩部分中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的IP地址和中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)消除擁塞所用的時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，其特征在于，所述的步驟二中，各節(jié)點(diǎn)修改轉(zhuǎn)發(fā)策略，包括升高關(guān)于該移動節(jié)點(diǎn)的路由表表項(xiàng)的優(yōu)先級，或不再丟棄目的為中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的IP數(shù)據(jù)包，或使這項(xiàng)路由表表項(xiàng)生效。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防止無線網(wǎng)格路由擁塞的方法，包括如下步驟首先，對中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值；接著，該中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，每隔一段時間檢測一次，間隔時間可以自行設(shè)定，如果轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源大于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值，則發(fā)出“路由擁塞警告”，各節(jié)點(diǎn)修改轉(zhuǎn)發(fā)策略；然后，繼續(xù)監(jiān)測轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)所占用的網(wǎng)絡(luò)資源小于轉(zhuǎn)發(fā)占用資源閾值，且有一段距離，則發(fā)出“解除路由警告通知”。利用本發(fā)明提出的防止無線網(wǎng)格網(wǎng)路擁塞的方法，可以有效防止網(wǎng)格邊緣節(jié)點(diǎn)由于大量轉(zhuǎn)發(fā)而造成的擁塞，避免了死機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生，保證了網(wǎng)絡(luò)的安全暢通。
文檔編號H04L12/56GK1674552SQ20041000887
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者王安靜, 于辰濤, 田治江 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司