專利名稱：基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及AdHoc網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層路由方法，尤其涉及一種基 于可靠路徑的分布式路由協(xié)議(DBRP)。
背景技術(shù)：
隨著便攜式計(jì)算機(jī)和掌上型電腦的日益普遍，無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，驅(qū)使了網(wǎng) 絡(luò)協(xié)議的發(fā)展。通信技術(shù)的進(jìn)步使得各種無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)(如蜂窩網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò))甚為 流行，出現(xiàn)了 WLAN，GSM，PCS,CDMA和UMTS等設(shè)備和服務(wù)，人們對(duì)"無(wú)論何時(shí)，
無(wú)論何地"的個(gè)人通信提出了迫切的要求。新的網(wǎng)絡(luò)和新的應(yīng)用需求引起了對(duì)可及時(shí)應(yīng) 用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)一一AdHoc網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和研究。AdHoc網(wǎng)絡(luò)是一種不依賴于固定基礎(chǔ)設(shè) 施的、自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)方便、快捷，不受時(shí)間和空間限制，既可應(yīng)用于救援、 會(huì)議、戰(zhàn)場(chǎng)、探險(xiǎn)、遠(yuǎn)距離或危險(xiǎn)環(huán)境中的目標(biāo)監(jiān)控等場(chǎng)合，還可用于未來(lái)蜂窩末端網(wǎng) 絡(luò)的擴(kuò)展。
AdHoc網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)線傳輸、高度的動(dòng)態(tài)拓?fù)?、無(wú)中心、多跳路由等特點(diǎn)，這使得許
多問題變得復(fù)雜而難以實(shí)現(xiàn)。固定有線網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用的各種協(xié)議和技術(shù)無(wú)法直 接應(yīng)用于AdHoc網(wǎng)絡(luò)。因此，自提出之日起，AdHoc網(wǎng)絡(luò)就引起了各方面的巨大關(guān)注 和廣泛興趣，直到現(xiàn)在，AdHoc網(wǎng)絡(luò)中還存在著許多有待解決的問題。
Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議可劃分為前向選擇和后向選擇兩種。前向選擇，即由發(fā)送節(jié) 點(diǎn)確定唯一的下一跳節(jié)點(diǎn)，完成轉(zhuǎn)發(fā)，如AODV, DSR等；后向選擇，則是所有鄰居節(jié) 點(diǎn)均接收數(shù)據(jù)，在眾多鄰居節(jié)點(diǎn)中，通過(guò)以傳輸延遲為代價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)，選取到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)代 價(jià)最小的鄰居作為下一跳節(jié)點(diǎn)，完成轉(zhuǎn)發(fā)，如SSR， TORA協(xié)議等。前向選擇發(fā)送節(jié)點(diǎn) 中有明確的下一跳信息，因此無(wú)須以延遲為代價(jià)完成轉(zhuǎn)發(fā)，其優(yōu)點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)延遲小，性 能優(yōu)化。但在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，前向選擇協(xié)議需要引入路由維護(hù)機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)的可達(dá)性。 因此，其對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性較差。而后項(xiàng)選擇協(xié)議不確定唯一的下一跳節(jié)點(diǎn)，當(dāng)最優(yōu)下 一跳節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，次優(yōu)節(jié)點(diǎn)將取代其成為競(jìng)爭(zhēng)中的勝利者，稱為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。因此對(duì)于節(jié) 點(diǎn)的失效的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，后項(xiàng)選擇有極強(qiáng)的適應(yīng)性。伹適應(yīng)性的增強(qiáng)是以增加傳輸延遲為 代價(jià)的。
如上所訴，尚未有一種路由算法可以適應(yīng)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，又具有較小的傳輸延遲。 發(fā)明 內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議無(wú)法同時(shí)滿足適應(yīng)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)并且具 有較小傳輸延遲的技術(shù)缺陷，提供一種基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議(DBRP),這 種協(xié)議是在后向選擇協(xié)議SSR協(xié)議基礎(chǔ)上,增加AODV的數(shù)據(jù)直傳功能；并且針對(duì)SSR 不適應(yīng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，引入了路由信息更新機(jī)制。其具體特點(diǎn)如下利用節(jié)點(diǎn)的 位置和速度信息計(jì)算獲取鏈路的生存時(shí)間。生存時(shí)間過(guò)期后，鏈路立即失效，拓?fù)浒l(fā)生 改變，節(jié)點(diǎn)中部分路由信息失效。此時(shí)，源節(jié)點(diǎn)從鄰居節(jié)點(diǎn)中獲取有效路由，更新失效 路由。而且，在記錄路由表時(shí)，將到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)最小的、與源節(jié)點(diǎn)鏈路生存時(shí)間相對(duì) 較長(zhǎng)的鄰居節(jié)點(diǎn)作為明確的下一跳節(jié)點(diǎn)，兩節(jié)點(diǎn)間傳遞無(wú)需傳統(tǒng)后向選擇路由算法中的 代價(jià)延遲。這樣既適應(yīng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)變化，同時(shí)也提高了傳輸延遲等網(wǎng)絡(luò)性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，包括步驟如下
步驟l、網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的代價(jià)列表；
步驟2、源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，開啟路由請(qǐng)求階段，發(fā)送路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，記錄 源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列號(hào)、到源節(jié)點(diǎn)跳數(shù)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置速度 信息；
其中，路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中,中間節(jié)點(diǎn)對(duì)路由請(qǐng)求包處理的具體步驟是
(1) 中間節(jié)點(diǎn)接收路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包DREQ，判斷在步驟1記錄的代價(jià)列表中是否記錄了 到源節(jié)點(diǎn)的路由信息。如果沒有，執(zhí)行步驟(2);如果有，執(zhí)行步驟(3);
(2) 利用數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)創(chuàng)建到源節(jié)點(diǎn)的路由信息，并存儲(chǔ)路由信息，執(zhí)行步驟(5);
(3) 在路由信息中記錄的序列號(hào)是否小于請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。如果是,則更新路由信息， 轉(zhuǎn)至步驟(5)。否貝lj,轉(zhuǎn)至步驟(4);
(4) 在兩者序列號(hào)相同的情況下，判斷數(shù)據(jù)包中到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的記錄是否小于路由信息 中記錄。如果是，則更新路由信息。否則，刪除數(shù)據(jù)包；
(5) 判斷是否存在另一個(gè)具有相同源節(jié)點(diǎn)和序列號(hào)的數(shù)據(jù)包正在等待發(fā)送。如果是，則取 消計(jì)時(shí)器，刪除數(shù)據(jù)包；否則，轉(zhuǎn)至步驟(6);
(6) 設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器，等待發(fā)送。此處延遲時(shí)間為O到l秒隨機(jī)取值；
(7) 計(jì)時(shí)結(jié)束，更新到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID及其速度、位置信息的數(shù)據(jù)包域；
(8) 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)請(qǐng)求包。
步驟3、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)后發(fā)送路由回復(fù)包，記錄源節(jié)點(diǎn)ID、序列號(hào)、目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID，發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、速度位置信息、到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，還要記錄從請(qǐng)求包中獲知的到 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的期待跳數(shù)和期待下一跳節(jié)點(diǎn)；
其中，路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中中間節(jié)點(diǎn)對(duì)回復(fù)包的處理流程具體步驟是
步驟30、中間節(jié)點(diǎn)接收回復(fù)數(shù)據(jù)包；步驟31、中間節(jié)點(diǎn)遍歷路由表，檢測(cè)是否存在到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的代價(jià)信息，如果沒有，則 存儲(chǔ)路由信息，跳至步驟34;如果有，則繼續(xù)執(zhí)行步驟32;
步驟32、判斷路由信息中的序列號(hào)是否小于數(shù)據(jù)包序列號(hào)；如果是，則用包域信息更 新路由信息，執(zhí)行步驟34;否則繼續(xù)執(zhí)行步驟33;
步驟33、在兩者序列號(hào)相同的情況下，判斷數(shù)據(jù)包中到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的記錄是否小于 路由信息中記錄。如果是，則更新路由信息，執(zhí)行步驟34。否則，刪除數(shù)據(jù)包；
步驟34、判斷是否存在另一個(gè)具有相同源節(jié)點(diǎn)和序列號(hào)的數(shù)據(jù)包正在等待發(fā)送。如果 是，則取消計(jì)時(shí)器，刪除數(shù)據(jù)包。否則，轉(zhuǎn)至步驟35;
步驟35、判斷接收節(jié)點(diǎn)是否為上一跳發(fā)送節(jié)點(diǎn)。如果是，貝IJ廣播ACK并刪除數(shù)據(jù)包。 否則轉(zhuǎn)至步驟36;
步驟36、接收節(jié)點(diǎn)判斷其是否為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)；如果是，執(zhí)行步驟38; 否則，轉(zhuǎn)至步驟37;
步驟37、為數(shù)據(jù)包設(shè)置延遲時(shí)間，等待數(shù)據(jù)傳輸；
步驟38、等待結(jié)束，更新數(shù)據(jù)包中的相關(guān)包域，如最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)等；
步驟39、廣播數(shù)據(jù)包；
步驟4、源節(jié)點(diǎn)接收到回復(fù)包后，開始向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是
(1) 本發(fā)明基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，在后向選擇協(xié)議SSR協(xié)議基礎(chǔ)上，增加 AODV的數(shù)據(jù)直傳功能，降低了網(wǎng)絡(luò)傳播延遲。
(2) 本發(fā)明針對(duì)SSR協(xié)議不適應(yīng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，利用節(jié)點(diǎn)的位置和速度信息計(jì)算 獲取鏈路的生存時(shí)間，引入了路由信息更新機(jī)制，使其適應(yīng)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的特性，降低了網(wǎng) 絡(luò)延遲。
圖l為本發(fā)明基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議(DBRP)流程圖2為本發(fā)明中代價(jià)列表結(jié)構(gòu)示意圖3為鏈路生存時(shí)間計(jì)算方法示意圖4為本發(fā)明中路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包格式示意圖5為本發(fā)明中路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中中間節(jié)點(diǎn)對(duì)路由請(qǐng)求包處理的流程圖6為本發(fā)明中路由回復(fù)數(shù)據(jù)包的格式示意圖7為本發(fā)明中路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中中間節(jié)點(diǎn)對(duì)回復(fù)包的處理流程；
圖8為本發(fā)明中節(jié)點(diǎn)發(fā)送代價(jià)更新請(qǐng)求包CTUREQ格式示意圖9為本發(fā)明中代價(jià)更新回復(fù)包CTUREP格式示意具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明提供的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如圖1所示，本發(fā)明提供的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議通過(guò)如下的具體步驟實(shí)
現(xiàn)
步驟l、網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的代價(jià)列表。
如圖2所示代價(jià)列表結(jié)構(gòu)，其中表項(xiàng)destination記錄目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID，表項(xiàng)sequence 記錄最近一次接收的來(lái)自目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包序列號(hào)，表項(xiàng)hopcount記錄當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié) 點(diǎn)所需跳數(shù)，表項(xiàng)LLT記錄兩節(jié)點(diǎn)間鏈路的生存時(shí)間，表項(xiàng)nexthop記錄下一跳節(jié)點(diǎn)ID。
其中，鏈路的生存時(shí)間(LLT)通過(guò)以下方法得出如圖3所示，假設(shè)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和節(jié) 點(diǎn)B，傳播半徑均為r，其中節(jié)點(diǎn)A當(dāng)前位置為(i^，/^),速度為(^U;節(jié)點(diǎn)B當(dāng)前位 置為(&，&)，速度為(^,^)。經(jīng)過(guò)N秒后，兩節(jié)點(diǎn)間距離為傳播半徑大小r，而且隨時(shí) 間的遞增，兩節(jié)點(diǎn)間距離逐漸擴(kuò)大，因此可將時(shí)間N作為兩節(jié)點(diǎn)是否可通信的邊界值，即鏈 路生存時(shí)間LLT，其計(jì)算公式為
"2 = [(4+r -(戶股+r股*丄丄r)]2 + [(4 + ^ *丄丄r) -+^ *丄丄r)]2
步驟2、源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，開啟路由請(qǐng)求階段，發(fā)送路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，記錄 源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列號(hào)、到源節(jié)點(diǎn)跳數(shù)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置速度
信息；
所述路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的格式如圖4所示，包括sourceID、 sequence、 hopcount、 senderID、 destID、 P_x、 Pj、 V_x、 Vj，分別用于記錄源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列號(hào)、到 源節(jié)點(diǎn)跳數(shù)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)送節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置速度信息。
中間節(jié)點(diǎn)對(duì)路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包(DREQ)處理的具體流程如圖5所示，具體步驟是
步驟21、中間節(jié)點(diǎn)接收路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包DREQ，判斷在節(jié)點(diǎn)代價(jià)列表中是否存在到源 節(jié)點(diǎn)的路由信息。如果有，執(zhí)行步驟23;如果沒有，執(zhí)行步驟22。
步驟22、利用路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)創(chuàng)建并存儲(chǔ)到源節(jié)點(diǎn)的路由信息，執(zhí)行步驟25;
步驟23、判斷在路由信息中記錄的序列號(hào)是否小于路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。如果是
路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的序列號(hào)更高，則利用路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中的有效路由更新路由信息，轉(zhuǎn)至步 驟25。否則，轉(zhuǎn)至步驟24;
步驟24、在兩者序列號(hào)相同的情況下，判斷路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的記錄 是否小于路由信息中記錄，如果是，則更新路由信息；否則，刪除路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包；
步驟25、判斷中間節(jié)點(diǎn)中是否存在另一個(gè)具有相同源節(jié)點(diǎn)和序列號(hào)的數(shù)據(jù)包正在等待 傳輸，如果是，則取消計(jì)時(shí)器，刪除數(shù)據(jù)包；否則，轉(zhuǎn)至步驟26;
8步驟26、設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器，等待傳輸。此處延遲時(shí)間為O到l秒隨機(jī)取值； 步驟27、更新數(shù)據(jù)包域。
計(jì)時(shí)結(jié)束后，更新到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID及其速度、位置信息包域； 步驟28轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。
步驟3、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包后發(fā)送路由回復(fù)包，記錄源節(jié)點(diǎn)ID、序列號(hào)、 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID,發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、速度位置信息、到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，還要記錄從請(qǐng)求包中獲知的
到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的期待跳數(shù)和期待下一跳節(jié)點(diǎn)；
所述的路由回復(fù)數(shù)據(jù)包的格式如圖6所示，包括sourceID、 sequence、 senderID、 destaID、 P一x、 P_y、 V—x、 V_y、 Nexthop_trans、 Expected hop count、 hopcount， 分別記錄了源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列號(hào)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、發(fā)送節(jié)點(diǎn)位置速度信息、 從請(qǐng)求包中獲知的期待下一跳節(jié)點(diǎn)和到目的節(jié)點(diǎn)的期待跳數(shù)、到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。
圖7顯示了中間節(jié)點(diǎn)對(duì)回復(fù)包的處理流程。在回復(fù)階段，各中間節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身地理信息 和發(fā)送節(jié)點(diǎn)的位置速度信息，計(jì)算鏈路生存時(shí)間，并且與路由請(qǐng)求階段有相同的代價(jià)表信息 更新機(jī)制。不同在于，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，回復(fù)階段不僅檢測(cè)是否有相同的回復(fù)包在等待傳輸，同 時(shí)也檢測(cè)如果該節(jié)點(diǎn)是回復(fù)包的上一跳發(fā)送節(jié)點(diǎn)，那么廣播ACK數(shù)據(jù)包，通知傳播半徑內(nèi)所 有節(jié)點(diǎn)取消對(duì)該數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)功能。這樣確保了回復(fù)路徑的相對(duì)唯一性。如果該節(jié)點(diǎn)不是上 一跳發(fā)送節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行過(guò)程與請(qǐng)求階段相同，但等待時(shí)間由以下公式確定
0
義+義.(A。We _力expec^ ) . U(0,"Wev ! = ) & > ^xpe"erf )
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W^是接收節(jié)點(diǎn)ID， /《w,是最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)ID， /^^是該節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，/^prcto/ 是接收節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的期待跳數(shù)。"(0,1)是(0, 1)之間的隨機(jī)實(shí)數(shù)，用來(lái)避免碰撞。A是 影響延遲大小的標(biāo)量，此處選取O.l。
如果最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)接收回復(fù)包，直接轉(zhuǎn)發(fā)，無(wú)須等待延遲。否則，其他節(jié)點(diǎn)接收時(shí)， 產(chǎn)生相應(yīng)的等待延遲。
中間節(jié)點(diǎn)對(duì)回復(fù)包的處理流程的具體步驟如下 步驟30、中間節(jié)點(diǎn)接收回復(fù)包DREP;
步驟31、中間節(jié)點(diǎn)遍歷路由表，檢測(cè)是否存在到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由信息，如果沒有，則 存儲(chǔ)路由信息，跳至步驟34;如果有，則繼續(xù)執(zhí)行步驟32;
步驟32、判斷路由信息中的序列號(hào)是否小于回復(fù)數(shù)據(jù)包序列號(hào)；如果是回復(fù)數(shù)據(jù)包序列號(hào)更高，則用回復(fù)包包域信息更新路由信息，轉(zhuǎn)至步驟34;否則繼續(xù)執(zhí)行步驟33;
步驟33、在兩者序列號(hào)相同的情況下，判斷數(shù)據(jù)包中到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的記錄是否小于 路由信息中記錄。如果是，則更新路由信息。否則，刪除數(shù)據(jù)包；'
步驟34、判斷中間節(jié)點(diǎn)是否存在另一個(gè)具有相同源節(jié)點(diǎn)和序列號(hào)的數(shù)據(jù)包正在等待傳 輸。如果是，則取消計(jì)時(shí)器，刪除數(shù)據(jù)包。否則，轉(zhuǎn)至步驟35;
步驟35、判斷接收節(jié)點(diǎn)是否為上一跳發(fā)送節(jié)點(diǎn)。如果是，則廣播ACK(ACKnowledge Character)并刪除數(shù)據(jù)包。否則轉(zhuǎn)至步驟36;
步驟36、接收節(jié)點(diǎn)判斷其是否為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)；如果是，執(zhí)行步驟38; 否則，轉(zhuǎn)至步驟37;
步驟37、為數(shù)據(jù)包設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器時(shí)間，等待數(shù)據(jù)傳輸；
步驟38、等待結(jié)束，更新數(shù)據(jù)包中的相關(guān)包域，如最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)等；
步驟39、發(fā)送數(shù)據(jù)包；
步驟四、源節(jié)點(diǎn)接收到回復(fù)包后，開始向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文； 發(fā)送數(shù)據(jù)包的處理方式與回復(fù)包基本相同。不同在于，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段無(wú)須通過(guò)后續(xù)包對(duì) 代價(jià)列表中記錄進(jìn)行更新，而是在鏈路失效時(shí)，通過(guò)握手協(xié)議從鄰居節(jié)點(diǎn)獲取有效信息，更 新代價(jià)列表。
為獲取鏈路失效的時(shí)間，節(jié)點(diǎn)代價(jià)列表中每一表項(xiàng)都配備一個(gè)計(jì)時(shí)器，用來(lái)記錄該表項(xiàng) 的生存期，即對(duì)應(yīng)鏈路的生存期。某一表項(xiàng)生存期結(jié)束時(shí)，節(jié)點(diǎn)發(fā)送代價(jià)更新請(qǐng)求包 CTUREQ，代價(jià)更新請(qǐng)求包的格式如圖8所示，包括Reqnode、 destination、 P_x、 Pj、 V_x、 分別用于記錄請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)ID、失效信息中記錄的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID和請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的速度位
置信息。
鄰居節(jié)點(diǎn)接收到代價(jià)更新請(qǐng)求包CTUREQ后，檢測(cè)是否存有到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由信息。 如果存在，廣播代價(jià)更新回復(fù)包CTUREP，如圖9，所述的代價(jià)更新回復(fù)包CTUREP格式 包括Reqnode、 destination、 LLT、 hopcount、 Reply node，分別用于記錄請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)ID、 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、兩節(jié)點(diǎn)間的鏈路存在時(shí)間、該節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)和回復(fù)節(jié)點(diǎn)ID。
CTUREP只能被請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)接收處理。請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)在眾多CTUREP中，選擇一個(gè)到目標(biāo)節(jié) 點(diǎn)跳數(shù)最小，并且鏈路存在時(shí)間較長(zhǎng)的路由信息來(lái)更新失效信息。并把該信息的來(lái)源節(jié)點(diǎn)作 為最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)。隨后，重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。
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權(quán)利要求
1.一種基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于包括如下步驟步驟1、網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的代價(jià)列表；步驟2、源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，開啟路由請(qǐng)求階段，發(fā)送路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，記錄源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列號(hào)、到源節(jié)點(diǎn)跳數(shù)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置速度信息；路由實(shí)現(xiàn)過(guò)程中對(duì)路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包處理的具體流程是步驟21、中間節(jié)點(diǎn)接收路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，判斷在節(jié)點(diǎn)代價(jià)列表中是否存在到源節(jié)點(diǎn)的路由信息，如果有，執(zhí)行步驟23；如果沒有，執(zhí)行步驟22；步驟22、利用路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)創(chuàng)建到源節(jié)點(diǎn)的路由信息，并存儲(chǔ)該路由信息，執(zhí)行步驟25；步驟23、判斷在路由信息中記錄的序列號(hào)是否小于路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的序列號(hào)，如果是路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的序列號(hào)更高，則利用路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中的有效路由更新路由信息，轉(zhuǎn)至步驟25；否則，轉(zhuǎn)至步驟24；步驟24、在兩者序列號(hào)相同的情況下，判斷路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包中到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的記錄是否小于路由信息中記錄，如果是，則更新路由信息；否則，刪除路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包；步驟25、判斷中間節(jié)點(diǎn)中是否存在另一個(gè)具有相同源節(jié)點(diǎn)和序列號(hào)的數(shù)據(jù)包正在等待傳輸，如果是，則取消計(jì)時(shí)器，刪除數(shù)據(jù)包；否則，轉(zhuǎn)至步驟26；步驟26、設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器，等待傳輸，此處延遲時(shí)間為0到1秒隨機(jī)取值；步驟27、更新數(shù)據(jù)包域；步驟28、轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包；步驟3、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包后發(fā)送路由回復(fù)包，記錄源節(jié)點(diǎn)ID、序列號(hào)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID，發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、速度位置信息、到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，還要記錄從請(qǐng)求包中獲知的到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的期待跳數(shù)和期待下一跳節(jié)點(diǎn)；路由實(shí)現(xiàn)過(guò)程中對(duì)回復(fù)包處理的具體步驟如下步驟30、中間節(jié)點(diǎn)接收回復(fù)包；步驟31、中間節(jié)點(diǎn)遍歷路由表，檢測(cè)是否存在到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由信息，如果沒有，則創(chuàng)建目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由信息，并存儲(chǔ)該路由信息，跳至步驟34；如果有，則繼續(xù)執(zhí)行步驟32；步驟32、判斷路由信息中的序列號(hào)是否小于回復(fù)數(shù)據(jù)包序列號(hào)；如果是回復(fù)數(shù)據(jù)包序列號(hào)更高，則用回復(fù)包包域信息更新路由信息，轉(zhuǎn)至步驟34；否則繼續(xù)執(zhí)行步驟33；步驟33、在兩者序列號(hào)相同的情況下，判斷數(shù)據(jù)包中到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)的記錄是否小于路由信息中記錄，如果是，則更新路由信息，執(zhí)行步驟34；否則，刪除數(shù)據(jù)包；步驟34、判斷中間節(jié)點(diǎn)是否存在另一個(gè)具有相同源節(jié)點(diǎn)和序列號(hào)的數(shù)據(jù)包正在等待傳輸，如果是，則取消計(jì)時(shí)器，刪除數(shù)據(jù)包，否則，轉(zhuǎn)至步驟35；步驟35、判斷接收節(jié)點(diǎn)是否為上一跳發(fā)送節(jié)點(diǎn)，如果是，則廣播ACK并刪除數(shù)據(jù)包，否則轉(zhuǎn)至步驟36；步驟36、接收節(jié)點(diǎn)判斷其是否為發(fā)送節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)下一跳節(jié)點(diǎn)；如果是，執(zhí)行步驟38；否則，轉(zhuǎn)至步驟37；步驟37、為數(shù)據(jù)包設(shè)置延遲計(jì)時(shí)器時(shí)間，等待數(shù)據(jù)傳輸；步驟38、等待結(jié)束，更新數(shù)據(jù)包中的相關(guān)包域；步驟39、發(fā)送數(shù)據(jù)包；步驟4、源節(jié)點(diǎn)接收到回復(fù)包后，開始向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。
2、 如權(quán)利要求1所述的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于，所述步驟1中的代 價(jià)列表中記錄有目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、最近一次接收的來(lái)自目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包序列號(hào)、當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)所需跳數(shù)、下一跳節(jié)點(diǎn)ID和兩節(jié)點(diǎn)間鏈路的生存時(shí)間；其中，鏈路生存時(shí)間LLT通過(guò)以下方法得出假設(shè)節(jié)點(diǎn)A當(dāng)前位置為(/^，/^),速度 為(^,^);節(jié)點(diǎn)B當(dāng)前位置為(尸収，i^),速度為(F股U,兩節(jié)點(diǎn)傳播半徑均為r，經(jīng)過(guò) N秒后，兩節(jié)點(diǎn)間距離為傳播半徑大小r,而且隨時(shí)間的遞增，兩節(jié)點(diǎn)間距離逐漸擴(kuò)大，因 此將N作為兩節(jié)點(diǎn)是否可通信的邊界值，即鏈路生存時(shí)間，其計(jì)算公式為r2 = +r" x-(尸狄+r肌x ,]2 + [(4+^ x zzr) -+x U)]2 。
3、 如權(quán)利要求1所述的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于，所述路由請(qǐng)求數(shù) 據(jù)包的格式包括sourceID、 sequence、 hopcount、 senderID、 destID、 P—x、 P_y、 V一x、 V_y,分別用于記錄源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列號(hào)、到源節(jié)點(diǎn)跳數(shù)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID和發(fā)送節(jié)點(diǎn)當(dāng)前位置速度信息。
4、 如權(quán)利要求1所述的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于，所述的路由回復(fù)數(shù) 據(jù)包的格式包括sourceID、 sequence、 senderID、 destaID、 P_x、 P_y、 V—x、 V_y、 Nexthop—trans、 Expected hop count、 hopcount，分別記錄了源節(jié)點(diǎn)ID、數(shù)據(jù)包序列 號(hào)、發(fā)送節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、發(fā)送節(jié)點(diǎn)位置速度信息、從請(qǐng)求包中獲知的期待下一跳節(jié) 點(diǎn)和到目的節(jié)點(diǎn)的期待跳數(shù)、到源節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)。
5、 如權(quán)利要求1所述的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于，所述的步驟4 具體為發(fā)送數(shù)據(jù)包的處理方式與回復(fù)包基本相同，不同在于，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段無(wú)須通過(guò)后續(xù) 包對(duì)代價(jià)列表中記錄進(jìn)行更新，而是在鏈路失效時(shí)，通過(guò)握手協(xié)議從鄰居節(jié)點(diǎn)獲取有效信息， 更新代價(jià)列表；為獲取鏈路失效的時(shí)間，節(jié)點(diǎn)代價(jià)列表中每一表項(xiàng)都配備一個(gè)計(jì)時(shí)器，用來(lái)記錄該表項(xiàng) 的生存期，即對(duì)應(yīng)鏈路的生存期，某一表項(xiàng)生存期結(jié)束時(shí)，節(jié)點(diǎn)發(fā)送代價(jià)更新請(qǐng)求包 CTUREQ，鄰居節(jié)點(diǎn)接收到代價(jià)更新請(qǐng)求包CTUREQ后，檢測(cè)是否存有到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由 信息，如果存在，廣播代價(jià)更新回復(fù)包CTUREP。
6、 如權(quán)利要求5所述的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于， 所述代價(jià)更新請(qǐng)求包的格式包括Reqnode、 destination、 P_x、 Pj、 V_x、 分別用 于記錄請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)ID、失效信息中記錄的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID和請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的速度位置信息。
7、 如權(quán)利要求5所述的基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，其特征在于，所述代價(jià)更新回 復(fù)包CTUREP格式包括Req node、 destination、 LLT、 hopcount、 Reply node，分別用 于記錄請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)ID、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID、兩節(jié)點(diǎn)間的鏈路存在時(shí)間、該節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)和 回復(fù)節(jié)點(diǎn)ID。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于可靠路徑的分布式路由協(xié)議，包括步驟網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的代價(jià)列表；源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，開啟路由請(qǐng)求階段，發(fā)送路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)包；目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)后發(fā)送路由回復(fù)包；源節(jié)點(diǎn)接收到回復(fù)包后，開始向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。本發(fā)明在后向選擇協(xié)議SSR協(xié)議基礎(chǔ)上，增加AODV的數(shù)據(jù)直傳功能，針對(duì)SSR協(xié)議不適應(yīng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，利用節(jié)點(diǎn)的位置和速度信息計(jì)算獲取鏈路的生存時(shí)間，引入了路由信息更新機(jī)制，使其適應(yīng)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的特性，降低了網(wǎng)絡(luò)延遲。
文檔編號(hào)H04W40/02GK101662811SQ20091009127
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者軍 張, 楨 徐, 徐鵬程, 贊 馬 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)