專利名稱：用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到空間環(huán)境中的網(wǎng)絡通訊領(lǐng)域，特指一種用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法。
背景技術(shù)：
自從無線網(wǎng)絡在70年代產(chǎn)生后，它在計算機領(lǐng)域里日趨流行，尤其是最近十年無線移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展更是一日千里。目前存在的無線移動網(wǎng)絡有兩種第一種是基于網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡的典型應用為無線局域網(wǎng)(WLAN)。第二種為無網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的網(wǎng)絡，一般稱之為無線自組織網(wǎng)絡(AD HOC)。傳統(tǒng)的無線蜂窩通信網(wǎng)絡，需要固定的網(wǎng)絡設備如基地站的支持，進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和用戶服務控制。而無線自組織網(wǎng)絡不需要固定設備支持，各節(jié)點即用戶終端自行組網(wǎng)，通信時，由其他用戶節(jié)點進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。無線自組織網(wǎng)絡在沒有骨干網(wǎng)絡的條件下，由系統(tǒng)中的通信節(jié)點通過分布式協(xié)議互連或組織起來，強調(diào)的是多跳、自組識、無中心的概念，具有獨立性、分布性、多跳性和移動性等特點。這種網(wǎng)絡形式突破了傳統(tǒng)無線蜂窩網(wǎng)絡的地理局限性，能夠更加快速、便捷、 高效地部署，適合于一些特殊場合如軍事戰(zhàn)場、醫(yī)療搶險以及抗洪救災的通信需要。在空間環(huán)境中，由于衛(wèi)星移動性和鏈接的不固定性更加明顯，使得網(wǎng)絡拓撲時常處于變化狀態(tài)，無線自組織網(wǎng)絡是一種極為合適的組網(wǎng)方式。無線自組織網(wǎng)絡在發(fā)起節(jié)點和目標節(jié)點間采用多跳而不是一跳的方式來傳輸數(shù)據(jù)可以增加網(wǎng)絡容量和降低傳輸能量的消耗，但是也會帶來新的挑戰(zhàn)，如如何在發(fā)起節(jié)點和目標節(jié)點間尋找一條或者多條最優(yōu)的路徑。因此路由協(xié)議在多跳Ad Hoc網(wǎng)絡中起著舉足輕重的作用。根據(jù)發(fā)現(xiàn)路由的驅(qū)動模式的不同，路由協(xié)議大致可以分為表驅(qū)動路由協(xié)議和按需路由協(xié)議。在表驅(qū)動路由協(xié)議中，每個節(jié)點維護一張包含到達其它節(jié)點的路由信息的路由表。當檢測到網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，節(jié)點在網(wǎng)絡中發(fā)送更新消息，收到更新消息的節(jié)點將更新自己的路由表，以維護一致的、及時的、準確的路由信息，所以路由表可以準確地反映網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。按需路由協(xié)議，是一種當需要發(fā)送數(shù)據(jù)時才查找路由的路由協(xié)議。在這種路由協(xié)議中，節(jié)點不需要維護及時準確的路由信息，當向目的節(jié)點發(fā)送報文時， 發(fā)起節(jié)點才在網(wǎng)絡中發(fā)起路由查找過程，尋找相應的路由?，F(xiàn)有的兩類路由協(xié)議的主要不足(1)表驅(qū)動路由協(xié)議的時延較小，但是路由協(xié)議的開銷較大；在這種路由協(xié)議中，無論是否有通信需求，每個節(jié)點采用周期性的路由分組廣播， 交換路由信息，維護一張包含到達其他節(jié)點的路由信息的路由表。當檢測到網(wǎng)絡拓撲改變時，節(jié)點也會在網(wǎng)絡中廣播更新分組。收到更新分組的節(jié)點則更新自己的路由表，以保證準確的路由信息。因為帶寬資源非常有限并且寶貴，自組網(wǎng)的重要特征是網(wǎng)絡拓撲不斷的變化，所以用以上方法為每個節(jié)點維護到全網(wǎng)的路由是沒有必要的。(2)與表驅(qū)動路由協(xié)議相比，按需路由協(xié)議的開銷較小，但是數(shù)據(jù)報傳送的時延較大。
按需路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡分組的傳輸請求，被動地搜索從發(fā)起節(jié)點到目的節(jié)點的路由。當沒有數(shù)據(jù)分組要求發(fā)送時，節(jié)點處于靜默狀態(tài)，并不交換路由信息。這使得路由開銷大大降低，提高了網(wǎng)絡的吞吐量。但是，每條激活路由建立的平均開銷要遠遠高于先應式路由協(xié)議的平均開銷。只有在少數(shù)節(jié)點之間需要通信時，才比表驅(qū)動路由協(xié)議的路由開銷小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可大大提高路由策略的可靠性、魯棒性、安全性，且能提高路由效率的用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法，其特征在于步驟為(1)路由查詢在需要時，發(fā)起節(jié)點發(fā)出路由查詢Route Ask，其中包含發(fā)起節(jié)點和目的節(jié)點的信息；當中間節(jié)點收到Route Ask后，先根據(jù)其中的信息判斷此Route Ask有效且最新，不滿足則丟棄；若滿足，則判斷是否需要添加或更新到Route Ask發(fā)起節(jié)點的反向路由信息，最后修改Route Ask的跳數(shù)并轉(zhuǎn)發(fā)；(2)路由回應目的節(jié)點收到發(fā)給自身的Route Ask時，向發(fā)起節(jié)點發(fā)送路由回應 RouteAnswer ；當中間節(jié)點收到Route Answer后，記錄或更新路由，同時將Route Answer轉(zhuǎn)發(fā)；Route Ask發(fā)起節(jié)點收到Route Answer后，記錄路由信息，開始發(fā)送數(shù)據(jù)；若沒有到目的節(jié)點的有效信息，等待一段時間后重發(fā)Route Ask ；重復一定次數(shù)后停止獲取路由，終止此次數(shù)據(jù)發(fā)送過程；(3)路由錯誤若某節(jié)點判斷其鄰居節(jié)點不可達時，則查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，然后將故障節(jié)點從鄰居列表中刪除；其他節(jié)點收到Route Error 后，將相應的路由置為無效；(4) Alive Notify機制所有節(jié)點周期性的發(fā)送Alive Notify報文，以便發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點和新加入的節(jié)點；節(jié)點收到Alive Notify報文后，若已有報文發(fā)起者的信息， 則更新相應節(jié)點的生命期；若無相應信息，則新增鄰居節(jié)點；對于在給定時間內(nèi)無Alive Notify報文發(fā)出的節(jié)點，其鄰居節(jié)點認為其不可達，按照步驟(3)的方式轉(zhuǎn)發(fā)故障節(jié)點的
fn息ο作為本發(fā)明的進一步改進如果目的節(jié)點收到多個Route Ask時，先比較Route Ask的ID ；如果ID相同或者更大則無條件回復Route Answer，若Route Ask的ID較小，則丟棄該請求。所述路由表項中含有唯一的發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對，某節(jié)點發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點出現(xiàn)故障后，查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，下一節(jié)點收到Route Error后根據(jù)唯一的發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對將相關(guān)路由表項置為無效。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1.本發(fā)明采用了基于主用和備用路由的雙備份路由策略。充分考慮到空間環(huán)境下，小衛(wèi)星星座的移動性較強、鏈接切換頻繁，網(wǎng)絡拓撲不穩(wěn)定的特點，采用主用和備用路由策略，當主用路由出現(xiàn)故障時，可以及時切換到備用路由，使得路由能及時修復，增加了路由策略的可靠性、魯棒性、安全性；
2.本發(fā)明采用了基于鍵值對的路由故障快速定位和傳播策略，在本發(fā)明路由方法通報故障時，能根據(jù)路由表里唯一的Route Ask ID，快速定位出現(xiàn)故障的路由項，使得故障信息能更加快速的傳播到整個網(wǎng)絡，每個節(jié)點能更及時的更新路由信息，提高了路由效率。


圖1是節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的總體流程示意圖；圖2是節(jié)點處理路由查詢的流程示意圖；圖3是節(jié)點處理路由回應的流程示意圖；圖4是節(jié)點處理路由錯誤的流程示意圖；圖5是節(jié)點處理Alive Notify的流程示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法，其步驟為(1)路由查詢(Route Ask)在需要時，發(fā)起節(jié)點發(fā)出Route Ask，其中包含發(fā)起節(jié)點和目的節(jié)點的信息。中間節(jié)點收到Route Ask后，先根據(jù)其中的信息判斷此Route Ask 有效且最新，不滿足則丟棄。若滿足則判斷是否需要添加或更新到Route Ask發(fā)起節(jié)點的反向路由信息，最后修改Route Ask的跳數(shù)并轉(zhuǎn)發(fā)之。(2)路由回應(Route Answer)目的節(jié)點收到發(fā)給自身的Route Ask時，向發(fā)起節(jié)點發(fā)送Route Answer。中間節(jié)點收到Route Answer后，記錄或更新路由，同時將Route Answer轉(zhuǎn)發(fā)。Route Ask發(fā)起節(jié)點收到Route Answer后，記錄路由信息，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。若沒有到目的節(jié)點的有效信息，等待一段時間后重發(fā)Route Ask。重復一定次數(shù)后停止獲取路由，終止此次數(shù)據(jù)發(fā)送過程。(3)路由錯誤(Route Error)若某節(jié)點判斷其鄰居節(jié)點不可達時，則查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，然后將故障節(jié)點從鄰居列表中刪除。其他節(jié)點收到 Route Error后，將相應的路由置為無效。(4) Alive Notify機制所有節(jié)點周期性的發(fā)送Alive Notify報文，以便發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點和新加入的節(jié)點。參見圖5，節(jié)點收到Alive Notify報文后，若已有報文發(fā)起者的信息，則更新相應節(jié)點的生命期；若無相應信息，則新增鄰居節(jié)點。對于在給定時間內(nèi)無Alive Notify報文發(fā)出的節(jié)點，其鄰居節(jié)點認為其不可達，按照(3)的方式轉(zhuǎn)發(fā)故障節(jié)點的信息。上述方法中，如果目的節(jié)點收到多個Route Ask(—般非同時收到)，先比較Route Ask的ID, ID相同或者更大則無條件回復Route Answer，若Route Ask的ID較小，則丟棄該請求，這就保證了發(fā)起節(jié)點能收到多個路由信息；發(fā)起節(jié)點收到多個Route Answer的情況下，會根據(jù)一定的原則挑選出主用路由和備用路由。上述方法中，路由表項中含有唯一的發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對，某節(jié)點發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點出現(xiàn)故障后，查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，下一節(jié)點收到 Route Error后根據(jù)唯一的發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對將相關(guān)路由表項置為無效。以具體的詳細流程為例如圖1所示，本發(fā)明用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法中，當節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，先查看路由表里是否有到目的節(jié)點的路由表項。其中，路由表項的結(jié)構(gòu)為-發(fā)起節(jié)點IP地址(OIP)；-路由請求消息標識(RouteAsk ID)；-目的節(jié)點IP地址(DIP)；-目的節(jié)點序列號(DSN)；-跳數(shù)(HopCount,到達目的節(jié)點需要的跳數(shù)，比較主備用路由時使用)-下一跳(Next Hop)；
由)；
-前驅(qū)節(jié)點(保存使用本條路由的直接前驅(qū)節(jié)點)； -是否有效(本路由項是否可用)； -生命(Lifetime，路由的有效時間)；
-主備用標志(標識本條路由主用還是備用，當主用路由不可用時使用備用路
若有相關(guān)路由表項，則查看路由是否過期，路由不過期就可以按照該路由向目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；否則，發(fā)起節(jié)點發(fā)出Route Ask，其中包含發(fā)起節(jié)點和目的節(jié)點的信息，同時增加自己的序列號。其中，Route Ask報文格式如下+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+I Type (種類)|U|Reserved(保留)|Hop Count (跳數(shù))+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IRoute Ask ID (路由請求消息標識)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IDestination IP Address (目標節(jié)點 IP 地址)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IDestination Sequence Number ( gfei )+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IOriginat or IP Address (發(fā)起節(jié)點 IP 地址)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IOriginator Sequence Number (發(fā)起節(jié),點序歹Ij號)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Route Ask 報文格式字段含義Type:報文類型編號。U =Unknown,即目標節(jié)點序列號未知。Hop Count:從發(fā)起節(jié)點到處理該請求的節(jié)點的跳數(shù)。若某節(jié)點剛收到此Route Ask，則此節(jié)點到發(fā)起節(jié)點的跳數(shù)為Hop Coimt+1。Route Ask ID :路由請求消息標識。用它和發(fā)起節(jié)點IP就可以唯一標識一個Route Ask信息。Destination Sequence Number (DSN)目標節(jié)點序列號，發(fā)起節(jié)點所知的目標節(jié)點最新序列號。Originator Sequence Number(OSN)發(fā)起節(jié)點序列號，即發(fā)起者路由表項中將要使用的序列號。如圖2所示，鄰居節(jié)點收到Route Ask后，先查看OIP字段，若是自身產(chǎn)生的或者已經(jīng)收到過相關(guān)請求(提取Route Ask ID，若此ID大于自身保存的ID，則說明未收到過相關(guān)請求)或等于自身保存的ID但跳數(shù)較大則丟棄分組，否則，則進一步判斷是否需要添加或更新到Route Ask發(fā)起節(jié)點的反向路由信息(否則丟棄請求，不再繼續(xù)處理)。若該節(jié)點非目的節(jié)點，則修改DSN和Route Ask的跳數(shù)并轉(zhuǎn)發(fā)給鄰居節(jié)點。若該節(jié)點為目的節(jié)點，那么收到發(fā)給自身的Route Ask時，先比較Route Ask ID, ID相同或者更大則向發(fā)起節(jié)點回復Route Answer，同時更新自己的序列號；若Route Ask 的ID較小，則丟棄該請求。Route Answer報文格式如下+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+I Type|Reserved| Hop Count+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IDestination IP Address (目標節(jié)點 IP 地址)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IDestination Sequence Number ( gfei )+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+IOriginator IP Address (發(fā)起節(jié)點 IP 地址)+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ILifetime 生命期+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Answer報文格式如圖3所示，當中間節(jié)點收到Route Answer后，記錄或更新到Route Answer目的節(jié)點(為方便表述，定義Route Ask報文的目的節(jié)點與Route Answer目的節(jié)點一致)的路由，同時將Route Answer轉(zhuǎn)發(fā)給指向發(fā)起節(jié)點的路由項的下一跳。由于Route Ask目的節(jié)點沒有比較先后到達的Route Ask的跳數(shù)大小，所以可能會發(fā)出若干個包含不同路徑信息的Route Answer0 Route Ask發(fā)起節(jié)點收到第一個對應的Route Answer后，通過Route Answer的IP包信息可獲知此Route Answer的前驅(qū)節(jié)點，從而將其作為下一跳記錄一條到達目的節(jié)點的路由項；對于后續(xù)到達的Route Answer，如果仍然是從前一個Route Answer 的前驅(qū)節(jié)點收到的，則比較跳數(shù)，若跳數(shù)較小則更新路由項，否則丟棄此Route AnswerJn 果是從一個新的節(jié)點收到Route Answer，則建立一條路由表項，并比較兩條路由表項的跳數(shù)，將跳數(shù)較小的路由表項設置為主用，另一條設置為備用。再次接收到Route Answer時， 先比較跳數(shù)，若小于路由表中的路由項跳數(shù)，則更新路由表項中跳數(shù)較大的表項，且根據(jù)跳數(shù)大小設置備用和主用路由。一旦建立的路由表，發(fā)起節(jié)點就可以向目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，如圖1 ；若節(jié)點沒有到目的節(jié)點的有效信息，等待一段時間后重發(fā)Route Ask，但其Route Ask ID增加1。重復一定次數(shù)后停止獲取路由，終止此次數(shù)據(jù)發(fā)送過程。在整個過程中，若某節(jié)點收到路由錯誤分組，如圖4，則判斷其鄰居節(jié)點不可達 (可能是死機或者重啟了，也有可能是移動到信號不可達的地方了)，然后查找下一跳節(jié)點為故障節(jié)點的路由表項，向其前驅(qū)節(jié)點發(fā)送Route Error，其中包含故障節(jié)點的信息、Route Ask ID和此路由表項發(fā)起節(jié)點的IP ；同時查找前驅(qū)節(jié)點為故障節(jié)點的路由表項，向其下一跳節(jié)點發(fā)送Route Error，其中包含故障節(jié)點的信息、Route Ask ID和此路由表項發(fā)起節(jié)點的IP ；然后在鄰居列表中將故障節(jié)點置為無效，等待過期后刪除。其他節(jié)點收到Route Error后，將與發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對相應的路由置為無效，向其前驅(qū)或下一跳節(jié)點發(fā)送Route Error，然后刪除路由表項。若發(fā)現(xiàn)相應路由表項的前驅(qū)和下一跳為空，則不再轉(zhuǎn)發(fā)Route Error0 Route Error報文格式如下
0089]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0090]I Type|Reserved| DestCount
0091]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0092]IRoute Ask ID (路由請求消息標識)
0093]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0094]IOriginator IP Address (發(fā)起節(jié)點 IP 地址)
0095]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0096]IUnreachable Destination IP Address ( ^^ ! ^jfttlt)
0097]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-
0098]Route Error 艮文格式
0099]為保證整個網(wǎng)絡拓撲的實時性，所有節(jié)點周期性的發(fā)送Alive Notify報文，以發(fā)現(xiàn)原有節(jié)點的故障和新加入的節(jié)點，其格式如下
0100]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0101]I Type (種類)ILifetime 生命期
0102]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0103]IOriginator IP Address (發(fā)起節(jié)點 IP 地址)
0104]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0105]IOrigiriat or Sequence Number (歹)
0106]+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
0107]Alive Notify 報文格式
0108]參見圖5，節(jié)點收到Alive Notify報文后，若自身已有報文發(fā)起者的信息，則更新相應節(jié)點的生命期；若自身無相應信息，則新增鄰居節(jié)點。對于在給定時間內(nèi)無Alive Notify報文發(fā)出的節(jié)點，其鄰居節(jié)點認為其發(fā)生錯誤(可能是死機或者重啟了，也有可能是移動到信號不可達的地方了)，查找下一跳節(jié)點或者前驅(qū)為故障節(jié)點的路由表項，向其前驅(qū)節(jié)點或者下一跳發(fā)送Route Error，其中包含故障節(jié)點的信息、Route Ask ID和此路由表項發(fā)起節(jié)點的IP ；最后將故障節(jié)點和從鄰居列表中刪除，并刪除過期的相關(guān)路由表項。
其中，對于序列號的具體管理過程為每一個節(jié)點的每一個路由表項必須包含關(guān)于目的節(jié)點(路由表就是為此而維護的)IP地址的序列號的最新可用信息，即目的序列號。 如果在任何時候一個節(jié)點接收到了新的Route Ask, Route Answer，或者HELLO消息(這些消息跟目的節(jié)點可能有關(guān)系)，目的序列號就會更新。在朝向目的節(jié)點的路徑過期了或者崩潰了(通過RERR消息獲知)的時候，節(jié)點簡單的刪除相應路由項，不再更新相應節(jié)點的序列號。網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點都維護其目的序列號，可以保證朝向這個目的節(jié)點的所有路由
8路徑都是無環(huán)路的。在以下情況下，節(jié)點會改變序列號1.在一個節(jié)點發(fā)起一個路徑發(fā)現(xiàn)的請求之前，它必須增加它自己的序列號。這樣， 對于已經(jīng)建立好了的朝向Route Ask消息發(fā)起者的反向路由來說，可以防止本次請求與其相沖突。2.在目的節(jié)點生成Route Answer消息以響應Route Ask消息之前，它必須更新它自己的序列號，新的值是它目前的序列號和Route Ask消息包中目的序列號的較大者。(一般情況下，目的節(jié)點的當前序列號不小于Route Ask中的目的序列號，為響應Route Ask而發(fā)送RouteAnswer時不必更新自身序列號，但在目的節(jié)點在剛剛重啟后接收到一個Route Ask時，當前序列號為0，此時目的節(jié)點更新自己的序列號為Route Ask中的序列號。)3.節(jié)點接收到了一個擁有關(guān)于目的節(jié)點序列號的新信息的消息(包括Route Ask、Route Answer和HELLO)，則節(jié)點需要更新目的路由表項中的目的節(jié)點序列號。4.節(jié)點收到的消息中的目的節(jié)點序列號小于本節(jié)點保存的相應節(jié)點序列號，那么該節(jié)點更新所收到的消息中的目的節(jié)點序列號；當目的節(jié)點要增加它的序列號時，它必須以無符號數(shù)的形式來處理序列號。為了確定目的節(jié)點的信息是否是新的，當前節(jié)點會拿自己目前的序列號數(shù)跟接收到的信息中的序列號數(shù)相比較。這個比較必須使用有符號數(shù)，它對于完成序列號循環(huán)輪轉(zhuǎn)是必須的。如果從接收到的序列號數(shù)減去當前序列號的結(jié)果小于0的話，那么這個接收到的有關(guān)目的節(jié)點的信息就必須被丟棄，因為跟節(jié)點當前所保存的信息相比，接收到的信息更加陳舊。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例， 凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法，其特征在于步驟為(1)路由查詢在需要時，發(fā)起節(jié)點發(fā)出路由查詢RouteAsk，其中包含發(fā)起節(jié)點和目的節(jié)點的信息；當中間節(jié)點收到Route Ask后，先根據(jù)其中的信息判斷此Route Ask有效且最新，不滿足則丟棄；若滿足，則判斷是否需要添加或更新到Route Ask發(fā)起節(jié)點的反向路由信息，最后修改Route Ask的跳數(shù)并轉(zhuǎn)發(fā)；(2)路由回應目的節(jié)點收到發(fā)給自身的RouteAsk時，向發(fā)起節(jié)點發(fā)送路由回應 RouteAnswer ；當中間節(jié)點收到Route Answer后，記錄或更新路由，同時將Route Answer轉(zhuǎn)發(fā)；Route Ask發(fā)起節(jié)點收到Route Answer后，記錄路由信息，開始發(fā)送數(shù)據(jù)；若沒有到目的節(jié)點的有效信息，等待一段時間后重發(fā)Route Ask ；重復一定次數(shù)后停止獲取路由，終止此次數(shù)據(jù)發(fā)送過程；(3)路由錯誤若某節(jié)點判斷其鄰居節(jié)點不可達時，則查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，然后將故障節(jié)點從鄰居列表中刪除；其他節(jié)點收到Route Error后，將相應的路由置為無效；(4)Alive Notify機制所有節(jié)點周期性的發(fā)送Alive Notify報文，以便發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點和新加入的節(jié)點；節(jié)點收到Alive Notify報文后，若已有報文發(fā)起者的信息，則更新相應節(jié)點的生命期；若無相應信息，則新增鄰居節(jié)點；對于在給定時間內(nèi)無Alive Notify報文發(fā)出的節(jié)點，其鄰居節(jié)點認為其不可達，按照步驟⑶的方式轉(zhuǎn)發(fā)故障節(jié)點的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法，其特征在于如果目的節(jié)點收到多個Route Ask時，先比較Route Ask的ID ；如果ID相同或者更大則無條件回復Route Answer，若Route Ask的ID較小，則丟棄該請求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法，其特征在于所述路由表項中含有唯一的發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對，某節(jié)點發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點出現(xiàn)故障后，查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，下一節(jié)點收到Route Error后根據(jù)唯一的發(fā)起節(jié)點IP和Route Ask ID對將相關(guān)路由表項置為無效。
全文摘要
一種用于小衛(wèi)星星座通信的無線自組織網(wǎng)絡路由方法，其步驟為(1)路由查詢在需要時，發(fā)起節(jié)點發(fā)出路由查詢Route Ask，其中包含發(fā)起節(jié)點和目的節(jié)點的信息；(2)路由回應目的節(jié)點收到發(fā)給自身的Route Ask時，向發(fā)起節(jié)點發(fā)送路由回應Route Answer；(3)路由錯誤若某節(jié)點判斷其鄰居節(jié)點不可達時，則查找與故障節(jié)點相關(guān)的路由表項，轉(zhuǎn)發(fā)故障信息，然后將故障節(jié)點從鄰居列表中刪除；其他節(jié)點收到Route Error后，將相應的路由置為無效；(4)Alive Notify機制所有節(jié)點周期性的發(fā)送Alive Notify報文，以便發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點和新加入的節(jié)點。本發(fā)明可大大提高路由策略的可靠性、魯棒性、安全性，且能提高路由效率。
文檔編號H04L1/16GK102202333SQ20111017238
公開日2011年9月28日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者吳純青, 殷齊鵬, 蘇金樹, 虞萬榮, 趙寶康, 陶靜, 黃杰 申請人:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學