本發(fā)明涉及一種路由選擇方法，尤其涉及一種基于信任的多宿網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法。
背景技術(shù)：
：：由于IPv6協(xié)議自身設(shè)計等原因，移動節(jié)點切換存在諸多問題。而作為IPv6的擴展協(xié)議，移動子網(wǎng)的切換面臨更為嚴(yán)峻的考驗：延時大、信令開銷大、切換復(fù)雜等問題。為提高可靠性，人們提出了多宿移動子網(wǎng)，但這要求移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在接入網(wǎng)絡(luò)時進(jìn)行有效選擇，且選擇過程會對網(wǎng)絡(luò)整體性能產(chǎn)生影響。因此，為保證IPv6網(wǎng)絡(luò)高效運行，IPv6網(wǎng)絡(luò)移動性管理問題需要得到有效解決。IPv6協(xié)議自身設(shè)計等原因，移動節(jié)點切換存在兩大問題：一是切換過程延時大，二是信令開銷大，傳輸效率低。其次，作為IPv6的擴展協(xié)議，移動子網(wǎng)的切換面臨更為嚴(yán)峻的考驗：一方面，移動路由器作為IPv6節(jié)點，其切換過程與移動節(jié)點一樣，面臨著延時大、信令開銷大等問題；另一方面，移動子網(wǎng)中引入嵌套結(jié)構(gòu)及隧道機制，使移動網(wǎng)絡(luò)切換比移動節(jié)點切換更復(fù)雜，這加劇惡化了網(wǎng)絡(luò)的切換性能。最后，為了提高可靠性，人們還提出了多宿移動子網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)中部署了多個移動路由器，此時移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就必須在接入網(wǎng)絡(luò)時進(jìn)行有效選擇，而選擇過程也會對網(wǎng)絡(luò)整體性能產(chǎn)生影響。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種基于信任的多宿網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于信任的多宿網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，該方法包括以下步驟：S1、信任代理監(jiān)測并記錄移動路由器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，將這些狀態(tài)信息存儲在信任信息列表中，并周期性地向移動路由器進(jìn)行廣播通告；S2、移動路由器將收到的信息表向移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣播初始化報文，該初始化報文包含子網(wǎng)內(nèi)所有移動路由器的信任屬性因子，信任屬性因子包括當(dāng)前可用 帶寬、網(wǎng)絡(luò)時延、已接入節(jié)點數(shù)及路由器實時丟包率；S3、移動節(jié)點接收到路由器節(jié)點發(fā)送的初始化消息后，將所有移動路由器節(jié)點的信息添加到路由器信任信息列表中，計算移動路由器的所有信任屬性因子的信任值，并將信任值記錄在移動路由器的信任信息表中；S4、當(dāng)移動節(jié)點在選擇移動路由器時，根據(jù)信任信息表中記錄的信息，綜合考慮各移動路由器間的信任值并選擇更可信的移動路由器作為候選移動路由器。本發(fā)明所述的方法中，步驟S4具體包括：S401:收集所有移動路由器的信任信息；S402:判斷信任信息是否超過更新周期，若超過，則轉(zhuǎn)到S403；若不超過，則轉(zhuǎn)到S401；S403:計算移動路由器的信任值，生成信任報告；S404:發(fā)送信任報告；S405:信任報告?zhèn)鬟f給移動路由器；S406:移動路由器將信任報告告知所有移動節(jié)點；S407:判斷移動節(jié)點是否收到，若是，則轉(zhuǎn)到S406；若不是，則轉(zhuǎn)到S408；S408:移動節(jié)點更新路由器信任信息列表；S409:判斷是否超過切換時限，若是，則轉(zhuǎn)到S410；若不是，則轉(zhuǎn)到S412；S410:判斷是否更高信任值的移動路由器，若是，則轉(zhuǎn)到S411；若不是，則轉(zhuǎn)到S412；S411:移動節(jié)點切換到更高信任值的移動路由器；S412:移動節(jié)點無操作。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：本發(fā)明根據(jù)多宿移動網(wǎng)絡(luò)特性，通過引入移動路由器節(jié)點的帶寬、丟包率、掛載節(jié)點個數(shù)等多個決策屬性信息，使用組合賦權(quán)法計算各決策屬性的權(quán)重，建立基于多屬性決策的信任模型，移動節(jié)點依據(jù)該決策模型選擇最優(yōu)的移動路由器節(jié)點來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。該算法克服了傳統(tǒng)算法 在選擇路由時僅考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者基站信號強度的問題，在一定程度上綜合評價移動路由器節(jié)點的各項屬性及網(wǎng)絡(luò)狀況，使IPv6移動網(wǎng)絡(luò)能在保證任務(wù)的前提下，根據(jù)各個移動路由器負(fù)載狀態(tài)實時動態(tài)調(diào)節(jié)和控制流量，將數(shù)據(jù)相對均衡地在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分配，從而提高了整體網(wǎng)絡(luò)性能。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：圖1為多宿網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例基于信任的多宿網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例路由選擇算法流程圖；圖4為本發(fā)明算法和傳統(tǒng)的AODV在數(shù)據(jù)報文平均丟包率方面的比較示意圖。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明將多宿網(wǎng)絡(luò)(如圖1所示)路由選擇問題轉(zhuǎn)化為典型的多屬性決策問題，建立基于多屬性決策的信任模型，其中移動節(jié)點為決策者，可用的移動路由器為備選對象，接入判決參數(shù)為綜合信任值，最終目標(biāo)是選擇安全有效的移動路由器接入網(wǎng)絡(luò)。圖1中，①移動節(jié)點(mobilenode，MN)，IPv6節(jié)點，能夠在移動過程中保持通信的不中斷。②通信對端(correspondentnode，CN)有與移動節(jié)點通信的節(jié)點，可以是固定的或移動的節(jié)點。③家鄉(xiāng)代理(HomeAgent,HA)：家鄉(xiāng)代理是家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的一個路由器，保存了移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址及轉(zhuǎn)交地址，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)所有發(fā)給移動節(jié)點家鄉(xiāng)地址的數(shù)據(jù)包。本發(fā)明實施例基于信任的多宿網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，如圖2所示，包括以下步驟：S1、信任代理監(jiān)測并記錄移動路由器的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，將這些狀態(tài)信息存儲在信任信息列表中，并周期性地向移動路由器進(jìn)行廣播通告；S2、移動路由器將收到的信息表向移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣播初始化報文，該初始化報文包含子網(wǎng)內(nèi)所有移動路由器的信任屬性因子，包括當(dāng)前可用帶寬、網(wǎng)絡(luò)時 延、已接入節(jié)點數(shù)及路由器實時丟包率；S3、移動節(jié)點接收到路由器節(jié)點發(fā)送的初始化消息后，將所有移動路由器節(jié)點的信息添加到路由器信任信息列表中，計算移動路由器的所有信任屬性因子的信任值，并將這些信息(包括各信任屬性因子的信任值)記錄在移動路由器的信任信息表中；S4、當(dāng)移動節(jié)點在選擇移動路由器時，可根據(jù)信任信息表中記錄的信息，綜合考慮各移動路由器間的信任值并選擇更可信的移動路由器作為候選移動路由器。信任屬性因子是實體行為的收集與實體相關(guān)的信任信息，對實體行為的歷史及行為評價的結(jié)果進(jìn)行記錄。本發(fā)明選取帶寬(Bw)、丟包率(Pls)、節(jié)點數(shù)目(Num)和網(wǎng)絡(luò)時延(Delay)作為移動路由器的信任屬性因子。信任屬性因子1：移動路由器接入的節(jié)點數(shù)假設(shè)移動路由器通信半徑為r，其通信范圍為a＝π*r^2，ρ為單位面積的節(jié)點數(shù)，同時假設(shè)M個節(jié)點(含移動節(jié)點及固定節(jié)點)部署于面積為a的移動網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，其隨機分布在移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，且節(jié)點的部署相互獨立，則定義任意移動路由器節(jié)點R覆蓋范圍內(nèi)的期望接入節(jié)點數(shù)可以表示為信任屬性因子2：網(wǎng)絡(luò)延時考慮到無線移動網(wǎng)絡(luò)具有拓?fù)鋭討B(tài)變化的特點，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r是評估網(wǎng)絡(luò)性能的一個重要因素。而影響網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的重要因素之一就是移動路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的延時，選擇轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)延時較短的移動路由器同樣能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。信任屬性因子3：移動路由器(MR)實時丟包率路由器節(jié)點的丟包率是反映路由器節(jié)點的負(fù)載狀態(tài)的因素之一。一方面，無線鏈路的特點導(dǎo)致丟包的頻繁發(fā)生；另一方面，路由器節(jié)點緩存空間的大小也直接影響到網(wǎng)絡(luò)丟包的多少。信任屬性因子4：無線鏈路帶寬移動網(wǎng)絡(luò)中移動路由器節(jié)點需要轉(zhuǎn)發(fā)大量數(shù)據(jù)，其無線鏈路帶寬能夠反映出移動路由器節(jié)點的處理能力。信任屬性因子的信任值的計算具體如下：移動節(jié)點R的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程等價于以其可供接入移動路由器節(jié)點為方案構(gòu)成集合X＝(x1,x2,….,xn)的方案排序問題，其中代表移動節(jié)點R的可供接入的移動路由器，n為移動路由器總數(shù)。信任屬性因子包括移動路由器節(jié)點xi的帶寬、傳輸延時、掛載節(jié)點個數(shù)及實時丟包率。由信任屬性因子構(gòu)成信任決策矩陣P為了消除各屬性之間量綱與數(shù)量級的差異，首先需要采用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化(zero-meannormalization)方法對決策矩陣進(jìn)行歸一化處理，得到規(guī)范化矩陣H＝(hij)m*n。由規(guī)范化矩陣H＝(hij)m*n及屬性權(quán)重向量W＝(w1，w2，...，wn)知，路由器節(jié)點的綜合信任值為：其中，權(quán)重wj為用戶自定義，且為了衡量MR信任變化情況，采用了一種較為簡單的用于衡量MR信任變化情況的方法——指數(shù)滑動平均法(EMA,ExponentialMovingAverage)。因此，MR的綜合信任值可表示為r為移動路由器通信半徑。為了避免出現(xiàn)主體自我主觀評價對信任值的影響，信任值的計算通常由客體來實現(xiàn)，客體也可以根據(jù)自身所提供的數(shù)據(jù)服務(wù)類型選擇合適的移動路由器 接入，每個MR的信任值是由移動節(jié)點計算獲得的。路由選擇算法流程圖如圖3所示，該算法主要由信任代理服務(wù)器實現(xiàn)：S401:TA收集所有MR的信任信息；S402:判斷是否超過更新周期，若超過，則轉(zhuǎn)到S3；若不超過，則轉(zhuǎn)到S401；S403:計算MR的信任值，如上文實施例中的MR的綜合信任值EMA；S404:TA發(fā)送信任報告；S405:信任報告?zhèn)鬟f給MR；S406:MR將信任報告告知所有移動節(jié)點；S407:判斷是否MN收到，若是，則轉(zhuǎn)到S406；若不是，則轉(zhuǎn)到S408；S408:MN更新MTT；S409:判斷是否超過切換時限，若是，則轉(zhuǎn)到S410；若不是，則轉(zhuǎn)到S412；S410:判斷是否更高EMA的MR，若是，則轉(zhuǎn)到S411；若不是，則轉(zhuǎn)到S412；S411:MN切換到更高信任值的MR；S412:MN無操作。在確定最佳路徑的過程中，路由選擇算法需要初始化和維護(hù)路由選擇表(routingtable)。路由選擇表中包含的路由選擇信息根據(jù)路由選擇算法的不同而不同。一般在路由表中包括這樣一些信息：目的網(wǎng)絡(luò)地址，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，對某條路徑滿意程度，預(yù)期路徑信息等。路由器之間傳輸多種信息來維護(hù)路由選擇表，修正路由消息就是最常見的一種。修正路由消息通常是由全部或部分路由選擇表組成，路由器通過分析來自所有其他路由器的最新消息構(gòu)造一個完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)詳圖。鏈路狀態(tài)廣播便是一種路由修正信息。以下為本發(fā)明的基于信任的多宿網(wǎng)絡(luò)路由選擇算法的一個具體實例：表1參數(shù)設(shè)置表仿真時間150s網(wǎng)絡(luò)中的最大節(jié)點數(shù)目50節(jié)點分布區(qū)域1000M*1000M物理信道帶寬2Mbit/s數(shù)據(jù)包大小512bit數(shù)據(jù)包發(fā)送間隔1.5s在比較負(fù)載均衡的仿真中，以始終節(jié)點0作為源節(jié)點，目的節(jié)點根據(jù)節(jié)點數(shù)目的大小隨機確定。該算法和傳統(tǒng)的AODV在數(shù)據(jù)報文平均丟包率方面的比較。在這種情況下該算法不考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩远豢紤]鏈路丟包率(負(fù)載均衡)。圖4中可以看出，由于主要考慮了負(fù)載均衡(鏈路丟包率)和跳數(shù)，本發(fā)明的算法根據(jù)丟包率和跳數(shù)進(jìn)行選路，找到一條負(fù)載相對較小的路徑作為數(shù)據(jù)包的傳輸路由，因此MY算法的平均報文丟包率要比AODV(AdhocOn-demandDistanceVectorRouting)算法要低。表2路徑選擇表表3所示是各相關(guān)節(jié)點間的信任關(guān)系情況(用信任度表示)。表3節(jié)點信任度表節(jié)點031427720010.6310.3140.310.60.2270.610.470.20.410.8200.81路由轉(zhuǎn)發(fā)算法實例結(jié)果分析：由于考慮了信任度，MY算法所選的數(shù)據(jù)包傳輸路徑的總信任度為：trustall_my＝trust0-3*trust3-14*trust14-27*trust27-7*trust7-20trustall_my＝0.03456而AODV所選路徑的總信任度為：trustall_AODV＝trust0-3*trust3-14*trust14-7*trust7-20可以看出在該情況下MY算法在安全性方面要比AODV的要好。綜上，本發(fā)明考慮了多宿移動網(wǎng)絡(luò)特性，通過引入移動路由器節(jié)點的帶寬、丟包率、掛載節(jié)點個數(shù)等多個決策屬性信息，使用組合賦權(quán)法計算各決策屬性的權(quán)重，建立基于多屬性決策的信任模型，移動節(jié)點依據(jù)該決策模型選擇最優(yōu)的移動路由器節(jié)點來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。該算法克服了傳統(tǒng)算法在選擇路由時僅考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者基站信號強度的問題，在一定程度上綜合評價移動路由器節(jié)點的各項屬性及網(wǎng)絡(luò)狀況，使IPv6移動網(wǎng)絡(luò)能在保證任務(wù)的前提下，根據(jù)各個移動路由器負(fù)載狀態(tài)實時動態(tài)調(diào)節(jié)和控制流量，將數(shù)據(jù)相對均衡地在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分配，從而提高了整體網(wǎng)絡(luò)性能。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3