確定性無線網(wǎng)絡(luò)的有效網(wǎng)絡(luò)探測的制作方法
【專利說明】確定性無線網(wǎng)絡(luò)的有效網(wǎng)絡(luò)探測
[0001 ] 相關(guān)申請
[0002]本申請要求Vasseur等人于2013年7月18日提交的序列號為61/847，642的美國臨時申請和于2013年9月30日提交的序列號為14/041,278的申請的權(quán)益，它們的全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開一般地涉及計算機網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及有效網(wǎng)絡(luò)探測，尤其是針對確定性無線網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0004]低功率和有損網(wǎng)絡(luò)(LLN)(例如，傳感器網(wǎng)絡(luò))具有各式各樣的應(yīng)用(例如，智能網(wǎng)格和智能城市)C=LLN具有各種挑戰(zhàn)，例如有損鏈接、低帶寬、電池運行、低存儲量和/或處理會K力
[0005]隨著越來越多針對LLN的用途正在被部署(例如，在工業(yè)領(lǐng)域中)，網(wǎng)絡(luò)通信的確定性和它們的標(biāo)準(zhǔn)化日益成為聯(lián)網(wǎng)社區(qū)之內(nèi)的主要焦點。尤其是，確定性的聯(lián)網(wǎng)涉及能夠在有限的時間之內(nèi)保證分組的分發(fā)的網(wǎng)絡(luò)。一般而言，這涉及實現(xiàn)諸如被確保的分發(fā)、固定延遲、和接近于零的抖動(例如，取決于應(yīng)用的微秒到幾十毫秒)之類的特性。然而，由于LLN的約束性質(zhì)，在LLN的架構(gòu)之內(nèi)實現(xiàn)這些特性不容易。
【附圖說明】
[0006]通過結(jié)合附圖參考下面的描述可以更好的理解本文的實施例，附圖中相似的參考編號指示相同或功能類似的元件，其中:
[0007]圖1示出了示例性通信網(wǎng)絡(luò)；
[0008]圖2示出了示例性網(wǎng)絡(luò)設(shè)備/節(jié)點；
[0009]圖3示出了示例性路由協(xié)議消息格式；
[0010]圖4示出了從路徑計算元件(PCE)傳遞至網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器(NMS)用于探測配置文件的示例性消息；
[0011 ]圖5示出了從NMS傳遞至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點用于探測配置文件的示例性消息；
[0012]圖6示出了示例性探測配置文件表；
[0013]圖7示出了示例性探測請求消息傳遞；
[0014]圖8Α-8Β示出了探測和經(jīng)壓縮的探測報告的示例；
[0015]圖9Α-9Β示出了探測和經(jīng)壓縮的探測報告的另一個示例；
[0016]圖10從探測控制設(shè)備(例如，PCE)角度示出了用于高效網(wǎng)絡(luò)探測(具體地用于確定性的無線網(wǎng)絡(luò))的示例性簡化的過程;以及
[0017]圖11從探測設(shè)備(例如，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點)角度示出了用于高效網(wǎng)絡(luò)探測(具體地用于確定性的無線網(wǎng)絡(luò))的示例性簡化的過程。
【具體實施方式】
[0018]挺述
[0019]根據(jù)本公開的一個或多個實施例，設(shè)備(例如，路徑計算設(shè)備)將多個可能的探測配置文件通知給網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備，其中計算機網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點從網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備接收該多個可能的探測配置文件?；诖_定期望來自所述計算機網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點中的一個或多個特定節(jié)點的特定信息，，設(shè)備然后可以基于該特定信息選擇該多個可能的探測配置文件中的一個或多個特定探測配置文件，并且指示一個或多個特定節(jié)點根據(jù)一個或多個特定探測配置文件探測一個或多個特定的目的地節(jié)點。
[0020]根據(jù)本公開的一個或多個附加實施例，節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備上注冊，并且在注冊期間從網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備接收多個可能的探測配置文件。當(dāng)從路徑計算設(shè)備接收指令以根據(jù)多個可能的探測配置文件中的一個或多個特定探測配置文件來探測一個或多個特定的目的地節(jié)點時，節(jié)點然后可以根據(jù)指令的一個或多個特定探測配置文件探測一個或多個特定的目的地節(jié)點。
[0021]
[0022]計算機網(wǎng)絡(luò)是通過用于在端節(jié)點(例如，個人計算機和工作站、或諸如傳感器之類的其他設(shè)備等等)之間傳輸數(shù)據(jù)的通信鏈路和通信段互相連接的節(jié)點在地理上分布式的集合。從局域網(wǎng)(LAN)到廣域網(wǎng)(WAN)的范圍內(nèi)，有許多類型的網(wǎng)絡(luò)可用。LAN通常通過位于相同的常規(guī)物理位置(例如，建筑物或校園)的專用私有通信鏈路來連接節(jié)點。另一方面，WAN通常通過長距離通信鏈路(例如，公共載波電話線、光纖光路、同步光纖網(wǎng)(SONET)、同步數(shù)字系列(SDH)鏈路、或者諸如IEEE 61334、IEEE P1901.2、和其他之類的電力線通信(PLC))來連接在地理上分散的節(jié)點。此外，移動Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)(MANET)是一種無線ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，其通常被認為是通過無線鏈路連接的移動路由器(和相關(guān)聯(lián)的主機)的自配置網(wǎng)絡(luò)，它們的結(jié)合形成任意拓撲結(jié)構(gòu)。
[0023]特別地，諸如傳感器網(wǎng)絡(luò)之類的智能對象網(wǎng)絡(luò)是具有在空間上分布的自主設(shè)備(例如，傳感器、致動器等等)的具體類型的網(wǎng)絡(luò)，這些在空間上分布的自主設(shè)備協(xié)同監(jiān)測在不同位置的物理或環(huán)境條件，例如，能量/功率消耗、資源消耗(例如，高級量測體系或“AMI”應(yīng)用的水/汽油/等等)、溫度、壓力、振動、聲音、輻射、運動、污染物等等。其他類型的智能對象包括致動器(例如，負責(zé)打開/關(guān)閉引擎或執(zhí)行任意其他動作)。傳感器網(wǎng)絡(luò)(一種智能對象網(wǎng)絡(luò))通常是共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)(例如，無線網(wǎng)絡(luò)或PLC網(wǎng)絡(luò))。即，除了一個或多個傳感器以夕卜，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個傳感器設(shè)備(節(jié)點)一般地可以配備有無線電收發(fā)器或其他通信端口(例如，PLC)、微控制器、和能量源(例如，電池)。通常，智能對象網(wǎng)絡(luò)被認為是場域網(wǎng)(FAN)、鄰域網(wǎng)(NAN)等等。一般地，智能對象節(jié)點(例如，傳感器)上的尺寸和成本約束導(dǎo)致資源(例如能量、存儲器、計算速度和帶寬)上的相應(yīng)的約束。
[0024]圖1是說明性地包括通過各種通信方法互相連接的節(jié)點/設(shè)備110(例如，如圖示所標(biāo)記的，“主干”、“11”、“12”、...“46”、和下面圖2所描述的)的示例性計算機網(wǎng)絡(luò)100的概略性框圖。例如，鏈路105可以是有線鏈路或共享介質(zhì)(例如，無線鏈路、PLC鏈路等等)，這里某些節(jié)點110(例如，路由器、傳感器、計算機等等)可以與其他節(jié)點110進行通信(例如，基于距離、信號強度、當(dāng)前操作狀態(tài)、位置等等)。同樣，如所示出的，主干設(shè)備可以將網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點連接至主干網(wǎng)絡(luò)(例如通過專用無線鏈路或有線連接)，這里主干網(wǎng)絡(luò)可以是專有的和/或公共的(例如，因特網(wǎng))，并且可以包括諸如服務(wù)器、交換機、路由器等等之類的各種資源。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解在計算機網(wǎng)絡(luò)中可以使用任意數(shù)量的節(jié)點、設(shè)備、鏈路等等，并且本文所示出的視圖是為了簡潔起見。同樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解雖然網(wǎng)絡(luò)被顯示處于某一方向(特別是具有“根”主干節(jié)點)，但是網(wǎng)絡(luò)100僅僅是不意味著限制本公開的示例性圖不O
[0025]使用預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議(例如，某些已知的有線協(xié)議、無線協(xié)議(例如，IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.15.4^?1、藍牙等等)、？^:協(xié)議、或其他適當(dāng)?shù)墓蚕斫橘|(zhì)協(xié)議)，在計算機網(wǎng)絡(luò)100的節(jié)點/設(shè)備之間可以交換數(shù)據(jù)分組140(例如，在設(shè)備/節(jié)點之間被發(fā)送的流量和/或消息)。在這種環(huán)境下，協(xié)議由定義節(jié)點如何互相交互的一組規(guī)則組成。
[0026]圖2是可以與本文所描述的一個或多個實施例(例如，如上面圖1是示出的任意節(jié)點110或服務(wù)器(例如，路徑計算元件或“PCE”))一起使用的示例性節(jié)點/設(shè)備200的概略性框圖。設(shè)備200可以包括通過系統(tǒng)總線250互相連接的一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口 210(例如，有線、無線、PLC等等)、至少一個處理器220、和存儲器240，以及電源260(例如，電池、插頭等等)。
[0027](多個)網(wǎng)絡(luò)接口210包括用于通過耦合至網(wǎng)絡(luò)100的鏈路105傳遞數(shù)據(jù)的機械、電氣、和信令電路。網(wǎng)絡(luò)接口可以被配置為使用各種不同的通信協(xié)議來發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。此外，注意節(jié)點可以具有兩個不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接210(例如，無線和有線/物理連接)，并且本文所示出的視圖僅用于說明。同樣，雖然示出網(wǎng)絡(luò)接口210從電源260分開，但是對于PLC，網(wǎng)絡(luò)接口 210可以通過電源260進行通信，或可以是電源的組成部件。在一些具體配置中，PLC信號可以被耦合至饋送電源的電力線。
[0028]存儲器240包括由處理器220和網(wǎng)絡(luò)接口 210可尋址的用于存儲與本文所描述的實施例相關(guān)聯(lián)的軟件程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多個存儲位置。注意，某些設(shè)備可以具有有限的存儲器或沒有存儲器(例如，除了運行在設(shè)備和相關(guān)聯(lián)的緩存上的程序或進程以外，沒有用于存儲的存儲器)。處理器220可以包括適于執(zhí)行軟件程序和操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)245的硬件元件或硬件邏輯。操作系統(tǒng)242(該操作系統(tǒng)242的一部分通常駐留在存儲器240中并且由處理器來執(zhí)行)通過在設(shè)備上執(zhí)行的軟件過程和/或服務(wù)的支持來調(diào)用操作(和其它操作)，從而在功能上組織設(shè)備。這些軟件過程和/或服務(wù)可以包括路由過程/服務(wù)244、“PCE/PCC”過程246、和說明性的探測過程248(如本文所描述的)。
[0029]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員，其他處理器和存儲器類型(包括各種計算機可讀介質(zhì))顯然可以被用來存儲和執(zhí)行屬于本文所描述的技術(shù)的程序指令。同樣，雖然說明書示出了各種過程，但是各種過程可以實施為被配置為根據(jù)本文的技術(shù)(例如，根據(jù)類似過程的功能)進行操作的模塊是明確被考慮的。此外，雖然過程已經(jīng)被單獨示出，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，過程可以是其他過程內(nèi)的例程或模塊。
[0030]如本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的，路由過程(服務(wù))244包括計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令由處理器220執(zhí)行以施行由一個或多個路由協(xié)議(例如，主動式(或反應(yīng)式)路由協(xié)議)提供的功能。這些功能在功能設(shè)備上被配置為管理路由/轉(zhuǎn)發(fā)表(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)245)，該路由/轉(zhuǎn)發(fā)表包括，例如，被用來做出路由/轉(zhuǎn)發(fā)決定的數(shù)據(jù)。特別地，在主動式路由中，在計算到網(wǎng)絡(luò)中的任意目的地的路由之前，連接性被發(fā)現(xiàn)和了解，例如，諸如開放式最短路徑優(yōu)先(OSPF)、或中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(ISIS)、或最優(yōu)鏈路狀態(tài)路由(OLSR)之類的鏈路狀態(tài)路由。值得注意的是，在不能或不被配置為存儲路由表項的設(shè)備上，路由過程244可以僅由提供源路由技術(shù)的必要機制組成。即，對于源路由，網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備可以準(zhǔn)確地告訴能力較差的設(shè)備向何處發(fā)送分組，并且該能力較差的設(shè)備僅僅按指示轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0031]低功率和有損網(wǎng)絡(luò)(LLN)(例如，傳感器網(wǎng)絡(luò))可以被用在各式各樣的應(yīng)用