數據傳輸方法、節點及網關的製作方法

2023-06-03 20:22:06

專利名稱：數據傳輸方法、節點及網關的製作方法
技術領域：
本發明涉及網狀(Mesh)網絡技術，特別涉及數據傳輸方法、節點及 網關。
背景技術：
Mesh網絡是一種支持多跳傳輸，可以具有基礎設施的無線網絡。在 Mesh網絡中節點接入網絡存在三種方式
一種方式為單歸屬網絡下的單路徑路由機制。單歸屬網絡是指網絡中 每個節點均歸屬於一個網關，單路徑路由機制是指數據源節點到目的網關只 存在一條路徑。節點通過這種路由機制接入網絡時， 一旦該節點對應的網關 設備和路徑出現故障，則該節點將無法接入網絡，或者如果該節點對應的路 徑狀況不良，也會造成該節點接入網絡困難，即這種方式易於造成無線側和 網關處的瓶頸。無線側指數據源節點到網關前的路徑。
另一種方式為單歸屬網絡下的多路徑路由機制。這種單歸屬網絡下的 多路徑路由機制是指數據源節點到目的網關之間存在多條路徑，目的網關只 有一個。數據源節點通過這種機制接入網絡時，由於只有一個網關設備，因 此仍然存在網關處的瓶頸，即在網關出現故障，或數據流量過大時，數據源 節點通過該網關接入網絡困難，或根本無法接入網絡。
第三種方式為多歸屬網絡下的單路徑路由機制。這種機制中數據源節 點可以通過多個網關接入網絡，但對應每一個網關只有一條固定設置的路徑 接入網關。數據源節點通過這種機制接入網絡時，由於一個數據源節點可以 通過多個網關，即多條路徑接入網絡，而多條路徑之間存在相互的幹擾，因 此存在無線側的傳輸瓶頸。
綜上所述，現有4支術中尚不存在多歸屬網絡下的多路徑路由機制，並且 現有的路由機制會造成網關處和/或無線側的傳輸瓶頸，不能充分利用網絡 能力，網絡支撐的端到端吞吐量受到網絡瓶頸的約束。

發明內容
本發明實施例一方面提供了一種數據傳輸方法，另一方面提供了網關和 節點，消除網絡瓶頸，提高網絡支撐的端到端吞吐量。
本發明實施例提供的數據傳輸方法，包括 數據源節點在選定的射頻上廣播路由創建請求RREQ報文； 所述數據源節點接收一個或多個網關，根據接收到的RREQ報文返回的 路由創建應答RREP報文，獲取接收到的RREP報文中攜帶的由對應網關到 所述數據源節點的路徑；根據獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑選 擇；
通過選出的路徑進行數據傳輸。 本發明實施例提供的一種節點，包括
鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及發送RREQ報文 的射頻；
路由創建請求單元，用於在所述鄰居發現單元確定的射頻上廣播路由創 建請求RREQ糹艮文；
應答報文接收單元，用於接收網關返回的路由創建應答RREP報文；
路徑選擇單元，用於從所述RREP報文中取出其攜帶的路徑，經過設定 時間後，根據已獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑選擇；
數據傳輸單元，用於通過選出的路徑進行數據傳輸。
本發明實施例提供的另一種節點，包括
鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及向鄰居節點轉發 報文的射頻；
報文轉發單元，用於根據鄰居發現單元確定的射頻，將下層節點發送的
RREQ報文轉發到上層節點；將上層節點發送的RREP報文轉發給下層節點； 主幹鏈路判斷單元，用於在上層節點存在主幹路由時，周期性判斷自身
與多個上行出口處的節點之間的鏈路是否滿足主幹路由標準；
主幹路由創建單元，用於將滿足主幹路由標準的鏈路設置為主幹路由； 數據發送單元，用於在轉發數據時，優選主幹路由進行數據傳輸。 本發明實施例提供的網關，包括
鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及向鄰居節點轉發 報文的射頻；
路由創建接收單元，用於接收來自數據源節點的RREQ報文； 路由創建應答單元，用於通過所述RREQ報文所攜帶的路徑的反向路 徑，向所述數據源節點返回RREP報文。
由以上技術方案可知，本發明實施例中，數據源節點根據鄰居發現過程 確定接入網絡的信道和鄰居節點，在選定的信道上廣播RREQ報文，網絡中 的網關接收到來自數據源節點的RREQ報文時，沿反向路徑以數據源節點為 目的節點發送RREP報文；數據源節點接收到RREP報文時，取出其中攜帶 的路徑，經過設定時間後，數據源節點根據已獲取的各條路徑的下行路徑容 量進行路徑選擇，並通過所選路徑進行數據傳輸。因此，本發明實施例提供 了 一種多歸屬多路徑路由機制，為每個需要路由路徑的數據源節點選取多條
可以並行傳輸的路徑，在選擇路徑時，考慮所選路徑對於端到端吞吐量的貢 獻，因此可以消除網絡瓶頸，提高網絡支撐的端到端吞吐量。


圖1為本發明數據傳輸方法較佳實施例的流程圖2為本發明實施例的多歸屬Mesh網絡架構圖3為本發明實現路由維護的一種具體實施例的流程圖4為本發明實現剪枝的方法實施例流程圖5為本發明層號設置過程具體實施例的流程圖6為本發明層號更新過程的具體實施例的流程圖； 圖7為本發明實施例提供的第一種節點的結構示意圖； 圖8為本發明實施例提供的第二種節點的結構示意圖； 圖9為本發明實施例提供的網關的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例中，為了消除網絡瓶頸，增大多歸屬Mesh網絡支撐的端 到端吞吐量，為每個需要路由路徑的數據源節點選取多條可以並行傳輸的路 徑，在選擇路徑時，考慮所選路徑對於端到端吞吐量的貢獻，因此可以消除 網絡瓶頸，提高網絡支撐的端到端吞吐量。
本發明實施例提供的數據傳輸方法，至少包括 數據源節點在選定的射頻上廣播路由創建請求RRE Q報文； 數據源節點接收一個或多個網關，根據接收到的RREQ報文返回的路由 創建應答RREP報文，獲取接收到的RREP報文中攜帶的由對應網關到所述 數據源節點的路徑；根據獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑選擇； 通過選出的路徑進行數據傳輸。
在上述過程中，路徑選擇過程只由數據源節點執行，這樣數據源節點需 要從所有返回RREP報文的網關所對應的全部路徑中進行路徑選擇，數據源 節點的操作過程較為複雜。為了減輕數據源節點的路徑選擇複雜度，本發明 實施例在一個或多個網關向數據源節點返回RREPl艮文前，還可以進一步包 括網關的路徑選擇過程，具體的步驟可以包括
一個或多個網關從接收到的RREQ報文中，獲取其中攜帶的從所述數據 原節點到對應網關的路徑；根據獲取的各條路徑的上行路徑容量進行路徑選 擇；在這種情況下，網關向數據源節點返回RREP報文的步驟為網關通過 所選擇的路徑的反向3各徑，向數據源節點返回RREP才艮文。
另外一種在網關增加路徑選擇過程的方法是'. 一個或多個網關判斷接收 到的RREQ報文的接收次數是否超過預設的門限值，如果超過，則丟棄該 RREQ報文；否則沿該RREQ報文所攜帶路徑的反向路徑向數據源節點返回 RREP報文。這樣，網關採用一種簡單的方式限制了向數據源節點返回RREP 報文數量，也就降低了數據源節點進行路徑選擇的複雜度。
圖1為本發明實施例數據傳輸方法較佳實施例的流程圖。該流程包括
步驟IOI,數據源節點進行鄰居發現，確定鄰居節點以及鄰居節點所對 應的射頻和射頻所用信道。
網絡中的節點或網關執行鄰居發現過程可以採用的一種方式為節點或 網關在網絡中在各個可能的信道上廣播探測報文，根據鄰居節點返回的探測 應答報文確定鄰居節點，選定與鄰居交互使用的射頻和信道。另一種方式為 節點或網關在多個信道中輪流監聽鄰居節點廣播的Hello報文，根據接收到 的Hello報文確定鄰居節點，選定與鄰居交互使用的射頻和信道。
以圖2所示多歸屬Mesh網絡架構為例，節點A在進行鄰居發現時，可 以向網絡中廣播探測報文。如果節點A有兩個射頻，每個射頻使用一個信 道。節點A的射頻1使用信道1廣播探測報文，並在該信道上收到節點B 的探測應答報文。節點A的射頻2使用信道6廣播探測報文，並在該信道 上收到節點D的探測應答報文。節點A確定節點B和節點D為鄰居節點， 並且確定節點A和節點B之間的信道為信道1，以及節點A和節點D之間 的信道為信道6。後續，節點在射頻1和射頻2上同時廣播路由請求報文。 節點A還可以監聽鄰居節點發送的Hello報文，比如節點A的射頻1在信道 1中監聽到節點B發送的Hello報文，射頻2在信道6中監聽到節點D發送 的Hello #艮文，則節點A確定鄰居節點為節點B和節點D。
網絡中的每一個節點通過鄰居發現過程確定自身的鄰居節點，以及與鄰 居節點之間的鏈路交互使用的射頻以及射頻所採用的信道。
步驟102，數據源節點使用與所確定鄰居節點關聯的所有射頻廣播路由 創建請求報文(RREQ)，報文中包含報文序號、數據源節點射頻ID以及目 的網關廣播ID，該ID可以被所有網關接收，報文中含有已經過的路由路徑。
這裡，數據源節點所選定的信道就是數據源節點到鄰居節點之間的鏈路 上所採用的信道。數據源節點某個射頻上的鄰居節點為多個，且所使用信道
不同時，數據源節點的射頻會在多個信道上切換向鄰居節點廣播RREQ報 文。
步驟103,數據源節點和目的網關之間的節點接收到上一節點轉發的 RREQ報文時，判斷接收到的RREQ報文是否已經收到過，如果沒有接收過， 則執行步驟104;如果收到過，則丟棄接收到的RREQ報文。
這裡，節點在丟棄接收到的RREQ報文前，可以進一步判斷接收到的 RREQ報文的入鏈路與已收到的RREQ才艮文是否相同，如果不同，則執行步 驟104;如果入鏈路相同，則丟棄接收到的RREQ報文，或者進一步判斷接 收到的RREQ報文對應的路徑是否大於已收到的RREQ報文中入鏈路相同 的路徑的上行路徑容量，如果大於，則執行步驟104;否則丟棄接收到的 RREQ報文。
需要解釋說明的是，判斷接收到的RREQ報文是否已經收到過的方法可 以為判斷接收到的RREQ報文攜帶的報文序號和數據源節點ID，與已接 收過的RREQ報文中的報文序號和數據源節點射頻ID是否相同，如果相同， 則確定已接收過該RREQ報文，否則確定未接收過該RREQ才艮文。當然， 也可以根據其它方法判斷，這裡只是給出一種具體方式。
所述的進一步判斷接收到的RREQ報文的入鏈^各與已收到的RREQ報 文是否相同可以為判斷接收到的RREQ報文中攜帶的路由路徑中上 一跳的 節點與已接收到的RREQ報文是否相同。
步驟104，接收到RREQ報文的節點判斷自身是否存在到目的網關的主 幹路由，如果存在，則執行步驟105;否則，執行步驟106。
步驟105,當前節點取出RREQ報文中所包含的路徑，將該路徑與當前 節點到網關的主幹路由連接起來，沿該路徑的反向路徑發送路由創建應答報 文(RREP),報文中攜帶報文序號、當前節點的射頻ID、從接收到的RREQ 報文中取得的數據源節點射頻ID以及數據源節點到網關的路由路徑。之後， 執行步驟110。
步驟106,當前節點將自身的射頻ID添加到RREQ報文中，在網絡中 廣播該RREQ才艮文。
進一步說明，節點可能具有多個射頻，不同射頻的ID可以相同，也可 以不同。
步驟107,接收到節點廣播的RREQ報文的一個和多個網關，判斷是否 已接收過該RREQ報文，如果未接收過，則執行步驟108;如果接收到過， 則丟棄該糹艮文。
這裡，網關在丟棄接收到的報文前，可以進一步包括判斷接收到的 RREQ報文的入鏈路，即上一跳節點到達網關的鏈路，是否與已接收過的 RREQ報文相同，如果不同，則執行步驟108;如果入鏈路相同，則丟棄接 收到的RREQ報文，或者進一步判斷接收到的RREQ報文對應的路徑是否 大於已收到的RREQ才艮文中入鏈路相同的路徑的上行路徑容量，如果大於， 則執行步驟108;如果相同，則丟棄接收到的報文。
步驟108，接收到RREQ報文的網關獲取接收到的RREQ報文中的路徑 以及數據源節點所用射頻ID並保存，經過預設時間後，執行步驟109的路 由選擇過程。
這裡，經過預設時間中的預設時間可以根據需要設定。
步驟109,網關根據獲取的各條路徑的上行路徑容量進行路徑選擇，並 通過所選路徑的反向路徑向數據源節點發送RREP報文，該報文中攜帶網關 標識，目的節點標識以及反向^各徑。
路徑的上行路徑容量為該路徑所用信道中上行路徑容量最小者， 一條路 徑中可能包括多個節點，相鄰的兩個節點之間所採用的信道可能不同，因此一 條路徑上通常使用多個信道。在計算一條路徑的上行路徑容量時，需要計算出 一條路徑所用的每個信道的容量，然後將計算的最小值作為該條路徑的上行路 徑容量。在計算每一個信道的容量時，需要考慮位於同一信道的不同鏈路之間 的相互幹擾。某個信道上的容量為使用該信道的所有鏈路容量倒數之和的倒數。
鏈路的容量的確定方法可以為網絡中的節點向所在鏈路的對端節點連 續發送兩個固定長度的測量報文；
對端節點計算接收到所述兩個測量報文的時間差，再計算所述測量報文 的固定長度與計算所得的時間差的比值，將其作為對應鏈路的鏈路容量，發 送給所述節點，或者在收到所述節點的鏈路容量請求時，向所述節點返回所 述比值。
鏈路容量的另外 一種確定方法可以為
網絡中的節點向所在鏈路的對端節點發送多對固定長度的測量報文，每 對報文的發送間隔為預先設定的固定值或在預先設定的時間長度內隨機選 取的值；
對端節點計算接收到的多對測試報文的時間差的平均值，計算所述測量 報文的固定長度和計算所得的平均值的比值，將其作為對應鏈路的鏈路容 量，發送給所迷節點，或者在收到所述節點的鏈路容量請求時，向所述節點 返回所述比值。
網關進行路徑選4奪的具體方法可以為網關將上行路徑容量最大的路徑 作為已選路徑，將其它路徑作為待選路徑，根據多路徑選路原則從待選路徑 中選擇路由路徑。
上行路徑容量為路徑所用信道中上行容量最小者。計算路徑容量時，考慮 位於同一信道的鏈路之間相互幹擾。計算路徑所用信道的每個信道的容量。某 個信道上的容量為使用該信道的鏈路容量倒數之和的倒數。上行鏈路容量使用 周期性探測報文獲得，為現有技術。
多路徑選路原則是指遍歷所有待選路徑，從中選出可以提高已選路徑 的路徑容量的路徑。具體實現可以為
從待選路徑中找出與已選路徑和數據源節點所用射頻ID交點數最少的 一條或多條路徑，判斷選出的路徑與已選路徑的交點數是否超過預設的門限 值，如果未超過，則將選出的路徑作為已選路徑；如果已超過，則結束選路 過程。
如果選出的與已選路徑交點數最少的路徑不只一條，則可以進一步根據
路徑上的跳數多少、和/或路徑上的上行網關容量大小，和/或上行路徑傳輸 延遲大小，從待選路徑中選出一條或者多條路徑作為已選路徑。
一種較佳的實現方式為
首先從待選路徑中選出上行路徑容量最大的路徑，如果上行路徑容量最 大的路徑有多條，則進一步從上行路徑容量最大的路徑中選出包含跳數最少
的路徑；
如果包含跳數最少的路徑仍然有多條，則從包含跳數最少的路徑中選出 上行網關容量最大的路徑；如果所選出的上行網關容量最大的路徑仍然有多 條，則從中選出上行路徑傳輸延遲最小的路徑；如果上行路徑傳輸延遲最小 的路徑有多條，則從中隨機選一條，或者將多條路徑一併作為已選路徑。
步驟107-109還可以採用下述替代步驟接收到節點廣播的RREQ報文 的網關，判斷接收到的RREQ報文的接收次數是否超過預設的門限值，如果 未超過，則沿反向路徑向數據源節點發送RREP報文，該報文中攜帶網關標 識，目的節點標識以及反向路徑。採用替代步驟時，網關通過判斷接收到相 同RREQ^艮文的次數進行路徑選擇。
另外，網關的路徑選擇過程也可以不執行，也就是說，步驟107-109可 以替換為接收到節點廣播的RREQ報文的網關，判斷是否已接收過該RREQ 報文，如果未接收過，則沿反向路徑向數據源節點發送RREP報文，該報文 中攜帶網關標識，目的節點標識以及反向路徑；如果接收到過，則丟棄接收 到的RREQl艮文。
在RREQ和RREP才艮文的傳輸過程中，每一個接收到報文的節點可以根 據需要進行路徑Metrics值測量，路徑Metrics值可以包括上行、下行路徑 的容量，跳數，重傳次數，路徑傳輸延遲等。另外，具有路由路徑的節點和 網關還可以周期性按照需要測量路徑的各種Metrics值，如上行、下行路徑 的容量、跳數、重傳次數、路徑傳輸延遲和延遲抖動。
步驟110，收到RREP報文的節點，判斷自身是否為該報文的目的節點， 如果是，則執行步驟lll;否則，按照該報文中所包含的路徑轉發該報文。
步驟111，接收到RREP報文的數據源節點從該報文中取出並保存其中 攜帶的路徑和目的節點的射頻ID,經過設定時間後，執行步驟112的路由 選擇過程
步驟112，數據源節點根據已獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑 選擇。
數據源節點進行路徑選擇的具體方法可以為數據源節點將下行路徑容 量最大的路徑作為已選路徑，將其它路徑作為待選路徑，根據多路徑選路原 則從待選路徑中選擇路由路徑。
多路徑選路原則是指遍歷所有待選路徑，從中選出可以提高已選路徑 的路徑容量的路徑。具體實現可以為
從待選路徑中找出與已選路徑和相應數據源節點的射頻ID交點數最少 的一條或多條路徑，判斷選出的路徑與已選路徑的交點數是否超過預設的門 限值，如果未超過，則將選出的路徑作為已選路徑；如果已超過，則結束選 路過程。
如果選出的與已選路徑和相應數據源節點的射頻ID交點數最少的路徑 不只一條，則可以進一步根據路徑上的跳數多少、和/或路徑上的下行網關 容量大小，和/或下行路徑傳輸延遲大小，從待選路徑中選出一條或者多條 3各徑作為已選路徑。
一種較佳的實現方式為
首先從待選路徑中選出下行路徑容量最大的路徑，如果下行路徑容量最 大的路徑有多條，則進一步從下行路徑容量最大的路徑中選出包含跳數最少 的^各徑；
如果包含跳數最少的路徑仍然有多條，則從包含跳數最少的路徑中選出 下行網關容量最大的路徑；如果所選出的下行網關容量最大的路徑仍然有多 條，則從中選出下行路徑傳輸延遲最小的路徑；如果下行路徑傳輸延遲最小 的路徑有多條，則從中隨機選一條，或者將多條路徑一併作為已選路徑。 步驟113,數據源節點根據選出的路徑進行數據傳輸。
具體可以包括如下步驟
數據源節點根據選出的路徑和對應路由上的Metrics值添加路由表項。 每一個路由表項包含目的地址、下一跳節點地址、路徑Metrics和源地址。 此處對於數據源節點只需要添加上行路由表項，其中目的地址為對應路徑上 網關的地址，源地址為數據源節點的地址。數據源節點採用選出的所有路徑 發送數據時，向每一條路徑發送路由激活報文，報文中攜帶路由路徑和該路 徑的Metrics;每一條路徑中處於數據源節點和網關之間的節點，即中繼節 點，在收到路由激活報文時，取出其中的路由路徑和相應的Metrics值，添 加路由表項，這裡中繼節點需要添加上行路由表項和下行路由表項，上行路 由表項中目的地址為對應路徑上網關的地址，源地址為數據源節點的地址； 下行路由表項的源地址為對應路徑上網關的地址，目的地址為數據源節點的 地址。網關收到激活報文後，取出其中的路由路徑和相應的Metrics值，添 加路由表項，該路由表項為下行路由表項。
為了能夠統計數據源節點的總流量，本發明實施例可以在步驟113所述 數據源節點根據選出的路徑和測量的路由Metrics值進行數據傳輸的過程 中，進一步增加建立網關組的過程， 一種具體的建立網關組的方式可以為
數據源節點根據選出的路由路徑，獲取可達網關列表，並根據網關的下 行可用帶寬選擇最大者作為主網關。需要進一步說明的是，主網關的選取標 準不限於下行可用帶寬最大。
另外，數據源節點以及路徑中的節點在發送路由激活報文時，進一步在 激活報文中攜帶網關組通告信息，包括選擇的主網關ID和可達網關ID列表； 網關在收到路由激活報文時，除進行路由創建，即添加路由路徑外，進一步 可以向數據源節點發送網關應答報文；數據源節點在收到主網關發送的網關 應答報文時，開始發送數據。
為了能夠實時更新網絡組中不同網關的路由信息，該方法可以進一步包
括
網關組中的其餘網關向主網關發送路由表更新信息；主網關收到其餘網
關發送的路由表更新信息後，更新本地路由表信息。
主網關統計數據源節點的數據流總量時， 一種實現方式可以為
網關組中接收到來自該數據源節點的數據時，實時統計該數據源節點的
上下行流量，周期性向主網關發送流量信息報文；主網關收到來自網關組中 其它網關的流量信息報文時，計算確定該數據源節點的總流量。
數據源節點通過多條路徑發送數據時，需要周期性測量路徑的各種 Metrics值，進行路由維護。Metrics值包括上行、下行路徑的容量、重傳次 數、路徑傳輸延遲、以及延遲抖動等。以測量上行傳輸延遲為例給出一種實 現路由維護的方式，如圖3所示。圖3為本發明實現路由維護的一種具體實 施例的流程圖，該流程包括如下步驟
步驟301，數據源節點沿各路徑發送上行傳輸延遲測量報文，報文中包 含本地時間戳、路由路徑以及該路徑的下 一跳節點。
步驟302，各條路徑上，在數據源節點和網關之間的節點收到上行傳輸 延遲測量報文後，向下一跳節點轉發該報文。
步驟303 ，網關收到上行傳輸延遲測量報文後，取出其中攜帶的時間戳， 計算路徑上行傳輸延遲，沿對應的反向路徑返回上行傳輸延遲應答報文，該 應答報文中攜帶計算所得的上行傳輸延遲。
步驟304，數據源節點收到網關返回的上行傳輸延遲應答報文後，更新 對應路徑的上行傳輸延遲。
數據源節點需要和外網的某個節點進行對傳輸延遲有要求的業務會話 時，數據源節點會選用滿足傳輸延遲要求的路徑，並按照所選路徑的正向路 徑容量的比例進行上行數據傳送。以圖2的網絡架構為例，如果數據源節點 A選定的路徑包括A-B-C-G1和A-D-E-G2，這兩個路徑均滿足數據源節點 A要執行的業務對於傳輸延遲的要求，數據源節點A需要發送數據時，根據 這兩條路徑的正向路徑容量比進行數據傳送，設定這兩條路徑的正向路徑容 量比為1: 2，則數據源節點A按照1: 2的比例在這兩條路徑上進行數據傳 輸。
對於傳輸延遲受限的在線業務會話，由於新加入業務的衝擊或者無線環
境的變化，業務會話在使用的某條路徑的Metrics不能滿足需求時，數據源
節點會為該業務會話重新選擇可用路徑。
以測量下行傳輸延遲為例給出 一種實現路由維護的方式，具體包括 網關沿下行路徑向數據源節點發送下行傳輸延遲測量報文，該報文中攜
帶本地時間戳；
數據源節點收到下行延遲採集報文後，取出其中攜帶的時間戳，計算對 應路徑的下行傳輸延遲，沿對應的反向路徑向網關返回下行傳輸延遲應答報 文，報文中含有計算所得的下行傳輸延遲；
網關收到數據源節點返回的下行傳輸延遲應答報文後，更新對應路徑的 下行傳輸延遲。
以測量上行路徑容量為例給出 一種實現路由維護的方式，具體包括
數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行容量測量報文，每一 個報文中攜帶發送該報文的鏈路的容量和該鏈路所用信道；
接收到上行容量測量報文的節點，在接收到的報文中添加以該節點為發 端的，發送該報文的鏈路的容量和對應鏈路所用信道，轉發該報文；
接收到上行容量測量報文的網關，計算對應路徑的上行路徑容量，向數 據源節點發送上行容量應答報文，該應答報文中攜帶計算出的上行路徑容 量；
數據源節點收到網關返回的上行容量應答報文後，更新對應路徑的上行 路徑容量。
以測量下行路徑容量為例給出 一種實現路由維護的方式，具體包括
網關沿下行路徑向數據源節點發送下行路徑測量報文，該報文中添加發 送該報文的鏈路的容量和對應鏈路所用信道；
接收到下行容量測量報文的節點，在該報文中添加以該節點為發端的， 發送該報文的鏈路的容量和對應鏈路所用信道後，轉發該報文；
接收到下行容量測量報文的數據源節點，計算對應路徑的下行路徑容
量，向網關發送下行容量應答報文，該應答報文中攜帶計算出的下行路徑容
量；
網關收到數據源節點返回的下行容量應答報文後，更新對應路徑的下行 路徑容量。
在路徑容量確定過程中，所述鏈路的容量的確定方法可以為 網絡中的節點向所在鏈路的對端節點連續發送兩個固定長度的測量報
文；
對端節點計算接收到所述兩個測量報文的時間差，再計算所述測量報文 的固定長度與計算所得的時間差的比值，將其作為對應鏈路的鏈路容量，發 送給所述節點，或者在收到所述節點的鏈路容量請求時，向所述節點返回所 述比值。
還可以為
網絡中的節點向所在鏈路的對端節點發送多對固定長度的測量報文，每 對報文的發送間隔為預先設定的固定值或在預先設定的時間長度內隨機選 取的值；
對端節點計算接收到的多對測試報文的時間差的平均值，計算所述測量 報文的固定長度和計算所得的平均值的比值，將其作為對應鏈路的鏈路容 量，發送給所述節點，或者在收到所述節點的鏈路容量請求時，向所述節點 返回所述比值。
以測量上行重傳次數為例給出 一種實現路由維護的方式，具體包括
數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行重傳次數測量報文， 在該報文中添加發送該報文的鏈路的丟包率；
接收到上行重傳次數測量報文的節點，在接收到的報文中添加發送該報 文的鏈路的丟包率後，轉發該報文；
接收到上行重傳次數測量報文的網關，計算對應路徑的上行重傳次數， 向數據源節點發送上行重傳次數應答報文，該應答報文中攜帶計算出的上行 重傳次數；
數據源節點收到網關返回的上行重傳次數應答報文後，更新對應路徑的 上行重傳次數。
以測量下行重傳次數為例給出 一種實現路由維護的方式，具體包括 網關沿下行路徑向對應數據源節點發送下行重傳次數測量報文，在該報
文中添加發送該報文的鏈路的丟包率；
接收到下行重傳次數測量報文的節點，在該報文中添加發送該報文的鏈 路的丟包率後，轉發該報文；
接收到下行重傳次數測量報文的數據源節點，計算對應路徑的上行重傳 次數，向網關發送下行重傳次數應答報文，該應答報文中攜帶計算出的下行 重傳次數；
網關收到數據源節點返回的下行重傳次數應答報文後，更新對應路徑的 下行重傳次數。
在確定下行重傳次數的過程中，所述鏈路的丟包率的確定方法可以為 網絡中的節點向所在鏈路的對端節點發送多個固定長度的測量報文，報
文發送間隔在設定的時間長度內隨機選取，確定所發送的所有測量報文的重
傳次數之和，根據該值計算對應鏈路的丟包率；
鏈路的丟包率=該鏈路所發送的所有測量報文的重傳次數之和/(該鏈路
所發送的所有測量報文的重傳次數之和+所發送測量報文的總數)。
以測量上行網關容量為例給出一種實現路由維護的方式，具體包括 數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行網關容量測量報文； 接收到上行網關容量測量報文的網關，獲取自身對應的上行網關容量，
向所述數據源節點發送上行網關容量應答報文，報文中攜帶自身對應的上行
網關容量；
數據源節點收到網關返回的上行網關容量應答報文後，更新對應路徑的 上行網關容量。
數據源節點和網關之間的節點，以下稱為轉發節點。如果轉發節點存在 兩個或兩個以上出口時，則該轉發節點需要進行剪枝，保留一個統一的出口。
具體實現過程包括
轉發節點周期性判斷自身與多個出口處的節點之間的鏈路是否滿足主
幹路由標準；
將滿足主幹路由標準的鏈路設置為主幹路徑；
轉發節點優選建立的主幹路徑進行數據轉發，在確定該轉發節點不通過 旁支路由轉發數據時，進行剪枝操作。
將滿足主幹路由標準的鏈路設置為主幹路徑的過程具體可以包括
轉發節點向滿足主幹路由標準的鏈路上的節點發送主幹路徑建立請求 報文；接收到所述主幹路徑建立請求報文的節點向轉發節點返回主幹路徑建 立應答，添加路由表項；收到所述主幹路由建立應答的節點添加路由表項。
轉發節點進行剪枝操作具體包括
如果轉發節點只存在一個旁支路由，則確定不通過該旁支路由轉發數據 時，將該旁支的路由表中的數據源節點信息刪除；
如果轉發節點存在多個旁支路由，則確定不通過其中一個旁支路由轉發 數據時，刪除使用該旁支的路由條目。
以圖2所示網絡架構為例，假設轉發節點B具有兩個不同的上行出口， 一個為轉發節點C，另一個為轉發節點F,具體的實現剪枝的過程可以如圖 4所示，圖4為本發明實現剪枝的方法實施例流程圖，該流程包括如下步驟
步驟401，若轉發節點C到網關Gl的鏈路是節點C的主幹路由，則節 點C向鄰居節點發送主幹路由指示報文，用以標明該節點已經建立主幹路 由。進一步，該報文可以使用Hello報文捎帶傳輸。
步驟402,網絡中的轉發節點B收到來自節點C的主幹路由指示報文後， 周期性判定自身經由節點C的鏈路是否滿足主幹路由標準，在判定滿足時， 執行步驟403。
主幹路由判決的原則可以為使用該路由發送的數據量是本節點轉發數 據量中最大者，且轉發數據量佔到總數據量的比例超過預設的門限。 步驟403，節點B向節點C發送主幹路徑建立請求報文。
步驟404,節點C收到該主幹路徑建立請求^^文後，回復主幹路徑建立 應答，添加路由表項。該路由表項包含傳輸方向，下一跳和鏈路Metrics。 其中，傳輸方向為下行。
這裡，節點C回復主幹路徑建立應答前，進一步包括判斷是否已存 在經由節點C的主幹路由，如果存在，則向節點B回復主幹路徑建立拒絕 報文；否則，向節點C回復主幹路徑建立應答，添加路由表項。
步驟405,轉發節點B收到主幹路徑建立應答報文後，添加路由表項。 該3各由表項包含傳輸方向、下一跳節點和路徑Metrics,其中傳輸方向為上 行。
如果節點B收到主幹路徑建立拒絕報文，則不作處理，結束該流程。 步驟406，轉發節點B優選主幹路徑對應的路由條目轉發來自其它節點
數據。 一段時間後，當轉發節點B不通過旁支路由轉發上行數據時，則進行剪枝。
進一步說明，若數據源節點具有主幹路由。對於本身產生的數據，使用 非主幹路由傳輸；對於轉發數據，優選主幹路由傳輸。
如果轉發節點C除了轉發節點B之外，還存在其它下行轉發出口，則 在節點B和節點C之間的主幹路由建立後，節點C在發送下行數據時，進 一步包括下行剪枝過程。具體可以包括
節點C進行下行數據傳輸時，優選到節點B的主幹路由條目轉發數據。 一段時間後，當節點C不通過其它旁支轉發下行數據時，進行剪枝。
剪枝的一種具體實現方式為
若轉發節點只存在一個旁支，將該旁枝的路由表中的數據源節點信息刪 除，將該路由作為備用路由；
如果轉發節點存在多個旁支，則刪除使用該旁支的路由條目。
為了避免由於網絡中節點出現異常，導致數據源節點無法接入網絡進行 數據轉發，本發明實施例提供的方法進一步可以包括異常處理過程。
一種進行異常處理的具體實現過程包括
在網絡中轉發節點所在的主幹路由出現故障時，優選使用備用路由，若
備用路由不存在時，轉發節點向下層節點通告錯誤(RERR)報文。
下層節點收到RERR報文後，判斷上層節點與自身間的路徑是否在自身 的主幹路由上，如果不在自身的主幹路由上，則該下層節點刪除到該上層節 點鏈路的路由條目；如果在自身的主幹路由上，則該下層節點優選使用自身 的備用路由，若備用路由不存在時，該下層節點向自身的下層節點通告 RERR報文。
另夕卜，若接收到RERR報文的節點為數據源節點或者數據接收節點，則 在確定所有路由路徑都不可用時，該數據源節點廣播RREQ報文重新進行路 由創建。這裡，數據接收節點為Mesh網絡內的下行目的節點。
為了抑止控制報文的擴散，本發明實施例提供的數據傳輸方法進一步可 以採用分層機制，具體包括層號設置過程和層號更新過程。層號設置過程可 以在鄰居發現過程中實現，初始時可以將網關的層號設置為0或其它固定 值，將網絡中其它節點的層號均設置為無窮大，具體可以如圖5所示，圖5 為本發明層號設置過程具體實施例的流程圖，該流程包括
步驟501,網絡中的節點或網關周期性發送Hello報文，報文中含有本 地層號；
步驟502,收到Hello報文的節點或網關，根據該報文中攜帶的層號更 新本地層號信息。
如果收到Hello報文的節點處於上電後的初始狀態，並且層號設置為無 窮大，則當收到的Hello報文中攜帶的層號信息不是無窮大時，該節點調整 節點本地層號，具體方式可以為取出Hello報文中層號加一，和本地層號 比較，若本地層號較大，更新本地層號為Hello報文中層號加一；
如果節點處於初始狀態，層號為無窮大，根據接收到的Hello報文攜帶 的層號信息調整節點本地層號取出接收到的Hello報文中層號加一，和本 地層號比較，若本地層號較大，更新本地層號為Hello報文中層號加一。
需要說明的是，節點上電後處於初始狀態。
這裡，若節點的層號從無窮大變為某個有效值時，經過設定時間長度後， 節點的層號一直保持某一有效值不變，則該節點進入穩定狀態。節點進入穩
定狀態後，將不再根據接收到的Hello報文中攜帶的層號信息更新本地層號。 節點位於穩定狀態時，若長時間沒有收到層號較小節點的Hello報文，節點 重新進入初始狀態，層號設置為無窮大。
在網絡中各個節點的層號都進入穩定狀態後，該方法還可以進一步包括 由網關周期性發起的層號更新過程，更新網絡中各節點的層號，具體可以如 圖6所示，圖6為本發明層號更新過程的具體實施例的流程圖，該流程包括 如下步驟
步驟601，網關周期性創建層號更新(UPDATE—MSG)報文，該報文 中含有層號信息，此處報文中層號為零，並將該報文發送給它的下層節點。
步驟602，收到網關所發送UPDATE一MSG報文的節點，在鄰居表中更 新網關的層號信息，根據網關的層號信息更新本地層號，使用本地層號構造 UPDATE—MSG報文，並廣播構造成的UPDATE—MSG報文。
更新本地層號的 一 種具體實現方式可以為收到網關所發送 UPDATE_MSG報文的節點取出UPDATE—MSG報文中攜帶的層號加一 ，和 節點本地層號比較，若本地層號較大，更新節點本地層號為UPDATE—MSG 報文層號加一。
步驟603,收到上層節點所發送的UPDATE—MSG報文的節點，在鄰居 表中更新上層節點的層號信息，根椐上層節點的層號信息更新本地層號，使 用本地層號構造UPDATE—MSG報文，並廣播構造成的UPDATE—MSG報文。
當各個節點和網關均設置了層號後，在路由創建過程中，當數據源節點 加入網絡時，首先在多個信道間切換進行鄰居發現，數據源節點選擇所發現 鄰居節點中層號最小的節點所用信道，向網絡廣播RREQ報文，該報文中包 含報文序號、源節點ID，目的節點ID以及路由路徑。
處於網關與數據源節點之間的節點收到來自數據源節點的RREQ報文 後，首先判斷本地層號是否大於數據源節點的層號，如果不大於，丟棄該報文；如果大於，則可以進一步判斷該RREQ報文是否為重複報文，即該序列 號的報文是否已收到過，如果未收到過，則處理該報文；否則，丟棄該報文， 或者進一步判斷該報文的入鏈路和已收到過的RREQ報文是否相同，如果不 同，則處理該報文；如果相同，則丟棄該報文，或者進一步判斷接收到的
上行路徑容量，如果大於，則處理該報文；否則丟棄接收到的RREQ報文。 本發明實施例同時還提供了一種節點，這種節點為數據源節點，即發送
數據的節點，圖7為本發明實施例提供的第一種節點的結構示意圖，如圖7
所示，該節點至少包括
鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及射頻當前使用的
信道；
路由創建請求單元，用於在鄰居發現單元確定的射頻上廣播路由創建請 求RREQ報文；
應答報文接收單元，用於接收網關返回的路由創建應答RREP報文； 路徑選擇單元，用於從應答報文接收單元接收到的RREP報文中取出其
攜帶的路徑，經過設定時間後，根據已獲取的各條路徑的下行路徑容量進行
路徑選擇；
數據傳輸單元，用於通過選出的路徑進行數據傳輸。 該節點進一步可以包括
網關組建立單元，用於4艮據路徑選擇單元選出的路徑，獲取可達網關列 表，並,人可達網關中選出主網關；在所選出的3各徑上發送網關組通告信息； 接收到來自網關的網關應答報文；
在這種情況下，數據傳輸單元在網關組建立單元接收到主網關發送的網 關應答報文後，進行數據傳輸。
該節點還可以進 一 步包括
層號設置單元，用於向網絡中周期性廣播Hello報文，報文中攜帶本節 點的層號；接收來自其它節點或網關的Hello報文，計算該報文中攜帶的層
號加l,比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大，更新本地層號 為計算所得的值。
該節點還可以進一步包括
層號更新單元，用於接收網關或上層節點廣播的層號更新報文，計算該 報文中攜帶的層號加1,比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大， 更新本地層號為計算所得的值；使用本地層號構造層號更新報文，並廣播構 造成的報文。
該節點還可以進 一 步包括
錯誤報文接收單元，用於接收來自其它節點的RERR報文，在確定所有 路徑均不可用時，指令路由創建請求單元重新進行路由創建過程。
本發明實施例同時還提供了另一種節點，這種節點為轉發節點，即轉發 數據報文的節點，圖8為本發明實施例提供的第二種節點的結構示意圖，如 圖8所示，該節點至少包括
鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及向鄰居節點轉發 報文的射頻；
報文轉發單元，用於根據鄰居發現單元確定的射頻，將下層節點發送的 RREQ報文轉發到上層節點；將上層節點發送的RREP報文轉發給下層節點；
主幹鏈路判斷單元，用於在上層節點存在主幹路由時，周期性判斷自身 與多個上行出口處的節點之間的鏈路是否滿足主幹路由標準；
主幹路由創建單元，用於將滿足主幹路由標準的鏈路設置為主幹路由；
數據發送單元，用於在發送數據時，優選主幹路由進行數據傳輸。
該節點進一步可以包括
剪枝單元，用於在該節點只存在一個旁支時，確定該節點不通過該旁支 轉發數據時，將該旁枝的路由表中的數據源節點信息刪除；在所述節點存在 多個旁支時，確定所述節點不通過其中一個旁支轉發數據時，刪除使用該旁 支的路由條目。
該節點中的主幹路由創建單元包括
請求發送單元，用於向滿足主千路由標準的鏈路上的節點發送主千路徑 建立請求報文；接收其它節點返回的主幹路徑建立應答，添加路由表項；
請求接收單元，用於接收來自其它節點的主幹路徑建立請求報文，向對 應節點返回主幹路由建立應答，添加路由表項。
該節點還可以進一步包括
故障處理單元，用於在該節點所在主幹路由出現故障時，優選使用備用 路由，若備用路由不存在時，向下層節點通告錯誤RERR報文；接收來自其 它節點的RERR報文，判斷自身與發送RERR報文的節點間的鏈路是否在自 身的主幹路由上，如果否，則刪除自身到發送該RERR報文的節點的路由條 目；如果是，則優選使用自身的備用路由，若備用路由不存在時，向下層節 點通告RERRj艮文。
該節點還可以進 一 步包括
層號設置單元，用於向網絡中周期性廣播Hello報文，報文中攜帶本節 點的層號；接收來自其它節點或網關的Hello報文，計算該報文中攜帶的層 號加l,比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大，更新本地層號 為計算所得的值。
該節點還可以進一 步包括
層號更新單元，用於接收網關或上層節點廣播的層號更新報文，計算該 報文中攜帶的層號加1，比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大， 更新本地層號為計算所得的值；使用本地層號構造層號更新報文，並廣播構 造成的才艮文。
需要說明的是，本發明提供的上述兩種節點可以分別獨立設置，對應為 數據源節點和轉發節點，當然也可以在一個節點中設置上述兩種節點所包含 的全部功能模塊，相當於同一個節點即可以作為數據源節點，也可以作為轉 發節點。
本發明實施例同時公開了 一種網關，圖9為本發明實施例提供的網關的 結構示意圖，如圖9所示，該網關至少包括
鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及向鄰居節點轉發 報文的射頻；
路由創建接收單元，用於接收來自數據源節點的RREQ報文； 路由創建應答單元，用於通過所述RREQ報文所攜帶的路徑的反向路 徑，向所述數據源節點返回RREP報文。 該網關進一步可以包括
網關路徑選擇單元，用於從路由創建接收單元接收到的RREQ報文中取 出其攜帶的路徑；經過設定時間後，根據已獲取的各條路徑的上行路徑容量 進行路徑選擇；
在這種情況下，路由創建應答單元通過網關路徑選擇單元選擇的路徑的 反向路徑，向數據源節點返回RREP報文。 該網關進一步可以包括
報文處理單元，用於判斷接收到的RREQ報文的接收次數是否超過預設 的門限值，如果超過，則丟棄該RREQ報文；否則，
在這種情況下，路由創建應答單元通過該RREQ報文所攜帶路徑的反向 路徑向數據源節點返回RREP報文。
該網關進一步可以包括
層號更新單元，用於周期性創建層號更新報文，該報文中攜帶本網關的 層號信息，向下層節點廣播創建的層號更新報文。 該網關進一步可以包括
流量統計單元，用於統計數據源節點的上下行流量，向主網關發送流量 信息報文；或者接收並處理來自非主網關發送的流量信息報文，統計數據源 節點的上下行流量。
由以上實施例可知，本發明實施例所提供方案中，數據源節點在選定的 信道上廣播路由創建請求RREQ報文；接收到該RREQ報文的網關向數據 源節點返迴路由創建應答RREP報文；數據源節點接收到RREP報文時，取 出其中攜帶的路徑；經過設定時間後，根據已獲取的各條路徑的下行路徑容
量進行路徑選擇，並通過選出的路徑和相應路徑上的路由Metrics值進行數 據傳輸。這樣，本發明實施例提供了一種多歸屬多路徑路由機制，為每個需 要路由路徑的數據源節點選取多條可以並行傳輸的路徑，在選擇路徑時，考 慮所選路徑對於端到端吞吐量的貢獻，即按照下行路徑容量的大小選擇路 徑，因此可以在消除網絡瓶頸的同時，提高網絡支撐的端到端吞吐量。
同時，本發明實施例還提供了建立網關組，設置主網關的方法，利用設 置的主網關以及提供的流程可以進行數據源節點總流量的統計。
本發明實施例還提供了剪枝過程，使得每一個節點上的轉發流量儘可能 集中到一條路徑上，並將旁支路徑設置為備用路徑，從而在主幹路徑出現故 障時，通過備用路由進行數據傳輸，保證數據傳輸的正常進行。
本發明實施例還提供了分層機制，包括層號設置和層號更新過程。通過 為網絡中的節點和網關設置層號，可以抑止控制報文的擴散。
總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的 保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改 進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種數據傳輸方法，其特徵在於，包括數據源節點在選定的射頻上廣播路由創建請求RREQ報文；所述數據源節點接收一個或多個網關，根據接收到的RREQ報文返回的路由創建應答RREP報文，獲取接收到的RREP報文中攜帶的由對應網關到所述數據源節點的路徑；根據獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑選擇；通過選出的路徑進行數據傳輸。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述一個和多個網關向所 述數據源節點返回RREP報文前，該方法進一步包括所述一個和多個網關從接收到的RREQ報文中，獲取其中攜帶的從所述 數據源節點到對應網關的路徑；根據獲取的各條路徑的上行路徑容量進行路 徑選擇；相應地，所述一個和多個網關通過所選擇的^各徑的反向路徑，向所述數 據源節點返回RREP才艮文。
3、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述根據已獲取的各條路 徑的上行路徑容量進行路徑選擇包括將上行路徑容量最大的路徑作為已選^4聖，將其它路徑作為待選路徑； 遍歷所有待選路徑，從中選出可以提高已選路徑的路徑容量的路徑。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述選出可以提高已選路 徑的上行路徑容量的^各徑包括從所述待選路徑中找出與已選路徑交點數最少的一條或多條路徑，判斷 選出的路徑與已選路徑的交點數是否超過預設的門限值，如果未超過，則將 選出的路徑作為已選路徑；如果已超過，則結束選路過程。
5、 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，如果選出的與已選路徑交 點數最少的路徑不只一條，則進一步包括根據選出的與已選路徑交點數最少的路徑上的跳數多少、和/或上行網 關容量大小，和/或上行路徑傳輸延遲大小，選出一條或者多條路徑作為已 選路徑。
6、 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，如果選出的與已選路徑交 點數最少的路徑不只一條，則從中選出一條作為已選路徑的方法具體包括從選出的與已選路徑交點數最少的路徑中選出上行路徑容量最大的路 徑，如果選出的上行路徑容量最大的路徑有多條，則進一步從選出的上行路 徑容量最大的路徑中選出包含跳數最少的路徑；如果選出的包含跳數最少的路徑有多條，則從選出的包含跳數最少的路 徑中選出上行網關容量最大的路徑；如果選出的上行網關容量最大的路徑有 多條，則從中選出上行路徑傳輸延遲最小的路徑；如果上行路徑傳輸延遲最 小的路徑有多條，則從中隨機選一條作為已選路徑。
7、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述一個和多個網關向所 述數據源節點返回RREP報文前，該方法進一步包括所述一個和多個網關判斷接收到的RREQ報文的接收次數是否超過預 設的門限值，如果超過，則丟棄該RREQ報文；否則沿接收到的RREQ報 文所攜帶路徑的反向路徑向所述數據源節點返回RRE P報文。
8、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據已獲取的各條路 徑的下行路徑容量進行路徑選擇包括將下行路徑容量最大的路徑作為已選路徑，將其它路徑作為待選路徑； 遍歷所有待選路徑，從中選出可以提高已選路徑的路徑容量的路徑。
9、 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述選出可以提高已選路 徑的下行路徑容量的路徑包括從所述待選路徑中找出與已選路徑交點數最少的一條或多條路徑，判斷 選出的路徑與已選路徑的交點數是否超過預設的門限值，如果未超過，則將 選出的路徑作為已選路徑；如果已超過，則結束選路過程。
10、 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，如果選出的與已選路徑交點數最少的路徑不只一條，則進一步包括根據選出的與已選路徑交點數最少的路徑上的跳數多少、和/或下行網 關容量大小，和/或下行路徑傳輸延遲大小，選出一條或者多條路徑作為已 選路徑。
11、 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，如果選出的與已選路徑 交點數最少的路徑不只一條，則從中選出一條作為已選路徑的方法具體包 括從選出的與已選路徑交點數最少的路徑中選出下行路徑容量最大的路 徑，如果選出的下行路徑容量最大的路徑有多條，則進一步從選出的下行路 徑容量最大的路徑中選出包含跳數最少的路徑；如果選出的包含跳數最少的路徑有多條，則從選出的包含跳數最少的路 徑中選出下行網關容量最大的路徑；如果選出的下行網關容量最大的路徑有 多條，則從中選出下行路徑傳輸延遲最小的路徑；如果下行路徑傳輸延遲最 小的路徑有多條，則^w中隨機選一條作為已選路徑。
12、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 所述數據源節點根據選出的路徑，獲取可達網關列表，並從可達網關中選出主網關；所述數據源節點在所選出的路徑上發送網關組通告信息；接收到所述網關組通告信息的網關，向所述數據源節點發送網關應答報文；所述數據源節點接收到來自所述主網關的網關應答報文後，開始進行數 據傳輸。
13、 如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述從可達網關中選出 主網關為乂人可達網關中選出下行可用帶寬最大的網關作為主網關。
14、 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 非主網關向所述主網關發送路由表更新信息；所述主網關收到非主網關發送的路由表更新信息後，更新本地路由表信息。
15、 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括所述網關接收到來自所述數據源節點的數據時，實時統計所述數據源節點的上下行流量；所述非主網關周期性地向所述主網關發送流量信息報文；所述主網關收到來自非主網關的流量信息報文時，計算確定該數據源節點的總流量。
16、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 所述數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行傳輸延遲測量報文，該報文中具有本地時間戳；所述網關收到所述上行傳輸延遲測量報文後，取出其中攜帶的時間戳， 計算路徑上行傳輸延遲，沿對應的反向路徑返回上行傳輸延遲應答報文，該 應答報文中含有計算所得的上行傳輸延遲；所述數據源節點收到所述網關返回的上行延遲應答報文後，更新對應路 徑的上行傳輸延遲。
17、 如權利要求l所迷的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 所述數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行容量測量報文，每一個報文中攜帶發送該報文的鏈路的容量和該鏈路所用信道；接收到上行容量測量報文的節點，在接收到的報文中添加以該節點為發端的，發送該報文的鏈路的容量和對應鏈路所用信道，轉發該報文；接收到上行容量測量報文的網關，計算對應路徑的上行路徑容量，向所述數據源節點發送上行容量應答報文，該應答報文中攜帶計算出的上行路徑容量；所述數據源節點收到所述網關返回的上行容量應答報文後，更新對應路 徑的上行路徑容量。
18、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 所述網關沿下行路徑向數據源節點發送下行路徑測量報文，該報文中添加發送該報文的鏈路的容量和對應鏈路所用信道；接收到下行容量測量報文的節點，在該報文中添加以該節點為發端的，發送該報文的鏈路的容量和對應鏈路所用信道後，轉發該報文；接收到下行容量測量報文的數據源節點，計算對應路徑的下行路徑容 量，向所述網關發送下行容量應答報文，該應答報文中攜帶計算出的下行路 徑容量；所述網關收到所述數據源節點返回的下行容量應答報文後，更新對應路 徑的下行路徑容量。
19、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括所述數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行重傳次數測量 報文，在該報文中添加發送該報文的鏈路的丟包率；接收到上行重傳次數測量報文的節點，在接收到的報文中添加發送該報 文的鏈路的丟包率後，轉發該報文；接收到上行重傳次數測量報文的網關，計算對應路徑的上行重傳次數， 向所述數據源節點發送上行重傳次數應答報文，該應答報文中攜帶計算出的 上行重傳次數；所述數據源節點收到所述網關返回的上行重傳次^:應答報文後，更新對 應^各徑的上行重傳次數。
20、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括所述網關沿下行路徑向對應數據源節點發送下行重傳次數測量報文，在 該報文中添加發送該報文的鏈路的丟包率；接收到下行重傳次數測量報文的節點，在該報文中添加發送該報文的鏈 路的丟包率後，轉發該報文；接收到所述下行重傳次數測量報文的數據源節點，計算對應路徑的上行 重傳次數，向所述網關發送下行重傳次數應答報文，該應答報文中攜帶計算 出的下行重傳次數；所述網關收到所述數據源節點返回的下行重傳次數應答報文後，更新對 應路徑的下行重傳次悽丈。
21、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括所述數據源節點沿選出的各條路徑向對應網關發送上行網關容量測量報文；接收到上行網關容量測量報文的網關，獲取自身對應的上行網關容量， 向所述數據源節點發送上行網關容量應答報文，報文中攜帶自身對應的上行 網關容量；所述數據源節點收到所述網關返回的上行網關容量應答報文後，更新對 應路徑的上行網關容量。
22、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 所迷網關沿下行路徑向數據源節點發送下行傳輸延遲測量報文，該報文中具有本地時間戳；所述數據源節點收到所述下行延遲採集報文後，取出時間戳，計算路徑 下行傳輸延遲，沿對應的反向^各徑返回所述下行傳l命延遲應答報文，報文中 含有下行傳輸延遲；所述網關收到所迷數據源返回的延遲應答報文後，更新對應路徑的下行 傳輸延遲。
23、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述數據源節點和網關之 間的路徑上的轉發節點存在兩個或兩個以上出口時，該方法進一步包括所迷轉發節點周期性判斷自身與多個出口處的節點之間的鏈路是否滿 足主幹路由標準；將滿足主幹路由標準的鏈路設置為主幹路徑；所迷轉發節點優選建立的主幹路徑進行數據轉發，在確定旁支路由的轉 發流量為0時，進行剪枝操作。
24、 如權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述將滿足主幹路由標 準的鏈路設置為主幹路徑具體包括所述轉發節點向滿足主幹路由標準的鏈路上的節點發送主幹路徑建立 請求報文；接收到所述主幹路徑建立請求報文的節點向所述轉發節點返回主幹路徑建立應答，添加i 各由表項；收到所述主幹路由建立應答的節點添加路由表項。
25、 如權利要求24所述的方法，其特徵在於，所述進行剪枝操作包括 如果所述轉發節點只存在一個旁支，則確定該轉發節點不通過該旁支轉發數據時，將該旁枝的路由表中的數據源節點信息刪除，創建備用路由；如果所述轉發節點存在多個旁支，則確定該轉發節點不通過其中一個旁 支轉發數據時，刪除使用該旁支的路由條目。
26、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括 在網絡中轉發節點所在的主幹路由出現故障時，優選使用備用路由，若備用路由不存在時，轉發節點向下層節點通告錯誤RERR報文；收到所述RERR報文的節點，判斷自身與發送該報文的節點間的鏈路是否在自身的主幹路由上，如果否，則刪除自身到發送該報文的節點的路由條目；如果是，則該節點優選使用自身的備用路由，若備用路由不存在時，該節點向自身的下層節點通告RERR報文；如果接收到所述RERR報文的節點為數據源節點，則在確定所有路徑均不可用時，重新進行^各由創建過程。
27、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括層號 設置過程，具體包括初始時將網關的層號設置為0或其它固定值，將網絡中節點的層號均設 置為無窮大；網絡中的節點或網關周期性發送Hello報文，報文中含有本節點或本網 關的層號；收到所述Hello報文的節點或網關，計算Hello報文中層號加一，比較 計算所得值與本地層號，若本地層號較大，更新本地層號為計算所得的值。
28、 如權利要求27所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括層號更新過程，具體包括所述網關周期性創建層號更新報文，該報文中含有網關的層號信息，並將該報文發送給它的下層節點；收到所述層號更新報文的節點，根據其中攜帶的層號信息更新本地層 號，使用本地層號構造層號更新報文，並廣播構造成的報文。
29、 如權利要求28所述的方法，其特徵在於，所述更新本地層號為 收到所述層號更新報文的節點取出該報文中攜帶的層號加一，比較計算所得 的值與本地層號，若本地層號較大，更新本地層號為計算所得的值。
30、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述數據源節點在選定的 射頻上廣播RREQ報文中，所述射頻的確定方法為所述數據源節點進行鄰居發現，確定鄰居節點，以及每個鄰居節點所對 應的射頻和射頻所用信道；所述數據源節點在與所述鄰居節點關聯的所有射頻上廣播RREQ報文。
31、 一種節點，其特徵在於，包括鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及發送RREQ報文 的射頻；路由創建請求單元，用於在所述鄰居發現單元確定的射頻上廣播路由創 建請求RREQ報文；應答報文接收單元，用於接收網關返回的路由創建應答RREP報文；路徑選擇單元，用於從所述RREP報文中取出其攜帶的路徑，經過設定 時間後，根據已獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑選擇；數據傳輸單元，用於通過選出的路徑進行數據傳輸。
32、 如權利要求31所述的節點，其特徵在於，該節點進一步包括 網關組建立單元，用於根據所述路徑選擇單元選出的路徑，獲取可達網關列表，並從可達網關中選出主網關；在所選出的路徑上發送網關組通告信 息；接收到來自所述網關的網關應答報文；所述數據傳輸單元在所迷網關組建立單元接收到所述主網關發送的網 關應答報文後，進行數據傳輸。
33、 如權利要求31所述的節點，其特徵在於，該節點進一步包括 層號設置單元，用於向網絡中周期性廣播Hello報文，報文中攜帶本節點的層號；接收來自其它節點或網關的Hello報文，計算該報文中攜帶的層 號加l,比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大，更新本地層號為計算所得的值。
34、 如權利要求31所述的節點，其特徵在於，該節點進一步包括 層號更新單元，用於接收網關或上層節點廣播的層號更新報文，計算該報文中攜帶的層號加1，比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大， 更新本地層號為計算所得的值；使用本地層號構造層號更新報文，並廣播構 造成的報文。
35、 如權利要求31所述的節點，其特徵在於，進一步包括 錯誤報文接收單元，用於接收來自其它節點的RERR報文，在確定所有路徑均不可用時，指令所述路由創建請求單元重新進行路由創建過程。
36、 一種節點，其特徵在於，包括鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及向鄰居節點轉發 報文的射頻；報文轉發單元，用於根據鄰居發現單元確定的射頻，將下層節點發送的 RREQ報文轉發到上層節點；將上層節點發送的RREP報文轉發給下層節點；主幹鏈路判斷單元，用於在上層節點存在主幹路由時，周期性判斷自身 與多個上行出口處的節點之間的鏈路是否滿足主幹路由標準；主幹路由創建單元，用於將滿足主千路由標準的鏈路設置為主幹路由；數據發送單元，用於在轉發數據時，優選主幹路由進行數據傳輸。
37、 如權利要求36所述的節點，其特徵在於，該節點進一步包括 剪枝單元，用於在所述節點只存在一個旁支時，在確定所述節點不通過該旁支轉發數據時，將該旁枝的路由表中的數據源節點信息刪除；在所述節 點存在多個旁支時，確定所述節點不通過其中一個旁支轉發數據時，刪除使用該旁支的路由條目。
38、 如權利要求36所述的節點，其特徵在於，所述主幹路由創建單元包括請求發送單元，用於向滿足主幹路由標準的鏈路上的節點發送主幹路徑建立請求報文；接收其它節點返回的主幹路徑建立應答，添加路由表項；請求接收單元，用於接收來自其它節點的主幹路徑建立請求報文，向對應節點返回主幹路由建立應答，添加路由表項。
39、 如權利要求36所述的節點，其特徵在於，進一步包括 故障處理單元，用於在該節點所在主幹路由出現故障時，優選使用備用路由，若備用路由不存在時，向下層節點通告錯誤RERR報文；接收來自其 它節點的RERR報文，判斷自身與發送RERR報文的節點間的鏈路是否在自身的主幹路由上，如果否，則刪除自身到發送該RERR報文的節點的路由條目；如果是，則優選使用自身的備用路由，若備用路由不存在時，向下層節點通告RERR報文。
40、 如權利要求36所述的節點，其特徵在於，該節點進一步包括 層號設置單元，用於向網絡中周期性廣播Hello報文，報文中攜帶本節點的層號；接收來自其它節點或網關的Hello報文，計算該報文中攜帶的層號加l,比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大，更新本地層號為計算所得的值。
41、 如權利要求36所述的節點，其特徵在於，該節點進一步包括層號更新單元，用於接收網關或上層節點廣播的層號更新報文，計算該報文中攜帶的層號加1，比較計算所得的值與本地層號，如果本地層號較大，更新本地層號為計算所得的值；使用本地層號構造層號更新報文，並廣播構造成的報文。
42、 一種網關，其特徵在於，包括鄰居發現單元，用於進行鄰居發現，確定鄰居節點以及向鄰居節點轉發報文的射頻； 路由創建接收單元，用於接收來自數據源節點的RREQ報文； 路由創建應答單元，用於通過所述RREQ報文所攜帶的路徑的反向路 徑，向所迷數據源節點返回RREP報文。
43、 如權利要求42所述的網關，其特徵在於，所述網關進一步包括 網關路徑選擇單元，用於從所述路由創建接收單元接收到的RREQ報文中取出其攜帶的路徑；經過設定時間後，根據已獲取的各條路徑的上行路徑 容量進行路徑選擇；所述路由創建應答單元，通過所述網關路徑選擇單元選擇的路徑的反向 路徑 > 向所述數據源節點返回RREP報文。
44、 如權利要求42所述的網關，其特徵在於，所述網關進一步包括 報文處理單元，用於判斷接收到的RREQ報文的接收次數是否超過預設的門限值，如果超過，則丟棄該RREQ報文；否則，所述路由創建應答單元通過該RREQ報文所攜帶路徑的反向路徑向所 述數據源節點返回RREP報文。
45、 如權利要求42所述的網關，其特徵在於，該網關進一步包括 層號更新單元，用於周期性創建層號更新報文，該報文中攜帶本網關的層號信息，向下層節點廣播創建的層號更新報文。
46、 如權利要求42所述的網關，其特徵在於，該網關進一步包括 流量統計單元，用於統計數據源節點的上下行流量，向主網關發送流量信息報文；或者接收並處理來自非主網關發送的流量信息報文，統計數據源 節點的上下行流量。
全文摘要
本發明實施例公開了一種數據傳輸方法，包括數據源節點在選定的射頻上廣播路由創建請求RREQ報文；所述數據源節點接收一個或多個網關，根據接收到的RREQ報文返回的路由創建應答RREP報文，獲取接收到的RREP報文中攜帶的由對應網關到所述數據源節點的路徑；根據獲取的各條路徑的下行路徑容量進行路徑選擇；通過選出的路徑進行數據傳輸。本發明實施例同時還公開了兩種節點和一種網關。利用本發明實施例公開的技術方案可以消除網絡瓶頸，提高網絡支撐的端到端吞吐量。
文檔編號H04L12/56GK101388831SQ20071014744
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月14日 優先權日2007年9月14日
發明者元 周, 煒 張 申請人:華為技術有限公司