大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法
2023-10-08 06:44:04
專利名稱：：大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於無線自組織網絡與基礎設施網絡相結合的混合式網絡的接入方法及其路由計算方法，屬於無線自組織網絡路由
技術領域：
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背景技術：
：無線自組織網絡(WirelessAd-hocNetwork,也稱Ad-hoc網絡)是以無線通信為基礎的新興網絡技術，具有多跳路由、自組織、可快速部署等特點。這種網絡是由帶有無線收發設備的節點組成的多跳、自治系統，移動節點同時具有路由功能。當源節點與目的節點之間的距離超出彼此信號的覆蓋範圍時，節點採用自組織的方式，根據路由策略和路由表參與分組轉發和路由維護工作，即多跳路由。近年來，由於其不依賴於網絡基礎設施、易於建網、便於擴充、可移動、生存性強，因而無線自組織網絡的研究成為計算機網絡研究的熱點問題。但由於受到無線自組織網絡現行路由協議和組織結構的限制，使得其本身無法構建大規模的網絡結構。在無線自組織網絡中，輔助以有線網、衛星網絡等基礎設施網絡，無線自組織網絡中的節點不僅可以訪問基礎設施網絡，而且可以通過基礎設施網絡進行移動節點之間的通信。只需要建立每個移動節點到接入基礎設施網絡的"關聯節點"的映射關聯關係，即可通過基礎設施網絡轉發移動節點之間的通信報文。但在現有的接入方式中，移動節點需要根據接入位置不停地變換自己的地址，使得移動節點通信在接入切換時不得不中斷。本發明使用平面地址來解決網絡中節點IP位址切換問題，但是要使得所有關聯關係通告到所有關聯節點，需要將所有關聯關係信息廣播到全網。因此存在的問題有，廣播需要路由器的支持，會增加設備的開支，不能完全利用已有的現有基礎設施網絡結構；同時，隨著這種混合網絡規模的擴大，廣播的開銷也是巨大的。
發明內容本發明的發明目的是解決混合網絡規模增大帶來的路由開銷增大的問題。本發明中引入節點角色的概念，將網絡中存在的節點分為不同的角色一種稱為"移動節點"，它們是移動自組織網絡中進行自組織無線通信的節點，可以通過連接周圍的"關聯節點"接入到基礎設施網絡；一種稱為"關聯節點"，它們一方面擁有可以與周圍的移動自組織網絡節點通信的無線網絡接口，一方面可以通過衛星鏈路、移動基站、雙絞線等基礎設施鏈路接入到基礎設施網絡，是無線網絡與基礎設施網絡連接的接入點，同時，它們由於移動離開原來的接入位置而無法接入到基礎設施網絡時，就會改變角色，變為普通的"移動節點"。本發明採用的技術方案為在混合無線自組織網絡中，通過使用所有關聯節點維護的分布式哈希表結構，在移動節點之間進行連接到不同關聯節點的的尋徑，將移動節點的IP位址看作待查詢的關鍵字，將其連接的關聯節點的IP位址看作是對應於某關鍵字的值。通過結構化P2P資源定位的思想，接入混合網絡的節點共同維護整個映射關係表，每個節點只需維護少量信息，節點經過有限次查找即可獲取需要的尋徑信息。該方法提出了新的混合網絡接入方式，可以提高通信吞吐量，降低通信時延；該方法重點考慮了系統的可擴展性和負載能力，為萬級、十萬級節點網絡的尋徑開銷給予了有效控制,為其可靠運行提供了有效保證。本系統所涉及的技術結構簡單，易於擴展，可靠性強。本發明的有益效果是1、平面地址使得移動節點在不同接入節點之間切換時不需要變更其IP位址，使得IP位址成為其在混合網絡中的唯一標識。2、可以將無線自組織網絡中的節點以即插即用的方式接入到基礎設施網絡中，實現了一種方便有效的大規模無線自組織網絡與基礎設施網絡的互聯。3、實現了快速定位目標移動節點所連接的關聯節點，從而在路由到目標移動節點時，可以將計算到目標移動節點路由的問題轉換為査找目標節點所連接的關聯節點的問題。本發明利用分布式哈希表結構，每個關聯節點可以保存O(logn)個其它關聯節點的信息，並且可以在O(logn)的時間內査找到所需的信息。圖1是混合網絡拓撲結構圖2是混合網絡上的通信過程；圖3是消息轉發邏輯圖4是關聯節點結構的維護；圖5是路由表的查找過程流程圖6是消息轉發流程圖7是消息路由報文封裝示意圖8是移動節點受限按需路由協議流程圖9是應用場景實例及涉及的數據結構圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述如圖1所示，圖中下方圈出的移動節點通過多跳連接而構成無線自組織網絡，其中標識為ANX(X為數字)的節點是可以連接到基礎設施網絡的，稱為關聯節點，標識為腦X的節點是移動節點，我們稱這種拓撲結構的混合網絡為混合無線自組織網絡。通過將這種混合無線自組織網絡接入基礎設施網絡，可以完成擴大Adhoc網絡規模、提高通信質量的設想。本發明在原有Adhoc網絡的基礎上，引入一類新的關聯節點(由於其接入基礎設施網絡的特點，也成為"接入節點")，用於連接無線自組織網絡與基礎設施網絡。圖2表示了兩種通信方式，圖示兩個移動節點之間的通信既可以通過黑色實線箭頭的無線鏈路一個接一個的轉發數據，也可以經虛線箭頭通過關聯節點接入基礎設施網絡實現通信，而基礎設施網絡的穩定性和高帶寬可以帶來更好的通信吞吐量和更低的通信時延。對於網絡結構的組織，所有移動節點被賦予網絡中唯一固定的IP位址作為標識，且移動節點的IP位址不因為其拓撲結構的改變而改變。節點移動時會使得其連接的關聯節點也隨之發生改變，從而引起網絡路由的改變，這就需要提供一種合適的消息路由機制。按照常規的方法，當節點的IP位址固定時，為維護節點的路由信息，網絡中的各個節點需要維護到所有節點的路由表項，這時可以通過廣播的方式完成節點之間路由信息的交換。但是隨著網絡規模的擴大，維護和消息交換的開銷太大，因此本發明引入結構化P2P網絡的查詢方法，將維護網絡路由信息的問題抽象為在網絡中進行資源査找的問題，艮P:將移動節點固定的IP位址看作是待査詢的資源的關鍵字(key)，將其連接的關聯節點的IP位址信息作為待査詢的資源(value),從而把路由計算的過程抽象為P2P網絡中資源定位的過程。這樣就利用了結構化P2P網絡分布式哈希表的存儲結構和較小的查找及維護開銷的特點，達到完成大規模混合無線自組織網絡中路由計算的目的。圖3描述了源移動節點M和目的移動節點N通過基礎設施網絡通信的過程，圖中粗線箭頭為報文轉發路徑，細線箭頭為路由查詢路徑。首先移動節點M發送數據給它的關聯節點A,A節點在A、B、C等關聯節點集合所構成的分布式結構中査找目的移動節點N所關聯的關聯節點的信息，通過使用P2P網絡中的資源定位方法，可以從C節點處獲得N的關聯節點為B節點，於是A節點將數據經過基礎設施網絡轉發給B,B收到數據後再將數據通過無線鏈路轉發送給N,從而完成移動節點M、N通過基礎設施網絡的通信。下面具體講述此過程中路由信息的查詢過程。如圖4所示，在路由信息的存儲、維護以及查詢過程中，本發明以Chord環狀結構作為示例，具體說明其路由査詢的方法。本發明重點考慮在上述關聯節點的邏輯結構以及路由查詢與消息轉發方法。首先將各關聯節點按其標識的大小順序順時針加入chord環，Chord環結構中的所有關聯節點組織成圖4所示的邏輯環結構。本發明中路由表的建立過程如下，關聯節點計算與其連接的移動節點的IP位址散列後的ID值，將其作為移動節點的標識，此時關聯節點需要將移動節點的IP位址與自身IP位址的映射關係發布到圖4所示的邏輯結構中，圖中每個關聯節點維護一個m個選項的表，稱作指針表fingertable，m是根據實際的需求，給定一個大於等於節點數取以10為底的對數底值。Fingertable的維護規則為，其第i個入口表示當前節點Successor(id+21)求得的節點的信息。定義Successor(key)為關鍵值key的"後繼節點"，即第一個散列值大於等於key(此處是指移動節點的IP位址的散列值)的關聯節點，形式定義如下7n^"a欲w"Mmef={wocfe|ocfeeWre/e^wiVofifeSef&nodeeZ/awMjtfeiS1"}Successor(—)={wocfeI("ocfe&"ode')sSwcciVoafe5W(—)&//a我wocfe)S//a我woflfe')}其中第一個定義式表示關聯節點集的定義，即所有既有無線通信接口與移動節點通信又能接入到基礎設施網絡的節點；第二個定義式表示關鍵字key的後繼節點集的定義，即是所有關聯節點集中節點散列值大於等於key的散列值的節點集合；第三個定義式指key的後繼Successor(key)的含義為在所有關鍵字key後繼節點集中第一個id大於等於key值的接入節點。圖4中A8節點表示ip地址散列值為8的關聯節點，A8節點右側的表格即為A8節點維護的fingertable,其中包含常數項表項，此處使用6個表項為例。每個表項中有兩個值，第一個值為入口關聯節點的編號，稱為start值，是如下公式所示的值，若給每個表項定義一個行號l，2，…，則第i行表項的start值為Start[i]=Hash(node,ip)+21—1,即節點ip地址的散列值加上2的i-1次方；每行表項中的第二個值為待查詢關聯節點的編號，為節點標識大於等於Start[i]值的第一個關聯節點的編號。例如圖中有Al、A8、A15、A23、A33…等編號的節點，A8節點的fingertable中，第1行第1項的值start[l]為8+2=9，我們加上關聯節點的標識A記做A9，而所有網絡中存在的節點中，A15是第一個大於等於A9的節點，所以第1行第2項的值為A15,以此類推。每個關聯節點上維護部分路由信息，描述為關鍵字與其對應的值的形式，即移動節點與其關聯節點的映射項(MobileIP,AssociateIP)，該部分路由信息存儲於網絡中移動節點ip散列值作為關鍵字的後繼關聯節點上，mobileIP代表移動節點的IP位址，此處作為路由信息資源的關鍵字，AssociateIP為移動節點所關聯的關聯節點的IP位址，此處作為路由信息資源的查詢值。在關聯節點上，其關鍵字後繼節點的查找算法，取決於具體的P2P邏輯結構，下文將給出Chord環結構的基本思想。關聯節點A査找移動節點M(ip地址為M.ip)連接的關聯節點，節點A向結構化P2P結構發出key=Hash(M.ip)的查詢，利用"尋找後繼"方法(FindSuccessor)定位到資源所在節點,獲得需要的(MobileIP，AssociateIP)的路由資源映射信息，本發明中路由表的査找過程核心即為FindSuccessor方法。圖5流程圖為査找路由資源映射信息的流程，初始査詢節點要查找目標移動節點MobileA的路由信息，首先查找本地的緩存看是否有到MobileA的映射關係。若有，則判斷Cache是否過期，沒有過期直接返回結果，若過期或者緩存中沒有則開始分布式的査找，通過上述FindSuccessor方法，計算MobileA的關聯映射關係應該査找的下一跳節點並向該節點發送査詢請求。下一跳節點收到該查詢後，首先査詢其緩存信息是否存在該資源且是否有效，若沒有有效信息，則遞歸地進行上述查找過程；若査找成功，則返回查詢結果給初始查詢節點。初始查詢節點收到査詢結果後將結果加入其緩存並使用返回的結果作為目的地址進行數據發送。在N個節點規模的關聯節點組成的網絡結構中，此算法的開銷為O(logN)。本發明中在移動節點之間通過關聯節點進行消息路由的方法也不同於常規的路由及轉發方案，為了不改變基礎設施網絡部分的路由表結構與表項，在關聯節點採取對IP數據報進行封裝的方法。對於網絡中的關聯節點與移動節點，並不認為是完全不同的兩種類型的節點，而是相同類型的節點在混合網絡中由於連接位置、連接關係不同而存在的兩種"角色"，作為關聯節點，一方面與移動節點之間進行無線通信，同時通過衛星鏈路、有線鏈路等接入基礎設施網絡，因此每個關聯節點有兩個IP位址，一個是作為移動節點的IP位址，稱為M.ip，另一個是接入到基礎設施網絡中的IP位址，定義為Associate,ip。關聯節點需要完成通過基礎設施網絡轉發移動節點之間的數據通信的任務，如圖6流程圖所示，所有關聯節點對收到的報文進行分析，判斷其目的地址是否為移動節點，若不是則査找系統路由表，然後交由系統轉發表進行該數據的轉發，若是則在本地緩存的映射表中查找移動節點對應關聯節點信息，找到即進行數據轉發，若找不到，則啟動分布式查詢過程，在關聯節點維護的分布式結構中査找目的移動節點關聯的關聯節點映射關係的信息，若找到則通過基礎設施網絡將數據轉發到該關聯節點，否則丟棄該數據。圖7給出了在數據通過基礎設施網絡進行傳輸時數據格式的變化，移動節點MobileA發送IP數據報給移動節點MobileB，首先MobileA將IP數據報發送給它連接的接入節點AssociateA，報文格式如圖7(a)所示。AssociateA節點轉發IP數據報格式如圖7(b)所示，數據報報文中，將IP數據報封裝在UDP報文中，更改目的地址為上述査詢Lookup(MobileB.ip)得到的AssociateB的IP位址，而將真正目的IP位址置於新數據報報文IP數據報數據域中。AssociateB節點收到任意的IP數據報報文，只要是在其接收封裝數據的埠收到的報文，則為封裝的報文，因此還原數據報為原來格式，並向移動節點MobileB轉發該報文。需要注意的是，我們把Associate,ip與M.ip作為兩個獨立的地址空間使用，在基礎設施網絡部分，不在路由表內添加M.ip地址段的路由信息，此類信息僅由關聯節點負責維護。本發明中基於結構化P2P的路由技術包含路由計算與消息轉發兩個部分，主要建立和維護以下幾個專門的數據結構。對於本發明中兩種不同角色的節點，在關聯節點，需要維護路由資源信息表(RoutingResourceInformationTable)、移動節點表(MobileNodeTable)兩個特殊的數據結構；而在移動節點，只需維護關聯節點表(AssoicateNodeTable)即可。另外與基本的路由協議相同，每個節點還需維護一張路由表，用於數據轉發時尋找下一跳節點。下面按照路由計算、數據轉發兩部分具體說明實施方式。1.路由計算部分包含移動節點通過基礎設施的路由問題，移動節點之間的路由問題，關聯協議問題。移動節點通過基礎設施的路由問題，即獲取與目標移動節點關聯的關聯節點的信息，從而將數據發送給該關聯節點實現數據的路由，本發明將其抽象為在關聯節點組成的網絡結構中進行資源查找的問題。對於移動節點之間的無線自組織網絡的路由計算，可以對現有國際標準化組織標準化的無線路由協議開放式鏈路狀態路由(OLSR)協議進行必要的修改，通過周期性的向鄰居節點廣播鄰居發現的Hello報文以及交換路由信息的TC報文，可以維護移動節點之間的路由表項，在計算的路由表項中去掉所有大於等於該移動節點到關聯節點之間跳數的路由項，從而利用基礎設施網絡代替可能較長的無線鏈路的數據傳輸。也可以使用跳數受限的按需路由協議，首先在3或4跳範圍內廣播按需路由請求，可能收到無線網絡或者關聯節點路由路徑，如果沒有找到，則以expandingring方法增加廣播的跳數直到找到一種情況為止。算法考慮同時找到關聯節點和目標移動節點的路由時，優先選擇無線鏈路進行數據轉發。圖8給出了此過程的流程，節點首先尋找路由表中是否有到目的節點的路由，若有則選擇度量值Metric最小的路徑轉發；若沒有，設置允許的跳數TTL為3,發送路由請求，若沒有路由響應則依次增加TTL值重新發送，直到到達規定的上限值；若收到路由響應報文，則將其加入路由表，並按照路由信息轉發數據。對於關聯協議，當移動節點關聯到一個關聯節點時，需要進行如下的操作，首先在移動節點自身的路由表中添加一條到其關聯的關聯節點的默認路由。而與其對應的關聯節點，首先在路由表中添加到移動節點的路由項，然後添加本關聯節點和對應移動節點間的關聯關係到"移動節點表"，表項為(mobileIP,Associated)，最後按照分布式數據存儲的存儲原則，將映射關係發布到關鍵字為mobileIP散列值的後繼關聯節點上，存儲為路由資源信息表中的資源，供網絡中的節點査找。分布式數據存儲的要求是在每個關聯節點上只維護部分映射表項信息，每個信息存放的位置為信息關鍵字的後繼關聯節點。2.數據轉發部分包括通過關聯節點的消息轉發，移動節點間的消息轉發等。移動節點的數據轉發，首先根據無線網絡路由計算的結果，選擇是直接通過無線鏈路交付，還是首先交付給關聯節點後再通過基礎設施網絡進行轉發。對於選擇的算法，本發明的算法考慮在發送節點對應的關聯節點和目標移動節點中，首先判斷到兩者的無線鏈路的跳數，選擇跳數較少的鏈路進行數據轉發，如果兩者相等，則直接通過無線鏈路發送數據。需要再次說明，本發明中所述的"移動節點""關聯節點"都是無線通信節點的不同角色，無線通信節點是指具有無線通信收發模塊的移動計算設備。無線通信節點只有一類，但是在不同情況下具有不同的角色，如果節點是可以自由移動的無線節點，且沒有直接接入基礎設施鏈路，則是本發明所述移動節點角色；若節點直接接入基礎設施網絡，同時又通過無線鏈路與其它節點連接，則其角色為關聯節點。總結以上內容可知，本發明方法包括以下步驟-1)採用chord環結構組織關聯節點，將各關聯節點按其標識的大小順序加入chord環；2)建立以下各關係表各移動節點維護一個關聯節點表，內容為該移動節點所關聯的關聯節點的標識及IP位址；各關聯節點維護一個移動節點表，其內容為該關聯節點所關聯的移動節點的標識及IP位址；各關聯節點共同維護一個路由資源信息表，其內容為移動節點的標識及與移動節點關聯的關聯節點的標識及ip地址信息，將該表存儲於IP位址的散列值大於等於該移動節點標識的第一個關聯節點上；各關聯節點維護一個m行的指針表，m為大於等於關聯節點的節點數取以IO為底的對數底值，其每行的內容為入口關聯節點的編號及待查關聯節點的編號，其中在第i行中，此處i^，l,…,m-l，入口關聯節點的編號等於該關聯節點的標識+2卜、待查關聯節點的編號為節點標識大於等於該入口關聯節點的編號的第一個關聯節點的編號；3)進行路由計算，包括移動節點通過基礎設施的路由計算步驟3.l)和移動節點之間的路由計算步驟3.2)，其中3.l)計算移動節點通過基礎設施的路由，即獲取與目標移動節點關聯的關聯節點的信息，從而將數據發送給該關聯節點實現數據的路由，包括以下子步驟3.1.l)源移動節點根據其關聯節點表找到與其關聯的關聯節點，此處稱該關聯節點為初始查詢節點；3.1.2)關聯節點進行分布式的査找步驟，即以目標移動節點的標識為關鍵字，以與目標移動節點關聯的關聯節點的IP位址為查詢值，根據初始查詢節點的指針表進行遞歸査詢；3.1.3)查找成功的節點向初始查詢節點返回査詢結果；3.2)計算移動節點之間的無線自組織網絡的路由，包括以下子步驟3.2.l)對現有無線路由協議開放式鏈路狀態路由協議進行修改，通過周期性的向鄰居節點廣播鄰居發現的Hello報文以及交換路由信息的TC報文，維護移動節點之間的路由表項；3.2.2)在計算的路由表項中去掉所有大於等於該移動節點到關聯節點之間跳數的路由項，從而利用基礎設施網絡代替無線鏈路的數據傳輸；4)進行數據轉發，根據無線網絡路由計算的結果，選擇是源移動節點直接通過無線鏈路交付，還是源移動節點先交付給關聯節點後再通過基礎設施網絡進行轉發，選擇的方法是首先判斷到兩者的無線鏈路的跳數，選擇跳數較少的鏈路進行數據轉發；如果兩者相等，則直接通過無線鏈路發送數據。最後通過圖9中的一個應用來描述網絡構建與路由計算過程。實例網絡中有9個關聯節點(其節點標識分別為Al、A8、A15、A23、A33、A39、A42、A48、A54，假設其節點標識是由其ip地址散列得到的數值)和2個移動節點(Ml、M29)，其中M1與關聯節點A8關聯，M29與關聯節點A39關聯，所有9個關聯節點組成圖4所示的Chord環結構，圖中也給出了A8節點的fingertable結構。在每一個關聯節點上，同時各自維護一個路由資源映射的數據結構，其中以移動節點的標識(如M1、M29)作為資源的關鍵字(key)，以它們關聯的關聯節點(A8、A39)作為資源的值(value)。在網絡建立的過程中，關聯節點之間通過已知的一個Chord環中的節點維護其fingertable與鄰接關係，Ml與A8關聯，A8將路由資源信息〈M1，A8〉發布到Chord環中，具體的存儲資源的節點為大於等於1(M1)的第一個關聯節點A1。同理，M29與A39關聯，信息〈M29,A39〉發布到大於等於29的第一個關聯節點A33上。所有節點在查詢移動節點路由的時候，例如査詢到M29的路由信息，則按照當前關聯節點的fingertable信息，查找節點M29對應的路由資源信息，從而實現路由資源的査詢。根據查找的結果，A8會從節點A33上得到M29的關聯節點為A39，從而得到一個(Ml，A8，A39，M29)的通信鏈路。數據在發送過程中，M1將數據交付給A8;A8依次將每個數據報文打包成新的UDP報文，以A39的地址為目的地址發送出去；A39收到上述UDP報文，還原為原來的數據包，並通過無線網絡發送給M29。以上即是一個完整的通過基礎設施網絡在兩個無線節點之間收發數據的過程。在整個過程中，移動節點要維護其關聯的關聯節點信息表，包含關聯節點的標識、IP位址；關聯節點要維護與它關聯的移動節點列表，包含移動節點的唯一標識、IP位址以及本地的路由資源信息的緩存(cache)，fingertable,以及結構為〈Mi，Ai〉的路由資源信息，其中緩存中存儲本節點在Chord環中査找過的路由資源信息的備份。每個關聯節點只負責存儲部分路由資源，它存儲的部分為標識Mi介於本關聯節點標識與Chord環中下一個關聯節點標識之間的路由資源信息。本例中，在A23節點上，只存儲M23至M32(因為Chord環中下一個關聯節點為A33)這些移動節點的路由信息。以上所述僅是本發明大規模混合無線自組織網絡中的基於結構化P2P的路由技術的優選實施方式，應當指出，對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明混合無線自組織網絡路由技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。權利要求1.一種大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法，其特徵在於包括以下步驟1)採用chord環結構組織關聯節點，將各關聯節點按其標識的大小順序加入chord環；2)建立以下各關係表各移動節點維護一個關聯節點表，內容為該移動節點所關聯的關聯節點的標識及IP位址；各關聯節點維護一個移動節點表，其內容為該關聯節點所關聯的移動節點的標識及IP位址；各關聯節點共同維護一個路由資源信息表，其內容為移動節點的標識及與移動節點關聯的關聯節點的標識及ip地址信息，將該表存儲於IP位址的散列值大於等於該移動節點標識的第一個關聯節點上；各關聯節點維護一個m行的指針表，m為大於等於關聯節點的節點數取以10為底的對數底值，其每行的內容為入口關聯節點的編號及待查關聯節點的編號，其中在第i行中，此處i＝0，1，…，m-1，入口關聯節點的編號等於該關聯節點的標識+2i-1，待查關聯節點的編號為節點標識大於等於該入口關聯節點的編號的第一個關聯節點的編號；3)進行路由計算，包括移動節點通過基礎設施的路由計算步驟3.1)和移動節點之間的路由計算步驟3.2)，其中3.1)計算移動節點通過基礎設施的路由，即獲取與目標移動節點關聯的關聯節點的信息，從而將數據發送給該關聯節點實現數據的路由，包括以下子步驟3.1.1)源移動節點根據其關聯節點表找到與其關聯的關聯節點，此處稱該關聯節點為初始查詢節點；3.1.2)關聯節點進行分布式的查找步驟，即以目標移動節點的標識為關鍵字，以與目標移動節點關聯的關聯節點的IP位址為查詢值，根據初始查詢節點的指針表進行遞歸查詢；3.1.3)查找成功的節點向初始查詢節點返回查詢結果；3.2)計算移動節點之間的無線自組織網絡的路由，包括以下子步驟3.2.1)對現有無線路由協議開放式鏈路狀態路由協議進行修改，通過周期性的向鄰居節點廣播鄰居發現的Hello報文以及交換路由信息的TC報文，維護移動節點之間的路由表項；3.2.2)在計算的路由表項中去掉所有大於等於該移動節點到關聯節點之間跳數的路由項，從而利用基礎設施網絡代替無線鏈路的數據傳輸；4)進行數據轉發，根據無線網絡路由計算的結果，選擇是源移動節點直接通過無線鏈路交付，還是源移動節點先交付給關聯節點後再通過基礎設施網絡進行轉發，選擇的方法是首先判斷到兩者的無線鏈路的跳數，選擇跳數較少的鏈路進行數據轉發；如果兩者相等，則直接通過無線鏈路發送數據。2.如權利要求1所述的大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法，其特徵在於在所述步驟3.2)中，計算移動節點之間的無線自組織網絡的路由時，使用跳數受限的按需路由協議，首先在3或4跳範圍內廣播按需路由請求，如果沒有找到路由路徑，則增加廣播的跳數，直到找到一種情況為止。3.如權利要求1或2所述的大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法，其特徵在於所述關聯節點進行分布式的査找步驟3.1.2)進一步分為以下子步驟3.1.2.l)初始查詢節點向其指針表中第一行指明的待査關聯節點發送査詢請求；3.1.2.2)待查關聯節點首先查詢其存儲的路由資源信息表中是否有到目標移動節點的映射關係，若有則向初始査詢節點返回查詢結果，若無則繼續步驟3.1.2.3);3.1.2.3)初始查詢節點向其指針表中下一行指明的待査關聯節點發送查詢請求，返回步驟3.1.2.2)。4.如權利要求3所述的大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法，其特徵在於每個關聯節點只負責存儲部分路由資源信息，它存儲的部分為移動節點的標識介於本關聯節點標識與Chord環中下一個關聯節點的標識之間的路由資源信息。5.如權利要求1所述的大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法，其特徵在於在所述步驟4)中進行數據轉發時，經關聯節點再通過基礎設施網絡進行轉發的步驟包括以下子步驟4.l)所有關聯節點對收到的報文進行分析，判斷其目的地址是否為移動節點；4.2)若不是則丟棄該數據；4.3)若是則在本地緩存的映射表中進一步查找移動節點對應的關聯節點的信息；4.4)找到即進行數據轉發；4.5)若找不到，則啟動分布式查詢過程，在關聯節點維護的分布式結構中査找目的移動節點關聯的關聯節點映射關係的信息；4.6)若找到則通過基礎設施網絡將數據轉發到該關聯節點，否則丟棄該數據。6.如權利要求1所述的大規模動態異構混合無線自組織網絡中的接入及路由計算方法，其特徵在於-在所述步驟4)中，初始查詢節點向目的地址進行數據發送之前，要對源移動節點發送的數據報進行封裝，即，將IP數據報封裝在UDP報文中，更改目的地址為査詢後得到的與目標移動節點關聯的關聯節點的IP位址，而將真正的目的IP位址置於新報文的數據域中，關聯節點將該收到的報文還原為原來格式，並向目的移動節點轉發還原後的報文。全文摘要本發明屬於無線自組織網絡路由
技術領域：
，具體的說是一種用於無線自組織網絡與當前異構基礎設施網絡相結合的混合式網絡的動態接入的構建方案與路由技術，主要解決上述大規模混合無線自組織網絡中移動節點動態接入基礎設施網絡與節點之間端到端通信的消息路由問題。本發明包括1.無線自組織網絡與基礎設施網絡的拓撲結構組成；2.移動節點的動態接入方法；3.混合無線自組織網絡中移動節點利用結構化接入節點的路由計算方法。本發明在上述構建的網絡結構中，利用P2P資源定位技術查找和維護路由信息，從而完成混合網絡中移動節點之間的路由。本發明結構簡單，可支持移動節點接入基礎設施網絡的即插即用，可以解決大規模混合網絡中節點路由技術。文檔編號H04L12/56GK101110733SQ200710120590公開日2008年1月23日申請日期2007年8月21日優先權日2007年8月21日發明者劉昭屹,威吳,忠周,張兆豐,靖曹申請人:北京航空航天大學