[发明专利]一种动态广播路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在路由网络中进行广播路由的方法。尤其适用于在Adhoc(英文全称Ad hoc Network，以下简称Ad hoc)或者MESH(英文全称WirelessMesh Network，以下简称MESH)网络中进行广播路由的场景。

背景技术

Ad hoc是一种移动、多跳、自愈式的网络系统。该网络中的每一个网络节点可以通过一定的判据(例如发射功率、电池剩余等信息)来确定其在网络中的不同角色，从而在正常通信的前提下，实现路由转发的功能。

由于Ad hoc网络中的节点具备了移动的特性并且不依赖于固定的网络设备，因而其物理位置不固定，路由关系也不固定，为了使得节点之间仍能正常通信，因此需要一定的路由机制来完成路由关系的重建和修复，即网络中的节点具备自愈能力。此外，由于从系统设计的角度而言，并没有对于网络规模进行限制，因此节点和节点间的通信，很有可能采用的是多跳可达而非直接可见的方式。

由于具备了上述特性，Ad hoc网络相对于目前常用的其它网络系统相比最明显的区别在于其网络构架为无中心模式，即节点间的通信无需通过某个固定节点进行控制和转发。这样使得Ad hoc网络具备更好的自愈以及防止单点故障的能力。此外，由于Ad hoc网络具备了无线特性，因此网络的前期搭建复杂度和成本相对于普通有线网络更具有与生俱来的优势。

虽然Adhoc网络相对于传统网络有许多优势，但是由于Ad hoc网络为无线且无先期规划的网络系统，在实现的时候仍然会遇到许多问题。广播风暴即为其中之一。

在有线网络中，由于信号的传递可以通过物理媒介加以限制，因此可以采用物理上的隔离以及广播策略的制定来限制广播报文对于网络负载的影响。然而，在无线网络中，由于无法对于节点间的信号传递采用物理上的隔离，因此需要设计和采用一定的方法来防止广播报文在网络中的不断泛洪，从而减少广播报文对于网络正常运行带来的影响，即防止网络风暴的产生。

通过上面的分析，可以看到对于Ad hoc网络系统如何有效的减少广播风暴，对于网络稳定、有效、正常的运行有着至关重要的作用。然而，目前大多用于Ad hoc网络的路由协议中，主要是针对单播和多播路由的讨论，而对于广播路由并没有相关的描述。

发明内容

本发明旨在解决Ad hoc以及类似网络系统中广播路由带来的问题，从而有效的减少广播风暴对网络正常运行带来的影响。

为了有效的解决广播风暴和路由自环的问题，本发明采用了在网络中动态生成扩展树的方法。

基本假设如下：

1)广播树的根节点由那些与固定网络有连接的节点担任。并且每一个广播树有且只能有一个根节点。

2)网络中的各个节点通过呼叫报文的泛洪来建立、更新、删除广播树中的相应节点。

本发明所执行方法，包括以下基本步骤：

步骤1，广播树生成，网络节点根据报文各自交互到达网关的跳数，选择和确定父节点；

步骤2，广播树更新，广播树更新过程中，根据设定的触发准则，当到达相应的触发条件时，进行广播树更新方法，进行更新；

步骤3，广播报文收发。

所述步骤1中：

1.1)如果网络节点发现自己为根节点，则无需选择父节点。但需要向指定网络中的其他节点泛洪呼叫报文，其中设置到根节点的跳数为0，且cost(路径代价值，是本发明中的一个判据，以下简称cost)值为最大值；

1.2)如果网络节点发现自己不是根节点，且各个网络节点通过发送呼叫报文交互各自到达根节点的跳数和cost值，该节点选择cost值最大，到根节点跳数最小的节点作为父节点；

1.3)如果非根节点网络节点已经选择完了父节点和根节点，则需要在呼叫报文中申明自己所属的父节点和根节点以及到根节点的跳数和cost值；

所述步骤2中，具体包括以下两个步骤：

2.1)广播树更新触发，分别包括：快触发和慢触发：

快触发在以下情况之一出现时发生：A父节点对应的根节点发生了改变；B父节点为空；C通过呼叫报文检测到父节点的连接已经断开；

慢触发在以下情况之一出现时发生：A网络节点刚刚启动；B网络拓扑已经稳定，各个网络节点定期更新各自的广播树信息；C刚刚经历了一次快触发，并且没有选择到合适的父节点；

2.2)广播树更新，本方法将选择一个拥有到达根节点最优路径的非子节点作为新的父节点。具体过程描述如下：

2.2.1)轮选当前节点的各个邻居节点；

2.2.2)如果该邻居节点是当前节点的子节点则跳过；