[发明专利]一种基于网络编码的可信路由方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，具体涉及一种基于网络编码的可信路由方法。

背景技术

现代通信网络具有复杂、异构等特点，保障网络进行安全可信的数据传输成为网络进一步发展的迫切需求。网络中具有不良行为的节点对网络传输的稳定性和安全性具有严重威胁。目前，将信任概念引入路由的可信路由机制是一种适用于现代通信网络的重要安全策略。该机制采用分布式安全评价方法对每个节点进行信任评估，并根据节点的信任状态进行路由选择，因而能够有效防止不良节点对网络的影响。

在加入了信任机制的通信网络中，每个节点都有一个信任值来表示其传输数据的可靠程度。基于节点信任值计算每条传输链路的信任值，链路信任值反应了该链路的整体传输可靠程度。路由协议是根据链路信任值来选择最可靠的传输路径。这使得高信任值的链路被多个数据传输所占用，造成了网络负载的不均匀分布，从而导致拥塞。高信任链路中的可靠节点由于拥塞而被误判为不良节点，信任值下降，使得网络数据流转向低信任链路，导致更多的数据丢失，引起网络波动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于网络编码的可信路由方法，解决了传统信任机制带来的网络拥塞问题，具有负载均衡，节约能耗，降低时延的优点。

为达到以上目的，本发明提供的基于网络编码的可信路由方法，其步骤包括：

(1)计算源节点与目的节点之间所有链路的信任值；

(2)选取信任值最高的链路作为当前传输路径，判断当前传输路径是否存在拥塞，若存在，则进入步骤(3)，否则源节点采用当前传输路径直接进行数据传输；

(3)选取信任值与当前传输路径信任值相差最小并且不存在拥塞的链路作为主传输路径，随机选取信任值大于或等于主传输路径信任值的其他链路作为辅助编码路径；

(4)源节点采用主传输路径进行普通数据包传输，同时主传输路径与辅助传输路径的分支节点将收到的普通数据包暂存到缓冲区，生成编码数据包，并由辅助传输路径传送到主传输路径与辅助传输路径的交汇节点；

编码数据包的编码系数由矩阵产生，其中，编码包数T_l和T_h分别为主传输路径和辅助传输路径的信任值，k＜2ⁿ，n为编码操作单位长度，α是有限域GF(2ⁿ)中的本原元；

(5)交汇节点依据收到的普通数据包和编码数据包进行解码，得到主传输路径中丢失的普通数据包并发送至目的节点。

与目前的可信路由协议相比，本发明的可信路由方法可以避免高信任链路被多个传输流占用而导致的拥塞问题。该方法通过部分网络编码机制充分利用了主传输路径与辅助传输路径进行协作传输。同时，本发明提出的基于特定矩阵产生编码系数的编码方式，有效保证了交汇节点解码的成功率。本发明提出的路由方法充分利用了信任值较低的链路，既避免了拥塞，又有效解决了低信任链路丢包的问题，节约了能量，降低了时延，对于实际的无线网络可信路由框架具有重要的实用价值。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为典型网络传输场景示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对发明作进一步详细的说明。

如图1所示，对本发明方法具体包括下述步骤：

步骤(1)：获取路径信任状态。

根据网络中现有的信任评估策略得出源节点到目的节点的所有链路上的各个节点的信任状态，并计算各链路的信任值。

步骤(2)：路由选择。

首先按照传统可信路由方式选取信任值最高的链路作为传输路径，并判断是否存在拥塞。如果该链路没有发生拥塞则路由选择成功，源节点通过该链路发送数据到目的节点。如果存在拥塞，则进行入步骤(3)。

步骤(3)：路由调整。

选取次优链路(即信任值与当前链路相差最小的链路)作为当前传输路径，并判断是否存在拥塞，如果存在，则重复本步骤直到不存在拥塞为止。新选出的当前传输路径作为主传输路径，随机选取信任值大于或等于主传输路径的链路作为辅助编码路径。

步骤(4)：数据传输。

根据步骤(3)调整后的路由进行数据传输，主路径传输普通数据包，辅助路径传输编码数据包。编码过程如步骤(5)所述。

步骤(5)：部分编码。