[发明专利]移动自组织网络中基于地理位置的IP地址自动分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动自组织网络技术，具体涉及移动网络环境中IP地址分配方法。 

背景技术

移动自组织网络是由一系列带有无线收发装置的移动节点组成的临时性的自治系统，不依赖于预设的基础设施，节点在网络中任意分布。移动节点具有路由器的功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，并且拓扑结构变化快。移动自组织网络是一种移动、多跳、无中心、自组织的网络，可以应用于战场上部队的协同通信，地震或突发事故的灾后营救，车辆间通信网络，野外科学考察、临时会议等场合。移动自组网作为一种新兴的组网方式，要想能够使用并且与其它网络实现互通，首先必须解决网络节点的IP 地址配置问题。由于节点的随机移动性、 网络的临时性、 缺乏中央管理控制、 节点能源有限等因素的影响，实现节点的自动配置要比在固定网络环境下要困难的多。对于小规模的Ad Hoc 网络来说，可以使用手动静态配置。但是对于大规模网络，尤其是允许节点自由加入和离开的开放型、实用型网络，事先配置地址是不现实的。同时在移动环境中，节点移动速度快、网络拓扑结构的动态变化大、链路维持时间短、网络在运行过程中的分割和融合现象将导致地址的泄漏和重复性问题，而传统网络的地址动态配置协议不能直接应用于移动自组网。因此，地址动态分配是移动自组网实用化、商用化的一大挑战。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供移动自组织网络中基于地理位置的IP地址自动分配方法。本发明将网络划分为多个层次的网格结构，并为每个网格预先定义临时IP地址段，便于实现代理节点的选择和管理，提供重复地址检测功能。本发明方法包括临时IP地址的配置、正式IP地址的配置和代理节点选择三个步骤。本发明通过如下技术方案实现： 

一种移动自组织网络中基于地理位置的IP地址自动分配方法，首先将网络划分为多个层次的网格结构，并为每个网格预先定义临时IP地址段，便于代理节点的选择和管理，提供重复地址检测服务；本方法包括三个步骤，第一步是临时IP地址配置：节点加入网络时从所在网格的临时IP地址段中随机选取一个作为临时IP地址，并进行重复地址检测确保所选取的临时IP地址不冲突；第二步是正式IP地址的配置：节点的临时IP地址配置成功后，通过向网络中的代理节点发送IP查询消息，避免IP地址冲突，进行正式IP地址的配置，配置成功后，若正式IP地址与临时IP地址不相同，则释放临时IP地址；第三步是代理节点的选择：节点通过HELLO信标和REG注册信息完成代理节点的选择。

上述基于地理位置的IP地址自动分配方法中，IP地址自动分配前，所有节点知道网络的全局划分，即由逐渐增大的正方形组成的分层网格结构，具体的网格划分规则是：最小的网格称为1阶正方形；任何n阶正方形包含4个(n-1)阶正方形，n≥2，即4个n阶正方形组成一个(n+1)阶正方形，为避免重叠，任何一个m阶正方形只属于一个(m+i)阶正方形，m≥1， i≥1；n阶正方形的左下角坐标为 ,其中a和b为整数。 

上述基于地理位置的IP地址自动分配方法中，所述临时IP地址的配置步骤包括：加入网络之前，节点通过GPS获取自身的地理位置，从而根据所述网格划分规则计算出自己所处的正方形；所有节点保存有所在网格预先定义的临时IP地址段，每个1阶正方形都定义了一个互不相交的临时IP地址段；节点加入网络时，会从它们所在1阶正方形的临时IP地址段中选取一个IP地址作为临时地址，发送地址请求消息AREQ给相邻的节点，并启动定时器，地址请求消息AREQ包含分组类型、序列号、节点ID号和节点请求的地址；周围的节点根据自己的邻居表中的地址信息判断是否冲突；如果存在冲突，则返回地址应答消息AREP，地址应答消息AREP包含分组类型、序列号、节点ID号和冲突的IP地址；收到地址应答消息AREP后节点重新选择一个临时IP，执行相应的操作，直到获得一个无冲突的临时地址；若节点在定时器超时后还没有收到地址应答消息AREP，则节点认为该地址不存在冲突，临时IP地址配置成功；为了避免多个节点同时加入网络并选择相同的IP地址，节点在获得临时IP地址后会运行DAD重复地址检测算法，周期广播DAD信息，DAD信息包含分组类型、节点ID号和节点IP地址，如果某节点收到包含和自己临时IP地址相同的DAD信息，则该节点释放自己的临时地址，等待一个设定时间后重新选择一个临时IP地址。