[发明专利]一种在多跳无线网络上高效地址解析的方法

说明书

本发明涉及一种在多跳无线网络上高效地址解析的方法，包括节点初始化地址解析和工作过程中地址解析；节点初始化地址解析包括：根据节点配置信息，发起向地址解析服务器的注册，记录本机网络地址和链路层地址；地址解析服务器向节点返回当前已注册节点的网络和链路层地址映射表；工作过程中地址解析包括：如果要访问的节点地址映射不在映射表中，则向地址解析服务器再次发送查询信息；地址解析服务器查找，返回目的节点的网络和链路层地址；或者返回未登记；根据返回结果丢弃或转发分组。本发明大大提高了多跳无线网络里的地址解析效率，降低了网络开销，提高了系统的可扩展性。

技术领域

本发明涉及地址解析技术，具体涉及一种在多跳无线网络上高效地址解析的方法。

背景技术

以无人系统集群为代表的多个智能体之间往往需要通过无线互相通信，而智能软件大多运行于通用操作系统上，采用标准的TCP/IP协议栈进行网络通信，只不过信道是无线的。标准的TCP/IP协议在链路层有一个标准的地址解析协议(Address ResolutionProtocol,ARP)，用于确定本子网内IP地址对应的媒体接入层(Media Access Control,MAC)层地址。

而ARP协议是一个广播协议，在本子网内广播。目前常用无线接入如802.11，其无线传输带宽较高(几十到上百兆比特每秒)，且常用只有一跳(目的地都与源站直接可达)，当用户数量较少时，地址解析协议的广播对这类网络并不会带来太大的影响，但是对于一些低速的多跳无线网络，例如超短波频段的移动自组织网，其带宽只有数十千比特每秒，此时的广播就是全网的广播，需要在全无线网络里广播查找其他节点的地址映射关系，则广播开销很大，尤其是在无人系统集群时，上百甚至上千个节点都在一个子网内，此时广播开销巨大。有必要寻找高效地址解析方法，以提高多跳无线网络地址解析的网络效率。

由于以前在同一个无线子网里拥有很多个节点的应用场合较少，所以在无线网络里实现高效地址解析的高效解决方案较少，一般都是直接把有线网的策略直接应用于无线网络中。杭州华三通信技术有限公司申请的专利《一种维护ARP表的方法及装置》，申请号为201610591979.3，提供了一种维护ARP表的方法及装置，该方法应用于IP化无线接入网IPRAN中的路由设备，所述方法包括：接收报文；从所述报文中获取第一地址信息，所述第一地址信息包括所述报文的源地址信息，和/或目的地址信息；判断本地存储的ARP信息中是否存在与所述第一地址信息匹配的ARP信息；若不存在，将所述第一地址信息记录在ARP信息中。该发明实施例能够实现ARP表的快速恢复，保证路由设备提供正常的网络服务。在多跳无线网络里，如果任意一点发送一个地址解析消息，则该消息是一个广播消息，将需要全子网所有节点收到。而无线网络在很多情况下并不是单跳的，很可能是多跳，例如多跳无人集群，以及多跳移动自组织网。此时的地址解析消息就需要在全网广播以到达每个节点。通常做法，就是采用全网洪泛(Flooding)。或者采用为广播者建立广播树来解决。

华三公司提出的专利只是从接收报文里获取相应的地址信息，减少了对接收报文地址的地址解析查询，但是如果网络里大部分节点并未发送数据，或者处于刚开始大家都不知道对方地址阶段，或者发送的数据不在接收节点一跳可达范围内，接收节点就无法得知全网其他节点的地址解析信息，此时一个分组也发不出来，必须要经过专门的地址解析广播。节省的地址解析广播数量有限。

而常规的洪泛广播和建立广播树，都会给网络带来很大的负担。如果采用高效广播算法如建立广播树，则建立广播树的过程复杂，建立广播树的开销大，而且由于每个节点都有可能发送地址解析请求，需要为每个节点建立一棵广播树。这个代价总体上说并不比洪泛小。无论是采用哪种方法，在有线网很简单的地址解析问题在无线网将成为一个大大降低网络效率的麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在多跳无线网络上高效地址解析的方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种在多跳无线网络上高效地址解析的方法，包括节点初始化地址解析和工作过程中地址解析；