[发明专利]一种基于泛洪机制的Ad Hoc网络的路由方法

摘要

本发明提出一种基于泛洪机制的Ad Hoc网络的路由方法，在NS2平台下实现，包括单播和多播路由方法，主要解决：A.基于泛洪机制的广播中继集合MPRs的构建方法；B.多播路由方法，包括：(1)多播树路由表的维护、(2)多播路由树的创建、(3)组联络广播、(4)断链修复、(5)组长选举、(6)退出多播组、(7)多播树合并。本发明的方法对多播协议MAODV进行改进，采用“自我抑制泛洪”来转发路由请求报文和报文，以尽可能地减少重复分组和控制开销，提高带宽的利用率，具有高实效性，适合自组网多变的拓扑，同时这样选取出的MPRs使得泛洪数据具有一定的冗余性，也是针对无线网可靠性不高所作的调整。

主权项

1.一种基于泛洪机制的Ad Hoc网络的路由方法，在NS2平台下实现，包括单播和多播路由方法，其特征在于：A、基于泛洪机制的广播中继集合MPRs的构建方法是：(1)节点X把所有的双向邻居按最后一次收到它们的数据的时间，分时间段从晚到早排序，同一时间段节点按照它们的邻居个数从多到少排序，设最后获得序列S(x)＝{N1，N2，…，Nk}，共k个邻居，设X的所有2跳邻居的集合为Q(x)，并设x的MPRs集合为M(x)，初始M(x)为空；(2)从序列S(x)中选取第一个邻居Ni(i∈{1，2，…，k})，如果这个邻居的邻居中包含了Q(x)集合中的某些节点，那么把Ni加入到M(x)中，并把Ni覆盖的Q(x)中的节点从Q(x)中删除，然后把Ni从S(x)序列中删除；(3)如果序列S(x)为空或者集合Q(x)为空，则算法结束，所得的M(x)集合即为MPRs集合，否则返回(2)继续进行；B、多播路由的方法是：(1)多播树路由表的维护：源节点向自己不是组成员的组发送数据分为两阶段：先将数据发送给多播树的一个成员，再由该成员负责将数据在多播树中传播；(2)多播路由树的创建：节点通过发送REQ-J发起加入多播组请求，REQ里定义了一个多播标志字段，REQ-J则是在标志字段里设置对应的J(JION)标志位；如果该节点的组长表中有该组的项目，REQ-J以单播发送给该组的组长，否则，REQ-J以广播方式发送；接收到REQ-J的节点在组长列表中检查是否有该组的项目，如果没有，节点将REQ-J的组地址以及REQ-J的源地址记录入组长列表；REQ-J传播时，沿途节点在单播路由表中设置到源节点的反向路由，并重新广播REQ-J；REQ-J最终到达多播树的某个成员，也只有多播树成员才能回复加入多播树请求；收到REQ-J的多播树成员向源节点单播发送REP-J以回复加入请求，REP-J同样也是在REP的标志字段里设置对应的J标志；REP-J沿REQ-J传输时建立的反向路径传送，RE-J传输时，沿途节点在多播路由表中创建对应该组的项目，并把上游节点设置成将REP-J转发给它的邻居节点；源节点在发送完REQ-J，等待rep wait_time时间，以待REP-J的到来；源节点在接收到第一个REP-J后记录下REP-J中包含的序列号和跳数；如果req wait_time时间内有后继的REP-J到来，源节点记录接收到的有最大序列号，最少跳数的REP-J；之后，源节点在多播路由表中把上游节点设置成将具有最大序列号，最少跳数REP-J转发给它的邻居节点，并向上游节点单播发送MACT-J；MACT-J沿REP-J传播时建立的正向路径传输，所有接收到MACT-J的节点在多播路由表中设置下游节点，将连接源节点的一条枝条“嫁接”到了多播树中；如果源节点在重试若干次加入请求后，仍然没有接收到回复，说明该多播组在网络上不存在或者不可达，源节点成为新组的组长，并负责维护该组的信息；(3)组联络广播：多播组的第一个成员自动成为该组的领导，组长负责维护该组的序列号并在全网广播组联络报文(GRPH)，(GRPH)报文包含的信息包含该节点担任组长的所有组的IP地址和序列号；收到GRPH分组的节点据此更新自己的组长列表；缓存(GRPH)中的组序列号<组地址，组序列号>组地址继续对检测重复收到的GRPH。(4)断链修复：如果链路的上游节点检查到断链发生，节点将断链的下游节点从多播路由表中删除；如果该节点不是组成员且是树的叶子节点，它将通过自我修剪过程把自己从多播树中去除；(5)组长选举：树分割形成后，必须为缺组长的新树选举新的组长；如果发生断链的链路下游节点是组成员，则该节点成为分割后形成的新树的组长；(6)退出多播组：如果组长要退出多播组，它将多播路由表中自己的状态改成路由器，并发起组长选举；如果组成员要退出多播组，它先将多播路由表中自己的状态改成路由器，并检查自己是否有下游节点，如果有下游节点，它必须做为路由器待在多播树中成为组长；如果多播树的叶子节点要退出多播组，它首先将多播路由表中对应该组的路由项删除，并向上游链路发送MACT-P通知上游节点它要离开多播树，接收到MACT-P的上游节点将退出多播树的下游节点，从多播路由表中将其删除，如果上游节点删除自己的下游节点后成为叶节点且不是组成员，该节点通过“自我修剪”过程退出多播组；(7)多播树合并：多播树合并由地址较小的组长GL1发起，将GL1所在的树简记为T1，由于GL1已经通过接收GRPH得到了地址较大的组长GL2的下一跳，将GL2所在的树简记为T2，GL1单播发送REQ-JR到GL2请求进行树合并，REQ中设置J标志和R标志，REQ-JR传播的同时建立了从GL2到GL1的反向路径。