專利名稱：在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中用于動(dòng)態(tài)適配服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中傳送服務(wù)質(zhì)量，所述ad hoc網(wǎng)絡(luò)是使用無(wú)線電介質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)。所述網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)和/或固定節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)具有自動(dòng)和動(dòng)態(tài)地構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的屬性，一旦在節(jié)點(diǎn)和其近鄰之間建立無(wú)線通信，則所述網(wǎng)絡(luò)能夠從網(wǎng)絡(luò)的任意點(diǎn)向其他點(diǎn)傳送分組。
背景技術(shù)：
在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，如果目的節(jié)點(diǎn)在源節(jié)點(diǎn)的連接區(qū)域內(nèi)，分組從源節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，如果目的節(jié)點(diǎn)在源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送范圍內(nèi)，則分組從源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)相鄰中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)。
因此，ad hoc網(wǎng)絡(luò)能瞬間地部署沒(méi)有預(yù)先存在的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和沒(méi)有集中管理的通信網(wǎng)絡(luò)。所述網(wǎng)絡(luò)的形成是動(dòng)態(tài)的，所有的管理任務(wù)分布在網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)之間。
ad hoc網(wǎng)絡(luò)的主要特征是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用作或者能用作路由器。因此，節(jié)點(diǎn)自身使用特定的路由協(xié)議負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立并且保持連續(xù)的連通性，所述特定的路由協(xié)議能夠在相鄰節(jié)點(diǎn)間交換路由協(xié)議并且計(jì)算到所有其他節(jié)點(diǎn)的通信路徑。這些路由協(xié)議周期地發(fā)送消息用于更新ad hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?即，用于標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的鏈路)。
有兩個(gè)路由協(xié)議族先應(yīng)式路由協(xié)議以及反應(yīng)式路由協(xié)議。
對(duì)于先應(yīng)式路由協(xié)議族中的協(xié)議，借助于周期性的路由交換表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的概貌。經(jīng)由路由表所有的路徑都是直接可用的。
對(duì)于反應(yīng)式路由協(xié)議族中的協(xié)議，只有在請(qǐng)求時(shí)路徑才可用。如果根據(jù)路由表至目的節(jié)點(diǎn)的路徑不可用，則發(fā)起路徑搜索請(qǐng)求，該請(qǐng)求的結(jié)果使得在存在路徑的情況下該路徑能被發(fā)現(xiàn)。
先應(yīng)式路由協(xié)議，特別是OLSR(優(yōu)化的鏈路狀態(tài)路由)協(xié)議更特別地與本發(fā)明相關(guān)。
圖1表示OLSR協(xié)議的組成，該協(xié)議是先應(yīng)式路由協(xié)議。該協(xié)議具有兩個(gè)主要部分拓?fù)渚S持部分10，包括連接到路由節(jié)點(diǎn)選擇模塊12的拓?fù)淇刂颇K11；以及路徑選擇部分20，包括路徑計(jì)算模塊或算法21。通過(guò)周期地交換控制信息，拓?fù)渚S持部分10構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，所述拓?fù)鋱D之后用于計(jì)算路徑。通過(guò)使用多點(diǎn)中繼(MPR)路由器節(jié)點(diǎn)選擇機(jī)制，該機(jī)制也減小了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量開(kāi)銷。
根據(jù)聚集的與拓?fù)溆嘘P(guān)的信息，路徑選擇部分20使用圖形路徑計(jì)算算法(例如Dijkstra的算法)在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之間計(jì)算最佳路由，路徑選擇準(zhǔn)則就是路程段(hop)的數(shù)量。
ad hoc先應(yīng)式路由協(xié)議的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)明顯地不考慮關(guān)于路徑計(jì)算的服務(wù)質(zhì)量。這些協(xié)議采用的準(zhǔn)則通常是路程段的數(shù)量。很顯然，這樣的準(zhǔn)則對(duì)于諸如視頻會(huì)議應(yīng)用和電話應(yīng)用的實(shí)時(shí)應(yīng)用而言是不夠的。
作為路徑選擇過(guò)程的一部分，在設(shè)計(jì)階段將服務(wù)質(zhì)量考慮到路由協(xié)議實(shí)體中，預(yù)定義被稱為服務(wù)質(zhì)量的新標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的環(huán)境下，如圖1所示，路徑選擇部分20進(jìn)一步包括與路徑計(jì)算算法相關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理模塊22。這些標(biāo)準(zhǔn)的例子是時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)、帶寬標(biāo)準(zhǔn)、抖動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)等。關(guān)于服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的信息被注入拓?fù)鋱D中。充實(shí)了該服務(wù)質(zhì)量信息的新圖因而被構(gòu)建，并且考慮這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算路徑。
在現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選擇的決定被靜態(tài)地編程，其中所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)用作路徑選擇標(biāo)準(zhǔn)。因此，一旦實(shí)施了路由協(xié)議就不可能改變這些標(biāo)準(zhǔn)。
還要注意，公知的解決方案著眼于在給定狀況(帶寬或時(shí)延、可靠性、能量，等)中的優(yōu)化，提供了單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定義組合的使用。然而，這些標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)管理所導(dǎo)致的局限性很快就能被感覺(jué)到。如果在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用被共同使用，以利用不足的標(biāo)準(zhǔn)基于路由算法來(lái)確定路由，則給予那些應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量不是最佳的，特別是在所述應(yīng)用就質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而言通常不同的情況下。
用于減少這些局限性的一個(gè)解決方案是選擇多標(biāo)準(zhǔn)(或多準(zhǔn)則)路徑，這需要定義能夠?qū)λ锌赡艿臉?biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)最佳路徑的算法。然而，不可能實(shí)現(xiàn)這樣的算法，這對(duì)應(yīng)于電子數(shù)據(jù)處理中的決策復(fù)雜性問(wèn)題理論中的NP完整性問(wèn)題(如果決策問(wèn)題是在相對(duì)于實(shí)例大小的多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)，“是”響應(yīng)可以由非確定算法決定，并且如果任何NP完整性問(wèn)題可以借助于多項(xiàng)式算法被重寫(xiě)為該問(wèn)題的實(shí)例子集，則所述決策問(wèn)題是指NP完整性問(wèn)題)。存在基于試探法的近似計(jì)算技術(shù)，但是該技術(shù)受限于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量并且也是靜態(tài)的。由此，出現(xiàn)了和第一種狀況中相同的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決上述問(wèn)題并提出了一種用于適配路由協(xié)議，特別是先應(yīng)式路由協(xié)議(例如OLSR協(xié)議)的技術(shù)解決方案，以通過(guò)考慮網(wǎng)絡(luò)特性和/或所用的應(yīng)用必需的資源，使得在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中用來(lái)計(jì)算路徑的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)能夠被動(dòng)態(tài)地改變和應(yīng)用。
以上目的是借助于動(dòng)態(tài)適配服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述方法包括以下步驟a)基于網(wǎng)絡(luò)上可用的服務(wù)質(zhì)量和/或基于一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用所需要的服務(wù)質(zhì)量，確定將要在給定時(shí)刻應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；b)向至少一些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括用于計(jì)算服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的模塊，并且將它們插入到路由協(xié)議的控制分組中；以及c)根據(jù)接收的將要應(yīng)用的瞬間服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更新節(jié)點(diǎn)的路由表。
因此，該方法將服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)地應(yīng)用到路由協(xié)議，所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最佳地匹配了環(huán)境限制(節(jié)點(diǎn)數(shù)量、密度、移動(dòng)程度，等)和/或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(可用資源和/或應(yīng)用的運(yùn)行)。
通過(guò)動(dòng)態(tài)地應(yīng)用在給定時(shí)刻是最恰當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這里描述的機(jī)制有效地處理了ad hoc網(wǎng)絡(luò)的固有動(dòng)態(tài)特性。
為此目的，在步驟a)中有兩個(gè)選項(xiàng)。在第一個(gè)中，像在自我管理的網(wǎng)絡(luò)中一樣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)分析與其近鄰的交換，并自己決定選擇的標(biāo)準(zhǔn)。第二個(gè)選項(xiàng)使用網(wǎng)絡(luò)管理器，該網(wǎng)絡(luò)管理器監(jiān)督每個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源和/或在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用所請(qǐng)求的資源的狀態(tài)。它決定并應(yīng)用管理合適的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所必需的模塊。
在步驟b)中，將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)被插入到路由協(xié)議的控制消息。這樣，任何新的將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)由一般的控制消息在網(wǎng)絡(luò)上傳播，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的標(biāo)準(zhǔn)管理器提取與該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的數(shù)據(jù)。這避免在服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的每次改變時(shí)必須重寫(xiě)路由協(xié)議。
在步驟c)中，能根據(jù)直接從路由協(xié)議的路徑計(jì)算模塊或從協(xié)議外部的路徑計(jì)算模塊接收的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)計(jì)算路徑和更新路由表。當(dāng)使用協(xié)議外部的模塊時(shí)，該方法進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)地部署-例如下載-路徑計(jì)算模塊。該模塊因此被稱作可改編程序的。
以上描述的方法步驟在至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，在軟件指令的控制下通過(guò)電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行。因此，本發(fā)明還涉及計(jì)算機(jī)程序或軟件模塊，其適于由數(shù)據(jù)介質(zhì)存儲(chǔ)或發(fā)送并且包括用于通過(guò)電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行該方法的軟件指令。數(shù)據(jù)介質(zhì)可以是例如CD-ROM、軟盤(pán)或硬盤(pán)的硬件存儲(chǔ)介質(zhì)，或者是諸如電、光或無(wú)線電信號(hào)的傳輸介質(zhì)。
本發(fā)明還在于在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)地管理服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)包括用于傳送數(shù)據(jù)分組的路由節(jié)點(diǎn)，該系統(tǒng)特征在于，其進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)管理器和裝置，所述網(wǎng)絡(luò)管理器基于網(wǎng)絡(luò)上可用的服務(wù)質(zhì)量和基于一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用所需要的服務(wù)質(zhì)量，確定和計(jì)算將要在給定時(shí)刻應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所述裝置把將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)廣播到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)準(zhǔn)管理器，所述標(biāo)準(zhǔn)管理器用于根據(jù)接收的將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更新節(jié)點(diǎn)的路由表。
因此，本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于監(jiān)督(監(jiān)控)網(wǎng)絡(luò)的裝置，以便于在所有時(shí)間都具有其狀態(tài)的相干概貌，也就是可用資源和正在運(yùn)行的應(yīng)用所需要的資源。通過(guò)借助于路由協(xié)議的控制信息使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)周期地交換關(guān)于服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的信息，從該數(shù)據(jù)確定將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并將該服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)部署在路由協(xié)議中，將要考慮的標(biāo)準(zhǔn)就是插到該消息中的。
網(wǎng)絡(luò)管理器可以被集成到一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者在特定移動(dòng)或電纜終端中實(shí)施，所述特定移動(dòng)或電纜終端可以使用到網(wǎng)絡(luò)的連接。
路徑計(jì)算模塊能根據(jù)廣播的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算路由，所述路徑計(jì)算模塊專用于路由協(xié)議或者由外部可改編程序路徑計(jì)算模塊外部管理，所述可改編程序路徑計(jì)算模塊在具有相同服務(wù)質(zhì)量需求的應(yīng)用之間共享或者在應(yīng)用中被外部化(externalized)，以致每個(gè)應(yīng)用在給定其服務(wù)質(zhì)量限制時(shí)能夠選擇最合適的路徑。
本發(fā)明還在于一種適于形成ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)或固定終端，其特征在于其包括用于根據(jù)將要應(yīng)用的瞬間服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更新所述節(jié)點(diǎn)的路由表的標(biāo)準(zhǔn)管理器。這樣的終端還可以包括周期地考慮服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的任何變化的裝置，所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用中的事件確定的。


借助于下面結(jié)合附圖以非限制性舉例方式給出的特定實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特性和優(yōu)勢(shì)將顯露出來(lái)，在附圖中圖1是顯示OLSR先應(yīng)式路由協(xié)議的組成部分；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)架的一個(gè)版本；圖3示出ad hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊粋€(gè)例子，該例子用于檢測(cè)本發(fā)明的方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明旨在使得服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的管理對(duì)于ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議外部化并且任何類型的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都能被確定、廣播和考慮。為此目的，本發(fā)明提出了這樣的技術(shù)解決方案，該解決方案使用兩個(gè)主要部件，一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)級(jí)(網(wǎng)絡(luò)管理器)，另一個(gè)在節(jié)點(diǎn)級(jí)(標(biāo)準(zhǔn)管理器)，連同路由協(xié)議的控制分組的擴(kuò)展。
本發(fā)明使用并適配(即擴(kuò)展)先應(yīng)式路由協(xié)議，特別是OLSR協(xié)議，該協(xié)議是最有名的先應(yīng)式路由協(xié)議。OLSR協(xié)議在IETF(因特網(wǎng)任務(wù)工程組)的MANET(代表移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò))工作組的請(qǐng)求注解RFC3626中被定義和描述；特別地，參見(jiàn)2003年10月T.Clausen等人的網(wǎng)絡(luò)工作組文件“Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)”。
為了實(shí)現(xiàn)在路由協(xié)議中部署和應(yīng)用任意類型的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而不必在每次標(biāo)準(zhǔn)改變時(shí)重新定義該協(xié)議，本發(fā)明提出再使用路由協(xié)議的現(xiàn)有消息而不是定義新消息。使用的消息優(yōu)選地是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間周期交換的消息，例如OLSR協(xié)議的TC(拓?fù)淇刂?控制消息。不過(guò)，新消息也能用于傳輸機(jī)服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，一般的控制消息用于傳輸任何服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)連同處理函數(shù)，所述處理函數(shù)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；圖的每個(gè)元素用<源地址，目的地址，標(biāo)準(zhǔn)1，標(biāo)準(zhǔn)2，...，標(biāo)準(zhǔn)N>形式的n-元組來(lái)表示。該拓?fù)潆S后用于路由計(jì)算的目的。借助于這樣的消息，所有的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都廣播給網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。
在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上，根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)管理器連接到路由協(xié)議。更具體地，如圖2所示，節(jié)點(diǎn)100包括第一層110，該層對(duì)應(yīng)于路由協(xié)議110的層，其使用路由表1121和路徑計(jì)算模塊或算法1122(這在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的)。路由表1121在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中由路徑計(jì)算模塊1122本地維護(hù)(即更新)。路由表給出了分組或幀必須發(fā)送到的地址，以便于所述分組或幀根據(jù)定義的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)到達(dá)它們的目的地。
根據(jù)本發(fā)明，標(biāo)準(zhǔn)管理器111添加到層110并且向路由協(xié)議112發(fā)送將要在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)(或標(biāo)準(zhǔn)的組合)。然后，利用算法基于該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路徑計(jì)算，所述算法在圖中搜索路徑，例如Dijkstra的算法，在所述算法中，與邊緣相關(guān)的值(被稱為權(quán)重)由選擇的標(biāo)準(zhǔn)的值給出。
標(biāo)準(zhǔn)管理器是分配給所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部件。在節(jié)點(diǎn)中，它必須實(shí)施由標(biāo)準(zhǔn)管理器選定的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為此目的，標(biāo)準(zhǔn)管理器安裝在層120中，部件121必須將服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)插入路徑計(jì)算過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)管理器111還向路由協(xié)議112表明外部路徑計(jì)算模塊131的存在。這樣，路由協(xié)議能向外部路徑計(jì)算模塊傳遞包含標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟晥D，專用于外部模塊的路徑計(jì)算應(yīng)用到所述標(biāo)準(zhǔn)。
這樣的傳遞能直接或者經(jīng)由特定部件實(shí)現(xiàn)，這在以下專利申請(qǐng)中作了詳細(xì)描述，該申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮镕R 03 12869，(翻譯的)題為“Method ofnotifying changes of state of resources of a network to at leastone application，computer program and change of state notificationsystem for implementing the method”。兩種模式是可能的·在推模式(push mode)中，路由協(xié)議周期地向有關(guān)模塊發(fā)送拓?fù)湟晥D；·拉模式(pull mode)專門(mén)用于有關(guān)模塊主動(dòng)發(fā)起時(shí)，以便于向它們傳遞拓?fù)鋽?shù)據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)管理器使用這些服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)部件，所述部件能被動(dòng)態(tài)地部署，或者當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)部署給它，以適配瞬間的標(biāo)準(zhǔn)值以適應(yīng)緊鄰(immediate vicinity)。
本發(fā)明的系統(tǒng)還包括用于確定服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的裝置，出于路由的目的節(jié)點(diǎn)必須考慮所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)管理器200是可以被集成到一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者在特定移動(dòng)或電纜終端中實(shí)施的實(shí)體，所述特定移動(dòng)或電纜終端可以使用到網(wǎng)絡(luò)的連接。
如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)管理器200包括服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定模塊210，該模塊210連接到監(jiān)督模塊220，監(jiān)督模塊220監(jiān)督與出現(xiàn)的事件(節(jié)點(diǎn)消失/出現(xiàn)、帶寬容量增大/減小、能量等)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源的狀態(tài)以及正在運(yùn)行的應(yīng)用所需要的資源的狀態(tài)。為此目的，任何新的應(yīng)用必須向網(wǎng)絡(luò)管理器注冊(cè)，指定其服務(wù)質(zhì)量需求(例如基于IP的話音應(yīng)用指定250ms的最大時(shí)延)。管理器因此具有所有應(yīng)用需求的概貌。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的信息借助于安裝在每個(gè)節(jié)點(diǎn)(即每個(gè)用戶終端)中的探測(cè)器反饋給模塊220。能在監(jiān)督模塊中提供信息交換規(guī)則庫(kù)以使它能夠處理反饋給它的事件。
確定模塊210集成了這樣的邏輯，該邏輯用于根據(jù)由監(jiān)督模塊220指示的網(wǎng)絡(luò)資源和/或應(yīng)用的需求確定將要在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)從監(jiān)督模塊接收到新通知時(shí)，調(diào)用確定模塊并且確定將要部署的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)于服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的決定一旦作出，就被網(wǎng)絡(luò)管理器廣播到網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)管理器，以便讓它們實(shí)施。然而，定義交換協(xié)議用于向標(biāo)準(zhǔn)管理器發(fā)送來(lái)自網(wǎng)絡(luò)管理器的配置指令。該交換經(jīng)由可靠的原子傳輸機(jī)制實(shí)現(xiàn)。該協(xié)議包括下列函數(shù)·DeployQoSMetric(標(biāo)準(zhǔn))該函數(shù)在網(wǎng)絡(luò)上部署給定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)標(biāo)準(zhǔn)，即控制分組計(jì)算和插入模塊。
·SuppressQoSMetric(標(biāo)準(zhǔn))調(diào)用該函數(shù)意味著討論中的標(biāo)準(zhǔn)不再被考慮。
·DeployPath(模塊)該函數(shù)激活外部路徑計(jì)算模塊。
·Suppress Path(模塊)該函數(shù)去激活先前激活的外部路徑計(jì)算模塊。
為了不使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行退化，假定ad hoc網(wǎng)絡(luò)是具有隨時(shí)間變化的資源的網(wǎng)絡(luò)，極限閾值(最小能量級(jí)、最大負(fù)載級(jí)等)能在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中設(shè)置。
在一個(gè)實(shí)施例中，能經(jīng)由路徑計(jì)算模塊131外部地管理路由過(guò)程，所述路徑計(jì)算模塊131被動(dòng)態(tài)地部署于層130中。在這樣的環(huán)境下，現(xiàn)有路由協(xié)議112使用路徑計(jì)算模塊131代替其內(nèi)部模塊1122。路由協(xié)議112向模塊131發(fā)送拓?fù)鋱D，所述拓?fù)鋱D已經(jīng)用每個(gè)節(jié)點(diǎn)上由標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算模塊132提供的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了充實(shí)。必須修改應(yīng)用以考慮新模塊，所述新模塊可以專用于每個(gè)應(yīng)用或者可以由多個(gè)應(yīng)用共享。當(dāng)共享時(shí)，該模塊對(duì)于應(yīng)用來(lái)說(shuō)是透明的，因?yàn)橛?jì)算標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果注回應(yīng)用正與之通信的路由協(xié)議。無(wú)論該模塊是否被共享，該新的路由計(jì)算對(duì)初始路由協(xié)議不施加或只施加非常少的修改。此外，該外部模塊能在任何時(shí)間被改編程序，使其在標(biāo)準(zhǔn)管理器發(fā)起時(shí)能動(dòng)態(tài)地結(jié)合新的標(biāo)準(zhǔn)。這實(shí)現(xiàn)了服務(wù)質(zhì)量和路徑計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的外部管理。這樣能在應(yīng)用級(jí)使用服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路由拓?fù)溥M(jìn)行管理，這樣它們能應(yīng)用代表了它們的最佳給定服務(wù)質(zhì)量需求的路徑計(jì)算模式。
圖2部件之間的交互借助于想象的例子首先在下面進(jìn)行描述。接著描述示出本發(fā)明的一個(gè)可能使用的第二個(gè)例子。
交互的說(shuō)明通過(guò)舉例方式考慮在某區(qū)域內(nèi)沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施自然產(chǎn)生的ad hoc網(wǎng)絡(luò)。由于疏忽，包括在路由協(xié)議130中的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)協(xié)議不包括特定的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如果網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)被需要連續(xù)比特率(CBR)業(yè)務(wù)量特性的基于IP的話音(VoIP)應(yīng)用征用(solicite)，則新標(biāo)準(zhǔn)必須在節(jié)點(diǎn)和特定路徑計(jì)算之間進(jìn)行交換，該標(biāo)準(zhǔn)以所述特定路徑計(jì)算為基礎(chǔ)建立以針對(duì)VoIP應(yīng)用定義最優(yōu)化的路徑。第一步在網(wǎng)絡(luò)中選擇最接近于應(yīng)用所必許的可用標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)可以是抖動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，例如時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)或缺省(by default)路程段數(shù)量。該決定對(duì)于節(jié)點(diǎn)是本地的，所述節(jié)點(diǎn)將該決定傳播給其他節(jié)點(diǎn)(依據(jù)自我管理網(wǎng)絡(luò)的公知原則)，或者該決定是由網(wǎng)絡(luò)管理器200作出的全局決定，網(wǎng)絡(luò)管理器200將其經(jīng)由如上所述的特定控制消息發(fā)送到節(jié)點(diǎn)。然后，與選定標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的外部化的計(jì)算模塊131在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中被激活或者可能地從網(wǎng)絡(luò)管理器進(jìn)行動(dòng)態(tài)部署，所述選定標(biāo)準(zhǔn)例如時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)。選定標(biāo)準(zhǔn)(這里是時(shí)延標(biāo)準(zhǔn))然后也被路由協(xié)議添加到在節(jié)點(diǎn)之間交換的控制消息中，以發(fā)現(xiàn)和維護(hù)該拓?fù)?。?dāng)VoIP應(yīng)用設(shè)法建立呼叫時(shí)，它調(diào)用專用于選定標(biāo)準(zhǔn)的外部化的路徑計(jì)算模塊，所述選定標(biāo)準(zhǔn)這里是時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)。該模塊可以出現(xiàn)在所有節(jié)點(diǎn)上或被動(dòng)態(tài)地部署。它從路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)具有時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)的拓?fù)鋱D(關(guān)于該標(biāo)準(zhǔn)的信息在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上由標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算模塊計(jì)算并且由路由協(xié)議控制分組傳輸)。此外，其他應(yīng)用使用缺省路徑計(jì)算模塊，即路程段的數(shù)量。然后，VoIP應(yīng)用訪問(wèn)適用于其時(shí)延限制的路由，而其他應(yīng)用具有可能較短但是也可以是負(fù)載更重的路徑。這對(duì)于例如數(shù)據(jù)交換應(yīng)用來(lái)說(shuō)不是什么問(wèn)題。
使用范例本發(fā)明的使用特定范例參照?qǐng)D3進(jìn)行說(shuō)明，該圖顯示了ad hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞睦?，該拓?fù)渚哂羞@樣的配置該配置揭示了基于固定標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前解決方案的限制，并且就動(dòng)態(tài)適配以改變網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量狀況揭示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。圖3中示出的網(wǎng)絡(luò)包括由兩種類型的七個(gè)終端形成的七個(gè)節(jié)點(diǎn)形成第一路由R1的三個(gè)高性能終端(個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC))TH1、TH2和TH3，以及四個(gè)低性能終端(個(gè)人數(shù)字助理(PDA))Ts、TF1、TF2、TD，其中TF1、TF2在源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)之間形成第二路由R2，所述源節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)分別由終端Ts和TD形成。
所有節(jié)點(diǎn)使用11Mb/s 802.11b無(wú)線接口。如果使用時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)，則三個(gè)PC構(gòu)成的路由R1用于傳送更佳，而如果基于帶寬標(biāo)準(zhǔn)則兩個(gè)PDA構(gòu)成的路由R2用于傳送更佳。
這一特定例子考慮涉及兩種不同類型業(yè)務(wù)的兩個(gè)應(yīng)用，每種業(yè)務(wù)具有不同需求第一應(yīng)用(例如文件傳輸、http，等)使用著重于帶寬的傳輸控制協(xié)議(TCP)，第二應(yīng)用使用更加實(shí)時(shí)的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)，對(duì)其而言重要的是時(shí)延(例如多媒體傳輸)。
該測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)“交換”規(guī)則由以下算法來(lái)定義StartIf(Event＝Deterioration oflow_capacity_node resources)then metric＝Reliable nodes.
Else(other events)If(no conflict between applications)thenmetric＝default metric of applications.
/*same metric for all application*/Else metric＝delay./*preferred metric*/End根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理器中定義的規(guī)則，使用該數(shù)據(jù)選擇將要在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。取決于該決定，數(shù)據(jù)經(jīng)由路由R1(時(shí)延標(biāo)準(zhǔn))或者路由R2(帶寬標(biāo)準(zhǔn))被傳送。
下表示出根據(jù)本發(fā)明方法的工作情況。更具體地，它根據(jù)發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)中的事件定義了將要在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)

給出以上結(jié)果的情況下，很顯然地，根據(jù)應(yīng)用所需，在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)的選擇對(duì)于應(yīng)用所呈現(xiàn)的服務(wù)質(zhì)量有主要影響。
對(duì)于結(jié)果，注意應(yīng)用帶寬標(biāo)準(zhǔn)在帶寬級(jí)獲得良好的性能，對(duì)增長(zhǎng)非常明顯的時(shí)延有損害。這對(duì)于需要高帶寬的應(yīng)用是有益的，盡管對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用被置于不利地位。相反的現(xiàn)象也適于時(shí)延標(biāo)準(zhǔn)時(shí)延減少了，但是帶寬比用帶寬標(biāo)準(zhǔn)獲得的要小。
然而，本發(fā)明在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用方面獲得了最佳的折衷，在給定環(huán)境限制的情況下，所述標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)應(yīng)用的需要的最佳瞬間響應(yīng)。
該例子中獲得的結(jié)果證明了服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)管理的功效。與鋼性的、固定的標(biāo)準(zhǔn)方法不同，服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)管理提供了足夠的靈活性來(lái)最優(yōu)化地處理網(wǎng)絡(luò)中定義的服務(wù)質(zhì)量策略。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)適配服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)用于在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中傳送的方法，所述ad hoc網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)(100)，該方法根據(jù)給定時(shí)刻的所述網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，使得所述?jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)分組的傳送最優(yōu)化，所述方法包括以下步驟a)基于所述網(wǎng)絡(luò)上可用的服務(wù)質(zhì)量和/或基于一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用所需要的服務(wù)質(zhì)量，確定將要在給定時(shí)刻應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；b)向至少一些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送將要應(yīng)用的所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；以及c)根據(jù)接收的將要應(yīng)用的瞬間服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，更新所述節(jié)點(diǎn)的路由表(1121)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在a)中，可改編程序的網(wǎng)絡(luò)管理器(200)基于在給定時(shí)刻將要應(yīng)用的所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督每個(gè)節(jié)點(diǎn)(100)的資源的狀態(tài)以及監(jiān)督正在所述網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用所需要的資源的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在步驟b)中，將要應(yīng)用的所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)被插入到路由協(xié)議的控制消息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其特征在于，還包括通過(guò)給定應(yīng)用管理的模塊或者通過(guò)被多個(gè)應(yīng)用共享的可改編程序模塊(131)，對(duì)所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和路徑計(jì)算進(jìn)行外部管理的步驟。
5.一種計(jì)算機(jī)程序，包括用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法的指令。
6.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，用于存儲(chǔ)根據(jù)權(quán)利要求5的計(jì)算機(jī)程序。
7.一種在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)地管理服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)包括用于傳送數(shù)據(jù)分組的路由節(jié)點(diǎn)(100)，該系統(tǒng)特征在于，其進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)管理器(200)和裝置，所述網(wǎng)絡(luò)管理器(200)基于所述網(wǎng)絡(luò)上可用的服務(wù)質(zhì)量和基于一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用所需要的服務(wù)質(zhì)量，確定和計(jì)算將要在給定時(shí)刻應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所述裝置把所述將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)廣播到所述網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)準(zhǔn)管理器(111)，所述標(biāo)準(zhǔn)管理器(111)用于根據(jù)接收的所述將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更新所述節(jié)點(diǎn)的路由表(1121)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)管理器包括用于監(jiān)督每個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源的狀態(tài)和正在所述網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用所需要的資源的狀態(tài)的裝置(220)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的系統(tǒng)，其特征在于，其包括用于計(jì)算所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并且將所述服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)插入到所述路由協(xié)議的控制消息中的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)管理器(200)被集成到所述網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)或者所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括移動(dòng)或電纜終端，所述移動(dòng)或電纜終端連接到所述網(wǎng)絡(luò)并與所述網(wǎng)絡(luò)管理器結(jié)合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于，其進(jìn)一步包括用于向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送可改編程序路徑計(jì)算模塊和服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理軟件模塊(131，132)的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于，其進(jìn)一步包括用所述應(yīng)用中的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理路由拓?fù)涞难b置，以便于在給定需要的服務(wù)質(zhì)量的情況下它們能應(yīng)用最優(yōu)的路徑計(jì)算。
13.一種適于形成ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)(100)的移動(dòng)或固定終端，其特征在于包括標(biāo)準(zhǔn)管理器(111)，用于根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)中傳送的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更新所述節(jié)點(diǎn)的路由表(1121)。
全文摘要
一種在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)地管理服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)包括用于傳送數(shù)據(jù)分組的路由節(jié)點(diǎn)(100)。系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)管理器(200)，所述網(wǎng)絡(luò)管理器基于所述網(wǎng)絡(luò)上可用的服務(wù)質(zhì)量和基于一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用所需要的服務(wù)質(zhì)量，確定、計(jì)算以及部署將要在給定時(shí)刻應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)包括標(biāo)準(zhǔn)管理器(111)，所述標(biāo)準(zhǔn)管理器用于根據(jù)接收的所述將要應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更新所述節(jié)點(diǎn)的路由表(1121)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101069392SQ200580041443
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者Y·古朗, D-E·麥杜, L·雷諾 申請(qǐng)人:法國(guó)電信公司