Mesh網(wǎng)絡路由協(xié)議中的客戶端聲明過程優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于通信技術領域，尤其涉及一種客戶端聲明過程優(yōu)化方法，可用于MESH網(wǎng)絡路由協(xié)議的改進。
【背景技術】
[0002]在存在多個客戶端的網(wǎng)絡中，先驗式路由協(xié)議是一類常用的路由協(xié)議。在這種路由協(xié)議中，無論是否有通信需求，每個節(jié)點采用周期性地廣播包含完整路由信息的探測包的方法，維護一張包含到達其他節(jié)點的路由信息的路由表，即本地轉(zhuǎn)換表。當檢測到網(wǎng)絡拓撲結構發(fā)生變化時，節(jié)點會在網(wǎng)絡中發(fā)送包含更新消息的探測包。收到更新消息的節(jié)點將更新自身的本地轉(zhuǎn)換表，確保路由信息的準確性。源節(jié)點一旦要發(fā)送分組，可以立即獲得指向目的節(jié)點的路由。典型的先驗式路由協(xié)議有BATMAN和0LSR。在存在多個客戶端的無線MESH網(wǎng)絡中，MESH節(jié)點向全網(wǎng)節(jié)點周期性地廣播其服務的客戶端消息的過程稱為先驗式路由協(xié)議的客戶端聲明過程。
[0003]現(xiàn)行MESH網(wǎng)絡路由協(xié)議中通常使用周期性廣播全網(wǎng)所有節(jié)點路由信息的方式來實現(xiàn)更新，然而在一個廣播周期內(nèi)，網(wǎng)絡中只有部分節(jié)點的路由信息發(fā)生改變，因此這種“全部發(fā)送”的機制勢必會造成網(wǎng)絡中信息的冗余，增加網(wǎng)絡中無用信息的傳輸，使網(wǎng)絡開銷變得很大。例如，在《計算機仿真》2006年第23卷第2期《A0DV與DSDV路由協(xié)議性能仿真與比較》文章中提到的，現(xiàn)行的BATMAN_adv協(xié)議采用“全部發(fā)送”機制，源節(jié)點周期性的廣播探測包來通知鄰居節(jié)點其存在性，該探測包中包含源節(jié)點的MAC地址、源節(jié)點的上一跳節(jié)點的MAC地址、探測包的序列號等路由控制信息。由于在該機制中，需要周期性地廣播此類攜帶大量控制信息的探測包，因此需要很大的控制開銷。
[0004]另一方面，MESH網(wǎng)絡的特點在于其支持多用戶接入、支持網(wǎng)絡規(guī)?？焖贁U展。當網(wǎng)絡規(guī)模擴大后，各MESH節(jié)點服務的客戶端的數(shù)量會迅速增加，如果采用“全部發(fā)送”機制，MESH節(jié)點需要向網(wǎng)絡中其他節(jié)點發(fā)送的探測包中就必須包含所有舊客戶端和新接入客戶端的路由信息，因此網(wǎng)絡中傳輸?shù)男畔⒘繒查g增多，但由于探測包的存儲容量有限，不能同時攜帶擴展規(guī)模后的所有客戶端信息進行傳輸，導致MESH網(wǎng)絡中可同時接入的客戶端數(shù)目受限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種MESH網(wǎng)絡路由協(xié)議中的客戶端聲明過程優(yōu)化方法，以通過對現(xiàn)有MESH網(wǎng)絡路由協(xié)議中的客戶端聲明過程進行改進，減小網(wǎng)絡開銷、增加接入客戶端的數(shù)目，提高網(wǎng)絡利用率和網(wǎng)絡的可擴展性。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是在MESH網(wǎng)絡中，用域VN的值表征網(wǎng)絡節(jié)點自身所服務的客戶端信息的變化情況，并向網(wǎng)絡中的其他節(jié)點廣播和更新自身所服務的客戶端信息，其具體步驟包括如下:
[0007](I)初始化步驟:
[0008]網(wǎng)絡中的每個節(jié)點將其當前所服務的客戶端信息存儲于自身的本地轉(zhuǎn)換表中，并向網(wǎng)絡中的其他節(jié)點廣播探測包，其他節(jié)點收到探測包后，將探測包中攜帶的信息存儲于自身的全局轉(zhuǎn)換表中；
[0009](2)實時更新步驟:
[0010]當某一節(jié)點有客戶端的接入或移出時，該節(jié)點的本地轉(zhuǎn)換表發(fā)生變化，其探測包中域VN的值自增，此時，該節(jié)點立即向網(wǎng)絡中其他節(jié)點廣播探測包，其他節(jié)點收到探測包后，根據(jù)探測包的內(nèi)容，更新全局轉(zhuǎn)換表中該節(jié)點對應的域VN的值、客戶端地址信息和路由信息。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
[0012]1.本發(fā)明由于執(zhí)行了實時更新，并只在節(jié)點的本地轉(zhuǎn)換表發(fā)生變化時才廣播其探測包，而在現(xiàn)有技術中，無論節(jié)點的本地轉(zhuǎn)換表是否發(fā)生改變，節(jié)點都會周期性地廣播探測包。相比之下，本發(fā)明避免了在網(wǎng)絡中周期性傳輸相同探測包的現(xiàn)象，減輕了網(wǎng)絡負荷，減小了網(wǎng)絡開銷。
[0013]2.本發(fā)明由于在實時更新中，探測包中只攜帶域VN的值、亟待更新的客戶端地址信息和路由信息，而在現(xiàn)有技術中，探測包中必須包含節(jié)點所服務的所有客戶端地址信息和路由信息。相比之下，本發(fā)明減小了探測包中的無用信息量，解決了網(wǎng)絡所服務的客戶端數(shù)目受探測包大小限制的問題，增加了可同時接入的客戶端數(shù)目，提高了網(wǎng)絡利用率和網(wǎng)絡的可擴展性。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有MESH網(wǎng)絡架構圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖；
[0016]圖3為本發(fā)明中的探測包OGM結構圖；
[0017]圖4為本發(fā)明中的前端阻斷機制工作示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明中的轉(zhuǎn)發(fā)表查詢包結構圖；
[0019]圖6為用本發(fā)明改進前后客戶端聲明過程的探測包中攜帶信息量的對比圖；
[0020]圖7為用本發(fā)明改進前后客戶端聲明過程的網(wǎng)絡開銷對比圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖和仿真結果，驗證本發(fā)明的效果。
[0022]參照圖1，所述的MESH網(wǎng)絡由無線控制器AC、無線接入點AP和客戶端組成，其中無線控制器AC控制和管理MESH網(wǎng)絡中的無線接入點AP ;無線接入點AP設有3種類型:一是通過有線與無線控制器AC連接的無線接入點MPP，二是與MPP連接但是不接入客戶端的無線接入點MP，三是為客戶端提供接入服務的無線接入點MAP。這三種類型的無線接入點AP構成了 MESH網(wǎng)絡的架構，無線接入點AP之間能自動相互發(fā)現(xiàn)并發(fā)起建立多跳的無線連接，為客戶端提供傳輸服務。
[0023]本發(fā)明是對MESH網(wǎng)絡的BATMAN_adv路由協(xié)議中的客戶端聲明過程進行優(yōu)化，即對客戶端聲明過程的探測包結構和內(nèi)容分別進行改進。其改進的關鍵技術有兩點:一是在BATMAN_adv協(xié)議的探測包OGM中增加一個域VN，用于表征源節(jié)點本地轉(zhuǎn)換表的變化情況，通過判斷域VN的值即可確定源節(jié)點所服務的客戶端信息是否發(fā)生了變化；二是在實時更新步驟中，設置探測包OGM中只攜帶域VN的值、亟待更新的客戶端MAC地址和路由信息。
[0024]參照圖2，本發(fā)明技術方案的實現(xiàn)具體實現(xiàn)如下:
[0025]步驟一:源節(jié)點廣播探測包0GM。
[0026]當源節(jié)點的本地轉(zhuǎn)換表發(fā)生改變時，源節(jié)點向網(wǎng)絡中其他節(jié)點廣播探測包0GM。
[0027]所述的本地轉(zhuǎn)換表，是用于存儲源節(jié)點的域VN的值、其當前所服務的客戶端地址信息和路由信息的數(shù)據(jù)鏈表，當節(jié)點服務的客戶端狀態(tài)發(fā)生改變時，節(jié)點自動更新本地轉(zhuǎn)換表中存儲的VN值、客戶端地址信息和路由信息。
[0028]所述探測包0GM，是MESH網(wǎng)絡BATMAN_adv路由協(xié)議中用于描述源節(jié)點狀態(tài)的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包中攜帶有亟待更新的客戶端地址信息和路由信息。
[0029]參照圖3，探測包 OGM 包括 Packet Type、Vers1n、TTL、Flags、Sequence Number、Originator Address、Prev1us Sender、Gff Flags、TQ、TT_num_changes、TT_CRC、VN、TT_change_list十三個部分，其中:
[0030]Packet Type:表示數(shù)據(jù)包類型，探測包OGM的數(shù)據(jù)包類型是源節(jié)點狀態(tài)描述數(shù)據(jù)包；
[0031]Vers1n ??是MESH網(wǎng)絡路由協(xié)議的版本兼容性；
[0032]TTL:表示該探測包OGM的生存時間，若接收節(jié)點收到的探測包OGM中的TTL值超過了預先設定的TTL值，則接收節(jié)點認為該探測包是無效的；
[0033]Flags ??是MESH網(wǎng)絡路由協(xié)議的標志符號，標志該包為探測包；
[0034]Sequence Number:表示該探測包OGM的發(fā)送序號；
[0035]Originator Address:表示源節(jié)點的地址；
[0036]Prev1us Sender:表示轉(zhuǎn)發(fā)該包的上一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點；
[0037]Gff Flags:是網(wǎng)關標志，表示該節(jié)點所屬的網(wǎng)段；
[0038]TQ:是傳輸質(zhì)量標識，表示整個傳輸路徑的品質(zhì)優(yōu)劣；
[0039]TT_num_changes:是本地轉(zhuǎn)換表中發(fā)生變化的客戶端數(shù)目；
[0040]TT_CRC:是本地轉(zhuǎn)換表的循環(huán)冗余差錯校驗序列，用于數(shù)據(jù)傳輸檢錯；
[0041]VN:是本發(fā)明在探測包中增加的一個域，用來表示源節(jié)點本地轉(zhuǎn)換表的序號，其值通過自增來表征節(jié)點自身所服務的客戶端信息發(fā)生了變化；
[0042]TT_change_list:是一個數(shù)據(jù)列表，用于存儲亟待更新的客戶端地址信息和路由
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[0043]步驟二:接收節(jié)點接收源節(jié)點廣播的探測包OGM:接收節(jié)點接收源節(jié)點廣播的探測包0GM，在探測包OGM中查找域VN，并記錄域VN的值。
[0044]所述域VN，是本發(fā)明在探測包中增加的一個新域，用于表征源節(jié)點本地轉(zhuǎn)換表的變化情況。不同步驟中的VN值不同，SP:
[0045]在初始化步驟中，源節(jié)點將自身探測包OGM中域VN的初始值設為0，網(wǎng)絡中節(jié)點建立自身的全局轉(zhuǎn)換表，并將除自身外的其他節(jié)點的VN初始值設為O ;
[0046]在實時更新步驟中，每當源節(jié)點的本地轉(zhuǎn)換表發(fā)生變化時，其探測包OGM中域VN的值就自增I。
[0047]所述的全局轉(zhuǎn)換表，是用于存儲網(wǎng)絡中除自身外的其他節(jié)點的域VN的值、客戶端地址信息和路由信息的數(shù)據(jù)鏈表。該鏈表可以被拆分為不等長度的數(shù)據(jù)鏈表段，分別存儲網(wǎng)絡中不同節(jié)點的域VN的值、客戶端地址信息和路由信息。
[0048]步驟三:判斷探測包