專利名稱：：基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于使用無線自組網(wǎng)技術的領域，如無線自組網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡、無線局域網(wǎng)、無線接入等，特別涉及采用負載均衡路由技術的網(wǎng)絡。
背景技術：
：自組網(wǎng)是一種移動通信和計算機網(wǎng)絡相結合的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中的終端節(jié)點在網(wǎng)絡中可任意移動、自由加入和退出網(wǎng)絡，網(wǎng)絡拓撲結構變化頻繁。便攜式移動節(jié)點通常依靠電池提供能量，發(fā)射功率有限，有時需要多跳轉發(fā)實現(xiàn)通信，每個用戶節(jié)點都兼有路由器和終端兩種功能。節(jié)點需要運行各種面向用戶的應用程序和相應的路由協(xié)議，并根據(jù)路由策略和路由表完成數(shù)據(jù)分組的轉發(fā)和路由維護工作，故要求節(jié)點采用合適的路由協(xié)議。自組網(wǎng)絡路由協(xié)議的目標是快速、準確和高效，要求在盡可能短的時間內找到準確可用的路由信息，并能適應網(wǎng)絡拓撲的快速動態(tài)變化，同時減小引入的額外時延和維護路由的控制信息，降低路由協(xié)議的開銷，以滿足移動終端計算能力、儲存空間以及電源等方面的限制?，F(xiàn)有大多數(shù)自組網(wǎng)路由協(xié)議運行的結果都是只產(chǎn)生一條單一的路徑，由此產(chǎn)生的眾多單一路徑往往都要經(jīng)過一部分處于網(wǎng)絡中心位置的節(jié)點，大量數(shù)據(jù)通過少量節(jié)點傳輸必然導致網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞和瓶頸，使分組傳輸時延增加。同時，被過度使用的那部分節(jié)點的電池能量消耗過快，縮短了網(wǎng)絡的總體生存時間。因此，有必要在路由的生成和選擇過程中考慮網(wǎng)絡中各節(jié)點的負載和擁塞情況，對網(wǎng)絡進行負載均衡。負載均衡在本質上就是利用分組傳輸可能存在的多條路徑構建分組路由，通過有足夠剩余容量的節(jié)點轉發(fā)分組，以減輕現(xiàn)存的和潛在的局部擁塞，在網(wǎng)絡中對動態(tài)變化的負載進行成功傳輸，盡可能減少分組丟失和提高網(wǎng)絡吞吐率，為業(yè)務提供更好的QoS保證?，F(xiàn)有的自組網(wǎng)負載均衡路由方法有1、單徑負載均衡路由方法，主要有ABR(Associativity-BasedRouting，基于聯(lián)合穩(wěn)定度的路由，參見文獻TohCK.Associativity-BasedRoutingforAd-hocMobileNetworks.WirelessPersonalCommunicationsJournal，March1997，vol.4，no.2103-139.)和ARA(ant-colonybasedroutingalgorithm，基于螞蟻群體的路由算法，參見文獻GunesM，SorgesU，BouaziziI.ARA-theant-colonybasedroutingalgorithmforMANETs.InternationalConferenceonParallelProcessingWorkshops.18-21Aug.200279-85.)等。這類方法將網(wǎng)絡負載作為路由選擇的依據(jù)之一，尋找一條具有負載均衡功能的最優(yōu)化路徑，數(shù)據(jù)分組在這條路徑上進行傳輸。這種方法只用一條路徑進行數(shù)據(jù)傳輸，可靠性不強，負載均衡的效果有限。2、多徑負載均衡路由方法，主要有MSR(MultipathSourceRouting，多徑源路由，參見文獻YantaiShu，MiaoDong，LianfangZhang，YangOWW，LeiWang.Adaptivemultipathsourceroutinginadhocnetworks.ICC2001，IEEEInternationalConferenceonCommunications，11-14June2001，vol.3867-871.)和NTBMR(Neighbor-Table-BasedMultipathRouting，基于鄰居表的多徑路由，參見文獻ZhongbangYao，JunfengJiang，PingyiFan，ZhigangCao，LiVOK.Aneighbor-table-basedmultipathroutinginadhocnetworks.VehicularTechnologyConference，VTC2003，Spring2003，The57thIEEESemiannualVolume3，22-25April20031739-1743.)等。這類方法將網(wǎng)絡負載作為路由選擇的依據(jù)之一，尋找多條具有負載均衡功能的最優(yōu)化路徑，數(shù)據(jù)分組同時在多條路徑上進行傳輸。多條路徑上的并行傳輸提高了數(shù)據(jù)傳送成功率、吞吐率等網(wǎng)絡性能，減輕了網(wǎng)絡擁塞。但這類方法中多路徑的產(chǎn)生都是基于源啟動按需路由機制，會對網(wǎng)絡帶寬帶來額外的開銷；而且路由建立需要時間，會增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩说蕉藭r延?，F(xiàn)有的自組網(wǎng)負載均衡路由方法存在如下缺點負載均衡方案主要采用源啟動按需路由機制，為實現(xiàn)負載均衡而進行的通信過程增加了網(wǎng)絡帶寬的額外負擔；路由建立過程所消耗的時間增大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩说蕉藭r延；采用單路徑的負載均衡方法在可靠性和吞吐率等方面受到單一路徑的限制，負載均衡的效果有限。為此，我們將提出一種基于負載均衡的自組網(wǎng)并行多路徑路由方法，以解決現(xiàn)有算法的上述缺陷。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于減少現(xiàn)有自組網(wǎng)多路徑負載均衡路由方法中對網(wǎng)絡帶寬帶來的額外開銷，降低分組的端到端傳輸時延，提高分組傳送成功率和網(wǎng)絡吞吐率，增加算法對應用環(huán)境的適應性和健壯性。本發(fā)明中路徑選擇和業(yè)務流調度的原理需要發(fā)送業(yè)務分組的移動節(jié)點在節(jié)點內部按照最小跳數(shù)原則計算出兩條以上(如果存在的話)通往目的地的不相交路徑p1＝<s，u11，...，u1m，d>、p2＝<s，u21，...，u2n，d>、……，其中s代表源節(jié)點，d代表目的節(jié)點，u代表不同路徑上的中繼節(jié)點，m≤n；將各條路徑上各中繼節(jié)點的網(wǎng)絡層內等待發(fā)送的分組數(shù)分別相加，得到表征路徑負載的量Lp1=Σk=u11u1mwk,]]>Lp2=Σk=u21u2nwk,]]>……，比較Lp1和Lp2，……，如果Lp1小于其他路徑負載量，則將業(yè)務分組放到第一條路徑上傳送，該路徑上的各中繼節(jié)點在轉發(fā)業(yè)務分組時獨立選取最小跳數(shù)的路徑，逐跳轉發(fā)；如果Lp1大于其他路徑的路徑負載量，則將業(yè)務分組放到其他路徑中路徑負載量最小的一條路徑上，源節(jié)點事先將所有中繼節(jié)點<u1，...，un>寫入業(yè)務分組頭部，用源路由方式轉發(fā)。這樣，既能夠根據(jù)不同路徑的負載情況進行動態(tài)負載均衡，又可以保證各條路徑不會交叉或者重合，有利于避免路由耦合?；谪撦d均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，其特征是，它由路由信息交換、路由生成和數(shù)據(jù)轉發(fā)三個步驟構成。一、路由信息交換路由信息交換為全網(wǎng)范圍內的路由信息交換，由網(wǎng)絡中的每個節(jié)點周期性地向鄰居節(jié)點廣播自己的鄰居信息，并在全網(wǎng)范圍內廣播自己所知道的網(wǎng)絡拓撲信息和自己網(wǎng)絡層的負載情況(等待發(fā)送的分組數(shù))來完成。其分步驟如下1、在一跳的范圍內，節(jié)點周期性地廣播HELLO消息，其中包含自己知道的所有1跳鄰居節(jié)點的地址和狀態(tài)、本節(jié)點網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待發(fā)送的分組數(shù)；2、在全網(wǎng)范圍內，節(jié)點周期性地廣播TC(TopologyControl，拓撲控制)消息，其中包含本節(jié)點網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待發(fā)送的分組數(shù)，以及把自己作為MPR(MultipointRelay，多點中繼)的節(jié)點的地址。MPR節(jié)點按照以下方法產(chǎn)生一個節(jié)點的MPR節(jié)點是它的1跳鄰居節(jié)點的一個子集，節(jié)點要和它的所有兩跳鄰居節(jié)點通信，必須依靠該子集中的節(jié)點來中繼。3、節(jié)點收到HELLO消息和TC消息后，根據(jù)這兩種消息所攜帶的節(jié)點連接信息來構建自己的網(wǎng)絡拓撲表。從HELLO消息攜帶的鏈路狀態(tài)信息中，節(jié)點能夠得知自己是否是鄰居節(jié)點的MPR節(jié)點，如果是，則收到鄰居節(jié)點發(fā)來的TC消息時，需要對該TC消息進行轉發(fā)。本發(fā)明在路由信息交換階段的具有如下特征1、通過HELLO消息周期性地向鄰居廣播自己知道的所有1跳鄰居節(jié)點的信息，有利于鄰居節(jié)點獲得最新的本地網(wǎng)絡拓撲信息，有利于了解掌握局部網(wǎng)絡拓撲。2、通過TC消息周期性地向全網(wǎng)廣播選自己作MPR的節(jié)點的信息，把本地的局部拓撲信息散布到全網(wǎng)，有利于網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點都得到最新的、一致的全網(wǎng)拓撲信息。3、周期性地向全網(wǎng)廣播本節(jié)點網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待發(fā)送的分組數(shù)，有利于是全網(wǎng)節(jié)點了解當前的網(wǎng)絡負載狀況，從而進行相應的負載均衡操作。4、只有MPR節(jié)點才轉發(fā)TC消息，而一般節(jié)點不作處理，這樣對泛洪信息的轉發(fā)節(jié)點進行了限制，節(jié)省了廣播開銷。5、TC消息中只包含節(jié)點的部分兩跳鄰居節(jié)點，精簡了內容，減少了廣播開銷。本發(fā)明在路由信息交換階段的創(chuàng)新之處在于現(xiàn)有的自組網(wǎng)先應式路由算法在路由信息交換時，主要向鄰居和全網(wǎng)節(jié)點廣播本地的局部網(wǎng)絡拓撲信息，節(jié)點通過該信息可以尋找到去往目的地的路由，但卻無法了解各條路由上的負載輕重情況。因此，本發(fā)明將節(jié)點網(wǎng)絡層緩沖區(qū)的待發(fā)送分組數(shù)附加到局部網(wǎng)絡拓撲信息上一起廣播到全網(wǎng)，使網(wǎng)絡中的節(jié)點通過內部計算為分組找路時，不僅可以找到所需的路由，還能了解到該路由的負載狀況，有利于選擇一條負載較輕的路由，為實現(xiàn)負載均衡創(chuàng)造了條件。本發(fā)明在路由信息交換階段的實質是路由信息交換階段增加了負載信息的全網(wǎng)發(fā)布過程，為節(jié)點的選路提供網(wǎng)絡負載方面的參考，實現(xiàn)路由的分布式負載優(yōu)化選擇，為在全網(wǎng)范圍內實現(xiàn)負載均衡提供幫助。二、路由生成網(wǎng)絡中各節(jié)點通過路由信息交換步驟獲得網(wǎng)絡拓撲信息和負載信息后，在節(jié)點內部運用多重Dijkstra算法計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的多條路徑，同時計算各條路徑的路徑負載，以便于進行業(yè)務流調度時作為選擇路徑的參考。路由生成的具體步驟為1、網(wǎng)絡中各節(jié)點通過路由信息交換步驟獲得網(wǎng)絡拓撲信息和負載信息后，在節(jié)點內部運用多重Dijkstra算法計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的可能存在的多條路徑；2、計算各條路徑的路徑負載，以便于進行業(yè)務流調度時作為選擇路徑的參考。多重Dijkstra算法是在經(jīng)典的Dijkstra算法基礎上改進而成的，它能夠計算出更多的從源節(jié)點通往目的節(jié)點的路徑。其計算步驟如下1、節(jié)點獲得網(wǎng)絡拓撲信息之后，首先運用經(jīng)典的Dijkstra算法，計算出一條通往某個目的節(jié)點的、具有最小跳數(shù)的路徑；2、如果使用經(jīng)典的Dijkstra算法無法計算出到目的節(jié)點的路徑，說明當前該目的節(jié)點不可達，則停止計算；3、計算出到某個目的節(jié)點的最小跳數(shù)路徑之后，在網(wǎng)絡拓撲圖的節(jié)點集合中將該路徑中包含的所有中間節(jié)點剔除，生成一個新的網(wǎng)絡拓撲圖，如果存在通往目的節(jié)點的更多路徑，這些路徑必存在于此新的網(wǎng)絡拓撲圖中；4、在新的網(wǎng)絡拓撲圖中使用經(jīng)典的Dijkstra算法，尋找一條通往目的節(jié)點的最小跳數(shù)路徑；如果能夠得到，則說明多路徑存在；否則說明不存在通往目的節(jié)點的多路徑，停止計算。5、可以根據(jù)需要重復步驟1)～步驟4)，尋找更多通往目的節(jié)點的路徑。本發(fā)明在路由生成階段具有如下特征1、只要路徑存在，在經(jīng)典的Dijkstra算法基礎上改進的多重Dijkstra算法便能夠計算出多條的通往目的節(jié)點的最小跳數(shù)路徑，而且這些路徑互相分離，減少了相互之間的干擾；2、生成多條路由的同時，本階段還將路由上的節(jié)點的負載相加，得到了各條路由的負載，為下一階段業(yè)務流的調度提供了均衡負載的可靠依據(jù)。本發(fā)明在路由生成階段的創(chuàng)新之處在于常用的經(jīng)典的Dijkstra算法，只能夠計算出一條最小跳數(shù)路徑，本發(fā)明將其擴展，提出了多重Dijkstra算法，該算法不僅可以計算出最小跳數(shù)路徑，還可以方便地計算出更多的分離路徑；而且，本發(fā)明在生成多條路徑的過程中，全在節(jié)點內部通過計算得到，沒有為網(wǎng)絡帶寬增加任何的額外負擔，這點對于網(wǎng)絡帶寬非常緊張的無線自組網(wǎng)尤其重要。此外，本階段還通過計算得到了各條路徑的負載信息，為業(yè)務流的在多條路徑之間的合理調度提供了可靠的依據(jù)，為均衡負載創(chuàng)造了有利條件。本發(fā)明在路由生成階段的實質是用節(jié)點的計算資源換取網(wǎng)絡的帶寬資源，以可以承受的最小代價得到多條相互分離的路徑及其負載信息，在努力獲取所求性能的同時盡量減少開銷。三、數(shù)據(jù)轉發(fā)數(shù)據(jù)轉發(fā)階段主要包括路徑選擇、業(yè)務流調度、分組在并行路徑上的同時傳輸?shù)?。路徑選擇和業(yè)務流調度直接決定了各條路徑上的負載輕重，對于負載均衡的效果至關重要；分組在并行路徑上的同時傳輸能夠體現(xiàn)多路徑傳輸?shù)膬?yōu)點，但路徑之間的相互干擾是個需要注意的問題。為了減輕路徑之間的相互干擾，本發(fā)明在第一條路徑，即最小跳數(shù)路徑上采用傳統(tǒng)的表驅動路由協(xié)議所使用的轉發(fā)方法，由中間節(jié)點自主確定下一跳節(jié)點，逐跳轉發(fā)；而在其他路徑上采用源路由方式，由源節(jié)點確定所有的中間節(jié)點，并將整條路徑的信息裝入數(shù)據(jù)分組頭部，中間節(jié)點根據(jù)該頭部信息來確定是否轉發(fā)以及如何轉發(fā)。數(shù)據(jù)轉發(fā)階段的具體步驟為1、在路由生成階段得到了各條路徑的路徑負載之后，節(jié)點對來自上層的分組按照到達時間的先后依次處理；2、如果存在通往目的節(jié)點的多條路徑，則節(jié)點比較各條路徑的路徑負載，選一條負載較輕的，將數(shù)據(jù)分組發(fā)送出去；3、如果數(shù)據(jù)分組在第一條路徑，即最小跳數(shù)路徑上傳送，則采用傳統(tǒng)的表驅動路由協(xié)議所使用的轉發(fā)方法，由中間節(jié)點自主確定下一跳節(jié)點，逐跳轉發(fā)；4、如果數(shù)據(jù)分組在其他路徑上轉發(fā)，則采用源路由方式，由源節(jié)點確定所有的中間節(jié)點，并將整條路徑的信息裝入數(shù)據(jù)分組頭部，中間節(jié)點根據(jù)該頭部信息來確定是否轉發(fā)以及如何轉發(fā)；5、源節(jié)點發(fā)送分組時按照數(shù)據(jù)分組到達的先后進行，目的節(jié)點收到數(shù)據(jù)分組后，由其上層進行分組順序的調整工作。本發(fā)明在數(shù)據(jù)轉發(fā)階段的創(chuàng)新之處在于數(shù)據(jù)分組選路時根據(jù)兩條路徑的負載動態(tài)選擇；數(shù)據(jù)轉發(fā)時同時使用兩條分離路徑并行傳送；最小跳數(shù)路徑和其他路徑上數(shù)據(jù)分組的轉發(fā)機制有所不同，一種是表驅動機制，另一種是源路由機制，這種方式能夠有效避免兩條路徑使用同樣的中間節(jié)點，從而減輕了路由耦合帶來的負面影響，降低了路徑之間的相互干擾。本發(fā)明在數(shù)據(jù)轉發(fā)階段的實質是根據(jù)路徑負載的不同為數(shù)據(jù)分組動態(tài)選路以實現(xiàn)負載均衡；綜合使用表驅動和源路由兩種機制轉發(fā)數(shù)據(jù)分組以實現(xiàn)在分離路徑上的并行數(shù)據(jù)傳輸，減少路徑之間的干擾。在具體應用的過程中，可以按照上述三個階段所確定的規(guī)律和方法，通過編程來實現(xiàn)本發(fā)明提出的負載均衡多徑路由方法。本發(fā)明與其他自組網(wǎng)負載均衡多徑路由方法相比，具有以下優(yōu)點1、能夠實時收集網(wǎng)絡中各節(jié)點的負載信息，從而獲得準確的路徑負載情況；2、多路徑的生成使用多重Dijkstra算法，僅通過節(jié)點內部計算就能完成，不需要其它的額外開銷，尤其是節(jié)省了寶貴的網(wǎng)絡帶寬資源；3、為數(shù)據(jù)分組在多條路徑之間進行選路時，使用路徑負載作為依據(jù)，有利于實現(xiàn)負載均衡，提高多方面的網(wǎng)絡性能；4、綜合使用表驅動和源路由等轉發(fā)機制，在不同的路徑上使用不同的轉發(fā)方式，有利于減輕路由耦合帶來的負面影響，降低了路徑之間的相互干擾。5、同時使用兩條路徑并行傳輸數(shù)據(jù)，有利于提高網(wǎng)絡吞吐量，減少分組傳送時延。圖1為MPR示意圖采用MPR機制后，只有被選為MPR的節(jié)點才轉發(fā)包含路由信息的控制分組，這樣，就能夠在廣播路由信息時進行選擇性的泛洪，減少了參與轉發(fā)控制消息的節(jié)點數(shù)和整個網(wǎng)絡范圍內的路由控制消息數(shù)量，避免形成廣播風暴，同時也節(jié)省了開銷。隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，節(jié)點數(shù)量和節(jié)點密度的增加，采用MPR機制的優(yōu)勢會更加明顯。圖2為多重Dijkstra算法示意圖多重Dijkstra算法的主要步驟是在不同的網(wǎng)絡拓撲圖上分步、依次運行經(jīng)典的Dijkstra算法，分別得到最小跳數(shù)路徑和其他路徑，各條路徑互相分離，沒有共同的中間節(jié)點。圖3為源路由機制示意圖源路由的特點是采用主機智能，在傳送數(shù)據(jù)分組之前，源節(jié)點已經(jīng)把整條路徑上的所有中間節(jié)點以及它們的順序確定好了，并把這個信息裝入了數(shù)據(jù)分組的頭部，因此中間節(jié)點不需要為數(shù)據(jù)分組找路，只需按照頭部的設置進行轉發(fā)即可。采用這種機制能夠事先確定好路徑，減少了路徑的變動，降低了路由的隨意性，因此有利于實現(xiàn)路徑的分離和克服路徑之間的相互干擾。圖4為雙路徑并行傳輸示意圖同時使用兩條路徑并行傳輸數(shù)據(jù)，有利于提高網(wǎng)絡吞吐量，減少分組傳送時延。路徑1到目的節(jié)點的跳數(shù)最少，它采用表驅動機制，各中間節(jié)點獨立地為數(shù)據(jù)分組確定去往目的節(jié)點的下一跳節(jié)點；路徑2采用源路由機制，數(shù)據(jù)分組包含有完整的路徑信息，各中間節(jié)點根據(jù)分組頭部的信息確定下一跳節(jié)點并轉發(fā)。圖5為基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法的步驟示意圖。圖6為基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法中路由信息交換的步驟示意圖。圖7為基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法中路由生成的步驟示意圖。圖8為基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法中數(shù)據(jù)轉發(fā)的步驟示意圖。權利要求1.基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，其特征是，它由路由信息交換、路由生成和數(shù)據(jù)轉發(fā)三個步驟構成；所述路由信息交換為全網(wǎng)范圍內的路由信息交換，由網(wǎng)絡中的每個節(jié)點周期性地向鄰居節(jié)點廣播自己的鄰居信息，并在全網(wǎng)范圍內廣播自己所知道的網(wǎng)絡拓撲信息和自己網(wǎng)絡層的負載情況來完成；所述路由生成由網(wǎng)絡中各節(jié)點通過路由信息交換步驟獲得網(wǎng)絡拓撲信息和負載信息后，在節(jié)點內部運用多重Dijkstra算法計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的多條路徑，同時計算各條路徑的路徑負載，以便于進行業(yè)務流調度時作為選擇路徑的參考；所述數(shù)據(jù)轉發(fā)主要包括路徑選擇、業(yè)務流調度、分組在并行路徑上的同時傳輸?shù)取?.根據(jù)權利要求1所述的基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，其特征是，所述路由信息交換具體步驟為1)、在一跳的范圍內，節(jié)點周期性地廣播HELLO消息，其中包含自己知道的所有1跳鄰居節(jié)點的地址和狀態(tài)、本節(jié)點網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待發(fā)送的分組數(shù)；2)、在全網(wǎng)范圍內，節(jié)點周期性地廣播TC消息，其中包含本節(jié)點網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)緩沖區(qū)等待發(fā)送的分組數(shù)，以及把自己作為MPR的節(jié)點的地址；3)、節(jié)點收到HELLO消息和TC消息后，根據(jù)這兩種消息所攜帶的節(jié)點連接信息來構建自己的網(wǎng)絡拓撲表。3.根據(jù)權利要求1所述的基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，其特征是，所述路由生成具體步驟為1)、網(wǎng)絡中各節(jié)點通過路由信息交換步驟獲得網(wǎng)絡拓撲信息和負載信息后，在節(jié)點內部運用多重Dijkstra算法計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的可能存在的多條路徑；2)、計算各條路徑的路徑負載，以便于進行業(yè)務流調度時作為選擇路徑的參考。4.根據(jù)權利要求1所述的基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，其特征是，所述數(shù)據(jù)轉發(fā)具體步驟為1)、在路由生成階段得到了各條路徑的路徑負載之后，節(jié)點對來自上層的分組按照到達時間的先后依次處理；2)、如果存在通往目的節(jié)點的多條路徑，則節(jié)點比較各條路徑的路徑負載，選一條負載較輕的，將數(shù)據(jù)分組發(fā)送出去；3)、如果數(shù)據(jù)分組在第一條路徑，即最小跳數(shù)路徑上傳送，則采用傳統(tǒng)的表驅動路由協(xié)議所使用的轉發(fā)方法，由中間節(jié)點自主確定下一跳節(jié)點，逐跳轉發(fā)；4)、如果數(shù)據(jù)分組在其他路徑上轉發(fā)，則采用源路由方式，由源節(jié)點確定所有的中間節(jié)點，并將整條路徑的信息裝入數(shù)據(jù)分組頭部，中間節(jié)點根據(jù)該頭部信息來確定是否轉發(fā)以及如何轉發(fā)；5)、源節(jié)點發(fā)送分組時按照數(shù)據(jù)分組到達的先后進行，目的節(jié)點收到數(shù)據(jù)分組后，由其上層進行分組順序的調整工作。5.根據(jù)權利要求3所述的基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，其特征是，所述多重Dijkstra算法的具體步驟為1)、節(jié)點獲得網(wǎng)絡拓撲信息之后，首先運用經(jīng)典的Dijkstra算法，計算出一條通往某個目的節(jié)點的、具有最小跳數(shù)的路徑；2)、如果使用經(jīng)典的Dijkstra算法無法計算出到目的節(jié)點的路徑，說明當前該目的節(jié)點不可達，則停止計算；3)、計算出到某個目的節(jié)點的最小跳數(shù)路徑之后，在網(wǎng)絡拓撲圖的節(jié)點集合中將該路徑中包含的所有中間節(jié)點剔除，生成一個新的網(wǎng)絡拓撲圖，如果存在通往目的節(jié)點的更多路徑，這些路徑必存在于此新的網(wǎng)絡拓撲圖中；4)、在新的網(wǎng)絡拓撲圖中使用經(jīng)典的Dijkstra算法，尋找一條通往目的節(jié)點的最小跳數(shù)路徑；如果能夠得到，則說明多路徑存在；否則說明不存在通往目的節(jié)點的多路徑，停止計算。5)、可以根據(jù)需要重復步驟1)～步驟4)，尋找更多通往目的節(jié)點的路徑。全文摘要基于負載均衡的自組網(wǎng)并發(fā)多徑路由方法，屬于無線自組網(wǎng)
技術領域：
，它由路由信息交換、路由生成和數(shù)據(jù)轉發(fā)三個步驟構成。路由信息交換為全網(wǎng)范圍內的路由信息交換；路由生成由網(wǎng)絡中各節(jié)點在節(jié)點內部運用多重Dijkstra算法計算多條路徑，同時計算各條路徑的路徑負載；數(shù)據(jù)轉發(fā)包括路徑選擇、業(yè)務流調度、分組在并行路徑上的同時傳輸?shù)?。本發(fā)明能夠實時收集并掌握準確的路徑負載信息；不需要其它的額外開銷，能夠節(jié)省網(wǎng)絡帶寬資源；有利于實現(xiàn)負載均衡；有利于減輕路由耦合帶來的負面影響，降低路徑之間的相互干擾；有利于提高網(wǎng)絡吞吐量，減少分組傳送時延。本發(fā)明可以應用于無線自組網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡、無線局域網(wǎng)、無線接入等采用負載均衡路由技術的網(wǎng)絡。文檔編號H04L12/56GK1738291SQ20051002153公開日2006年2月22日申請日期2005年8月26日優(yōu)先權日2005年8月26日發(fā)明者任智,郭偉申請人:電子科技大學