專利名稱：基于跨層的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于跨層的移動(dòng)Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無(wú)線收發(fā)裝置的移動(dòng)終端組成的多跳、臨時(shí)性自治系統(tǒng)。 當(dāng)結(jié)點(diǎn)加入到一個(gè)新的AdHoc網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)所提供的服務(wù)是一無(wú)所知的。由于無(wú)法預(yù)先 給結(jié)點(diǎn)配置使用新網(wǎng)絡(luò)服務(wù)所必須的服務(wù)信息，因此高效、可靠的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議對(duì)于網(wǎng)絡(luò)可 靠性差、結(jié)點(diǎn)移動(dòng)性大的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)而言尤其重要。
近年來(lái)，為了解決移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，研究人員從多個(gè)方面展開(kāi)研 究，所取得的成果主要有
(1) 以廣播式服務(wù)請(qǐng)求分組轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法
當(dāng)采用該方法時(shí)，服務(wù)請(qǐng)求者將自己的對(duì)目標(biāo)服務(wù)的描述封裝為服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文，向網(wǎng)絡(luò) 中廣播。為了保證服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文的覆蓋范圍，網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)都要繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)所收到的非重 復(fù)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文，直到命中目標(biāo)服務(wù)。
(2) 以邊界廣播式服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法-
當(dāng)采用該方法時(shí)，移動(dòng)結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存所有其網(wǎng)絡(luò)距離在W跳以內(nèi)的節(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)描 述文件。與結(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)距離恰為跳的結(jié)點(diǎn)被稱為該結(jié)點(diǎn)的邊界結(jié)點(diǎn)。在服務(wù)發(fā)現(xiàn)過(guò)程 中，服務(wù)請(qǐng)求結(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的緩存內(nèi)容，査找^跳區(qū)域內(nèi)的所有服務(wù)信息。若沒(méi)有命中目標(biāo) 服務(wù)，則向所有邊界結(jié)點(diǎn)廣播服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文。此過(guò)程重復(fù)直至命中目標(biāo)服務(wù)。
(3) 以組播式服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法
當(dāng)采用該方法時(shí)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的一組結(jié)點(diǎn)被選舉為目錄結(jié)點(diǎn)。此選舉過(guò)程保證網(wǎng)絡(luò)中 的所有移動(dòng)結(jié)點(diǎn)或成為目錄結(jié)點(diǎn)，或與目錄結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)距離不大于^跳("為預(yù)先設(shè)置的固 定值)；而當(dāng)選的目錄結(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)距離在^跳范圍內(nèi)的所有結(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)描述文 件。選舉過(guò)程結(jié)束后，目錄節(jié)點(diǎn)在應(yīng)用層組織并維護(hù)骨干網(wǎng)，負(fù)責(zé)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文的分發(fā)和處 理。服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文在骨干網(wǎng)中以組播方式轉(zhuǎn)發(fā)，直至目標(biāo)服務(wù)命中。
根據(jù)所采取的服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方式的不同，可將(1)和(2)歸納為網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，而(3)則屬于應(yīng)用層服務(wù)方法。以上三種方法的設(shè)計(jì)以傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中各層獨(dú)立 的原則為基礎(chǔ)，與其它各層間的接口是靜態(tài)的，并與網(wǎng)絡(luò)的約束和應(yīng)用的需求無(wú)關(guān)。然而， 移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)是為特定目的和臨時(shí)場(chǎng)合構(gòu)建的。在不同的應(yīng)用環(huán)境中，結(jié)點(diǎn)的數(shù)量、移動(dòng) 速度等各不相同，這些因素嚴(yán)重制約了以上方法在移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的可用性。移動(dòng)性是移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特性，這種移動(dòng)性對(duì)協(xié)議棧中的各層都具有一定影 響。在鏈路層，移動(dòng)性決定了鏈路特性的變化速率和鏈路連通性的持續(xù)時(shí)間。在網(wǎng)絡(luò)層，結(jié) 點(diǎn)的移動(dòng)性對(duì)分組轉(zhuǎn)發(fā)的效率起著決定性的作用。結(jié)點(diǎn)移動(dòng)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的綜合影響最終決 定了該網(wǎng)絡(luò)的健壯性和可用性。為了適應(yīng)移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)環(huán)境，有必要綜合地對(duì)網(wǎng)絡(luò) 體系結(jié)構(gòu)各層進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用各層之間的相關(guān)性力圖將各層協(xié)議集成到一個(gè)綜合的分級(jí)框架 中。因此，跨層設(shè)計(jì)對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能、合理有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源具有非常重要的意義。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明以提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率為目標(biāo)，以跨層設(shè)計(jì)為核心思想，解決移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。具體包括1. 在鏈路層，以仿真領(lǐng)域廣泛采用的網(wǎng)絡(luò)模型和移動(dòng)模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的 鏈路穩(wěn)定性模型，預(yù)測(cè)給定鏈路在未來(lái)某一時(shí)間段內(nèi)始終連通的概率。2. 在網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組織和維護(hù)可動(dòng)態(tài)伸縮的簇結(jié)構(gòu)。分簇方法的核心原則為，使簇成員 到簇首領(lǐng)的路徑在未來(lái)某一時(shí)間段內(nèi)始終連通的概率大于某一預(yù)先設(shè)定的閥值。S卩，使 簇半徑由底層的鏈路穩(wěn)定性模型直接決定。簇結(jié)構(gòu)形成后，移動(dòng)結(jié)點(diǎn)通過(guò)周期性的一跳 廣播交換拓?fù)湫畔⒓跋噜忔溌窢顟B(tài)，并以此信息為基礎(chǔ)建立所屬簇的網(wǎng)絡(luò)視圖，更新和 維護(hù)所屬簇結(jié)構(gòu)。3. 簇首領(lǐng)在應(yīng)用層組織簇間結(jié)構(gòu)；簇成員和所屬簇首領(lǐng)在網(wǎng)絡(luò)層組織簇內(nèi)結(jié)構(gòu)。'簇間結(jié)構(gòu) 采用Mesh結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)有的面向移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層組播協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請(qǐng)求。簇 內(nèi)組織采用以所屬簇首領(lǐng)為根結(jié)點(diǎn)的樹(shù)結(jié)構(gòu)，采用單播方式轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請(qǐng)求。在服務(wù)發(fā)現(xiàn) 過(guò)程中，結(jié)點(diǎn)為以其為根結(jié)點(diǎn)的子樹(shù)提供服務(wù)索引(即，結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存隸屬于其子樹(shù)的 所有節(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)的描述文件)。特別地，簇首領(lǐng)為其所在簇提供服務(wù)索引。以上全 部索引通過(guò)以Bloom過(guò)濾器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的服務(wù)摘要實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于以跨層設(shè)計(jì)為核心思想設(shè)計(jì)移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境下的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，使網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷得到有效控制。具體體現(xiàn)在1.鏈路層設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，組織形成自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性的優(yōu)化簇結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)點(diǎn)移動(dòng)導(dǎo)致簇結(jié)構(gòu)遭到破壞，修復(fù)代價(jià)被控制在簇內(nèi)。 2.網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)與應(yīng)用層設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度得到有效控制。當(dāng)目標(biāo)服務(wù) 在簇內(nèi)命中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的代價(jià)被控制在服務(wù)請(qǐng)求者與服務(wù)提供者共存的網(wǎng)絡(luò)層子樹(shù)內(nèi)。 當(dāng)服務(wù)請(qǐng)求擴(kuò)散到全網(wǎng)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的操作被簡(jiǎn)化為對(duì)應(yīng)用層簇間組織的操作。


圖1移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于跨層設(shè)計(jì)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)
圖2基于鏈路穩(wěn)定性的分簇方法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
圖3簇結(jié)構(gòu)維護(hù)和優(yōu)化方法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
圖4結(jié)點(diǎn)狀態(tài)機(jī)
圖5服務(wù)索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
圖6服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文結(jié)構(gòu)
具體實(shí)施例方式
參閱圖l，本發(fā)明通過(guò)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層的綜合設(shè)計(jì)，在移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中組織自適應(yīng)網(wǎng) 絡(luò)移動(dòng)性的基于鏈路穩(wěn)定性的多跳分簇結(jié)構(gòu)。以此為基礎(chǔ)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的綜合設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)。所述跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)分為網(wǎng)絡(luò)層的簇內(nèi)服務(wù)發(fā)現(xiàn) 和應(yīng)用層的簇間服務(wù)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)階段。當(dāng)目標(biāo)服務(wù)在簇內(nèi)服務(wù)發(fā)現(xiàn)階段命中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的代價(jià) 被控制在服務(wù)請(qǐng)求者與目標(biāo)服務(wù)提供者共存的網(wǎng)絡(luò)層子樹(shù)內(nèi)；當(dāng)服務(wù)請(qǐng)求擴(kuò)散到全網(wǎng)，簇間 服務(wù)發(fā)現(xiàn)的操作被簡(jiǎn)化為對(duì)應(yīng)用層簇間組織的操作，從而使服務(wù)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度得到有效 控制。
為了在移動(dòng)自組網(wǎng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)點(diǎn)間的鏈路穩(wěn)定性，采用了研究人員廣 泛采用的網(wǎng)絡(luò)約束條件，即假設(shè)結(jié)點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍為半徑為/ 的圓；當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè) 結(jié)點(diǎn)都在對(duì)方的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)間鏈路連通。當(dāng)考慮結(jié)點(diǎn)^相對(duì)結(jié)點(diǎn)^的隨機(jī) 移動(dòng)時(shí)，可以將結(jié)點(diǎn)力的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍(0， y )離散化為一系列間距為e的片斷，而結(jié)點(diǎn) 5到節(jié)點(diǎn)^的距離則為定義在狀態(tài)空間{& &…，^上的隨機(jī)變量，其中S對(duì)應(yīng)于第i個(gè) 間距片段。進(jìn)一步可以建立馬爾可夫鏈模型描述結(jié)點(diǎn)^相對(duì)于結(jié)點(diǎn)力的隨機(jī)移動(dòng)。通過(guò)推導(dǎo) 和計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，可計(jì)算馬爾可夫鏈模型的最終狀態(tài)向量。以此為基礎(chǔ)，假設(shè)結(jié)點(diǎn)^與 結(jié)點(diǎn)S之間的距離在"時(shí)刻為4，可得到無(wú)線鏈路在給定時(shí)間段("，"+。內(nèi)持續(xù)保持連通的概率力(4， ^ ，即結(jié)點(diǎn)^與結(jié)點(diǎn)萬(wàn)在t時(shí)刻的距離c/小于W的概率。
在移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，基于鏈路穩(wěn)定性的分簇方法的目標(biāo)為在所有結(jié)點(diǎn)中選擇一 組結(jié)點(diǎn)成為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)，此選擇應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)中的其它結(jié)點(diǎn)至少與一個(gè)簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成(Ot, t) 關(guān)系，即保證該結(jié)點(diǎn)到簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)間的路徑在給定時(shí)間段t內(nèi)始終保持連通的概率大于某一
預(yù)先給定的閥值a。根據(jù)概率論乘法原理，可以得到移動(dòng)自組網(wǎng)環(huán)境下路徑穩(wěn)定性的計(jì)算方法。 設(shè)結(jié)點(diǎn)/1和結(jié)點(diǎn)5之間的路徑由/7條鏈路組成。令P")為該路徑在時(shí)間t內(nèi)始終保持連通的 概率，則
P(,) = fl4(《") (1)
其中，t)為構(gòu)成結(jié)點(diǎn)A與結(jié)點(diǎn)B之間路徑的第A條鏈路的穩(wěn)定性，d為構(gòu)成第A條鏈路 的兩結(jié)點(diǎn)在初始時(shí)刻的距離。在簇結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程中，結(jié)點(diǎn)在所有符合(a, t)條件的周圍結(jié) 點(diǎn)中選擇地址最大的結(jié)點(diǎn)成為自己的簇頭結(jié)點(diǎn)。同時(shí)，為了保證分簇方法在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的收 斂，方法設(shè)定i^作為簇結(jié)構(gòu)半徑的上限。
請(qǐng)參閱圖2。圖2描述了在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇方法所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中中間結(jié)果 記錄的各個(gè)字段意義如下
* 5"e"fife2i/A發(fā)送結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)/";
* yVy\K :洪泛階段的中間結(jié)果，其中在ifer洪泛階段為結(jié)點(diǎn)當(dāng)前已知的最大結(jié)點(diǎn)iZ ;而 在析/7洪泛階段為結(jié)點(diǎn)已知的最小結(jié)點(diǎn)J"。
* 6Ya&7"" ^"ofer—/"所標(biāo)識(shí)的結(jié)點(diǎn)與/T77W^P所標(biāo)識(shí)的結(jié)點(diǎn)之間路徑的穩(wěn)定性尸U);
* ^bp5LCo"/^:組成上述路徑的鏈路的數(shù)目；
* y e^7A^/e—n:構(gòu)成上述路徑的中繼結(jié)點(diǎn)/"。
選舉記分板用于保存ife義洪泛階段和奶V7洪泛階段所有輪次的中間結(jié)果。表中空白項(xiàng)用 于填寫某一階段某輪次的/r/yVyV^ 值。
基于鏈路穩(wěn)定性的分簇方法由三個(gè)階段構(gòu)成ife;r洪泛階段，奶'"洪泛階段以及簇成員聚 攏階段。
1. 在ife;r洪泛階段，所有結(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播/7ooc/ifex報(bào)文，向周圍鄰居通報(bào)其暫時(shí)認(rèn) 可的簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)地址。/7^dlfer報(bào)文與中間結(jié)果記錄格式相同，其中A^OT的值填寫已 知的最大結(jié)點(diǎn)地址。這一過(guò)程持續(xù)"皿輪次。
2. 在奶'/7洪泛階段，所有結(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播/7wo^'/7報(bào)文，向周圍鄰居通報(bào)其已知的 最小簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)地址。/7wd必V7報(bào)文由一個(gè)單獨(dú)的/f/A^57 字段組成。其中填寫已知的最小簇頭結(jié)點(diǎn)地址。所有輪次的中間結(jié)果通過(guò)中間結(jié)果記錄的/^W^ 字段緩存。i^7洪泛 階段持續(xù)"，輪次。
3.在簇成員聚攏階段，利用選舉記分板所記錄的信息，結(jié)點(diǎn)以下列原則確定所屬簇，從而 向簇頭結(jié)點(diǎn)聚攏。
*原則l:若結(jié)點(diǎn)在奶'"洪泛階段收到的/7^c^'"報(bào)文中發(fā)現(xiàn)自己的結(jié)點(diǎn)地址，則該結(jié)點(diǎn)
選舉自己成為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)。
原則2:結(jié)點(diǎn)檢査選舉記分板各個(gè)輪次的記錄信息。若有結(jié)點(diǎn)的地址在洪泛階段和必V
洪泛階段同時(shí)出現(xiàn)，則在這些結(jié)點(diǎn)中選擇結(jié)點(diǎn)地址最小的結(jié)點(diǎn)成為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)。 參原則3:選舉#3義洪泛階段出現(xiàn)的最大結(jié)點(diǎn)地址為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)。
移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)拓?fù)涫勾亟Y(jié)構(gòu)始終處于不穩(wěn)定的狀態(tài)當(dāng)中。隨著網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的增 強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)中有可能出現(xiàn)冗余的簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)；同樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性下降，簇結(jié)構(gòu)有必要分裂、 收縮或重構(gòu)，縮小規(guī)模以適應(yīng)結(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的增強(qiáng)。為了在動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下維護(hù)和優(yōu)化簇結(jié) 構(gòu)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于鏈路穩(wěn)定性的簇結(jié)構(gòu)維護(hù)和優(yōu)化方法。
首先，方法為移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意結(jié)點(diǎn)力定義了四類狀態(tài)
(1) 忠誠(chéng)簇成員狀態(tài)若在與結(jié)點(diǎn)J滿足(oc, t)關(guān)系(定義詳見(jiàn)第4頁(yè))的所有鄰近結(jié)點(diǎn)中， 只有一個(gè)簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)，則結(jié)點(diǎn)/I從屬于該簇首領(lǐng)，且處于忠誠(chéng)狀態(tài)。
(2) 不忠簇成員狀態(tài)若在與結(jié)點(diǎn)Z滿足((X, ^關(guān)系的所有鄰近結(jié)點(diǎn)中，有多個(gè)簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)，
則結(jié)點(diǎn)//從屬于其中一個(gè)簇首領(lǐng)，但處于不忠狀態(tài)。
(3) 健康簇首領(lǐng)狀態(tài)若結(jié)點(diǎn)^為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)，且其簇成員中至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)為忠誠(chéng)簇成員， 則結(jié)點(diǎn)力處于健康狀態(tài)。
(4) 瀕死簇首領(lǐng)狀態(tài)若結(jié)點(diǎn)^為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)，且其所有簇成員均處于不忠狀態(tài)，則結(jié)點(diǎn)力 領(lǐng)導(dǎo)的簇為冗余簇，結(jié)點(diǎn)力處于瀕死狀態(tài)。
請(qǐng)參閱圖3?；阪溌贩€(wěn)定性的簇結(jié)構(gòu)維護(hù)和優(yōu)化方法使用如圖3所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)暫存該
局部拓?fù)湫畔?。圖3中各數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)字段詳細(xì)意義如下所述 (1)結(jié)點(diǎn)信息表
結(jié)點(diǎn)信息表各個(gè)字段含義如下
/Voote^Wdr:結(jié)點(diǎn)地址；
d^Vrfr:該結(jié)點(diǎn)所屬簇結(jié)構(gòu)的簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)地址； ^;6一Z "e:該結(jié)點(diǎn)信息的發(fā)布時(shí)間；* 5Yato5:該結(jié)點(diǎn)當(dāng)前所處狀態(tài)；
5Ya&7""到該結(jié)點(diǎn)的最短路徑的路徑穩(wěn)定性； Afert—/fop:從本地出發(fā)到該結(jié)點(diǎn)的下一跳結(jié)點(diǎn)地址。 (2)鏈路信息表
鏈路信息表各個(gè)字段含義如下
MWe一Z和Ue—及構(gòu)成該鏈路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)在結(jié)點(diǎn)信息表中的索引； 5Ya&7/t"該鏈路的穩(wěn)定性；
* Az/L/fe^:該鏈路信息的發(fā)布時(shí)間；
* ￡>/Lfete:該鏈路信息的過(guò)期時(shí)間，設(shè)該鏈路信息的穩(wěn)定性為」(4, 0，其中4為構(gòu)成 該鏈路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)在初始時(shí)刻的距離，則該鏈路信息的過(guò)期時(shí)間為
上述等式保證結(jié)點(diǎn)鏈路信息表中的所有鏈路在^^一"3^之前保持穩(wěn)定的概率不小于CC。結(jié)點(diǎn)
通過(guò)內(nèi)置計(jì)時(shí)器檢查鏈路的有效情況。鏈路過(guò)期將觸發(fā)結(jié)點(diǎn)鏈路信息表和結(jié)點(diǎn)信息表的更新。 1.結(jié)點(diǎn)信息表和鏈路信息表的更新 在簇結(jié)構(gòu)的維護(hù)和優(yōu)化過(guò)程中，結(jié)點(diǎn)通過(guò)周期性廣播^^乃報(bào)文(//Wh報(bào)文包括結(jié)點(diǎn)鏈
路和結(jié)點(diǎn)信息表的全部表項(xiàng))與鄰居分享拓?fù)湫畔?即，所有與其滿足(oc，()關(guān)系的鄰近結(jié)
點(diǎn)和鏈路的信息)，從而在本地構(gòu)建起局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。根?jù)所掌握的信息，結(jié)點(diǎn)周期性更新自 己的狀態(tài)，并根據(jù)狀態(tài)的變化執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，從而動(dòng)態(tài)維護(hù)和優(yōu)化簇結(jié)構(gòu)。
(1) 當(dāng)收到鄰居廣播的Zfe7io報(bào)文時(shí)，結(jié)點(diǎn)首先判斷與/feJ"報(bào)文發(fā)送者之間的鏈路是否滿
足(oc, t)關(guān)系。如是則在鏈路信息表中插入或更新此鏈路信息。更新時(shí)以鏈路信息表的
Zfe^為標(biāo)準(zhǔn)，以新信息取代舊信息，同時(shí)設(shè)置定時(shí)器以在鏈路過(guò)期時(shí)更新鏈路表。
(2) 收到Hello報(bào)文的結(jié)點(diǎn)將自己的鏈路和結(jié)點(diǎn)信息表與Hello報(bào)文中攜帶的信息合并。若 信息已在鏈路或結(jié)點(diǎn)信息表中存在，則以Pub—Date為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更新。
(3) 收到/fe^o報(bào)文的結(jié)點(diǎn)為新的結(jié)點(diǎn)信息表分配存儲(chǔ)空間，并應(yīng)用Z 力A^ra算法，在合并 后的鏈路和結(jié)點(diǎn)信息表的基礎(chǔ)上構(gòu)建和更新局部拓?fù)湫畔ⅰＦ渲衼?j^s^s算法用于在移 動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)連通圖模型上求解從本地結(jié)點(diǎn)到各個(gè)鄰居結(jié)點(diǎn)的最短路徑。
(4) 以上步驟完成后，收到〃e/7o報(bào)文的結(jié)點(diǎn)回收舊結(jié)點(diǎn)信息表所用內(nèi)存，并在鏈路信息表 中刪除所有不可達(dá)鏈路。
(5) 當(dāng)計(jì)時(shí)器過(guò)時(shí)后，結(jié)點(diǎn)首先刪除過(guò)期鏈路，隨后從上述步驟(3)開(kāi)始，更新結(jié)點(diǎn)和鏈路信
息表o2.結(jié)點(diǎn)狀態(tài)更新在對(duì)鏈路和結(jié)點(diǎn)信息表進(jìn)行更新后，結(jié)點(diǎn)根據(jù)所掌握的局部拓?fù)湫畔?，按圖4所示的狀 態(tài)機(jī)維護(hù)結(jié)點(diǎn)狀態(tài)。以下對(duì)圖4中標(biāo)注的各狀態(tài)遷移過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)解釋。 歩驟T1，對(duì)于處于簇成員狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若在査詢結(jié)點(diǎn)信息表的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)多個(gè)健康簇首領(lǐng)， 則狀態(tài)遷移為不忠簇成員。步驟T2，對(duì)于處于簇成員狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若當(dāng)前簇首領(lǐng)在結(jié)點(diǎn)信息表中是唯一的健康簇首領(lǐng)， 或者當(dāng)前簇首領(lǐng)失效或退化為瀕死、且所有與其同屬一個(gè)簇的鄰近結(jié)點(diǎn)與簇首領(lǐng)的網(wǎng)絡(luò)距離 (路由跳數(shù))不大于自己，則結(jié)點(diǎn)主動(dòng)選擇其它健康簇首領(lǐng)加入。若在此過(guò)程中只發(fā)現(xiàn)唯一 的選擇，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換為忠誠(chéng)簇成員。步驟T3，對(duì)于處于簇成員狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若當(dāng)前簇首領(lǐng)是結(jié)點(diǎn)信息表中唯一的健康簇首領(lǐng)。 步驟T4,對(duì)于處于簇成員狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若當(dāng)前簇首領(lǐng)保持健康、或在結(jié)點(diǎn)信息表中有比當(dāng) 前簇首領(lǐng)更穩(wěn)定的簇首領(lǐng)，則結(jié)點(diǎn)更換所在簇，并維持不忠狀態(tài)。若當(dāng)前簇首領(lǐng)失效或退化 為瀕死，且所有與其同屬一個(gè)簇的鄰近結(jié)點(diǎn)與簇首領(lǐng)的網(wǎng)絡(luò)距離(路由跳數(shù))不大于自己， 則結(jié)點(diǎn)主動(dòng)選擇其它健康簇首領(lǐng)加入；若在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)多種選擇，則在改變所屬簇后仍維 持為不忠簇成員狀態(tài)。步驟T5和T6，對(duì)于處于簇成員狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若當(dāng)前簇首領(lǐng)失效或退化為瀕死，且所有與其 同屬一個(gè)簇的鄰近結(jié)點(diǎn)與簇首領(lǐng)的網(wǎng)絡(luò)距離(路由跳數(shù))不大于自己，則結(jié)點(diǎn)主動(dòng)選擇其它 健康簇首領(lǐng)加入。若在選擇過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)其它健康簇首領(lǐng)，則結(jié)點(diǎn)由簇成員地位晉升為健康 簇首領(lǐng)。步驟T7和T8，對(duì)于處于簇首領(lǐng)狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若結(jié)點(diǎn)在查詢信息表的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)處于忠誠(chéng)狀 態(tài)的簇成員，或結(jié)點(diǎn)當(dāng)前為唯一可見(jiàn)的健康簇首領(lǐng)。步驟T9和T10,對(duì)于處于簇首領(lǐng)狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若結(jié)點(diǎn)在査詢信息表的過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)處于忠 誠(chéng)狀態(tài)的簇成員，且發(fā)現(xiàn)多個(gè)健康簇首領(lǐng)，則結(jié)點(diǎn)所領(lǐng)導(dǎo)的簇退化為冗余簇。若仍有反應(yīng)遲 鈍的簇成員未脫離該簇，則結(jié)點(diǎn)維持簇首領(lǐng)地位，但狀態(tài)退化為瀕死。步驟Tll，對(duì)于處于簇首領(lǐng)狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若當(dāng)所有簇成員已脫離結(jié)點(diǎn)領(lǐng)導(dǎo)的冗余簇，則結(jié)點(diǎn) 將主動(dòng)選擇其它健康簇首領(lǐng)加入。若在此過(guò)程中只發(fā)現(xiàn)唯一選擇，則加入新簇，且狀態(tài)轉(zhuǎn)移 為忠誠(chéng)簇成員。步驟T12，對(duì)于處于簇首領(lǐng)狀態(tài)的結(jié)點(diǎn)，若當(dāng)所有簇成員已脫離結(jié)點(diǎn)領(lǐng)導(dǎo)的冗余簇，則結(jié)點(diǎn) 將主動(dòng)選擇其它健康簇首領(lǐng)加入。若在此過(guò)程中選擇不唯一，則加入新簇，但狀態(tài)轉(zhuǎn)移為不 忠簇成員。在上述步驟的基礎(chǔ)上，可利用已有的簇結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)中部署分層次的目錄結(jié)點(diǎn)，以支持 移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)層，屬于同一簇的所有結(jié)點(diǎn)組織樹(shù)結(jié)構(gòu)，其 中，結(jié)點(diǎn)為以其為根結(jié)點(diǎn)的子樹(shù)提供服務(wù)索引；特別的，簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)為其所在簇提供服務(wù)索 弓l。此索引通過(guò)以Bloom過(guò)濾器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的服務(wù)摘要實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò) 層之上組織覆蓋網(wǎng)Mesh結(jié)構(gòu)，通過(guò)整合已有的面向移動(dòng)自組網(wǎng)的應(yīng)用層組播協(xié)議，實(shí)現(xiàn)簇間 的服務(wù)請(qǐng)求分組轉(zhuǎn)發(fā)。 1.網(wǎng)絡(luò)層簇內(nèi)服務(wù)發(fā)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)通過(guò)協(xié)作在所屬簇內(nèi)查找服務(wù)的過(guò)程稱為簇內(nèi)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，此過(guò)程發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層。為 了給上層的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議提供支持，隸屬于同一簇首領(lǐng)的結(jié)點(diǎn)需要在網(wǎng)絡(luò)層組織樹(shù)結(jié)構(gòu)，以 提供分層次的服務(wù)索引。此索引通過(guò)以Bloom過(guò)濾器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的服務(wù)摘要來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1) 以Bloom過(guò)濾器為基礎(chǔ)的服務(wù)摘要*初始狀態(tài)時(shí)，將Bloom過(guò)濾器各位置0;*使用A個(gè)相互獨(dú)立的、預(yù)先給定的哈希函數(shù)，將服務(wù)描述文件映射到Bloom過(guò)濾器的各 位中。對(duì)任意一個(gè)元素;r，第J'個(gè)哈希函數(shù)映射的位置力i(,)被置為1 (l《/《《。*在判斷某一給定目標(biāo)服務(wù)(設(shè)其服務(wù)描述信息為》是否在索引中命中時(shí)，對(duì)y應(yīng)用A次 哈希函數(shù)，如果在Bloom過(guò)濾器中所有力,(力的位置都為1 (1《j'《k)，則認(rèn)為該目 標(biāo)服務(wù)在索引中命中，否則認(rèn)為目標(biāo)服務(wù)不是索引中的元素。(2) 組織簇內(nèi)結(jié)構(gòu)的方法 屬于同一簇的所有結(jié)點(diǎn)組織樹(shù)結(jié)構(gòu)為上層服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議提供索引。其中父結(jié)點(diǎn)為其所領(lǐng)導(dǎo)的子樹(shù)提供索引，而簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)為其所在簇提供索引。其索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖5所示。服務(wù)索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各個(gè)字段意義如下-*父結(jié)點(diǎn)地址(尸are/7t):簇內(nèi)樹(shù)結(jié)構(gòu)的父結(jié)點(diǎn)地址；*過(guò)期時(shí)間(ZfeaWi/7e):父結(jié)點(diǎn)的有效時(shí)間；* Bloom過(guò)濾器A't位值(5it「aA/e): Bloom過(guò)濾器某一位的值；*位計(jì)時(shí)器對(duì)應(yīng)位的過(guò)期時(shí)間。在該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，使用位計(jì)時(shí)器對(duì)Bloom過(guò)濾器進(jìn)行了擴(kuò)展。引入位計(jì)時(shí)期對(duì)Bloom過(guò) 濾器的各個(gè)位進(jìn)行有效性檢測(cè)。當(dāng)計(jì)時(shí)器到時(shí)時(shí)將該位置0。位計(jì)時(shí)器的更新由該結(jié)點(diǎn)在樹(shù) 結(jié)構(gòu)中的直接子結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)。*結(jié)點(diǎn)的服務(wù)索引由ZfeWo報(bào)文攜帶，通過(guò)周期性一跳廣播在樹(shù)結(jié)構(gòu)的相鄰父子結(jié)點(diǎn)之間 交換。當(dāng)收到鄰居結(jié)點(diǎn)的^e^o報(bào)文后，結(jié)點(diǎn)按以下步驟進(jìn)行處理-參子結(jié)點(diǎn)更新父結(jié)點(diǎn)有效期延長(zhǎng)服務(wù)索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的過(guò)期時(shí)間。 更新服務(wù)索引對(duì)子結(jié)點(diǎn)的Bloom過(guò)濾器與父結(jié)點(diǎn)的Bloom過(guò)濾器執(zhí)行"與"操作。*更新位計(jì)時(shí)器延長(zhǎng)Bloom過(guò)濾器相應(yīng)&'t位的有效期。拳'父結(jié)點(diǎn)過(guò)期時(shí)間到期觸發(fā)的更新動(dòng)作對(duì)于過(guò)期的父結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)根據(jù)其分簇協(xié)議維護(hù)的鏈路信息表和結(jié)點(diǎn)信息表在簇內(nèi)選擇新的父結(jié)點(diǎn)，并立即廣播/fe^o報(bào)文以通知樹(shù)結(jié)構(gòu)的改變。*位計(jì)時(shí)器過(guò)期觸發(fā)的更新動(dòng)作對(duì)于過(guò)期的Bloom過(guò)濾器的"/f位，結(jié)點(diǎn)將其置0。 (3)簇內(nèi)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)方法當(dāng)結(jié)點(diǎn)發(fā)起服務(wù)發(fā)現(xiàn)操作時(shí)，首先使用Bloom過(guò)濾器對(duì)其所請(qǐng)求的服務(wù)進(jìn)行摘要。隨后， 封裝如圖6所示的服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文并向網(wǎng)絡(luò)提交。其各字段意義如下-*源地址(5bw/"ce^/dr):服務(wù)請(qǐng)求結(jié)點(diǎn)地址； *報(bào)文標(biāo)識(shí)(^ ue"/歷服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文頂*請(qǐng)求服務(wù)摘要(ferWceylfefrsct):使用Bloom過(guò)濾器對(duì)所請(qǐng)求的服務(wù)表述文件的摘要。簇內(nèi)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)方法所涉及的步驟如下所述 *服務(wù)請(qǐng)求的發(fā)起者將Zas^bp置為其結(jié)點(diǎn)地址，并將該請(qǐng)求向網(wǎng)絡(luò)提交。 參當(dāng)發(fā)起或收到服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文時(shí)，結(jié)點(diǎn)首先對(duì)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)行必要的記錄，并根據(jù)此記錄丟棄重復(fù)的報(bào)文。*結(jié)點(diǎn)通過(guò)對(duì)Bloom過(guò)濾器的操作判斷目標(biāo)服務(wù)是否在自己的子樹(shù)內(nèi)命中。*當(dāng)結(jié)點(diǎn)自己即為被目標(biāo)服務(wù)的提供者時(shí)，結(jié)點(diǎn)發(fā)起服務(wù)回復(fù)過(guò)程，此過(guò)程利用網(wǎng)絡(luò)層路由完成。否則，結(jié)點(diǎn)在自己的子樹(shù)內(nèi)繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文，直至命中。 *如果目標(biāo)服務(wù)在結(jié)點(diǎn)所領(lǐng)導(dǎo)的子樹(shù)內(nèi)沒(méi)有命中，則結(jié)點(diǎn)向其父結(jié)點(diǎn)提交服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文。 *如簇內(nèi)服務(wù)發(fā)現(xiàn)過(guò)程失敗，則由簇首領(lǐng)發(fā)起簇間服務(wù)發(fā)現(xiàn)。 2.應(yīng)用層簇間服務(wù)發(fā)現(xiàn)在簇結(jié)構(gòu)的移動(dòng)自組網(wǎng)中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議對(duì)全網(wǎng)的操作簡(jiǎn)化為對(duì)由簇首領(lǐng)組成的骨干網(wǎng) 的操作。g卩，簇間服務(wù)發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求報(bào)文只在骨干網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)，而簇首領(lǐng)則負(fù)責(zé)為其所在簇過(guò)濾服 務(wù)請(qǐng)求。在設(shè)計(jì)應(yīng)用層簇間服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法時(shí)，本發(fā)明通過(guò)整合已有的移動(dòng)自組網(wǎng)應(yīng)用層廣播 協(xié)議/%57-/￥實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，直至目標(biāo)服務(wù)命中。
權(quán)利要求
1、一種基于跨層設(shè)計(jì)的解決移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的方法，包括基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟和基于簇結(jié)構(gòu)的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)步驟，其特征在于所述基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟包括1)結(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算的鏈路穩(wěn)定性，通過(guò)Max洪泛、Min洪泛和簇成員聚攏，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于鏈路穩(wěn)定性的分簇；2)結(jié)點(diǎn)根據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算的鏈路穩(wěn)定性，通過(guò)鏈路和結(jié)點(diǎn)信息更新、結(jié)點(diǎn)狀態(tài)更新，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于鏈路穩(wěn)定性的簇結(jié)構(gòu)維護(hù)；所述基于簇結(jié)構(gòu)的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)步驟包括1)服務(wù)請(qǐng)求結(jié)點(diǎn)將對(duì)目標(biāo)服務(wù)的描述信息封裝為服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文；2)簇成員結(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)單播方式在所屬簇內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文；3)簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)在應(yīng)用層構(gòu)建Mesh結(jié)構(gòu)；以此為基礎(chǔ)使用面向移動(dòng)自組網(wǎng)的多播協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的步驟l)中，在Max洪泛階段，結(jié)點(diǎn)使用本地變量,/〃A0 緩存中間結(jié)果；在Max洪泛?jiǎn)?dòng)時(shí)， 結(jié)點(diǎn)將WM^ 變量賦值為其在Max洪泛階段，所有結(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播伊/ME 值， 當(dāng)且僅當(dāng)結(jié)點(diǎn)收到的#//\^￡> 值，標(biāo)識(shí)為大于結(jié)點(diǎn)本地的F/An0 值，且結(jié)點(diǎn)與// 為1 的結(jié)點(diǎn)之間的路徑的穩(wěn)定性大于預(yù)先給定的穩(wěn)定性閥值時(shí)，結(jié)點(diǎn)將本地變量yw^ 的值替換乂ij K""。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的所述步驟l)中，在Min洪泛階段，結(jié)點(diǎn)使用本地變量F/zW^ 緩存在Min洪泛階段收到的最 小結(jié)點(diǎn)/A所有結(jié)點(diǎn)在一跳范圍內(nèi)廣播WMKP值，當(dāng)且僅當(dāng)結(jié)點(diǎn)收到的W)VAB 值，標(biāo)識(shí)為 小于本地維護(hù)的W7W」57 值時(shí)，結(jié)點(diǎn)將本地變量W7WE 的值替換為1 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的 所述步驟l)中，Max洪泛階段和Min洪泛階段各持續(xù)^輪次，其中Z^為預(yù)先設(shè)定的值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的 所述步驟1)中，在簇成員聚攏階段，結(jié)點(diǎn)以下列方式確定所屬簇；方式1:若結(jié)點(diǎn)在必力 洪泛階段收到自己的結(jié)點(diǎn)則該結(jié)點(diǎn)選舉自己成為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)；方式2:若方式l所述條件不滿足，且結(jié)點(diǎn)在yffor洪泛階段的某一輪次和M/7洪泛階段的某一輪次中收到同一結(jié)點(diǎn)的 /"，則選擇該結(jié)點(diǎn)為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)；方式3:若方式1與方式2所述條件均不滿足，則選舉Ak^ 洪泛階段出現(xiàn)的最大結(jié)點(diǎn)/"為簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的所述步驟2)中，結(jié)點(diǎn)使用結(jié)點(diǎn)信息表存儲(chǔ)所有與其存在(a， t)關(guān)系的結(jié)點(diǎn)的信息；其中結(jié) 點(diǎn)間的(OC， f)關(guān)系定義為結(jié)點(diǎn)間的路徑在未來(lái)t時(shí)段內(nèi)始終保持連通的概率大于某一預(yù)先 給定的閥值a;結(jié)點(diǎn)使用鏈路信息表存儲(chǔ)所有與其存在(a， t)關(guān)系的結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的鏈路的信息。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的所述步驟2)中，結(jié)點(diǎn)與其一跳鄰居交換并更新鏈路信息表和結(jié)點(diǎn)信息表。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于鏈路穩(wěn)定性的分簇及簇結(jié)構(gòu)維護(hù)步驟的 所述步驟2)中，結(jié)點(diǎn)根據(jù)本地鏈路信息表和結(jié)點(diǎn)信息表的內(nèi)容更新結(jié)點(diǎn)狀態(tài)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述基于簇結(jié)構(gòu)的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)步驟的步驟 1)中，使用Bloom過(guò)濾器對(duì)服務(wù)的描述信息進(jìn)行摘要。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述基于簇結(jié)構(gòu)的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)步驟的步驟2)中，屬于同一簇的所有結(jié)點(diǎn)組織樹(shù)結(jié)構(gòu)，其中結(jié)點(diǎn)在樹(shù)結(jié)構(gòu)中的父結(jié)點(diǎn)為該結(jié)點(diǎn)到所 在簇首領(lǐng)的最穩(wěn)定路徑上的上游結(jié)點(diǎn)；當(dāng)接點(diǎn)收到服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文時(shí)，若所請(qǐng)求的服務(wù)在結(jié)點(diǎn) 領(lǐng)導(dǎo)的子樹(shù)中命中，則結(jié)點(diǎn)通過(guò)單播方式向其子結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在基于簇結(jié)構(gòu)的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)步驟的所述步驟3)中，簇首領(lǐng)結(jié)點(diǎn)作為多播組成員在應(yīng)用層構(gòu)建Mesh結(jié)構(gòu)，使用面向移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 的應(yīng)用層多播協(xié)議州57-ZW維護(hù)該Mesh結(jié)構(gòu)、以多播方式轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)請(qǐng)求報(bào)文。
全文摘要
一種基于跨層設(shè)計(jì)的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。以提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率為目標(biāo)，以跨層設(shè)計(jì)為核心思想，解決移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層的綜合設(shè)計(jì)，組織形成自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性的優(yōu)化簇結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性不足以嚴(yán)重威脅網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆€(wěn)定性時(shí)，分簇方法使簇結(jié)構(gòu)主動(dòng)擴(kuò)張、組織規(guī)模較大的簇結(jié)構(gòu)，從而簡(jiǎn)化上層協(xié)議對(duì)全網(wǎng)的操作；當(dāng)結(jié)點(diǎn)的快速移動(dòng)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕l繁變化，分簇方法使簇結(jié)構(gòu)主動(dòng)收縮，以控制維護(hù)此簇結(jié)構(gòu)所需要的網(wǎng)絡(luò)代價(jià)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的綜合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的跨層服務(wù)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)目標(biāo)服務(wù)在簇內(nèi)命中，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的代價(jià)被控制在服務(wù)請(qǐng)求者與目標(biāo)服務(wù)提供者共存的網(wǎng)絡(luò)層子樹(shù)內(nèi)；當(dāng)服務(wù)請(qǐng)求擴(kuò)散到全網(wǎng)，服務(wù)發(fā)現(xiàn)的操作被簡(jiǎn)化為對(duì)應(yīng)用層簇間組織的操作，從而使服務(wù)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度得到有效控制。
文檔編號(hào)H04L12/18GK101242431SQ200810056519
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者白躍彬, 駿 黃 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)