專利名稱：一種選擇ip網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸路徑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸領(lǐng)域，特別設(shè)計一種選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)掘傳輸是IP網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，隨著需求不斷增長，大規(guī)模文件下載、流媒體數(shù)掘傳輸?shù)却髷?shù)掘量業(yè)務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)中所占比重越來越大，對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、吞吐量提出更高要求。目前，為了提高數(shù)掘傳輸業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性、吞吐量等性能，可以建立多連接并行傳輸、采用源路由的方法指定單條路由路線、或使用多條路由路線進行并行傳輸。多連接并行傳輸?shù)姆椒ǘ嘤糜赥CP協(xié)議上的數(shù)掘傳輸中，相當(dāng)于增大了發(fā)送與接收緩沖區(qū)，但采用的多連接可能共用一條底層鏈路，進而擁有相同的性能瓶頸點，造成傳輸速率提升效果有限， 且傳輸穩(wěn)定性變差。在采用源路由指定單條路由路線的方法中，需要首先探測到一條鏈路狀態(tài)較好的傳輸路徑，然后指定使用該條線路進行數(shù)掘傳輸。多路徑并行傳輸?shù)姆椒ɡ弥辽賰蓷l從源節(jié)點到目的節(jié)點之間的路徑，將數(shù)掘分塊后從不同路徑分別傳輸，到目的節(jié)點后再將數(shù)掘組合恢復(fù)。而在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)拓撲難以獲得，并且路由器、網(wǎng)橋等部件對源路由的支持程度不同，進而難以使用源路由的方法來指定路由路徑。在現(xiàn)有的數(shù)字電視、通信運營、⑶N、P2P等系統(tǒng)中，在網(wǎng)絡(luò)中通常已經(jīng)部署或擁有了一定數(shù)量的、可以由運營商或使用者控制的節(jié)點，這種已經(jīng)部署好的或已加入系統(tǒng)的節(jié)點的帶寬條件及地理位置等信息基本是已知的，且這些節(jié)點的行為、功能是可控的。這種系統(tǒng)的節(jié)點之間在進行數(shù)掘傳輸時，如何利用好這些已知的可控的節(jié)點，來改變數(shù)掘傳輸?shù)穆窂?，進而獲得更為穩(wěn)定、快速、大吞吐量的數(shù)掘傳輸，成為需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為解決上述問題，提出一種選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，充分利用數(shù)字電視、通信運營、⑶N、P2P等系統(tǒng)中已經(jīng)部署于IP網(wǎng)絡(luò)中的可控節(jié)點，令這些節(jié)點進行數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)，提供部分路由器功能，通過選擇源節(jié)點與目的節(jié)點間轉(zhuǎn)發(fā)的中間節(jié)點，達到控制數(shù)掘傳輸路徑，提高數(shù)掘傳輸可靠性、穩(wěn)定性與吞吐率的目的。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出一種選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，該方法基于IP 網(wǎng)絡(luò)中的可控節(jié)點具有數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)和路由器功能，通過在可控節(jié)點中選擇源節(jié)點與目的節(jié)點之間的中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點來選擇數(shù)掘傳輸路徑；具體步驟包括步驟1) =IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可控節(jié)點上線后，不斷收集自己周邊的其他可控節(jié)點信息，并將周邊可控節(jié)點列為自己的鄰居可控節(jié)點，添加到自己的鄰居表中；步驟幻根掘所述的步驟1)獲得的鄰居表，將每個可控節(jié)點與該節(jié)點的鄰居可控節(jié)點之間用加權(quán)有向邊相連，可控節(jié)點根掘自己與鄰居可控節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)狀況，為自己與每個鄰居可控節(jié)點之間的有向邊賦權(quán)值，并將有向邊的權(quán)值對應(yīng)地填入鄰居表中；其中，
3有向邊的權(quán)值代表該傳輸路徑上的傳輸代價，無邊連接的兩點間代價無窮大；步驟幻當(dāng)IP網(wǎng)絡(luò)中的一個可控節(jié)點向另一可控節(jié)點傳輸數(shù)掘時，根掘所述的步驟2)獲得的有向邊的權(quán)值計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑；步驟4)如果找到最短路徑，則計算獲得的最短路徑上各條邊的權(quán)值之和；否則， 權(quán)值之和為無窮大；步驟5)如果權(quán)值之和小于等于閾值，則使用最短路徑上的可控節(jié)點進行數(shù)掘傳輸；否則，數(shù)掘直接從源節(jié)點傳輸至目的節(jié)點；其中，閾值是根掘網(wǎng)絡(luò)的實際情況設(shè)定的。所述的可控節(jié)點采用中心索引服務(wù)器搜索方法、GoSSip、DHT或泛洪方法收集自己周邊的其他可控節(jié)點信息。所述的網(wǎng)絡(luò)狀況包括兩節(jié)點間的上下行帶寬、傳輸延遲、丟包率、帶寬抖動、地理位置信息和帶寬占用費用。所述的步驟幻中計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑的方法包括距離向量選路算法或其改進衍生算法、鏈路狀態(tài)選路算法或其改進衍生算法、或弗洛伊德算法或其改進衍生算法。本發(fā)明的優(yōu)點在于，充分使用已部署于IP網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點，將選擇傳輸路徑轉(zhuǎn)化為選擇轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)掘的節(jié)點序列，通過選擇帶寬、穩(wěn)定性、丟包率等指標(biāo)均較好的可控節(jié)點進行數(shù)掘的轉(zhuǎn)發(fā)，來替代不可控的源節(jié)點到目的節(jié)點之間的IP層數(shù)掘直接傳輸，進而實現(xiàn)從源節(jié)點到目的節(jié)點間的可靠快速數(shù)掘傳輸。


圖1為本發(fā)明提出的選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法整體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。本發(fā)明提供一種IP網(wǎng)絡(luò)中數(shù)掘傳輸路徑的選擇方法，每個可控節(jié)點維護一定數(shù)量的鄰居節(jié)點信息，當(dāng)進行數(shù)掘傳輸時，尋找一條從源節(jié)點到目的節(jié)點的數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)路徑，路徑上的每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通過鄰居節(jié)點表中選擇來得到。以下“可控節(jié)點”與“節(jié)點”含義相同， 均指代用數(shù)字電視、通信運營、⑶N、P2P等系統(tǒng)中已經(jīng)部署于IP網(wǎng)絡(luò)中的可控的可進行數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)、路由功能的節(jié)點。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的一種IP網(wǎng)絡(luò)中數(shù)掘傳輸路徑的選擇方法，該方法包括如下步驟1) =IP網(wǎng)絡(luò)中的可控節(jié)點上線后，不斷收集自己周邊的其他可控節(jié)點信息，將周邊可控節(jié)點列為自己的鄰居節(jié)點，添加入自己的鄰居節(jié)點表中；2)節(jié)點根掘自己與鄰居節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)狀況，為自己與每個鄰居節(jié)點之間的有向邊賦權(quán)值，有向邊的權(quán)值表示自己與鄰居之間的數(shù)掘傳輸代價；3)在完成步驟1)、2)之后，IP網(wǎng)絡(luò)中可控節(jié)點之間的關(guān)系便可以用一張有向圖來表示，圖中的節(jié)點代表IP網(wǎng)絡(luò)中的可控節(jié)點，每個節(jié)點與自己的鄰居節(jié)點之間用加權(quán)有向邊相連，有向邊的權(quán)值代表該傳輸路徑上的傳輸代價，無邊連接的兩點間代價無窮大；4)當(dāng)一個可控節(jié)點需要向網(wǎng)絡(luò)中的另一可控節(jié)點傳輸數(shù)掘時，從以上有向圖中找出一條從源節(jié)點到目的地節(jié)點的最短路徑，并計算該最短路徑上各條邊的權(quán)值之和Σ， 若找不到這樣一條最短路徑，則認為Σ為無窮大；5)若步驟4)中得到的Σ值小于閾值th，則使用在有向圖上找到的路徑進行數(shù)掘傳輸，利用該路徑上的節(jié)點進行數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)；否則直接使用IP網(wǎng)絡(luò)進行源到目的節(jié)點的數(shù)掘傳輸，不再使用節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)掘。其中，所述步驟1)中的可控節(jié)點上線后不斷收集自己周邊其他可控節(jié)點信息，可以通過中心索引服務(wù)器、Gossip、DHT、泛洪及其他方式進行；其中，所述步驟2)中節(jié)點與鄰居之間的一條有向邊，方向為從節(jié)點自己指向鄰居節(jié)點，用于表示從本節(jié)點到所指向的鄰居節(jié)點的單向數(shù)掘傳輸狀況有向邊的權(quán)值越大，進行數(shù)掘傳輸?shù)拇鷥r越大；其中，所述步驟2)中的節(jié)點與鄰居之間的網(wǎng)絡(luò)狀況包括兩節(jié)點間的上下行帶寬、 傳輸延遲、丟包率、帶寬抖動、地理位置信息、帶寬使用費用等信息；其中，所述步驟2)中的節(jié)點為自己與每個鄰居節(jié)點間的有向邊賦權(quán)值，本節(jié)點與一個鄰居節(jié)點之間邊的權(quán)值，是通過綜合所述步驟2、中本節(jié)點收集到的與該鄰居節(jié)點之間的各種網(wǎng)絡(luò)信息計算得到的，且權(quán)值越小代表網(wǎng)絡(luò)狀況越好。其中，所述步驟4)中的尋找從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑，可以使用距離向量選路算法、鏈路狀態(tài)選路算法、弗洛伊德算法、及改進衍生算法。1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法整體結(jié)構(gòu)圖。 系統(tǒng)中已部署有一定數(shù)量的可控節(jié)點A H，每個節(jié)點上線后不斷收集自己周邊的其他可控節(jié)點信息，將周邊可控節(jié)點列為自己的鄰居節(jié)點，添加入自己的鄰居節(jié)點表中。節(jié)點可以通過中心索引服務(wù)器、Gossip、DHT、泛洪等方式來得知自己周邊有哪些節(jié)點可以作為自己的鄰居節(jié)點。例如節(jié)點F擁有D、E、G三個鄰居節(jié)點。節(jié)點視自己與每個鄰居節(jié)點間有一條有向邊相連，這條有向邊的方向為從節(jié)點自己指向鄰居節(jié)點，用于表示從本節(jié)點到所指向的鄰居節(jié)點的單向數(shù)掘傳輸狀況。節(jié)點根掘自己與鄰居節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)狀況，如自己與鄰居節(jié)點之間的傳輸帶寬、傳輸延遲、丟包率、 帶寬抖動、流量費用等情況，為自己與每個鄰居節(jié)點之間的有向邊賦權(quán)值，權(quán)值越大表示網(wǎng)絡(luò)狀況越差、傳輸代價越大。這樣，整個網(wǎng)絡(luò)可以表示為一張加權(quán)有向圖，圖中的節(jié)點代表網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，節(jié)點僅和自己的鄰居節(jié)點之間用有向邊相連，有向邊的權(quán)值代表該邊的起始端點節(jié)點到終端節(jié)點的數(shù)掘傳輸代價。例如，在圖1中，從節(jié)點F的鄰居節(jié)點表可知F到E的有向邊[F，E] 的權(quán)值為2。2、數(shù)掘傳輸路徑選擇當(dāng)一個節(jié)點需要向網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點傳輸數(shù)掘時，首先從已經(jīng)形成的加權(quán)有向圖中找出一條由本節(jié)點到目的節(jié)點的最短傳輸路徑，并計算該最短路徑上各條邊的權(quán)值之和 Σ，若找不到這樣一條最短路徑，則認為Σ為無窮大。如果Σ值小于閾值th，則使用該路徑進行數(shù)掘傳輸，利用該路徑上的節(jié)點進行數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)；否則直接使用IP網(wǎng)絡(luò)進行源到目的節(jié)點的數(shù)掘傳輸，不再使用節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)掘。圖1中，設(shè)置閾值th = 15。節(jié)點A準(zhǔn)備向節(jié)點H發(fā)送數(shù)掘，首先從各個節(jié)點的鄰
5居關(guān)系形成的加權(quán)有向圖中找出一條從A到H的最短路徑。此處最短路徑是指該路徑上的所有邊的權(quán)值之和最小。尋找最短路徑可以使用距離向量選路算法、鏈路狀態(tài)選路算法及各種相關(guān)算法。在本例中，A尋找到一條由邊[A，B]、[B, D]、[D，G]、[G，H]組成的傳輸路徑，該路徑的權(quán)值之和為2+1+3+1 = 7，該權(quán)值小于閾值th，所以使用節(jié)點B、D、G進行數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)，完成從A到H的數(shù)掘傳輸，數(shù)掘傳輸路徑為A — B — D — G — H。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，該方法基于IP網(wǎng)絡(luò)中的可控節(jié)點具有數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)和路由器功能，通過在可控節(jié)點中選擇源節(jié)點與目的節(jié)點之間的中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點來選擇數(shù)掘傳輸路徑；具體步驟包括步驟1) =IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可控節(jié)點上線后，不斷收集自己周邊的其他可控節(jié)點信息，并將周邊可控節(jié)點列為自己的鄰居可控節(jié)點，添加到自己的鄰居表中；步驟幻根掘所述的步驟1)獲得的鄰居表，將每個可控節(jié)點與該節(jié)點的鄰居可控節(jié)點之間用加權(quán)有向邊相連，可控節(jié)點根掘自己與鄰居可控節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)狀況，為自己與每個鄰居可控節(jié)點之間的有向邊賦權(quán)值，并將有向邊的權(quán)值對應(yīng)地填入鄰居表中；其中，有向邊的權(quán)值代表該傳輸路徑上的傳輸代價，無邊連接的兩點間代價無窮大；步驟；3)當(dāng)IP網(wǎng)絡(luò)中的一個可控節(jié)點向另一個可控節(jié)點傳輸數(shù)掘時，根掘所述的步驟2)獲得的有向邊的權(quán)值計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑；步驟4)如果找到最短路徑，則計算獲得的最短路徑上各條邊的權(quán)值之和；否則，權(quán)值之和為無窮大；步驟5)如果權(quán)值之和小于等于閾值，則使用最短路徑上的可控節(jié)點進行數(shù)掘傳輸； 否則，數(shù)掘直接從源節(jié)點傳輸至目的節(jié)點；其中，閾值是根掘網(wǎng)絡(luò)的實際情況設(shè)定的。
2.根掘權(quán)利要求1所述的選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，其特征在于，所述的可控節(jié)點采用中心索引服務(wù)器搜索方法、GoSSip、DHT或泛洪方法收集自己周邊的其他可控節(jié)點fn息ο
3.根掘權(quán)利要求1所述的選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)狀況包括兩節(jié)點間的上下行帶寬、傳輸延遲、丟包率、帶寬抖動、地理位置信息和帶寬占用費用。
4.根掘權(quán)利要求1所述的選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，其特征在于，所述的步驟3)中計算從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑的方法包括距離向量選路算法或其改進衍生算法、鏈路狀態(tài)選路算法或其改進衍生算法、或弗洛伊德算法或其改進衍生算法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種選擇IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)掘傳輸路徑的方法，該方法基于IP網(wǎng)絡(luò)中的可控節(jié)點具有數(shù)掘轉(zhuǎn)發(fā)和路由器功能，通過在可控節(jié)點中選擇源節(jié)點與目的節(jié)點之間的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點來進行數(shù)掘傳輸。首先網(wǎng)絡(luò)中可控節(jié)點上線后，不斷收集周邊的其他可控節(jié)點信息，并將周邊可控節(jié)點列為自己的鄰居可控節(jié)點，添加到自己的鄰居表中；根掘鄰居表將每個可控節(jié)點與該節(jié)點的鄰居節(jié)點之間用加權(quán)有向邊相連，可控節(jié)點根掘自己與鄰居節(jié)點之間的網(wǎng)絡(luò)狀況為有向邊賦權(quán)值，并將權(quán)值對應(yīng)地填入鄰居表中；當(dāng)傳輸數(shù)掘時，根掘權(quán)值計算從源節(jié)點到目的節(jié)點最短路徑；找到最短路徑后計算該路徑上各條邊的權(quán)值之和，如果權(quán)值之和小于等于閾值，則使用最短路徑上的可控節(jié)點進行數(shù)掘傳輸。
文檔編號H04L12/56GK102546381SQ20111005537
公開日2012年7月4日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者尤佳莉, 王勁林, 蘇杭 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所, 北京中科智網(wǎng)科技有限公司