CN115314433A - 一种结合mac层的机会路由的中继转发策略 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，应用于网络协议技术领域，针对现有技术在节点高速移动的场景下维护固定路由所需的网络带宽消耗较大的问题；本发明利用RTS消息实现中继转发信息的广播，在相邻节点中开始对信息中继转发权的竞争过程；具体的：邻居节点收到RTS消息后，根据其中源节点和目的节点的信息，使用分段式进程评价算法，对自身转发后数据在地理上的进程进行评估，并设定相应的时延，时延结束后发送CTS消息回复发送节点；率先回复CTS消息的邻居节点将赢得中继转发权，成为中继节点；确定中继节点后，发送节点通过广播RLR消息，实现此结果的公布，并发送数据帧，完成中继转发。

Description

一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略
技术领域
本发明属于网络协议技术领域，特别涉及一种机会路由协议。
背景技术
路由协议是一种指定数据包转送方式的网上协议。传统路由协议中，数据包通常是在事先通过算法确定的路径上传输。但在机会路由协议中，数据包当前的发送者不需要事先知道它的下一跳，而是在转发前通过一定的中继转发策略确定下一跳节点，并立即转发。因此数据包在从源节点到终点节点间的每一跳都使用自己独特的路由。目前针对高动态场景下路由协议的研究，主要集中于按需路由协议和地理路由协议。为了在快速变化的拓扑中选择合适的路径，这些协议需要大量的路由开销。因此需要一种具有较低协议交互开销，并且能具有较好QoS指标，的机会路由协议。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，可以在节点高速移动的场景下减少维护固定路由所需的网络带宽消耗，实现更低的端到端延迟。
本发明采用的技术方案为：一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，发送节点通过广播RTS消息发起中继选择，其一跳范围内的邻居节点根据进程分段算法设置各自的CTS回复时延，最先回复CTS消息的邻居节点赢得中继转发权的竞争，成为中继节点；确定中继节点后，发送节点广播RLR消息向所有一跳范围内的邻居节点确认竞争结果；发送节点发送数据帧，完成中继转发过程。
本发明的有益效果：本发明通过对于RTS/CTS机制的改进，利用RTS消息实现中继转发信息的广播，在相邻节点中开始对信息中继转发权的竞争过程。邻居节点收到RTS消息后，根据其中源节点和目的节点的信息，使用分段式进程评价算法，对自身转发后数据在地理上的进程进行评估，并设定相应的时延，时延结束后发送CTS消息回复发送节点。率先回复CTS消息的邻居节点将赢得中继转发权，成为中继节点。确定中继节点后，发送节点通过广播RLR消息，实现此结果的公布，并发送数据帧，完成中继转发。通过这种中继转发策略可以在节点高速移动的场景下减少维护固定路由所需的网络带宽消耗，实现更低的端到端延迟。
附图说明
图1为本发明的一种基于MAC层RTS/CTS机制的机会路由的中继转发策略流程图。
图2为中继转发策略示意图；
图3为进程计算示意图；
其中，(a)为节点1广播RTS开始中继；(b)为节点4竞争获胜，回复CTS；(c)为节点1广播RLR告知竞争结果。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。
一种基于MAC层RTS/CTS(Request-To-Send/Clear-To-Send protocol请求发送/清除发送协议)机制的机会路由的中继转发策略，该方法实施流程如图1所示，结合图2描述，具体操作步骤如下。
假设给定了4个节点分别为1,2,3,4,5，节点1为发送节点，其余节点为其邻居节点。首先如图2(a)所示，节点1广播RTS消息，开始中继转发过程。邻居节点2,3,4,5收到RTS消息后根据发送节点位置、目的节点位置和自己的位置计算自身进程，如图3所示，进程(progress)为邻居节点中继后向目的节点方向在地理上前进的距离。最终得出，节点2的进程为-2R/3，节点3进程为R/6，节点5的进程为R/12,，节点4的进程为5R/6，其中R为通信范围。
得到进程后，可根据进程分段算法的转换表得出自身CTS延迟的大小，如表1所示。节点的最大进程为通信距离R，最小进程为-R，因此将-R至0间的进程划分为一段，0至R间的进程等分为三段，此四段分别对应不同的CTS延迟，进程越大的，CTS延迟越小，具有更高优先的级别，其中级别0对应的是目的节点，具有最高的优先级别。以图2(a)为例，节点2,3,4,5根据表1所示的进程分段算法的转换表，计算自身CTS延迟，节点2进程为-2R/3，属于[-R,0)区间，因此CTS延迟为588us。节点3进程为R/6，节点5进程为R/12，同属于[0,1/3R]区间，因此CTS延迟均为445us。节点4进程为5R/6，属于(2/3R,R]区间，因此CTS延迟为159us。三者中节点4具有更小的CTS延迟，因此如图2(b)所示，节点4最先回复CTS消息。
表1进程分段算法的转换表
级别 转发后进程贡献 对应时延
0 目的节点 16us
1 (2/3R,R] 159us
2 (1/3R,2/3R] 302us
3 [0,1/3R] 445us
4 [-R,0) 588us
节点3和节点5位于节点4的通信范围内，因此节点3和节点5由CTS消息得知节点4胜出的结果。但节点2由于远离节点4，并未得知此消息。
下一步节点1再广播RLR(Receiving Loudness Rating，接收响度评定值)消息，对所有一跳范围内的邻居节点确认此次中继竞争的结果，因此节点2得知了中继竞争结果并退出，否则它将会发出CTS消息并与节点1产生碰撞。
如图2(c)所示，在节点1广播完RLR消息后，所有节点得知此次中继获胜节点，竞争失败节点进入静默状态，节点1接着发送DATA数据包。此次中继转发过程结束。
本领域技术人员应知每一个工作站﹑网络传真机﹑网络打印机﹑档案服务器﹑或任何其它拥有自己唯一网络地址的设备都是节点。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，其特征在于，发送节点通过广播RTS消息发起中继选择，其一跳范围内的邻居节点根据进程分段算法设置各自的CTS回复时延，最先回复CTS消息的邻居节点赢得中继转发权的竞争，成为中继节点；确定中继节点后，发送节点广播RLR消息向所有一跳范围内的邻居节点确认竞争结果；发送节点发送数据帧，完成中继转发过程。
2.根据权利要求1所述的一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，其特征在于，发送节点广播的RTS消息携带发送节点和目的节点的地理位置。
3.根据权利要求2所述的一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，其特征在于，发送节点一跳范围内的邻居节点设置各自的CTS回复时延的过程为：发送节点一跳范围内的邻居节点根据发送节点和目的节点的地理位置，使用分段式进程评价算法，对自身转发后数据在地理上的进程贡献进行评估，得到各自相应的CTS回复时延。
4.根据权利要求2所述的一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，其特征在于，所述分段式进程评价算法将节点转发后对消息的地理位置进程划分为若干区间，每个区间对应一个时延。
5.根据权利要求4所述的一种结合MAC层的机会路由的中继转发策略，其特征在于，中继转发权竞争失败的节点进入静默状态。
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