CN116760762B - 去中心化的自组网方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种去中心化的自组网方法和装置，应用于形成自组网的节点，属于网络通信技术领域，所述方法包括：获取当前节点的距离标识码；根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离；响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。以此方式，能够实现网络的均匀化，从而使得组网简单，去中心化，且适用于小型网络。
Description
技术领域
本公开的实施例一般涉及网络通信技术领域，并且更具体地，涉及一种去中心化的自组网方法和装置。
背景技术
在组建多节点的通信网络时，现有很多组网算法。这些组网算法通常都是中心化的，即有一个节点负责管理所有的节点，其他节点的加入或离开都需要与此节点进行通信，如Hadoop框架中的节点管理办法等。而在非中心化的组网方案中，虽然不需要中心节点，但是往往都存在组网复杂，节点管理困难、或者不适用于小型网络等问题。
发明内容
根据本公开的实施例，提供了一种去中心化的自组网方案，用于组建自组网。
在本公开的第一方面，提供了一种去中心化的自组网方法，应用于形成自组网的节点，包括：
获取当前节点的距离标识码；
根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离；
响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。
在一些实施例中，还包括预先生成自身的距离标识码的过程，具体包括：
将自身的IP地址和MAC地址进行拼接，生成待加密字符串；
利用SHA1算法对上述待加密字符串进行加密，生成距离标识码。
在一些实施例中，所述根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离，包括：
比较当前节点的距离标识码与自身的距离标识码中对应位置的字符是否相同，将字符不同的字符位的数量作为与当前节点的距离。
在一些实施例中，还包括：
根据节点之间的距离对自组网中的节点进行分组，将节点之间的距离小于第二预设阈值的节点划归为同一组，其中，第二预设阈值小于第一预设阈值。
在一些实施例中，还包括：
对通信节点列表中的节点进行更新，将与自身距离小于所述第一预设阈值的节点顺序动态添加至所述通信节点列表中。
在一些实施例中，还包括：
将预设时间间隔内未与自身进行通信的节点从所述通信节点列表中移除。
在一些实施例中，还包括：
在将当前节点添加到自身的通信节点列表后，将自身的通信节点列表送至所述当前节点，当前节点将所述通信节点列表作为自身的通信节点列表；
当前节点对自身的通信节点列表进行更新，并获取更新后的通信节点列表中的节点的通信节点列表，继续对自身的通信节点列表进行更新；
重复过程，直到当前节点的通信节点列表在预设时间间隔内不再发生变化。
在本公开的第二方面，提供了一种去中心化的自组网装置，应用于形成自组网的节点，包括：
距离标识码获取模块，用于获取当前节点的距离标识码；
距离计算模块，用于根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离；
通信节点列表更新模块，用于响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。
在本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如以上所述的方法。
通过本公开的去中心化的自组网方法，能够实现网络的均匀化，从而使得组网简单，去中心化，且适用于小型网络。
发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了本公开实施例一的去中心化的自组网方法的流程图；
图2示出了本公开实施例二的去中心化的自组网装置的结构示意图；
图3示出了用来实施本公开的实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本公开实施例的去中心化的自组网方法，能够实现网络的均匀化，从而使得组网简单，去中心化，且适用于小型网络。
具体地，如图1所示，为本公开实施例一的去中心化的自组网方法的流程图。作为本公开的一个可选实施例，在本实施例中，所述去中心化的自组网方法，可以应用于自组网中的节点，包括以下步骤：
S101：获取当前节点的距离标识码。
本实施例的去中心化的自组网方法，可以应用于自组网中的网络节点，具体地，可以应用于自组网中网络节点的增加。当某个节点（当前节点）访问自组网中的一个节点时（记为目标节点），目标节点获取当前节点的距离标识码。
在本实施例中，所述距离标识码是根据节点自身的IP地址和MAC地址（局域网地址）生成的。具体地，可以将IP地址和MAC地址进行拼接，生成待加密字符串；利用SHA1算法对上述待加密字符串进行加密，生成距离标识码，在本公开的实施例中，生成的距离标识码为160位的二进制字符串。
这样，在本实施例的自组网中，当有新的节点增加时，目标节点需要获取当前节点的距离标识码。
S102：根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离。
在本实施例中，当目标节点获取到当前节点的距离标识码后，可以进一步计算当前节点与自身的距离。具体地，比较当前节点的距离标识码与自身的距离标识码中对应位置的字符是否相同，将字符不同的字符位的数量作为与当前节点的距离。以8位的哈希值来说明上述计算方式：给定两个8位的哈希值如下：
hash1 = 00010101
hash2 = 00110100
两个hash值的第3位和第8位不同，所以返回值为2。在本实施例中，所使用的hash值的长度为160位，所以比较时，返回的值为0-160，当全部位相同时返回0，全部不相同时返回160。
通过上述方式，可以确定当前节点和目标节点之间的距离。
S103：响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。
在本实施例中，自组网中的每个节点都维护有一个通信节点列表，用于记录与自身进行通信的节点。在目标节点确定与当前节点之间的距离后，若该距离小于预设阈值，例如50，则将当前节点添加到自身的通信节点列表中。
本公开实施例的去中心化的自组网方法，能够实现网络的均匀化，从而使得组网简单，去中心化，且适用于小型网络。
此外，作为本公开的一个可选实施例，在上述实施例中，还可以根据节点之间的距离对自组网中的节点进行分组，将节点之间的距离小于第二预设阈值的节点划归为同一组，其中，第二预设阈值小于第一预设阈值。
例如，第二预设阈值可以为10，这样，可以将自组网中相互之间的距离小于10的节点划归为同一组。
在本公开的实施例中，距离评估使用基于SHA1的哈希值来评估，具有较好的随机性，从而保证每个节点的簇的平衡，不会在同一个簇中出现过多的节点，从而能够实现网络的均匀化。
作为本公开的一个可选实施例，在上述实施例中，还可以包括目标节点对自身的通信节点列表中的节点进行更新的过程，即不断发现与自身距离小于所述第一预设阈值的节点，并将新发现的节点顺序动态添加至所述通信节点列表中，也就是说，通信节点列表中的节点是有先后顺序的，先添加至通信节点列表中的节点的位置比后添加至通信节点列表中的节点的位置靠前。同时，将预设时间间隔内未与自身进行通信的节点从所述通信节点列表中移除。这样随时时间的推移，在列表中位置越靠前的节点，其在线稳定性越好。
此外，作为本公开的另一个实施例，在目标节点将当前节点添加到自身的通信节点列表后，将自身的通信节点列表送至所述当前节点，当前节点将所述通信节点列表作为自身的通信节点列表。
当前节点对自身的通信节点列表进行更新，即保留与自身距离小于第一预设阈值的节点，删除与自身距离不小于第一预设阈值的节点，更新完成后，继续获取更新后的通信节点列表中的节点的通信节点列表，继续利用上述规则对自身的通信节点列表进行更新并继续获取更新后的通信节点列表中的节点的通信节点列表，并继续对自身的通信节点列表进行更新；重复过程，直到当前节点的通信节点列表在预设时间间隔内不再发生变化。
此外，还可以基于本公开实施例的自组网进行节点的查找，在节点N1查询节点N2的查找规则如下：
如果N2在N1的邻居列表中，则直接返回N2，查询结束；
否则，从N1的邻居节点中找到离N2最近的几个节点，发出消息让它们在自己的邻居列表中查询N2，返回N2或与N2最接近的节点；
如果返回结果是N2，则查询结束；否则重复第2步直接找到N2，或者查询一定时长t后，查询结束。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应所述知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应所述知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
如图2所示，为本公开实施例二的去中心化的自组网装置的结构示意图。本实施例的去中心化的自组网装置，包括：
距离标识码获取模块201，用于获取当前节点的距离标识码。
距离计算模块202，用于根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离。
通信节点列表更新模块203，用于响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
电子设备300包括计算单元301，其可以根据存储在ROM302中的计算机程序或者从存储单元308加载到RAM303中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM303中，还可存储电子设备300操作所需的各种程序和数据。计算单元301、ROM302以及RAM303通过总线304彼此相连。I/O接口305也连接至总线304。
电子设备300中的多个部件连接至I/O接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许电子设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元301的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元301执行上文所描述的各个方法和处理，例如去中心化的自组网方法。例如，在一些实施例中，去中心化的自组网方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM302和/或通信单元309而被载入和/或安装到电子设备300上。当计算机程序加载到RAM303并由计算单元301执行时，可以执行上文描述的去中心化的自组网方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元301可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行去中心化的自组网方法。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上***（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算***（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算***（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。
计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式***的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (8)
1.去中心化的自组网方法，应用于形成自组网的节点，其特征在于，包括：
获取当前节点的距离标识码，其中，所述距离标识码通过以下方式生成：
将自身的IP地址和MAC地址进行拼接，生成待加密字符串；利用SHA1算法对所述待加密字符串进行加密，生成距离标识码；
根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离，包括：比较当前节点的距离标识码与自身的距离标识码中对应位置的字符是否相同，将字符不同的字符位的数量作为与当前节点之间的距离；
响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。
2.根据权利要求1所述的自组网方法，其特征在于，还包括：
根据节点之间的距离对自组网中的节点进行分组，将节点之间的距离小于第二预设阈值的节点划归为同一组，其中，第二预设阈值小于第一预设阈值。
3.根据权利要求2所述的自组网方法，其特征在于，还包括：
对通信节点列表中的节点进行更新，将与自身距离小于所述第一预设阈值的节点顺序动态添加至所述通信节点列表中。
4.根据权利要求3所述的自组网方法，其特征在于，还包括：
将预设时间间隔内未与自身进行通信的节点从所述通信节点列表中移除。
5.根据权利要求4所述的自组网方法，其特征在于，还包括：
在将当前节点添加到自身的通信节点列表后，将自身的通信节点列表送至所述当前节点，当前节点将所述通信节点列表作为自身的通信节点列表；
当前节点对自身的通信节点列表进行更新，并获取更新后的通信节点列表中的节点的通信节点列表，继续对自身的通信节点列表进行更新；
重复上述过程，直到当前节点的通信节点列表在预设时间间隔内不再发生变化。
6. 去中心化的自组网装置，应用于形成自组网的节点，其特征在于，包括：
距离标识码获取模块，用于获取当前节点的距离标识码；其中，所述距离标识码通过以下方式生成：将自身的IP地址和MAC地址进行拼接，生成待加密字符串；利用SHA1算法对所述待加密字符串进行加密，生成距离标识码
距离计算模块，用于根据所述当前节点的距离标识码与自身的距离标识码确定与所述当前节点之间的距离，包括：比较当前节点的距离标识码与自身的距离标识码中对应位置的字符是否相同，将字符不同的字符位的数量作为与当前节点之间的距离；
通信节点列表更新模块，用于响应于与所述当前节点之间的距离小于第一预设阈值，将所述当前节点添加到自身的通信节点列表。
7.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1~5中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1~5中任一项所述的方法。
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