CN117062259A - 一种节点设备管理方法和*** - Google Patents

一种节点设备管理方法和*** Download PDF

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CN117062259A CN202210488523.XA CN202210488523A CN117062259A CN 117062259 A CN117062259 A CN 117062259A CN 202210488523 A CN202210488523 A CN 202210488523A CN 117062259 A CN117062259 A CN 117062259A
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孙晓宇
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李铮
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Abstract

本申请实施例提供一种节点设备管理方法和***，涉及通信领域。能够缩短当前主节点下线后，群组确定新的主节点所耗费的时间，提高群组中节点设备的管理效率。方法包括：第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧，在第二节点设备中确定第三节点设备。第一节点设备发布包括第三节点设备信息的同步帧，第三节点设备信息包括第三节点设备的地址和禅让时间。第三节点设备接收到包括第三节点设备信息的同步帧后，若在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，则转换为主节点。若未在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，第三节点设备在禅让时间转换为主节点，对应地，第一节点设备在禅让时间放弃主节点身份。

Description

一种节点设备管理方法和***
技术领域
本申请实施例涉及通信领域，尤其涉及一种节点设备管理方法和***。
背景技术
随着通信技术的不断发展，自组织网络受到越来越多的关注。自组织网络是由一组兼具终端及路由功能的电子设备通过无线链路连接形成的网络。该网络中可以包括多个群组，群组中的电子设备通过该自组织网络对应的自组织网络协议通信连接，电子设备可以称作该群组中的节点设备。
在群组中，节点可以分为主节点和非主节点。对应地，节点设备可以分为主节点设备和非主节点设备。各节点设备会在约定的时间和信道碰面，以实现时钟校正，周边网络环境感知，设备发现，节点选举等功能。以时钟校正为例，非主节点设备会以主节点设备的时间为锚点，对自身的时间进行校正，从而使群组中各个节点设备的时间同步。
相关技术中，当群组中的主节点设备下线后，部分非主节点设备会自动转换为临时主节点。担任临时主节点的设备可以称为临时主节点设备。也就是说，该群组中会出现多个临时主节点设备。多个临时主节点设备需要通过互相比较优先级逐步收敛，直至剩余一个临时主节点设备作为该群组新的主节点。
然而，该确定新主节点的过程耗费的时间较长，导致群组中节点设备的管理效率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种节点设备管理方法和***，能够缩短当前主节点下线后，群组确定新的主节点所耗费的时间，提高群组中节点设备的管理效率。
为了达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案。
第一方面，提供一种节点设备管理方法，应用于基于自组织网络协议形成的群组中，群组包括第一节点设备和多个第二节点设备。第一节点设备为群组的主节点，第二节点设备为群组的同步节点。方法包括：第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧，在第二节点设备中确定第三节点设备，第三设备用于继承第一节点设备的主节点身份。第一节点设备发布包括第三节点设备信息的同步帧，其中，第三节点设备信息包括第三节点设备的地址以及禅让时间。第三节点设备接收到包括第三节点设备信息的同步帧后，若在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，则转换为主节点。若未在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，第三节点设备在禅让时间转换为主节点，对应地，第一节点设备在禅让时间放弃主节点身份。
基于该方案，群组中作为主节点的第一节点设备会在下线之前确定继承主节点身份的第三节点设备。第三节点设备在检测到第一节点设备下线时，或在第一节点设备所确定的禅让时间转换为群组的主节点。如此能够显著缩短群组中的主节点设备下线后，群组中各个节点选举新的主节点所耗费的时间，有利于提高群组的管理效率。
在一种可能的设计中，第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧，在第二节点设备中确定第三节点设备，包括：第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧，计算各第二节点设备的优先级。优先级越大，对应的节点设备成为主节点的概率越大。第一节点设备根据各第二节点设备的优先级，在第二节点设备中确定第三节点设备。基于该方案，节点设备的优先级能够反映对应节点设备成为主节点的概率。第一节点设备根据各第二节点设备的优先级确定继承主节点身份的第三节点设备，有利于降低主节点的更换频率，提高群组中节点设备的管理效率。
在一种可能的设计中，第一节点设备根据各第二节点设备的优先级，在第二节点设备中确定第三节点设备，包括：第一节点设备将优先级最高的第二节点设备作为第三节点设备。基于该方案，优先级能够表征对应节点设备担任主节点的倾向和概率。第一节点设备将优先级最高的第二节点设备作为第三节点设备，有利于降低主节点的更换频率，提高群组中节点设备的管理效率。
在一种可能的设计中，第一节点设备根据各第二节点设备的优先级，在第二节点设备中确定第三节点设备，包括：第一节点设备在优先级高于预设阈值的第二节点设备中随机选定第三节点设备。基于该方案，第一节点设备在优先级较高的第二节点设备中选定第三节点设备，有利于降低主节点的更换频率，提高群组中节点设备的管理效率。
在一种可能的设计中，第二节点设备发布的同步帧中包括对应节点设备的主节点倾向以及随机因子。第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧，计算各第二节点设备的优先级，包括：第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧中的主节点倾向以及随机因子，计算各第二节点设备的优先级。基于该方案，第一节点设备可以根据各第二节点设备所发布的同步帧中的数据计算对应节点设备的优先级，所得到的优先级更能够反映对应节点设备成为主节点的倾向与概率。
在一种可能的设计中，第二节点设备的优先级可以通过以下公式计算：P＝S×24+K。其中，P为第二节点设备的优先级，S为第二节点设备的主节点倾向，K为第二节点设备的随机因子。基于该方案，计算得到的优先级更能够反映对应节点设备成为主节点的倾向与概率。
在一种可能的设计中，方法还包括：第一节点设备确定第三节点设备之前，所发布的同步帧中继承信息指示位为0。第一节点设备确定第三节点设备之后，所发布的同步帧中继承信息指示位为1。基于该方案，群组中的各节点设备可以根据同步帧中的继承信息指示位直接确定同步帧中是否包括第三节点设备信息。
在一种可能的设计中，方法还包括：第一节点设备确定第三节点设备之前，所发布的同步帧中继承信息为空值。第一节点设备确定第三节点设备之后，所发布的同步帧中继承信息为第三节点设备的地址以及禅让时间。基于该方案，群组中的各节点设备可以根据同步帧中的继承信息确定第三节点设备的地址和禅让时间。
在一种可能的设计中，方法还包括：第三节点设备在连续n个发现窗未接收到主节点时间戳有更新的同步帧时，确定第一节点设备下线，其中，n为大于或等于3的整数。基于该方案，第三节点设备可以较为及时地获知到第一节点设备是否下线，以确定自身何时转换为主节点。
第二方面，应用于基于自组织网络协议形成的群组中，群组包括第一节点设备和多个第二节点设备。第一节点设备为群组的主节点，第二节点设备为群组的同步节点。第一节点设备用于根据各第二节点设备发布的同步帧，在第二节点设备中确定第三节点设备，第三设备用于继承第一节点设备的主节点身份。第一节点设备还用于发布包括第三节点设备信息的同步帧，其中，第三节点设备信息包括第三节点设备的地址以及禅让时间。第三节点设备用于接收到包括第三节点设备信息的同步帧后，若在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，则转换为主节点。若未在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，第三节点设备在禅让时间转换为主节点，对应地，第一节点设备还用于在禅让时间放弃主节点身份。
第三方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机指令，当计算机指令运行时，执行如第一方面任一项的节点设备管理方法。
第四方面，提供一种计算机程序产品，计算机程序产品中包括指令，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机可以根据指令执行如第一方面任一项的节点设备管理方法。
应当理解的是，上述第二方面，第三方面以及第四方面提供的技术方案，其技术特征均可对应到第一方面及其可能的设计中提供的节点设备管理方法，因此能够达到的有益效果类似，此处不再赘述。
附图说明
图1为一种群组中选举主节点的方法流程图；
图2为一种群组的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种节点设备管理方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种第三节点设备接收同步帧的示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种节点设备管理方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种节点设备管理***的示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种节点设备管理方法的流程图。
具体实施方式
本申请实施例中的“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。此外，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
为了便于理解本申请实施例，以下首先对本申请中的技术术语予以解释。
自组织网络：由一组兼具终端及路由功能的电子设备通过无线链路连接形成的网络。
群组：多个电子设备通过自组织网络协议通信连接形成群组。
节点设备：群组中的电子设备，可以为手机，计算机，平板，手表等终端设备。群组中的节点可以分为主节点(Master)，同步节点(Sync)以及非同步节点(Non-Sync)。也就是说，群组中的电子设备可担任的角色包括上述主节点，同步节点以及非同步节点。对应地，群组中的电子设备可以分为主节点设备，同步节点设备，非同步节点设备。另外，群组中的节点还可以包括临时主节点，对应地，群组中的电子设备还可以包括临时主节点设备。
同步帧：携带同步时间戳，主节点时间戳，发射节点信息，主节点设备信息的一段数据。其中，节点设备的优先级越高，群组中选举主节点时该节点设备成为主节点的概率就越大。群组中的部分节点设备会在约定的时间在约定的信道发送同步帧，以实现时钟校正，周边网络环境感知，设备发现，节点选举等功能。在本申请实施例中，同步帧还携带有其它信息，具体请参考下述表1以及表1的相关说明。
发现窗：群组中的各个节点设备周期性碰面的时间资源和信道资源。在发现窗内，群组中的主节点设备发布同步帧，同步节点设备侦听并发布同步帧，非同步节点设备侦听同步帧，从而实现群组内各个节点设备的时钟同步等功能。一个发现窗周期包括一个发现窗以及一个发现窗间隔。
主节点：群组的逻辑中心。在群组的初始化阶段，担任主节点的设备，也即主节点设备负责为群组中的其它节点设备分配地址、心跳资源等固定通信资源；在群组的网络保持阶段，主节点设备负责在发现窗的起始阶段发布同步帧，以及接收其它节点设备的接入群组的请求。
同步节点：负责在发现窗内侦听并发布同步帧。担任同步节点的设备侦听到同步帧后，会根据同步帧中主节点设备的信息更新本地主节点设备的信息。然后同步节点设备会将该同步帧中的部分信息修改后再次发布。
非同步节点：负责在发现窗内侦听同步帧，不需要发布同步帧。
结合上述技术术语，下面对本申请的应用背景予以介绍。为便于说明，在本申请实施例中，主节点，同步节点以及临时主节点等可以用于指示设备在群组中的角色或身份，也可以用于指示担任对应角色或身份的设备。主节点设备用于指示担任主节点的设备，同步节点设备用于指示担任同步节点的设备，临时主节点用于指示担任临时主节点的设备。
群组的建立初期，建立该群组的节点设备会自动成为该群组的主节点，转换为主节点设备。
为了使群组中各个节点设备的时间同步，群组中的非主节点设备会以主节点设备的时间为锚点，周期性地对自身时间进行校正。
群组建立后，随着时间的推移，群组的网络拓扑会发生改变，群组中各个节点设备担任的角色也可能发生变化。
例如，距离过远的节点设备之间断开连接，导致原来的群组***为多个子群组。由于原来的群组中只有一个主节点设备，***后该主节点设备只能处于其中一个子群组中，则除该子群组之外的其它子群组就需要选举新的主节点。
再例如，群组中的主节点设备因电量过低等原因在群组中下线，则该群组也需要选举新的主节点。其中，主节点设备在群组中下线是指该主节点设备不再担任群组的主节点。例如，主节点设备放弃主节点身份，主节点设备因电量过低关机等均可以称作主节点设备在群组中下线。
下面对群组选举主节点的方法进行介绍。请参考图1，为一种群组中选举主节点的方法流程图。如图1所示，该方法包括S101-S104。在本申请实施例中，S104包括S104a和S104b。
S101、群组中的非主节点设备接收到主节点时间戳为t1的同步帧后，连续3个发现窗都未接收到主节点时间戳晚于上述t1的同步帧，该非主节点设备转换为临时主节点。
上述非主节点设备包括同步节点设备和非同步节点设备。
主节点时间戳为同步帧中存储的数据，用于表征该同步帧中的时间戳从主节点设备发出的时间。同步帧中的时间戳即上述可以作为锚点的主节点设备的时间。
群组中，非主节点设备在连续3个发现窗都没有接收到更新主节点时间戳的同步帧时，说明群组中的主节点设备已下线，则该非主节点设备会自动转换为临时主节点。
可以理解的是，当群组中的主节点设备下线后，可能存在多个非主节点设备同时满足上述S101中的条件，导致该群组中同时出现多个临时主节点。
请参考图2，为一种群组的示意图。如图2所示，该群组中包括节点设备1，节点设备2，节点设备3，节点设备4，节点设备5以及节点设备6。其中节点设备1为主节点，节点设备2，节点设备4以及节点设备5为同步节点，节点设备3以及节点设备6为非同步节点。
作为一种示例，节点设备1在发现窗T1发布同步帧F1后下线，F1中的主节点时间戳为t1。节点设备2在上述发现窗T1内接收到该同步帧F1，并修改该同步帧F1中发端设备的时间戳(Timestamp)等信息，生成同步帧F2。同理，节点设备4可以根据同步帧F1生成同步帧F3，节点设备5可以根据同步帧F1生成同步帧F4。需要说明的是，同步帧F2，F3，F4中的主节点时间戳仍为t1，Timestamp是指同步帧中的时间戳，即上述可以作为锚点的主节点设备的时间。
上述节点设备2，节点设备4以及节点设备5生成同步帧的过程可以均在发现窗T2所对应的时间之前。发现窗T2为发现窗T1之后且与发现窗T1相邻的一个发现窗，以此类推，后续发现窗可以称作T3，T4，T5等。
在发现窗T2，节点设备2，节点设备4以及节点设备5均不会接收到主节点时间戳晚于上述t1的同步帧。节点设备2发布同步帧F2，节点设备4发布同步帧F3，节点设备5发布同步帧F4。节点设备3接收到节点设备2发布的同步帧F2以及节点设备4发布的同步帧F3，节点设备6接收到节点设备4发布的同步帧F3以及节点设备5发布的同步帧F4。
在发现窗T3，节点设备2，节点设备3，节点设备4，节点设备5以及节点设备6均不会接收到主节点时间戳晚于上述t1的同步帧。
在发现窗T4，节点设备2，节点设备3，节点设备4，节点设备5以及节点设备6均不会接收到主节点时间戳晚于上述t1的同步帧。
可以理解的是，节点设备2，节点设备4以及节点设备5在发现窗T2，T3以及T4内均没有接收到主节点时间戳晚于上述t1的同步帧，而节点设备3和节点设备6在发现窗T3以及T4内均没有接收到主节点时间戳晚于上述t1的同步帧。则节点设备2，节点设备4以及节点设备5满足上述S101中的条件，成为临时主节点。
为了使群组中各节点设备的时间同步，群组中只会设置一个主节点。因此多个临时主节点设备需要收敛至一个临时主节点设备，作为该群组新的主节点。
为便于说明，下面以临时主节点设备A和临时主节点设备B为例，对临时主节点的收敛过程进行介绍。
S102、临时主节点设备A接收到临时主节点设备B的同步帧Fb时，根据同步帧Fb中的节点倾向和随机因子计算临时主节点设备B的优先级Pb。
其中，节点倾向(Master Preference)用于表征节点设备担任主节点的倾向，由对应设备的应用层和网络层提供。随机因子(Random Factor)为随机数。节点倾向和随机因子均存储于对应节点所发布的同步帧中。
临时主节点设备A可以根据同步帧Fb的节点倾向，随机因子以及预设的优先级计算公式，计算临时主节点设备B的优先级。
S103、临时主节点设备A比较自身的优先级Pa与临时主节点设备B的优先级Pb。若Pa小于Pb，执行S104a。若Pa大于Pb，执行S104b。
临时主节点设备A可以从设备的存储区域读取自身的优先级，也可以根据自身的节点倾向，随机因子以及预设的优先级计算公式计算自身的优先级。
S104a、临时主节点设备A转换为非主节点。
S104b、临时主节点设备A保持临时主节点身份。
也就是说，当自身优先级小于对方的优先级时，临时主节点设备A会自动转换为非主节点。如此，群组中的临时主节点设备会通过互相比较优先级逐步收敛，直至剩余一个临时主节点设备作为该群组新的主节点。
可以理解的是，在群组中临时主节点设备数量较多时，收敛过程较为耗时，群组中长时间存在多个临时主节点设备，导致群组管理效率较低。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种节点设备管理方法，能够缩短群组选举主节点的时间，提高群组的管理效率。
需要说明的是，在本申请实施例所提供的节点设备管理方法中，主节点设备以及同步节点设备发布的同步帧与上述图1和图2相关说明中的同步帧并不相同。
请参考下述表1，为本申请实施例提供的一种同步帧。
表1
为避免翻译出现歧义，这里提供上述名词的翻译：帧控制-Frame Control；协议版本-Protocol Version；帧类型-Frame Type；保留字段-Reserve；主群组指示位-MasterCluster；继承信息指示位-Inherit Valid；地址-Address；群组身份标识-Cluster ID；发端地址-Trans Address；时间戳-Timestamp；切片身份标识-Slice ID；帧身份标识-FrameID；时隙身份标识-Slot ID；时刻-Time；节点信息-Node Information；主节点倾向-MasterPreference；随机因子-Random Factor；主节点信息-Master Information；主节点地址-Master Address；主节点-主节点倾向-Master-Master Preference；主节点-随机因子-Master-Random Factor；跳数-Hop Count；主节点同步帧发送时间-Master Sync BeaconTransmission Time；继承信息-Inherit Information；继承节点-Next Master；禅让时间-Valid Time；帧校验序列-Frame Check Sequence。
结合上述表1可知，本申请实施例提供的同步帧为21字节。其中，字节2的第5比特位为主群组指示位，可以存储指示该同步帧对应的群组是否为主群组的信息。例如，主群组指示位中存储的数据为1，说明该同步帧对应的群组为主群组；主群组指示位中存储的数据为0，说明该同步帧对应的群组为辅群组。
其中，群组是否为主群组由该群组建立时的主节点设备是否还位于该群组内决定。示例性地，节点设备A建立了群组1，则节点设备A会自动成为群组1的主节点，换句话说，节点设备A为群组1建立时的主节点设备。随着时间的推移和群组1内节点设备的移动，群组1的网络拓扑会发生变化，如，群组1***为群组2和群组3。节点设备A处于群组2中，为群组2的主节点；群组3中暂无主节点或选举出了新的主节点。则群组2为主群组，主群组指示位中存储的数据为1，群组1为辅群组，主群组指示位中存储的数据为0。
若群组建立时的主节点设备位于当前群组内，则当前群组中各节点设备发布的同步帧中，主群组指示位中存储的数据为1，当前群组为主群组。若群组建立时的主节点设备不在当前群组内，则当前群组中各节点设备发布的同步帧中，主群组指示位中存储的数据为0，当前群组为辅群组。
表1所示的同步帧中，字节2的第6比特位为继承信息指示位，该比特位存储的信息可以用于指示对应同步帧中是否存在继承信息。示例性地，继承信息指示位为1时，说明对应同步帧中存在继承信息；继承信息指示位为0时，说明对应同步帧中不存在继承信息。其中，继承信息用于指示继承节点地址和禅让时间。
在当前主节点设备下线后，继承节点会转换为主节点。继承节点由当前主节点设备确定，示例性地，主节点设备可以通过比较所能感知到的同步节点设备的优先级确定继承节点。例如，当前主节点设备可以将所能感知到的同步节点设备中，优先级最高的同步节点设备作为继承节点。继承节点地址即为继承节点的网络地址，占用4个比特位。
需要说明的是，由于非同步节点设备不会发布同步帧，因此只有同步节点设备才有可能成为继承节点。
禅让时间用于指示继承节点转换为主节点的时间。也就是说，继承节点会在禅让时间所指示的时间点转换为主节点。
如表1所示的同步帧，继承信息存储于字节17，字节18以及字节19中。其中，字节17的第0比特位至第3比特位可以存储继承节点地址。字节17的第4比特位至第7比特位，字节18以及字节19可以存储禅让时间。
字节1中可以存储网络协议的版本，同步帧的帧类型等。
字节3中可以存储群组的身份标识。
字节4可以存储发端地址。其中，发端地址是指发布该同步帧的节点设备的地址。例如，该同步帧为节点设备A发布，则字节4中可以存储节点设备A的网络地址。
字节5，字节6和字节7可以存储时间戳。时间戳可以包括占用11个比特位的切片身份标识，占用5个比特位的帧身份标识，占用2个比特位的时隙身份标识以及占用两个比特位的时刻。在本申请实施例中，时间戳的精度为ms(毫秒)，可覆盖约1049s。
需要说明的是，上述图1及图2相关说明中的主节点时间戳即为字节5，字节6以及字节7中所存储的时间戳。群组中的非主节点设备接收到同步帧后，会根据时间戳中的时刻同步本地时间。
字节8可以存储主节点倾向和随机因子。需要说明的是，字节8中存储的是发端设备的主节点倾向和随机因子，即发布该同步帧的节点设备的主节点倾向和随机因子。如上所述，主节点倾向用于表征对应节点设备担任主节点的倾向。
在本申请实施例中，主节点倾向的取值范围可以为[0,15]。主节点倾向越大，表明对应节点设备担任主节点的倾向越大，主节点倾向越小，表明对应节点设备担任主节点的倾向越小。主节点倾向的大小可以由对应节点设备自主设定。例如，电量大于第一预设阈值的节点设备可以设定较大的主节点倾向，电量小于第二预设阈值的节点设备可以设定较小的主节点倾向。第一预设阈值和第二预设阈值可以根据实际需要设定。作为一种示例，第一预设阈值可以为80％，第二预设阈值可以为30％。
另外，节点设备修改主节点倾向后，在240个发现窗内不可以再次修改。节点设备在发现窗内不可以修改优先级。
随机因子的取值范围为[0，15]，每隔预设时间段随机刷新一次。其中，预设时间段可以为60s。
主节点倾向和随机因子可以用于计算对应节点设备的优先级。示例性地，若节点设备1所发布的同步帧中，主节点倾向为S，随机因子为K，则该节点设备1的优先级P可以为：
P＝S×24+K 公式(1)。
字节9至字节16中可以存储主节点信息。主节点信息可以包括占用4个字节的主节点地址，占用4个比特位的主节点-主节点倾向，占用4个比特位的主节点-随机因子，占用4个比特位的跳数，占用2.5个字节的主节点同步帧发送时间。
主节点地址用于指示主节点设备的网络地址。主节点-主节点倾向用于表征当前主节点设备继续担任主节点的倾向，其功能和取值范围同上述主节点倾向，此处不再赘述。主节点-随机因子的取值范围以及刷新间隔可以和上述随机因子相同，此处不再赘述。
跳数用于指示发布该同步帧的节点设备距主节点设备的跳数。示例性地，主节点设备A发布同步帧1,同步帧1中的跳数为0。节点设备B接收到同步帧1，并根据同步帧1发布同步帧2，则同步帧2中的跳数为1。节点设备C接收到同步帧2，并根据同步帧2发布同步帧3，则同步帧3中的跳数为1。
主节点同步帧传输时间用于指示对应同步帧中的时间戳从主节点设备发出的时间，其展开格式与时间戳相同，此处不再赘述。需要说明的是，主节点设备发布的同步帧中，主节点同步帧传输时间与时间戳完全相同；同步节点设备发布的同步帧中，时间戳晚于主节点同步帧传输时间。
需要说明的是，表1所示的同步帧，禅让时间需要在时间戳之后120s内，否则为无效值。举例来说，时间戳中的时间为Ts，禅让时间为Te，则Te-Ts小于120s时，Te才为有效值，否则Te为无效值。另外，若禅让时间与主节点同步帧传输时间相同，代表主节点设备暂未设定禅让时间或设定的禅让时间无效。
字节20和字节21可以存储对应同步帧的帧校验序列。
基于以上对本申请实施例所提供的同步帧的介绍，下面以群组中包括第一节点设备和第二节点设备为例，对本申请实施例提供的节点设备管理方法进行说明。其中，第一节点设备为群组当前的主节点，第二节点设备为群组中的同步节点。第一节点设备和第二节点设备基于自组织网络协议通信连接形成群组。
请参阅图3，为本申请实施例提供的一种节点设备管理方法的流程图。如图3所示，该方法包括S301-S303。
S301、第一节点设备根据各第二节点设备发布的同步帧，在第二节点设备中确定第三节点设备，该第三设备用于继承第一节点设备的主节点身份。
在本申请实施例中，第一节点设备可以将所能感知到的第二节点设备中，优先级最高的节点设备作为继承第一设备的主节点身份的第三节点设备。其中，第三节点设备即为继承节点。换句话说，主节点可以将所能感知到的同步节点中，优先级最高的节点设备作为继承节点。
第二节点设备发布的同步帧的结构可以参考上述表1及表1的相关说明，即可以包括对应节点设备的主节点倾向，随机因子等。第一节点设备可以根据同步帧中的主节点倾向，随机因子以及上述公式(1)计算对应节点设备的优先级。
另外，在第一节点设备成为群组的主节点后，可以定期执行上述S301，以根据群组中各个节点设备的状态及时更新继承节点。
S302、第一节点设备发布包括第三节点设备信息的同步帧。其中，该第三节点设备信息包括第三节点设备的地址以及禅让时间。
其中，第三节点设备的地址即第三节点设备的网络地址，禅让时间即为第三节点设备转换为主节点的时间。
在本申请实施例中，第三节点设备信息即表1中的继承信息，第三节点设备的地址即表1中继承节点地址。第一节点设备确定第三节点设备后，可以根据第三节点设备所发布的同步帧获取第三节点设备的地址。其中，第三节点设备的地址可以存储于第三节点设备所发布的同步帧中的地址字段。禅让时间可以由第一节点设备根据用户的输入确定。
第一节点设备发布包括第三节点设备信息的同步帧后，可能会在禅让时间之前下线，也可能会在禅让时间下线。
S303、第三节点设备接收到包括第三节点设备信息的同步帧后，若在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，则转换为主节点。若未在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，第三节点设备在禅让时间转换为主节点，对应地，第一节点设备在禅让时间放弃主节点身份。
需要说明的是，第三节点设备在连续n个发现窗没有接收到包括更新的主节点时间戳的同步帧时，可以确认第一节点设备已经下线。其中，n≥3。
示例性地，第三节点设备在接收到主节点同步帧传输时间为t1的同步帧后，在连续n个发现窗所接收到的同步帧满足第一预设条件，则第一节点设备可以确定第一节点设备已经下线。其中，第一预设条件为主节点同步帧传输时间早于或等于t1。
示例性地，以n＝3为例对上述过程进行说明。请参考图4，为本申请实施例提供的一种第三节点设备接收同步帧的示意图。如图4所示，第三节点设备在接收到主节点同步帧传输时间为t1的同步帧后，在发现窗1接收到同步帧X，同步帧X中的主节点同步帧传输时间为t2。第三节点设备在发现窗2接收到同步帧Y，同步帧Y中的主节点同步帧传输时间为t3。第三节点设备在发现窗3接收到同步帧Z，同步帧Z中的主节点同步帧传输时间为t4。若t2小于或等于t1，t3小于或等于t1，t4小于或等于t1，则第三节点设备会可以确认第一节点设备已经下线。
第三节点设备确认第一节点设备下线的时间为t5，禅让时间为t6。若t5小于t6，即第三节点设备在禅让时间之前检测到第一节点设备已经下线，则第三节点设备可以直接转换为主节点。若第三节点设备在禅让时间之前未检测到第一节点设备下线，则第三节点设备会在禅让时间转换为主节点，对应地，第一节点设备会在禅让时间放弃主节点身份。如此，在群组的当前主节点，也即第一节点设备在线时确定用于继承主节点的第三节点设备，可以缩短当前主节点下线后，群组确定新的主节点所耗费的时间，提高群组中节点设备的管理效率。
上述S301-S303介绍了本申请实施例所提供的节点设备管理方案的整体流程。其中，S301中第一节点设备在第二节点设备中确定第三节点设备的过程可以包括下述S501-S503。
请参考图5，为本申请实施例提供的又一种节点设备管理方法的流程图。如图5所示，该方法包括S501-S503。
S501、第一节点设备获取各第二节点设备发布的同步帧。
在发现窗内，第二节点设备会发布同步帧，第一节点设备可以接收各第二节点设备所发布的同步帧。该同步帧的结构可以参考表1所示的同步帧，此处不再赘述。
S502、第一节点设备根据各第二节点设备的同步帧确定各第二节点设备的优先级。
示例性地，第一节点设备可以根据上述公式(1)，各第二节点设备所发布的同步帧中的主节点倾向和随机因子计算各第二节点设备的优先级。
S503、第一节点设备根据各第二节点设备的优先级确定第三节点设备。
在一些实施方式中，第一节点设备可以将优先级最高的第二节点设备作为第三节点设备。如此，有利于减小群组更换主节点的频率，提高群组的稳定性。
在另一些实施例中，第一节点设备可以在优先级大于第三预设阈值的第二节点设备中随机选定第三节点设备。
第三预设阈值可以为固定值，由第一节点设备根据用户的输入确定。
第三预设阈值也可以为可变值，由各第二节点设备的优先级确定。例如，第三预设阈值可以将各第二节点设备的优先级分为两部分，优先级大于或等于第三预设阈值的第二节点设备数量占第二节点设备总数量的20％，优先级小于第三预设阈值的第二节点设备数量占第二节点设备总数量的80％。需要说明的是，此处的20％，80％仅为示例性说明，并不代表本申请局限于此。
群组中的第一节点设备可以定时执行上述S501-S503，以根据群组中各个节点的状态及时更新第三节点设备。
可以理解的是，在第一节点设备确定第三节点设备之前，第一节点设备所发布的同步帧中继承信息指示位为0，表征当前第一节点设备没有设定继承节点。在第一节点设备确定第三节点设备后，第一节点设备所发布的同步帧中继承信息指示位为1，表征当前第一节点设备已设定继承节点。
另外，在第一节点设备确定第三节点设备之前，第一节点设备所发布的同步帧中，存储继承信息的字节中为空值或无效值。在第一节点设备确定第三节点设备后，第一节点设备所发布的同步帧中，存储继承信息的字节中为第三节点设备的地址以及禅让时间。其中，禅让时间可以由第一节点设备根据用户的输入确定。第三节点设备地址可以从对应第二节点设备的同步帧中的地址字段获取。
以上对本申请实施例提供的节点设备管理方法进行了说明。可以理解的是，结合上述说明，本申请实施例提供的节点设备管理方法，能够缩短当前主节点下线后，群组确定新的主节点所耗费的时间，提高群组中节点设备的管理效率。
本申请实施例还提供了一种节点设备管理***。请参考图6，为一种节点设备管理***的示意图。如图6所示，该***中可以包括第一节点设备和第二节点设备，第一节点设备和第二节点设备基于自组织网络协议通信连接形成群组。
第一节点设备用于根据各第二节点设备发布的同步帧，在第二节点设备中确定第三节点设备，该第三设备用于继承第一设备的主节点身份。
第一节点设备还用于发布包括第三节点设备信息的同步帧。其中，该第三节点设备信息包括第三节点设备的地址以及禅让时间。
第三节点设备用于接收到包括继承节点信息的同步帧后，若在禅让时间之前检测到第一节点设备下线，则转换为主节点。否则，在禅让时间转换为主节点，对应地，第一节点设备还用于在禅让时间放弃主节点身份。
第一节点设备，第二节点设备以及同步帧的具体介绍可以参考上述节点设备管理方法中的说明，此处不再赘述。
在一些实施例中，群组建立之后，随着群组内节点设备的移动，群组可能会***为多个子群组。群组***后，由于原来的群组中只有一个主节点设备，***后该主节点设备只能处于其中一个子群组中，则除该子群组之外的其它子群组就需要选举新的主节点。
示例性地，群组A可以***为群组B，群组C和群组D。群组A中的主节点设备为第一节点设备。群组***后第一节点设备处于群组B中，则群组C和群组D需要选举新的主节点。
在本申请实施例中，若群组***前，第一节点设备未发布包括第三节点设备信息的同步帧，则群组C会通过上述S101-S104选举出第四节点设备作为主节点。群组D会通过上述S101-S104选举出第五节点设备作为主节点。
本申请实施例提供的节点设备管理方法中，第四节点设备和第五节点设备所发布的同步帧中，主群组指示位为0，表征对应的群组为辅群组。第一节点设备所发布的同步帧中，主群组指示位为1，表征对应的群组为主群组。
各个子群组的时钟可能会发生漂移，导致各个子群组的发现窗所对应的时间不一致，给子群组的重新融合造成障碍。例如，群组C和群组D的时钟相较于群组B可能会发生漂移，导致群组C和群组D无法加入群组B。
为了解决这一问题，本申请实施例提供了又一种节点设备管理方法。请参考图7，为本申请实施例提供的又一种节点设备管理方法。以群组C为例，该方法S701-S703。其中，S703包括S703a和S703b。
S701、第四节点设备每隔预设时间段，侦听一个发现窗周期。
其中，发现窗周期为两个连续的发现窗所间隔的时间与发现窗对应的时间之和。预设时间段可以为10s。
如图4所示，一个发现窗周期等于发现窗1所对应的时间加上发现窗1和发现窗2间隔的时间。同步节点侦听1个发现窗周期，可以避免自身时钟漂移后无法侦听到其它群组中的同步帧的情况发生，有利于提高发现其它群组的概率。
S702、响应于接收到主节点信息与自身不同的第一同步帧，第四节点设备判断该第一同步帧中的主群组指示位是否为1。若是，执行S703a；若否，执行S703b。
S703a、第四节点设备放弃主节点身份，并向发布第一同步帧的节点设备发送加入请求。
S703b、在发布第一同步帧的节点设备的优先级大于自身的优先级时，第四节点设备放弃主节点身份，并向发布第一同步帧的节点设备发送加入请求。在发布第一同步帧的节点设备的优先级小于自身的优先级时，第四节点设备保持主节点身份。
示例性地，辅群组的主节点每隔10s会侦听连续一整个发现窗周期。在侦听到来自主群组的同步帧时，向主群组发送加入请求；在侦听到来自优先级大于自身的辅群组的同步帧时，向该辅群组发送加入请求；在侦听到优先级小于自身的辅群组的同步帧时，保持主节点身份。如此，有利于加快群组融合的速度，提高群组融合的效率。
本申请实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述相关方法步骤实现上述实施例中的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，当该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述相关步骤，以实现上述实施例中的方法。
另外，本申请的实施例还提供一种装置，这个装置具体可以是芯片，组件或模块，该装置可包括相连的处理器和存储器；其中，存储器用于存储计算机执行指令，当装置运行时，处理器可执行存储器存储的计算机执行指令，以使芯片执行上述各方法实施例中的方法。
在上述实施例中的功能或动作或操作或步骤等，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种节点设备管理方法，其特征在于，应用于基于自组织网络协议形成的群组中，所述群组包括第一节点设备和多个第二节点设备；所述第一节点设备为所述群组的主节点，所述第二节点设备为所述群组的同步节点；所述方法包括：
所述第一节点设备根据各所述第二节点设备发布的同步帧，在所述第二节点设备中确定第三节点设备，所述第三设备用于继承所述第一节点设备的主节点身份；
所述第一节点设备发布包括第三节点设备信息的同步帧，其中，所述第三节点设备信息包括所述第三节点设备的地址以及禅让时间；
所述第三节点设备接收到包括所述第三节点设备信息的同步帧后，若在所述禅让时间之前检测到所述第一节点设备下线，则转换为主节点；若未在所述禅让时间之前检测到所述第一节点设备下线，所述第三节点设备在所述禅让时间转换为主节点，对应地，所述第一节点设备在所述禅让时间放弃主节点身份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一节点设备根据各所述第二节点设备发布的同步帧，在所述第二节点设备中确定第三节点设备，包括：
所述第一节点设备根据各所述第二节点设备发布的同步帧，计算各所述第二节点设备的优先级；所述优先级越大，对应的节点设备成为主节点的概率越大；
所述第一节点设备根据各所述第二节点设备的优先级，在所述第二节点设备中确定所述第三节点设备。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一节点设备根据各所述第二节点设备的优先级，在所述第二节点设备中确定所述第三节点设备，包括：
所述第一节点设备将优先级最高的第二节点设备作为所述第三节点设备。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一节点设备根据各所述第二节点设备的优先级，在所述第二节点设备中确定第三节点设备，包括：
所述第一节点设备在优先级高于预设阈值的第二节点设备中随机选定所述第三节点设备。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二节点设备发布的同步帧中包括对应节点设备的主节点倾向以及随机因子；
所述第一节点设备根据各所述第二节点设备发布的同步帧，计算各所述第二节点设备的优先级，包括：
所述第一节点设备根据各所述第二节点设备发布的同步帧中的所述主节点倾向以及所述随机因子，计算各所述第二节点设备的优先级。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二节点设备的优先级可以通过以下公式计算：P＝S×24+K；其中，P为所述第二节点设备的优先级，S为所述第二节点设备的主节点倾向，K为所述第二节点设备的随机因子。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一节点设备确定所述第三节点设备之前，所发布的同步帧中继承信息指示位为0；
所述第一节点设备确定所述第三节点设备之后，所发布的同步帧中继承信息指示位为1。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一节点设备确定所述第三节点设备之前，所发布的同步帧中继承信息为空值；
所述第一节点设备确定所述第三节点设备之后，所发布的同步帧中继承信息为所述第三节点设备的地址以及禅让时间。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第三节点设备在连续n个发现窗未接收到主节点时间戳有更新的同步帧时，确定第一节点设备下线，其中，n为大于或等于3的整数。
10.一种节点设备管理***，其特征在于，应用于基于自组织网络协议形成的群组中，所述群组包括第一节点设备和多个第二节点设备；所述第一节点设备为所述群组的主节点，所述第二节点设备为所述群组的同步节点；
所述第一节点设备用于根据各所述第二节点设备发布的同步帧，在所述第二节点设备中确定第三节点设备，所述第三设备用于继承所述第一节点设备的主节点身份；
所述第一节点设备还用于发布包括第三节点设备信息的同步帧，其中，所述第三节点设备信息包括所述第三节点设备的地址以及禅让时间；
所述第三节点设备用于接收到包括所述第三节点设备信息的同步帧后，若在所述禅让时间之前检测到所述第一节点设备下线，则转换为主节点；若未在所述禅让时间之前检测到所述第一节点设备下线，所述第三节点设备在所述禅让时间转换为主节点，对应地，所述第一节点设备还用于在所述禅让时间放弃主节点身份。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括计算机指令，当所述计算机指令运行时，执行如权利要求1-9中任一项所述的节点设备管理方法。
12.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品中包括指令，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机可以根据所述指令执行如权利要求1-9中任一项所述的节点设备管理方法。
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