RU2486703C1 - Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных - Google Patents
Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486703C1 RU2486703C1 RU2012112727/08A RU2012112727A RU2486703C1 RU 2486703 C1 RU2486703 C1 RU 2486703C1 RU 2012112727/08 A RU2012112727/08 A RU 2012112727/08A RU 2012112727 A RU2012112727 A RU 2012112727A RU 2486703 C1 RU2486703 C1 RU 2486703C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- network
- packets
- service
- node
- service packets
- Prior art date
Links
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области связи и может быть использовано при построении беспроводной самоорганизующейся одноранговой мобильной сети для передачи данных. Технический результат изобретения заключается в сокращении времени поиска оптимального маршрута. Обновление записей в таблицах маршрутизации в каждом из узлов сети происходит путем обмена информацией о топологии сети, содержащейся в служебных пакетах. Служебные пакеты, не требующие фрагментации, передают по низкоскоростным каналам связи первого уровня, характеризующимся первой метрикой, а пользовательские пакеты передают по высокоскоростным каналам связи второго уровня, характеризующимся второй метрикой. Информацию об обновлениях связи узла сети передают служебными пакетами первого типа, а после установления новой связи с узлом, не входящим в сеть, или между двумя узлами, принадлежащими к разным сетям, информацию из таблицы связи передают служебными пакетами второго типа. Время жизни служебных пакетов зависит от известной узлу сети топологии сети, а промежутки времени между рассылками служебных пакетов прямо пропорциональны суммарному количеству связей между узлами сети. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области связи и может быть использовано при построении беспроводной самоорганизующейся одноранговой мобильной сети (mobile ad hoc network - MANET) для передачи данных в виде цифровой информации.
Известен способ маршрутизации (https://datatracker.ietf.org/doc/rfc3561/), основанный на установлении маршрута от отправителя до адресата по требованию.
Недостатком известного способа маршрутизации является длительный промежуток времени, требуемый на установление маршрута, что недопустимо в беспроводных сетях передачи данных, узлы которых обладают высокой мобильностью. Кроме того, известный способ не применим в сетях, в которых требуется обеспечить минимальные интервалы времени между прохождением первого пакета из последовательности пакетов от отправителя к адресату, потому что требует больше времени на прохождение первого пакета, так как в это время производится установление маршрута.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ маршрутизации (http://datatracker.ietf.org/doc/rfc3626/), выбранный нами за прототип. Способ основан на принципе проактивной маршрутизации, в котором каждый узел сети (далее - узел) заранее собирает информацию о топологии сети и определяет оптимальные маршруты до всех достижимых узлов. Для реализации данного принципа использован протокол маршрутизации OLSR, в котором каждый узел периодически рассылает информацию о связях между узлами, а также обновляет записи таблицы маршрутизации, при помощи имеющейся на текущий момент информации о связях между узлами.
Недостатком данного способа является длительный поиск оптимального маршрута из-за возможности его применения только по одноуровневым каналам связи. Кроме того, пакеты имеют формат, не зависящий от особенностей оборудования сети.
Основная техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в создании способа маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных, сокращающего время поиска оптимального маршрута.
Основная техническая задача достигается тем, что в способе маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных, заключающемся в обновлении записей в таблицах маршрутизации в каждом из узлов сети путем обмена информацией о топологии сети, содержащейся в служебных пакетах, включающем передачу информации по каналам связи, содержащейся в пользовательских пакетах, от узла отправления сети к узлу назначения сети, периодическую рассылку каждым узлом сети в широковещательном режиме информации о связях, исходящих из каждого узла сети, назначая им ограниченное время жизни, и формирование из всего множества соседних узлов сети подмножества соседних узлов сети, ретранслирующих служебные пакеты, согласно предложенному решению, каналы связи, выполненные двухуровневыми, пространственно разделяют при помощи многосекторной структуры узлов сети, и служебные пакеты, не требующие фрагментации, передают по низкоскоростным каналам связи первого уровня, характеризующимся первой метрикой, а пользовательские пакеты передают по высокоскоростным каналам связи второго уровня, характеризующимся второй метрикой, причем информацию об обновлениях связи узла сети передают служебными пакетами первого типа, а после установления новой связи с узлом 2, не входящим в сеть или между двумя узлами, принадлежащими разным сетям, информацию из таблицы связи передают служебными пакетами второго типа, при этом время жизни служебных пакетов зависит от известной узлу сети топологии сети, а промежутки времени между рассылками служебных пакетов прямо пропорциональны суммарному количеству связей между узлами сети, при ретрансляции служебных пакетов первого типа узлы сети передают в одном секторе только одну копию служебного пакета, которую сохраняют принявшие узлы, при этом отбрасывают принятые служебные пакеты первого типа, идентичные любой из имеющихся копий, принятых ранее, а ретрансляции подлежат служебные пакеты, содержащие пометку о необходимости ретрансляции.
Изобретение поясняется рисунком, где представлена схема сети для реализации заявленного способа.
Сеть для передачи информации состоит из трех узлов 1 сети и нового узла 2 другой сети. Узлы сети 1 и 2 имеют пространственное разделение двухуровневых каналов по четырем секторам, которые организованы на базе отдельных комплектов коммуникационного оборудования. Между узлами 1 сети информация по низкоскоростным каналам 3 передается служебными пакетами первого типа, а между узлами 1 сети и новым узлом 2 другой сети - по низкоскоростным каналам 3, служебными пакетами второго типа.
Способ осуществляется следующим образом.
При обмене между узлами сети информацией о топологии сети в соответствии с протоколом маршрутизации происходит автоматическое построение таблиц маршрутизации и обновления в них записей.
Информация передается в составе служебных пакетов протокола маршрутизации:
- служебные пакеты первого типа «Обновления связей узла»;
- служебные пакеты второго типа «Таблица связей».
Служебные пакеты первого типа имеют формат, предписывающий наличие следующих полей:
- тип пакета (Type = 1);
- флаг ретрансляции пакета (Relay);
- владелец связей (Originator);
- количество связей (Total);
- версия (Version);
- время жизни связи (TTL);
- список описателей связей (LinkInfo).
Количество элементов в списке описателей связей соответствует количеству связей, заданному в поле Total.
Элемент списка описателей связей содержит следующие поля:
- идентификатор соседнего узла (Neighbor);
- первую метрику низкоскоростного канала (MetricSlow);
- вторую метрику высокоскоростного канала (MetricFast).
Служебные пакеты второго типа имеют формат, предписывающий наличие следующих полей:
- тип пакета (Type = 2);
- список кортежей (Tuples).
Каждый кортеж содержит информацию о связях, принадлежащих одному владельцу.
В списке кортежей находится от одного до нескольких элементов, каждый из которых содержит следующие поля:
- владелец связей (Originator);
- количество связей (Total);
- версия (Version);
- время жизни связи (TTL);
- список описателей связей (LinkInfo).
Формат списка описателей связей кортежа идентичен формату, использующемуся в служебном пакете первого типа.
Формат служебных пакетов второго типа допускает различные варианты размещения информации, что позволяет избегать фрагментации пакетов и минимизировать их количество, тем самым устраняя дополнительные накладные расходы при их передаче.
При определении интервала времени между передачами служебных пакетов первого типа учитывают ограниченную пропускную способность сети, построенной на низкоскоростных каналах, и предотвращают ее перегрузку. Каждый узел сети передает служебные пакеты первого типа с информацией о своих связях, а узлы сети, принимающие эту информацию, передают эти служебные пакеты без ожидания. Значение поля «Версия» инкрементируется при очередной передаче служебного пакета первого типа с информацией о своих связях. При достижении максимально возможного значения «Версии» происходит ее обнуление, и процесс инкрементального увеличения «Версии» начинается сначала. Поле «Версия» позволяет при приеме служебных пакетов первого типа отбрасывать служебные пакеты с устаревшей информацией.
Время жизни служебного пакета первого типа зависит от известной узлу топологии сети на момент его вычисления и позволяет служебному пакету достигать самого отдаленного узла сети, при этом время жизни служебного пакета должно быть минимально возможным. На основании времени жизни служебного пакета первого типа вычисляют время хранения узлом информации о связи.
При передаче служебных пакетов первого типа от узла сети определяют множество узлов для их ретрансляции, в которое входит минимальное количество соседних узлов сети. При передаче информации через них служебные пакеты первого типа достигают всех узлов, находящихся на расстоянии двух интервалов от передающего узла. Флаг ретрансляции служебного пакета первого типа устанавливается, когда он передается в секторе узла сети, в котором установлена связь с узлом-ретранслятором, и сбрасывается, если связи с узлом-ретранслятором в секторе нет.
Служебные пакеты второго типа «Таблица связей» передают после установления новой связи с узлом, который не входит в сеть, т.е. является новым узлом сети, или после установления связи между двумя узлами, принадлежащими к разным сетям. Это позволяет сократить время, требуемое для маршрутизации пользовательских пакетов от новых узлов до любого из них.
Служебные пакеты второго типа не ретранслируются.
При нахождении кратчайшего маршрута в низкоскоростной сети используется первая метрика, которая является оценкой связи по низкоскоростному каналу между двумя соединенными этой связью узлами.
При нахождении кратчайшего маршрута в высокоскоростной сети используется вторая метрика, которая является оценкой связи по высокоскоростному каналу между двумя соединенными этой связью узлами.
При формировании каждой из метрик учитывается:
- загруженность узла;
- качество связи;
- направление и скорость движения узла.
Способ может применяться как при одно-, так и при многопутевой маршрутизации.
Claims (1)
- Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных, заключающийся в обновлении записей в таблицах маршрутизации в каждом из узлов сети путем обмена информацией о топологии сети, содержащейся в служебных пакетах, включающий передачу информации по каналам связи, содержащейся в пользовательских пакетах, от узла отправления сети к узлу назначения сети, периодическую рассылку каждым узлом сети в широковещательном режиме информации о связях исходящих из каждого узла сети, назначая им ограниченное время жизни, и формирование из всего множества соседних узлов сети подмножества соседних узлов сети, ретранслирующих служебные пакеты, отличающийся тем, что каналы связи, выполненные двухуровневыми, пространственно разделяют при помощи многосекторной структуры узлов сети, и служебные пакеты, не требующие фрагментации, передают по низкоскоростным каналам связи первого уровня, характеризующимся первой метрикой, а пользовательские пакеты передают по высокоскоростным каналам связи второго уровня, характеризующимся второй метрикой, причем информацию об обновлениях связи узла сети передают служебными пакетами первого типа, а после установления новой связи с узлом не входящим в сеть или между двумя узлами, принадлежащими разным сетям информацию из таблицы связи передают служебными пакетами второго типа, при этом время жизни служебных пакетов зависит от известной узлу сети топологии сети, а промежутки времени между рассылками служебных пакетов прямо пропорциональны суммарному количеству связей между узлами сети, при ретрансляции служебных пакетов первого типа узлы сети передают в одном секторе только одну копию служебного пакета, которую сохраняют принявшие узлы, при этом отбрасывают принятые служебные пакеты первого типа, идентичные любой из имеющихся копий, принятых ранее, а ретрансляции подлежат служебные пакеты, содержащие пометку о необходимости ретрансляции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112727/08A RU2486703C1 (ru) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112727/08A RU2486703C1 (ru) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2486703C1 true RU2486703C1 (ru) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012112727/08A RU2486703C1 (ru) | 2012-04-02 | 2012-04-02 | Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2486703C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574814C1 (ru) * | 2014-08-12 | 2016-02-10 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" (ЗАО "Институт телекоммуникаций") | Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов |
| RU2668222C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-09-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ безопасной маршрутизации в одноранговых самоорганизующихся сетях |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2341904C2 (ru) * | 2003-04-11 | 2008-12-20 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон | Многопользовательская переадресация с разнесением |
| RU2411672C2 (ru) * | 2006-09-07 | 2011-02-10 | Моторола, Инк. | Транспортировка трафика управления через ячеистую сеть с множеством сетевых сегментов |
| US20110051702A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-03 | Harris Corporation | Address stripping in a meter reading wireless mesh network and associated system |
-
2012
- 2012-04-02 RU RU2012112727/08A patent/RU2486703C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2341904C2 (ru) * | 2003-04-11 | 2008-12-20 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон | Многопользовательская переадресация с разнесением |
| RU2411672C2 (ru) * | 2006-09-07 | 2011-02-10 | Моторола, Инк. | Транспортировка трафика управления через ячеистую сеть с множеством сетевых сегментов |
| US20110051702A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-03 | Harris Corporation | Address stripping in a meter reading wireless mesh network and associated system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574814C1 (ru) * | 2014-08-12 | 2016-02-10 | Закрытое акционерное общество "Институт телекоммуникаций" (ЗАО "Институт телекоммуникаций") | Способ оперативного управления потоками данных в сетях с коммутацией пакетов |
| RU2668222C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-09-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Способ безопасной маршрутизации в одноранговых самоорганизующихся сетях |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7693064B2 (en) | Forwarding packets to a directed acyclic graph destination using link selection based on received link metrics | |
| WO2020023909A1 (en) | Vine™: zero-control routing using data packet inspection for wireless mesh networks | |
| Gulati et al. | Performance comparison of mobile Ad Hoc network routing protocols | |
| CN108449271B (zh) | 一种监测路径节点能量和队列长度的路由方法 | |
| CN106850436B (zh) | 基于虚拟势能场的矿井混合无线mesh网络路由方法 | |
| Jagdale et al. | Analysis and comparison of distance vector, DSDV and AODV protocol of MANET | |
| Palta et al. | Comparison of OLSR and TORA routing protocols using OPNET Modeler | |
| US20120320812A1 (en) | Method for Associating Time Slots with Links Between Network Nodes of a Wireless Interconnected Network | |
| JP5252978B2 (ja) | 経路制御方法、通信システムおよび通信装置 | |
| US20120163233A1 (en) | Method for transmitting routing information and routing apparatus in wireless network | |
| Bhatia et al. | A cluster based minimum battery cost AODV routing using multipath route for ZigBee | |
| So et al. | Routing and channel assignment in multi-channel multi-hop wireless networks with single network interface | |
| Ramalakshmi et al. | Weighted dominating set based routing for ad hoc communications in emergency and rescue scenarios | |
| RU2486703C1 (ru) | Способ маршрутизации для беспроводных мобильных самоорганизующихся сетей передачи данных | |
| Anguswamy et al. | A multi-interface multi-channel routing (MMCR) protocol for wireless ad hoc networks | |
| Raghavendra et al. | Congestion adaptive routing in ad hoc networks | |
| Zhao et al. | A hybrid routing protocol for hierarchy wireless mesh networks | |
| Kim et al. | Link-state routing protocol for multi-channel multi-interface wireless networks | |
| Proskochylo et al. | Overview of possibilities to improve efficiency of self-organizing networks | |
| Arora et al. | Simulation analysis of proactive, reactive and hybrid routing protocols in mobile ad hoc network using Qualnet simulator 5.0. 2 | |
| Minh et al. | An Improved Multi-Channel Multi-Interface Routing Protocol for Wireless Mesh Networks. | |
| Santhiya et al. | Dynamic reliable multipath routing protocol for MANET | |
| Kaur et al. | A Review on Different Routing Protocols in MANETS | |
| Jassim | Performance Study of AODV, GRP and OSPFv3 MANET Routing Protocols Using OPNET Modeler | |
| Makram et al. | Neighborhood nodes collaboration to support qos routing in wireless mesh networks |