拥塞控制方法与无线网状网系统技术方案

本发明专利技术公开了一种拥塞控制方法，包括：第二节点对流经本节点的数据包进行监测，判断所述第二节点的拥塞程度；在判定第二节点达到第一拥塞程度时，第二节点向第一节点发送第一拥塞控制请求消息，以及向第三节点发送第二拥塞控制请求消息；其中，所述第一节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的上一跳节点，所述第三节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的下一跳节点；所述第一节点接收到所述第一拥塞控制请求消息后，降低对所述第二节点的数据发送速率；所述第三节点接收到所述第二拥塞控制请求消息后，增加对所述第二节点的资源预留量。本发明专利技术还同时公开了一种无线网状网系统。实施本发明专利技术可以有效避免网络拥塞，提高网络效率，提高无线网络传输的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种拥塞控制方法和无线网状网系统。 
技术介绍
无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks，WMN，无线网状网络)是一种自组织、自配置的多跳无线网络，与传统的WLAN相比，WMN有着许多优势：(1)由于只需要很少的有线网络连接点(网关)，网络的布线成本大大降低；(2)多跳无线通信提供了更广的无线覆盖范围；(3)无线骨干网中多点到多点的连接，增强了网络的可靠性；(4)Mesh(网状)节点之间自动建立和维护连接，易于网络的增量部署，网络具有很好的可扩展性。 现有技术的无线网状网的网络结构如图1所示。WMN中存在4类节点：Mesh网关节点(Mesh Portal Point，MPP)、Mesh转发节点(Mesh Point，MP)、Mesh接入节点(Mesh Access Point，MAP)和无线终端(Station，STA)。在WMN中，Mesh节点(包括MPP、MP和MAP)以无线互连的方式构成无线骨干网，其中MPP作为网关(Gateway)以有线方式连接到Internet。MP作为路由器为其它Mesh节点转发报文，MAP作为AP为其覆盖范围内的移动终端提供无线连接，移动终端(Phone，PDA等)与覆盖其区域的MAP建立连接，并以无线多跳的方式通过网关实现Internet接入。 原始的802.11MAC最初是为单跳无线网络设计的，然而多跳无线数据中继是无线Mesh网络的核心。在无线Mesh网络中，每个Mesh节点(包括MPP、MP和MAP)都独立地竞争信道，不考虑上游或下游节点所处的网络状况，这样可能导致的结果就是：一个需要发送数据的节点把海量的报文在短时间内注入网络而导致下游节点发生本地拥塞，从而使下游的QoS(Quality of Service，服务 质量)恶化。 所谓本地拥塞，就是一个中介Mesh节点收到了多于它能够在预定时间窗口内所能发送出去的报文。本地拥塞的后果是本地节点的缓存被迅速填满，报文被丢弃出缓存，导致网络丢包现象严重。 目前已有的无线Mesh网络拥塞控制机制有如下三种： 第一种采用的控制措施是，当发现拥塞时首先判断是否需要发送拥塞控制请求，如果不需要，就通知邻居节点进行速率控制，避免干扰本节点；如果拥塞严重，就通知上游节点进行发送速率控制。 第二种采用的控制措施是，通知上游节点和下游节点调整传输时隙，实际上也是调整上游节点和下游节点的传输速率来缓解本节点的拥塞。 第三种采用的控制措施是，本节点发生拥塞是首先确定本节点的拥塞程度，然后将情况反馈给上游节点，上游节点根据拥塞情况确定最优的发送速率，以缓解本节点拥塞。 以上几种拥塞控制机制的核心都是调节上下游节点以及邻居节点的数据发送效率，具体来说是通过调整传输时隙来实现，可以部分缓解本节点的拥塞情况。然而，以上几种方案对拥塞的产生考虑并不充分，主要考虑是由于上游节点基于信道竞争机制，高速发送数据，而不考虑下游节点的网络状况，导致下游节点数据转发不及时而形成拥塞。 
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是解决无线网络中出现的拥塞问题，提高网络传输效率。 为了达到上述的目的，本专利技术实施例提出一种拥塞控制方法，包括以下步骤： 第二节点对流经本节点的数据包进行监测，判断所述第二节点的拥塞程度； 在判定所述第二节点达到第一拥塞程度时，所述第二节点向第一节点发送 第一拥塞控制请求消息，以及向第三节点发送第二拥塞控制请求消息；其中，所述第一节点是缓存所述第二节点的数据包的上一跳节点，所述第三节点是缓存所述第二节点的数据包的下一跳节点； 所述第一节点接收到所述第一拥塞控制请求消息后，降低对所述第二节点的数据发送速率； 所述第三节点接收到所述第二拥塞控制请求消息后，增加对所述第二节点的资源预留量。 进一步地，还包括以下步骤： 在判定所述第二节点达到第二拥塞程度时，所述第二节点向周围的邻居节点发送拥塞通告消息；其中，所述拥塞通告消息中包含有所述第二节点的信道信息； 所述邻居节点接收到所述拥塞通告消息后，根据自身的信道信息和所述第二节点的信道信息，判断是否存在频率干扰；若存在，则所述邻居节点进行信道切换；若不存在，则所述邻居节点向所述第二节点返回拥塞通告应答消息。 进一步地，在所述第一节点接收到所述第一拥塞控制请求消息，并降低对所述第二节点的数据发送速率之后，还包括： 所述第一节点向所述第二节点返回第一拥塞控制应答消息； 所述第二节点接收所述第一拥塞控制应答消息，并将所述第一拥塞控制应答消息保存在本节点的拥塞应答列表中； 在所述第三节点接收到所述第二拥塞控制请求消息，并增加对所述第二节点的资源预留量之后，还包括： 所述第三节点向所述第二节点返回第二拥塞控制应答消息； 所述第二节点接收所述第二拥塞控制应答消息，并将所述第二拥塞控制应答消息保存在本节点的拥塞应答列表中。 进一步地，还包括如下步骤： 在判定所述第二节点达到第三拥塞程度时，所述第二节点判断本节点的拥塞应答列表中是否存在所述第一拥塞控制应答消息和/或所述第二拥塞控制应 答消息； 若存在所述第一拥塞控制应答消息，则所述第二节点向所述第一节点发送第一拥塞解除请求消息； 若存在所述第二拥塞控制应答消息，则所述第二节点向所述第三节点发送第二拥塞解除请求消息； 若不存在所述第一拥塞控制应答消息和所述第二拥塞控制应答消息，则所述第二节点判定继续保持对流经所述第二节点的数据包进行监测； 所述第一节点接收到所述第一拥塞解除请求消息后，提高对所述第二节点的数据发送速率，并且向所述第二节点返回第一拥塞解除应答消息； 所述第二节点接收到所述第一拥塞解除应答消息后，删除本节点的拥塞应答列表中的第一拥塞控制应答消息； 所述第三节点接收到所述第二拥塞解除请求消息后，减少对所述第二节点的资源预留量，并且向所述第二节点返回第二拥塞解除应答消息； 所述第二节点接收到所述第二拥塞解除应答消息后，删除本节点的拥塞应答列表中的第二拥塞控制应答消息。 进一步地，所述第二节点对流经所述第二节点的数据包进行监测，判断所述第二节点的拥塞程度，具体包括： 所述第二节点对流经所述第二节点的数据包进行监测，获得数据包的流量； 当所述数据包的流量大于或等于第一流量阈值时，则判定所述第二节点达到第一拥塞程度； 当所述数据包的流量小于所述第一流量阈值，且大于或等于第二流量阈值时，则判定所述第二节点达到第二拥塞程度；其中，所述第一流量阈值大于所述第二流量阈值； 当所述数据包的流量小于所述第二流量阈值，则判定所述第二节点达到第三拥塞程度。 为了达到上述相同的目的，本专利技术实施例还提出一种无线网状网系统，包括：第一节点、第二节点以及第三节点；其中，所述第一节点是缓存在所述第 二节点的数据包的传输链路的上一跳节点，所述第三节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的下一跳节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拥塞控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 第二节点对流经本节点的数据包进行监测，判断所述第二节点的拥塞程度； 在判定所述第二节点达到第一拥塞程度时，所述第二节点向第一节点发送第一拥塞控制请求消息，以及向第三节点发送第二拥塞控制请求消息；其中，所述第一节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的上一跳节点，所述第三节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的下一跳节点； 所述第一节点接收到所述第一拥塞控制请求消息后，降低对所述第二节点的数据发送速率； 所述第三节点接收到所述第二拥塞控制请求消息后，增加对所述第二节点的资源预留量。

【技术特征摘要】
1.一种拥塞控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 
第二节点对流经本节点的数据包进行监测，判断所述第二节点的拥塞程度； 
在判定所述第二节点达到第一拥塞程度时，所述第二节点向第一节点发送第一拥塞控制请求消息，以及向第三节点发送第二拥塞控制请求消息；其中，所述第一节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的上一跳节点，所述第三节点是缓存在所述第二节点的数据包的传输链路的下一跳节点； 
所述第一节点接收到所述第一拥塞控制请求消息后，降低对所述第二节点的数据发送速率； 
所述第三节点接收到所述第二拥塞控制请求消息后，增加对所述第二节点的资源预留量。 
2.如权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，还包括以下步骤： 
在判定所述第二节点达到第二拥塞程度时，所述第二节点向周围的邻居节点发送拥塞通告消息；其中，所述拥塞通告消息中包含有所述第二节点的信道信息； 
所述邻居节点接收到所述拥塞通告消息后，根据自身的信道信息和所述第二节点的信道信息，判断是否存在频率干扰；若存在，则所述邻居节点进行信道切换；若不存在，则所述邻居节点向所述第二节点返回拥塞通告应答消息。 
3.如权利要求1或2所述的一种拥塞控制方法，其特征在于，在所述第一节点接收到所述第一拥塞控制请求消息，并降低对所述第二节点的数据发送速率之后，还包括： 
所述第一节点向所述第二节点返回第一拥塞控制应答消息； 
所述第二节点接收所述第一拥塞控制应答消息，并将所述第一拥塞控制应答消息保存在本节点的拥塞应答列表中； 
在所述第三节点接收到所述第二拥塞控制请求消息，并增加对所述第二节 点的资源预留量之后，还包括： 
所述第三节点向所述第二节点返回第二拥塞控制应答消息； 
所述第二节点接收所述第二拥塞控制应答消息，并将所述第二拥塞控制应答消息保存在本节点的拥塞应答列表中。 
4.如权利要求3所述的拥塞控制方法，其特征在于，还包括如下步骤： 
在判定所述第二节点达到第三拥塞程度时，所述第二节点判断本节点的拥塞应答列表中是否存在所述第一拥塞控制应答消息和/或所述第二拥塞控制应答消息； 
若存在所述第一拥塞控制应答消息，则所述第二节点向所述第一节点发送第一拥塞解除请求消息； 
若存在所述第二拥塞控制应答消息，则所述第二节点向所述第三节点发送第二拥塞解除请求消息； 
若不存在所述第一拥塞控制应答消息和所述第二拥塞控制应答消息，则所述第二节点判定继续保持对流经所述第二节点的数据包进行监测； 
所述第一节点接收到所述第一拥塞解除请求消息后，提高对所述第二节点的数据发送速率，并且向所述第二节点返回第一拥塞解除应答消息； 
所述第二节点接收到所述第一拥塞解除应答消息后，删除本节点的拥塞应答列表中的第一拥塞控制应答消息； 
所述第三节点接收到所述第二拥塞解除请求消息后，减少对所述第二节点的资源预留量，并且向所述第二节点返回第二拥塞解除应答消息； 
所述第二节点接收到所述第二拥塞解除应答消息后，删除本节点的拥塞应答列表中的第二拥塞控制应答消息。 
5.如权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，所述第二节点对流经所述第二节点的数据包进行监测，判断所述第二节点的拥塞程度，具体包括： 
所述第二节点对流经所述第二节点的数据包进行监测，获得数据包的流量； 
当所述数据包的流量大于或等于第一流量阈值时，则判定所述第二节点达到第一拥塞程度； 
当所述数据包的流量小于所述第一流量阈值，且大于或等于第二流量阈值时，则判定所述第二节点达到第二拥塞程度；其中，所述第一流量阈值大于所述第二流量阈值； 
当所述数据包的流量小于所述第二流量阈值，则判定所述第二节点达到第三拥塞程度。 
6.一种无线网状网系统，其特征在于，包括第一节点、第二节点以及第三节点；其中，所述第一节点是缓存所述第二节点的数据包的上一跳节点，所述第三节点是缓存所述第二节点的数据包的下一跳节点； 
所述第一节点包括发送速率降低模块；所述第二节点包括拥塞监测模块、第一拥塞控制发送模块以及第二拥塞控制发送模块；所述第三节点包括资源增加模块； 
所述拥塞监测模块用于对流经所述第二节点的数据包进行监测并判断所述第二节点的拥塞程度； 
所述第一拥塞控制发送模块用于在判定所述第二节点达到第一拥塞程度时，向所述第一节点发送第一拥塞控制请求消息； 
所述第二拥塞控制发送模块用于在判定所述第二节点达到第一拥塞程度时，向所述第三节...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，李盛阳，陈康先，
申请(专利权)人：广州杰赛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44