一种文件协同下载方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种文件协同下载方法，包括：第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文，以及接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求报文发送的响应报文；所述第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文；在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件后，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文；所述第一节点从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点，并与所述协同节点交互完成文件下载。本发明专利技术所述方法能够有效降低文件下载时延。

【技术实现步骤摘要】
一种文件协同下载方法及系统
本专利技术涉及移动互联网
，具体涉及一种文件协同下载方法及系统。
技术介绍
虽然随着3G网络的广泛应用以及4G网络的推广，移动终端用户使用蜂窝数据网络接入Internet的速度有所提升，但在下载较大的文件(包括视频、音频或者可执行文件)的时候用户仍然需要较长的等待时间。此外，移动终端用户通过数据业务接入Internet进行网页浏览和文件下载时一般会受到：1、数据业务流量大小；2、蜂窝网络链接速度；3、移动终端电量等方面因素的制约。随着Wi-Fi、蓝牙等技术在移动智能终端的不断普及，移动终端之间的直接互联成为可能。因此提出了D2D(device-to-device)的概念并使用移动终端之间的相互合作来解决上述存在的问题，指出当移动终端之间组成MANETs时，当获得相同的资源时，相对于访问Internet服务器来说，移动终端之间的直接通信会节省更多的终端能耗和降低获取时延。因此，可以通过多个移动终端协同下载的方式缩短文件下载时间。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种文件协同下载方法和系统，能够有效降低文件下载时延。本专利技术提供了一种文件协同下载方法，包括：第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文，以及接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求报文发送的响应报文；所述第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文；在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件后，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文；所述第一节点从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点，并与所述协同节点交互完成文件下载。其中，所述第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文包括：第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文PDREQ，所述PDREQ包括源节点地址SR、请求标识REQID以及请求广播范围RBR；相应地，接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求发送的响应报文，包括：在邻居节点接收到第一节点发送的PDREQ之后，邻居节点比较该PDREQ中的REQID值与本地保存的REQID值的大小，在确定本地保存的REQID值小于该PDREQ中的REQID值，且节点当前剩余电量大于第一阈值、节点当前网络负载小于第二阈值时，向第一节点发送响应报文PDREP，第一节点接收该邻居节点发送的响应报文PDREP，所述PDREP包括节点地址PR、响应标识REPID和源节点地址SR。其中，所述方法还包括：当某个邻居节点接收到第一节点发送的PDREQ时，该邻居节点判断RBR值是否大于0，若大于0，则该邻居节点将该PDREQ中的RBR值减1，并将该PDREQ发生给该邻居节点的多个邻居节点。其中，所述第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文包括：第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文FDREQ；所述FDREQ包括文件位置FL、下载字节范围DBR、源节点地址SR、请求标识FDREQID以及标志位Flag；其中，测试文件下载请求报文的Flag为0。其中，所述在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件后，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文包括：在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件之后，至少一个邻居节点向第一节点发送测试文件下载响应报文FDREP，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文FDREP，所述FDREP包括下载测试文件所用时间t、节点当前剩余电量r以及节点地址PR。其中，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文还包括：第一节点在接收所述一个以上的邻居节点发送的FDREP时，第一节点记录每个节点到第一节点的传输延时td。其中，所述第一节点从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点包括：第一节点根据发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中的每个节点下载测试文件所用时间t、节点当前剩余电量r以及节点到第一节点的传输延时td，采用遗传算法从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点。其中，第一节点与所述协同节点交互完成文件下载包括：在每个协同节点接收到第一节点发送的标志位为非0的FDREQ之后，每个协同节点使用各自的蜂窝数据网向外部服务器请求要下载的文件片段，其中每个协同节点需要下载的文件片段范围由下式确定，其中Lf为第一节点需要协同下载的文件长度，Lj为每个协同节点应该下载的文件长度，uj为每个协同节点的效用值，m为协同节点的个数；当协同节点下载完毕后将文件片段通过无线连接传输至第一节点。其中，所述第一节点根据发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中的每个节点下载测试文件所用时间t、节点当前剩余电量r以及节点到第一节点的传输延时td，采用遗传算法从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点包括：S11.种群初始化：将发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点添加到集合J中，初始化染色体种群个数为N1，其值集合J中节点的个数，每条染色体含有的基因个数n∈[1，N1]且n均不相同，每条染色体内所含节点不重复，以每条染色体中所包含的基因序列作为要选择的协同节点集合；S12.评价：适应度值为染色体内所含节点从下载到传输测试文件分片到第一节点所需的最大时间，此步骤分为以下三个子过程：S121.计算J内的每个节点的效用值ui，效用值ui的计算如下：ui＝ws·si+wr·risi表示节点i当前的下载速度，根据节点i下载测试文件所需时间ti以及所下载测试文件长度l计算得出，ws表示节点下载速度所占的权重，ri为节点当前剩余电量，wr为节点剩余电量权重，ws+wr＝1，ws、wr>0；S122.在效用值ui的基础上计算每个节点应该下载的文件长度Li，如下:这里L表示第一节点需要下载的文件的长度，n是当前染色体内所含节点的个数；S123.根据si，Li，td估算出每个节点各自的Ti，Ti表示节点i从下载到传输文件分片到第一节点所需要的时间，取max{T1,T2....Tn}作为当前染色体的适应度值；S13.交叉，使用单点交叉来产生两条新的染色体；S14.变异；S15.精英保留策略：引入精英保留策略来保存当前最优的个体到下一代中；S16.终止条件：给定预设迭代次数作为算法结束的条件。本专利技术还提供了一种文件协同下载系统，包括第一节点和若干个邻居节点；所述第一节点包括：请求发送模块，用于向多个邻居节点发送协同发现请求报文；请求响应接收模块，用于接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求报文发送的响应报文，并根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识；所述请求发送模块，还用于向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文；所述请求响应接收模块，还用于接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文；协同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种文件协同下载方法，其特征在于，包括：第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文，以及接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求报文发送的响应报文；所述第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文；在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件后，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文；所述第一节点从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点，并与所述协同节点交互完成文件下载。

【技术特征摘要】
1.一种文件协同下载方法，其特征在于，包括：第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文，以及接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求报文发送的响应报文；所述第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文；在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件后，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发送的测试文件下载响应报文；所述第一节点从发送所述测试文件下载响应报文的邻居节点中选择预设N个邻居节点作为协同节点，并与所述协同节点交互完成文件下载；其中，所述第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文包括：第一节点向多个邻居节点发送协同发现请求报文PDREQ，所述PDREQ包括源节点地址SR、请求标识REQID以及请求广播范围RBR；相应地，接收一个以上的邻居节点根据所述协同发现请求发送的响应报文，包括：在邻居节点接收到第一节点发送的PDREQ之后，邻居节点比较该PDREQ中的REQID值与本地保存的REQID值的大小，在确定本地保存的REQID值小于该PDREQ中的REQID值，且节点当前剩余电量大于第一阈值、节点当前网络负载小于第二阈值时，向第一节点发送响应报文PDREP，第一节点接收该邻居节点发送的响应报文PDREP，所述PDREP包括节点地址PR、响应标识REPID和源节点地址SR；其中，当某个邻居节点接收到第一节点发送的PDREQ时，该邻居节点判断RBR值是否大于0，若大于0，则该邻居节点将该PDREQ中的RBR值减1，并将该PDREQ发生给该邻居节点的多个邻居节点；所述第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文包括：第一节点根据所述响应报文，获取发送所述响应报文的邻居节点的标识，向与所述邻居节点的标识对应的邻居节点发送测试文件下载请求报文FDREQ；所述FDREQ包括文件位置FL、下载字节范围DBR、源节点地址SR、请求标识FDREQID以及标志位Flag；其中，测试文件下载请求报文的Flag为0；其中，第一节点与所述协同节点交互完成文件下载包括：在每个协同节点接收到第一节点发送的标志位为非0的FDREQ之后，每个协同节点使用各自的蜂窝数据网向外部服务器请求要下载的文件片段，其中每个协同节点需要下载的文件片段范围由下式确定，其中Lf为第一节点需要协同下载的文件长度，Lj为每个协同节点应该下载的文件长度，uj为每个协同节点的效用值，m为协同节点的个数；当协同节点下载完毕后将文件片段通过无线连接传输至第一节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在至少一个邻居节点根据所述测试文件下载请求报文下载测试文件后，所述第一节点接收一个以上的邻居节点发...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮兰兰，郭少勇，张兴，邱雪松，李文璟，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11