一种快速的无线网络路由实现方法技术

本发明专利技术公开了一种快速的无线网络路由实现方法，所述无线网络包含两种节点：网关节点和普通节点；网关节点能够连接到互联网，普通节点通过网关节点实现与互联网的通信；所述无线网络中包含一个以上的网关节点，所有网关节点构成一个任播组；如果该任播组的任播地址与其中一个网关节点的单播地址相同，则该网关节点称为任播首节点；每个网关节点构建一个树状结构，称为任播树。本发明专利技术提供了一种快速的无线网路由实现方法，所述无线网络通过本发明专利技术所提供的实现方法可获取IPv6网络提供的网络服务，同时保持通信的连续性，缩短路由延迟，降低数据包丢失率，提高服务质量，本发明专利技术可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实现方法，尤其涉及的是。
技术介绍
无线网络作为一种新型通信网络，能够实现节点与节点之间的多跳无线通信。随 着无线网络技术的不断发展以及各种新应用的不断涌现，迫切需要无线网络能够接入互联 网以满足用户急剧增长的应用需求。 无线网络作为一种特殊类型的移动自组网，具有移动速度快、节点数量多、覆盖面 积大等特点。基于IPv6的互联网（以下简称IPv6网络）具有移动性支持、地址资源丰富 以及扩展性强等优点。因此，无线网络接入IPv6网络成为满足用户应用需求的理想解决方 案。 目前的研究人员提出了无线网络通过接入基于IPv6的互联网获取网络服务的模 式并定义了相应的协议栈，但是由于无线网络网的体系结构与IPv6网络不通，现有的接入 方法具有一些局限性。因此需要提出一种无线网络的通信实现方法，从而降低数据丢失率， 提尚服务质量。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种快速的 无线网络路由实现方法。 技术方案：本专利技术公开了，所述无线网络包含 两种节点：网关节点和普通节点；网关节点能够连接到互联网，普通节点通过网关节点实 现与互联网的通信；所述无线网络中包含一个以上的网关节点，所有网关节点构成一个任 播组；如果该任播组的任播地址与其中一个网关节点的单播地址相同，则该网关节点称为 任播首节点；每个网关节点构建一个树状结构，称为任播树，树的根节点为网关节点，一个 普通节点选择加入距离自己最近的网关节点所构建的任播树，并通过所在任播树的网关节 点实现与互联网的通信；网关节点具有两种传输半径，一种用于网关节点之间的通信，一种 用于网关节点与普通节点之间的通信，网关节点之间的通信半径大于网关节点与普通节点 之间的通信半径；由于网关节点分布在整个网络里，且数量比较少，因此彼此之间的距离较 远。 所述网关节点和普通节点的IPv6地址由三部分构成，第一部分为全局网络前缀， 它唯一标识一个无线网络，一个无线网络中所有网关节点和普通节点的全局网络前缀都相 同，其值等于相同无线网络内的网关节点的全局网络前缀；第二部分为i比特的网关ID，它 唯一标识一个网关节点，第三部分为j比特的节点ID，它唯一标识一个普通节点；网关ID 和节点ID构成链路地址，其长度为16比特或者64比特； -个普通节点的节点ID的有效长度L与该节点所在任播树的深度d成正比， L < j，如公式（1)所示，一个网关节点或者普通节点拥有的最大子节点数为f-1 ;c取值范 围一般为4或者8 ; L = d · c 公式（1)， 在无线网络中，任播首节点地址预先设置，其网关ID为1，节点ID为0 ;任播首节 点的地址既作为它的单播地址，也作为任播地址，该任播地址唯一标识一个任播组，该任播 组中每个任播成员都是网关节点并且能够连接到互联网；任播首节点负责为任播组成员配 置单播地址； 任播首节点保存一个网关ID表，网关ID表具有2^1个表项，每个表项包含三个 域：网关ID，分配状态和生命周期；其中分配状态具有两个值，未分配和已分配；如果一个 网关ID的分配状态值为已分配状态，那么该网关ID的生命周期随着时钟递减；如果在该网 关ID的生命周期内收到该网关ID对应的网关节点发送的刷新消息，那么该网关ID的生命 周期被设置为最大值，如果生命周期衰减到〇,那么任播首节点将该网关ID的分配状态更 新为未分配状态；如果链路地址为16比特，i 一般取值为8,如果链路地址为64比特，那么 i取值为32 ; 如果网关节点没有配置地址，它用自己的硬件ID作为临时链路地址； 每个网关节点保存一个临时路由表和一个永久路由表，临时路由表每个表项包括 三个域：下一跳，目的节点域以及生命周期，临时路由表用于地址配置前使用，其目的节点 域值为临时链路地址；永久路由表每个表项包括四个域：下一跳，目的节点，路径长度以及 生命周期，其中，路径长度为到达目的节点的距离，永久路由表是用于地址配置后使用，目 的节点的域值为配置的IPv6地址的网关ID ;网关节点获取IPv6地址后定期广播信标帧， 信标帧负载为全局网络前缀和永久路由表； 如果网关节点Gl为任播首节点，其余网关节点从任播首节点Gl获取地址并在永 久路由表中建立到达任播首节点Gl的永久路由表项； 在网关节点G5没有配置地址并侦听邻居网关节点广播的信标帧的情况下，如果 网关节点G5侦听到两个以上信标帧且网关节点G2距离网关节点Gl最近，那么网关节点G5 通过下述过程从网关节Gl获取网关节点ID并建立到达网关节点Gl的永久路由表项： 步骤101:开始； 步骤102 :网关节点G5发送网关ID请求命令帧，网关ID请求命令帧头部结构包 括mesh头部和MAC头部，其中，mesh头部的源地址为网关节点G5的临时链路地址，最终地 址为网关节点Gl的链路地址，MAC头部的源地址为其临时链路地址，目的地址为网关节点 G2的链路地址； 步骤103 :网关节点G2收到网关ID请求命令帧后，查看到达网关节点Gl的永久 路由表项，将网关ID请求命令帧的MAC头部的目的地址更新为到达网关节点Gl的下一跳 节点的链路地址，同时在临时路由表中增加到达网关节点G5的临时路由表项，该表项的下 一跳和目的节点均为网关节点G5的临时链路地址，然后发送命令帧； 步骤104 :下一跳节点收到网关ID请求命令帧后，在临时路由表中增加到达网关 节点G5的临时路由表项，其中目的节点为网关节点G5的临时链路地址，下一跳域值为网关 ID请求命令帧的MAC头部的源地址； 步骤105:下一跳节点判断自己是否为网关节点G1，如果是，进行步骤107,否则进 行步骤106 ; 步骤106 :下一跳节点查看到达网关节点Gl的永久路由表项，将网关ID请求命令 帧的MAC头部的目的地址更新为到达网关节点Gl的下一跳节点的链路地址，发送网关ID 请求命令帧，进行步骤104 ;， 步骤107 :网关节点Gl查看网关节点ID表，选择最小未分配的网关节点ID，向网 关节点G5返回网关ID响应命令帧，网关ID响应命令帧的mesh头部的源地址是网关节点 Gl的链路地址，最终地址为网关节点G5的临时链路地址，MAC头部的源地址为网关节点Gl 的链路地址，目的地址为临时路由表中到达网关节点G5的下一跳节点的链路地址，网关ID 响应命令帧负载为分配的网关ID，同时将该网关ID的分配状态设置为已分配，生命周期设 置为最大值，然后发送网关ID响应数据帧； 步骤108 :下一跳节点收到网关ID响应数据帧后，判断自己是否为网关节点G5,如 果是，进行步骤110,否则进行步骤109 ; 步骤109 :下一跳节点查看临时路由表中目的节点为网关节点G5的表项，将网关 ID响应数据帧的MAC头部目的地址更新为该表项的下一跳地址，发送网关ID响应数据帧， 进行步骤108 ; 步骤110 :网关节点G5将自己的网关ID设置为网关ID响应命令帧负载中的网关 ID，将网关ID与全局网络前缀相结合构建成IPv6地址，同时在永久路由表中增加到达网关 节点Gl的表项，其中下一跳为网关节点G2的链路地址，路径长度为网关节点G2到达网关 节点Gl的路径长度加1 ; 步骤111:结束； 每个网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速的无线网络路由实现方法，其特征在于，所述无线网络包含两种节点：网关节点和普通节点；网关节点能够连接到互联网，普通节点通过网关节点实现与互联网的通信；所述无线网络中包含一个以上的网关节点，所有网关节点构成一个任播组；如果该任播组的任播地址与其中一个网关节点的单播地址相同，则该网关节点称为任播首节点；每个网关节点构建一个树状结构，称为任播树，树的根节点为网关节点，一个普通节点选择加入距离自己最近的网关节点所构建的任播树，并通过所在任播树的网关节点实现与互联网的通信；网关节点具有两种传输半径，一种用于网关节点之间的通信，一种用于网关节点与普通节点之间的通信，网关节点之间的通信半径大于网关节点与普通节点之间的通信半径；所述网关节点和普通节点的IPv6地址由三部分构成，第一部分为全局网络前缀，它唯一标识一个无线网络，一个无线网络中所有网关节点和普通节点的全局网络前缀都相同，其值等于相同无线网络内的网关节点的全局网络前缀；第二部分为i比特的网关ID，它唯一标识一个网关节点，第三部分为j比特的节点ID，它唯一标识一个普通节点；网关ID和节点ID构成链路地址，其长度为16比特或者64比特；一个普通节点的节点ID的有效长度L与该节点所在任播树的深度d成正比，L≤j，如公式(1)所示，一个网关节点或者普通节点拥有的最大子节点数为2c‑1；L＝d·c     公式(1)，在无线网络中，任播首节点地址预先设置，其网关ID为1，节点ID为0；任播首节点的地址既作为它的单播地址，也作为任播地址，该任播地址唯一标识一个任播组，该任播组中每个任播成员都是网关节点并且能够连接到互联网；任播首节点负责为任播组成员配置单播地址；任播首节点保存一个网关ID表，网关ID表具有2i‑1个表项，每个表项包含三个域：网关ID，分配状态和生命周期；其中分配状态具有两个值，未分配和已分配；如果一个网关ID的分配状态值为已分配状态，那么该网关ID的生命周期随着时钟递减；如果在该网关ID的生命周期内收到该网关ID对应的网关节点发送的刷新消息，那么该网关ID的生命周期被设置为最大值，如果生命周期衰减到0，那么任播首节点将该网关ID的分配状态更新为未分配状态；如果网关节点没有配置地址，它用自己的硬件ID作为临时链路地址；每个网关节点保存一个临时路由表和一个永久路由表，临时路由表每个表项包括三个域：下一跳，目的节点域以及生命周期，临时路由表用于地址配置前使用，其目的节点域值为临时链路地址；永久路由表每个表项包括四个域：下一跳，目的节点，路径长度以及生命周期，其中，路径长度为到达目的节点的距离，永久路由表是用于地址配置后使用，目的节点的域值为配置的IPv6地址的网关ID；网关节点获取IPv6地址后定期广播信标帧，信标帧负载为全局网络前缀和永久路由表；如果网关节点G1为任播首节点，其余网关节点从任播首节点G1获取地址并在永久路由表中建立到达任播首节点G1的永久路由表项；在网关节点G5没有配置地址并侦听邻居网关节点广播的信标帧的情况下，如果网关节点G5侦听到两个以上信标帧且网关节点G2距离网关节点G1最近，那么网关节点G5通过下述过程从网关节G1获取网关节点ID并建立到达网关节点G1的永久路由表项：步骤101：开始；步骤102：网关节点G5发送网关ID请求命令帧，网关ID请求命令帧头部结构包括mesh头部和MAC头部，其中，mesh头部的源地址为网关节点G5的临时链路地址，最终地址为网关节点G1的链路地址，MAC头部的源地址为其临时链路地址，目的地址为网关节点G2的链路地址；步骤103：网关节点G2收到网关ID请求命令帧后，查看到达网关节点G1的永久路由表项，将网关ID请求命令帧的MAC头部的目的地址更新为到达网关节点G1的下一跳节点的链路地址，同时在临时路由表中增加到达网关节点G5的临时路由表项，该表项的下一跳和目的节点均为网关节点G5的临时链路地址，然后发送命令帧；步骤104：下一跳节点收到网关ID请求命令帧后，在临时路由表中增加到达网关节点G5的临时路由表项，其中目的节点为网关节点G5的临时链路地址，下一跳域值为网关ID请求命令帧的MAC头部的源地址；步骤105：下一跳节点判断自己是否为网关节点G1，如果是，进行步骤107，否则进行步骤106；步骤106：下一跳节点查看到达网关节点G1的永久路由表项，将网关ID请求命令帧的MAC头部的目的地址更新为到达网关节点G1的下一跳节点的链路地址，发送网关ID请求命令帧，进行步骤104；，步骤107：网关节点G1查看网关节点ID表，选择最小未分配的网关节点ID，向网关节点G5返回网关ID响应命令帧，网关ID响应命令帧的mesh头部的源地址是网关节点G1的链路地址，最终地址为网关节点G5的临时链路地址，MAC头部的源地址为网关节点G1的链路地...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓喃，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32