基于软件定义车联网路由的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于软件定义车联网路由的方法及系统，包括：获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据节点状态信息更新网络带权无向图，其中，网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；获取源节点的通信请求，并根据各节点信息、节点间的链路信息以及通信请求计算源节点到目标节点的最佳路由；下发流表给最佳路由中相应的各个节点，以便以较小的传输时延进行数据传输，且减少流表更新和切换的开销和数据量；从而根据网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定性，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。

Method and System of Defining Vehicle Networking Routing Based on Software

【技术实现步骤摘要】
基于软件定义车联网路由的方法及系统
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种基于软件定义车联网路由的方法及系统。
技术介绍
在现有车载自组织网络(VehicularAd-hocNetwork，VANET)，即车联网中，大多数路由协议(例如AODV、GPRS等)都通过车辆节点本身进行路由的规划，因而只能获取局部最优路由，由于每个节点无法获知其他节点的路由情况，容易导致单一链路被多条路由占用而超出其最大负荷，进而使得该链路失效影响车载自组织网络中的数据传输。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决上述存在的技术问题。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于软件定义车联网路由的方法，能够根据网络无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，防止链路因负荷过大而导致失效。本专利技术的第二个目的在于提出一种基于软件定义车联网路由的系统。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于软件定义车联网路由的方法，包括以下步骤：获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输。根据本专利技术实施例的基于软件定义车联网路由的方法，首先，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；然后，获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；接着，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输；从而根据网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。另外，根据本专利技术上述实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法还可以具有如下附加的技术特征：可选地，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，包括：根据所述节点状态信息计算路由生命周期，并获取各节点的流量延迟，以及根据所述各节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合；获取路由计算时间，并根据所述路由生命周期、路由计算时间、以及各节点的流量延迟判断所述路由生命周期是否有效；如果所述路由生命周期有效，则生成所述流表，并将所述路由生命周期作为流表生命周期，以及根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表。可选地，各个节点在根据流表进行数据传输的过程中，还包括以下步骤：所述源节点周期性地测量自身的当前流量延迟，并获取所述当前流量延迟对应的当前时间，以及根据所述当前流量延迟、当前时间、当前流表生命周期、路由计算时间以及所述源节点至所述目标节点的分组延迟判断源节点当前使用中的流表是否即将到期；当源节点当前使用中的流表即将到期且所述源节点数据传输过程未停止时，通过所述源节点发起流表切换请求。可选地，所述根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，具体包括：根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息计算所述节点间的链路信息对应的链路稳定度，并将所述节点间的链路信息对应的链路稳定度作为所述节点间的链路权值，以及通过Dijkstra算法计算所述源节点到所述目标节点的各段链路的稳定度综合值最大的最短路径；将所述最短路径作为所述源节点到所述目标节点的最佳路由，其中，所述链路稳定度通过将速度相对度、方向相对度以及链路端密度输入模糊推理模型求得；链路两端节点的速度相对度和方向相对度反映所述链路易断裂程度，链路端密度反映所述链路被多条路由同时占用的程度。可选地，所述节点状态信息包括：节点标识、节点定位信息、节点速度矢量、邻节点信息和节点分组延迟。可选地，所述根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表之前，还为所述流表配置流表版本号，并通过路由记录表对流表信息进行记录，其中，所述流表信息包括源节点信息、目标节点信息、流表版本号和流表生命周期。可选地，所述通过路由记录表对流表信息进行记录，具体为：根据所述源节点信息和所述目标节点信息判断所述路由记录表中是否已存储有对应的表项；如果是，则根据当前流表信息更新所述源节点信息和所述目标节点信息对应的表项中的流表版本号和流表生命周期；如果否，则增加新表项，并将当前流表信息添加入所述新表项中。可选地，所述根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表之后，还包括：接收当前流表的节点对前一流表进行删除，并提取所述当前流表的流表版本号，以及在发送新的数据包之前为每个待发送的数据包封装所述流表版本号。可选地，所述根据所述节点状态信息计算路由生命周期，具体为：获取所述节点状态信息中的节点速度矢量和节点位置信息，并根据所述节点速度矢量和节点位置信息，利用链路剩余生存时间公式进行路由生命周期的计算。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种基于软件定义车联网路由的系统，包括：控制器、由路边单元和车辆组成的各个节点，其中，所述控制器用于执行如上述的基于软件定义车联网路由的方法的步骤。附图说明图1为根据本专利技术实施例的基于软件定义车联网路由的方法的流程示意图；图2为根据本专利技术实施例的基于软件定义车联网路由的系统的架构图；图3为根据本专利技术实施例的路由算法示意图；图4为根据本专利技术另一实施例的基于软件定义车联网路由方法的示意图；图5为根据本专利技术实施例的基于软件定义车联网路由的方法中源节点切换路由的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的网元或具有相同或类似功能的网元。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。现有的车载自组织网络中的路由协议在获取最佳路由时选择过于局限性，且每个节点无法获知其他节点的路由情况，容易导致链路负荷过大而失效；本专利技术实施例提出的基于软件定义车联网路由的方法，首先，获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；然后，获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；接着，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输；从而根据所述网络带权无向图和节点状态信息为节点规划全局最优路由，优化路由的选择方式；同时，提高所选取的最佳路由的稳定度，减小链路因负荷过大而导致失效的机率。为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取各节点周期性发送的节点状态信息，以生成网络带权无向图，并根据所述节点状态信息周期性更新所述网络带权无向图，其中，所述网络带权无向图包括各节点信息、节点间的链路信息以及链路稳定度；获取源节点的通信请求，并根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，其中，所述通信请求包括源节点信息和目标节点信息；下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，以便进行数据传输。2.如权利要求1所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，下发流表给所述最佳路由对应的各个节点，包括：根据所述节点状态信息计算路由生命周期，并获取各节点的流量延迟，以及根据所述各节点的流量延迟生成按序排列的节点流量延迟集合；获取路由计算时间，并根据所述路由生命周期、路由计算时间、以及所述各节点的流量延迟判断所述路由生命周期是否有效；如果所述路由生命周期有效，则生成所述流表，并将所述路由生命周期作为流表生命周期，以及根据所述节点流量延迟集合按序向所述最佳路由对应的各个节点下发所述流表。3.如权利要求2所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，各个节点在根据流表进行数据传输的过程中，还包括以下步骤：所述源节点周期性地测量自身的当前流量延迟，并获取所述当前流量延迟对应的当前时间，以及根据所述当前流量延迟、当前时间、当前流表生命周期、路由计算时间以及所述源节点至所述目标节点的分组延迟判断源节点当前使用中的流表是否即将到期；当源节点当前使用中的流表即将到期且所述源节点数据传输过程未停止时，通过所述源节点发起流表切换请求。4.如权利要求1所述的基于软件定义车联网路由的方法，其特征在于，所述根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息以及所述通信请求计算所述源节点到目标节点的最佳路由，具体包括：根据所述各节点信息、所述节点间的链路信息计算所述节点间的链路信息对应的链路稳定度，并将所述节点间的链路信息对应的链路稳定度作为所述节点间的链路权值...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐余亮，卢剑清，汤幸，肖亮，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35