星型网络中基于多信道的组播帧传输方法技术

本发明专利技术公开了一种星型网络中多信道绑定条件下的组播帧传输方法，主要解决现有方法效率较低、信道资源浪费严重、对组播组中从属节点的信道接入限制较多的问题。其实现方案是：1)中心节点进行组播帧封装并在帧头中写入帧序号；2)中心节点确定组播帧的发送信道集合；3)中心节点将组播帧复制多份，在发送信道集合中的所有信道上发送组播帧；4)从属节点接收组播帧并根据帧序号进行重复帧过滤，保留第一个收到的帧，丢弃其余的帧，完成组播帧传输。本发明专利技术能实现组播帧的高效传输，减少信道资源的浪费，且对组播组中从属节点的信道接入没有任何限制，可用于采用星型拓扑的接入网。可用于采用星型拓扑的接入网。可用于采用星型拓扑的接入网。

【技术实现步骤摘要】
星型网络中基于多信道的组播帧传输方法


[0001]本专利技术属于通信
，更进一步涉及一种组播帧传输方法，可用于采用星型拓扑的接入网。

技术介绍

[0002]在基于共享媒质的接入网中，常采用由一个中心节点和若干从属节点组成的星型逻辑拓扑结构。在这种网络结构中，中心节点和从属节点之间可以直接进行数据通信，各从属节点之间的通信则需要通过中心节点进行转发。通常情况下，网络中各从属节点的带宽需求不同，因此在中心节点和各从属节点之间设置多个窄带宽信道，每个从属节点根据各自带宽需求选择若干个窄带信道进行接入。中心节点和从属节点可以同时在该从属节点接入的所有信道上进行数据传输，因此从属节点的真正可用带宽为其接入的所有信道的带宽总和，该技术称为多信道绑定技术。通过多信道绑定技术，可以在同一网络中实现不同带宽的从属节点的共存。
[0003]中心节点在多信道绑定条件下向从属节点发送组播帧时，有若干个从属节点需要接收该组播帧，而每个从属节点接入的信道和信道数可能都不尽相同，中心节点需要决策在哪些信道上发送该组播帧。一种最简单的方法是在该组播帧的每个接收节点的所有接入信道上都发送一份该组播帧，这种方法的问题是可能产生不必要的组播帧传输，信道资源浪费比较严重。因此需要设计一种多信道绑定条件下的组播帧传输方法，在保证组播帧的所有接收节点都能收到该组播帧的前提下，选择尽可能少的信道对组播帧进行复制传输，减少信道资源的浪费。
[0004]鼎点视讯科技有限公司在其申请的专利文献“组播流量分配方法和系统”(申请号CN2016111638316申请公布号CN108234357A)中公开了一种组播流量的信道确定方法。该方法首先配置若干个组播信道绑定组，每个组播信道绑定组由若干个信道组成，且组播组与组播信道绑定组建立固定的一一映射关系，组播组的所有流量只能在对应的组播信道绑定组上进行传输。该方法确保了一个组播组的流量只在固定的信道集合上发送，不需要在该信道集合之外的信道上进行复制发送，可减少信道资源的浪费。但是，由于该方法要求在从属节点加入某个组播组时，若其所接入的信道集合与组播组对应的组播信道绑定组没有交集，则中心节点将通知该从属节点转移到指定信道上，因而对从属节点的信道接入构成了很大的限制，且实现过于复杂。
[0005]西安电子科技大学在其申请的专利“多信道绑定条件下的组播帧传输方法”(申请号202010163470.5。申请公布号111371691A)中公开了一种组播流量的信道确定方法。该方法首先选择所有单信道节点所接入的信道并将已接入节点移除出后续计算范围，其次选择接入节点数最多的信道并将已接入节点移除出后续计算范围，这样迭代直至组播组内所有节点被接入。该方法虽说可确保组播组内所有节点可以接入信道且不需要在所有信道发送组播帧，减少了信道资源的浪费。但是当接入节点数最多的信道不唯一时，却存在较大概率无法使最终选择的信道数最少。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种多信道绑定条件下的组播帧传输方法，以避免从属节点的信道接入限制，提高获得最小发送信道集合的概率，降低实现复杂度。
[0007]本专利技术技术思路是：通过中心节点对组播帧封装并在帧头中写入帧序号，确定组播帧的发送信道集合，并在发送信道集合中包含的所有信道上发送组播帧，实现对组播帧的复制传输；通过从属节点在接入信道上接收组播帧，并根据帧序号进行重复帧过滤，实现中心节点到从属节点的组播帧传输。
[0008]根据上述思路，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]1.一种多信道绑定条件下的组播帧传输方法，是在由一个中心节点和多个从属节点组成的星型接入网络中进行，其特征在于，包括如下：
[0010](1)中心节点进行组播帧封装并在帧头中写入帧序号；
[0011](2)中心节点确定组播帧的发送信道集合：
[0012](2a)构造一个空集合，作为已选信道集合R；
[0013](2b)用组播帧的所有接收节点组成节点集合N；
[0014](2c)获取节点集合N中各个节点的接入信道，对节点集合N中所有节点的接入信道集合取并集，作为可选信道集合S；
[0015](2d)遍历可选信道集合S，统计每个信道接入节点集合N中的节点数，用接入节点集合N中的节点数最多的信道构成优选信道集合M；
[0016](2e)判断优选信道集合M中是否只有一个信道：
[0017]若是，则将该信道加入已选信道集合R，执行(2h)；
[0018]否则，执行(2f)；
[0019](2f)构造二次优选信道集合T，遍历优选信道集合M，对于其中每个信道ch，遍历可选信道集合S中除信道ch外的其他信道，对其他信道的接入节点集合与节点集合N取交集，再对该交集与信道ch的接入节点集合取差集，当取得最大差集时将对应的信道ch加入到二次优选信道集合T；
[0020](2g)判断二次优选信道集合T中是否只有一个信道：
[0021]若是，则将该信道加入已选信道集合R；
[0022]否则，通过所选策略在二次优选信道集合T中选择一个信道加入已选信道集合R；
[0023](2h)遍历节点集合N，若第j个节点的某个接入信道属于已选信道集合R，则将第j个节点从节点集合N中移除，并判断该集合N是否为空，若是，则执行(3)，否则，返回(2c)；
[0024](3)中心节点将组播帧复制多份，在已选信道集合R中包含的所有信道上发送组播帧；
[0025](4)从属节点接收组播帧并根据帧序号进行重复帧过滤：
[0026](4a)从属节点在各自的接入信道上接收组播帧，并根据组播帧的目的IP地址，判断组播帧是否属于自己所在的组播组，若是，则保留该组播帧，执行(4b)；否则，丢弃该组播帧；
[0027](4b)从属节点查看组播帧帧头中的帧序号字段，对一个帧序号只保留第一个收到的帧，其余的丢弃。
[0028]本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0029]第一，由于本专利技术在每一轮的信道选择中进行了两次筛选，提高了获得最小发送信道集合的概率，降低了信道资源浪费。
[0030]第二，由于本专利技术的每一轮的选择方法，以及每一轮选择中的两次筛选方法，都采用了同样的方法，因而降低了实现复杂度。
[0031]第三，由于本专利技术根据组播帧的接收节点确定每个组播帧的发送信道集合，而不是在固定的信道绑定组上传输组播组的流量，因而对组播组中从属节点的信道接入没有任何限制。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的实现流程图；
[0033]图2为本专利技术中实施例1使用的网络拓扑图。
[0034]图3为本专利技术中实施例2使用的网络拓扑图。
具体实施方式
[0035]以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。
[0036]实施例1：
[0037]本实施例是在星型接入网络上进行。
[0038]参照图2，本实施例中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多信道绑定条件下的组播帧传输方法，是在由一个中心节点和多个从属节点组成的星型接入网络中进行，其特征在于，包括如下：(1)中心节点进行组播帧封装并在帧头中写入帧序号；(2)中心节点确定组播帧的发送信道集合：(2a)构造一个空集合，作为已选信道集合R；(2b)用组播帧的所有接收节点组成节点集合N；(2c)获取节点集合N中各个节点的接入信道，对节点集合N中所有节点的接入信道集合取并集，作为可选信道集合S；(2d)遍历可选信道集合S，统计每个信道接入节点集合N中的节点数，用接入节点集合N中的节点数最多的信道构成优选信道集合M；(2e)判断优选信道集合M中是否只有一个信道：若是，则将该信道加入已选信道集合R，执行(2h)；否则，执行(2f)；(2f)构造二次优选信道集合T，遍历优选信道集合M，对于其中每个信道ch，遍历可选信道集合S中除信道ch外的其他信道，对其他信道的接入节点集合与节点集合N取交集，再对该交集与信道ch的接入节点集合取差集，当取得最大差集时将对应的信道ch加入到二次优选信道集合T；(2g)判断二次优选信道集合T中是否只有一个信道：若是，则将该信道加入已选信道集合R；否则，通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰，崔龙，张奭，向延博，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：