一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法及系统，本发明专利技术包括源端为新的会话生成上下文标识，将IP数据包采用ROHC协议压缩为压缩数据包，具体为IR数据包、FO数据包或SO数据包，添加源端和目的端的主机标识，查找路由表发送给下一跳节点；若下一跳节点为目的端则将压缩数据包解压缩为IP数据包后发送给IP协议模块处理，否则，更新控制域字段TTL后若等于设定值则丢弃压缩数据包，否则继续查找路由表发送给下一跳节点。本发明专利技术能够在无线自组网络中，在中间节点不进行压缩和解压缩的前提下实现源端和目的端之间压缩数据包的传输，能够适应节点移动带来的链路中断和拓扑变化，实现源端和目的端之间高效的通信。实现源端和目的端之间高效的通信。实现源端和目的端之间高效的通信。

【技术实现步骤摘要】
一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线自组网的数据通信技术，具体涉及一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法及系统。

技术介绍

[0002]无线自组网是一种不依赖于固定基础设施的网络，包括节点可随机移动的移动自组网、节点固定的无线网状网、无人机等构成的飞行自组网等，在应急救援、野外通信等方面具有重要的应用价值。这类网络由于节点可能频繁移动、无线链路带宽低、无线通信容易受环境影响，因而在实现高效的网络通信方面存在较大挑战。
[0003]为了充分利用有限的无线通信资源，过去针对无线链路上的数据包头压缩已经有了一些研究成果，主要是对TCP/IP协议数据包头进行压缩。例如，互联网协议标准化组织相继制定了一系列TCP/IP数据包头压缩的协议标准，包括编号分别为1144、2507、3095、4995、4996、5225、5795、6846的RFC标准，其中3095之后的标准称为ROHC标准。ROHC协议标准很好地解决了单条无线链路上的IP数据包头压缩问题，例如40字节的IP/UDP/RTP数据包头能被压缩成1
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3个字节来传输。尽管ROHC标准能取得很好的数据包头压缩性能，但它们只适用于单条无线链路。如果在无线自组网络中应用ROHC标准，需要网络传输路径上的每一跳路由节点进行数据包头的压缩和解压缩，将会大大增加路由节点的处理开销和数据包的传输延迟，因此有必要设计一种无须路由节点进行压缩和解压缩的数据包头压缩传输方法。
[0004]针对无线自组网络的数据包头压缩传输方法的研究不多。何晓霜等在2008年提出一个基于AODV的移动自组网报头压缩方法(简称HC
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AODV方法)，通过扩展AODV路由协议，在路由发现的同时完成ROHC报头压缩参数的配置，能够在中间节点不进行压缩和解压缩的条件下，实现压缩数据包在移动自组网通信源端和目的端之间的传输，达到提高信道带宽利用率的目标。但是，HC
‑
AODV方法存在下述问题：(1)由于HC
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AODV方法跟AODV路由协议绑定，因而不适应于使用其他路由协议的移动自组网络。(2)HC
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AODV方法中的中间节点在转发压缩数据包时，缺少对数据包生存时间域(Time
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to
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live，TTL)的操作，因而一旦网络中存在路由环，数据包就可能在网络中不断“转圈”，增加网络拥堵并浪费网络带宽资源。(3)即使在源端已经有到目的端的路由情况下，HC
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AODV方法依然需要源端和目的端之间协商报头压缩参数，而不能立即发送数据包，因而增加了会话第一个数据包的传输延迟。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法及系统。本专利技术能够在无线自组网络中，在中间节点不进行压缩和解压缩的前提下实现源端和目的端之间压缩数据包的传输，能够适应节点移动带来的链路中断和拓扑变化，实现源端和目的端之间高效的通信。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，包括：
[0008]1)源端为新的会话生成对应的上下文标识CID；
[0009]2)源端将新的会话的IP数据包采用ROHC协议压缩为压缩数据包，并针对每一个压缩数据包，添加源端和目的端的主机标识以及控制域字段TTL，查找路由表确定压缩数据包所需发送的下一跳节点以及出接口，然后将压缩数据包通过出接口发送给下一跳节点；
[0010]3)下一跳节点接收压缩数据包后，若该下一跳节点为目的端，则将压缩数据包解压缩为IP数据包后发送给IP协议模块处理；若该下一跳节点非目的端，则将压缩数据包的控制域字段TTL增加或减少，若控制域字段TTL等于设定值则丢弃压缩数据包，否则根据压缩数据包的目的端主机标识继续查找路由表，确定压缩数据包所需发送的下一跳节点以及出接口，然后将压缩数据包通过出接口发送给下一跳节点。
[0011]可选地，步骤1)中源端为新的会话生成对应的上下文标识CID为采用无符号整数表示的源端唯一标识。
[0012]可选地，步骤2)中添加源端和目的端的主机标识以及控制域字段TTL时，若IP数据包的IP目的地址是无线自组网外部的IP地址，则添加的目的端的主机标识为无线自组网的网关节点的主机标识；若IP数据包的IP目的地址是无线自组网内部节点的IP地址，则添加的目的端的主机标识为IP目的地址对应的主机标识。
[0013]可选地，所述控制域字段TTL为一个字节的无符号整数。
[0014]可选地，所述将控制域字段TTL增加或减少具体为将控制域字段TTL减少，所述控制域字段TTL等于设定值是指控制域字段TTL等于0。
[0015]可选地，步骤3)中下一跳节点接收压缩数据包后的处理步骤包括：
[0016]3.1)判断压缩数据包的目的端的主机标识、本节点的主机标识两者是否一致，若一致，则判定本节点为目的端，跳转步骤3.2)，否则跳转步骤3.3)；
[0017]3.2)将压缩数据包按照ROHC协议解压缩出原始的IP数据包，并将原始的IP数据包发送给IP协议模块处理；IP协议模块判断IP数据包的目的地址是否为本节点的IP地址，若为本节点的IP地址，则继续完成后续的IP数据包处理操作；若IP数据包的目的地址为无线自组网以外的IP地址，则判定本节点为无线自组网的网关节点，IP协议模块将按照指定的IP路由处理方式将IP数据包从连接外网的网络接口转发出去；结束并退出；
[0018]3.3)将压缩数据包中控制域字段TTL的值进行增加或减少，然后判断增加或减少后控制域字段TTL等于预设值是否成立，若成立则丢弃压缩数据包以避免形成路由环路，结束并退出；否则，跳转下一步；
[0019]3.4)根据压缩数据包的目的端的主机标识，查找路由表确定压缩数据包所需发送的下一跳节点以及出接口，然后将压缩数据包通过所述出接口发送给下一跳节点。
[0020]可选地，所述主机标识为无线自组网中各个节点的IP地址的主机标识部分，各个节点的IP地址拥有相同的网络前缀，使得主机标识部分的长度相同。
[0021]此外，本专利技术还提供一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输装置，包括微处理器、存储器以及网络接口，所述微处理器与网络接口以及存储器相连，所述微处理器被编程或配置以执行所述无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法的步骤。
[0022]此外，本专利技术还提供一种用于应用所述无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法的装置，包括位于网络接口和IP协议处理模块之间的数据包头压缩部件，所述数据包头压缩部件包括：
[0023]ROHC包头压缩模块，用于从IP协议模块接收IP数据包，并对包头按照ROHC协议进行压缩得到压缩数据包，所述压缩数据包为IR数据包、FO数据包或SO数据包；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，其特征在于，包括：1)源端为新的会话生成对应的上下文标识CID；2)源端将新的会话的IP数据包采用ROHC协议压缩为压缩数据包，并针对每一个压缩数据包，添加源端和目的端的主机标识以及控制域字段TTL，查找路由表确定压缩数据包所需发送的下一跳节点以及出接口，然后将压缩数据包通过出接口发送给下一跳节点；3)下一跳节点接收压缩数据包后，若该下一跳节点为目的端，则将压缩数据包解压缩为IP数据包后发送给IP协议模块处理；若该下一跳节点非目的端，则将压缩数据包的控制域字段TTL增加或减少，若控制域字段TTL等于设定值则丢弃压缩数据包，否则根据压缩数据包的目的端主机标识继续查找路由表，确定压缩数据包所需发送的下一跳节点以及出接口，然后将压缩数据包通过出接口发送给下一跳节点。2.根据权利要求1所述的无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，其特征在于，步骤1)中源端为新的会话生成对应的上下文标识CID为采用无符号整数表示的源端唯一标识。3.根据权利要求1所述的无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，其特征在于，步骤2)中添加源端和目的端的主机标识以及控制域字段TTL时，若IP数据包的IP目的地址是无线自组网外部的IP地址，则添加的目的端的主机标识为无线自组网的网关节点的主机标识；若IP数据包的IP目的地址是无线自组网内部节点的IP地址，则添加的目的端的主机标识为IP目的地址对应的主机标识。4.根据权利要求1所述的无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，其特征在于，所述控制域字段TTL为一个字节的无符号整数。5.根据权利要求4所述的无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，其特征在于，所述将控制域字段TTL增加或减少具体为将控制域字段TTL减少，所述控制域字段TTL等于设定值是指控制域字段TTL等于0。6.根据权利要求1所述的无线自组网的数据包头压缩及数据传输方法，其特征在于，步骤3)中下一跳节点接收压缩数据包后的处理步骤包括：3.1)判断压缩数据包的目的端的主机标识、本节点的主机标识两者是否一致，若一致，则判定本节点为目的端，跳转步骤3.2)，否则跳转步骤3.3)；3.2)将压缩数据包按照ROHC协议解压缩出原始的IP数据包，并将原始的IP数据包发送给IP协议模块处理；IP协议模块判断IP数据包的目的地址是否为本节点的IP地址，若为本节点的IP地址，则继续完成后续的IP数据包处理操作；若IP数据包的目的地址为无线自组网以外的IP...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟，李浩杰，韩彪，郦苏丹，唐竹，荀鹏，贾旭东，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：