一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法技术

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法。在基于管理消息合并的分簇OLSR路由方法所构造的分簇结构上，建立虚拟骨干网和维护虚拟骨干网。簇首节点首先计算能够支配簇内所有节点的MCDS，每个簇首选择最少数量的网关节点加入到其分簇的MCDS，然后建立构成可达所有邻簇的CDS，网络中所有分簇的CDS构成了网络的骨干网。每个分簇还需要在邻簇中选择中继节点，以转发来自本分簇的路由消息。设置路由消息洪泛的转发规则。簇首周期地维护虚拟骨干网，并发送消息通知其成员节点更新自身的骨干网状态。采用虚拟骨干网代替MPR机制进行路由消息的洪泛，通过优化路由消息洪泛时的转发次数降低了OLSR协议的路由开销。低了OLSR协议的路由开销。低了OLSR协议的路由开销。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其是涉及一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法。

技术介绍

[0002]申请号为202210303763.8的中国专利技术专利申请文件中，提出了一种基于管理消息合并的分簇OLSR路由方法 ，该路由方法实质是一种新的路由协议，其主要内容包括：在网络中建立分簇结构，节点通过最大连接度分簇算法在两跳范围内选举簇首，并由簇首建立两跳范围的分簇；设计分簇周期维护机制和分簇合并机制，通过簇首和成员节点周期性的信息交互，以及分簇合并机制，在动态网络中保持网络分簇结构的稳定性；设计OLSR的路由消息管理机制，簇首节点收集成员节点的路由消息，成员的路由消息将被簇首合并后再进行洪泛，通过减少路由消息的头部冗余降低路由开销，并且簇首根据每个成员的路由消息监测其拓扑的变化情况，通过降低具有稳定拓扑的成员路由消息的洪泛频率来降低不必要的路由开销。
[0003]在该路由协议的基础上需要进一步开发新的路由机制，以优化消息洪泛时的转发次数降低OLSR协议的路由开销。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，采用虚拟骨干网代替MPR机制进行路由消息的洪泛，通过优化路由消息洪泛时的转发次数降低了OLSR协议的路由开销。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，包括：在基于申请号为202210303763.8的中国专利技术专利申请文件中，提出的一种基于管理消息合并的分簇OLSR路由方法所构造的分簇结构上，建立虚拟骨干网和维护虚拟骨干网；在虚拟骨干网的建立过程中，簇首节点首先计算能够支配簇内所有节点的MCDS，每个簇首选择最少数量的网关节点加入到其分簇的MCDS，然后建立构成可达所有邻簇的CDS，网络中所有分簇的CDS构成了网络的骨干网；此外，每个分簇还需要在邻簇中选择中继节点，通过中继节点转发来自本分簇的路由消息；基于虚拟骨干网的建立和中继节点的选择，设置路由消息洪泛的转发规则；在虚拟骨干网维护阶段，利用簇首周期地维护虚拟骨干网，并发送消息通知其成员节点更新自身的骨干网状态；网关节点周期性地向簇首递交其发现的邻簇节点，使簇首能够获取到最新的邻簇信息。
[0006]上述技术方案可以看出，本专利技术具有如下有益效果：1. 本专利技术提供了一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，采用虚拟骨干网代替MPR机制进行路由消息的洪泛，通过优化路由消息洪泛时的转发次数降低了
OLSR协议的路由开销。
[0007]2. 本专利技术提供了一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，通过维护虚拟骨干网保证本专利技术所述一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法在动态网络中的稳定性。
附图说明
[0008]图1为本专利技术所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法的网关支配点的计算算法流程图；图2为本专利技术所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法中影响路由消息全局洪泛的孤立节点示例图；图3为本专利技术所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法的骨干网以及路由消息洪泛机制示例图。
具体实施方式
[0009]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元件或具有相同或类似功能的元件。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。
实施例
[0010]本实施例所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法内容为：在基于申请号为202210303763.8的中国专利技术专利申请文件中提出的一种基于管理消息合并的分簇OLSR路由方法所构造的分簇结构上，建立虚拟骨干网和维护虚拟骨干网。主要分为两个部分：虚拟骨干网建立和虚拟骨干网维护。
[0011]虚拟骨干网的建立可以分为四个部分：簇内MCDS的建立、簇内CDS的建立、中继节点选择，以及孤立节点处理。
[0012]为描述骨干网中的节点，本实施例中，我们定义了三种不同的骨干网状态，包括MPR dominator（MPR支配点，用于标识簇内最小连通支配集中的节点）、Gateway Dominator（网关支配点，用于标识簇内连通支配集中的网关节点）、Relay Point（中继节点，用于标识网关支配点在邻簇内选择的中继节点），以及unset（未分配入骨干网）。所有节点的初始骨干网状态均为unset。需要说明的是，一个节点可以同时即是MPR支配点，又是网关支配点。
[0013]（1）簇内MCDS的建立首先，我们介绍簇内MCDS的建立过程。在分簇完成后，簇首节点利用其已知的信息计算能够覆盖簇内所有节点的MCDS。簇首通过HELLO消息的交互能够获得所有成员节点的信息。因此，簇首仅需在两跳范围内的邻居拓扑信息中剥离出本分簇的拓扑视图，便能够通过MPR集合的选择算法计算出覆盖分簇内所有成员节点的MPR节点，称其为MPR支配点。所有MPR支配点和簇首构成了覆盖分簇中所有节点的MCDS。其中，MPR集合的选择算法与OLSR标准协议文件RFC.3626一致。完成MPR支配点的计算后，簇首将发送BACKBONE消息，向所有成员节点通知其计算出的MPR支配点集合。我们给出建立簇内MCDS的步骤如下：1)簇首根据HELLO消息交互的内容，获取到所有成员节点的地址及其拓扑信息，剥
离出自身分簇的拓扑视图。
[0014]2)根据分簇的拓扑，簇首利用MPR集合选择算法计算覆盖所有成员节点的MPR节点，并将其标记为MPR支配点。
[0015]3)簇首节点将自身地址和这些MPR支配点的地址记录在MPR支配点集合（MPR Dominator Set）中，并通过发送BACKBONE消息将本分簇的MPR支配点的信息告知所有成员节点。
[0016]4)成员节点接收到其簇首发送的BACKBONE消息后，将该消息包含的MPR节点地址以及簇首地址记录在MPR支配点集合中。若BACKBONE消息中记录的MPR支配点集合包含该成员节点的地址，则该成员节点将自身的骨干网状态标记为MPR dominator。
[0017]在建立簇内MCDS后，TC消息和CTC消息可以通过MPR支配点到达本簇的所有节点。然而，为了使洪泛的路由消息可以到达网络中的全部节点，我们需要将不同分簇的MCDS连通。
[0018]（2）簇内CDS的建立我们为每个分簇的MCDS添加网关节点，使之可以连接所有邻簇。我们称这些新加入的网关节点为网关支配点，簇首选择网关支配点的过程如下：本簇的所有网关节点均向簇首发送GATEWAY消息，其内容包括该网关节点自身的地址，以及其发现的所有相邻分簇的簇首地址；簇首根据所有网关节点汇总的邻簇信息，选择最少数量的网关节点作为网关支配点（Gateway Dominator），并将其加入到簇内MCDS，构成覆盖所有邻簇的簇内CD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，其特征在于：包括在基于管理消息合并的分簇OLSR路由方法构造的分簇结构上建立虚拟骨干网和维护虚拟骨干网；在虚拟骨干网的建立过程中，簇首节点首先计算能够支配簇内所有节点的MCDS，每个簇首选择最少数量的网关节点加入到其分簇的MCDS，然后建立构成可达所有邻簇的CDS，网络中所有分簇的CDS构成了网络的骨干网；此外，每个分簇还需要在邻簇中选择中继节点，通过中继节点转发来自本分簇的路由消息；基于虚拟骨干网的建立和中继节点的选择，设置路由消息洪泛的转发规则；在虚拟骨干网维护阶段，利用簇首周期地维护虚拟骨干网，并发送消息通知其成员节点更新自身的骨干网状态；网关节点周期性地向簇首递交其发现的邻簇节点，使簇首能够获取到最新的邻簇信息。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，其特征在于：簇内MCDS的建立包括如下步骤：S1.簇首根据HELLO消息交互的内容，获取到所有成员节点的地址及其拓扑信息，剥离出自身分簇的拓扑视图；S2.根据分簇的拓扑，簇首利用MPR集合选择算法计算覆盖所有成员节点的MPR节点，并将其标记为MPR支配点；S3.簇首节点将自身地址和这些MPR支配点的地址记录在MPR支配点集合中，并通过发送BACKBONE消息将本分簇的MPR支配点的信息告知所有成员节点；成员节点接收到其簇首发送的BACKBONE消息后，将该消息包含的MPR节点地址以及簇首地址记录在MPR支配点集合中；若BACKBONE消息中记录的MPR支配点集合包含该成员节点的地址，则该成员节点将自身的骨干网状态标记为MPR支配点。3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，其特征在于：簇内CDS的建立包括如下步骤：S1.所有网关节点均向自己的簇首发送GATEWAY消息，其内容包括自身地址以及其发现的所有邻簇的簇首地址；S2.簇首收到GATEWAY消息后，将其包含的邻簇簇首地址和网关节点地址记录在网关集合中，该集合的元素为邻簇的簇首地址及所有与该邻簇相邻的网关节点地址构成的向量；S3.簇首计算网关支配节点；S4.簇首在完成网关支配点计算后，将所有网关支配点记录在网关支配点集合中，并将网关支配点集合加入BACKBONE消息后发送给所有成员节点；所有成员节点在收到簇首发送的BACKBONE消息后，记录网关支配点集合；若BACKBONE消息中记录的网关支配点集合包含有该成员节点的地址，则该成员节点将自身的骨干网状态标记为网关支配点。4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，其特征在于：计算网关支配节点的方法包括如下步骤：首先，若簇首与邻簇节点相邻，则将其自身选择为网关支配点，并在网关集合中删除其发现的所有邻簇簇首地址的相关条目；若经过上述步骤后网关集合不为空，则簇首每轮从MPR支配点集合中，选择一个连接了最多邻簇的MPR支配点，将其选为网关支配点，并在网关集合中删除与其相邻的所有邻簇相关的条目，直到网关集合为空；若遍历所有MPR支配点后网关集合仍不为空，则簇首每轮从网关节点中
选择一个连接了最多邻簇的网关节点，将其标记为网关支配点，并在网关集合中删除与其相邻的所有邻簇相关的条目，直到网关集合为空。5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟骨干网的分簇最优链路状态路由方法，其特征在于：中继节点的选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟伟峰，曹晶烨，丁良辉，
申请(专利权)人：江苏杰泽罗通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：