[发明专利]一种基于双向路由重建的ad hoc的网络多径路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在移动ad hoc网络中用来降低路由发现频率和提高方法性能的方法，具体为一种基于双向路由重建的ad hoc的网络多径路由方法。

背景技术

移动ad hoc网络(MANET)具有无中心、自组织、自修复的特点，在军事及民用方面有着广泛的应用需求。移动ad hoc网络要求路由方法在动态网络环境下通过结点多跳中继提供可靠的数据通信能力，因此受到广泛的关注与研究。目前移动ad hoc网络路由方法主要分为两类：先应式表驱动路由方法，如DSDV、WRP、FSR等；反应式按需路由方法，如AODV、DSR、TORA等。一些研究表明，按需路由方法在网络路由开销、报文发送成功率等方面均优于表驱动路由方法，同时在具有较高移动性的网络中，按需路由方法表现出更优的性能。对于按需路由方法来说，如何有效控制路由发现的频率和范围是提升方法性能的关键。目前大多数按需路由方法均采用单径路由方式，方法在一次路由发现过程中仅建立一条当前最优路径并一直使用到路径中断，这类方法虽然维护简单，但频繁的路由发现给网络带来过多的路由开销，同时路由重建造成数据报文的丢失及发送延迟都会给网络性能带来影响。多径路由是为了降低路由方法的路由发现频率而提出的一类方法。在一次路由发现过程中，源结点及路径上的中间结点将建立多条到目的结点的路由路径，数据报文可以在其中一条路径上发送，也可以分配到几条路径上同时发送，当一条路径失败时，结点可以使用其它备用路径发送数据报文而无需进行新的路由发现，只有当所有路径均失效或者路径质量下降需要发现新路径时才进行路由重建。多径路由方法可以提高数据报文发送的可靠性、平衡网络负载、降低路由发现频率和网络路由开销。

现有的按需多径路由方法普遍采用源结点广播发送RREQ报文查询路径，目的结点收到RREQ报文回复RREP报文确认路径，只有RREP报文到达源结点后，源结点才建立了到目的结点的路由路径，这导致路由发现延迟较大；对RREQ报文的转发策略通常采用丢弃重复报文的方法，这会减少目的结点收到RREQ报文的数量，从而导致结点建立的到目的结点的路径数量较少；而多条路径的建立通常需要目的结点发送多条RREP报文进行确认，这导致每次路由发现产生大量路由控制报文。

发明内容

本发明的技术解决问题：针对现有的反应式按需路由方法和单径按需路由方法存在的缺点，提出一种新的基于双向路由重建的ad hoc网络多径路由方法，减少由于路由频繁中断而带来的报文丢失，改善路由发现频率、路由开销及平均网络延迟方面的性能。

本发明的技术解决方案：一种基于双向路由重建的ad hoc的网络多径路由方法，其步骤如下：

(1)网络中每个结点需要建立两个数据结构：路由缓存列表RouteCache_list(用来缓存路由，保存到其他结点的路由路径)和序列号缓存列表SNCache_list(用来缓存目的结点的序列号，序列号是一个单调增大的整数，由目的结点在发送RREP时生成，用于确认RREP报文的最新性)，而每个路由缓存列表项中至少包含一个路径列表Path_list，同时每个结点还需要维护一个数据报文发送队列，用于保存待发送数据报文；

(2)当源结点有数据报文需要发送时，会先查本地的路由缓存列表，查找到目的结点的路由路径，若没有查到，则进入步骤(3)的路由发现过程；若查到路由路径，则进入步骤(4)的路由维护过程；

(3)在路由发现过程中，源结点发送路由发现报文RREQ，目的结点收到RREQ则发送路由应答报文RREP；

(4)在路由维护过程中，源结点检查所使用的路径是否为最短路由路径，若是，则置数据报文的标志位flag＝min_hc_path(当前最短路径可用)，然后发送数据报文，否则置数据报文的标志位flag＝no_min_hc_path(最短路径已失效)，发送数据报文；若目的结点收到flag＝no_min_hc_path的数据报文，则发送RREP报文；当目的结点发送的RREP报文达到源结点时，源结点建立或更新到目的结点的路由路径；源结点和中间结点都使用最短路径发送数据报文，若发送报文失败，结点会使用剩余路径中的最短路径发送数据报文，同时更新路由表，即将失效的路径删除；当中间结点到目的结点的当前最短路径的跳数变大时，中间结点将发送路由错误通知报文RERR进行路由更新。

本发明和现有技术相比优点在于：