[发明专利]一种基于网络编码的多播路由构造方法

说明书

技术领域

本发明属于网络信息传输方法技术领域，具体涉及基于网络编码的多播路由构造方法。

背景技术

传统的多播路由构造，例如距离矢量多播路由协议(DVMRP：Distance Vector Multicast Routing Protocol)和稀疏模式独立组播协议(PIM-SM：Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)都是通过构建多播树实现的，在多播树中信源节点到每个信宿节点仅有一条传输链路，因而这些路由构造方法无法充分利用网络带宽资源，最终使得基于这些路由协议的多播传输容量远远达不到“最大流最小割”(MAX-FLOW MIN-CUT)定理确定的最大理论传输容量F_multicast。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于网络编码的多播路由构造方法，通过分布式的构造组播图来维护组播路由表，以克服现有技术的上述不足，大幅度提高多播传输容量，并能使基于此方法的多播传输容量从理论上接近最大传输容量F_multicast。

本发明基于网络编码的多播路由构造方法，通过路由器之间的交互构造路由表，其特征在于采用以下操作步骤：

第一步：组播信源广播步骤

对于一个网络G(V，E)中的某个单源组播，其中信源是s(∈V)，信宿节点集合D(D⊆V);]]>

信源s创建路径收集报文PCmsg(Path Collect Message)并向网络G中周期性的广播出去，该路径收集报文PCmsg中，含有路径信息字段来记录报文的行走路径，含有路径长度PL(Path Length)字段来记录报文从信源开始的最远行走距离，含有生存时间TTL(Time To Live)字段来限制应用网络拓扑的大小，含有报文类型Type字段来区分报文类型；

第二步：组播中间节点转发步骤

非源节点集合M＝V-{s}中每一个节点收到路径收集报文PCmsg后，首先对报文进行以下检查：

先根据报文中携带的路径信息，判断是否有环：若有环，则丢弃此报文，若没有环，则继续以下处理；然后判断生存时间TTL字段是否为0，若为0，则丢弃此报文，若不为0，则继续以下处理；

接着对于每个非报文来源端口做如下操作：

先将路径信息添加到路径收集报文PCmsg的尾部，修改生存时间TTL字段等于原值减1，修改路径长度PL字段等于原值加1，最后将报文从这个端口转发出去；

第三步：组播信宿选取PCmsg步骤

每个信宿设置一个路径收集报文PCmsg计时器，收到本轮广播的第一个路径收集报文PCmsg后开始设置，计时器超时后，在满足选中的路径收集报文PCmsg中的路径信息之间不能存在交叉的情形下，信宿从收到的所有路径收集报文PCmsg中选取尽可能多的路径收集报文PCmsg并保存起来供第四步使用；

第四步：组播信宿创建反馈报文FBmsg步骤

对第三步中选取的每个路径收集报文PCmsg做以下操作：

先将报文类型由路径收集报文PCmsg修改为反馈报文FBmsg(FeedBack Message)，然后将生存时间TTL字段修改为路径当前位置PCL(Path Current Location)字段，并置其值为报文中的路径长度PL字段值，最后将修改后的报文从其收到的端口发送出去；

第五步：组播中间节点转发反馈信息

对非源节点集合M＝V-{s}中的每一个中间节点每收到一个反馈报文FBmsg后做以下操作：

先根据报文携带的路径信息维护多播路由表，然后将报文的路径当前位置PCL字段设置为原值减1，最后根据报文携带的路径信息将报文按曾经收到对应的路径收集报文PCmsg的端口转发出去；

第六步：组播信源确定发送端口步骤

信源设置一个反馈报文FBmsg计时器，在收到本轮广播后的第一个反馈报文FBmsg后开始设置，计时器超时后，根据收到的所有反馈报文FBmsg，并在满足所有信宿从选取的端口中收到反馈报文FBmsg数目的最小值尽量大的情形下，信源选取尽量少的端口，然后用这些端口作为发送端口来构建信源的路由表。