[发明专利]一种基于命名数据的无线自组织网络的节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线自组织网络技术，特别涉及命名数据概念在无线自组织网络中的节能高效应用。 

背景技术

随着网络应用的爆炸式增长，传统的TCP/IP架构网络已经不能很好的满足如今人们对于网络实时性、移动性的要求，同时也面临着IPv4地址耗尽而IPv6技术难以推广开来的困难局面。

为了解决TCP/IP架构的种种不足，各种下一代网络的架构正在加紧研发当中，命名数据网络便是其中前景较为明朗的架构之一。命名数据网络抛弃TCP/IP的概念，不再关注进行网络信息交互的主体，而是关注网络进行交互的内容本身。命名数据网络为交互中的每一个数据包进行命名，每一个节点既可以是内容的请求者也可以是内容的提供者。在命名数据网络中，每一个节点维持一张路由转发表（FIB）、一张待处理请求表（PIT）以及数据包缓存块。

无线自组织网络(Mobile Ad Hoc Network)是一种不依赖于任何固定设施，各个移动节点地位平等，能够实现网络拓补结构自组织的多跳无线网络，如图1所示。由于无线自组织网络具有组网迅速便捷，抗毁能力强等特点，在各种突发事件以及战争或是救灾等特殊场景下得到了广泛的应用。但是在无线自组织网络中，用户终端多为手机、手持式电脑以及PDA等能量供应有限的设备，如何节能高效的使用无线自组织网络成为急需解决的问题。

命名数据网络只关注网络中交互的内容而忽略交互中的实体，这一特点极其适用于网络拓扑结构动态变化但是却要求信息传输实时高效的无线自组织网络。在无线自组织网络中，任何一个节点都有可能因为网络拓扑结构的变化或者能量的耗尽而脱离网络，这样会导致原本正在传输的数据中断甚至丢失。命名数据网络架构中，任何一个节点都有内容缓存模块可以为其余节点提供相应数据，并且网络进行数据请求是通过数据的名字而不是IP地址，因此即使提供内容的源节点在拓扑结构变化的过程中消亡，也可以由中间节点代替内容源节点继续提供相应的数据包。

目前针对命名数据下的无线自组织网络节能的研究工作主要集中在提供更有效的路由转发策略来降低单次数据传输的能量消耗从而实现整网节能。但是考虑到无线自组织网络多用于极端环境下，任何一个节点的存在都有重大的意义，因此，在节能的同时还应该关注延长整网生命周期。本发明即是一种考虑到延长整网生命周期的节能方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对命名数据概念下的无线自组织网络的节能方案。

为实现上述目的本发明采用以下方案实现：一种基于命名数据的无线自组织网络的节能方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S01：获得节点的初始能量和现有能量；

步骤S02：为每个节点设定转发路由表（FIB）、待处理请求表（PIT）以及拒绝请求表（RIT）；

步骤S03：为每个节点设置数据包缓存（Content Store）；

步骤S04:为节点创建能量评估参数E，                                               ；其中α是求加权求平均的参数，取值范围在0.0至1.0之间，用以控制节点能量和PIT中任务数的权重；n为PIT中的待处理请求项目数；

当请求包在某个节点匹配数据成功后，如果该节点经计算后所得的参数E大于0.5则进行响应，返回所请求的数据包；如果经过计算后所得的参数E小于等于0.5，就在拒绝请求表（RIT）中对该节点进行查询，若该请求已经记录在拒绝请求表（RIT）中，则进行响应，若不在拒绝请求表（RIT）中就拒绝响应，抛弃该请求包。

在本发明一实施例中，所述α设为0.2。

在本发明一实施例中，步骤S01是通过每个节点设置变量Initial_energy来记录初始能量。

在本发明一实施例中，当请求方发出请求包后，请求包经过的每一节点都具备提供匹配数据包的能力。

在本发明一实施例中，当一个请求到达某个节点N，如果节点N中没有符合该请求包相应的数据包，就将该请求包记录在待处理请求表（PIT）中，并将该请求包进行转发；如果有多个相同数据到达，该节点会在待处理请求表（PIT）中记录下发出该请求的接口，但只将第一个请求进行转发。

本发明的核心在于：保护低能量节点，使低能量节点做尽可能少的数据收发工作，从而延长整网生命周期。

附图说明