[发明专利]一种DSR改进路由协议的实现方法

说明书

本发明提供了一种DSR改进路由协议的实现方法，包括：在当前的数据帧发送失败时感知当前的链路是否失效，若感知到链路未失效，则在链路层上生成相应的指示信息并传送给网络层；若网络层收到该指示信息，则将感知链路失效次数归零，否则将其值累积加1；此时若感知链路失效次数不大于预设的链路失效感知容忍次数，则继续使用当前的链路发送数据帧，否则启动路由维护机制。本发明提供的DSR改进路由协议的实现方法增强了链路层与网络层之间的信息交互和共享，可有效甄别底层链路失效的真正原因，使网络层能有效感知底层的真实链路状态，从而减少网络层误判链路失效的次数，降低路由维护对网络性能的消极影响，从而改善了网络的性能指标。

技术领域

本发明涉及一种基于跨层设计的DSR(Dynamic Source Routing，动态源路由协议)改进路由协议的实现方法。

背景技术

传统的网络协议层需要彼此透明，以保持各层协议设计的独立性，简化了网络协议开发和实现的难度，而且满足软件设计的信息隐藏原则，因而得到了广泛应用。然而，在无线网络中，由于无线环境的不确定因素，导致无线信道容量和误比特率等时变特性，分层设计方法就无法保证网络的最佳资源利用率和用户业务的QoS需求。尽管现有各种新技术(如编码技术、调制解调技术、差错控制技术和抗干扰技术等)可以有效地改善网络性能，但是物理层仍无法向上层协议层保证提供固定的带宽，因而上层协议层必然要受到物理层不可靠特性的影响。

而DSR协议属于按需路由协议，每个报文的报头中包含了源节点到目的节点的整条路由信息，且采用路由缓存技术，用于存储源路由信息，当发现新的路由时则修改路由缓存内容。DSR主要由两个基本过程组成：路由发现和路由维护。

■路由发现

若源节点有数据发送需求，它首先检查路由缓存中是否已经包含到目的节点、有效的路由可用；否则，向相邻节点广播一个包含源节点和目的节点地址以及唯一标识符的路由请求报文(Route Request Message)，发起路由发现过程。

■路由维护

DSR协议采用路由错误报文和确认报文进行路由维护。网络节点按照报头提供的路由信息进行报文发送或转发，若节点无法将报文继续发送到下一跳，并且经过多次重发尝试无效后，DSR协议认为该节点发生链路传输错误，并产生一个路由错误通知报文(RouteError Packet)来通知源节点目前使用的路由已经失效。路由错误通知报文指出了出错的链路，包括产生路由错误报文的节点地址和不能到达的下一跳的节点地址信息。随后，该节点向上游节点发送路由错误通知报文。收到路由错误通知报文的上游节点(包括源节点与沿途转发的中间节点)，从路由缓存中删除该错误路由。同时，源节点会立刻查询自己的路由缓存，并寻找一条替代路由使用。若找不到替代路由，则重新激发路由发现过程。

在DSR协议中，若节点经过多次重传尝试仍无法成功将报文继续发送到下一跳，则认为该节点发生链路传输错误，即该链路失效或链路断裂(Link Loss)。原始的DSR协议对链路失效非常敏感，从而激发数据流传送发生错误处理机制(xmitFlowFailed())，并判定该路由已失效，进而启动路由维护过程。

如图1所示，在无线网络中，真正造成报文传送失败、队列丢包，从而导致路由失效的主要原因有以下三种：(1)网络层报文传递时发生错误(干扰造成)；(2)链路层中的MAC层的冲突造成报文丢失，且经过有限次的重传尝试仍未成功；(3)由于节点移动或死亡造成的链路真正失效或断裂。而且，在无线网络中，MAC层的冲突是造成报文发送不成功、队列丢包，进而被判定链路断裂和路由失效的主要原因。但是，目前的DSR协议并未对造成路由失效的真正原因进行判断和甄别。

以无线多跳网络使用现有的802.11MAC协议为例，MAC层中数据帧传送的过程包括：上游节点与其下一跳的下游节点相互发送RTS/CTS帧实现链路预约，随后上游节点发送DATA帧，并从下游节点接收到相应的ACK确认信息，以使上游节点确认数据被成功接收。