[发明专利]一种软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法

权利要求书

1.一种软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：以软件定义水下传感器数据节点为通信基础、软件定义水声网关节点为区域内控制中心节点构建软件定义水声分布式传感器网络；

步骤2：软件定义水下传感器数据节点通过内部控制模块配合中心节点对网络拓扑进行管理并辅助网关节点组网和维护；

步骤3：结合分布式水声传感器网络的实际需要，对原有SDN流表项进行改造得到域内流表项，包括控制域、匹配项、动作集以及统计项四个部分；

步骤4：所述软件定义水声网关节点在完成区域内网络的组网发现、构建控制网络之后，根据整个网络的拓扑结构、路由以及预先设置的任务需要生成区域内全局流表，并下发每个软件定义水下传感器数据节点需要存储的域内流表；

步骤5：软件定义水声网关节点定义广播消息用于探测网络实时的拓扑结构，并等待水下数据节点的回复，根据回复消息更新软件定义水声网关节点在本地存储的网络拓扑结构以及路由信息；

所述软件定义分布式水声传感器网络以水声通信网络为通信基础，包括软件定义水声网关节点和软件定义水下传感器数据节点，且节点采用对等且多跳的通信方式，且数据通道和控制消息通道使用同一共享物理层和通用MAC层，利用水声信号进行长远距离的多跳数据通信；

且所述软件定义分布式水声传感器网络在软件定义网关节点组网并构建传感器控制通道，能够通过流表按需叠加数据通信网络，实现为不同的应用服务；

所述软件定义水声网关节点能够根据地面控制中心的指示执行组网发现、拓扑管理以及建立水下传感器节点之间控制通道和数据通道，且任意一个软件定义水声网关节点可以通过水声或无线传输通道与其他软件定义水声网关节点以及地面控制中心通信；

所述软件定义水声网关节点能够存储记录该软件定义水声网关节点与其他软件定义水声网关节点之间数据转发路径的域间流表以及该软件定义水声网关节点所负责区域内的全局流表。

2.如权利要求1所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：所述软件定义水下传感器数据节点之间以及与软件定义网关节点之间通过水声传输通道进行通信，且所述传感器数据节点作为网络的数据通信节点，内部嵌入控制逻辑，能够配合中心节点对网络拓扑进行管理，辅助网关进行组网和维护；并能够存储域内流表，用于指示记录本节点在所述区域内负责的数据转发路径，处理与域内其他网络节点之间的信息交互关系。

3.如权利要求2所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：所述软件定义分布式水声传感器网络流表采用分布式存储方式，所述软件定义水声网关节点和软件定义水下传感器数据节点都包括一个包含多个流表项的流表。

4.如权利要求3所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：所述软件定义水声网关节点完成区域内网络的组网发现和控制网络构建后，根据整个网络的拓扑结构、路由以及预先设置的任务需要生成区域内全局流表，并下发每个软件定义水下传感器数据节点需要存储的域内流表。

5.如权利要求4所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：当所述软件定义水声网关节点感知到所管理的区域内拓扑改变、链路中断或节点丢失时，能够根据新的拓扑结构和路由生成新的流表，并下发给受影响的软件定义水下传感器数据节点。

6.如权利要求5所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：当所述软件定义水下传感器数据节点在本地流表无法成功匹配到数据或新的数据请求时，通过Packet_In消息向所述软件定义水声网关节点请求下发新的流表。

7.如权利要求6所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：所述软件定义水下传感器数据节点根据任务的需要、传感器网络所处的海洋位置或水下通信环境的相关因素定期检查所存储流表中流表项是否存在已失效的流表，并将失效的流表删除。

8.如权利要求7所述的软件定义分布式水声传感器网络流表存储和管理方法，其特征在于：当流表失效并被删除后，根据流表项是否为最高优先级进行以下操作：

若失效的流表为最高优先级流表项，则检查原生优先队列和中继优先队列中是否存在次一级表项的数据包，若在中继队列中有存储，则优先发送中继队列该部分的数据包，否则发送原生队列中存在的数据包；

若失效的流表为非最高优先级流表项，则在删除所有优先队列当中匹配失效流表项的数据包的同时，更新剩余数据包的匹配对应顺序。