[发明专利]用于路由协议的方法及系统

说明书

技术领域

本发明大体上关于在无线多跳网络中为主机分派地址。本发明进一步关于为无线网状/中继网络提供路由协议。

背景技术

无线多跳网络通常是没有基站支持的无线网络，例如移动自组织网络(mobile ad-hoc network，MANET)、感测器网络或无线网状网络(wirelessmesh network，WMN)。在没有基站的情况下，无线网络提供较高的灵活性，但局限于直接使用针对基础设施设计的现有通信方法。因而，无线多跳网络中的地址分派可能要更加复杂才能维持效率和唯一性。

传统上，主机可静态地或动态地配置其地址。在静态配置中，用户可能需要事先获得可用地址并手动配置所述地址。然而，要用户在灵活的多跳网络中进行手动配置可能不太合理。另一种选择是动态配置，其允许主机例如通过使用动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)来动态地配置地址。

DHCP是集中式分派机制，其部署至少一个固定服务器以管理网络中的所有地址。图1绘示DHCP系统中的基本元件及其交换的消息。如图所示，存在两个DHCP服务器11、12和一个用于DHCP服务器12的DHCP中继器13。当新主机14加入多跳无线网络时，其广播DHCP_Discover消息以请求一地址。网络中除DHCP中继器13之外的所有主机均将帮助转播此消息，直到其到达DHCP服务器11、12为止。DHCP中继器13将把所述消息直接单播给DHCP服务器12。DHCP服务器11、12中的每一个在接收到DHCP_Discover消息时均将分派一地址，并将DHCP_Offer消息连同所述地址发送回所述新主机14。因此，新主机14可接收多个DHCP_Offer消息以从中进行选择。新主机14接着广播DHCP_Request消息，以将其选择(例如，服务器12)告知所有服务器11、12。所选择的服务器12将检查分派的地址是否真的可用，且如果可用，那么向新主机14发送DHCP_Ack。此时，新主机14可将分派的地址配置成其地址，并开始进行重复地址检测(Duplicate Address Detection，DAD)过程，以保证网络中没有其他主机使用此地址。主机14在租赁时间(lease time)之后通过DHCP_Request回收所述地址，其中所述租赁时间是由服务器12指派以通知主机14可使用分派的地址的多长时间。如果所述地址仍然可用，那么服务器12将向主机14发送DHCP_Ack消息。否则，将发送DHCP_Nack消息，且主机14需要再次从广播DHCP_Discover开始执行整个程序。

考虑到DHCP的消息流，已知在动态配置中，通常必须进行广播以获得地址或者检测地址冲突。然而，在无线多跳网络中使用广播是非常昂贵的，且可能会造成广播风暴问题。

在已知的地址分派机制中，自我配置是一种分散式地址分派机制，其中主机可根据不同因素依靠自身来配置其地址，所述因素例如为其硬件地址(S.Cheshire、B.Aboba以及E.Guttman的Dynamic Configuration of IPv4Link-Local Addresses，draft-ietf.zeroconf-ipv4-linklocal-17.txt，IETF ZeroconfWorking Group，2004年7月；S.Thomson以及T.Narten的IPv6 StatelessAddress Autoconfiguration，RFC 2462，1998年12月)或者随机编号(C.E.Perkins、J.T.Malinen、R.Wakikawa、E.M.Belding-Royer以及Y.Sun的IP Address Autoconfiguration for Ad Hoc Networks，draft-ietfmanet-autoconf-01.txt，IETF MANET Working Group，2000年7月)。由于自我配置的地址是由各个主机产生的，因而必须通过DAD来检查所述地址以证实其并未被其他主机占用。因此，仍然必须进行广播以检测地址冲突。