[发明专利]一种基于GOP的多路径源路由协议实现方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机通信网络技术领域，尤其是一种路由协议的实现方法。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展以及无线网络带宽的不断提高，在移动环境下为用户 提供多媒体通信业务正日益兴起。新兴的多媒体应用对通信网络提出了新的、更高的要 求。视频点播，网络游戏和移动电视等多媒体应用需要平滑的实时数据传输和服务质量 (QoS)保证。然而，在无线通信环境下为这些多媒体应用提供QoS保证比有线网络复 杂得多。许多研究表明现有的网络体系结构和一些协议机制并没有充分考虑无线通信的 一些固有特性，使得无线通信环境下的网络系统性能大大降低。

无线网络是一个动态的环境。无线移动通信的特性包括信道带宽有限，高误码率， 不稳定的、随时间动态变化的信道质量(channel conditions)，结点移动导致网络拓扑结 构的动态变化等。多个用户对共享信道的竞争，无线信号传输的衰减和失真，随机干扰， 以及障碍物的阻挡等都会严重影响无线通信的质量和效率。而多媒体应用具有严格的 QoS要求。传统的尽力而为(best-effort)传输模式无法满足各种多媒体应用对网络传输 质量的要求。另外，目前广泛应用于低码率视频应用中的压缩算法(如MPEG)采用预 测编码、运动补偿以及可变长编码等技术实现对视频流在时间和空间上的压缩，以便获 得比较高的压缩率，但压缩后视频流是可变速率(VBR)的。由压缩产生的突发性，使 这类通信源的特性变得相当复杂。这些因素使得我们在研究、设计新一代无线多媒体网 络协议的过程中面临严峻的挑战。

近年来，新的无线多媒体网络体系结构和协议机制，为无线实时业务提供可靠的服 务已经成为国内外通信网络领域研究的热点，吸引了学术界和工业界众多研究人员的关 注。

实时流媒体传输对通信带宽具有较高的要求，对端到端的延迟(Delay)和延迟抖动 (Jitter)非常敏感。无线移动网络具有信道带宽有限、高误码率、不稳定的、随时间动 态变化的信道质量、节点移动等特性，这些特性使得无线移动网络环境下流媒体的应用 与研究面临新的挑战。一些研究表明无线网络不适于采用有线网络中的层次结构，许多 研究人员开始探索跨层的体系结构设计。

传统的OSI七层模型以及TCP/IP体系结构对于层间信息交互设定了严格的限制， 每一层通过特定协议实现本层的功能并为上一层提供服务。不相邻的层次之间禁止直接 通信，且相邻层次之间的通信只能通过有限的程序调用和响应而实现。许多研究结果已 经证实了分层次的网络体系结构在无线网络环境下性能严重下降的问题。这些因素要求 我们必须重新考虑无线网络的协议设计。其中高效的动态多跳路由协议是我们需要考虑 的关键因素之一。

由于多路径(multipath)路由算法由具有稳定和网络资源利用率高的特性。多路径 路由维护了源节点到达目的节点的多条路径，这些路径作为主路径和备用路径，可以通 过单一路径的方式传输，也可以有选择地在多条路径上并发传输。目前相关的研究主要 集中在传输可靠性、负载均衡、最小化端到端时延、拥塞控制、能量优化、提高吞吐量、 控制开销等方面。研究表明，多路径路由技术可有效改善实时流媒体传输性能。然而， 我们发现现有的多路径路由协议大多不能直接应用于无线移动多媒体网络。一方面，多 路径路由机制本身存在的一些缺陷容易对实时业务产生负面影响。另一方面，目前的研 究大多仅从路由算法的层面提出了改进策略，没有考虑同多媒体业务流的交互，以及不 同协议层之间的协作问题。因此，虽然这些研究成果在一定程度上改善了网络的性能， 但仍不能满足新一代无线移动网络对各种新兴的多媒体应用的需求，仍然存在许多挑战 性的问题需要解决。

发明内容

本发明对现有DSR路由算法进行改进，公开了移动自组织网络中一种基于GOP的 多路径源路由协议GMSR的实现方法(GMSR：GOP-Aware Multipath Source Routing)。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GOP的多路径源路由协议实现方法， 包括由源节点、中间节点和目的节点构成的网络，其特征在于所述实现方法包括如下方 法：