[发明专利]网络按需距离矢量多播路由协议的多路径改进方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线自组织网络技术领域，特别是涉及一种基于网络按需距离矢量多播路由协议(MAODV-Multicast Ad Hoc On-Demand MultipathDistance Vector)的多路径改进方法和装置。

背景技术

无线自组网是一种复杂的分布式网络系统，由于其自组织、无需固定基础设施、节点可移动以及良好的抗毁性等优点而在军事指挥、紧急救援等军用和民用领域得以广泛应用。多播作为一种一点对多点或多点对多点的通信方式，具有较高的分组发送和传播效率。由于无线自组网的应用场合常常要求支持多播业务，因此对无线自组网的多播路由协议进行研究显得尤为重要。然而，无线自组网分布式、网络拓扑变化、带宽有限等固有特点，使得实现多播路由协议具有很大的挑战。当前无线自组网的多播路由协议大多数只考虑如何实现有效的通信路由，对其他因素考虑得很少，尤其在服务质量QoS(Quality of Service)和安全性方面还需要大量的深入研究。

多路径作为保障QoS的一种机制，与单路径相比，在容错、路由可靠性等方面有很多优势。单路径路由倾向于把所有负载分布在源到目的的最短路径上，在路由发现阶段只获取一条路径，无法很好地获取整个网络的拓扑信息。多路径路由为任意一对节点同时提供多条可用的路径，并允许节点选择如何使用这些路径。源节点和目的节点对之间的多条路径能够补偿无线自组网的动态特性和不可预测性。

现有的多播路由协议MAODV是一种支持多播功能的按需距离矢量路由协议，它采用双向共享树多播分发机制，按需创建多播树。树形结构中发送节点只需发送每个数据包一次，仅在树的分支处复制数据包，并且允许并行传输数据包到各个接收节点。实际应用中，这种树状结构的鲁棒性较差，网络中两节点间只有一条路径。研究表明，在网络负载较低时，MAODV协议表现出良好的性能。然而，当网络负载增大、节点移动性增强时，容易出现网络拥塞、负载不均和服务质量下降等情况。

目前，对于单播多路径的研究较多，已经提出了多种单播多路径的改进算法(如AOMDV、SMR等)。相比于单播，多播多路径的研究较少，相关文献中提出了一种MP-MAODV多路径改进算法。在MP-MAODV中，源节点发起路由寻找的过程中，利用增加的两种控制分组，根据回复的多个RREP(Routing-reply)消息建立并激活主备两条路径。然而，基于MP-MAODV协议较为复杂，协议操作中工作量大，并且其建立并计算多路径所需要的开销也很高。

因此，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种基于网络按需距离矢量多播路由协议(MAODV-Multicast Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector)的多路径改进方法和装置，以解决现有技术中存在的当负载增大时出现的网络拥塞、服务质量下降等问题，有效提高无线自组网的多播路由质量，降低实现难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于网络按需距离矢量多播路由协议(MAODV-Multicast Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector)的多路径改进方法和装置，用以保证无线自组网的多播路由质量，并有效降低实现难度。

为了解决上述问题，本发明公开了一种基于网络按需距离矢量多播路由协议的改进方法，所述方法包括：

步骤A、多播组成员利用组领导周期性组通知(GRPH-Group Hello)消息机制获得可用的多播树节点之间的备用路径信息；

步骤B、为多播组成员的每个节点增加一个备用路由表；

步骤C、用所获得的可用的备用路径信息，为多播组成员的每个节点在多播树内选择并建立备用路径，并将建立的备用路径信息记录在节点的备用路由表中；

步骤D、当节点发现主路径失效后，启用备用路由表中记录的备用路径继续多播数据分组的传输。

优选的，所述方法在启用备用路由表中记录的备用路径时还包括：

若备用路径为空，则发送消息进行路由修复。

优选的，所述步骤A具体包括以下子步骤：

多播组成员节点接收到GRPH消息；

比较GRPH消息中携带的多播组地址和组领导地址是否与本节点当前组领导表中记录的多播组地址和组领导地址相同：

若是，则通过所接收GRPH消息的ID号判定是否接收过该消息：

若是，则丢弃该GRPH消息；

若否，则判断GRPH消息是否从多播树结构的上游方向获得：

若是，则与MAODV协议操作相同；