[发明专利]基于spiral曲线的无线Mesh网络P2P资源共享方法

说明书

技术领域

本发明属于无线网络通信技术领域，具体涉及一种基于spiral曲线的无线Mesh网络P2P资源共享方法。

背景技术

无线Mesh网络(WMN，Wireless Mesh Networks)是由Ad Hoc网络发展而来的相对静态的无线网络，是Internet的无线接入网络，也是一种高容量、高速率、低功耗、低成本的分布式网络。WMN具有自组织、自配置和自治愈的特点，能够自动地将各个节点组织起来建立一个Ad Hoc网络并维持网状网的连通性，具有有效的移动用户管理和跟踪机制。近几年来，无线网状网技术突飞猛进，并获得了众多成功的商业应用，成为了下一代无线网络的关键技术。WMN中主要存在两种网络实体：移动客户端与几乎静止的接入点(路由器)。Mesh路由器与移动客户端之间形成无线回路，移动客户端通过Mesh路由器的路由选择和中继功能与网关节点形成无线链路，实现无线宽带接入。

过去的十年，有线网络中的对等网络(又称为P2P技术)，打破原有的C/S模式，使得网络节点间可以直接进行数据通信而不需要通过中间的服务器，在众多领域得到了发展和应用，如普及计算、协同工作、信息检索、文件共享和发布、广域网数据存储、实时通信等，其中文件资源共享一直是网络技术发展的重要推动力，也是技术中最典型的应用。然而，最近几年P2P应用程序的发展远远超过了网络传输能力和网络协议的发展速度，造成网络的严重拥塞。P2P数据流占用了绝大多数网络带宽，严重影响到其它网络应用程序的性能。

随着无线多跳网络技术作为无线通信领域中一种新兴网络结构逐渐得到发展，越来越多的P2P系统开始尝试部署于无线多跳网络(如无线传感网络，Ad Hoc网络等)之上。而无线网络所能提供的数据传输速率和稳定性又远远不及有线网络，这更加重了大规模P2P系统的部署难度。无线Mesh网络作为新的无线网络技术，由于其所具有的高速率、易组网、成本低、性能稳定等优势，引起人们的日益关注，成为了下一代无线网络的关键技术。在无线Mesh网络中部署P2P共享系统成为研究的热点之一。

无线网络的发展和个人移动终端的日新月异，人们已经能够并且习惯通过无线网络随时随地获取信息，对于移动终端之间的资源共享和数据传送也有了越来越多的需求。无线P2P资源共享系统也应运而生，成为P2P计算研究领域中的重要课题。在无线多跳网络中，节点同样自行加入网络，不了解网络全局情况，只与相邻的邻居节点直接通信，与通信范围之外的节点通信需要中间节点的转发，节点的加入与退出为随机不可预测事件。可以看出来，从网络组成与节点关系上来说，无线多跳网络可以称为典型的无线P2P网络。无线多跳网络与P2P系统的共有特征使得在无线多跳网络中配置文件资源共享系统显得自然且具有吸引力，如移动无线用户之间共享交通与天气数据，分享音乐，视频文件等。目前，大多数文献把在移动Ad Hoc网络或者无线传感网络上进行P2P文件共享及数据分发等作为无线网络P2P问题来研究，距离较近的移动终端之间也组成自组织网络，在自组织网络上实现P2P覆盖(overlay)网，进行资源共享。但是无线Mesh网络中文件共享系统消息冗余，文件查找效率低下，P2P文件共享及数据分发速度缓慢，仍然阻碍了无线Mesh网络中P2P资源共享系统的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少无线Mesh网络中文件共享系统中P2P共享系统的消息冗余，同时提高文件查找效率的基于spiral曲线的无线Mesh网络P2P资源共享方法，其总体技术方案采用spiral ID分配规则依据空间填充曲线对节点进行分配ID，节点的地理位置已知，根据节点的地理位置建立spiral环形拓扑。空间填充曲线是一种降低空间维度的方法，其定义为在多维空间中，对网格内的节点进行一维排序，即多维空间一维编码法。犹如针线穿过网格内的所有节点，且每个节点恰仅经过一次，从而在点的坐标和点在曲线上的一维序列数之间形成一一映射。节点处在一个二维空间中，节点的ID分布于一维曲线上的点，节点ID分配规则相当于将二维空间映射到一维空间；节点按照ID的值升序排列组成一个覆盖层的环形拓扑，逆时针方向的第一个节点为前驱节点，顺时针方向的第一个节点为后继节点，顺时针方向到节点的距离至少半个环形拓扑的第一个节点为镜像节点。节点与其镜像节点、前驱节点，后继节点分布在环上，似乎将整个环分割成四个部分，节点接收到查找消息的节点，会在本节点，后继，镜像与前驱之间进行查找。

具体方案包括以下步骤：