[发明专利]一种分布式的负载平衡路由方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种分布式的负载平衡路由方法和装置。

背景技术

在ad-hoc（点对点）网络和无线传感器网络中，不均匀的负载分布导致了能量消耗的不平衡。如图1所示，在该多跳网络中，由于每个节点必须存储各种信息，例如所有节点的地址等，由此增加了存储容量的负担，并且，距离网关越近的节点，流量负载的负担越重，并且存储容量的负载也越重。因此，对于ad-hoc网络和无线传感器网络等多跳网络，负载平衡技术非常重要。

如图2a所示，网关（GW）21具有两条支路，其中一条支路除了一跳节点211以外，还有6个其他节点，另一条支路除了一跳节点212以外，还有4个其他节点，这就造成了负载不平衡。通过负载平衡技术，可以实现图2b所示的效果，也即，一跳节点211和一跳节点212分别连接5个其他节点。

在负载平衡技术中，有一个突出的算法，称为节点中心负载平衡算法（参考文献为：A Node-Centric Load Balancing Algorithm for Wireless Sensor Networks，作者Hui Dai，Richard Han）。它从基站根节点向外反复地生长出负载平衡树。然而，由于节点中心负载平衡算法是集中式的，这就意味着负载平衡路由必须由网关构造，由此导致了非常高的通信开销，与ad-hoc网络和无线传感器网络等多跳网络的有限的能量特征背道而驰。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明实施例提供了一种分布式的负载平衡路由方法和装置，以实现负载平衡。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种网关，其中，所述网关包括：

广播单元，其用于发送广播消息，以便于接收到该广播消息的节点将自身状态修改为已标记状态。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种节点，其中，所述节点包括：

初始化单元，其在接收到网关发送的广播消息后，将自身状态更改为已标记状态；发送包含所述节点的自身状态的广播消息，并根据接收到的未标记邻居节点返回的消息计算未标记邻居节点数；广播所述未标记邻居节点数，并根据接收到的未标记邻居节点返回的消息计算初始生长空间；

挂载单元，其用于在接收到多个未标记邻居节点发送的应答消息后，根据各个未标记邻居节点的负载、生长空间以及链路质量，选择一个未标记邻居节点进行挂载。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种节点，其中，所述节点包括：

初始化单元，其发送包含所述节点的自身状态的广播消息，并根据接收到的未标记节点返回的消息计算未标记邻居节点数；广播所述未标记邻居节点数，并根据接收到的未标记节点返回的消息计算初始生长空间；

挂载单元，其用于在接收到多个已标记邻居节点发送的广播消息后，根据各个已标记邻居节点的负载、生长空间和/或链路质量，选择一个已标记邻居节点，在接收到一个已标记邻居节点返回的确认消息后，挂载到返回确认消息的已标记邻居节点。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种节点，其中，所述节点包括：

广播单元，其发送包含所述节点的未标记状态的广播消息，以便接收到该广播消息的邻居节点更改各自的未标记邻居节点数，并根据所述未标记邻居节点数进行分布式路由处理。

根据本发明实施例的第五方面，提供了一种分布式的负载平衡路由方法，其中，所述方法包括：

通过网关发送广播消息，以便于接收到该广播消息的节点将自身状态修改为已标记状态。

根据本发明实施例的第六方面，提供了一种分布式的负载平衡路由方法，其中，所述方法包括：

在接收到网关发送的广播消息后，将自身状态更改为已标记状态；

发送包含所述节点的自身状态的广播消息；

根据接收到的未标记邻居节点返回的消息计算未标记邻居节点数；

广播所述未标记邻居节点数；

根据接收到的未标记邻居节点返回的消息计算初始生长空间；

在接收到多个未标记邻居节点发送的应答消息后，根据各个未标记邻居节点的负载、生长空间以及链路质量，选择一个未标记邻居节点进行挂载。

根据本发明实施例的第七方面，提供了一种分布式的负载平衡路由方法，其中，所述方法包括：

发送包含所述节点的自身状态的广播消息；