[发明专利]基于多路径路由协议实现自组网拥塞控制的方法

说明书

本发明公开了一种基于多路径路由协议实现自组网拥塞控制的方法，主要解决现有技术缺乏拥塞控制机制，进而发生拥塞后导致网络吞吐量急剧下降和节点丢包率高的问题。其实现方案是：1.网络中每个节点周期性的统计数据，并判断本节点是否拥塞；2.拥塞节点分析拥塞原因是使用了低速链路还是拥塞节点总流量过大所致；3.对于使用了低速链路所引起的拥塞，拥塞节点通过抑制低速链路的手段缓解拥塞；4.对于拥塞节点总流量过大所引起的拥塞，拥塞节点通过流量调度或随机丢包的手段缓解拥塞。本发明相比传统拥塞控制方法，根据不同的拥塞原因采取具有针对性的缓解手段，进一步提高了网络吞吐量，可用于Ad Hoc网络。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种实现自组网拥塞控制的方法，可用于Ad Hoc网络。

背景技术

Ad Hoc网络是一种由若干无线数据传输设备临时组成的、不需要固定通信设施支持的无中心网络。网络节点既是通信终端，又可以作为路由器为其他节点转发数据。

近年来，各国学者围绕Ad Hoc网络中的拥塞控制开展了积极的研究，提出了若干种方法。最常见的方法是TCP协议中的拥塞控制方法，它的拥塞控制主要依赖于拥塞窗口cwd，窗口值的大小代表能够一次性发送出去的字节数，显然窗口越大，数据发送的速度也就越快，但是也有可能使得网络出现拥塞，所以TCP中采用了慢启动、拥塞避免、加速递减和快速重传等技术来动态调整拥塞窗口的大小。然而TCP协议在Ad Hoc网络中的性能远不如它在传统的有线网络中的性能，这主要是由于Ad Hoc网络和有线网络的特性差异。例如，在Ad Hoc网络中，传输媒介是局部共享的。另外，TCP协议判断网络拥塞的依据是报文丢失，而在Ad Hoc网络中报文的丢失原因不仅仅是网络拥塞，还有链路中断、路由频繁变化等原因。主动队列管理AQM也是一种常见的拥塞控制方法，它是一种预见式的队列管理方法，该方法对网络的状态进行评价，从而预测是否将要出现拥塞的状况。当预测到路由器将要发生拥塞时，在路由器的队列还没有充满时就按照一定的规则丢弃数据包并向发送端通告拥塞情况，以降低发送端的传输速率。但是，在目前的AQM机制中为了简化设计通常忽略了系统中的延迟环节，在延迟比较小的情况下，忽略延迟对系统性能的影响较小；然而在延迟比较大的情况下，忽略延迟往往会导致系统不稳定。经过大量仿真实验结果表明，几种典型的AQM算法在延迟较大的情况下存在以下缺点，首先是队列大幅震荡，增加了端到端的延时抖动，其次是链路利用率低，网络吞吐量大幅降低，最后是队列长度不能收敛，节点出现大量丢包的情况。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种基于多路径路由协议实现自组网拥塞控制的方法，以提高网络吞吐量，降低节点丢包率。

实现本发明目的的技术方案是：通过对节点拥塞情况的检测，根据不同的拥塞原因采取不同的缓解手段，其具体步骤包括如下：

(1)网络中的每个节点将它的邻居节点记为n_i，i＝1,2,3,.....K，其中K表示邻居节点的个数，并等待一个拥塞周期T，统计该周期内本节点发送给每个邻居节点n_i的数据分组数和本节点从每个邻居节点n_i接收的数据分组数

(2)网络中的每个节点根据本节点缓存队列的长度，判断是否拥塞，若是，将本节点记为“拥塞节点”，执行步骤(4)，否则，将本节点记为“非拥塞节点”，执行步骤(3)；

(3)非拥塞节点关闭缓存队列随机丢包机制，返回步骤(1)；

(4)拥塞节点判断是否已经开启了缓存队列随机丢包机制，若是，则返回步骤(1)，否则，执行步骤(5)；

(5)分析拥塞节点的拥塞原因：

(5a)令初始参数i＝1；

(5b)判断拥塞节点到它的邻居节点n_i的链路是否是一条低速链路，若是，则执行步骤(5c)，否则，执行步骤(5f)；