[发明专利]一种使用拓扑分散短路径集的网络路由方法

权利要求书

1.一种使用拓扑分散短路径集的网络路由方法，其特征在于：依次执行如下过程：过程一、收集网络的拓扑信息；过程二、根据网络的拓扑，为网络中的每一对起始节点o、目的节点d，计算并存储节点o到节点d的拓扑分散短路径集PS_o,d，其中拓扑分散短路径集PS_o,d是指包含一条或多条节点o到节点d的长度较短且彼此间包含较少共同节点的路径的集合；过程三、对于每个待传输的网络数据包Φ，为Φ从经过程二已存储的Φ的起始节点o到目的节点d的拓扑分散短路径集PS_o,d中选出一条估计传输时延最小的路径P作为Φ的路由路径。

2.如权利要求1所述的网络路由方法，其特征在于：所述过程二中，对于网络中的一对起始节点o、目的节点d，计算节点o到节点d的拓扑分散短路径集的算法如下，

步骤1：设置一个空的路径集合PS_o,d，设置一个用于保存PS_o,d中最短路径的长度的变量L并将L初始化为+∞，同时，为网络中的每个节点i，设置各自的重叠代价C_i并将C_i初始化为1.0；

步骤2：循环执行PNL次步骤2.1～步骤2.5，如下，

步骤2.1根据网络的拓扑与当前网络中各节点的重叠代价，使用Dijkstra最小代价路径算法计算节点o到节点d的一条最小代价路径P；

步骤2.2若路径P的长度＞(L×LRL)，中止步骤2的循环并跳转至步骤3；

步骤2.3若路径P的长度＜L，更新L为P的长度；

步骤2.4若路径P在PS_o,d中不存在，将P加入PS_o,d；

步骤2.5对于每个包含在路径P中的节点j，将重叠代价C_j增加OCP；

步骤3：返回集合PS_o,d作为节点o到节点d的拓扑分散短路径集，运算结束；上述算法中，路径的长度定义为路径包含的网络节点的个数，路径的代价定义为路径包含的网络节点的重叠代价之和，PNL(Path Number Limit)表示拓扑分散短路径集可包含的路径数量上限，OCP(Overlapping Cost Penalty)表示节点重叠代价惩罚增量，LRL(Length Ratio Limit)表示拓扑分散短路径集中的任意一条路径与其中的最短路径的长度比值上限。

3.如权利要求1所述的网络路由方法，其特征在于：所述过程三中，某一时刻网络中一条路径P的估计传输时延T_P定义为该时刻路径P包含的除终止节点外的所有节点上的网络数据包发送队列长度与节点的发送速率的比值之和，即有

其中，(P-P_end)表示路径P中除终止节点外的所有节点的集合，L_n和R_n分别是节点n上的网络数据包发送队列长度和节点n的发送速率。