[发明专利]一种基于层次结构的网络数据通信方法

摘要

本发明公开了一种基于层次结构的网络数据通信方法，所述网络由骨干网络和数据域构成；各个数据域之间的通信通过路由骨干网来实现；一个数据域包括两个以上的子域，一个子域包括以下设备：一个数据路由器、两个以上的接入节点、两个以上的服务器以及两个以上的移动节点；移动节点通过与自己关联的接入节点实现与其他设备的通信；服务器能够保存和提供本地数据，移动节点能够产生和获取数据；在一个数据域中，一个数据路由器作为主数据路由器，该主数据路由器用于将自己所在的数据域连接到骨干网从而实现与其他数据域的通信。本发明通过以数据为中心的方式来实现数据通信，从而降低数据通信的延迟和代价，有效提高网络服务性能。

主权项

1.一种基于层次结构的网络数据通信方法，其特征在于，所述网络由骨干网和数据域构成；各个数据域之间的通信通过骨干网来实现；一个数据域包括两个以上的子域，一个子域包括以下设备：一个数据路由器、两个以上的接入节点、两个以上的服务器以及两个以上的移动节点；移动节点通过与自己关联的接入节点实现与其他设备的通信；服务器能够保存和提供本地数据，移动节点能够产生和获取数据；在一个数据域中，一个数据路由器作为主数据路由器，该主数据路由器用于将自己所在的数据域连接到骨干网从而实现与其他数据域的通信；主数据路由器所在的子域成为主子域；一种数据由一个数据名称唯一标识，数据名称由域前缀、子域前缀、数据ID和部分ID构成；一个数据域由域前缀唯一标识，一个子域由子域前缀唯一标识，一种类型的数据由一个数据ID唯一标识，部分ID指明一种类型数据的一个具体部分；主子域的子域前缀成为主子域前缀；数据通信通过域路由表，子域路由表和数据路由表来实现；域路由表用于实现各个数据域之间的路由和数据通信，子域路由表用于实现一个数据域内的子域之间的路由和数据通信，数据路由表用于实现一个子域内的数据路由器和数据路由器之间的数据通信；域路由表由主数据路由器保存和维护，每个表项包含域前缀域和接口域，接口域值为接口集合；子域路由表由一个数据路由器或者接入节点保存和维护，每个表项包含子域前缀域和接口域，接口域值为接口集合；数据路由表由一个数据路由器保存和维护，每个表项包含数据ID域和接口域，接口域值为接口集合；一个消息由三个部分构成，第一部分为消息类型域，第二部分为数据名称域，第三部分为负载域，消息类型域的定义如下所示：消息类型域值1对应消息类型为域前缀发布消息，消息类型域值2对应消息类型为子域前缀发布消息，消息类型域值3对应消息类型为数据ID发布消息，消息类型域值4对应消息类型为数据发布消息，消息类型域值5对应消息类型为数据请求消息，消息类型域值6对应消息类型为数据响应消息；在数据域ND1由域前缀值DP1唯一标识，数据域ND1中的主数据路由器为MCR4，主数据路由器MCR4位于子域SND4中，由子域前缀值SDP4唯一标识，主数据路由器MCR4负责维护数据域ND1的域路由表和子域SND4的子域路由表的情况下，主数据路由器MCR4启动后执行下述过程以建立域路由表或者子域路由表：步骤101：开始；步骤102：主数据路由器MCR4从每个与主数据路由器、数据路由器或者接入节点相连的接口发送一条域前缀发布消息，该消息负载为域前缀值DP1和子域前缀值SDP4；步骤103：一个设备从自己的接口f收到域前缀发布消息，接口f与发送或者转发域前缀发布消息的设备相连，判断自己是否为主数据路由器，如果是，则执行步骤104，否则执行步骤105；步骤104：主数据路由器查看域路由表，如果不存在域前缀值为DP1的表项，则创建一个新表项，该表项的域前缀值为DP1，接口域为接口f，如果存在域前缀值为DP1的表项，则将接口f加入到接口域；主数据路由器创建或者更新域前缀值为DP1的表项后，从每个与主数据路由器相连的接口发送接收到的域前缀发布消息，执行步骤108；步骤105：从接口f收到发布消息的设备判断自己是否为数据路由器，如果是，则执行步骤106，否则执行步骤107；步骤106：数据路由器查看子域路由表，如果不存在子域前缀值为SDP4的表项，则创建一个新表项，该表项的域前缀值为SDP4，接口域为接口f，如果存在子域前缀值为SDP4的表项，则将接口f加入到接口域；数据路由器创建或者更新域前缀值为SDP4的表项后，保存域前缀值DP1，同时将子域前缀值SDP4标记为主子域前缀，然后从每个与数据路由器相连的接口发送接收到的发布消息，执行步骤108；步骤107：接入节点查看子域路由表，如果不存在子域前缀值为SDP4的表项，则创建一个新表项，该表项的子域前缀值为SDP4，接口域为接口f，如果存在子域前缀值为SDP4的表项，则将接口f加入到接口域；接入节点创建或者更新子域前缀值为SDP4的表项后，从每个与接入节点相连的接口发送接收到的发布消息；步骤108：判断是否满足下述所有三个条件，如果是，执行步骤109，否则执行步骤103：条件1：数据域ND1中的所有数据路由器都在子域路由表中建立或者更新了子域前缀值为SDP4的表项；条件2：子域SND4中的所有接入节点都在子域路由表中建立或者更新了子域前缀值为SDP4的表项；条件3：网络中所有主数据路由器都在域路由表中建立或者更新了域前缀值为DP1的表项；步骤109：结束；子域SND1位于数据域ND1中，由子域前缀值SDP1唯一标识，子域SND1中的数据路由器为CR1，数据路由器CR1启动后执行下述过程建立域路由表或者子域路由表：步骤201：开始；步骤202：数据路由器CR1从每个与主数据路由器、数据路由器或者接入节点相连的接口发送一条子域前缀发布消息，该消息负载为子域前缀值SDP1；步骤203：一个设备从自己的接口f1收到子域前缀发布消息，接口f1与发送或者转发子域前缀发布消息的设备相连，查看子域路由表，如果存在子域前缀值为SDP1的表项，则将接口f1加入到接口域，否则创建一个新表项，该表项的子域前缀值为SDP1，接口域为接口f1；步骤204：接收到子域前缀发布消息的设备判断自己是否为主数据路由器，如果是，则执行步骤205，否则执行步骤206；步骤205：主数据路由器从每个与数据路由器相连的接口发送接收到的子域前缀发布消息，执行步骤209；步骤206：接收到子域前缀发布消息的设备判断自己是否为数据路由器，如果是，则执行步骤207，否则执行步骤208；步骤207：数据路由器从每个与主数据路由器或者数据路由器相连的接口发送接收到的子域前缀发布消息，执行步骤209；步骤208：接入节点从每个与接入节点相连的接口发送接收到的发布消息；步骤209：判断是否满足下述所有两个条件，如果是执行步骤210，否则执行步骤203：条件1：数据域ND1中的主数据路由器和所有数据路由器都在子域路由表中建立或者更新了子域前缀值为SDP1的表项；条件2：子域SND1中的所有接入节点都在子域路由表中建立或者更新了子域前缀值为SDP4的表项；步骤210：结束；服务器S1位于子域SND1，子域SND1由子域前缀值SDP1唯一标识，子域SND1的数据路由器为CR1，服务器S1启动后执行下述过程建立数据路由表：步骤301：开始；步骤302：服务器S1从与数据路由器CR1相连的接口发送一条数据ID发布消息，该数据ID发布消息负载为服务器S1能够保存和提供的所有数据的数据ID集合；步骤303：数据路由器CR1从接口f2收到数据ID发布消息后，查看数据路由表，对于数据ID消息负载中的每个数据ID执行下述操作：如果不存在数据ID域值为该数据ID的表项，数据路由器CR1则创建一个新表项，该表项的数据ID域值为该数据ID，接口域为接口f2，如果存在数据ID域值为该数据ID的表项，则将接口f2加入到该表项的接口域；步骤304：结束。