专利名称：一种防止无线网格路由拥塞的方法
技术领域：
本发明涉及一种防止无线网格路由拥塞的方法，尤其涉及一种防止在无线网格中的边缘节点造成路由拥塞问题的方法，属于无线网络技术领域。
背景技术：
随着各种无线标准的制定，各种无线设备也越来越普及，已经广泛架设在酒店、机场、图书馆和学校等公共场所，为越来越多的用户提供随时随地的提供接入服务。运营商所提供的都是基于接入点(Access Point-AP)模式的接入方式。在各大公司的无线网络布置中，大多也上基于AP模式的。
无线应用日益广泛的今天，用户已经不满足在事先布置有AP的地方可以上网。会议室内，各成员希望在无AP的情况下，迅速的组建Ad-Hoc网络。随着笔记本电脑的迅速普及，在办公室、教室甚至餐厅任何我们所能想到的地方，都有越来越多的移动用户在组建Ad-Hoc网络。
现有的802.11协议，支持基于接入点(Access Point-AP)模式和Ad-Hoc网络两种建立网络的模式，802.11系列协议规定的Ad-Hoc网络之间的移动终端必须在信号互相可达的范围之内，这样，现有的协议无法实现距离超出一定范围内的两台移动终端之间的通信。为此提出了“对等无线网络的智能构建协议”，根据该协议可以实现由各个对等的移动终端组成可扩展的Ad-Hoc网络；在802.11标准下无法通信的Hidden Nodes之间，可以通过中间结点来进行通信。
如图1所示为“对等无线网络的智能构建协议”所支持的可扩展的Ad-Hoc网络，NB代表笔记本-Notebook。A和C之间由于各自信号强度的不够或距离较远，不能够直接通信，通过“对等无线网络的智能构建协议”的支持，B负责转发A发向C和C发向A的数据，这样构成了A和C之间的通信。
使用“对等无线网络的智能构建协议”来实现可扩展的Ad-Hoc网络的时候，当移动终端的数量逐渐增多的时候，各个无法直接通信的节点之间可选择的中转的方法会越来越多，所以合理的选择路由也成了至关重要的技术难点。
图2为可扩展的Ad-Hoc网络多条路径示意图，如图2所示，同样NB代表笔记本-Notebook，通过“对等无线网络的智能构建协议”的支持，A和C之间可以直接通信，而且有多条路径可以选择。同时结合“无线设备自组网智能路由平衡方案”，此方案在无线环境下解决路由平衡，寻找最佳路由路径。
使用这两种方案，已经大大扩充了原有的IEEE 802.11网络，但是在此时，还可能存在下述有待解决的问题。
在实际的应用中，很可能会出现如图3所示的情况，图3为边缘连接节点示意图，NB_Connector/Edge处于两个网络的边缘，属于左边网络，同时也属于右边网络。根据“对等无线网络的智能构建协议”，这时候NB_Connector/Edge还起到两边网络的连接者的功能。根据“无线设备自组网智能路由平衡方案”协议，从左边网络发网右边网络，或与之相反的数据包，一定会选择NB_Connector作为中转的节点。当该种情况发生很多时，就会使NB_Connector忙于应付中转的工作，而无暇顾及自己本身的通信和其他事物性的工作。数据量极大时，会在NB_Connector形成拥塞，消耗了NB_Connector所有的网络资源甚至是全部的CPU资源，导致死机现象的发生。
发明内容
本发明的目的在于提出一种防止无线网格路由拥塞的方法，通过对每个移动节点设置转发占用网络资源的阈值，有效的保护边缘节点，防止网络拥塞的发生，保证网络的稳定性。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种防止无线网格路由拥塞的方法，包括如下步骤步骤一，每个中转节点均每隔一定的时间检测转发所占用的网络资源；如果转发所占用的网络资源小于转发占用资源第一阈值，则正常转发；如果转发所占用的网络资源大于转发占用资源阈值，则发出“路由拥塞警告”，各节点修改转发策略；步骤二，发出“路由拥塞警告”后，中转节点继续检测转发所占用的网络资源，当转发所占用的网络资源低于转发占用资源第二阈值时，则发出“解除路由警告通知”，各节点可以重新修改转发策略。
如上所述的防止无线网格路由拥塞的方法，所述的转发占用资源第二阈值小于转发占用资源第一阈值，一般为第一阈值的40-60％。
如上所述的防止无线网格路由拥塞的方法，所述对中转节点设置转发占用资源的第一阈值和第二阈值，可以自行依据经验设定，也可以使用对等无线网络的智能构建协议默认的转发占用资源阈值Td。
利用本发明提出的防止无线网格网路拥塞的方法，可以有效防止网格边缘节点由于大量转发而造成的拥塞，避免了死机现象的发生，保证了网络的安全畅通；对于安装了无线网卡或迅驰技术的笔记本，可以结合“无线设备自组网智能路由平衡方案”和“对等无线网络的智能构建协议”构建可扩展的Ad-Hoc网络，并实现最佳路由选择，整个网络路由平衡以及防止出现拥塞的情况。
图1为“对等无线网络的智能构建协议”所支持的可扩展的Ad-Hoc网络示意图；
图2为可扩展的Ad-Hoc网络多条路径示意图；图3为边缘连接节点示意图；图4为防止无线网格网路拥塞方法的流程图。
具体实施例方式
本发明提供的防止无线网格路由拥塞的方法将对每个移动节点设置转发占用网络资源阈值。当移动节点转发所占用的网络资源达到该阈值的时候，该移动节点将限制再继续转发数据包。并向其他的移动终端发出路由拥塞的警告。收到该路由警告的其他移动节点，会减少发往中转移动点的数据，或暂时停止向中转移动节点发送数据。
当中转移动节点用于转发的网络资源比例下降到一定的程度，中转节点再收回路由拥塞的警告，即发出“解除路由警告通知”。其他的移动节点收到“解除路由警告通知”后，会逐渐的恢复通过中转移动节点来中转的数据。
如图4所示，是本发明应用的一个实施例，首先，对于第一阈值，由于在网络中所有的节点都可能会成为转发节点，每个节点可以根据自己的情况来设定该值。运行速度较快的节点可以把这个值配置的比运行速度较慢的节点要高，这样可以保证不同的机器有不同的吞吐量。
当然，如果节点的转发占用资源阈值不进行专门配置，可以使用协议默认的转发占用资源阈值Td作为自己的转发占用资源阈值。
对于第二阈值，应该小于第一阈值，并有一段距离，一般可以设定为第一阈值的40-60％。
每个中转节点每隔一段时间监测一次转发所占用的网络资源，间隔时间可以自行设定。
上述的监测转发所占用的网络资源，包括在一段时间内，比如30-120秒，检测通过节点自身的数据包，从中解出MAC数据包后，得到IP数据包，目的地址是自己的IP数据包的个数计为Num1；目的地址不是自己的IP数据包的个数计为Num2。转发所占用的网络资源则为Tc＝Num2/(Num1+Num2)如果转发所占用的网络资源Tc小于转发占用资源第一阈值时，说明网络没有发生拥塞，则正常转发；如果转发所占用的网络资源大于第一阈值，则说明该节点的转发负担过重，可能发生拥塞，则该节点向其他节点通过组播的形式发出“路由拥塞警告”，并且该中转节点会抛弃部分转发的数据包，降低转发所占用的网络资源；收到“路由拥塞警告”的其余各节点也相应修改转发策略；可以暂时在其路由表中将涉及中转节点的路由表项的优先级别降低，或只发送部分数据到中转节点，丢弃部分转发数据包，或者暂时禁用这条路由。
中转节点发出“路由拥塞警告”后，继续检测转发所占用的网络资源，当转发所占用的网络资源低于转发占用资源第二阈值时，就认为转发所占用的资源比例恢复到较为正常的水平，中转节点同样通过多播的方式向其他的节点发出“解除路由警告通知”，各节点可以重新修改转发策略。
其他的节点在收到“解除路由警告通知”后，可以升高关于该移动节点的路由表表项的优先级，或不再丢弃目的为中转节点的IP数据包，或使这项路由表表项生效；当然，在上述过程中，应持续监测转发所占用的网络资源，以确定是否会发生拥塞，保证整个网络正常工作。
关于“路由拥塞警告”和“解除路由拥塞通知”这两种数据包可以灵活的定义，并使用多播组来传送。但是其中应该包括下面两部分(1)中转节点的IP地址，这样其他节点可以根据这个IP地址，对相应的路由表项做出处理；(2)中转节点预计消除/消除拥塞的时间，这样其他的节点可以根据该值来选择合适的处理路由表选项的策略。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤一，每个中转节点均每隔一定的时间检测转发所占用的网络资源；如果转发所占用的网络资源小于转发占用资源第一阈值，则正常转发；如果转发所占用的网络资源大于转发占用资源阈值，则发出“路由拥塞警告”，各节点修改转发策略；步骤二，发出“路由拥塞警告”后，中转节点继续检测转发所占用的网络资源，当转发所占用的网络资源低于转发占用资源第二阈值时，则发出“解除路由警告通知”，各节点可以重新修改转发策略。
2.根据权利要求1所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述的转发占用资源第二阈值小于转发占用资源第一阈值，一般为第一阈值的40-60％。
3.根据权利要求1或2所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述对中转节点设置转发占用资源的第一阈值和第二阈值，可以自行依据经验设定，也可以使用协议默认的转发占用资源阈值Td。
4.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述监测转发所占用的网络资源，包括首先，在一段时间内监测通过节点自身的数据包，解出MAC数据包得到IP数据包；接着，计算转发所占用的网络资源Tc，Tc＝Num2/(Num1+Num2)；其中，Num1为目的地址是自己的IP数据包的个数，Num2为目的地址不是自己的IP数据包的个数。
5.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，当中转节点的Tc大于第一阈值时，所述的中转节点向其他节点通过组播的形式发出“路由拥塞警告”。
6.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述“路由拥塞警告”数据包，至少包括两部分中转节点的IP地址和中转节点预计消除拥塞需要的时间。
7.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述步骤一中，各节点修改转发策略，具体包括，发出“路由拥塞警告”的中转节点会抛弃部分转发的数据包，直到满足Tc＜Td；其他节点收到“路由拥塞警告”之后，可以将路由表中涉及发出“路由拥塞警告”中转节点的路由表项优先级别降低；或丢弃部分发送到中转节点的数据包，或暂时禁用这条路由。
8.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，当中转节点的Tc大于第二阈值时，中转节点通过组播的方式向其他的节点发出“解除路由警告通知”。
9.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述“解除路由警告通知”数据包，至少包括两部分中转节点的IP地址和中转节点消除拥塞所用的时间。
10.根据权利要求3所述的防止无线网格路由拥塞的方法，其特征在于，所述的步骤二中，各节点修改转发策略，包括升高关于该移动节点的路由表表项的优先级，或不再丢弃目的为中转节点的IP数据包，或使这项路由表表项生效。
全文摘要
本发明公开了一种防止无线网格路由拥塞的方法，包括如下步骤首先，对中转节点设置转发占用资源阈值；接着，该中转节点监测转发所占用的网络资源，每隔一段时间检测一次，间隔时间可以自行设定，如果转发所占用的网络资源大于转发占用资源阈值，则发出“路由拥塞警告”，各节点修改转发策略；然后，继续监测转发所占用的网络资源，当转发所占用的网络资源小于转发占用资源阈值，且有一段距离，则发出“解除路由警告通知”。利用本发明提出的防止无线网格网路拥塞的方法，可以有效防止网格边缘节点由于大量转发而造成的拥塞，避免了死机现象的发生，保证了网络的安全畅通。
文档编号H04L12/56GK1674552SQ20041000887
公开日2005年9月28日 申请日期2004年3月25日 优先权日2004年3月25日
发明者王安静, 于辰涛, 田治江 申请人:联想(北京)有限公司