【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及到計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中，路由算法是確保數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)順利傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。然而，在帶寬受限的窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的路由算法面臨著諸多挑戰(zhàn)。
2、首先，為提升通信網(wǎng)絡(luò)在不同環(huán)境下的適應(yīng)性和可靠性，窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中通常采用短波、低速衛(wèi)星和流星余跡等異質(zhì)通信手段組網(wǎng)，使得鄰居通信節(jié)點(diǎn)之間允許同時(shí)存在多條不同類型的通信鏈路并聯(lián)，即網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇槎嘀貓D結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)有的路由算法難以從并聯(lián)鏈路中解耦出單一通信手段，導(dǎo)致路由計(jì)算結(jié)果僅支持使用復(fù)合通信手段，這不僅降低了路由選擇的靈活性，也難以滿足特定通信任務(wù)的需求。
3、其次，窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中的路由算法需要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變化，但由于帶寬的限制，基于hello機(jī)制的傳統(tǒng)路由算法在窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)尤為困難。hello機(jī)制依賴于周期性的鏈路狀態(tài)廣播，以發(fā)現(xiàn)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ谡瓗ЬW(wǎng)絡(luò)中，一方面網(wǎng)絡(luò)的高延遲導(dǎo)致路由協(xié)議收斂困難，另一方面頻繁的協(xié)議信息交換會占用寶貴的帶寬資源，影響網(wǎng)絡(luò)中的用戶業(yè)務(wù)通信。
4、現(xiàn)有技術(shù)cn117955891a中，公開了一種基于隨機(jī)時(shí)變圖的時(shí)間確定性的多路徑路由選擇方法，該方法針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)變化，通過構(gòu)建隨機(jī)時(shí)變圖來模擬網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的不確定性和變化性，利用負(fù)載均衡廣度優(yōu)先搜索算法計(jì)算最短路徑。然而，該方法僅支持端到端的多徑路由計(jì)算，無法滿足多重圖拓?fù)鋱鼍跋聫膹?fù)合手段中解耦出單一通信手段的路由計(jì)算需求。
5、現(xiàn)有技術(shù)
6、因此，有必要提供一種新的技術(shù)方案改善上述方案中存在的一個(gè)或者多個(gè)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)提供了一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，旨在幫助解決窄帶通信網(wǎng)絡(luò)開通前靜態(tài)路由計(jì)算存在的問題。
2、為了達(dá)成以上技術(shù)目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，包括以下步驟：
4、步驟(1)，將窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚幋a為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式，分別描述窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈路；用節(jié)點(diǎn)表示窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械木W(wǎng)絡(luò)通信控制器，用鏈路表示窄帶通信手段，窄帶通信手段包括短波、低速衛(wèi)星和流星余跡；
5、步驟(2)，在窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中，遍歷網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)和鏈路，在每對鄰居節(jié)點(diǎn)之間同時(shí)存在多條并聯(lián)通信鏈路時(shí)，將節(jié)點(diǎn)間的多條并聯(lián)通信鏈路合并，視為一條等效鏈路；
6、步驟(3)，根據(jù)窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接關(guān)系，生成節(jié)點(diǎn)間鄰接矩陣π；
7、步驟(4)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)間鄰接矩陣π，進(jìn)行第1階段深度優(yōu)先搜索，計(jì)算得到每對節(jié)點(diǎn)間的所有可達(dá)路徑；
8、步驟(5)，針對每對節(jié)點(diǎn)間的所有可達(dá)路徑，將鄰居節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際通信鏈路等效為一個(gè)虛擬中繼節(jié)點(diǎn)，生成虛擬拓?fù)涞墓?jié)點(diǎn)間鄰接矩陣ω；
9、步驟(6)，根據(jù)虛擬拓?fù)涞墓?jié)點(diǎn)間鄰接矩陣ω，針對每對節(jié)點(diǎn)間的路由，進(jìn)行第2階段深度優(yōu)先搜索，計(jì)算得到虛擬拓?fù)涞拿繉?jié)點(diǎn)間的所有可達(dá)路徑；
10、步驟(7)，針對虛擬拓?fù)涞乃锌蛇_(dá)路徑，將虛擬節(jié)點(diǎn)映射回實(shí)際通信鏈路，形成窄帶靜態(tài)路由表。
11、進(jìn)一步的，步驟(1)中將窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚幋a為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式，分別描述窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈路，具體包括以下過程：
12、針對窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將節(jié)點(diǎn)信息編碼為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式，每條數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)id、節(jié)點(diǎn)名稱和節(jié)點(diǎn)類型；將鏈路信息編碼為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式，每條數(shù)據(jù)包括鏈路id、鏈路名稱、鏈路類型、鏈路首端節(jié)點(diǎn)id、鏈路末端節(jié)點(diǎn)id和鏈路速率。
13、進(jìn)一步的，步驟(3)具體包括以下步驟：
14、步驟(3.1)，根據(jù)窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接關(guān)系，遍歷網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)和鏈路，記錄每對節(jié)點(diǎn)之間的連接狀態(tài)，確定各節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系；
15、步驟(3.2)，將各節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系保存至二維數(shù)組形式的節(jié)點(diǎn)間鄰接矩陣π，其中每個(gè)元素表示對應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系，即任意節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間如果有鏈路連接，則π[i][j]＝1，否則π[i][j]＝0。
16、進(jìn)一步的，步驟(4)具體包括以下步驟：
17、步驟(4.1)，根據(jù)步驟(3)所構(gòu)建的節(jié)點(diǎn)間鄰接矩陣π，初始化深度優(yōu)先搜索算法的相關(guān)參數(shù)，包括起始節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)及訪問標(biāo)記；
18、步驟(4.2)，從起始節(jié)點(diǎn)出發(fā)，采用深度優(yōu)先搜索算法遍歷窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，計(jì)算拓?fù)渲忻總€(gè)節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)間的所有可達(dá)路徑。
19、進(jìn)一步的，步驟(5)具體包括以下步驟：
20、步驟(5.1)，根據(jù)步驟(4)計(jì)算的所有可達(dá)路徑，將路徑中鄰居通信節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際通信鏈路等效為一個(gè)虛擬中繼節(jié)點(diǎn)，并將實(shí)際通信鏈路與虛擬中繼節(jié)點(diǎn)間的映射關(guān)系保存到映射表μ中；
21、步驟(5.2)，將可達(dá)路徑中的虛擬中繼節(jié)點(diǎn)與實(shí)際通信節(jié)點(diǎn)結(jié)合形成虛擬拓?fù)洌M(jìn)而構(gòu)建虛擬拓?fù)涞墓?jié)點(diǎn)間鄰接矩陣ω。
22、進(jìn)一步的，步驟(6)具體包括以下步驟：
23、步驟(6.1)根據(jù)步驟(5)所構(gòu)建的虛擬拓?fù)涞墓?jié)點(diǎn)間鄰接矩陣ω，初始化深度優(yōu)先搜索算法的相關(guān)參數(shù)，包括起始節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)及訪問標(biāo)記；
24、步驟(6.2)從起始節(jié)點(diǎn)出發(fā)，采用深度優(yōu)先搜索算法遍歷虛擬拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計(jì)算虛擬拓?fù)渲衅鹗脊?jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的所有可達(dá)路由。
25、進(jìn)一步的，步驟(7)具體包括以下步驟：
26、步驟(7.1)根據(jù)步驟(6)得到的虛擬拓?fù)涞乃锌蛇_(dá)路由，查閱映射表μ，將虛擬中繼節(jié)點(diǎn)映射回實(shí)際通信鏈路，得到包含節(jié)點(diǎn)與鏈路的路由信息表；
27、步驟(7.2)將路由信息表編碼為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式并保存至文件，每條數(shù)據(jù)包括路由首端節(jié)點(diǎn)id、路由末端節(jié)點(diǎn)id、總跳數(shù)、路由所經(jīng)各跳及鏈路信息。
28、本專利技術(shù)相比
技術(shù)介紹
的優(yōu)點(diǎn)在于：
29、1.鏈路帶寬利用率的提升：本專利技術(shù)提供的基于兩階段深度優(yōu)先搜索算法的窄帶通信網(wǎng)絡(luò)路由計(jì)算方法，與傳統(tǒng)路由算法相比，其計(jì)算過程不依賴類似于hello機(jī)制的周期性消息，從而降低了通信負(fù)擔(dān)，提高了帶寬的實(shí)際使用效率。
30、2.異質(zhì)通信手段組網(wǎng)的精確路由：本專利技術(shù)提供的基于兩階段深度優(yōu)先搜索算法的窄帶通信網(wǎng)絡(luò)路由計(jì)算方法，特別針對采用多種異質(zhì)通信手段組網(wǎng)的通信網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過在路由計(jì)算中明確區(qū)分這些通信手段，確保了路由選擇能夠精確地反映出實(shí)際使用的通信手段。
本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟1中將窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚幋a為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式，分別描述窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈路，具體包括以下過程：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟3具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟4具體包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟5具體包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟6具體包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟7具體包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟1中將窄帶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚幋a為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式，分別描述窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和鏈路，具體包括以下過程：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶通信網(wǎng)絡(luò)的兩階段深度優(yōu)先搜索路由計(jì)算方法，其特征在于，步驟3具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄帶...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李梓楊，王昕羽，趙陽，陳冰晶，肖永劍，
申請(專利權(quán))人：中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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