[發明專利]移動自組織網絡中基于地理位置的IP地址自動分配方法

有效

• 申請號: 201110224352.1
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102291448A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 秦華標;鐘小東
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及移動自組織網絡技術，具體涉及移動網絡環境中IP地址分配方法。?

背景技術

移動自組織網絡是由一系列帶有無線收發裝置的移動節點組成的臨時性的自治系統，不依賴于預設的基礎設施，節點在網絡中任意分布。移動節點具有路由器的功能，可以通過無線連接構成任意的網絡拓撲，并且拓撲結構變化快。移動自組織網絡是一種移動、多跳、無中心、自組織的網絡，可以應用于戰場上部隊的協同通信，地震或突發事故的災后營救，車輛間通信網絡，野外科學考察、臨時會議等場合。移動自組網作為一種新興的組網方式，要想能夠使用并且與其它網絡實現互通，首先必須解決網絡節點的IP?地址配置問題。由于節點的隨機移動性、?網絡的臨時性、?缺乏中央管理控制、?節點能源有限等因素的影響，實現節點的自動配置要比在固定網絡環境下要困難的多。對于小規模的Ad?Hoc?網絡來說，可以使用手動靜態配置。但是對于大規模網絡，尤其是允許節點自由加入和離開的開放型、實用型網絡，事先配置地址是不現實的。同時在移動環境中，節點移動速度快、網絡拓撲結構的動態變化大、鏈路維持時間短、網絡在運行過程中的分割和融合現象將導致地址的泄漏和重復性問題，而傳統網絡的地址動態配置協議不能直接應用于移動自組網。因此，地址動態分配是移動自組網實用化、商用化的一大挑戰。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供移動自組織網絡中基于地理位置的IP地址自動分配方法。本發明將網絡劃分為多個層次的網格結構，并為每個網格預先定義臨時IP地址段，便于實現代理節點的選擇和管理，提供重復地址檢測功能。本發明方法包括臨時IP地址的配置、正式IP地址的配置和代理節點選擇三個步驟。本發明通過如下技術方案實現：?

一種移動自組織網絡中基于地理位置的IP地址自動分配方法，首先將網絡劃分為多個層次的網格結構，并為每個網格預先定義臨時IP地址段，便于代理節點的選擇和管理，提供重復地址檢測服務；本方法包括三個步驟，第一步是臨時IP地址配置：節點加入網絡時從所在網格的臨時IP地址段中隨機選取一個作為臨時IP地址，并進行重復地址檢測確保所選取的臨時IP地址不沖突；第二步是正式IP地址的配置：節點的臨時IP地址配置成功后，通過向網絡中的代理節點發送IP查詢消息，避免IP地址沖突，進行正式IP地址的配置，配置成功后，若正式IP地址與臨時IP地址不相同，則釋放臨時IP地址；第三步是代理節點的選擇：節點通過HELLO信標和REG注冊信息完成代理節點的選擇。

上述基于地理位置的IP地址自動分配方法中，IP地址自動分配前，所有節點知道網絡的全局劃分，即由逐漸增大的正方形組成的分層網格結構，具體的網格劃分規則是：最小的網格稱為1階正方形；任何n階正方形包含4個(n-1)階正方形，n≥2，即4個n階正方形組成一個(n+1)階正方形，為避免重疊，任何一個m階正方形只屬于一個(m+i)階正方形，m≥1，?i≥1；n階正方形的左下角坐標為?,其中a和b為整數。?

上述基于地理位置的IP地址自動分配方法中，所述臨時IP地址的配置步驟包括：加入網絡之前，節點通過GPS獲取自身的地理位置，從而根據所述網格劃分規則計算出自己所處的正方形；所有節點保存有所在網格預先定義的臨時IP地址段，每個1階正方形都定義了一個互不相交的臨時IP地址段；節點加入網絡時，會從它們所在1階正方形的臨時IP地址段中選取一個IP地址作為臨時地址，發送地址請求消息AREQ給相鄰的節點，并啟動定時器，地址請求消息AREQ包含分組類型、序列號、節點ID號和節點請求的地址；周圍的節點根據自己的鄰居表中的地址信息判斷是否沖突；如果存在沖突，則返回地址應答消息AREP，地址應答消息AREP包含分組類型、序列號、節點ID號和沖突的IP地址；收到地址應答消息AREP后節點重新選擇一個臨時IP，執行相應的操作，直到獲得一個無沖突的臨時地址；若節點在定時器超時后還沒有收到地址應答消息AREP，則節點認為該地址不存在沖突，臨時IP地址配置成功；為了避免多個節點同時加入網絡并選擇相同的IP地址，節點在獲得臨時IP地址后會運行DAD重復地址檢測算法，周期廣播DAD信息，DAD信息包含分組類型、節點ID號和節點IP地址，如果某節點收到包含和自己臨時IP地址相同的DAD信息，則該節點釋放自己的臨時地址，等待一個設定時間后重新選擇一個臨時IP地址。?