[發明專利]一種基于多模電臺的SDMANET網絡組網方法

有效

• 申請號: 202010565032.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111757414B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 孫延濤;劉強;戴松;賈澤群;劉承昕;陳明月;李鑫
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/22;H04W40/24;H04W74/08;H04W84/18
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于多模電臺的SDMANET網絡組網方法，其特征在于，包括：

由一個SDN控制器節點和多個作為SDN交換機的SDN移動節點組成移動自組織的SDMANET網絡，所述SDN移動節點設置具有多個通信通道的多模電臺；

選取一部分SDN移動節點作為骨干節點，其余的SDN移動節點作為非骨干節點，所述骨干節點和SDN控制器節點之間的控制消息通過二者之間的帶外控制信道進行通信，所述非骨干節點和SDN控制器節點之間的控制消息通過非骨干節點到骨干節點的帶內數據信道和骨干節點到SDN控制器的帶外控制信道兩跳進行通信；

所述SDMANET網絡的組網過程包括：

各個SDN移動節點之間通過Hello消息學習鄰居關系；

通過支配集算法選取一部分SDN移動節點作為骨干節點，所有骨干節點構成骨干網絡；

建立骨干節點和非骨干節點到SDN控制器的安全通道，該安全通道用于SDN網絡控制消息的交互；

SDN控制器通過拓撲學習獲取整個SDMANET網絡的拓撲結構，用于計算流表，進行路由決策；

所述的各個SDN移動節點之間通過Hello消息學習鄰居關系包括：

SDN移動節點周期性地通過數據信道向鄰居節點廣播Hello消息，該Hello消息中的內容包括節點自身信息、一跳鄰居信息和支配集選擇信息，所述節點自身信息包括：媒體存取控制地址MAC、IP地址和剩余能量，所述一跳鄰居信息包括：所有一跳鄰居的MAC和IP地址；所述支配集選擇信息包括：自己是否被選擇為支配節點、有多少節點選擇自己為支配節點和自己選擇的支配節點；

SDN移動節點根據收到的Hello消息定期計算鄰居關系，計算支配集，確定骨干節點；

所述的通過支配集算法選取一部分SDN移動節點作為骨干節點，所有骨干節點構成骨干網絡，包括：

組成骨干網絡的骨干節點集合具備以下性質:

性質1：骨干節點集合能夠一跳覆蓋到SDMANET網絡中所有的非骨干節點；

性質2：骨干節點集合在滿足性質1的情況下，集合中的節點數量應當盡可能地少；

性質3：在選擇骨干節點時，應優先選擇剩余電量較多的節點；

每個節點指定自己或其鄰居節點為其支配節點，所有支配節點構成網絡的支配集DS，設節點i指定節點j為支配節點，稱節點j為節點i的支配節點，節點i為節點j的被支配節點，支配集DS中的所有節點構成骨干網絡，所有支配節點為網絡的骨干節點，非支配節點為非骨干節點；

定義N(i)為節點i的一跳鄰居集合；d_i為節點i的支配因子，取值為節點i的連接度數；a_i為節點i的支配度，取值為選擇節點i為支配節點的節點數量；p_i為節點i的剩余電量；

計算支配集DS的規則定義如下：

如果節點i被其他節點指定為支配節點，則節點i指定自己為其支配節點；

如果節點i在其一跳鄰居集合N(i)中具有最高的支配因子，則節點i指定自己為其支配節點；

如果節點i∈N(j)，且節點i在N(j)集合中具有最高的支配因子d_i，則節點j指定節點i為其支配節點；

如果i,k∈N(j)，d_i＝d_k，p_i≥p_k，d_k為節點k的支配因子，取值為節點k的連接度數，p_k為節點k的剩余電量，且節點i和k在N(j)集合中具有最高的支配因子，則節點j指定節點i為其支配節點；

所述的SDN控制器通過拓撲學習獲取整個SDMANET網絡的拓撲結構，用于計算流表，進行路由決策，包括：

所有SDN移動節點都周期性地使用Hello消息廣播其一跳鄰居信息，每個骨干節點僅采集選定它為支配節點的被支配節點的鄰居信息，骨干節點根據接收到的鄰居節點的Hello信息生成一、二跳鄰居信息；

SDN控制器與骨干節點之間的安全通道建立后，骨干節點周期性地把一、二跳鄰居信息發送到SDN控制器，SDN控制器收到所有骨干節點的一、二跳鄰居信息后，計算出整個網絡的拓撲結構，并保存骨干節點形成的骨干網，利用整個網絡的拓撲結構計算流表，進行路由決策。