[發(fā)明專利]一種固定根節(jié)點的地址自配置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011277615.0
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112492057B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉強;王逸平;韋云凱;冷甦鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L61/5007
• 分類號: H04L61/5007;H04L61/5046
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開一種固定根節(jié)點的地址自配置方法，應(yīng)用于無線自組網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，針對無線自組網(wǎng)需要低開銷的地址自配置的問題，本發(fā)明通過改進Cskip函數(shù)來構(gòu)建一個分配地址和地址池的方法，同時在這種分配機制的基礎(chǔ)上，加入了借地址機制來對其可能存在無法正常分配地址的情況進行補充和完善，并且設(shè)計了一套交互流程，包括新節(jié)點如何入網(wǎng)，以及在拿到地址后如何維護地址和地址池；采用本發(fā)明的方法可以減少網(wǎng)絡(luò)資源的消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線自組網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種節(jié)點地址分配及管理技術(shù)。

背景技術(shù)

無線自組網(wǎng)是由多個無線節(jié)點組成的不依賴任何基礎(chǔ)通信設(shè)施的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。在無線節(jié)點進行通信前必須先配置一個具有唯一性的地址，因此，無線自組網(wǎng)首先要解決的是節(jié)點的地址配置問題。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，地址配置方案分為有狀態(tài)地址配置和無狀態(tài)地址配置兩種形式。有狀態(tài)地址配置方案采用服務(wù)器/客戶端的通信方式分配地址，即節(jié)點向服務(wù)器提出申請地址的請求，然后由服務(wù)器統(tǒng)一為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點分配地址。由于無線自組網(wǎng)沒有任何基礎(chǔ)設(shè)施，因此，有狀態(tài)地址配置方案無法使用在無線自組網(wǎng)中，在無狀態(tài)地址配置方案中，每個被分配的地址都需要在整個網(wǎng)絡(luò)中進行重復(fù)地址檢測以確保它的唯一性，導(dǎo)致了大量的控制包開銷，消耗了大量的網(wǎng)絡(luò)資源，因而也不適合。

因此針對無線自組網(wǎng)需要建立一種低開銷的地址自配置。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種固定根節(jié)點的地址自配置方法，選擇固定根的分布式地址分配方式，可以使得消耗的網(wǎng)絡(luò)資源較少，且耗時較短。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種固定根節(jié)點的地址自配置方法，選擇一個節(jié)點作為根節(jié)點，采用改進的Cskip函數(shù)來配置地址池和地址，所述改進的Cskip函數(shù)表達式為：

其中，d表示節(jié)點所處的深度，Cskip(d)表示不同深度下父節(jié)點擁有的地址數(shù)，Cm表示父節(jié)點可以有的最大子節(jié)點數(shù)，Lm表示網(wǎng)絡(luò)最大深度。

新入網(wǎng)節(jié)點地址分配過程包括以下步驟：

S1、新入網(wǎng)節(jié)點在一跳范圍內(nèi)廣播地址發(fā)現(xiàn)報文，源地址為0.0.0.0，目的地址為255.255.255.255，目的MAC為FF:FF:FF:FF:FF:FF，并生成一個序號來標識該地址發(fā)現(xiàn)報文；

S2、當鄰居節(jié)點收到地址發(fā)現(xiàn)報文時，如果鄰居節(jié)點有地址可以分配，則回復(fù)消息，所述回復(fù)消息附帶有配置信息：該鄰居本身所處的樹深度、要分配的IP地址、地址池深度、地址池的起始地址、參數(shù)Cm和Lm、地址發(fā)現(xiàn)報文的序號；如果鄰居沒有地址可以分配則發(fā)送沒有地址報文給該新節(jié)點；

S3、如果新入網(wǎng)節(jié)點收到回復(fù)消息，則根據(jù)應(yīng)用層的MAC地址字段來標識這個回復(fù)消息發(fā)送給誰，在計時器超時時選擇深度最小的鄰居節(jié)點作為父節(jié)點，再發(fā)送地址請求報文，同時將回復(fù)消息中的信息進行廣播；

如果新入網(wǎng)節(jié)點在計時器超時時只收到了沒有地址報文，則選擇最先收到的沒有地址報文來發(fā)送單播請求借地址；如果沒有收到任何包，等待超時后，再次重置時間繼續(xù)等待；

S4、如果鄰居節(jié)點收到地址請求報文，則根據(jù)地址請求報文中的IP字段來判斷是否是自己該識別的報文，確認配置信息，并再次把S2中發(fā)送的配置信息附帶在地址確認報文中；且將配置信息自己保存；

如果鄰居節(jié)點收到借地址消息，直接轉(zhuǎn)發(fā)給該鄰居節(jié)點的父節(jié)點和子節(jié)點；若該鄰居節(jié)點的父節(jié)點和子節(jié)點沒有地址可以分配，則該鄰居節(jié)點的父節(jié)點和子節(jié)點將這個借地址消息繼續(xù)進行轉(zhuǎn)發(fā)，直到某個節(jié)點的地址池中還有地址可以進行分配，那么有地址可以分配的這個節(jié)點根據(jù)收到借地址消息中的源IP返回一個單播進行回復(fù)，每個收到這個回復(fù)報文的節(jié)點記錄路由；新入網(wǎng)節(jié)點收到這個回復(fù)報文后發(fā)送借地址請求報文，被借地址的節(jié)點收到后發(fā)送確認借地址報文；