專(zhuān)利名稱(chēng)：混合網(wǎng)格路由選擇協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)拓?fù)鋵W(xué)習(xí)和路徑選擇的路由選擇機(jī)制。具體地，本發(fā)明涉及基于媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)中確定路由。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)，也稱(chēng)為基于無(wú)線(xiàn)LAN的ad hoc網(wǎng)絡(luò)，包括通過(guò)無(wú)線(xiàn)電鏈路互連并直接或間接地相互通信的兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。該網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)入口連接到互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)。在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)中，已經(jīng)使用IP層路由選擇協(xié)議來(lái)發(fā)現(xiàn)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由。IP層ad hoc路由選擇協(xié)議基于IP地址。然而，諸如WLAN接入點(diǎn)之類(lèi)的一些設(shè)備基于 IEEE 802. 11媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，并只操作于鏈路層(層2)。此外，因?yàn)閿?shù)據(jù)分組不需要經(jīng)過(guò)IP層(層3)，所以在層2轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)通常比在IP層快。Ad Hoc按需距離矢量(AODV)協(xié)議是一種操作于IP層的ad hoc路由選擇協(xié)議。 該協(xié)議可以支持單播和多播路由發(fā)現(xiàn)。路由是基于按需發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)源想要向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組時(shí)，如果源不具有到目的節(jié)點(diǎn)的路由并需要該路由，則源通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上廣播路由請(qǐng)求消息來(lái)發(fā)現(xiàn)到目的地的路由。該消息包括源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的IP地址以及其他必要信息。目的節(jié)點(diǎn)或具有到目的節(jié)點(diǎn)的有效路由的節(jié)點(diǎn)通過(guò)向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由應(yīng)答來(lái)應(yīng)答此請(qǐng)求。路由請(qǐng)求和路由應(yīng)答消息在用于轉(zhuǎn)發(fā)和反向路徑/路由的中間節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)中建立路由選擇表。如果在給定的路由生命期內(nèi)不使用該路由，則所建立的路由到期。按需路由選擇減少了由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?例如，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)和故障)的失效路由的影響以及保持不用路由的需要。然而，因?yàn)樵垂?jié)點(diǎn)需要在能夠發(fā)送數(shù)據(jù)之前建立路由，所以引入了路由發(fā)現(xiàn)延遲。源節(jié)點(diǎn)還需要在路由發(fā)現(xiàn)期間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖。目的序列距離矢量(DSDV)是針對(duì)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)的先應(yīng)式路由選擇協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)交換路由選擇控制消息，使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的路由選擇表都包括到無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)中的所有目的節(jié)點(diǎn)的信息。由中間節(jié)點(diǎn)沿著路徑基于路由選擇表將數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)。為了保持有效路徑，并且避免由于鏈路/節(jié)點(diǎn)故障和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥儞Q而導(dǎo)致的路由選擇環(huán)路，每個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅周期地傳輸路由更新，而且在重要的新信息可用時(shí)立即廣播該更新。雖然DSDV允許使用層2的MAC地址或?qū)?的IP地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)分組，并且不存在路由發(fā)現(xiàn)延遲，但是因?yàn)楸椴季W(wǎng)絡(luò)的路由選擇消息廣播，這導(dǎo)致了相對(duì)高的路由選擇開(kāi)銷(xiāo)。尤其是在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)較快地移動(dòng)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)容量的大部分用于保持路由選擇信息是當(dāng)前的。此外，由于處理和電池限制或其他原因，一些節(jié)點(diǎn)可能無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)源自其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組。然而，上述協(xié)議假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都同意基于請(qǐng)求向其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)播數(shù)據(jù)分組，并且不考慮非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)中，兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)IEEE 802. 11鏈路互連。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有唯一的IEEE 802. 11媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)地址。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)， 源節(jié)點(diǎn)需要知道從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑/路由。所需要的是基于目的MAC地址來(lái)發(fā)現(xiàn)并建立路徑的路由選擇機(jī)制。本發(fā)明所解決的問(wèn)題是，在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)中源節(jié)點(diǎn)如何基于目的節(jié)點(diǎn)的IEEE 802. IlMAC地址來(lái)發(fā)現(xiàn)并建立到目的節(jié)點(diǎn)的路徑。

發(fā)明內(nèi)容
無(wú)線(xiàn)LAN(WLAN)網(wǎng)格網(wǎng)包括通過(guò)IEEE 802. 11鏈路互連的兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)將參與針對(duì)自動(dòng)拓?fù)鋵W(xué)習(xí)和路徑選擇的路由選擇協(xié)議。本發(fā)明提供了一種用于基于 IEEE 802. 11媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)地址來(lái)發(fā)現(xiàn)路由的機(jī)制。該機(jī)制同時(shí)支持按需路由發(fā)現(xiàn)和先應(yīng)式路由建立。該機(jī)制可以發(fā)現(xiàn)并建立路由以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量(QoS) 需求，并保持這種路由。此外，該機(jī)制支持非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。描述了一種在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中由源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)通過(guò)使用媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立路由來(lái)選擇路由的方法。還描述了節(jié)點(diǎn)用以通過(guò)使用媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址在所述節(jié)點(diǎn)和多播組之間建立路由來(lái)選擇路由以加入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中的多播組的一種方法。在這兩種情況中，可以通過(guò)使用按需路由選擇或先應(yīng)式路由選擇來(lái)建立所建立的路由。盡管在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)方面描述這里所描述的本發(fā)明時(shí)，但是在其中建立路由的網(wǎng)路并不局限于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)，而可以是任何形式的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)。具有代理服務(wù)器的接入點(diǎn)可以加入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)。站點(diǎn)與接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，但站點(diǎn)并非無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)的成員，因此通過(guò)接入點(diǎn)發(fā)生與站點(diǎn)的通信，并且該通信對(duì)于所關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)是透明的。


當(dāng)結(jié)合附圖理解以下細(xì)節(jié)描述時(shí)，可以最好地理解本發(fā)明。附圖包括下面簡(jiǎn)要描述的以下圖示圖1描述了示出以路由請(qǐng)求(RREQ)消息對(duì)網(wǎng)格網(wǎng)的泛洪以及反向路徑建立的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)。圖2描述了示出路由應(yīng)答(RREP)消息的單播和前向路徑建立的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)。圖3A描述了示出用于到RANN消息發(fā)起者的路由的先應(yīng)式建立的路由宣告(RANN) 消息的泛洪的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)。圖:3B描述了示出源節(jié)點(diǎn)發(fā)送無(wú)償RREP消息以建立到源節(jié)點(diǎn)的反向路由的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)。圖4是示出了節(jié)點(diǎn)按需和先應(yīng)式地建立路由，以及根據(jù)本發(fā)明的原理處理路由選擇控制消息的方法的圖示。圖5描述了具有多個(gè)關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格接入點(diǎn)。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格接入點(diǎn)的示意圖。圖7A示出了新節(jié)點(diǎn)以請(qǐng)求其加入多播組的路由請(qǐng)求(RREQ)消息對(duì)網(wǎng)格網(wǎng)的泛/共。圖7B描述了通過(guò)不同多播樹(shù)成員發(fā)送回路由請(qǐng)求(RREQ)消息的發(fā)起者的路由應(yīng)答(RREP)消息。
圖7C示出了傳輸路由激活消息的路由請(qǐng)求(RREQ)消息的發(fā)起者。圖7D示出了已添加到多播組的新節(jié)點(diǎn)。圖8A示出了多播葉節(jié)點(diǎn)如何退出/離開(kāi)多播組。圖8B示出了修剪之后的多播樹(shù)。圖9A示出了具有斷開(kāi)鏈路的多播樹(shù)。圖9B描述了下流節(jié)點(diǎn)嘗試為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路。圖9C示出了下流節(jié)點(diǎn)從有資格的多播樹(shù)成員處接收路由應(yīng)答(RREP)消息。圖9D示出了下流節(jié)點(diǎn)激活新的鏈路。圖9E描述了為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路的新多播樹(shù)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明執(zhí)行層2的路由選擇功能，因此可以基于IEEE 802. 11 MAC地址將分組從源節(jié)點(diǎn)傳輸并轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明同時(shí)支持按需路由選擇和先應(yīng)式路由選擇。此外，一些節(jié)點(diǎn)只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，但由于處理和電池限制或其他原因而不能轉(zhuǎn)發(fā)源自其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以處理這些非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)?？梢詫⒈景l(fā)明的路由選擇機(jī)制用于客戶(hù)端-服務(wù)器應(yīng)用配置/拓?fù)?、?duì)等應(yīng)用配置/拓?fù)?、以及混合?yīng)用配置/拓?fù)??；旌暇W(wǎng)格按需路由選擇與IP層路由選擇協(xié)議AODV相似，都是基于路由請(qǐng)求和路由應(yīng)答消息。對(duì)于層2的混合網(wǎng)絡(luò)按需路由選擇，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)想要向一些目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送分組時(shí)，源節(jié)點(diǎn)檢查其用于路由的路由選擇表。如果存在有效路由，則源節(jié)點(diǎn)將分組轉(zhuǎn)發(fā)給路由選擇表中所指定的針對(duì)此目的節(jié)點(diǎn)的下一跳。如果不存在有效路由，則源節(jié)點(diǎn)通過(guò)廣播路由請(qǐng)求(RREQ)消息發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)。不同于A(yíng)ODV，RREQ消息包括具有序列號(hào)和可選的層3 信息的發(fā)起者IEEE 802. 11 MAC地址(不是IP地址)，以及具有最新知道的目的序列號(hào)和針對(duì)此目的節(jié)點(diǎn)的可選層3信息的目的節(jié)點(diǎn)MAC地址(不是IP地址)。RREQ消息還包括消息ID、路由度量、使用期限(TTL)和路由生命期。在發(fā)起路由請(qǐng)求之前，RREQ消息將使自身序列號(hào)遞增。通過(guò)廣播RREQ消息或諸如以下將要描述的RANN消息之類(lèi)的其他網(wǎng)格路由選擇控制消息，IEEE 802. 11廣播MAC地址可以用作所傳輸?shù)木W(wǎng)格路由選擇控制消息的目的地址。 可選方案是分配用于泛洪網(wǎng)格路由選擇控制消息(網(wǎng)絡(luò)路由選擇控制組地址)的專(zhuān)用IEEE 802. 11多播MAC地址。此地址指定了所有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)接收指向此網(wǎng)格路由選擇控制組地址的消息。非網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可以不接收指向此網(wǎng)格路由選擇控制組地址的消息。參照描述了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)的圖1，節(jié)點(diǎn)105是源節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)110是目的節(jié)點(diǎn)。所有的其他節(jié)點(diǎn)115是潛在的/可能的中間節(jié)點(diǎn)，它們是可以通過(guò)其在源節(jié)點(diǎn)105和目的節(jié)點(diǎn)110之間傳遞消息/分組/數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)?；谒x的路由/路徑，確定用于從源節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)傳輸內(nèi)容的特定單元的中間節(jié)點(diǎn)115的集合。源節(jié)點(diǎn)105和目的節(jié)點(diǎn)110帶紋理或陰影，以便將它們與潛在的/可能的中間節(jié)點(diǎn)115區(qū)分開(kāi)。應(yīng)注意的是，在另一個(gè)實(shí)例中， 現(xiàn)在(圖1)作為源和目的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)可以是此實(shí)例中的中間節(jié)點(diǎn)，而其他節(jié)點(diǎn)變成源和目的節(jié)點(diǎn)。在圖1中，源節(jié)點(diǎn)105使用路由請(qǐng)求(RREQ)消息來(lái)泛洪無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)?；谠撀酚烧?qǐng)求消息建立反向路徑。節(jié)點(diǎn)一旦接收到RREQ消息，則檢查發(fā)起者地址和消息ED，以察看以前是否曾見(jiàn)過(guò)這個(gè)RREQ消息。如果這是第一 RREQ消息，則節(jié)點(diǎn)通過(guò)增加從其接收RREQ消息的節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)本身之間的鏈路成本來(lái)更新度量域，然后在它的路由選擇表中建立到該發(fā)起者的反向路由。如果該節(jié)點(diǎn)是目的節(jié)點(diǎn)，或者如果節(jié)點(diǎn)具有到目的地的未到期的有效路由，并且該目的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)至少如RREQ消息中所表示的一樣大，則該節(jié)點(diǎn)通過(guò)將路由應(yīng)答(RREP)消息單播回發(fā)起者來(lái)進(jìn)行響應(yīng)。否則，該節(jié)點(diǎn)以新的度量傳播RREQ消息。如果這不是第一 RREQ消息，則該節(jié)點(diǎn)通過(guò)增加從其接收RREQ消息的節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)之間的鏈路成本來(lái)更新到發(fā)起者的度量域。如果新度量小于在節(jié)點(diǎn)的路由選擇表中所記錄的度量，則該節(jié)點(diǎn)更新反向路由。否則，則丟棄該RREQ消息。如果該節(jié)點(diǎn)滿(mǎn)足上述要求，則使用RREP消息來(lái)應(yīng)答發(fā)起者。否則該節(jié)點(diǎn)以新的反向路由度量來(lái)傳播RREQ消息。將反向路徑/路由用于將 RREP消息發(fā)送回RREQ消息的發(fā)起者以建立前向路徑，此外還用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的雙向通信。通過(guò)單播將RREP消息發(fā)送回RREQ消息的發(fā)起者，以建立前向路徑。該RREP消息包括發(fā)起者M(jìn)AC地址、目的MAC地址以及可選的目的層3信息、目的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)、度量、使用期限以及路由生命期。如果目的節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，則使用其當(dāng)前序列號(hào)的最大值以及RREQ消息中的目的地序列號(hào)。度量的初始值為零。目的節(jié)點(diǎn)也設(shè)置了路由的生命期。如果中間節(jié)點(diǎn)響應(yīng)，則使用其對(duì)目的序列號(hào)和度量的記錄，以及基于路由表?xiàng)l目所計(jì)算的路由生命期。參照描述了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)的圖2，節(jié)點(diǎn)205是源節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)210是目的節(jié)點(diǎn)。確定了針對(duì)特定源節(jié)點(diǎn)205和目的節(jié)點(diǎn)210的中間節(jié)點(diǎn)220的集合。對(duì)于源節(jié)點(diǎn)205和目的節(jié)點(diǎn)210之間的路由/路徑，中間節(jié)點(diǎn)215不再是中間節(jié)點(diǎn)。通過(guò)從目的節(jié)點(diǎn)210到源節(jié)點(diǎn)205的單播RREP消息建立了前向路徑。RREP消息通過(guò)在路由請(qǐng)求廣播期間所建立的反向路由進(jìn)行單播。當(dāng)中間節(jié)點(diǎn)接收到RREP消息時(shí)，中間節(jié)點(diǎn)通過(guò)增加從中接收RREP消息的節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)本身之間的鏈路成本來(lái)更新度量。中間節(jié)點(diǎn)在其路由選擇表中建立前向路徑，并將RREP消息轉(zhuǎn)發(fā)給RREQ 消息的發(fā)起者。如果節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)以上的RREP消息，則轉(zhuǎn)發(fā)第一 RREP消息。僅在新的 RREP消息包括更大的目的序列號(hào)或具有更好度量的相同目的號(hào)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)才更新路由選擇表并轉(zhuǎn)發(fā)新的RREP消息。否則，則丟棄新的RREP消息。圖1和圖2示出了 RREQ消息泛洪網(wǎng)格網(wǎng)，以及通過(guò)單播RREP消息建立前向路徑。發(fā)起者可以在接收到第一 RREP消息時(shí)立即開(kāi)始數(shù)據(jù)/分組傳輸，并且如果發(fā)現(xiàn)更好的路由，則可以稍后更新它的路由選擇信息。節(jié)點(diǎn)可以具有多個(gè)IEEE 802. 11無(wú)線(xiàn)接口。節(jié)點(diǎn)具有唯一的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符，即節(jié)點(diǎn)的IEEE 802.11 MAC地址，并且每個(gè)接口還具有其自身的IEEE 802.11 MAC地址。將節(jié)點(diǎn)的MAC地址用于RREQ和RREP消息以及下面所要描述的其他路由選擇控制消息。當(dāng)多接口節(jié)點(diǎn)廣播EQ消息時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)所有接口廣播該RREQ消息。當(dāng)多接口節(jié)點(diǎn)通過(guò)單播 RREP消息來(lái)響應(yīng)RREQ消息時(shí)，該節(jié)點(diǎn)向通過(guò)其接收相應(yīng)RREQ消息的接口發(fā)送RREP消息。路由選擇表包括針對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的條目。每個(gè)條目都包括目的MAC地址和它的可選層3信息(所支持的層3協(xié)議和地址，例如目的節(jié)點(diǎn)的IP地址)、目的序列號(hào)、下一跳MAC地址、到達(dá)下一跳的接口、上流節(jié)點(diǎn)列表和使用此路由的接口、狀態(tài)和路由選擇標(biāo)記(例如， 有效、無(wú)效)、到目的地的度量、以及路由生命期。每次使用路由時(shí)，更新該路由的生命期。 如果在路由生命期內(nèi)沒(méi)有使用該路由，則該路由變成無(wú)效。在無(wú)效路由的刪除定時(shí)器到期時(shí)，將刪除該無(wú)效路由。發(fā)起者可以在接收到第一 RREP消息時(shí)立即開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸，并且如果發(fā)現(xiàn)更好的路由，則可以稍后對(duì)路由選擇信息進(jìn)行更新。當(dāng)中間節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)分組時(shí)， 該中間節(jié)點(diǎn)基于目的MAC地址來(lái)檢查路由選擇表。如果存在針對(duì)此目的地的有效條目，則中間節(jié)點(diǎn)將該分組轉(zhuǎn)發(fā)到此路由選擇條目中所指定的下一跳。在到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之前，這個(gè)過(guò)程將繼續(xù)。在按需路由選擇中，只保持當(dāng)前所使用的路由。這降低了路由選擇開(kāi)銷(xiāo)。然而，因?yàn)樵垂?jié)點(diǎn)必須在可以發(fā)送數(shù)據(jù)之前建立路由，這導(dǎo)致了額外的延遲。源節(jié)點(diǎn)還需要在路由發(fā)現(xiàn)期間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖。為了減少路由發(fā)現(xiàn)延遲，可以使用先應(yīng)式路由選擇。此外，在許多節(jié)點(diǎn)與特定節(jié)點(diǎn)通信的情況下，如果這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)都單獨(dú)發(fā)現(xiàn)到這個(gè)特定節(jié)點(diǎn)的路由，則需要顯著的控制業(yè)務(wù)量。例如，網(wǎng)格網(wǎng)中的許多節(jié)點(diǎn)通過(guò)將該網(wǎng)格網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)入口節(jié)點(diǎn)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)。希望的是，入口節(jié)點(diǎn)先應(yīng)式地宣告在網(wǎng)格網(wǎng)中到它的路由。本發(fā)明將按需路由發(fā)現(xiàn)和先應(yīng)式路由宣告結(jié)合。節(jié)點(diǎn)可以由網(wǎng)絡(luò)管理員顯性配置，或根據(jù)特定策略隱性確定在網(wǎng)格網(wǎng)中執(zhí)行先應(yīng)式路由選擇。例如， 一項(xiàng)策略是所有網(wǎng)格入口節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該執(zhí)行先應(yīng)式路由宣告。參照?qǐng)D3A，節(jié)點(diǎn)310通過(guò)周期性地廣播未被請(qǐng)求的路由宣告(RANN)消息來(lái)宣告其自身，從而網(wǎng)格網(wǎng)中的其他節(jié)點(diǎn)315可以獲悉到RANN消息發(fā)起者310的路由。換言之，發(fā)起RANN消息的節(jié)點(diǎn)使用未被請(qǐng)求的RANN 消息來(lái)泛洪無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)，以便先應(yīng)式地建立到其自身的路由。當(dāng)多接口節(jié)點(diǎn)廣播RANN 消息時(shí)，該多接口節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)其所有接口來(lái)廣播該RANN消息。RANN消息包括具有目的序列號(hào)和可選的層3信息的發(fā)起者節(jié)點(diǎn)的IEEE 802.11 MAC地址(不是IP地址)。RANN消息還包括路由度量、使用期限以及路由生命期。注意，不同于RREQ消息的是，RANN消息中的目的地址是RANN消息發(fā)起者的MAC地址，因?yàn)樵揜ANN消息用于先應(yīng)式地在網(wǎng)格網(wǎng)中建立到RANN消息發(fā)起者的路由。當(dāng)節(jié)點(diǎn)315接收到RANN消息時(shí)，該節(jié)點(diǎn)通過(guò)增加從其接收RANN消息的節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)本身之間的鏈路成本來(lái)更新到RANN消息的發(fā)起者的度量域。如果該節(jié)點(diǎn)在其路由選擇表中不具有到此目的節(jié)點(diǎn)(即，RANN消息發(fā)起者310)的有效路由，則該節(jié)點(diǎn)在其路由選擇表中創(chuàng)建到此目的節(jié)點(diǎn)的路由。該節(jié)點(diǎn)以新度量通過(guò)其接口中的一個(gè)或多個(gè)向相鄰節(jié)點(diǎn)廣播RANN消息。當(dāng)該節(jié)點(diǎn)具有到此目的地的有效路由時(shí)，僅在RANN消息包括較大的目的序列號(hào)或具有更好的度量的相同目的序列號(hào)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)才更新其路由選擇表，并以新度量向相鄰節(jié)點(diǎn)廣播RANN消息。否則，則丟棄該RANN消息。按照這種方式，在網(wǎng)格網(wǎng)中建立到 RANN消息發(fā)起者的路由。參照?qǐng)D;3B，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)305想要向目的節(jié)點(diǎn)310發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可能已經(jīng)從目的節(jié)點(diǎn)的路由宣告中獲得到此目的節(jié)點(diǎn)310的前向路徑。在這個(gè)實(shí)例中，該節(jié)點(diǎn)可以立即傳輸分組。然而，不存在從目的節(jié)點(diǎn)310到源節(jié)點(diǎn)305的反向路由也是可能的。如果需要雙向通信，則源節(jié)點(diǎn)305可以通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)320沿著由目的節(jié)點(diǎn)310的RANN消息所建立的前向路徑，向節(jié)點(diǎn)310單播地發(fā)送無(wú)償RREP消息。該RREP消息建立了到源節(jié)點(diǎn)305的反向路由。一些節(jié)點(diǎn)想要只作為源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)而加入無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)，即不轉(zhuǎn)發(fā)源自其他節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)。節(jié)點(diǎn)可以由管理員配置為非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，或基于特定策略被確定為非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。例如，一個(gè)這樣的政策是，如果節(jié)點(diǎn)的電池能量低于閾值，則該節(jié)點(diǎn)將變成非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在其想要傳輸分組時(shí)發(fā)送RREQ消息。只有當(dāng)該非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是接收到的RREQ消息中的目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，才應(yīng)答路由請(qǐng)求消息。如果該非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)不是接收到的RREQ 消息中的目的節(jié)點(diǎn)，不應(yīng)答路由請(qǐng)求消息。非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)接收RANN消息，以獲悉到RANN消息的發(fā)起者的路由。非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)發(fā)送RANN消息，使得可以先應(yīng)式地建立指向該非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的路由。然而，非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不向相鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)任何路由選擇控制消息，包括RREQ、RREP和 RANN消息。通過(guò)這樣做，不存在將非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)作為中間節(jié)點(diǎn)的路由。如果鏈路斷開(kāi)，則向活躍路徑的受影響的源節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由錯(cuò)誤(RERR)消息。斷開(kāi)鏈路的上流節(jié)點(diǎn)，即靠近源的節(jié)點(diǎn)，發(fā)起RERR消息。在發(fā)送RERR消息之前，該節(jié)點(diǎn)還將損壞路由標(biāo)記為無(wú)效，將損壞路由的度量設(shè)為無(wú)限大，并由于路由選擇表中此鏈路故障而使不可到達(dá)的目的地的目的序列號(hào)遞增。RERR消息包括由于此鏈路故障的所有不可到達(dá)的目的地、以及它們遞增后的序列號(hào)的列表。該節(jié)點(diǎn)向其一個(gè)或多個(gè)上流相鄰節(jié)點(diǎn)廣播該RERR 消息。對(duì)于多接口節(jié)點(diǎn)，通過(guò)具有使用此故障鏈路的路由的接口來(lái)發(fā)送RERR消息。當(dāng)相鄰節(jié)點(diǎn)從其下流節(jié)點(diǎn)接收到RERR消息時(shí)，相鄰節(jié)點(diǎn)檢查是否具有使用下流相鄰節(jié)點(diǎn)至所列出目的地的路由。如果有，則將這些路由標(biāo)記為無(wú)效，并將這些路由的度量設(shè)為無(wú)限大。然后將RERR消息傳播給上流節(jié)點(diǎn)。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)接收到RERR消息時(shí)，源節(jié)點(diǎn)重新發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)。 如果節(jié)點(diǎn)接收到具有目的MAC地址的數(shù)據(jù)分組時(shí)(該MAC地址不具有活躍/有效路由)，則該節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建針對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的RERR消息，并將此RERR消息發(fā)送到上流相鄰節(jié)點(diǎn)。本地連接性管理由節(jié)點(diǎn)周期性地向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送信標(biāo)(HELLO消息)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從相鄰節(jié)點(diǎn)接收到信標(biāo)的節(jié)點(diǎn)在其路由選擇表中更新與該相鄰節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的路由生命期。如果節(jié)點(diǎn)不能從相鄰節(jié)點(diǎn)接收針對(duì)給定的Hello_life的信標(biāo)，則到該相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路斷開(kāi)，然后在路由選擇表中更新針對(duì)此相鄰節(jié)點(diǎn)的路由選擇信息。圖4是示出了節(jié)點(diǎn)按需地和先應(yīng)式地建立路由、以及根據(jù)本發(fā)明的原理處理路由選擇控制消息的方法。在步驟402中，節(jié)點(diǎn)確定是否需要先應(yīng)式路由發(fā)現(xiàn)。此信息可以由網(wǎng)絡(luò)管理者顯性配置，或者通過(guò)如上所述的策略隱性獲得。如果需要先應(yīng)式路由發(fā)現(xiàn)，則在步驟404中周期性地發(fā)送RANN消息。如果不需要先應(yīng)式路由，則節(jié)點(diǎn)返回空閑狀態(tài)。在步驟 410中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)從上層應(yīng)用中接收到新的數(shù)據(jù)分組時(shí)，該節(jié)點(diǎn)檢查是否具有到目的節(jié)點(diǎn)的前向路徑/路由(步驟412)。如果沒(méi)有，則該節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送RREQ消息來(lái)發(fā)起按需路由發(fā)現(xiàn) (步驟414)。該節(jié)點(diǎn)等待相應(yīng)的RREP消息。一旦接收到RREP消息(步驟416)，則建立前向路由(步驟422)，并開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)(步驟428)。如果RREQ消息丟失，則可以允許源節(jié)點(diǎn)重傳該RREQ消息設(shè)定次數(shù)(步驟418)。如果在RREQ消息的最大重傳次數(shù)之后仍然沒(méi)有接收到RREP消息，則通過(guò)錯(cuò)誤消息通知應(yīng)用該目的節(jié)點(diǎn)不可到達(dá)(步驟420)。如果源節(jié)點(diǎn)具有前向路由，則源節(jié)點(diǎn)檢查是否具有用于雙向通信的反向路由(步驟424)。如果前向路由是通過(guò)目的節(jié)點(diǎn)的RANN廣告所建立的，則可能不存在反向路由。在反向路由可用的單向通信或雙向通信的情況下，源節(jié)點(diǎn)在步驟428中立即傳輸數(shù)據(jù)。在不具有反向路由的雙向通信的情況下，源節(jié)點(diǎn)發(fā)送無(wú)償RREP消息(步驟426)，以建立反向路由。一旦發(fā)送了無(wú)償 RREP消息，源節(jié)點(diǎn)則可以傳輸數(shù)據(jù)(步驟428)。在步驟440中，當(dāng)網(wǎng)格網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)接收到RANN消息，則設(shè)置/建立/恢復(fù)到RANN 消息的發(fā)起者的路由(步驟424)。如果該節(jié)點(diǎn)為非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)(步驟444)，則不轉(zhuǎn)發(fā)RANN 消息(步驟448)。如果該節(jié)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，則轉(zhuǎn)發(fā)RAISIN消息(步驟446)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在步驟450中接收到RREQ消息時(shí)，設(shè)置/建立/恢復(fù)反向路由(步驟452)。節(jié)點(diǎn)確定其是否為非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)(步驟454)。只有在該節(jié)點(diǎn)是RREQ消息中所指定的目的節(jié)點(diǎn)時(shí)(步驟460)， 非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)才通過(guò)將RREP消息單播發(fā)送回RREQ消息的發(fā)起者來(lái)應(yīng)答此RREQ消息(步驟 462)。如果該節(jié)點(diǎn)并非目的節(jié)點(diǎn)，則非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)不轉(zhuǎn)發(fā)RREQ消息(步驟464)，而是丟棄 RREQ消息。對(duì)于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，如果該節(jié)點(diǎn)是目的節(jié)點(diǎn)或者如果該節(jié)點(diǎn)具有到目的節(jié)點(diǎn)的有效路由(步驟456)，則該節(jié)點(diǎn)通過(guò)將路由應(yīng)答(RREP)消息單播回RREQ消息的發(fā)起者來(lái)進(jìn)行響應(yīng)(步驟462)。否則傳播RREQ消息(步驟458)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在步驟470中接收到RREP消息，則設(shè)置/創(chuàng)建/恢復(fù)該路由(步驟47 。如果該節(jié)點(diǎn)是非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)或者該節(jié)點(diǎn)是此RREP 消息的目的節(jié)點(diǎn)(步驟474)，則該節(jié)點(diǎn)不轉(zhuǎn)發(fā)RREP消息(步驟478)。否則，則轉(zhuǎn)發(fā)該RREP 消息(步驟476)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到鏈路故障或者當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到RERR消息時(shí)(步驟480)，該節(jié)點(diǎn)去激活已損壞的路由(步驟482)。如果該節(jié)點(diǎn)是源節(jié)點(diǎn)(步驟484)，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)/ 獲悉新的路由(步驟490)。否則，如果該節(jié)點(diǎn)不是非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)(步驟486)，則轉(zhuǎn)發(fā)RERR消息(步驟488)。如果該節(jié)點(diǎn)是非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，則該節(jié)點(diǎn)不轉(zhuǎn)發(fā)RERR消息(步驟492)。多個(gè)站點(diǎn)可以與WLAN中的接入點(diǎn)(AP)相關(guān)聯(lián)。參照?qǐng)D5，節(jié)點(diǎn)505是加入網(wǎng)格網(wǎng) WAP。然而，站點(diǎn)510不是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)525的一部分。站點(diǎn)510形成具有接入點(diǎn)505 的基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)。網(wǎng)格AP 505作為這些站點(diǎn)510的代理服務(wù)器，以及路由選擇對(duì)于非網(wǎng)格站點(diǎn)510是透明的。當(dāng)網(wǎng)格AP 505轉(zhuǎn)發(fā)源自關(guān)聯(lián)站點(diǎn)510的數(shù)據(jù)分組時(shí)，發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由。網(wǎng)格AP 505還通過(guò)向RREQ消息發(fā)起者單播RREQ消息，來(lái)響應(yīng)相關(guān)站點(diǎn)的RREQ消息。網(wǎng)格AP 505通過(guò)廣播RANN消息，宣告到關(guān)聯(lián)站點(diǎn)510的路由?？梢允褂脝蝹€(gè)RANN消息來(lái)宣告具有單獨(dú)序列號(hào)的多個(gè)目的地址、可選層3信息、使用期限(TTL)、 度量和路由生命期。每個(gè)目的地址與一站點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。圖6是示出了具有代理服務(wù)器600的網(wǎng)格接入點(diǎn)(圖5中的節(jié)點(diǎn)/AP505)的細(xì)節(jié)的方框圖。具有代理服務(wù)器600的網(wǎng)格AP具有兩個(gè)邏輯接口。一個(gè)是與關(guān)聯(lián)站點(diǎn)通信的站點(diǎn)發(fā)送/接收(TX/RX)接口模塊645，另一個(gè)是與網(wǎng)格網(wǎng)通信的網(wǎng)格網(wǎng)發(fā)送/接收(TX/ RX)接口模塊655。這兩個(gè)邏輯接口可以使用兩個(gè)操作于不同信道的物理IEEE 802. 11無(wú)線(xiàn)接口(每個(gè)物理接口與一個(gè)邏輯接口相對(duì)應(yīng))或使用單個(gè)IEEE 802. 11無(wú)線(xiàn)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。 站點(diǎn)關(guān)聯(lián)控制模塊650執(zhí)行站點(diǎn)關(guān)聯(lián)控制。網(wǎng)格路由選擇模塊605負(fù)責(zé)在網(wǎng)格網(wǎng)中路由數(shù)據(jù)。網(wǎng)格路由選擇模塊605包括網(wǎng)格路由發(fā)現(xiàn)單元610，用于發(fā)送路由請(qǐng)求以便發(fā)現(xiàn)到無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)格網(wǎng)中的目的節(jié)點(diǎn)的路由(執(zhí)行按需路由選擇)。網(wǎng)格路由選擇模塊605還包括網(wǎng)絡(luò)路由宣告單元615，用于在網(wǎng)格網(wǎng)中發(fā)送RANN消息(執(zhí)行先應(yīng)式路由選擇)。路由選擇消息處理單元620對(duì)所接收到的路由選擇控制消息進(jìn)行處理，并應(yīng)答/轉(zhuǎn)發(fā)路由控制消息。 如果檢測(cè)到鏈路斷開(kāi)，則路由保持單元625保持路由，并產(chǎn)生路由錯(cuò)誤消息。網(wǎng)格路由選擇模塊605還將路由選擇表630保持在其高速緩存中。數(shù)據(jù)處理單元635基于該路由選擇表來(lái)發(fā)送/接收/轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。網(wǎng)格路由選擇模塊605通過(guò)網(wǎng)格網(wǎng)TX/RX接口模塊655 與網(wǎng)格網(wǎng)相接口。站點(diǎn)代理服務(wù)器640橋接關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和網(wǎng)格網(wǎng)。站點(diǎn)代理服務(wù)器640將關(guān)聯(lián)站點(diǎn)信息從關(guān)聯(lián)控制模塊650傳遞到路由選擇模塊605。站點(diǎn)代理服務(wù)器640與路由選擇模塊605相互作用以便針對(duì)關(guān)聯(lián)站點(diǎn)執(zhí)行路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能(例如在站點(diǎn)代理服務(wù)器640轉(zhuǎn)發(fā)源自關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組時(shí)發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由，響應(yīng)關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的RREQ消息，以及通過(guò)在網(wǎng)格網(wǎng)中發(fā)起RANN消息來(lái)宣告到關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的路由)。本發(fā)明支持多播和單播路由選擇。由節(jié)點(diǎn)保持單獨(dú)的多播路由選擇表。與上述單播按需路由發(fā)現(xiàn)相似的是，多播按需發(fā)現(xiàn)基于路由請(qǐng)求和路由應(yīng)答消息，這也與IP層路由選擇協(xié)議AODV相似。節(jié)點(diǎn)能夠隨時(shí)動(dòng)態(tài)地加入或離開(kāi)多播組。每個(gè)多播組都具有多播組引導(dǎo)者(leader)。組引導(dǎo)者保持多播組序列號(hào)。在檢測(cè)到多播組引導(dǎo)者故障的情況下，創(chuàng)建新的組引導(dǎo)者，從而不存在故障的中心點(diǎn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)想要加入多播組時(shí)，節(jié)點(diǎn)向所有網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)廣播RREQ消息。該RREQ消息包括發(fā)起者的MAC地址、當(dāng)前序列號(hào)、可選層3信息(支持層3協(xié)議和地址，例如IP地址)、 目的MAC地址(即，待加入的多播組地址)、組的最新獲知的序列號(hào)、消息ID、度量、使用期限參數(shù)和加入標(biāo)記。多播樹(shù)的任何成員都可以響應(yīng)RREQ消息，但只有多播樹(shù)的成員可以進(jìn)行響應(yīng)。非成員節(jié)點(diǎn)(非多播樹(shù)的成員)不響應(yīng)RREQ消息，但是創(chuàng)建到發(fā)起者的路由/路徑。然后，非成員節(jié)點(diǎn)向相鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ消息。下面將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。發(fā)起者等待發(fā)現(xiàn)時(shí)間段的期限，以便接收應(yīng)答或進(jìn)行應(yīng)答。如果沒(méi)有應(yīng)答，則發(fā)起者重傳/重新廣播消息ID增加1的RREQ消息。在接收到應(yīng)答或已經(jīng)超過(guò)重試限制之前，發(fā)起者繼續(xù)這種方式。如果在最大重試次數(shù)之后沒(méi)有接收到應(yīng)答，則發(fā)起者可以變成新的多播組的多播組引導(dǎo)者。當(dāng)節(jié)點(diǎn)從另一個(gè)節(jié)點(diǎn)(不是該組中的)接收到加入多播組的請(qǐng)求時(shí)，該節(jié)點(diǎn)更新度量域并將發(fā)起者的不活躍條目添加到其多播路由選擇表中。多播路由選擇表中的每個(gè)條目都具有指示鏈路活躍或不活躍的標(biāo)記。對(duì)于多播組，將不通過(guò)不活躍鏈路轉(zhuǎn)發(fā)/傳輸數(shù)據(jù)/分組。該節(jié)點(diǎn)還按照單播路由建立規(guī)則，在單播路由選擇表中創(chuàng)建到發(fā)起者的反向路由/路徑條目。多播樹(shù)包括作為多播組的成員的節(jié)點(diǎn)，以及針對(duì)多播組的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)是作為多播樹(shù)成員的節(jié)點(diǎn)，但并非多播組的成員。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)對(duì)于所接收到的數(shù)據(jù)/分組/內(nèi)容起到了“通道”或“管道”的作用。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)不使用其所接收到的數(shù)據(jù)/分組/內(nèi)容，并且對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)/分組/內(nèi)容不感興趣。如果多播樹(shù)所記錄的序列號(hào)至少與RREQ消息中所攜帶的一樣大，則多播樹(shù)的任何成員都可以應(yīng)答加入多播組的RREQ消息。多播組引導(dǎo)者總是響應(yīng)加入該多播組的RREQ消息。響應(yīng)加入多播組的RREQ消息的節(jié)點(diǎn)按照單播路由建立規(guī)則，在其路由選擇表中建立了到發(fā)起者的單播反向路由。響應(yīng)節(jié)點(diǎn)還在多播路由選擇表中建立針對(duì)發(fā)起者的路由。將該路由標(biāo)記為不活躍的。然后，響應(yīng)節(jié)點(diǎn)將RREP消息單播回RREQ消息的發(fā)起者。當(dāng)沿反向路徑的節(jié)點(diǎn)接收到RREP消息時(shí)，該節(jié)點(diǎn)更新度量，并在其多播路由選擇表中建立前向路徑/路由。將在多播路由選擇表中所建立的路徑/路由標(biāo)記為不活躍的。然后該節(jié)點(diǎn)將RREP消息轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳。多播樹(shù)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有多播路由選擇表。多播路由選擇表具有針對(duì)每個(gè)多播組的條目。多播路由選擇表的條目包括多播組MAC地址、下一跳MAC地址、到下一跳的接口、 多播組序列號(hào)、到多播組引導(dǎo)者的度量、標(biāo)記(活躍/不活躍以及路由標(biāo)記)以及路由生命期參數(shù)。每次使用/經(jīng)過(guò)路由/路徑時(shí)，更新路由生命期參數(shù)。如果在指定路由生命期內(nèi)未使用該路由/路徑，則該路由/路徑變成無(wú)效。加入多播組的RREQ消息的發(fā)起者可以從多播樹(shù)的不同成員接收多個(gè)RREP消息。 每個(gè)應(yīng)答都表示到該多播組的潛在路由/路徑。發(fā)起者追蹤所接收到的應(yīng)答，并等待路由發(fā)現(xiàn)周期/間隔的到期。然后，發(fā)起者選擇具有最大多播組序列號(hào)以及具有到該多播組的最佳度量的路由。通過(guò)單播具有設(shè)置為加入下一跳的加入標(biāo)記來(lái)多播激活(MACT)消息，發(fā)起者激活在路由發(fā)現(xiàn)周期/間隔到期時(shí)所選擇的路由/路徑。針對(duì)多播路由選擇表中的所選路由/路徑，發(fā)起者將活躍/不活躍標(biāo)記設(shè)置為活躍的。因?yàn)檠刂窂降拿恳惶冀邮盏組ACT消息，所以該節(jié)點(diǎn)激活其多播路由選擇表中的路由，以及如果該節(jié)點(diǎn)不是RREP消息的發(fā)起者，則將MACT消息轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳。在RREP消息的發(fā)起者接收到MACT消息之前，繼續(xù)此過(guò)程。應(yīng)注意的是，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)是兩個(gè)多播組/樹(shù)的成員。圖7A-7D示出了新節(jié)點(diǎn)“N”如何加入多播組。暗陰影節(jié)點(diǎn)是多播組的成員和多播樹(shù)的成員。白色節(jié)點(diǎn)是并非多播樹(shù)或多播組的成員的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)“N”是想要加入多播組的新節(jié)點(diǎn)。以“F”作為標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)是前向節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)在，參照?qǐng)D7A，節(jié)點(diǎn)“N”是想要加入多播組的新節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)“N”在嘗試加入多播組時(shí)使用RREQ消息來(lái)泛洪網(wǎng)格網(wǎng)。在RREQ消息到達(dá)作為多播樹(shù)的成員的節(jié)點(diǎn)之前，通過(guò)并非多播樹(shù)的成員的節(jié)點(diǎn)來(lái)傳輸該RREQ消息。圖7B描述了返回希望加入多播組的新節(jié)點(diǎn)的RREP消息。由不同多播樹(shù)成員沿反向路徑將該RREP 消息發(fā)送回RREQ消息的發(fā)起者。圖7C示出了傳輸路由激活消息(MACT)的RREQ消息的發(fā)起者。RREQ消息的發(fā)起者單播具有設(shè)置以激活到多播組的路由/路徑的加入標(biāo)記的MACT 消息。圖7D示出了已添加到多播組的新節(jié)點(diǎn)。已經(jīng)將并非多播組或多播樹(shù)成員的節(jié)點(diǎn)添加為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，因而該節(jié)點(diǎn)變成多播樹(shù)的成員。如果作為多播組成員的節(jié)點(diǎn)想要退出/離開(kāi)該組，則該節(jié)點(diǎn)使用設(shè)置為修剪的修剪標(biāo)記來(lái)向下一跳單播MACT消息，并刪除其多播路由選擇表中到多播組的條目。一旦沿路徑的下一節(jié)點(diǎn)接收到具有設(shè)置成修剪的修剪標(biāo)記的MACT消息，則該節(jié)點(diǎn)刪除針對(duì)向其傳輸MACT消息的節(jié)點(diǎn)的路由選擇信息。如果接收具有設(shè)置成修剪的修剪標(biāo)記的MACT消息的節(jié)點(diǎn)不是多播組的成員，并且該節(jié)點(diǎn)在刪除掉希望放棄其在多播組中的成員資格的節(jié)點(diǎn)的情況下變成葉節(jié)點(diǎn)，然后將其自身從多播樹(shù)剪除。葉節(jié)點(diǎn)通過(guò)向其下一跳單播具有設(shè)置成修剪的修剪標(biāo)記的MACT消息，將其自身從多播樹(shù)中修剪掉。如果接收到具有設(shè)置成修剪的修剪標(biāo)記的MACT消息的節(jié)點(diǎn)是多播組的成員或者不是葉節(jié)點(diǎn)，則該節(jié)點(diǎn)不能修剪其本身。圖8A到圖8B示出了節(jié)點(diǎn)“A”如何放棄其在多播樹(shù)和組中的成員資格。暗陰影節(jié)點(diǎn)是多播組的成員以及多播樹(shù)的成員。白色節(jié)點(diǎn)是并非多播樹(shù)或多播組成員的節(jié)點(diǎn)。以 “F”作標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。圖8A示出了多播葉節(jié)點(diǎn)如果退出/離開(kāi)多播組。節(jié)點(diǎn)“A” 單播具有設(shè)置成修剪的修剪標(biāo)記的MACT消息，以便放棄其在多播組和樹(shù)中的成員資格。圖 8B示出了修剪后的多播樹(shù)。在節(jié)點(diǎn)“A”從多播組和樹(shù)中放棄其成員資格后，留下作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)“B”作為葉節(jié)點(diǎn)，從而該節(jié)點(diǎn)將其本身從多播樹(shù)修修剪掉。每個(gè)Hellojiiterval，多播樹(shù)上的節(jié)點(diǎn)都必須接收來(lái)自每個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的傳輸。傳輸包括多播數(shù)據(jù)分組、RREQ消息、Hello消息、信標(biāo)消息或組問(wèn)候(GRPH)消息。由組引導(dǎo)者沿多播樹(shù)周期性地發(fā)送GRPH消息。如果節(jié)點(diǎn)在Hell0Jlife內(nèi)未能接收到來(lái)自多播樹(shù)上的相鄰節(jié)點(diǎn)的任何傳輸，則到此相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路是斷開(kāi)的。當(dāng)鏈路斷開(kāi)時(shí)，斷開(kāi)的節(jié)點(diǎn)下流 (即，距離多播組管理者較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn))嘗試修復(fù)該鏈路。實(shí)際上，這是為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路并產(chǎn)生回到多播樹(shù)的可選路徑的嘗試。負(fù)責(zé)嘗試修復(fù)斷開(kāi)的鏈路或通過(guò)發(fā)現(xiàn)可選路由來(lái)為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路的下流節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入多播組的RREQ消息，該RREQ消息包括指示了發(fā)送節(jié)點(diǎn)與組引導(dǎo)者的度量的擴(kuò)展字段。響應(yīng)RREQ消息的節(jié)點(diǎn)必須是具有足夠新鮮的序列號(hào)(這里的序列號(hào)至少與RREQ消息中所攜帶的多播組序列號(hào)一樣大)的多播樹(shù)的成員， 并且到多播組管理者的度量必須好于RREQ消息中所指示的度量。在路由發(fā)現(xiàn)周期/間隔
12到期時(shí)，發(fā)起嘗試為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路的RREQ消息的節(jié)點(diǎn)選擇路由/路徑，并單播具有設(shè)置為加入下一跳的加入標(biāo)記的MACT消息，以便激活最新發(fā)現(xiàn)的路由。如果不能通過(guò)任何分支再次加入該樹(shù)來(lái)修復(fù)多播樹(shù)，那么負(fù)責(zé)為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路的下流節(jié)點(diǎn)變成新的多播樹(shù)的新的多播組引導(dǎo)者。圖9A-9E示出了為斷開(kāi)的多播樹(shù)鏈路設(shè)置旁路。圖9A示出了具有斷開(kāi)的鏈路的多播樹(shù)。在這個(gè)實(shí)例中，節(jié)點(diǎn)“A”和節(jié)點(diǎn)“B”之間的鏈路斷開(kāi)。圖9B描述了下流節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)“A”)嘗試通過(guò)發(fā)送請(qǐng)求加入多播組的RREQ消息來(lái)為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置旁路。圖9C示出了下流節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)“A”)從有資格的多播樹(shù)成員處接收RREP消息。圖9D示出了下流節(jié)點(diǎn) (節(jié)點(diǎn)“A”)使用具有設(shè)置成加入的加入標(biāo)記的MACT消息來(lái)激活新的鏈路。圖9E描述了為斷開(kāi)的鏈路設(shè)置了旁路的已修復(fù)的多播樹(shù)。需要注意的是，斷開(kāi)的鏈路實(shí)際上并不是修復(fù)的，而是通過(guò)使用可用的路由發(fā)現(xiàn)機(jī)制來(lái)為其設(shè)置了旁路。與單播相似，為了減少路由發(fā)現(xiàn)延遲，本發(fā)明支持先應(yīng)式路由選擇。本發(fā)明將按需路由發(fā)現(xiàn)和先應(yīng)式路由宣告結(jié)合。對(duì)于多播，如果該節(jié)點(diǎn)是多播組引導(dǎo)者，則該節(jié)點(diǎn)可以由網(wǎng)絡(luò)管理員顯性配置，或根據(jù)特定策略隱性確定，以便在網(wǎng)格網(wǎng)中執(zhí)行先應(yīng)式路由選擇。所配置的組引導(dǎo)者通過(guò)周期性地廣播未經(jīng)請(qǐng)求的路由宣告(RANN)消息來(lái)廣告多播組，使得網(wǎng)格網(wǎng)中的其他節(jié)點(diǎn)能夠獲悉到多播組的路由。RANN消息包括具有組序列號(hào)和可選層3信息的多播組的IEEE 802.11 MAC地址(不是IP地址)。RANN還包括路由度量、使用期限和路由生命期。例如，對(duì)于多媒體和視頻應(yīng)用，支持WLAN網(wǎng)格網(wǎng)中的服務(wù)質(zhì)量(QoS)是必要的。為了支持QoS，可以在已擴(kuò)展的RREQ消息的可選字段中攜帶例如數(shù)據(jù)的最大延遲和最小帶寬需求的QoS需求。為了響應(yīng)或轉(zhuǎn)發(fā)具有QoS擴(kuò)展的RREQ消息，節(jié)點(diǎn)必須滿(mǎn)足QoS限制。否則，則丟棄此QoS RREQ消息。在建立QoS路由之后，如果沿路徑的任意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到其不再滿(mǎn)足所請(qǐng)求的QoS參數(shù)，則該節(jié)點(diǎn)向發(fā)起者發(fā)送RERR消息。RERR消息也可以攜帶諸如此鏈路的可用帶寬和延遲參數(shù)之類(lèi)的當(dāng)前測(cè)量的QoS參數(shù)。發(fā)起者可以決定繼續(xù)使用具有較低 QoS的路由，或發(fā)現(xiàn)另一個(gè)路由。例如，RERR消息指示了鏈路上可用的當(dāng)前帶寬等于比發(fā)起者之前所請(qǐng)求的低的值。發(fā)起者可以減少其源速率，以滿(mǎn)足當(dāng)前可用的帶寬或發(fā)現(xiàn)具有原始需要帶寬的新路由?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件、固件、特定目的的處理器、或這幾者的組合，例如移動(dòng)終端內(nèi)、接入點(diǎn)、或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)為硬件和軟件的組合。此外，軟件優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為切實(shí)體現(xiàn)在程序存儲(chǔ)設(shè)備上的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序可以上載到包括任意適當(dāng)結(jié)構(gòu)的機(jī)器，或者由包括任意適當(dāng)結(jié)構(gòu)的機(jī)器來(lái)執(zhí)行。優(yōu)選地，在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)該機(jī)器，計(jì)算機(jī)平臺(tái)具有諸如一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、以及輸入/輸出(I/O)接口之類(lèi)的硬件。該計(jì)算機(jī)平臺(tái)還包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。這里所描述的各種處理和功能可以是通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行的微指令代碼的一部分或者應(yīng)用程序的一部分(或這兩者的組合)。此外，諸如附加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和打印設(shè)備之類(lèi)的各種其他外圍設(shè)備可以連接到計(jì)算機(jī)平臺(tái)。還可以理解的是，因?yàn)楦綀D中所描述的組成系統(tǒng)的組件和方法步驟中的一些優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為軟件，所以計(jì)算機(jī)組件(或處理步驟)之間的實(shí)際連接可以根據(jù)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行編程的方式而有所區(qū)別。在這里給出教導(dǎo)的情況下，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠設(shè)想這
13些以及相似的實(shí)現(xiàn)或本發(fā)明的構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中選擇源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的路由的節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)包括用于建立所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的節(jié)點(diǎn)之間的所述路由的裝置，所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的節(jié)點(diǎn)之間的所述路由基于混合網(wǎng)格按需和先應(yīng)式網(wǎng)格路由選擇，其中所述節(jié)點(diǎn)還包括用于接收請(qǐng)求消息的裝置；用于第一確定所述請(qǐng)求消息是否是來(lái)自所述源節(jié)點(diǎn)的第一請(qǐng)求消息的第一確定裝置；用于響應(yīng)于所述第一確定裝置來(lái)更新所述請(qǐng)求消息中的度量并在所述節(jié)點(diǎn)的路由選擇表中建立到所述源節(jié)點(diǎn)的反向路由的裝置；用于通過(guò)所述節(jié)點(diǎn)來(lái)第二確定以下之一的第二確定裝置a)所述節(jié)點(diǎn)是否是所述目的節(jié)點(diǎn)，以及b)在所述路由選擇表中，所述節(jié)點(diǎn)是否具有到所述目的節(jié)點(diǎn)的有效未到期路由；用于響應(yīng)于所述第二確定裝置來(lái)第一執(zhí)行以下之一的裝置將應(yīng)答消息單播至所述源節(jié)點(diǎn)，以及傳播具有所更新的度量的所述請(qǐng)求消息；用于響應(yīng)于所述第一確定裝置將所述路由選擇表中的所述度量與所更新的度量進(jìn)行比較的裝置；用于響應(yīng)于所述比較動(dòng)作來(lái)更新反向路由的裝置；用于響應(yīng)于所述第二更新裝置來(lái)第二執(zhí)行以下之一的裝置將路由應(yīng)答消息單播至所述源節(jié)點(diǎn)，以及使用所更新的反向路由來(lái)傳播所述請(qǐng)求消息之一，其中所述節(jié)點(diǎn)能夠在任何時(shí)候動(dòng)態(tài)地加入或退出所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)，還包括用于保持所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中當(dāng)前使用的路由的裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的節(jié)點(diǎn)，還包括用于使用廣告的路由信息來(lái)保持與所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的節(jié)點(diǎn)之間的所有路由有關(guān)的信息的裝置。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的節(jié)點(diǎn)，其中用于建立所述路由的所述裝置還包括用于確定所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的節(jié)點(diǎn)之間的至少一個(gè)路由的裝置；以及用于在識(shí)別了所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的節(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)路由的情況下選擇所述源節(jié)點(diǎn)和所述目的節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)路由的裝置，其中所述選擇基于序列號(hào)和度量。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述節(jié)點(diǎn)是所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中被配置的節(jié)點(diǎn)，以及用于建立所述路由的所述裝置還包括廣告路由以到達(dá)所述節(jié)點(diǎn)。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的節(jié)點(diǎn)，還包括用于在所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中將信標(biāo)消息定期傳送至相鄰節(jié)點(diǎn)以保持本地連接性的裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述節(jié)點(diǎn)與所述接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，以及與所述接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所述節(jié)點(diǎn)不是所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)的成員，所述接入點(diǎn)充當(dāng)與所述接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所述節(jié)點(diǎn)的代理，以及所述節(jié)點(diǎn)和所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)的任何其它成員之間的路由選擇對(duì)于所述節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)是透明的。
8.如權(quán)利要求1所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述目的節(jié)點(diǎn)是所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中的多播組，所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)的所述多播組是動(dòng)態(tài)的，任何節(jié)點(diǎn)能夠在任何時(shí)候動(dòng)態(tài)地加入或退出所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)的所述多播組。
9.如權(quán)利要求8所述的節(jié)點(diǎn)，還包括用于保持所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中當(dāng)前使用的路由的裝置，以及用于使用廣告的路由信息來(lái)保持與所述多播組的所有路由有關(guān)的信息的裝置。
10.如權(quán)利要求8或9所述的節(jié)點(diǎn)，其中用于建立所述路由的所述裝置還包括 用于確定所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中所述節(jié)點(diǎn)和所述多播組之間的至少一個(gè)路由的裝置； 用于在識(shí)別了所述節(jié)點(diǎn)和所述多播組之間的多個(gè)路由的情況下選擇所述節(jié)點(diǎn)和所述多播組之間的一個(gè)路由的裝置，其中所述選擇基于序列號(hào)和度量；以及用于激活所選路由的裝置。
11.如權(quán)利要求8至10中任一所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述節(jié)點(diǎn)是所述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中所述多播組的被配置的組引導(dǎo)者，用于建立所述路由的所述裝置還包括廣告路由以到達(dá)所述節(jié)點(diǎn)ο
12.如權(quán)利要求8至11中任一所述的節(jié)點(diǎn)，還包括用于將信標(biāo)消息定期傳送至相鄰節(jié)點(diǎn)以保持本地連接性的裝置。
13.如權(quán)利要求8至12中任一所述的節(jié)點(diǎn)，還包括用于為斷開(kāi)的多播樹(shù)鏈路設(shè)置旁路的裝置。
14.一種用于操作接入點(diǎn)的方法，所述方法包括 控制與所述接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)站點(diǎn)； 接收路由請(qǐng)求消息；檢查發(fā)起者地址和消息標(biāo)識(shí)，以確定所述接入點(diǎn)先前是否看到了所述路由請(qǐng)求消息； 通過(guò)增加發(fā)起所述路由請(qǐng)求消息的節(jié)點(diǎn)和所述接入點(diǎn)自身之間的鏈路成本來(lái)更新所述接入點(diǎn)的度量域，并建立到所述路由請(qǐng)求消息的發(fā)起者的反向路由； 將路由應(yīng)答消息單播回所述路由請(qǐng)求消息的發(fā)起者； 以新的度量來(lái)傳播所述路由請(qǐng)求消息；通過(guò)增加所述路由請(qǐng)求消息的發(fā)起者與所述接入點(diǎn)自身之間的鏈路成本來(lái)更新到所述路由請(qǐng)求消息的發(fā)起者的度量域； 更新反向路由；以及以新的反向路由度量來(lái)傳播所述路由請(qǐng)求消息。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中由源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)通過(guò)使用媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立路由來(lái)選擇路由的方法。還描述了節(jié)點(diǎn)使用媒體訪(fǎng)問(wèn)控制地址來(lái)選擇路由以加入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)中的多播組的一種方法。
文檔編號(hào)H04W84/12GK102227151SQ20111021020
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者劉航, 李鈞, 紹拉伯·馬瑟 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司