專利名稱：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)明涉及基于媒體訪問控制地址在無線局域網(wǎng)格網(wǎng)中確定 路由。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)格網(wǎng)，也稱為基于無線LAN的ad hoc網(wǎng)絡(luò)，包括通 過無線電鏈路互連并直接或間接地相互通信的兩個或多個節(jié)點(diǎn)。該網(wǎng) 絡(luò)可以通過入口連接到互聯(lián)網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)。在無線局域網(wǎng)格網(wǎng)中，已 經(jīng)使用IP層路由選擇協(xié)議來發(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)之類的 一些設(shè)備基于IEEE 802.11媒體訪問控制(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，如果源不具有到目的節(jié) 點(diǎn)的路由并需要該路由，則源通過在網(wǎng)絡(luò)上廣播路由請求消息來發(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)通過向源節(jié)點(diǎn) 發(fā)送路由應(yīng)答來應(yīng)答此請求。路由請求和路由應(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) 期間對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖。
目的序列距離矢量(DSDV)是針對無線局域網(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，使得每個節(jié)點(diǎn)處 的路由選擇表都包括到無線局域網(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)致了相對高的路由選擇 開銷。尤其是在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)較快地移動以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化 時，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)每個節(jié)點(diǎn)都同意基于請求向其他節(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)。
在無線局域網(wǎng)格網(wǎng)中，兩個或多個節(jié)點(diǎn)通過IEEE 802.11鏈路互 連。每個節(jié)點(diǎn)都具有唯一的IEEE 802.11媒體訪問控制(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，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)明所解決的問題是，在無線局域網(wǎng)格網(wǎng)中源節(jié)點(diǎn)如何基于目 的節(jié)點(diǎn)的IEEE 802.11 MAC地址來發(fā)現(xiàn)并建立到目的節(jié)點(diǎn)的路徑。

發(fā)明內(nèi)容
無線LAN (WLAN)網(wǎng)格網(wǎng)包括通過IEEE 802.11鏈路互連的兩 個或多個節(jié)點(diǎn)。每個節(jié)點(diǎn)將參與針對自動拓?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媒體訪問控制 (MAC)地址來發(fā)現(xiàn)路由的機(jī)制。該機(jī)制同時支持按需路由發(fā)現(xiàn)和先 應(yīng)式路由建立。該機(jī)制可以發(fā)現(xiàn)并建立路由以滿足實(shí)時多媒體應(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)。
描述了一種在無線網(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 過使用媒體訪問控制地址在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立路由來選擇路 由的方法。還描述了節(jié)點(diǎn)用以通過使用媒體訪問控制地址在所述節(jié)點(diǎn) 和多播組之間建立路由來選擇路由以加入無線網(wǎng)格網(wǎng)中的多播組的一 種方法。在這兩種情況中，可以通過使用按需路由選擇或先應(yīng)式路由 選擇來建立所建立的路由。盡管在無線局域網(wǎng)格網(wǎng)方面描述這里所描 述的本發(fā)明時，但是在其中建立路由的網(wǎng)路并不局限于無線局域網(wǎng)格 網(wǎng)，而可以是任何形式的無線網(wǎng)格網(wǎng)。具有代理服務(wù)器的接入點(diǎn)可以 加入無線網(wǎng)格網(wǎng)。站點(diǎn)與接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，但站點(diǎn)并非無線網(wǎng)格網(wǎng)的成 員，因此通過接入點(diǎn)發(fā)生與站點(diǎn)的通信，并且該通信對于所關(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，可以最好地理解本發(fā)明。附圖
包括下面簡要描述的以下圖示
圖1描述了示出以路由請求(RREQ)消息對網(wǎng)格網(wǎng)的泛洪以及 反向路徑建立的無線局域網(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 的無線局域網(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)消息的泛洪的無線局域網(wǎng)格網(wǎng)。
圖3B描述了示出源節(jié)點(diǎn)發(fā)送無償RREP消息以建立到源節(jié)點(diǎn)的 反向路由的無線局域網(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審U消息的方法的圖示。圖5描述了具有多個關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的無線局域網(wǎng)格接入點(diǎn)。
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線局域網(wǎng)格接入點(diǎn)的示意圖。
圖7A示出了新節(jié)點(diǎn)以請求其加入多播組的路由請求(RREQ)消 息對網(wǎng)格網(wǎng)的泛洪。
圖7B描述了通過不同多播樹成員發(fā)送回路由請求(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求(RREQ)消息的發(fā)起者。
圖7D示出了己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/離開多播組。 圖8B示出了修剪之后的多播樹。 圖9A示出了具有斷開鏈路的多播樹。 圖9B描述了下流節(jié)點(diǎn)嘗試為斷開的鏈路設(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9 E描述了為斷開的鏈路設(shè)置旁路的新多播樹。
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 用于客戶端-服務(wù)器應(yīng)用配置/拓?fù)?、對等?yīng)用配置/拓?fù)洹⒁约盎旌蠎?yīng) 用配置/拓?fù)洹?br> 混合網(wǎng)格按需路由選擇與IP層路由選擇協(xié)議AODV相似，都是 基于路由請求和路由應(yīng)答消息。對于層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，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)通過廣播路由請求(RREQ)消息發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)。不同于AODV， RREQ消息包括具有序列號和可選的層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和針對此 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)起路由請求之前，RREQ消息將使自身序列號遞增。
通過廣播RREQ消息或諸如以下將要描述的RANN消息之類的其 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?？蛇x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)的專用IEEE 802.il 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。
參照描述了無線局域網(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。應(yīng)注意 的是，在另一個實(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使用路由請求(RREQ)消息來泛洪無線局域網(wǎng)格網(wǎng)。基 于該路由請求消息建立反向路徑。
節(jié)點(diǎn)一旦接收到RREQ消息，則檢査發(fā)起者地址和消息ED，以 察看以前是否曾見過這個RREQ消息。如果這是第一RREQ消息，則 節(jié)點(diǎn)通過增加從其接收RRE Q消息的節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)本身之間的鏈路成 本來更新度量域，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)的序列號至少如RREQ消息中所表示的一樣大，則該節(jié)點(diǎn)通過將路由應(yīng)答(RREP)消息單播回發(fā)起者來進(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)滿足上述要求，則使用RREP消息來應(yīng)答發(fā)起者。 否則該節(jié)點(diǎn)以新的反向路由度量來傳播RRE Q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、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)前序列號的最大值以及RREQ消 息中的目的地序列號。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)，則使用其對目的序列號和度量的記錄， 以及基于路由表?xiàng)l目所計(jì)算的路由生命期。
參照描述了無線局域網(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消息通過在路由請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，中間節(jié)點(diǎn)通過增加從中接收 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或具有更好 度量的相同目的號時，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消息時立即開始數(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IEEE 802.11無線接口。節(jié)點(diǎn)具有唯一的節(jié)點(diǎn) 標(biāo)識符，即節(jié)點(diǎn)的IEEE 802.11 MAC地址，并且每個接口還具有其自 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 RREQ消息時，該節(jié)點(diǎn)可以通過所有接口廣播該RREQ消息。當(dāng)多接 口節(jié)點(diǎn)通過單播RREP消息來響應(yīng)RREQ消息時，該節(jié)點(diǎn)向通過其接 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目的節(jié)點(diǎn)的條目。每個條目都包括目的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、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、無效)、到目的地的度量、以及路由生命期。每次使用路由時，更 新該路由的生命期。如果在路由生命期內(nèi)沒有使用該路由，則該路由 變成無效。在無效路由的刪除定時器到期時，將刪除該無效路由。發(fā) 起者可以在接收到第一 RREP消息時立即開始數(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，該中間節(jié)點(diǎn)基于目的MAC地址來檢查路由選擇表。 如果存在針對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，這個過程將繼 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 擇開銷。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)中的每一個都單獨(dú)發(fā)現(xiàn)到這 個特定節(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)的一個或多個入口節(jié) 點(diǎn)來訪問互聯(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。參照圖3A，節(jié)點(diǎn)310通過周期性地廣播未被請
求的路由宣告(RANN)消息來宣告其自身，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)使用未被請求的RANN消息來泛洪無線局域網(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，該 多接口節(jié)點(diǎn)可以通過其所有接口來廣播該RANN消息。RANN消息包 括具有目的序列號和可選的層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，該節(jié)點(diǎn)通過增加從其接收 R ANN消息的節(jié)點(diǎn)和該節(jié)點(diǎn)本身之間的鏈路成本來更新到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)以新度量通過其接口中的一 個或多個向相鄰節(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，僅在RANN消息包括較大的目的序列號或具有更好的度量 的相同目的序列號時，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。
參照圖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， 該節(jié)點(diǎn)可能己經(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)而加入無線局域網(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，才應(yīng)答路由請求消息。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，則向活躍路徑的受影響的源節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由錯誤 (RERR)消息。斷開鏈路的上流節(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)記為無效，將 損壞路由的度量設(shè)為無限大，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的列表。該節(jié)點(diǎn) 向其一個或多個上流相鄰節(jié)點(diǎn)廣播該RERR消息。對于多接口節(jié)點(diǎn)， 通過具有使用此故障鏈路的路由的接口來發(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，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 效，并將這些路由的度量設(shè)為無限大。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，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(該MAC地址不具 有活躍/有效路由)，則該節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建針對目的節(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 給定的HdloJife的信標(biāo)，則到該相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路斷開，然后在路由 選擇表中更新針對此相鄰節(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 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， 該節(jié)點(diǎn)檢査是否具有到目的節(jié)點(diǎn)的前向路徑/路由(步驟412)。如果 沒有，則該節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送RREQ消息來發(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)之后仍然沒有接收到RREP消息， 則通過錯誤消息通知應(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)送無償RREP消息(步驟426)，以建立反向路 由。 一旦發(fā)送了無償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，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(步驟460)，非轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)才通過將RREP消息單 播發(fā)送回RREQ消息的發(fā)起者來應(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)通過將路
由應(yīng)答(RREP)消息單播回RREQ消息的發(fā)起者來進(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472)。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)檢測到鏈路故障或者當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到RERR消息時(步驟 480)，該節(jié)點(diǎn)去激活己損壞的路由(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)。 多個站點(diǎn)可以與WLAN中的接入點(diǎn)(AP)相關(guān)聯(lián)。參照圖5， 節(jié)點(diǎn)505是加入網(wǎng)格網(wǎng)的AP。然而，站點(diǎn)510不是無線局域網(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 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，發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點(diǎn)的路由。網(wǎng)格AP 505還通過向RREQ 消息發(fā)起者單播RREQ消息，來響應(yīng)相關(guān)站點(diǎn)的RREQ消息。網(wǎng)格 AP 505通過廣播RANN消息，宣告到關(guān)聯(lián)站點(diǎn)510的路由?？梢允?用單個RANN消息來宣告具有單獨(dú)序列號的多個目的地址、可選層3 信息、使用期限(TTL)、度量和路由生命期。每個目的地址與一站點(diǎn) 相對應(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) /AP 505)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 邏輯接口。 一個是與關(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。這兩個邏輯接口可以使用兩個操作于不同信道的物理IEEE 802.11無線接口 (每個物理接口與一個邏輯接口相對應(yīng))或使用單個IEEE 802.11無線接口來實(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)送路由請求以便發(fā)現(xiàn)到 無線局域網(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 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。 如果檢測到鏈路斷開，則路由保持單元625保持路由，并產(chǎn)生路由錯 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，以及通過在網(wǎng)格網(wǎng)中發(fā)起RANN消息來宣告到關(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 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 夠隨時動態(tài)地加入或離開多播組。每個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。在檢測到多播組引導(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，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、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、消息ID、度量、使用期 限參數(shù)和加入標(biāo)記。多播樹的任何成員都可以響應(yīng)RREQ消息，但只 有多播樹的成員可以進(jìn)行響應(yīng)。非成員節(jié)點(diǎn)(非多播樹的成員)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。下面將對此進(jìn)行詳細(xì)描述。發(fā)起者等待 發(fā)現(xiàn)時間段的期限，以便接收應(yīng)答或進(jìn)行應(yīng)答。如果沒有應(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)從另一個節(jié)點(diǎn)(不是該組中的)接收到加入多播組的請求 時，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條目都具有指示鏈路活躍或不活躍 的標(biāo)記。對于多播組，將不通過不活躍鏈路轉(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。
多播樹包括作為多播組的成員的節(jié)點(diǎn)，以及針對多播組的轉(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，并且對所接收到 的數(shù)據(jù)/分組/內(nèi)容不感興趣。如果多播樹所記錄的序列號至少與RREQ
消息中所攜帶的一樣大，則多播樹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，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。
多播樹中的每個節(jié)點(diǎn)具有多播路由選擇表。多播路由選擇表具有 針對每個多播組的條目。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、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)過路由/路徑時，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/路徑變成無效。
加入多播組的RREQ消息的發(fā)起者可以從多播樹的不同成員接收 多個RREP消息。每個應(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以及具有到該多播組的最佳度量的路 由。通過單播具有設(shè)置為加入下一跳的加入標(biāo)記來多播激活(MACT) 消息，發(fā)起者激活在路由發(fā)現(xiàn)周期/間隔到期時所選擇的路由/路徑。 針對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)此過程。應(yīng)注意的是， 一個節(jié)點(diǎn)可以同 時是兩個多播組/樹的成員。
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的成員。白色節(jié)點(diǎn)是并非多播樹或多播組的成員 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，參照圖7A，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使用RREQ消息來泛洪網(wǎng)格 網(wǎng)。在RREQ消息到達(dá)作為多播樹的成員的節(jié)點(diǎn)之前，通過并非多播 樹的成員的節(jié)點(diǎn)來傳輸該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)變成多播樹的成員。
如果作為多播組成員的節(jié)點(diǎn)想要退出/離開該組，則該節(jié)點(diǎn)使用設(shè) 置為修剪的修剪標(biāo)記來向下一跳單播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 從多播樹剪除。葉節(jié)點(diǎn)通過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的成員。白色節(jié)點(diǎn)是 并非多播樹或多播組成員的節(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中的 成員資格。圖8B示出了修剪后的多播樹。在節(jié)點(diǎn)"A"從多播組和樹 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)將其本身從多播樹修修剪掉。
每個Hello一mterval，多播樹上的節(jié)點(diǎn)都必須接收來自每個相鄰節(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 息或組問候(GRPH)消息。由組引導(dǎo)者沿多播樹周期性地發(fā)送GRPH 消息。如果節(jié)點(diǎn)在HelloJlife內(nèi)未能接收到來自多播樹上的相鄰節(jié)點(diǎn)的 任何傳輸，則到此相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路是斷開的。當(dāng)鏈路斷開時，斷開的 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，這是為斷開的鏈路設(shè)置旁路并產(chǎn)生回到多播樹的可選路徑的嘗 試。負(fù)責(zé)嘗試修復(fù)斷開的鏈路或通過發(fā)現(xiàn)可選路由來為斷開的鏈路設(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(這里的序列號至少與RREQ消息中 所攜帶的多播組序列號一樣大)的多播樹的成員，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 到期時，發(fā)起嘗試為斷開的鏈路設(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。如果不能通過任何分支再次加入該樹來修 復(fù)多播樹，那么負(fù)責(zé)為斷開的鏈路設(shè)置旁路的下流節(jié)點(diǎn)變成新的多播 樹的新的多播組引導(dǎo)者。
圖9A-9E示出了為斷開的多播樹鏈路設(shè)置旁路。圖9A示出了具 有斷開的鏈路的多播樹。在這個實(shí)例中，節(jié)點(diǎn)"A"和節(jié)點(diǎn)"B"之間 的鏈路斷開。圖9B描述了下流節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)"A")嘗試通過發(fā)送請求 加入多播組的RREQ消息來為斷開的鏈路設(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 消息來激活新的鏈路。圖9E描述了為斷開的鏈路設(shè)置了旁路的已修 復(fù)的多播樹。需要注意的是，斷開的鏈路實(shí)際上并不是修復(fù)的，而是 通過使用可用的路由發(fā)現(xiàn)機(jī)制來為其設(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)者通過周期性地廣播未經(jīng)請求的路由宣告(RANN)消息來 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，可以在己擴(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)檢測到其不再滿足所請求的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)之類的當(dāng)前測量的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)起者之前所請求的低的值。發(fā)起者可以減 少其源速率，以滿足當(dāng)前可用的帶寬或發(fā)現(xiàn)具有原始需要帶寬的新路 由。
可以理解的是，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)器來執(zhí)行。優(yōu)選地， 在計(jì)算機(jī)平臺上實(shí)現(xiàn)該機(jī)器，計(jì)算機(jī)平臺具有諸如一個或多個中央處
理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、以及輸入/輸出(I/O)接 口之類的硬件。該計(jì)算機(jī)平臺還包括操作系統(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操作系統(tǒng)來執(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) 存儲設(shè)備和打印設(shè)備之類的各種其他外圍設(shè)備可以連接到計(jì)算機(jī)平 臺。
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
1.一種在無線網(wǎng)格網(wǎng)中通過節(jié)點(diǎn)來選擇源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的路由的方法，所述方法包括a)所述節(jié)點(diǎn)接收路由請求消息；b)所述節(jié)點(diǎn)檢查發(fā)起者地址和消息標(biāo)識，以確定所述節(jié)點(diǎn)先前是否看到所述路由請求；c)如果所述節(jié)點(diǎn)先前看到了所述路由請求，則通過添加源節(jié)點(diǎn)與所述節(jié)點(diǎn)自身之間的鏈路成本來更新度量域；d)所述節(jié)點(diǎn)在路由選擇表中建立到源節(jié)點(diǎn)的反向路由；e)如果所述節(jié)點(diǎn)是目的節(jié)點(diǎn)，或者如果所述節(jié)點(diǎn)具有到目的節(jié)點(diǎn)的未到期有效路由、且該目的節(jié)點(diǎn)的序列號與路由請求消息中指示的序列號一樣大，則所述節(jié)點(diǎn)通過將路由應(yīng)答消息單播回源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)；f)如果所述路由請求的度量小于在路由選擇表中記錄的度量，則所述節(jié)點(diǎn)通過添加所述源節(jié)點(diǎn)與所述節(jié)點(diǎn)自身之間的鏈路成本，來向所述源節(jié)點(diǎn)更新度量域；g)如果路由請求的度量不小于在路由選擇表中記錄的度量，則丟棄所述路由請求消息；以及h)支持非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，其中所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，當(dāng)所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)需要 傳送數(shù)據(jù)分組時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)傳送路由請求消息。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，僅在所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是 所述目的節(jié)點(diǎn)時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)才對路由請求消息做出響應(yīng)。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，如果所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不 是所述目的節(jié)點(diǎn)，則所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不對路由請求消息做出響應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，當(dāng)所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)需要 建立到自身的所述路由時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)對路由宣告消息做出 響應(yīng)。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，僅在所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是 所述目的節(jié)點(diǎn)時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)才對路由錯誤消息做出響應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，如果所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不 是所述目的節(jié)點(diǎn)，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不對路由錯誤消息做出響應(yīng)。
8. —種用于在無線網(wǎng)格網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)選擇路由以加入多播組的方法， 所述方法包括使用媒體訪問控制地址來建立所述節(jié)點(diǎn)與所述多播組之間的所述 路由；以及支持非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，其中所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)需要 傳送數(shù)據(jù)分組時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)傳送路由請求消息。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，僅在所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn) 是所述目的節(jié)點(diǎn)時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)才對路由請求消息做出響應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn) 不是所述目的節(jié)點(diǎn)，則所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不對路由請求消息做出響 應(yīng)。
12. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)需 要建立到自身的所述路由時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)對路由宣告消息做 出響應(yīng)。
13. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，僅在所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn) 是所述目的節(jié)點(diǎn)時，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)才對路由錯誤消息做出響應(yīng)。
14. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不是所述目的節(jié)點(diǎn)，所述非轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不對路由錯誤消息做出響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種在無線網(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)通過使用媒體訪問控制地址在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立路由來選擇路由的方法。還描述了節(jié)點(diǎn)使用媒體訪問控制地址來選擇路由以加入無線網(wǎng)格網(wǎng)中的多播組的一種方法。
文檔編號H04L12/56GK101552732SQ200910141060
公開日2009年10月7日 申請日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
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