无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信网络技术领域，尤其涉及无线局域网中基于链路质量更新的路由 故障恢复方法。
【背景技术】
[0002] L2MPM(Layer2MeshProtocolforMobile移动设备二层MESH协议）路由协议工 作在数据链路层，是一种先验式路由协议。L2MPM路由协议的基本思想是在源节点的所有单 跳可达邻居节点中为目的节点找到对应路径上的最佳邻居节点，并使用最佳邻居点作为数 据转发过程中的下一跳节点，而不需要计算、确定出整个网络的拓扑及路由信息。确定最佳 邻居节点的依据是链路质量，链路质量的好坏决定了网络建立和更新的速度以及网络的性 能。
[0003] L2MPM协议间通信的数据包为He11〇包，通过周期性的广播He11〇包来获得网络中 的邻居节点响应信息，进而维持路由表。Hello包在协议中主要有作用如下：
[0004] (1)使其他节点感知源节点的存在性。邻节点在接收Hello包后确定源节点的存 在，在对数据包处理后建立自身到源节点的路由表，随后转发该包。
[0005] (2)作为多跳策略中选择下一跳路由的判定依据。Hello包中的RQ(Route Quality)，路径质量权值）作为L2MPM协议的路由权值，反映的是传输路径的质量，值越高 表明链路质量越好。
[0006] (3)L2MPM协议工作原理如下：首先节点周期性地发送Hello包，根据网络中邻居 节点的响应信息来建立自己的路由表，其采取将全局路由分解为最优下一跳路由的最佳路 由策略，泛洪步骤可简单分为以下三步：
[0007]a?源节点周期性广播Hello包。
[0008] b.邻居节点收到源节点的Hello包后会将其转发给自己的邻居节点，即源节点的 二跳节点。
[0009] c.二跳节点再次转发该Hello包给其邻居节点，即源节点的三跳节点，依次循环， Hello包将泛洪至整个网络。当网络中所有节点均至少收到一次Hello包后停止泛洪，同 时，若Hello包的存活时间到期或者包丢失也会停止。
[0010] 在L2MPM协议中，使用以下三个值来计算链路的传输质量：
[0011] NQ(NodeQuality，节点链路质量），节点接收到某本地邻居节点的Hello包的计 数值。
[0012] EQ(EchoQuality，回环链路质量），节点接收到发向某本地邻居节点并被回传的 Hello报文计数值。
[0013] RQ(RouteQuality，路径质量权值），节点发往某本地邻居节点的Hello报文的百 分比。
[0014] 其计算公式如下：
[0015] RQ=EQ/NQ
[0016]网络中每一个节点都计算出自己的本地RQ值（RdJ，源节点初始化RQ值为255， 根据如下公式
[0017] RQciobs -RQXRQLocal
[0018] 计算出Hello包中的全局RQ值（RQel()be)，然后将更新后的Hello包广播出去，这 样就可以不断更新链路的传输质量。
[0019] 为更精确地衡量链路质量，L2MPM协议设定RQ值由最近n次接收到的Hello包总 的RQ值进行平均计算得到，其中n为RQ-GLOBAL-WINDOW-SIZE，在L2MPM协议中默认为5。 在有多个通往该目的地址路径的本地邻居节点中，根据各路径的RQ值，选取RQ值最高者， 进行数据传输。
[0020] 现有的L2MPM协议中RQ值通过最近n次收到的Hello包的RQ值做平均（n是全 局窗口，默认是5)，对于丢失的Hello包，协议默认将其RQ值置零，而在计算平均值的时候 过滤掉零值，因此丢包之后生成的零值并不参与RQ平均值的计算，在Hello包没有达到全 局窗口之前，丢包的RQ值不会对平均值产生影响，将导致当某条链路断开后，要等待全局 窗口为空时才会切换到另一条链路。因此RQ值不能实时反映通信链路质量。
[0021] L2MPM中Hello包默认广播间隔为 1 秒，即Hello-BROADCAST-INTERVAL=ls，默 认清理的路由协议清理间隔时间为200s，即PURGE-TMEOUT= 200s。
[0022] 综上所述，现有技术存在以下缺点：网络收敛速度较慢，影响路由策略的快速更 新，难以短时间排除网络设备故障等因素对网络性能的影响。
【发明内容】
[0023] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供无线局域网中基于链 路质量更新的路由故障恢复方法，其可以提高无线网络的多跳传输性能和网络的健壮性， 减少网络故障造成的损失，以达到尽快恢复网络。
[0024] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无线局域网中基于链路质量 更新的路由故障恢复方法包括以下内容：
[0025]A:通过缩短Hello包的广播间隔，增加广播频率；
[0026] B :通过减小清理时间间隔，加速源节点列表更新；
[0027]C :对链路质量RQ值进行改善，加快收敛速度。
[0028] 优选的技术方案，所述对链路质量RQ值进行改善的过程包括以下步骤：
[0029] 步骤S1，链路RQ平均值的优化：若某节点未收到经由其邻节点的Hello包时，将 该节点的RQ值设置为" 1"，且在计算该链路RQ值时，该节点未收到的Hel1〇包RQ值参与平 均值计算。
[0030] 进一步优选的技术方案，所述对链路质量RQ值进行改善的过程还包括步骤S2 :
[0031]设置一个信号强度的门限值SNR，当某节点通过其邻节点收到来自某源节点的 Hello包时，提取其邻节点发出的信号强度snrt，并通过下式计算RQ的惩罚值
【主权项】
1. 一种无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法，其特征在于，其包括以 下内容： 通过缩短Hello包的广播间隔，增加广播频率； 通过减小清理时间间隔，加速源节点列表更新； 对链路质量RQ值进行改善，加快收敛速度。
2. 根据权利要求1所述的一种无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法， 其特征在于，所述对链路质量RQ值进行改善的过程包括以下步骤： 步骤S1，链路RQ平均值的优化：若某节点未收到经由其邻节点的Hello包时，将该节 点的RQ值设置为" 1"，且在计算该链路RQ值时，该节点未收到的Hel1〇包RQ值参与平均值 计算。
3. 根据权利要求2所述的一种无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法， 其特征在于，所述对链路质量RQ值进行改善的过程还包括步骤S2 : 设置一个信号强度的门限值SNR，当某节点通过其邻节点收到来自某源节点的Hello包时，提取其邻节点发出的信号强度snrt，并通过下式计算RQ的惩罚值
其中RQtt为优化后的RQ值，RQ为原值。
4. 根据权利要求3所述的一种无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法， 其特征在于，所述对链路质量RQ值进行改善的过程还包括步骤S3 :若某节点转发性能下降 时，通过采集处理器使用率CPU、内存利用率MEM和网卡负载LOAD来优化RQ值，令per= CPU+MEM+LOAD，采用迟滞回路的方式加入两个门限值PE&和PERh; 设某一刻t节点的性能为pert， 当pert〈PERL时，
当pert>PERH时，
其中，RQ#为更新后的RQ值。
【专利摘要】本发明公开了一种无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法,其一种无线局域网中基于链路质量更新的路由故障恢复方法,其特征在于，其包括以下内容：通过缩短Hello包的广播间隔，增加广播频率；通过减小清理时间间隔，加速源节点列表更新；对链路质量RQ值进行改善，加快收敛速度。本发明结合缩短Hello包的广播间隔，增加广播频率，路由表更新间隔及RQ值的优化策略，使得该协议缩短了节点发生故障时网络重新收敛的时间，进一步增强了网络的健壮性。
【IPC分类】H04W40-24, H04W24-04
【公开号】CN104618945
【申请号】CN201510004730
【发明人】刘乃安, 王在刚, 陈晨, 郭峰, 但汉鑫, 杜军锋
【申请人】刘乃安, 陈晨
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月6日