使用天气预报来动态调整网络参数的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开一般涉及计算机网络，并且更具体地涉及使用天气预报来动态调整网络参 数。
【背景技术】
[0002] 诸如传感器网络之类的低功率有损网络（LLN)具有各种应用，例如，智能电网和 智能城市。LLN呈现各种挑战，例如，有损链路、低带宽、电池运行、低存储和/或处理容量 等。LLN通常被部署于能够跨越较大地理区域的室外环境中。因此，天气可能影响LLN内 的应用行为。例如，在智能电网高级计量基础设施（AMI)网络中，通用网络应用涉及报告断 电。用于发送断电通知（Ρ0Ν)的流量配置文件（profile)与典型流量（例如，计量读数） 完全不同。具体地，P〇N在第一跳上使用广播通信，逐跳重复抑制和聚合，并且要求低延迟 转发。因为断电很可能发生在恶劣天气期间，因此活动应用流量配置文件以及网络需求可 能基于LLN经受的天气条件而显著变化。
【附图说明】
[0003] 本文所公开的实施例的以上及其他对象、特征、方面和优势从结合附图的以下详 细描述中将变得更加明显。
[0004] 图1示出了示例通信网络。
[0005] 图2示出了示例网络设备/节点。
[0006] 图3示出了示例网络配置文件表，其中网络配置文件被映射到天气条件。
[0007] 图4示出了示例网络配置文件表，其中网络配置文件被映射到网络应用。
[0008] 图5示出了示例网络配置文件表，其中网络配置文件被映射到天气条件和一天中 的时间指示符。
[0009] 图6示出了通信网络中的示例有向非循环图（DAG)，其中各通信节点被选择用于 调整，并且网络属性消息在网络节点之间进行传输。
[0010] 图7示出了用于使用天气预报来动态调整网络参数的示例简化过程。
[0011] 图8示出了用于使用天气预报来动态调整网络参数的另一示例简化过程。
[0012] 应该理解，以上参考的图不必按比例绘制，从而呈现对说明本公开的基本原理的 各种优选特征的在一定程度上简化的表示。本公开的具体设计特征（包括例如，特定尺寸、 朝向、位置和形状）可部分由具体目的的应用和使用环境来确定。
【具体实施方式】
[0013] 歷
[0014] 根据所公开的实施例，使用天气预报来动态调整网络参数。实施例示意性地包括 确定天气预报，该天气预报预测网络附近的天气条件。然后基于所预测的天气条件来选择 用于调整的网络参数。然后，调整选定的网络参数以响应于所预测的天气条件来提高网络 的性能。
[0015] 说姐
[0016] 计算机网络是通过通信链路相互连接的节点和用于在端节点（例如个人计算机 和工作站，或其他设备，例如传感器等）之间传输数据的段（segment)在地理上分布的集 合。很多类型的网络是可用的，从局域网（LAN)到广域网（WAN)的范围。LAN通常通过位于 相同的普通物理位置（例如，建筑物或校园）中的专用私有通信链路来连接节点。另一方 面，WAN通常通过长距离通信链路（例如，公用载体电话线、光学光路、同步光网络（S0NET)、 同步数字体系（SDH)链路、或诸如IEEE61334、IEEEP1901.2之类的电力线通信（PLC)等） 来连接在地理上分散的节点。此外，移动Ad-Hoc网络（MANET)是一种无线ad-hoc网络，其 一般被认为是由无线链路连接的移动路由器（及相关联的主机）的自配置网络，它们的联 合形成了任意拓扑结构。
[0017]具体地，智能对象网络（例如，传感器网络）是具有空间分布的自主设备（例如， 传感器、致动器等）的特定类型的网络，这些自主设备以合作的方式监控不同位置处的物 理或环境状况，例如，能量/电力消耗、资源消耗（例如，对于高级的测量仪器或"AMI"应用 而言，水/气等）、温度、压力、振动、声音、辐射、运动、污染等。其他类型的智能对象包括例 如负责开启/关闭引擎或执行任何其他动作的致动器。传感器网络（一种类型的智能对象 网络）是典型的共享介质网络，例如，无线或PLC网络。也就是说，除了一个或多个传感器， 传感器网络中的每个传感器设备（节点）一般可以装备有无线电收发机或其他通信端口 (例如，PLC、微控制器以及诸如电池之类的能量源）。通常，智能对象网络被看作现场区域 网络（FAN)、邻居区域网络（NAN)等。一般地，智能对象节点（例如，传感器）上的大小和成 本约束导致对诸如能量、存储器、计算速度以及带宽之类的资源的相应约束。
[0018]图1是示例计算机网络100的示意性框图。说明性地，计算机网络100包括通过 通信链路105进行互连的节点200(例如，如所示出的标签，"根"、"11"、"12"…"45"以 及下面图2中所描述的）。例如，链路105可以是有线链路或共享介质（例如，无线链路、 PLC链路等），其中，诸如路由器、传感器、计算机、致动器等之类的某些节点200可以例如 基于距离、信号强度、当前的操作状态、位置等与其他节点200进行通信。网络管理服务器 (WS)130与所示计算机网络中的"根"节点（例如，现场区域路由器（FAR))通信。匪S可 具有任意适当类型的集中式网络管理，并且可被直接连接到根/FAR(例如，多个），或者可 以经由WAN、蜂窝网络等进行连接。对于本公开，计算机网络100可以是任意适当类型的网 络，包括但不限于LLN。
[0019] 本领域技术人员明白，任意数目的节点、设备、链路等可以用于计算机网络，并且 本文所示出的视图是出于简化的目的。另外，本领域技术人员还将理解，尽管网络以某一方 向示出，尤其具有"根"节点，但网络1〇〇仅仅是一示例说明，其不意欲限制本公开。
[0020] 数据分组140 (例如，在设备/节点之间发送的流量和/或消息）可以使用预定义 的网络通信协议（例如，某些已知的有线协议、无线协议（例如，IEEE标准802. 15. 4、WiFi、 蓝牙（Bluetooth? )等）、LLN协议、PLC协议、或其他适当地共享介质协议）在计算机网 络100的节点200之间进行交换。在该上下文中，协议包括定义节点彼此如何交互的一组 规则。
[0021] 图2是可以被用于本文所描述的实施例的示例节点200的示意性框图。节点200 可被用作图1所示的任意节点。如上所述，节点200可具有任意适当的类型，包括路由器、 传感器、计算机、致动器等。该设备可以包括通过系统总线250互联的一个或多个网络接口 210 (例如，无线/信道跳变）、一个或多个处理器220、存储器240以及电源260 (例如，插电 式、电池等）。
[0022] (-个或多个）网络接口 210包含用于通过耦合至网络100的链路105来传输数据 的机械电路、电学电路以及信令电路。网络接口 210可以被配置为使用各种不同的通信协 议来发送和/或接收数据。此外，这些节点200可以具有多种不同类型的网络接口 210 (例 如，无线连接和有线/物理连接），并且此处的视图仅出于说明的目的。或者，尽管网络接口 210被示出为与电源260分离，但网络接口 210可以通过电源260进行通信，或者可以是电 源的整体组件。
[0023] 存储器240包括多个存储位置，这些存储位置可由（一个或多个）处理器220和 (一个或多个）网络接口 210寻址，并且用于存储与本文所描述的实施例相关联的数据结构 和软件程序。应当注意，某些设备可能具有有限的存储器或者没有存储器（例如，没有用于 存储除了在设备和相关联的缓存上操作的程序/处理之外的存储器）。处理器220可以包 括适用于运行软件程序和操纵数据结构245的硬件元件或硬件逻辑。操作系统242尤其通 过调用支持在设备上运行的服务和/或软件处理的操作来在功能上组织设备，其中，操作 系统242的一部分通常驻留在存储器240中并且由处理器来运行。如本文所进一步详细描 述的，这些软件处理和/或服务至少可以包括路由处理/服务244以及动态网络参数调整 处理246。
[0024]其他处理器和存储器类型（包括各种计算机可读介质）可以被用来存储和运行涉 及本文所描述的技术的程序指令，这对本领域技术人员而言是显而易见的。另外，尽管该描 述阐述了各种处理，但明确预期各种处理可以被实现为被配置来根据本文的技术（例如， 根据类似处理的功能）进行操作的模块。另外，尽管已单独地示出了这些处理，但本领域技 术人员将理解，这些处理可以是其他处理内的例程或模块。
[0025]路由处理（服务）244包含由处理器220运行的计算机可执行指令，以执行由一个 或多个路由协议（例如，本领域技术人员将理解的先应式路由协议和反应式路由协议）所 提供的功能。这些功能可以在有能力的设备上被配置为对路由/转发表（数据结构245) 进行管理，路由/转发表例如包含用来做出路由/转发决策的数据。具体地，在先应式路由 中，在计算到网络中任意目的地的路由之前发现并且已知连接，例如，诸如开放最短路径优 先（0SPF)、或中间系统到中间系统（ISIS)、或最优链路状态路由（0LSR)之类的链路状态路 由。
[0026] 在另一方面，反应式路由发现邻居（即，不具有网络拓扑结构的先验知识），并且 响应于到目的地所需的路由，向网络发送路由请求以确定哪个邻居节点可以用来到达所 期望的目的地。示例反应式路由协议可以包括Ad-hoc按需距离矢量（A0DV)、动态源路由 (DSR)、动态MANET按需路由（DYM0)等。此外，在不能或未被配置来存储路由条目的设备上， 路由处理244可以仅包括提供源路由技术所必需的机制。也就是说，对于源路由，网络中的 其他设备可以确切地告诉具有较少能力的设备将分组发送至哪里，并且具有较少能力的设 备简单地按照指导来转发分组。
[0027] 特别地，近年来网状网络已经变得日益普及和实用。具体地，共享介质网状网络 (例如，无线或PLC网络等）通常在被称为低功率有损网络（LLN)的网络上，LLN是路由器 及其互连均被约束的一类网络：LLN路由器通常在约束（例如，处理功率、存储器和/或能 量（电池））下进行操作，并且其互连说明性地由高损耗速率、低数据速率和/或不稳定性 来表征。LLN包括从几十个到几千甚至几百万个LLN路由器的任何事物，并且支持点到点流 量（在LLN内的设备