通过中央控制的ad-hoc按需路由的制作方法
【专利说明】通过中央控制的ad-hoc按需路由 相关申请案交叉申请
[0001] 本发明要求2013年11月1日递交的发明名称为"通过一般控制的ad-hoc按需路由 (ad-hoc on-demand routing throu曲 general control)"的第14/069,699号美国专利申 请案的在先申请优先权，该在先申请的内容W引入的方式并入本文本中，如同全文复制一 样。
技术领域
[0002] 本发明大体上设及通信网络的领域，且更具体地，设及网络的ad-hoc且按需路由 的领域。
【背景技术】
[000引 ad-hoc且按需路由是组网的重要且关键的方面，由此网络设备不必生成 (populate)所有路由且借助按需请求来计算路由。所述ad-hoc且按需路由是非常有用的， 因为网络元件可能是动态的、移动的且简单的。例如，ad-hoc按需距离矢量版本2(Ad-hoc On-demand Distance Vector Version 2，A0DVv2)路由协议是设计用于ad-hoc移动网络的 一个常规协议，在所述ad-hoc移动网络中，借助按需请求习得（learn)路由且仅在需要时生 成路由表。所述协议提供用W请求且在路由发现期间做出响应的机制和消息类型。
[0004] 在常规的A0DV模型中，Ξ种类型的包(packet)用于路由发现的目的，所述包分别 表示为路由请求（route request(RREQ))、路由回复（route reply(RREP))W及路由差错 (route error(RERR)) eRREQ载送用W查询路由的消息，并且通过链路本地组播地址且通过 例如255的生存时间字段值在网络上广播。中间路由器接收RREQ时，处理所述消息，且如果 所述中间路由器不是目的地地址的所有者，那么所述中间路由器重新广播RREQdRREP用作 来自目的地设备的回复且通常经由单播发送回到源设备。在其中不存在用于待转发到目的 地的包的路由的正常数据面转发操作期间，RERR消息被发送回到源。
[0005] 举例来说，当源设备S需要向目的地设备D发送数据时，S可W具有或可W不具有用 于D的路由。例如，如果路由是S未知的，那么S可W通过链路本地组播地址广播RREQ包。重新 传输来自S的请求包的其它网络设备将至少暂时维持回到S的路由。一旦RREQ包在目的地处 被接收，D就可W朝向S单播回RREP包。可W假设，接收RREP的每一网络设备已经接收触发 RREP的RREQ，且因此接收RREP的每一网络设备已经具有到S的路由。给定包含在RREP中的信 息，接收设备可W通过沿着到S的路径将RREP重新传输到下一停止来更新或产生到D的路 由。如果接收RREP(例如，用于到D的路由的S的发现）的设备不具有用于源S的路由，那么所 述设备可W向目的地D回复RERR消息。
[0006] 在常规ad-hoc按需模型中，执行路由维持W便避免过早地从路由表擦除路由且导 致数据业务(data traffic)的中断。当中间转发设备X不具有用W转发包的活动链路/路由 (ac t i ve 1 i nk/rou t e)时，X还需要W RERR消息对所述源作出回应，因此节点可W重新习得 (re-learn)路由。RERR的接收通常将使得通过网络元件启动路由发现操作，所述路由发现 操作在传输触发RERR消息的包时是失败的。
[0007]每一网络路由器维持路由表，其中所述路由器存储其例如可W通过各种IGP和EGP 协议生成的路由表项(route entry)。在其中网络是稳定且静态的固定网络中，路由表的大 小在传统上是巨大的，且需要节点具有高存储能力。为了减小路由表的大小且因此增加网 络的移动性，在常规A0DV模型中，网络节点仅将活动路径(active path)保持在其路由表 中。然而，在频繁的网络变化和不同的业务的情况下，例如，频繁添加新网络节点，运样产生 大量路由请求。大量路由请求的广播往往会加重网络业务、增加干扰且消耗更多功率，运是 极不合需要的。
【发明内容】
[000引因此，提供ad-hoc按需路由机制将是有利的，通过所述机制可W发现数据传输路 由W减少通信流量。
[0009] 本发明的实施例采用网络的集中控制实体来直接与路由请求网络设备(route- requesting network device) 或源设备通信， W 便发现数据传输路径 W 及 W集中式方式执 行离线路由计算(off line route computation)。集中控制实体或中央控制器能够获得网 络的拓扑信息，且由此通常可W全面地且有效地确定用于节点的路由而不依赖于消息在中 间网络节点当中的传输。源网络设备可W用单播路由请求查询中央控制器而不必触发到网 络的广播。作为响应，中央控制器可W基于网络的拓扑信息识别连接源设备和指定目的地 设备的可行路由，并且将路由响应发送回到源设备。通过利用此中央控制，可W从网络离线 执行路由计算，而不需要触发RREQ/RREP消息的广播风暴。中央控制器还可W连同其它网络 节点一起接收广播路由请求。因此，可W提供所述源设备W从两个所得路由（resultant routes)进行选择，一个路由通过所述中央控制器W集中式方式计算，另一个路由通过目的 地设备提供。此外，中央控制器可W通过并入全局约束具体用于约束路由的计算（the central controller can be used specifically for computation of constrained routes by inco;rporating global constraints)。中央控制器可W实施为软件或硬件逻 辑，且物理上可W在网络中分布或者集中。中央控制器可W是在软件定义网络(SDN)中的控 制管理器。
[0010] 在本发明的一个实施例中，在包括多个网络节点和中央控制器的ad-hoc通信网络 中路由数据的方法包括：（1)接收从第一网络节点发送到中央控制器的路由请求，其中所述 路由请求包括用W识别用于将数据从第一网络节点路由到第二网络节点的传输路径的请 求；（2)在中央控制器处，响应于路由请求基于该ad-hoc通信网络的拓扑确定识别的传输路 径（identified transmission path)，其中所述识别的传输路径可用于在第一网络节点与 第二网络节点之间的数据传输；W及(3)通过单播将路由响应发送到第一网络节点，其中所 述路由响应识别该识别的传输路径。
[0011] 前文是概述且因此必然地包含细节的简化、概括和省略；因此，所属领域的技术人 员将了解所述概述仅是说明性的且并不意图W任何方式进行限制。如仅由权利要求书界定 的本发明的其它方面、发明性特征W及优点将在下文阐述的非限制性【具体实施方式】中变得 显而易见。
【附图说明】
[0012] 本发明的实施例将通过阅读结合附图获取的W下详细描述而得到更好的理解，其 中相同的参考标号指定相同的元件且其中：
[0013] 图1A是图示根据本发明的实施例的其中可W响应于单播路由请求通过中央控制 器确定数据传输路径的示例性网络的图式。
[0014] 图1B是描绘根据本发明的实施例的用于网络节点通过向中央控制器发送单播路 由请求来发现在ad-hoc按需网络中的路由的示例性过程的流程图。
[0015] 图2A是图示根据本发明的实施例的其中可W响应于广播路由请求通过中央控制 器确定数据传输路径的示例性网络的图式。
[0016] 图2B是描绘根据本发明的实施例的用于网络节点通过将路由请求广播到中央控 制器和其它网络节点来发现在ad-hoc按需网络中的路由的示例性过程的流程图。
[0017] 图3A是图示根据本发明的实施例的其中可W通过中央控制器确定满足路由约束 的数据传输路径的示例性网络的图式。
[0018] 图3B是描绘在本发明的实施例的情况下用于网络节点通过将特定路由请求单播 到中央控制器来发现在ad-hoc按需网络中具有约束的路由的示例性过程的流程图。
[0019] 图4是图示根据本发明的实施例的其中中央控制器可W用于在ad-