阅读说明：本技术 知识中心网络的知识路由方法及装置 (Knowledge routing method and device of knowledge center network ) 是由 许长桥 杨树杰 皮文超 赵楠 郝昊 谢海永 刘弋峰 王亚珅 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供一种知识中心网络的知识路由方法及装置,该方法包括：路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包；路由节点根据所述知识数据包中的目的地址,计算从源节点到目的节点的转发路径,并经由中间跳路由节点,转发至目的节点所在分组的路由节点,以供最终转发至所述目的节点；其中,所有节点按节点类型进行分组,每一分组由一个路由节点,和一个或多个普通节点构成,或者仅由一个路由节点构成,每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。该方法避免了传统路由算法中路由闭环和收敛速度慢等问题。在知识网络中,路由路径无需各个节点自己计算,而是由本组的路由节点计算,提高了知识包的传输效率,具有较高的准确率和较低的延迟率。(The embodiment of the invention provides a knowledge routing method and a knowledge routing device of a knowledge center network, wherein the method comprises the following steps: the routing node receives a knowledge data packet sent by source nodes in the same group; the routing node calculates a forwarding path from the source node to the destination node according to the destination address in the knowledge data packet, and forwards the forwarding path to the routing node of the packet where the destination node is located through the intermediate hop routing node for final forwarding to the destination node; all nodes are grouped according to node types, each group is composed of one routing node and one or more common nodes or only one routing node, and each routing node is connected with all common nodes of the corresponding group. The method avoids the problems of closed loop routing, low convergence speed and the like in the traditional routing algorithm. In the knowledge network, the routing path is calculated by the routing nodes of the group without each node, so that the transmission efficiency of the knowledge packet is improved, and the knowledge packet has higher accuracy and lower delay rate.)

知识中心网络的知识路由方法及装置

技术领域

本发明涉及网络数据传输领域，尤其涉及一种知识中心网络的知识路由方法及装置。

背景技术

在传统IP网络中，是通过32个二进制位的数字串组成一个ip地址。二进制IP地址难于阅读，因此人们以8位二进制为一组，将这32个位划分为四个八位字节组成十进制的IP地址。路由转发时，需要先在路由表中找到该地址对应的转发端口，对这个32位地址的查找过程就是寻址。由于IP地址数目较少，因此采用这种全数字的方式进行编址，同时使用完全树的方式进行最长前缀匹配实现IP地址的查找。但在知识中心网络中，知识名称的数量远远大于IP地址数目，而且其中不仅仅只有数字组成，还包括字符、符号等多种形式，因此传统的寻址方式无法应用于知识名称的寻址中。同时，由于知识命名编址的复杂性，导致传统的完全树寻址方式也难以应用于知识中心网络中。

传统路由与共享机制工作在开放式系统互联(Open System Interconnect，OSI)参考模型第三层——网络层，实现数据包转发与共享。路由器通过转发数据包来实现网络互连。虽然路由器可以支持多种协议(如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等协议)，但是绝大多数路由器运行TCP/IP协议。传统路由器通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口，至少拥有1个物理端口。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。

在知识中心网络中，知识路由运行在应用层(整个知识推演网络是一个运行在应用层的覆盖网络(Overlay Network))，负责维护知识路由表，执行知识编制寻址，以高速可靠的传输方式支持对知识进行寻址和转发。

知识网络名规模巨大，远超于现有IP地址的数量，而且不同于IP地址由数字单一元素组成，知识网络名是由数字、字符、符号等多种元素组成。如何实现知识网络的低消耗、高效率的转发，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种知识中心网络的知识路由方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种知识中心网络的知识路由方法，包括：路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包；路由节点根据所述知识数据包中的目的地址，计算从源节点到目的节点的转发路径，并经由中间跳路由节点，转发至目的节点所在分组的路由节点，以供最终转发至所述目的节点；其中，所有节点按节点类型进行分组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。

进一步地，所述路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包之前，还包括：按照每个节点能够获取的知识类型，对节点进行分组。

进一步地，所有节点按节点类型进行分组之后，路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包之前，还包括：根据预设的节点性能函数，从每组节点中选出性能最优的节点作为路由节点。

进一步地，所述节点性能函数的性能参数包括：CPU性能、剩余缓存空间、电源稳定性及内核数量。

进一步地，该方法还还包括：在任一组节点中，根据节点性能函数计算每一节点的性能值并保存，若当前路由节点失效，则根据已保存的各节点的性能值选取新的路由节点，并将普通节点连接到新的路由节点。

进一步地，路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包之后，还包括：根据预设的评估模型，对其它分组的所有节点计算评估值；将所述知识数据包转发至评估值满足预设条件的节点。

进一步地，若检测到新加入的节点，则根据预设的匹配函数，确定新加入节点与每一路由节点的匹配度，将新加入节点分配至匹配度最大的路由节点所在的分组。

第二方面，本发明实施例提供一种知识中心网络的知识路由装置，包括：接收模块，用于接收同组的源节点发送的知识数据包；转发模块，用于根据所述知识数据包中的目的地址，计算从源节点到目的节点的转发路径，并经由中间跳路由节点，转发至目的节点所在分组的路由节点，以供最终转发至所述目的节点；其中，所有节点按节点类型进行分组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本发明第一方面知识中心网络的知识路由方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面知识中心网络的知识路由方法的步骤。

本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由方法及装置，在知识中心网络环境下，根据分类机制将网络中的节点划分到正确的类中，各个不同的类根据路由选择策略为每个类选择出一个路由节点，知识包的转发路径由其源节点所在类的路由节点进行计算得到，根据得到的转发路径完成转发动作。同时，避免了传统路由算法中路由闭环和收敛速度慢等问题。知识包的传输路由路径无需各个节点自己进行计算，而是将计算工作交给本组的路由节点，避免了知识包在本地进行路由查找的问题，从而大大的提高了知识包的传输效率。本发明能够使得源节点快速的向目的节点发送知识包，并且具有较高的准确率和较低的延迟率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由方法流程图；

图2为本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由系统结构图；

图3为本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由装置结构图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为减少知识路由器知识寻址的时间，降低网络时延、提高网络传输效率。解决这一问题，本发明实施例提供一种知识中心网络的知识路由方法。该方法可应用于上述知识中心网络的知识数据包转发场景，例如，多个无人机协同进行勘察，每一组无人机获取一类信息，实现组间的知识数据包的相互转发。

图1为本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由方法流程图，如图1所示，本发明实施例提供一种知识中心网络的知识路由方法，包括：

101，路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包。

在101中，所有节点已按节点类型进行分组，即每一类节点分为一组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，即每一分组至少包括一个路由节点，可以有0至多个普通节点。每一个类中根据路由选择策略选择出路由节点，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。路由节点之间可以是全连接关系，或者根据具体需求建立连接关系。源节点将要发送的消息进行构造出包含目的地址的知识数据包，源节点只需要将要发送的知识数据包发送给所在类的路由节点，即该路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包。需要说明的是，节点之间的连接可以是有线连接，也可以是无线连接，根据具体应用场景确定。

102，路由节点根据所述知识数据包中的目的地址，计算从源节点到目的节点的转发路径，并经由中间跳路由节点，转发至目的节点所在分组的路由节点，以供最终转发至所述目的节点。

在102中，路由节点根据知识包中的目的地址计算出从源点到目的节点的一条完整路径，并将该知识包进行转发，通过该路径路由节点将知识包转发给下一跳路由节点，完成转发动作。每一个路由节点接收到知识包即可按照转发路径进行转发该知识数据包，直到其到达目的节点所在分组的路由节点。

本实施例提供的知识中心网络的知识路由方法，在知识中心网络环境下，根据分类机制将网络中的节点划分到正确的类中，各个不同的类根据路由选择策略为每个类选择出一个路由节点，知识包的转发路径由其源节点所在类的路由节点进行计算得到，根据得到的转发路径完成转发动作。同时，避免了传统路由算法中路由闭环和收敛速度慢等问题。知识包的传输路由路径无需各个节点自己进行计算，而是将计算工作交给本组的路由节点，避免了知识包在本地进行进行路由查找的问题，从而大大的提高了知识包的传输效率。本发明能够使得源节点快速的向目的节点发送知识包，并且具有较高的准确率和较低的延迟率。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包之前，还包括：按照每个节点能够获取的知识类型，对节点进行分组。

每个节点根据能够获取的知识类型进行分组，例如，节点A1能够获取图像，则将A1划分到获取图像的类别中；节点B2能够获取电磁脉冲，则将B2划分到获取电磁脉冲的类别中，以此类推。图2为本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由系统结构图，如图2所示，以四类节点类型为例进行说明，A、B、C和D为路由节点，对应连接的为所在分组的普通节点。网络中类别的个数由网络达到稳定状态后节点不同类型确定。通过按照每个节点能够获取的知识类型，将网络节点划分到正确的类中，从而有利于实现知识包的正确转发，也能够实现转发的高效性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，所有节点按节点类型进行分组之后，路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包之前，还包括：根据预设的节点性能函数，从每组节点中选出性能最优的节点作为路由节点。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，节点性能函数的性能参数包括：CPU性能、剩余缓存空间、电源稳定性及内核数量。

具体地，可预先设置和定义每个节点参考性能函数P(n_i)，代表节点n_i的参考性能。

例如，可定义如下的性能参考函数：

其中c_i∈C，w_i∈W，C(cpu,rcs,ps,kn)表示评价节点性能的参数；W(w_cpu,w_rcs,w_ps,w_kn)表示各个参数所占据的权重。

Cpu项为CPU性能，可包括cpu的频率和二级缓存，其中频率越高，二级缓存越大，速度越快。rcs(remaing cache space)为剩余缓存空间；ps(power source)为电源稳定性；kn(kernel number)为内核数量；k为性能参数的个数。最后，根据参考性能函数P(n_i)在每个类中选择出性能最高的节点作为该类的路由节点。

通过预设的节点性能函数，能够选出性能强的节点作为路由节点，有利于在实现路由的计算过程中，应对较大的计算负荷，能够实现转发的高效性。

通过节点性能函数的性能参数包括：CPU性能、剩余缓存空间、电源稳定性及内核数量，能够进一步实现节点性能函数对节点性能的准确评估。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该方法还包括：在任一组节点中，根据节点性能函数计算每一节点的性能值并保存，若当前路由节点失效，则根据已保存的各节点的性能值选取新的路由节点，并将普通节点连接到新的路由节点。

考虑到路由节点存在故障的可能性，如宕机故障，此时故障路由节点所在组无法进行转发。本实施例中，在性能参考函数评估性能值的基础上，保存任一组的每一节点的性能值。例如，建立一个列表保存每一节点的性能值。若该组的当前路由节点失效，则根据性能值选取新的路由节点，如选取性能值仅次于原路由节点普通节点作为新的路由节点。同时，将剩余的普通节点连接到新的路由节点。

作为一可选实施例，若原故障路由节点恢复正常，则直接将路由节点更换为原来由故障恢复正常的，经计算性能值最大的路由节点。也可根据性能参考函数，重新计算所有节点的性能值，并再次选出路由节点。

通过若当前路由节点失效，则根据已保存的各节点的性能值选取新的路由节点，在当前路径节点失效时，仍保证网络转发的正常可用。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包之后，还包括：根据预设的评估模型，对其它分组的所有节点计算评估值；将所述知识数据包转发至评估值满足预设条件的节点。

本实施例中，知识路由过程主要分为可用性评估和分组转发。在某个设备节点产生知识后，通过预设的评估模型来评估该知识对其他设备节点的“可用性”(即将知识转发到该节点进行缓存的价值)。可以通过产生知识的节点进行计算，也可为路由节点进行计算，或者其它分组的路由节点计算后发送给当前的路由节点。知识转发时，新产生知识的设备节点通过预设的评估模型计算其它分组的所有节点(待接收新产生的知识数据包的节点)的评估值Q_i，将知识数据包转发至评估值满足预设条件的节点。例如，若Q_i大于预设的阈值threshold，则将编址后的知识数据包转发到i节点。

评估模型可根据需求设置，如根据待接收数据节点的计算能力及获取的知识类型等性能参数确定评估模型。例如，可用性评估后，A组的路由节点将接收到的知识数据包发送给可用性值最大的一个或者两个节点进行缓存该知识数据包，从而达到备份数据的目的。此情况下，可根据B,C,D组的节点剩余空间作为评估模型的评估依据，通过设置预设条件，选择其中最大的一个或者两个节点，并将数据包发送给该节点。

具体地，新产生知识的设备节点通过评估后，知识转发策略可以如下：当发现知识时，发现知识的设备进行知识寻址，查找知识地址能力表，确定目标相关知识缓存节点地址，然后构建请求报文，通过网络发送请求报文，经由网络中间节点的转发，达到目标节点，目标节点构建应答报文，同样通过网络发送应答报文。

根据预设的评估模型，对接收到的知识数据包进行可用性评估，通过对具备可用性的节点进行转发，对不具备可用性的节点不进行转发，既避免了广播带来的巨大能量消耗，又解决了单播效率低的问题。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，若检测到新加入的节点，则根据预设的匹配函数，确定新加入节点与每一路由节点的匹配度，将新加入节点分配至匹配度最大的路由节点所在的分组。

考虑到新加入的节点可能获取多种知识类型，比如同时具备图像采集器，电磁脉冲采集器等。新加入的节点和每个类的路由节点根据匹配函数计算出匹配值，匹配值反应了匹配度，将该节点加入到匹配值最大的类中，从而有利于新加入节点的准确分类，以提高网络的转发效率。匹配函数可根据需求设置，如根据获取知识的类型进行匹配函数的设定。

例如，匹配函数用于反映节点之间特征相同的程度，匹配函数的设置为：每个节点有n个特征，包含该特征为1，不包含为0。例如n个特征包含：温度传感器特征，图像采集特征，声纹采集特征，电磁脉冲感知特征。新加入节点P为(1，0，0，1)，表示该节点具有温度传感器和感知电磁脉冲的特征。两个节点的相同特征值越多，匹配函数越大。例如路由节点A为(1，0，0，1)、B为(1，0，0，0)、C为(0，0，0，1)，路由节点A与P的匹配度为2，则将P分配至路由节点A所在的分组。

本发明实施例中，结合节点分组划分机制，提出了基于分组的知识转发策略，避免了网络洪泛和精确查找带来的缺陷，实现了知识低消耗、高效率的转发。

图3为本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由装置结构图，如图3所示，该知识中心网络的知识路由装置包括：接收模块301和转发模块302。其中，接收模块301用于接收同组的源节点发送的知识数据包；转发模块302用于根据所述知识数据包中的目的地址，计算从源节点到目的节点的转发路径，并经由中间跳路由节点，转发至目的节点所在分组的路由节点，以供最终转发至所述目的节点；其中，所有节点按节点类型进行分组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。

所有节点已按节点类型进行分组，即每一类节点分为一组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，即每一分组至少包括一个路由节点，可以有0至多个普通节点。每一个类中根据路由选择策略选择出路由节点，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。路由节点之间可以是全连接关系，或者根据具体需求建立连接关系。源节点将要发送的消息进行构造出包含目的地址的知识数据包，源节点只需要将要发送的知识数据包发送给所在类的路由节点的知识路由装置的接收模块301，即接收模块301接收同组的源节点发送的知识数据包。需要说明的是，节点之间的连接可以是有线连接，也可以是无线连接，根据具体应用场景确定。

知识路由装置的转发模块302根据知识包中的目的地址计算出从源点到目的节点的一条完整路径，并将该知识包进行转发，通过转发模块302将知识包转发给下一跳路由节点，完成转发动作。每一个路由节点的接收模块301接收到知识包即可通过转发模块302按照转发路径进行转发该知识数据包，直到其到达目的节点所在分组的路由节点。

本发明实施例提供的装置实施例是为了实现上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述方法实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的知识中心网络的知识路由装置，在知识中心网络环境下，根据分类机制将网络中的节点划分到正确的类中，各个不同的类根据路由选择策略为每个类选择出一个路由节点，知识包的转发路径由其源节点所在类的路由节点进行计算得到，根据得到的转发路径完成转发动作。同时，避免了传统路由算法中路由闭环和收敛速度慢等问题。知识包的传输路由路径无需各个节点自己进行计算，而是将计算工作交给本组的路由节点，避免了知识包在本地进行路由查找的问题，从而大大的提高了知识包的传输效率。本发明能够使得源节点快速的向目的节点发送知识包，并且具有较高的准确率和较低的延迟率。

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过总线404完成相互间的通信。通信接口402可以用于电子设备的信息传输。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行包括如下的方法：路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包；路由节点根据所述知识数据包中的目的地址，计算从源节点到目的节点的转发路径，并经由中间跳路由节点，转发至目的节点所在分组的路由节点，以供最终转发至所述目的节点；其中，所有节点按节点类型进行分组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。

此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明上述各方法实施例的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：路由节点接收同组的源节点发送的知识数据包；路由节点根据所述知识数据包中的目的地址，计算从源节点到目的节点的转发路径，并经由中间跳路由节点，转发至目的节点所在分组的路由节点，以供最终转发至所述目的节点；其中，所有节点按节点类型进行分组，每一分组由一个路由节点，和一个或多个普通节点构成，或者仅由一个路由节点构成，每一路由节点和对应分组的所有普通节点均连接。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。