一种跨域跨簇多跳传输方法、装置及相关设备

技术领域

本申请涉及簇间通信技术领域，具体涉及一种跨域跨簇多跳传输方法、装置及相关设备。

背景技术

现如今，有人无人协同组网需要可扩展的分级分簇自组网技术来实现大规模自组织网络的动态拓扑控制、无线资源管理和网络容量提升。无人平台的高速移动、能量有限性、平台间链路的动态性以及面向任务等特征给大规模无人集群自组网的分簇机制带来了新的挑战。多任务联盟组网自组网系统主要承担目标引导等任务。典型地，任务分簇间的跨域跨簇传输以面向任务的组播形式存在，比如目标引导任务集群为攻击集群提供远程指导信息。

但是，现有的面向任务组播的任务分簇间的跨域跨簇传输的可靠性较低，其安全性得不到完全保障。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高传输可靠性的跨域跨簇多跳传输方法、装置及相关设备。

第一方面，本申请提供了一种跨域跨簇多跳传输方法，该方法包括：

在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输；

若是，则利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致；

若是，则利用簇首节点根据簇间传输路径，将数据分组跨域跨簇传输到接收方。

在其中一个实施例中，在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输，包括：

在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点提取出数据分组的任务识别号字段作为组播地址；

利用簇首节点根据组播地址，判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输。

在其中一个实施例中，利用簇首节点根据组播地址，判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输，包括：

利用簇首节点根据组播地址，从预设表格中查询对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输；其中，预设表格中存储组播地址与传输方式的对应关系。

在其中一个实施例中，簇间传输路径是通过如下步骤得到的：

基于k跳任务分簇算法构建多个任务分簇；

接收每个任务分簇的簇首节点发送的面向簇间通信的簇首通信报文；

利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径。

在其中一个实施例中，利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径，包括：

采用AOMDV(Ad hoc On-demand Multipath Distance Vector，按需多径距离矢量)反应式路由策略，利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径。

第二方面，本申请还提供了一种跨域跨簇多跳传输装置，装置包括：

判断模块，用于在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输；

查询模块，用于若是，则利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致；

传输模块，用于若是，则利用簇首节点根据簇间传输路径，将数据分组跨域跨簇传输到接收方。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述跨域跨簇多跳传输方法的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述跨域跨簇多跳传输方法的步骤。

第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述跨域跨簇多跳传输方法的步骤。

上述跨域跨簇多跳传输方法，在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输，若是，则利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致，若是，则利用簇首节点根据簇间传输路径，将数据分组跨域跨簇传输到接收方。相比于现有技术的方法中可靠性较低，其安全性得不到完全保障，本申请的跨域跨簇多跳传输方法能够提高传输可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中跨域跨簇多跳传输方法的流程示意图；

图2为一个实施例中判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输的流程示意图；

图3为一个实施例中得到簇间传输路径的流程示意图；

图4为一个实施例中跨域跨簇多跳传输装置的结构框图；

图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

现如今，有人无人协同组网需要可扩展的分级分簇自组网技术来实现大规模自组织网络的动态拓扑控制、无线资源管理和网络容量提升。无人平台的高速移动、能量有限性、平台间链路的动态性以及面向任务等特征给大规模无人集群自组网的分簇机制带来了新的挑战。多任务联盟组网自组网系统主要承担目标引导等任务。典型地，任务分簇间的跨域跨簇传输以面向任务的组播形式存在，比如目标引导任务集群为攻击集群提供远程指导信息。但是，现有的面向任务组播的任务分簇间的跨域跨簇传输的可靠性较低，其安全性得不到完全保障。基于此，本申请实施例提供一种跨域跨簇多跳传输方法，以改善上述技术问题。

在一个实施例中，图1是根据本申请实施例提供的一种跨域跨簇多跳传输方法，且以该方法应用于服务器为例进行说明，该方法包括以下步骤：

S101，在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输。

可选的，数据分组传输请求可以是发送方为了向接收方传输数据分组而需要通过向簇首节点发送的，利用簇首节点将数据分组传输到接收方的请求。

需要说明的是，面向任务组播的数据分组包括多个字段，例如，同步头、包类型、任务识别号、下一跳地址、TTL(Time to Live，生存时间)、长度和数据内容，表1示出了面向任务组播的数据分组的格式。

表1：面向任务组播的数据分组的格式

其中，面向任务组播的数据分组字段含义如下：

a)同步头，字段128bit，用于物理层通信的比特定时同步；

b)包类型，字段4bit，用于识别当前的包类型，并且在包类型为TypeData时为数据分组；

c)任务识别号，字段8bit，用于标识目的分簇的任务号以用作组播地址；

d)下一跳地址，字段16bit，用于标识簇间传输的下一跳转发地址；

e)TTL字段，字段4bit，用于标识簇内组播传输的生存期，初始值为k，通信次数减少至0时，停止继续通信；

f)长度字段，字段16比特，用于标识数据内容的长度；

g)数据内容字段不定长，用于承载有效数据内容；

具体的，在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，此时需要利用簇首节点判断对数据分组的传输是跨域跨簇传输还是簇内传输。

S102，若是，则利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致。

可选的，在利用簇首节点判断出对数据分组的传输是跨域跨簇传输的情况下，再利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致。

需要说明的是，在利用簇首节点判断出对数据分组的传输是簇内组播的情况下，采用k跳限制性洪泛方法进行簇内数据分组的通信分发，接收到数据分组的邻节点一边进行接收处理，同时进行转发，并将TTL生存期减1。当TTL生存期减至0时，停止转发，使得k跳范围内的所有成员节点都能接收到跨域跨簇转发的数据分组。

S103，若是，则利用簇首节点根据簇间传输路径，将数据分组跨域跨簇传输到接收方。

可选的，在查询下一跳节点身份号和本节点身份号一致的情况下，便可利用簇首节点将数据分组跨域跨簇传输到接收方。

需要说明的是，在接收方接收数据分组的过程中，本任务分簇内的其他节点，由于任务号不属于本簇，在接收处理时直接将数据分组过滤掉，不进行接收处理，从而可以减少处理开销。

上述跨域跨簇多跳传输方法，在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输，若是，则利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致，若是，则利用簇首节点根据簇间传输路径，将数据分组跨域跨簇传输到接收方。相比于现有技术的方法中可靠性较低，其安全性得不到完全保障，本申请的跨域跨簇多跳传输方法能够提高传输可靠性。

在上述实施例的基础上，通过图2对判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输的步骤进行了分解细化。如图2所示，包括如下实现过程：

S201，在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点提取出数据分组的任务识别号字段作为组播地址。

S202，利用簇首节点根据组播地址，判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输。

可选的，由于预设表格中存储组播地址与传输方式的对应关系，因此利用簇首节点根据组播地址，从预设表格中能够查询出对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输。

可以理解的是，本实施例中给出了判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输的一种可能的实现方式，为后续进行跨域跨簇多跳传输的运行状态奠定了基础。

在上述实施例的基础上，通过图3对得到簇间传输路径的步骤进行了分解细化。如图3所示，包括如下实现过程：

S301，基于k跳任务分簇算法构建多个任务分簇。

可选的，可基于群体聚类的k跳任务分簇算法构建和维护多个任务分簇。每个任务分簇都具备主/备两个簇首，支持异常条件下的主备快速切换和分簇快速重组。

为了保证各任务分簇的簇间通信，每个任务分簇都会选出一个个或多个边缘节点作为网关，以承担簇间通信的转发路径。

S302，接收每个任务分簇的簇首节点发送的面向簇间通信的簇首通信报文。

在任务分簇初始化完成后，每个任务分簇的簇首节点周期性地发送簇首通信报文。为了保证簇内和簇间通信的互不干扰，簇首采用两个独立通道或半双工方式分别进行簇内通信和簇间通信。面向簇间通信的簇首通信报文，通过网关节点扩散到其他分簇，用于建立簇间传输路径。

簇间多径路由的构建采用AOMDV反应式路由策略进行动态路由建立。AOMDV协议在AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector，按需距离矢量)协议基础上进行了扩展，在不引入额外的控制报文前提下，采用AODV协议的RREQ(Route REQuest，路由请求)报文和RREP(Route REPLY，路由应答)报文依靠中间节点逐跳转发的方式在一次路由发路由请求现过程中立多条无环和链路不相交路径。

与AODV协议相比，AOMDV协议在路由发现次数和建立的多条路径平均端到端延时等性能更优，由于AOMDV协议采用主路径传输数据分组，在路径失效后可以切换备份路径继续通信，可以通过多径冗余保证数据传输的到达率。

S303，利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径。

可选的，采用AOMDV反应式路由策略，利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径。

可以理解的是，本实施例中给出了得到簇间传输路径的一种可能的实现方式，为后续进行跨域跨簇多跳传输的运行状态奠定了基础。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的跨域跨簇多跳传输方法的跨域跨簇多跳传输装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个跨域跨簇多跳传输装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于跨域跨簇多跳传输方法的限定，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，通过图4示出了一个实施例中跨域跨簇多跳传输装置的结构框图。如图3所示，提供了一种跨域跨簇多跳传输装置4，其中装置4包括判断模块40、查询模块41和传输模块42，其中：

判断模块40，用于在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输；

查询模块41，用于若是，则利用簇首节点查询下一跳节点身份号和本节点身份号是否一致；

传输模块42，用于若是，则利用簇首节点根据簇间传输路径，将数据分组跨域跨簇传输到接收方。

上述跨域跨簇多跳传输装置，通过多目摄像仪包括的多个摄像头分别监控待监测对象多个不同方向的图像；多个摄像头上均涂有光敏材料，光敏材料用于利用在光照下释放出的电子产生电荷，并发送到模数转换器；通过模数转换器将电荷转换成的模拟电压信号转换成数字信号，并发送到中央控制处理器；通过中央控制处理器对数字信号进行处理，得到处理后的多个不同方向的图像，并将多个不同方向的图像均转换成多个视频流推送到客户端分别进行显示，以供客户端同时监控待监测对象多个不同方向的运行状态。相比于现有技术的装置无法同时对多方向进行监控且监控精度较差，本申请的跨域跨簇多跳传输装置能够满足同时对多方向进行监控的需求，提高了监控效率，且该装置大大改善了监控精度。

在其中一个实施例中，跨域跨簇多跳传输系统还包括图像传感器，图像传感器与模数转换器、中央控制处理器互连，上述转换模块31具体用于：

通过模数转换器将电荷转换成的模拟电压信号转换成数字信号，并发送到图像传感器；通过图像传感器接收数字信号，并通过定焦移动产业处理器接口MIPI连接将数字信号发送到中央控制处理器。

在其中一个实施例中，上述判断模块40具体包括：

提取单元，用于在簇首节点接收到发送方发送的数据分组传输请求时，利用簇首节点提取出数据分组的任务识别号字段作为组播地址；

判断单元，用于利用簇首节点根据组播地址，判断对数据分组的传输是否是跨域跨簇传输。

在其中一个实施例中，簇间传输路径是通过如下步骤得到的：

基于k跳任务分簇算法构建多个任务分簇；接收每个任务分簇的簇首节点发送的面向簇间通信的簇首通信报文；利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径。

在其中一个实施例中，上述装置4具体包括：

建立模块，用于采用AOMDV反应式路由策略，利用面向簇间通信的簇首通信报文，建立簇间传输路径。

上述跨域跨簇多跳传输装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和收发器。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的收发器用于在处理器的控制下执行接收数据或发送数据的操作。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储样本数据等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种跨域跨簇多跳传输方法。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的，计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器实现各实施例中的原理和具体过程可参见前述实施例中跨域跨簇多跳传输方法实施例中的说明，此处不再赘述。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现各实施例中的原理和具体过程可参见前述实施例中跨域跨簇多跳传输方法实施例中的说明，此处不再赘述。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现各实施例中的原理和具体过程可参见前述实施例中跨域跨簇多跳传输方法实施例中的说明，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请所涉及的信息(包括但不限于本申请中数据分组中的数据等)，均为经过各方充分授权的信息或数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。