基于SDN的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能量高效型路由算法

摘" 要： 在智能制造背景下，為了提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的靈活性和能量使用效率，提出基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能量高效路由算法（SDERA）。基于SDN數(shù)據(jù)平面和控制平面分離的思想，構(gòu)建了新型的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型，控制器根據(jù)應(yīng)用需求、節(jié)點(diǎn)的剩余能量和負(fù)載等因素，計(jì)算全局最優(yōu)路由策略并分發(fā)給交換節(jié)點(diǎn)，交換節(jié)點(diǎn)按照控制器的決策在不同的邏輯子網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。當(dāng)節(jié)點(diǎn)和鏈路質(zhì)量信息以及應(yīng)用需求發(fā)生變化時(shí)，控制器可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整路由策略，提高能量使用效率和網(wǎng)絡(luò)性能。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該路由算法有效地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，提高了網(wǎng)絡(luò)的能量使用效率。

關(guān)鍵詞： SDERA; 軟件定義網(wǎng)絡(luò); 工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò); 路由算法; 智能制造; 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)

中圖分類號(hào)： TN915.02?34; TP393" " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " " " " " " " " " 文章編號(hào)： 1004?373X（2019）21?0023?05

Abstract： In order to improve the flexibility and energy?efficiency of industrial wireless network in the context of intelligent manufacturing， the software defined energy?efficient routing algorithm （SDERA） for industrial wireless network is devised in this paper. On the basis of the idea of software defined networking （SDN） which makes data plane and control plane separated， a novel industrial wireless network architecture is built. The global optimal routing strategy is calculated by the controller and distributed to the switching nodes according to the application requirements， residual energy and load of the nodes. The switching nodes retransmit packets in different logical subnets according to the decision of the controller. When quality information of the nodes and links， and application requirements change， the controller can dynamically adjust routing strategies to improve energy application efficiency optimize network performance. The simulation results show that SDERA meets the requirements of industrial data transmission and can effectively prolong the life cycle of the network.

Keywords： SDERA; software defined networking; industrial wireless network; routing algorithm; intelligent manufacturing; data package forwarding

0" 引" 言

第四次工業(yè)革命的核心技術(shù)是智能制造[1]，通過(guò)對(duì)機(jī)器狀態(tài)和生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控，能有效地預(yù)測(cè)機(jī)器故障并優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。在智能制造背景下，工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大、新型應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，這就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的能耗激增。降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，提高網(wǎng)絡(luò)的能量使用效率成為工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)用化發(fā)展的關(guān)鍵。此外，目前大多數(shù)聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備資源有限，一旦部署就要使用很長(zhǎng)時(shí)間，難以根據(jù)工業(yè)應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源和路由策略，網(wǎng)絡(luò)的靈活性較差，因此現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不再適用于智能制造環(huán)境，迫切需要新的體系結(jié)構(gòu)和新的路由算法來(lái)支持工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）是一種新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它分離了控制平面和數(shù)據(jù)平面，控制平面集中式的管理使得網(wǎng)絡(luò)可以基于全網(wǎng)視圖進(jìn)行路由決策，并且提高了新功能部署和實(shí)施的靈活性;網(wǎng)絡(luò)的可編程性使得控制平面與數(shù)據(jù)平面之間的雙向通信成為可能[2?3]，達(dá)到簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理與調(diào)度的目的。因此，將SDN思想引入工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)設(shè)計(jì)中，由控制平面基于全網(wǎng)視圖進(jìn)行決策，可以降低工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的復(fù)雜度和硬件成本，有效提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和能量使用效率。目前，國(guó)內(nèi)外將二者結(jié)合的研究還在初期階段，尚未有較為成熟的理論成果，因此對(duì)基于 SDN 思想的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由算法進(jìn)行研究具有必要性和迫切性。

為此，本文基于SDN思想提出軟件定義的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能量高效路由算法（Software Defined Energy?efficient Routing Algorithm，SDERA），控制器根據(jù)全局的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)地調(diào)整路由決策，均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗，提高網(wǎng)絡(luò)的能量使用效率和靈活性。

1" 相關(guān)工作

學(xué)術(shù)界開展了大量關(guān)于工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的研究。文獻(xiàn)[4]分析了基于IEEE 802.11，IEEE 802.15.1和IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能問(wèn)題;文獻(xiàn)[5]研究了WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)中的匯聚傳輸問(wèn)題，并提出了一種優(yōu)化時(shí)延的傳輸調(diào)度策略;文獻(xiàn)[6]提出一種基于ISA100.11a的工業(yè)認(rèn)知無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法，有效地增加了網(wǎng)絡(luò)吞吐量并降低端到端延遲;文獻(xiàn)[7]從信道爭(zhēng)用、傳輸沖突等角度分析了基于WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的端到端通信延遲，并且通過(guò)計(jì)算得出了延遲的時(shí)間范圍。上述研究?jī)?nèi)容雖然從某一個(gè)方面或某一個(gè)指標(biāo)滿足了工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信需求，但很難根據(jù)全局的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息及時(shí)調(diào)整路由策略，難以滿足智能制造背景下用戶個(gè)性化定制產(chǎn)品等應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求。

SDN是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[8]提出的OpenFlow是SDN最初的原型實(shí)現(xiàn)，它主要應(yīng)用在大學(xué)校園和互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)中，由OpenFlow交換機(jī)和控制器兩部分組成。文獻(xiàn)[9]分析了互聯(lián)網(wǎng)域間路由的主要問(wèn)題，提出了基于SDN的域間路由機(jī)制。文獻(xiàn)[10]將流量分類技術(shù)應(yīng)用于SDN中，網(wǎng)絡(luò)能夠區(qū)分不同的應(yīng)用，并根據(jù)數(shù)據(jù)流在帶寬和延時(shí)方面的需求智能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的配置。此外，文獻(xiàn)[11?12]分別把SDN應(yīng)用到了移動(dòng)接入網(wǎng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)?？傮w來(lái)看，目前關(guān)于SDN的研究主要是面向數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的主干網(wǎng)領(lǐng)域，研究的內(nèi)容主要集中在SDN的可擴(kuò)展性、SDN的規(guī)模部署與跨域通信、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與SDN共存等方面，基于SDN的思想設(shè)計(jì)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由算法目前仍十分罕見。

2" SDERA路由算法

2.1" 網(wǎng)絡(luò)模型

用有向圖[G=（V，E）]表示工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其中，[V]表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的集合，[E]表示網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線鏈路的集合，如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)包括控制器C、感知節(jié)點(diǎn)[fi]、交換節(jié)點(diǎn)[sj]和接入節(jié)點(diǎn)[ak]?？刂破鰿位于監(jiān)測(cè)區(qū)域的中心，擁有網(wǎng)絡(luò)的全局狀態(tài)視圖和無(wú)限的能量供給，能夠智能分配網(wǎng)絡(luò)資源和優(yōu)化路由選擇;感知節(jié)點(diǎn)[fi]能夠感知現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及環(huán)境信息，并將其發(fā)送給交換節(jié)點(diǎn);交換節(jié)點(diǎn)[sj]能夠感知工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息，還能依據(jù)控制器C下發(fā)的規(guī)則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包;接入節(jié)點(diǎn)[ak]能夠?qū)sj]發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，然后將其發(fā)送給云/霧計(jì)算中心。

網(wǎng)絡(luò)中的鏈路包含控制器與交換節(jié)點(diǎn)間的鏈路、交換節(jié)點(diǎn)間的鏈路以及感知節(jié)點(diǎn)與交換節(jié)點(diǎn)間的鏈路等。由于無(wú)線鏈路具有不對(duì)稱性，將交換節(jié)點(diǎn)[si]到[sj]的無(wú)線鏈路記為[eij∈E]，反向鏈路記為[eji]，將交換節(jié)點(diǎn)[si]到感知節(jié)點(diǎn)[fj]的無(wú)線鏈路記為[eij∈E]，[RSSIij]表示無(wú)線鏈路[eij]的RSSI值。

2.2" 路由算法設(shè)計(jì)

SDERA路由算法由“網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息收集”“路由計(jì)算”“路由規(guī)則下發(fā)”“數(shù)據(jù)傳輸”和“節(jié)點(diǎn)信息更新”五部分組成?？刂破髦芷谛缘厥占?jié)點(diǎn)和鏈路狀態(tài)信息，建立全局的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并分別為緊急數(shù)據(jù)包和普通數(shù)據(jù)包動(dòng)態(tài)地計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)路徑，將其分配在不同的邏輯子網(wǎng)中傳輸，均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗。當(dāng)應(yīng)用需求或者節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息發(fā)生變化時(shí)，控制器能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整路由決策，從而提高能量使用效率。

2.2.1" 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息收集

控制器C向網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)廣播初始化消息HELLO?EO （hello?everyone） 數(shù)據(jù)包，交換節(jié)點(diǎn)[si]在收到HELLO?EO數(shù)據(jù)包后向控制器C發(fā)送BACK?HELLO數(shù)據(jù)包，同時(shí)[si]向周邊節(jié)點(diǎn)廣播Query數(shù)據(jù)包，獲取鄰近的感知節(jié)點(diǎn)[fj]和交換節(jié)點(diǎn)[sj]的信息。

感知節(jié)點(diǎn)[fj]接收到來(lái)自控制器C的HELLO?EO數(shù)據(jù)包后進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)它收到交換節(jié)點(diǎn)[si]發(fā)送的Query數(shù)據(jù)包后，向[si]發(fā)送BACK_Query消息。如果[fj]接收到來(lái)自不同交換節(jié)點(diǎn)的多個(gè)Query數(shù)據(jù)包，則比較接收數(shù)據(jù)包的RSSI值，選擇信號(hào)最強(qiáng)的交換節(jié)點(diǎn)[si]發(fā)送BACK_ Query消息。[si]收到[fj]的反饋信息后，將其加入到自己的管轄節(jié)點(diǎn)集合[Vic]中，即：

當(dāng)[sj]接收到鄰居交換節(jié)點(diǎn)[si]的Query數(shù)據(jù)包以后，向其發(fā)送Back_S_Query數(shù)據(jù)包，[si]收到反饋信息后，將[sj]加入鄰居節(jié)點(diǎn)集合[Vin]中，即：

[si]將自己的管轄節(jié)點(diǎn)集合[Vic]、鄰居節(jié)點(diǎn)集合[Vin]以及剩余能量和CPU負(fù)載等信息發(fā)送給控制器C?？刂破鰿接收到所有交換節(jié)點(diǎn)的信息后，掌握了全局的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。

2.2.2" 路由計(jì)算

控制器C完成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息收集后，掌握了網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，接下來(lái)進(jìn)行路由計(jì)算。根據(jù)工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸需求，將網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包分為緊急數(shù)據(jù)包和普通數(shù)據(jù)包兩種，控制器C將其分配在不同的虛擬子網(wǎng)中傳輸，以便最小化普通數(shù)據(jù)包對(duì)緊急數(shù)據(jù)包的影響。

針對(duì)緊急數(shù)據(jù)包，控制器以交換節(jié)點(diǎn)[si]與[sj]間的一跳傳輸延時(shí)[di，j]為度量，采用Dijkstra算法計(jì)算每一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)[si]到任意接入節(jié)點(diǎn)[ak]的最短路徑：

[pi，k=arg minpi，j∈pdi，j] （3）

如果一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)[si]存在到達(dá)不同接入節(jié)點(diǎn)（如[ak，ak+1，…]）的多條路徑[p（i，k），p（i，k+1）]，[…]，滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延需求，則根據(jù)式（4）選取中繼節(jié)點(diǎn)剩余能量較多，且到達(dá)隊(duì)列占用率較低的接入節(jié)點(diǎn)的路徑[p（i，l）]為轉(zhuǎn)發(fā)路徑，從而均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和能量消耗。

式中：[α∈（0，1）]是一個(gè)常數(shù)，表示接入節(jié)點(diǎn)[ak]的隊(duì)列占用率所占權(quán)重;[Lak]為接入節(jié)點(diǎn)[ak]的隊(duì)列占用率，其值為百分?jǐn)?shù);[j=1Ekj]為路徑[p（i，k）]上所有節(jié)點(diǎn)的剩余能量的和;[Ekall]為路徑上全部節(jié)點(diǎn)的初始能量的和。

針對(duì)普通數(shù)據(jù)包，控制器C根據(jù)式（5）計(jì)算交換節(jié)點(diǎn)的負(fù)載因子：

式中：[Ei]為節(jié)點(diǎn)[si]的剩余能量;[Eaver]為網(wǎng)絡(luò)中所有交換節(jié)點(diǎn)剩余能量的平均值;[Lsk]表示[si]的隊(duì)列占用率，其值為百分?jǐn)?shù)。控制器C以節(jié)點(diǎn)的負(fù)載因子為度量，采用Dijkstra算法計(jì)算交換節(jié)點(diǎn)[si]到處理器負(fù)載最輕的接入節(jié)點(diǎn)[ak]的最短路徑：

由此將普通數(shù)據(jù)包分配在剩余能量高、負(fù)載較輕的交換節(jié)點(diǎn)中傳輸，均衡網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。

路由計(jì)算過(guò)程偽碼描述如下：

2.2.3" 路由規(guī)則下發(fā)

控制器完成路由計(jì)算以后，為每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)中的緊急數(shù)據(jù)包和普通數(shù)據(jù)包分別計(jì)算了到達(dá)最優(yōu)接入節(jié)點(diǎn)的路徑，接下來(lái)要將路由規(guī)則分發(fā)給交換節(jié)點(diǎn)，由交換節(jié)點(diǎn)按照路由規(guī)則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由規(guī)則報(bào)文中包含了緊急數(shù)據(jù)包和普通數(shù)據(jù)包到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)地址等內(nèi)容，路由規(guī)則報(bào)文格式如表1所示。

2.2.4" 數(shù)據(jù)傳輸

當(dāng)感知節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，先將數(shù)據(jù)包發(fā)給管轄自己的交換節(jié)點(diǎn)，交換節(jié)點(diǎn)為接收到的數(shù)據(jù)包匹配報(bào)文類型，然后根據(jù)控制器下發(fā)的路由規(guī)則找到下一跳節(jié)點(diǎn)地址，將數(shù)據(jù)包發(fā)往下一跳交換節(jié)點(diǎn)。

們到達(dá)接入節(jié)點(diǎn)以后，接入節(jié)點(diǎn)要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包的跳數(shù)、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)、發(fā)送時(shí)間和接收時(shí)間等信息，并將統(tǒng)計(jì)信息以及自己的處理器負(fù)載信息發(fā)送給控制器?？刂破鞲鶕?jù)接收到的統(tǒng)計(jì)信息估算網(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點(diǎn)的剩余能量。

2.2.5" 節(jié)點(diǎn)信息更新

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一段時(shí)間以后，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，此外節(jié)點(diǎn)的新增和失效都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，因此交換節(jié)點(diǎn)要周期地發(fā)送Query數(shù)據(jù)包來(lái)更新鄰居節(jié)點(diǎn)和管轄節(jié)點(diǎn)信息。交換節(jié)點(diǎn)要將新的鄰居節(jié)點(diǎn)列表、管轄節(jié)點(diǎn)列表以及自身狀態(tài)信息（剩余能量和隊(duì)列占用率等）發(fā)送給控制器，控制器將新收到的每一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息和估算的剩余能量進(jìn)行比較，當(dāng)它們的差值大于[γ]時(shí)，控制器則根據(jù)更新的全網(wǎng)信息重新計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)路徑并下發(fā)新的路由規(guī)則，從而及時(shí)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。

3" 仿真實(shí)驗(yàn)

本文采用OMNET++仿真平臺(tái)對(duì)SDERA算法的性能進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并與圖路由算法進(jìn)行比較，主要從3個(gè)方面評(píng)估SDERA算法的性能：端到端的平均傳輸延時(shí);網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性;網(wǎng)絡(luò)的有效生存周期。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置如表2所示。

在平均傳輸延時(shí)比較實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定緊急數(shù)據(jù)包（HR? SDERA）的延時(shí)約束[THR=0.1]s;普通數(shù)據(jù)包（LR? SDERA）的延時(shí)約束[TLR=]1 s。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在SDERA算法中，隨著網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流數(shù)量的增加，緊急數(shù)據(jù)包的傳輸延時(shí)在端到端的時(shí)延約束下平緩上升，當(dāng)數(shù)據(jù)流的數(shù)量達(dá)到22個(gè)時(shí)，時(shí)延約束仍小于0.1 s，始終低于圖路由算法的延時(shí);普通數(shù)據(jù)包在剩余能量高、負(fù)載較低的鏈路中傳輸，其端到端延時(shí)曲線會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化出現(xiàn)輕微波動(dòng)，其延時(shí)略高于圖路由算法，如圖2所示。

本文通過(guò)增加節(jié)點(diǎn)密度產(chǎn)生的控制包數(shù)量來(lái)反映網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。在SDERA算法中，感知節(jié)點(diǎn)要將在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集的信息發(fā)送給交換節(jié)點(diǎn)，由交換節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信息，無(wú)需維護(hù)路由消息，雖然控制器和交換節(jié)點(diǎn)間的通信會(huì)增加額外的數(shù)據(jù)包，但數(shù)據(jù)量不大，總體來(lái)講感知節(jié)點(diǎn)的增加并沒有大幅度增加網(wǎng)絡(luò)中控制包的數(shù)量;在圖路由中，所有節(jié)點(diǎn)都要參與數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，新增節(jié)點(diǎn)帶來(lái)了較大的網(wǎng)絡(luò)開銷。因此，SDERA算法較圖路由算法具有較好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)達(dá)到400個(gè)時(shí)，SDERA算法在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性方面的優(yōu)勢(shì)更加明顯，如圖3所示。

此外，SDERA算法能夠根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量動(dòng)態(tài)調(diào)整路由策略，并且根據(jù)數(shù)據(jù)的類型匹配相應(yīng)的策略，從而均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗。SDERA算法針對(duì)緊急數(shù)據(jù)包，在滿足時(shí)延需求的路徑中選取中繼節(jié)點(diǎn)剩余能量多，到達(dá)隊(duì)列占用率低的接入節(jié)點(diǎn)的路徑為轉(zhuǎn)發(fā)路徑;針對(duì)普通數(shù)據(jù)包，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量和負(fù)載因子，選取剩余能量高、負(fù)載較輕的節(jié)點(diǎn)為下一跳節(jié)點(diǎn)，當(dāng)仿真時(shí)間達(dá)到2 000 min時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)仍能夠較好的存活。與圖路由算法相比，SDERA算法有效延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存周期，如圖4所示。

4" 結(jié)" 語(yǔ)

本文基于SDN的思想設(shè)計(jì)了能量高效的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由算法SDERA?？刂破鲹碛腥值木W(wǎng)絡(luò)視圖，根據(jù)工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸需求將數(shù)據(jù)包分配在不同的邏輯子網(wǎng)中傳輸，達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)能量使用效率的目的;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，控制器能及時(shí)調(diào)整路由策略，在滿足工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸需求的同時(shí)，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和能量使用效率。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該路由算法在提高網(wǎng)絡(luò)能量使用效率方面表現(xiàn)出較好的性能。

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