摘要:近年来,随着我国自组网络的发展与应用,已经在水利信息资源的开发与利用领域发挥作用,实现了水利信息的优化采集处理及存储等功能,提高雨情,旱情、水情等信息通报的精确性,为防汛抗旱决策提供了科学依据,可有效增强防洪抗灾效果。该文结合当前自组网络的实际情况,对自组网络中水文监测的应用进行分析与探讨。
关键词:自组网络 水文监测 系统 应用
随着自组织网络的应用,不需要依赖于任何的固定设施;可以快捷、简便地实现组网功能,形成一个临时性的自治系统,尤其在一些预设网络设施存在困难的地区,可有效发挥水文监测点的作用。在自组织网络中,由于无线信道具有时变性特征,再加上网络拓扑的频繁变化,可能造成链路断续现象,造成数据包的丢失。因此,对于高层应用协议来说,必须实现底层传输协议的快速访问,以更好地满足状态信息。在各个协议之间,应结合需要交换的信息进行决策,通过在自组织网络中构建网络会话、实时语音、视频信息的交互与传输等,增强分组接收的成功率。将自组织网络与水利系统网络相结合,改进传统的水文监测网络,实现异构网络之间的无缝衔接,在VOIP网络中形成扩展。
1 会话初始协议在水文监测自组网络中的应用
会话初始协议主要在互联网中实现多媒体的会话需求,通过对该协议的扩展,可应用于基层的水文监测服务中,更好地发挥自组网络作用。在网络中,针对所有的会话初始化协议客户端,设置映射表,所有水文监测节点都在该表中体现出来,并对监测节点进行维护。一般情况下,可认为P2P网络是互联网中的叠加网络形式,在服务过程中不需要额外的路由基础设施,关于P2P网络的服务发现方法,可概括为以下几方面。
(1)中心化方法
该方法主要应用于Napster系统、Skype系统中,这些系统往往不能扩展,而且容易出现单点失败现象。
(2)洪泛的方法
该方法主要应用于Cmutella系统中,以洪泛的方式对网络中邻居进行传播,确保信息能够被服务端、对等端发现。以消息数目来看,该种方法也不适宜扩展。
(3)分布式哈稀表方法
在该方法中,支持具有扩展性、结构性的叠加网络运行,通过应用哈希表,将服务、对等端映射等转变为有用的联系信息。但是P2P协议不能在独立性的节点寻址中应用,也无法满足节点随机移动特征,对于自组织网络的发展环境来看,该种方法显然不适合。
将会话初始化协议融入到自组网络中,对组织网络中的各个水文监测节点提出服务要求,应具有代理服务器或注册服务器的功能,实现会话初始化协议、IP地址绑定关系等基本操作,同时不需要其他机制的辅助作用,该种方法就是完全分布式会话初始化协议,该方法可以嵌入到服务器中,其功能不会影响终端设备的正常运行。因此,在自组网络中,水文监测用户可以实现会话初始化协议客户端的透明应用。
2 自组网络的路由分析
对于自组网络中水文监测节点来说,与传统形式的单跳无线网络有所区别,需要利用多跳数据转发机制,顺利实现数据的交换过程,而其中任一监测节点,都可以作为其他节点的路由器使用。在这一环境中,实现了无线信道质量的不规则变化,自由移动水情、雨情等监测节点,支持网络拓扑结构的动态变化。
同时,由于网络拓扑结构的不断变更,交换路由信息的转变以及定位目的水文监测节点位置的更改等,都对网络连通性产生较高要求,路由协议的应用为移动监测节点之间的顺畅通信夯实基础。在常规性的路由协议中,如开放式最短路径互连、路由信息协议等,都是针对有线网络的需求而设计,其拓扑结构具有一定固定性特征,其网络结构不会发生较大变化。而自组网络结构则处于动态变化过程,如果仍然采用常规性的路由协议,则需要在路由的发现、维护等方面做出努力。针对自组网络的路由协议应用,可分为反应式、先应式、混合式等方法,其中先应式路由协议也可称作表驱动路由协议,每一个节点都承担到达其他节点路由信息路由表的服务责任。
如果检测到网络拓扑结构有所改变,那么节点就会利用网络发布更新信息,节点随之更新路由表,实现路由信息的准确性、统一性、实时性,通过路由表就可以集中、精确地体现网络拓扑结构。当源节点发送报文之后,就可以获得到达节点的路由信息,此时路由协议的时延相对较小,但是路由协议仍然面对较大的开销;在反应式路由协议中,又可以称作按需路由协议,该协议中的节点不需要额外维护,将节点信息发送到目的地之后,源节点就会在网络中发起路由查找过程,寻找相应路由。与先应式路由协议的应用相比较,采用反应式路由协议的开销更小,但是数据报送面临较大时延。对于高速、动态变化的自组织网络来说,采用单纯式的路由协议会产生大量控制报文,但是这些报文也具有无用性,如果采用单一的反应式路由协议,需要查找每一个报文的协议,显然可操作性不强。
因此,如果实现两大协议方式的混合应用,则可更好发挥作用。在局部范围中,可优先采用先应式的路由协议,确保路由信息的精确性、有效性,同时缩小路由控制信息的传播范围;如果目标的节点比较远,那么利用反应式路由协议就可更好地发现路由,既可避免路由协议开销过大,也兼顾了时延性问题,可谓一举多得,发挥重要作用。
总之,自组网络的应用,不需要借助中心管理模式,在有限的范围内可以支持若干移动终端的临时性互联,为水利系统的网络管理、移动通信提供了技术支持,同时自组网络具有灵活性、便捷性等诸多优势,在水利防洪通讯或水灾救援通讯等领域应用,具有广泛前景。
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