第5章--无线传感器网络传输层协议概要.ppt

2．解析器 解析器使用XML Schema描述传感数据协议中所有的数据域，其主要功能是对传感数据流进行划分，提取有效的传感信息，将其转化为网格中标准的传感资源。解析器的工作流程可分为以下三步： （1）使用DTD文件来定义XML Schema的格式，并检查其合法性； （2）解析器读取XML Schema，将每个数据域细节分成名称、类型和长度信息，获得解析传感数据的格式； （3）解析器在获取传感数据后，使用从XML Schema所得到的解析格式提取出相应的有效传感信息，并将其转换为统一的网格资源，送WSRF组件处理。 无线传感器网络的网格体系—— MPAS 第五章 无线传感器网络传输层协议 3．WSRF组件 4．驱动器 5．数据库 无线传感器网络的网格体系—— MPAS 第五章 无线传感器网络传输层协议 * * 第五章 无线传感器网络传输层协议 无线传感器网络传输层协议概述 无线传感器网络传输层关键问题 无线传感器网络传输层协议分类 典型无线传感器网络传输层协议 无线传感器网格体系 第五章 无线传感器网络传输层协议 传输层是是最靠近用户数据的一层，主要负责在源和目标之间提供可靠的、性价比合理的数据传输功能。为了实现传输层对上层透明，可靠的数据传输服务，传输层主要研究端到端的流量控制和拥塞的避免，保证数据能够有效无差错地传输到目的节点。 传统的Internet主要采用TCP/IP协议，也有的使用UDP协议，其中UDP采用的是无连接的传输，虽然能够保证网络的实时性，时延非常小，但其数据丢包率较高，不能保证数据可靠传输，不适用于无线传感器网络。 TCP协议提供的是端到端的可靠数据传输，采用重传机制来确保数据被无误地传输到目的节点。 无线传感器网络传输层协议概述 第五章 无线传感器网络传输层协议 由于无线传感器网络自身的特点，TCP协议不能直接用于无线传感器网络，原因如下： TCP协议提供的是端到端的可靠信息传输，而WSN中存在大量的冗余信息，要求节点能够对接收到的数据包进行简单的处理。 TCP协议采用的三次握手机制，而且WSN中节点的动态性强，TCP没有相对应的处理机制。 TCP协议的可靠性要求很高，而WSN中只要求目的节点接收到源节点发送的事件，可以有一定的数据包丢失或者删除。 TCP协议中采用的ACK反馈机制，这个过程中需要经历所有的中间节点，时延非常高且能量消耗也特别大；而WSN中对时延的要求比较高，能量也非常有限。 对于拥塞控制的WSN协议来说，有时非拥塞丢包是比较正常的，但是在TCP协议中，非拥塞的丢包会引起源端进入拥塞控制阶段，从而降低网络的性能。 最后一点也最重要，在TCP协议中，每个节点都被要求有一个独一无二的IP地址，而在大规模的无线传感器网络中基本上不可能实现的，也是没有必要的。 无线传感器网络传输层协议概述 第五章 无线传感器网络传输层协议 因此，无线传感器网络的传输层协议不能直接使用传统的TCP协议，而应该根据无线传感器网络应用特点和网络自身的条件设计自己的协议，归纳起来，主要包括以下几点： 1．降低传输层协议的能耗 2．进行有效的拥塞控制 3．保证网络的可靠性 无线传感器网络传输层协议概述 第五章 无线传感器网络传输层协议 1．拥塞控制 造成WSN拥塞的原因有很多，如节点收到数据过多过快、处理能力有限、冗余数据太多、缓存区太小等都可能造成拥塞，而WSN的汇聚特性更加剧了靠近Sink节点附近网络的拥塞，因此快速检测并控制拥塞就变得非常有意义 2．丢包恢复 （1）如果在无线传感器网络中采用端到端的传输和丢包恢复，则需要追踪整条链路的路径，传输延迟高，而且能量消耗也非常大，明显不适于对实时性要求高的无线传感器网络。 （2）在反馈过程中，反馈控制消息需要经过所有中间节点，在此过程中还需要维护每个节点的路径信息，而这些工作在逐跳网络中是根本不必要的，而且浪费能量。 无线传感器网络传输层关键问题 第五章 无线传感器网络传输层协议 3．优先级策略 在无线传感器网络中，优先级也可以被分为两类。 （1）基于事件的优先级：在不同的源节点采集不同的数据时，这些数据本身就有不同的优先级，如战场数据优先级高，因此在数据包中这种事件要被标成紧急事件，这是采用的在数据包头填充进优先级变量，变量值越大则证明这个数据包应该先被处理。 （2）基于节点的优先级：节点类型不同，所在的位置不同，节点的优先级也不同，例如接近汇聚节点附近的节点由于容易发生拥塞，因此应该给予这些节点发送的数据包比较高一点的优先级 无线传感器网络传输层关键问题 第五章 无线传感器网络传输层协议 无线传感器网络传输层协议分类 主要的分类有： 基于可靠性保证 基于拥塞避免 基于跨层 第五章 无线传感器网络传输层协议 无线传感器网络传输层协议分类 第五