一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点.pdf

本发明公开了一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，涉及通信技术，网络节点接收发送端发送的报文段后，确定其中的含错报文段，并确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，对含错报文段和空余位置进行匹配，即可形成完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。

权利要求书1.  一种网络节点的报文传输的容错方法，其特征在于，包括：接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文，具体包括：确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。3.  如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。4.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值，具体包括：对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值为该含错报文段与相应空余位置的最大后验概率或最小汉明距离。5.  如权利要求4所述的方法，其特征在于，当通过确定最小汉明距离的方法确定含错报文段和空余位置的匹配权值时，所述根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果，具体包括：对所述权值矩阵中的各个元素取反，确定新的权值矩阵；根据所述新的权值矩阵，确定最佳匹配结果。6.  一种网络节点，其特征在于，包括：接收单元，用于接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；确定单元，用于确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；匹配单元，用于匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。7.  如权利要求6所述的网络节点，其特征在于，所述匹配单元具体用于：确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。8.  如权利要求7所述的网络节点，其特征在于，所述匹配单元确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。9.  一种网络节点，其特征在于，包括：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，其中：传感器模块，用于在区域内进行信息采集和数据转换；无线通信模块，用于与其它网络节点进行无线通信；能量供应模块，用于向传感器模块、处理器模块、无线通信模块提供能量；处理器模块，用于对传感器模块、无线通信模块和能量供应模块进行控制，并在所述无线通信模块接收到报文段后，确定其中的含错报文段，确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，以及匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。10.  如权利要求9所述的网络节点，其特征在于，所述处理器模块匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文，具体包括：确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。11.  如权利要求10所述的网络节点，其特征在于，所述处理器模块确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。

说明书一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点。
背景技术
无线传感器网络这种新型网络节点通常由电池供电，当电池电量耗尽时，该网络节点即失效，所以需要尽量节省耗电，同时，为节省耗电，则可能降低这种网络节点的网络数据传输的可靠性，所以需要提高这种网络节点的容错性。
无线传感器网络与无线通信网络有着较大的区别，无线通信网络的主要功能是提供网络的互联、互通和互操作，为数据提供正确、可靠的传输，而无线传感器网络则以数据的采集、处理为中心，因此当前有关无线网络通信网络容错技术不能完全照搬应用于无线传感器网络，必须针对无线传感器网络的特点进行研究。
无线数据传输数据帧中通常包含报头与实际数据，在报头中包含地址信息，报头在传输过程中发生错误的数据帧会导致其所携带的实际数据无法传输到正确的位置或与其它数据帧在位置上发生冲突。例如采用TCP/IP协议传输的无线传感器网络的数据帧格式为：帧头+IP头+TCP头+实际数据+帧尾，其中帧头包括源和目标主机MAC地址及类型，IP头包括源和目标主机IP地址，TCP头包括源和目标主机端口号、顺序号、确认号、校验字等，实际数据是要传输数据的主体，帧尾是校验字。帧头、IP头、TCP头构成报头，报头中帧头、IP头、TCP头的任意一个出现错误，都可能导致接收端不能正确拼接报文，即，当报头在传输过程中发生错误时，会导致其所携带的实际数据无法传送到正确 的位置，包括实际数据无处可放以及本数据帧安放数据的位置与其他数据帧发生冲突。目前解决这种差错控制的方法通常采用自动重传请求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）、
自动重传请求，发送端对发送序列进行纠错编码和检验，接收端根据校验序列的编码规则判断是否传错，并把判断的结果通过反馈信道传回给发送端。如果没有错，接收端就确认接收，发送端清除缓冲器的内容；如果有错，则接收端拒绝接收，同时向发送端发送重新发送该序列的命令，直到接收端接收正确为止。该方法的通信信道的利用率均不高，也就是说，信道还远远没有被数据比特填满，有较长的传输时延并且带来较大的通信开销和通信能耗，当信道环境较差的时候，消耗大量的能量，加快网络节点的能量消耗，缩短了网络节点的生存时间
发明内容
本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，以提高网络节点的通信效率，减小网络节点的通信能耗。
本发明实施例提供的一种网络节点的报文传输的容错方法，包括：
接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；
匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。
由于对含错报文段和空余位置进行匹配，形成了完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
进一步，为提高匹配的准确性，所述匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文，具体包括：
确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；
确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余 位置，形成完整报文。
为更进一步提高匹配的准确性，所述确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。
较佳的，所述对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值为该含错报文段与相应空余位置的最大后验概率或最小汉明距离。
具体的，当通过确定最小汉明距离的方法确定含错报文段和空余位置的匹配权值时，所述根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果，具体包括：
对所述权值矩阵中的各个元素取反，确定新的权值矩阵；
根据所述新的权值矩阵，确定最佳匹配结果。
本发明实施例提供一种网络节点，包括：
接收单元，用于接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
确定单元，用于确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；
匹配单元，用于匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。
该网络节点中的匹配单元对含错报文段和空余位置进行匹配，形成了完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
进一步，为提高匹配的准确性，所述匹配单元具体用于：
确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；
确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余 位置，形成完整报文。
为更进一步提高匹配的准确性，所述匹配单元确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。
本发明实施例还提供一种网络节点，包括：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，其中：
传感器模块，用于在区域内进行信息采集和数据转换；
无线通信模块，用于与其它网络节点进行无线通信；
能量供应模块，用于向传感器模块、处理器模块、无线通信模块提供能量；
处理器模块，用于对传感器模块、无线通信模块和能量供应模块进行控制，并在所述无线通信模块接收到报文段后，确定其中的含错报文段，确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，以及匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文。
该网络节点中的处理器模块对含错报文段和空余位置进行匹配，形成了完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
进一步，为提高匹配的准确性，所述处理器模块匹配所述含错报文段和所述空余位置，形成完整报文，具体包括：
确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；
确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
根据所述二分图最大匹配结果，将所述含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。
为更进一步提高匹配的准确性，所述处理器模块确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果。
本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，网络节点接收发送端发送的报文段后，确定其中的含错报文段，并确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，对含错报文段和空余位置进行匹配，即可形成完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的网络节点的报文传输的容错方法流程图；
图2为本发明实施例提供的KM算法原理示意图；
图3a为本发明实施例提供的网络节点的报文传输错误示意图；
图3b为本发明实施例提供的网络节点的报文传输错误匹配示意图；
图4为本发明实施例提供的网络节点的报文传输的容错方法仿真图；
图5为本发明实施例提供的网络节点示意图之一；
图6为本发明实施例提供的网络节点示意图之二。
具体实施方式
本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，网络节点接收发送端发送的报文段后，确定其中的含错报文段，并确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，对含错报文段和空余位置进行匹配，即可形成完整报文，也不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
如图1所示，本发明实施例提供的网络节点的报文传输的容错方法，包括：
步骤S101、接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
步骤S102、确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；
步骤S103、匹配含错报文段和空余位置，形成完整报文。
由于在接收到报文后，将含错报文段和正确报文连接后形成的空余位置进行了匹配，所以可以直接得到完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
无线数据传输数据帧中通常包含报头与实际数据，在报头中包含地址信息，报头在传输过程中发生错误的数据帧会导致其所携带的实际数据无法传输到正确的位置或与其它数据帧在位置上发生冲突。这里将报头地址发生错误的数据帧称为含错报文；由于报头发生错误，本应接收数据没有接收到数据的位置或发生冲突的位置称为空余位置。
其中，为更准确的将含错报文段和空余位置进行匹配，步骤S103中，匹配含错报文段和空余位置，形成完整报文，具体包括：
确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；
确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
根据二分图最大匹配结果，将含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。
为更进一步提高含错报文段和空余位置匹配的准确性，确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
根据权值矩阵，确定最佳匹配结果。
其中，对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值为该含错报文段与相应空余位置的最大后验概率或最小汉明距离。
例如：可以针对地址、端口号、顺序号中任一或组合，来确定含错报文段和空余位置的匹配权值，即接收到到含错报文段中地址、端口号、顺序号中任一或组合与空余位置的相应内容的最大后验概率或最小汉明距离。
当然，在确定含错报文段和空余位置的匹配权值时，并不限于使用最大后验概率或最小汉明距离，本领域技术人员也可以通过其他类似参数来体现含错报文段和空余位置的匹配权值。
当通过确定最小汉明距离的方法确定含错报文段和空余位置的匹配权值时，根据权值矩阵，确定最佳匹配结果，具体包括：
对权值矩阵中的各个元素取反，确定新的权值矩阵；
根据新的权值矩阵，确定最佳匹配结果。
下面，对二分图匹配原理进行详细说明：
若图的顶点集分为两个非空子集X和Y，并且每条边都有一个顶点在X中，另一个顶点在Y中，则称此图为二分图；进一步，若X的每个顶点都和Y的每个顶点相连，则称为完全二分图。
图可以表示为G=（V，E）这种形式，其中集合V称为顶点集，集合E是V中元素组成的某些无序对的集合，称为边集。设M是E的子集，如果M中任何两边都不邻接，则称M为G的一个匹配；在匹配M中边的端点称为M-饱和点，其他顶点称为M-未饱和点。进一步，若G中每个顶点都是M-饱和点，即匹配M将G中所有顶点配成对，则称M为G的完美匹配；而若在图G中不存在另一个匹配M’，使得|M’|>|M|，则称M为最大匹配。
设M是G的匹配，G的M交错路是指其边在E\M和M中交替出现的路。M增广路是指起点和终点都是M未饱和的M交错路。
匈牙利算法：
匈牙利算法由匈牙利数学家Egervary首次提出，后来由Edmonds(1965）进行了改进。这种算法既能判定一个二分图G=（X，Y）是否存在饱和X的匹配，又能在存在的情况下求出一个饱和X的匹配。
（一）理论基础
1、Berge定理：图G的匹配M是最大匹配的充要条件是G中不存在M增广路。
2、Hall定理：设G是具有二划分（X，Y）的二分图，则G有饱和X的匹配当且仅当对|N(S)|≥|S|，其中N(S)表示S的所有邻点之集。
（二）算法思想
从二分图G=（X，Y）的任何匹配M开始，若M饱和X，则算法结束；若M不饱和X，在X中选择一个M不饱和点x。若G中不存在以x为起点的M增广路，则可找到与x由M交错路相连的顶点集合A，而S＝A∩X满足|N(S)|＜|S|，此时由Hall定理，G不存在饱和X的匹配。若存在以x为起点的M增广路P，则由Berge定理知M不是最大匹配，且是比M更大的匹配，用M’替代M。反复进行上述过程，使匹配的边数逐步增加，直至得到|X|条匹配边为止。
（三）算法步骤
输入：二分图G=（X，Y）。
输出：G的一个饱和X的匹配
第1步：若|X|>|Y|，则G中不存在饱和X的匹配，停止。否则，任取图G的一个匹配M。
第2步：若M饱和X，则停止，输出M；否则，取X中一个M非饱和点x，记S：{x}，
第3步：若则停止，G中不存在饱和X的匹配（因|N(S)|≤|T|＝|S|-1＜|S|)；否则取y∈N(S)-T。
第4步：若y是M饱和的，设yz∈M，令S:=S∪{z}，T:=T∪{y}，转第3步（此时仍保持|T|＝|S|-1）。否则，获得一条M增广路P(x，y)，令转第2步。
注：当|X|=|Y|时，上述算法所求的就是二分图G=（X，Y）的完美匹配。
（四）求二分图最大匹配的匈牙利算法
输入：二分图G=（X，Y）。
输出：G的一个最大匹配。
第1步：任取图G的一个匹配M，设X中M非饱和点的集合为A。
第2步：若则停止，输出当前的M（最大匹配）；否则，任取x∈A（一个M非饱和点），记S:={x}，转下步。
第3步：若则不存在从x出发的M增广路，令A:=A-{x}，转第2步；否则，取y∈N(S)-T，转下步。
第4步：若y是M饱和的，设yz∈M，令S:＝S∪{z}，T:=T∪y{}，转第3步。否则，获得一条M增广路P(x，y)，令A:=A-{x,y}，转第2步。
算法通过第2步至第4步的循环，反复寻找M增广路，增加匹配边，减少M非饱和点，直至不存在增广路为止，此时便得到G的最大匹配。
KM算法是Kuhn和Munkres分别于1955年和1957年独立出来的，它是一个解决最优分配问题的好算法，后来被称为Kuhn-Munkres算法，简记KM算法。
（一）理论基础
1、可行顶点标号与相等子图
设有二分类（X，Y）的赋权二分图G=(V，E)，其中两部顶点集分别为X＝{x1,x2,…,xn}，Y＝{y1,y2,…,yn}，并且给任意边xiyj赋权wij＝w(xiyj)。设L为二分图G的顶点集V到实数集R的映射，若对任意x∈X，y∈Y，均有L(x)+L(y)≥w(x,y)，则称L为G的可行顶点标记；令EL＝{xy|e＝xy∈E(G)，且L(x)+L(y)=w(e)}，则称以EL为边集的二分图G的生成子图为G的相等子图，简记为GL。
显然，可行顶点标记是存在的，例如常用的可行顶点标记
L(x)=maxy∈Yw(xy),x∈XL(y)=0,y∈Y.]]>
2、定理：设l是赋权二分图G的一个可行顶点标号。若相等子图Gl有完美匹配M*，则M*是G的最大权完美匹配。
（二）算法思想
首先给出赋权二分图G的任意一个可行顶点标号（如上述常用的可行顶点标记），然后决定相等子图Gl，在Gl中执行匈牙利算法。若在Gl中找到完美匹配，它就是G的最大权完美匹配。否则，匈牙利算法终止于且如图2所示。设当前找到的匹配为M。
令：
αl＝min{l(x)+l(y)-w(xy)|x∈S,y∈Y-T}
对每个顶点u，修改其标号如下：

可以检验l'仍是G的一个可行顶点标号。用l'替代l，获得新的相等子图Gl'。
注意S与T间及X-S与Y-T间每条边的端点标号之和未变，因而原来在相等子图中的边仍会保留在新标号下的相等子图中；S与Y-T间的边原来都不在相等子图中，修改标号后，每条边的端点标号之后减小αl，因而至少有一条边进入新的相等子图；T与X-S间每条边的端点标号之和增加αl，可能有一些原来属于相等子图的边会退出新的相等子图，但这些边中不会有原相等子图的匹配M中的边。因此，M中的边全在新的子图Gl'中，且Gl'中有M增广路，因而可得到更大的匹配。
反复进行上述过程，直到获得一个相等子图含有完美匹配为止。
（三）算法步骤
输入：二分图G=（X，Y）及各边上的权（矩阵）。
输出：G的最大权匹配。
第1步：给G=（X，Y）添加一些顶点和权为0的边，使其成为赋权完全二分图，仍记为G。
第2步：从G的任一可行的顶点标号l（比如本节前面提到的常用可行顶点标记）开始，求出相等子图Gl。
第3步：在Gl中执行匈牙利算法，如果求得Gl的一个完美匹配M，则输出M（M即为G的最大权完美匹配，删去其中权为0的边及其端点后，即得原始图的最大权匹配），算法停止；否则，匈牙利算法必终止于两个集合和使得此时转下步。
第4步：按（20）式计算αl，按（21）计算G的新的可行顶点标号l'，以l'替代l，Gl'替代Gl，转第3步。
经过上面的分析与介绍，可以将所有含错报文与所有TCP连接上缺失的报文段的匹配权值（可以是匹配概率，也可以是汉明距离）组成一个二分图的权矩阵，利用KM算法求出对应的最大权匹配，也就是缺失的报文段与含错报文段之间的匹配，然后，将与缺失报文段匹配的含错报文段所携带的数据放入该缺失报文段对应的TCP连接中的位置，即完成了对所有连接的容错还原工作。
例如，如图3a所示，将因为包含错误IP地址、端口号或顺序号而并未通过校验或无法送达的TCP分组（报文），称为含错报文段（如图3a中报文2和报文5）。因为含错报文段的存在，导致原本应该接收到TCP分组的位置没有接收到数据称之为空余位置（如图3a中报文2’和报文5’）。
实际情况中，含错报文段可能是报头解析出现错误，不能确定该报文段所在位置的报文段，也可能是报头解析的结果与其他报文段的报头解析的结果冲突，则认为冲突的报文段都是含错报文段，如图3a中，可能是报文2和报文5的报头都不能解析，或者是报文2和报文5的解析结果都表示自己是报文2或 者都表示自己是报文5。
含错报文段的地址、端口号、顺序号之一或组合与空余位置的地址、端口号、顺序号之一或组合视为图论中的二分图（如2，5与2’,5’组成二分图）。对每个含错报文段运用匹配概率方法或者最小汉明距离方法计算得出其对所有空余位置的匹配权值abcd,]]>其中a为2与2’的匹配权值，b为2与5’的匹配权值；c为5与2’的匹配权值，d为5与5’的匹配权值。运用KM算法求含错报文的地址、端口号以及顺序号和空余位置的地址、端口号以及顺序号的最佳匹配。即计算出2应该与2’还是5’匹配，5应该与2’还是5’匹配。
将与空余位置匹配的含错报文段所携带的数据部分，放置到空余位置，完成容错还原工作。例如通过计算2与2’匹配，5与5’匹配，即为图3b所示。
仿真实验对该容错方法进行了仿真，并对TCP报文段携带1460字节长度数据与240字节长度数据时的容错效果与采用统计推理容错方法时的容错效果进行了仿真与比较，仿真结果如图4所示，仿真环境如下：
四元组数据均采集于真实网络中节点在一段时间内接收的真实网络数据。令四元组(Csip，Cdip，Cspt，Cdpt)四个字段从IP地址及端口号样本值文件的样本值中随机取值。利用实验样本，随机生成4组不同的四元组(Csip，Cdip，Cspt，Cdpt)，以此模拟真实网络中的4条TCP数据流，再为每条数据流随机生成Cack字段和第一个TCP段的Cseq字段，每条数据流的报文段个数从40-200随机生成，每条数据流上其他TCP段的Cseq字段则可依据其代数关系而得到。这里要求Csip与Cdip不同，且Cspt与Cdpt不同。将上述生成的4条TCP数据流按一定误比特率加噪后，则生成仿真的接收数据。四元组元组随机生成Cack字段和第一个TCP段的Cseq字段确定了每个TCP分组（报文）携带数据对应的正确位置。
从图4可以看出，与基于统计推理的容错还原方法相比，基于KM算法的容错还原方法具有更好的容错效果。如图4所示，在误比特率为0.0005的情况 下，如果采用基于统计推理的容错还原方法，携带1460字节数据的TCP报文段仍有80%左右的TCP报文段没有被还原到相应TCP连接的正确位置，而如果采用基于KM算法的容错还原方法，则可以将全部的TCP报文段还原到相应TCP连接的正确位置，容错效果较好。然而，当所有报文段全部错误时，基于KM算法的容错还原方法将失去作用。这是因为，当一条TCP连接的所有报文段全部错误时，该连接的任何信息都不会被接收方所知晓，错误报文找不到匹配目标，因此KM算法失效。
本发明实施例还提供一种网络节点，如图5所示，包括：
接收单元501，用于接收发送端发送的报文段，并确定其中的含错报文段；
确定单元502，用于确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置；
匹配单元503，用于匹配含错报文段和空余位置，形成完整报文。
进一步，为提高匹配的准确性，匹配单元503具体用于：
确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；
确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
根据二分图最大匹配结果，将含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。
为更进一步提高匹配的准确性，匹配单元503确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
根据权值矩阵，确定最佳匹配结果。
较佳的，匹配单元503对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值为该含错报文段与相应空余位置的最大后验概率或最小汉明距离。
当通过确定最小汉明距离的方法确定含错报文段和空余位置的匹配权值时，匹配单元503根据所述权值矩阵，确定最佳匹配结果，具体包括：
对所述权值矩阵中的各个元素取反，确定新的权值矩阵；
根据所述新的权值矩阵，确定最佳匹配结果。
本发明实施例还提供一种网络节点，如图6所示，包括：传感器模块601、处理器模块604、无线通信模块602和能量供应模块603，其中：
传感器模块601，用于在区域内进行信息采集和数据转换；
无线通信模块602，用于与其它网络节点进行无线通信；
能量供应模块603，用于向传感器模块、处理器模块、无线通信模块提供能量；
处理器模块604，用于对传感器模块、无线通信模块和能量供应模块进行控制，并在无线通信模块接收到报文段后，确定其中的含错报文段，确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，以及匹配含错报文段和空余位置，形成完整报文。
进一步，为了提高匹配的准确性，处理器模块604匹配含错报文段和空余位置，形成完整报文，具体包括：
确定所有含错报文段构成集合A，确定所有空余位置构成集合B；
确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果；
根据二分图最大匹配结果，将含错报文段的数据接入相应的空余位置，形成完整报文。
为更进一步提高匹配的准确性，处理器模块604确定集合A和集合B的二分图最大匹配结果，具体包括：
对每个含错报文段，分别确定其对所有空余位置的匹配权值；
根据各个含错报文段和各个空余位置的匹配权值，确定权值矩阵；
根据权值矩阵，确定最佳匹配结果。
本发明实施例提供一种网络节点的报文传输的容错方法及网络节点，网络 节点接收发送端发送的报文段后，确定其中的含错报文段，并确定对正确报文段进行数据连接后由于报文段缺失形成的空余位置，对含错报文段和空余位置进行匹配，即可形成完整报文，不需要进行重传，提高了网络节点的通信效率，减小了网络节点的通信能耗。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要 求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。