AODV-UU协议实现技术分析

AODV、AOMDV和AODV-UU路由协议性能仿真与分析谢佳;徐山峰【摘要】使用NS-2（Network Simulator Version2）仿真软件，选取分组投递率、端到端平均时延、归一化路由开销和路由发现频率4个指标对按需距离矢量路由（AODV，Adhoc On-Demand Distance Vector Routing）、多径按需距离矢量路由（AOMDV，AdHocOn．Demand Multipath Distance VectorRouting）和乌普萨拉大学开发的按需距离矢量路由（AODV．uu，AdHocOn．Demand Distance Vector Routingdevelopedby Uppsala University）进行了性能仿真，通过改变节点最大运动速度和业务源连接对数分析比较这些参数对3个协议性能的影响，研究结果表明了AODV—UU协议的优越性。

并提出了对AODV．UU协议的改进。

%The simulation soft tool NS-2 is used and chooses the packet delivery rate, average end-to-end delay, normalized routing overhead and route discovery frequency are used to evaluate the performance of Ad hoe On-Demand Distance Vector Routing （AODV） , Ad Hoe On-Demand Multipath Distance Vector Routing （AOMDV） and Ad Hoe On-Demand Distance Vector Routing developed by Uppsala University （AODV-UU）. The effects of these parameters on the performance are analyzed and compared by changing the maximum velocity of the nodes and the CBR connection numbers. The research indicates that the AODV-UU protocol has better performance. The improvement on AODV-UU is also proposed.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2011(006)006【总页数】5页(P592-596)【关键词】无线自组织（Ad;Hoc）网络;AODV;AOMDV;AODV-UU;NS-2【作者】谢佳;徐山峰【作者单位】中国电子科学研究院,北京100041;中国电子科学研究院,北京100041【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言无线自组织(Ad Hoc)网络是一种特殊的无线移动通信网络。

湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要无线Mesh网络（Wireless Mesh Network ，WMNs）具有快速部署和自组织等特点，这使得它非常适应于临时的按需网络部署场景。

WMNs对于热点地区的基础设施网、以及能提供低成本回程的传感器网和偏远农村蜂窝网基站，都是一种具有很大吸引力的技术。

WMNs的自组织性、自愈性、有效的移动用户管理和跟踪机制，高容量和高速率的特性，迫切需要高性能的路由算法。

近年来，路由算法成为WMNs发展中的一个研究热点。

WMNs从移动Ad Hoc 网络中借鉴了许多路由选择方法作为路由的解决方案，但是这些方法都不太理想或者没有达到性能的最优化，且没有利用到WMNs自身的特点。

本文提出了一个改进的分层AODV路由协议（IH-ADOV），它表现出了更好的可扩展性和网络性能，当一条路由丢失时，它可使寻找替代路由的路由开销得到降低。

此外，在IH-AODV中，我们还提出了一种新技术，即最新链路发现机制。

它旨在对加入簇的节点进行快速路由发现，能够提高路由发现的速度和效率。

对于路由维护，这种技术也非常有用。

在新算法中，本论文定义静态节点为Way Point（WP）节点，其他节点称为Cluster Member（CM）簇成员节点。

AODV协议详解AODV（Ad-hoc On-Demand Distance Vector）是一种用于自组织无线网络的路由协议。

它是基于距离矢量路由算法的一种改进，并在无线传感器网络（WSN）和移动自组网（MANET）中广泛应用。

AODV的主要目标是在网络中实现有效的路由，同时减少网络资源的消耗。

AODV协议通过以下方式工作。

当一个节点需要向目标节点发送数据时，它首先广播一个路由请求（RREQ）消息以查询目标节点的路由信息。

接收到这个消息的节点会更新路由表，并向源节点发送一个路由回复（RREP）消息，该消息包含到目标节点的路径信息。

在此过程中，源节点可以选择最佳的路径，并将其添加到路由表中。

当源节点收到RREP消息后，它就可以开始向目标节点发送数据了。

在途中，如果网络拓扑发生变化（例如节点移动或节点失效），AODV协议会更新路由表以反映这些变化。

在节点间的通信过程中，AODV协议使用一种称为序列号的技术来区分新的路由信息和旧的路由信息，并避免出现循环路径。

每次路由更新时，序列号都会递增，并在路由表中进行记录。

另外，AODV协议还支持源路由。

源路由是指由源节点指定的完整路由路径，数据包将按照此路径传输。

这意味着源节点可以控制数据包的传输路径，可以避免路径和路由发现的开销，并减少网络资源的消耗。

但是，源路由在网络中可能会面临节点失效、链路中断和网络拓扑变化等问题，因此需要进行有效的处理。

在AODV协议中，节点还可以进行路由维护。

路由维护是指节点在路由表中更新、维护和删除路由信息以反映网络状态的变化。

AODV协议使用一些机制来处理链路中断、节点失效和网络分割等问题。

当节点发现路由不可用时，它会向源节点发送一个路由错误（RERR）消息来通知源节点，并更新自身的路由表。

总结起来，AODV协议是一种用于自组织无线网络的强大路由协议。

它具有快速路由发现、低资源消耗和多路径支持等特点，可以在无线传感器网络和移动自组网等环境中提供高效的数据传输。

一种能量感知的AODV路由协议设计与实现的开题报告
1. 研究背景和意义
随着物联网等无线传感器网络的广泛应用，对于网络的能耗和能源管理等问题变得越来越重要。

其中，路由协议是影响网络能耗的重要因素之一。

传统的路由协议往往忽略了节点的能量状况，导致大量的能量浪费。

因此，一种能够感知节点能量状态并根据其能量状态优化路由的路由协议显得越来越必要。

2. 研究内容和方法
本文将研究一种能量感知的AODV路由协议。

该协议在AODV协议的基础上增加了节点能量信息的收集和更新机制，实现了对节点能量状态的感知，并对路由进行优化。

具体来说，本文将完成以下工作：
（1）分析AODV协议的基本原理和优缺点；
（2）研究相关的能量感知技术，包括节点能量收集和更新的方法，以及节点能量状态的评估方法；
（3）基于以上研究，设计能量感知的AODV路由协议，并实现其相关算法；
（4）进行实验测试，验证该协议的效果和性能。

3. 预期目标和意义
本文的预期目标是设计并实现一种能感知节点能量状况的AODV路由协议，并与传统的AODV协议进行比较，验证其在能源利用效率和网络性能等方面的优势。

该研究将为无线传感器网络提供一种可行的能量管理解决方案，有助于减少能量浪费和延长网络寿命。

同时，对于其他无线网络，也有一定的借鉴意义。

Aodv路由协议报告本周主要工作是分析aodv协议代码的具体实现过程，根据代码总结出aodv中比较重要的知识一．Aodv数据结构路由表项{rt_dst:目的节点ip地址rt_seqno:目的节点序列号，目的节点有效序列号为偶数rt_hops:跳数rt_req_cnt:发rreq的次数，不得大于rreq_retries次rt_req_timeout:路由请求超时时间，只有超过此时间才能再次发出rreq的aodv消息.rt_req_last_ttl:上次请求生命期，即发送rreq时ip头中ttl的值rt_disc_latency[]:每次请求的延时rt_last_hop_count:上次使用的路由跳数rt_nexthop:下一跳ip地址rt_expire:路由寿命rt_flag:路由状态标志（RT_UP,RT_DOWN,RT_IN_PAIR)rt_prelist:路由前驱列表hist_index:本次发送的rreq次数}邻居列表{Expire：超时时间Id：邻居ip地址}广播列表{expire：过期时间id：广播iddst：广播源节点ip地址}二.节点定时器btimer:广播定时器，用来调用id_purge()函数，顺序查看广播表中的每个条目，比较过期时间是否大于当前时间，如果大于，则调用id_delete()函数删除此广播htimer:hello定时器，用来调用sendhello（）函数，发送hello消息ntimer:邻居列表定时器，用来调用nb_purge()函数，顺序查看邻居表中的每个条目，如果过期时间超过当前时间，则认为此邻居不可达，删除此邻居条目rtimer:路由缓存定时器，用来调用rt_purge()函数，顺序查看每条路由的是否过期，如果没过期且有效，则看是否缓存队列中是否有要发送到目的节点的分组，如果有则按路由转发，并将路由过期时间重置。

如果路由过期且有分组待转发，则发送rreq消息。

1 AODV协议概述AODV协议是在DSDV协议基础上，综合类似DSR中的按需路由机制进行改进后提出的。

不同之处在于AODV采用了逐跳转发报文方式，而DSR是源路由方式。

因此，AODV在每个中间结点隐式保存了路由请求和回答的结果，而DSR将结果显式保存在路由请求和路由回答报文中。

此外，AODV的另一个显著特点就是加入了组播路由协议扩展，并支持QoS。

但是，AODV是基于双信道的假设工作，路由应答报文沿路由请求报文的反方向传至信源，因而不支持单向信道。

2 AODV路由发现AODV有三种基本的协议报文类型：RREQ报文、RREP报文和RRER报文。

2.1 RREQ报文a. RREQ报文格式结点在需要（没有到信宿的活动路由）时，向其邻居广播RREQ报文用于路由发现。

RREQ报文格式如图1所示。

图1 RREQ格式0 1 2 3 4 5 6 7 8Packet TypeReservedHop CountBroadcast IDDestination IPDestination Sequence NumberSource IPSource Sequence NumberPacket Type ― 报文类型,RREQ的值为1。

Reserved ― 保留位，为以后扩展升级预留。

Hop Count ― 跳计数，RREQ的跳计数初值为0。

Broadcast ID ― 广播ID，惟一标识了一个RREQ报文。

Destination IP ― 信宿IP地址。

Destination Sequence Number ―信宿序列号表示信源可接受的“到信源的前进路由”新旧程度，等于过去接收到的信宿的最大序列号。

可见，结点需要为每一个信宿维护一个信宿序列号。

Source IP ― 信源IP地址。

Source Sequence Number ― 信源序列号由信源结点维护，用于表示“到信源反向路由”的新旧程度。

b. 对RREQ的处理接收到RREQ的结点做如下处理：（1）创建一个表项，先不分配有效序列号，用于记录反向路径。

初探基于跨层机制的无线路由协议的分析与仿真摘要：Ad Hoc无线网络具备无需基础设施、临时组网、动态网络拓扑和自组织的特点，在国内外得到了显著的重视。

也正是由于无线网络的这些特点，存在很多问题，成为推广无线网络的瓶颈，亟需提高Ad Hoc无线自组网的性能。

为此，我们提出并研究了结合跨层设计和基于AODV 路由协议的改进维护路由的算法的技术方案，并基于NS2进行模拟和仿真，提出高效合理的改进方案。

关键词：Ad Hoc网络AODV协议跨层改进仿真1前言随着Internet、无线通信技术的发展，Ad hoc无线网络技术越来越受到人们的重视。

Ad hoc无线网络是由众多的无线移动节点组成，这些节点不需要无线网络基础设施的支持，自发地以多跳的方式快速地建立通信联系，组织成为一个临时的网络。

为了与现有的网络互联互通，Ad hoc无线网络采用了TCP/IP体系结构，然而，Ad hoc无线网络自身的特性如无中心控制节点、节点的移动导致串路和网络拓扑快速变化、节点资源和网络带宽受限等问题严重影响了Ad hoc无线网络的性能，决定了Ad hoc无线网络不能完全照搬使用现有网络的协议栈，在多种提高Ad Hoc无线网络性能的方法中，跨层设计是非常行之有效的一种。

另外，由于无线链路的不稳定性和邻居节点的移动性，各个节点对其邻居信息的掌握和管理变得困难，整个网络拓扑呈现高度的动态特征。

这样就需要适合Ad Hoc无线网络这种特殊环境的路由协议和路由算法。

我们研究了一种基于AODV 路由协议（Ad hoc On-demand Distant Vector，按需距离矢量路由算法）的改进，主要在于改进维护路由的算法。

并且，通过仿真软件NS2进行模拟和仿真，研究出高效合理的改进方案。

2 Ad Hoc网络及其路由协议2.1 Ad Hoc网络的概况Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统。

网络中的移动终端具有路由和报文转发功能，可以通过无线连线构成任意的网络拓扑。

基于NS2的AODV路由协议仿真及分析李琼;张亮【期刊名称】《计算机与现代化》【年(卷),期】2012(0)7【摘要】This paper briefly introduces the AODV routing protocol of Ad hoc network and uses NS2 to simulate the routing protocol of AODV. Through the different simulation scenarios calculates the average of all cases of AODV delay, normalized routing load and packet delivery ratio, and analyses of the impact of these four parameters on the AODV routing protocol based on the results. Finally it draws a conclusion that AODV is suitable for small or medium-sized and low packet rate occasions.%对Ad hoc网络中的AODV路由协议进行简要介绍,利用网络仿真软件NS2对AODV路由协议进行仿真,通过不同仿真场景计算出各种情况下AODV协议的平均时延、归一化路由开销、分组投递率和网络抖动,并根据结果分析这4种参数对AODV路由协议的影响,最后得出结论AODV适合于中小规模且发包率较低的场合.【总页数】4页(P79-82)【作者】李琼;张亮【作者单位】宁夏大学数学计算机学院计算机系,宁夏银川750021;宁夏大学数学计算机学院计算机系,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.基于NS2的AODV路由协议仿真实现 [J], 陈衡2.基于NS2的AODV路由协议仿真实现 [J], 陈衡;3.基于NS2的AODV路由协议分析及仿真研究 [J], 张家钢; 王海松; 胡洛林4.基于NS2的AODV路由协议分析及仿真研究 [J], 张家钢; 王海松; 胡洛林5.基于NS2的AODV路由协议仿真研究 [J], 刘凤格因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

网络协议栈分析与设计大作业主题：AODV协议作者：于跃杜睿桓苏宇晗队员信息统计目录一、概述 (4)二、协议帧及路由过程 (6)三、源代码分析 (12)四、总结 (59)AODV:按需距离矢量路由协议一、概述AODV协议(Ad hoc on-demand distance vector routing)是应用于无线自组织网络中进行路由选择的路由协议,它能够实现单播和多播路由。

该协议是自组织网络中按需生成路由方式的典型协议。

用于特定网络中的可移动节点。

它能在动态变化的点对点网络中确定一条到目的地的路由，并且具有接入速度快，计算量小，内存占用低，网络负荷轻等特点。

它采用目的序列号来确保在任何时候都不会出现回环，避免了传统的距离向量协议中会出现的很多问题。

1.1 定义AODV是一种源驱动路由协议。

当一个节点需要给网络中的其他节点传送信息时，如果没有到达目标节点的路由，则必须先以多播的形式发出RREQ(路由请求)报文。

过程如图1所示。

RREQ报文中记录着发起节点和目标节点的网络层地址，邻近节点收到RREQ，首先判断目标节点是否为自己。

如果是，则向发起节点发送RREP(路由回应)；如果不是，则首先在路由表中查找是否有到达目标节点的路由，如果有，则向源节点单播RREP，否则继续转发RREQ进行查找，aodv 详细的工作流程图见图4。

在网络资源充分的情况下，AODV协议可以通过定期广播hello报文来维护路由，一旦发现某一个链路断开，节点就发送ERROR报文通知那些因链路断开而不可达的节点删除相应的记录或者对已存在的路由进行修复。

图 1图21.2 特点(1)AODV协议采用的基本路由算法为距离向量算法，但有所改进。

(2)AODV协议是按需路由协议。

也就是说，只有在主机需要的时候才会激发出路由寻找过程。

(3)AODV采用UDP封装，属于应用层协议。

每次寻找路由时都要触发应用层协议，增加了实现的复杂度。

(4)IEEE 802．15．4规定的帧大小为127字节，MAC头部及尾部校验最多使用了25字节，IPv6头部与UDP头部占用 48字节，只剩下54字节的空余。

无线Ad Hoc网络AODV路由协议的研究与改进的开题报告一、课题背景无线Ad Hoc网络是指由若干无线终端设备组成的动态网络，在没有固定基础设施或中心节点的情况下，通过自组织和自管理的方式进行通信和协作。

无线Ad Hoc网络在军事、救灾等应急场景中有广泛的应用，也逐渐引起了工业、商业等领域的关注和研究。

AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）路由协议是无线Ad Hoc网络中最经典的路由协议之一，其由周围节点交换路由信息，并利用单跳信息来构建路由表。

但是，在实际应用中，AODV协议存在着诸多问题，例如路由表的不稳定性、路径维护过程中的高开销等。

因此，对AODV协议的研究与改进对于无线Ad Hoc网络的优化和提升具有重要意义。

二、研究目的和任务本课题的主要研究目的是对AODV路由协议进行改进和优化，提高其在无线Ad Hoc网络中的稳定性和性能表现。

具体任务包括：1. 分析AODV协议的工作原理和路由表维护过程，确定改进方向和策略。

2. 设计和实现改进后的AODV协议，并进行仿真实验。

3. 对改进后的AODV协议进行性能评估，并与原来的AODV协议进行比较分析。

4. 总结研究成果，撰写相关的学术论文。

三、研究内容1. AODV协议的分析1.1 AODV协议的概述1.2 AODV协议的路由发现过程1.3 AODV协议的路由表维护过程2. AODV协议的改进2.1 基于缓存的路由协议改进2.2 基于信任度的路由协议改进2.3 基于多路径的路由协议改进3. AODV协议的仿真实验3.1 实验环境和仿真工具的选择3.2 实验内容和参数设置4. AODV协议的性能评估4.1 实验结果的数据分析4.2 对性能评估结果的讨论和比较4.3 对该协议改进的优化效果进行总结与评价四、研究意义本次研究的意义主要体现在以下几个方面：1. 对AODV协议进行改进，使其具备更稳定、更高效的路由能力，提升无线Ad Hoc网络的性能并减少系统维护成本。

AODV协议详解【版本1】AODV路由协议详解移动Ad Hoc⽹络概述“Ad Hoc”⼀词起源于拉丁语，可以翻译为“for this purpose only”，意译为“特别的，临时的⽹络”。

移动Ad Hoc⽹络（Mobile Adhoc Network，MANET）专指⽤于移动⽆线设备的Ad Hoc⽹络，⽤于其它⽤途的Ad Hoc⽹络有⽆线⽹状⽹络（wireless mesh network，WMN）和⽆线传感器⽹络（wirelss sensors networks，WSN）等。

移动Ad Hoc⽹络中的节点⼀般是可以通过⽆线⽅式与其它设备进⾏数据接收和转发的移动设备，⽐如⼿机和⼿提笔记本。

每⼀个节点既是接收数据的主机，也是负责转发数据的路由器。

因为节点的路由器⾝份，移动Ad Hoc允许在没有⽆线访问接⼊点（wireless access point）的情况下节点之间的数据双向传输，⽹络中的数据可能需要经过节点的多跳传输才能到达⽬的节点。

移动Ad Hoc⽹络允许节点动态地进⼊和离开⽹络，⽹络拓扑动态的变化所可能造成的路由失效，可以通过修复路由或重新发现新路由等办法解决。

总结⼀下，移动Ad Hoc⽹络具有以下特点：(1)⾃组织，⽆需⽆线访问接⼊点即可通信，每个节点都充当路由器。

(2)⾃适应，允许⽹络拓扑的动态变化，可以进⾏路由的重新发现与修正。

(3)易部署，⽆需部署⽆线访问接⼊点即可实现节点之间的通信。

(4)⽹络控制频繁，由于⽹络拓扑可能经常变化，移动Ad Hoc⽹络需要⼤量的⽹络控制信息来维护路由。

(5)安全性与可靠性待加强，由于⽹络通过⽆线的⽅式传输，对⽐有线⽅式可靠性较差，且容易受到攻击与窃听。

移动Ad Hoc⽹络中节点需要相互信任，因为数据可能会经过中间节点转发到⽬的节点，这也需要⼀定的机制检验节点的安全性。

由于移动Ad Hoc⽹络的以上特点，传统的路由协议如RIP（Routing Information Protocol,路由信息协议）和OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先协议）⽆法很好的在移动Ad Hoc⽹络上运⾏。

AODV协议在嵌入式平台中的应用研究余本功;许绍斌【摘要】文中介绍了一个在嵌入式Linux系统上实现无线Ad-Hoc网络的应用，目的旨在建立一个基于嵌入式Linux和DevKit8000的嵌入式无线网络平台，并在嵌入式开发板中部署运行AODV路由协议，通过对AODV路由协议在嵌入式开发平台中的运行情况进行实验并分析，验证基于嵌入式开发平台的无线自组织网络部署运行AODV路由协议并组网的可行性。

实验表明所移植的AODV路由协议运行稳定可靠，通过分析实验数据，体现了AODV路由协议在一定程度上具有稳定性，同时Ad-Hoc网络运行正常，各节点可通过运行的AODV路由协议进行稳定通信。

%It describes the application of wireless Ad-Hoc networks in an embedded Linux system,aims to establish an embedded wireless network platform based on the embedded Linux and DevKit8000,and deploy embedded development board running the AODV routing protocol. Through analysis and validation of AODV routing protocol running in the embedded development platform,the feasibility is ver-ified of running AODV routing protocol and networking in wireless self-organizing network based on embedded development platform. Experiments show that AODV routing protocol transplanting is reliable and stable to operate,through the analysis of experimental data,re-flecting the stability of AODV routing protocol in a certain extent. The Ad-Hoc network is operatingnormally,each node can run AODV routing protocol to communicate.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】5页(P18-21,25)【关键词】AODV;Ad-Hoc;嵌入式开发;DevKit8000【作者】余本功;许绍斌【作者单位】合肥工业大学管理学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学管理学院，安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TP310 引言Ad－Hoc网络具有很多突出优点，在一定程度上有其优越性，包括组网迅速以及结构灵活，除此之外还有传输速率大和可靠性强及成本低的优越之处，在军事通信和灾后应急部署与野外作业以及传感器网络和个人通信等领域［1］都展现出了强大的优越性。

基于OMNeT+＋＋+的AODV-UU、DSR-UU+和DYMOUM路由协议性能仿真与分析32 4Vol.32 No.4第卷第期中南民族大学学报自然科学版2013年12月 Journal of South-Central University fo rNaNta. Sc tiio . Ena diltiio ti n es Dec.2013OMNeT + + AODV-UU 、 DSR-UU DYMOUM基于的和路由协议性能仿真与分析王文涛,王豪,郭峰,郑芳中南民族大学计算机科学学院,武汉430074摘要针对被动式单播路由协议 AODV-UU 、 DSR-UU 和 DYMOUM ,使用OMNeT + + Objective Modular NetworkTestbed in C + + 仿真软件,选取分组投递率、平均端到端时延和路由发现频率3个指标对 AODV-UU 、 DSR-UU 和DYMOUM , 3路由协议进行了性能仿真通过改变节点数目和节点移动速度分析比较了这些参数对个协议性能的, DYMOUM AODV-UU DSR-UU ,影响仿真结果表明协议在平均端到端时延和路由发现频率上优于和但在分组投递率上低于 AODV-UU 和 DSR-UU. 最后提出了对 DYMOUM 协议的改进.关键词移动自组织网路由协议性能仿真TP393 A 1672-4321 2013 04-0091-06中图分类号文献标识码文章编号Pecenrrafom Sntiolauim dna Asislyan fo AODV-UU ,DSR-UUdna DMO Y UM gtniuoR Prclstooo Bedsa no OMNeT + +Wang Waonte ,Wang Hao ,Guo Fnge ,Znghe FangCollege of Compute, rSSo ciuethn-cCeentral University for Nat, io Wnuaha lnit4i3e0s074,ChinaAtcartsb Aiming at passive unicast routing protocol,DASOR-UDUVa -UnUd DYMOUM ,we use the simulation soft toolOMNet + + Objective Modular Network Testbed inaCn+d+choose the packet deliv, earvyerraatigo e end-to-end delayand route discovery frequency to evaluate the performa,nDce SR-Uo U afnd AOD DVYM-UOUUM. We change the speedand numbers of the nodes to analyze and compare the effects of different parameters. The results show that DYMOUM isbetter than AODV-UU and DSR-UU at average end-to-end delay and route discov, erbuyt f isrelquo ewne cyr in packetdelivery ratio. In, thweeepnrdopose the improvements in DYMOUM.Ksdrowye Ad Hoc netwo rrkouting proto pecro fl ormance simulation[1]MANETproacti ve reactive移动无线自组网由一组无线移动为先验式路由协议和反应式路[2],节点组成是一种不需要依靠现有固定通信网络基由协议 . 在文献研究方面,传统的反应式 MANET[3] [4] [5]础设施就能够迅速展开使用的网络体系,所需人工经典路由协议DSDV 、DSR 和AODV 的性能比, 、、较研究已经完成. 文献[6]在 NS2 仿真环境下阐述干预最少是没有任何中心实体自组织自愈的网AODV、 DSR DYMO ,络.MANET 网络是对有线网络的补充和扩展,也是了和协议的工作原理文中采未来一种主要的网络接入方式. 由于其组网灵活、易用平均时延、平均跳数、包传递率和路由负载4个参, . MANET 3 ,于扩展当前发展十分迅猛目前对于网络数比较了这种反应式路由协议实验结果表明的研究主要集中在传输方式、组网方式和应用层上, DYMO 协议在平均时延和平均跳数上优于 AODV, DSR ,其中在组网方式的研究上路由协议的研究是个热和路由协议但在包传递率和路由负载上其性.MANET , AODV DSR . [7]门领域路由协议从拓扑方式来分主要分能低于和路由协议文献比较了2013-06-16收稿日期作者简介王文涛1967 -,男,副教授,博士,研究方向无线传感器网络,***********************.edu92中南民族大学学报自然科学版第32卷DSDV、 AODV DSR 、 Netfilter IP和的数据包分组投递率平均端递到钩子上的数据包会被捕获并可以通, .到端时延和路由负载指出先验式和反应式路由协过添加自定义代码进行修改议分别适用于何种网络环境,文献[8]虽然提出了 1.2 DSR-UU[11]DSR-UU用于嵌入式和多种平台的 AODV-UU 协议,但是并是比较经典的按需路由协议的原DSR-UU ,DSR-UU没有和同样用于嵌入式平台的和型主要由路由寻找和路由维护两种机制DYMOUM 路由协议进行比较分析.目前的研究主要组成.集中在经典反应式路由协议的性能仿真比较分析, 路由寻找当某个源节点S产生一个新分组需AODV- ,S在和硬件结合的嵌入式方面的改进协议如要传输给目的节点时就在该分组的分组头中添UU、 DSR-UU DYMOUM ,和则没有进行相应的仿真加一条源路由从而给出沿着该条源路由转发该分比较分析. 本文的主要贡献是,采用 OMNeT + + 网组至目的节点 D的转发跳序列. 通常情况下,S通过络仿真工具,在不同的节点数目和移动速度情况下, 搜索其路由存储器 out R e Cache 就能够找到一条3 、 ,对这种协议的分组投递率端到端时延和路由发合适的源路由路由存储器用于存储其以前获得的现频率3个指标进行分析比较,为嵌入式 Linux环路由. 如果 S在其路由存储器中没有找到任何可用境下反应式 MANET 路由协议的横向比较提供路由,那么 S初始化路由寻找协议来动态地寻找一. D , S D参考条到达的新路由并把源节点和目的节点分.别称为该路由寻找的发起节点和目标节点路由维护当使用一条源路由产生或者转发一1协议简介个分组的时候,发送该分组的每个节点都要负责证1.1 AODV-UU实该分组能够通过本节点到达该条源路由下一跳节[8]AODV-UU . 1, A B、路由协议是由瑞典乌普萨拉大学点的链如图节点使用一条经过中间节点Uppsala Universi和 ty爱立信公司联合发布的一种 C、 D的源路由为节点 E产生一个分组. 节点 C经过Ad Hoc . AODV-UU D网络路由协议路由协议是若干次确认请求之后仍然没有接收到节点的确AODV Linux , , D ,路由协议在嵌入式系统上的实现同认则认为从其到节点的链已经中断并且给节时又对 AODV 协议草案增加了其他功能. 例如 Hello点 A以及所有中间节点回送一个路由错误自 C接消息增加了单向链路检测和冲突避免. 由于 AODV 收到 D的最后一个确认以来,这些节点可能已经使MAC 802.11DCF , 802.11DCF C D . A ,路由协议层采用标准用从到的链节点接收到错误路由后从其, ,中的广播信息传输速度要低于单播并且传输范围路由存储器中删除中断链如果需要重传分组的重大于单播,因此,当单播信息失败后,节点还可能认传由上层协议如 TCP 执行., .为链路是活动的这样就会引起报文错误率增加[9]AODV-UU F R C3561 ,同样遵循路由协议标准并且在平均端到端时延和路由开销方面的性能要优于图1 DSR-UU 路由维护[10]AODV 和 AOMDV 协议 . AODV-UU 是基于Fig.1 DSR-UU routing maintenanceNetfilter ,AODV-UU ,框架实现的至今仍在更新AODV-UU .主要包括路由发现和路由维护两部分1.3 DYMOUM路由发现当 Netfilt从端口捕获输入或者输出报 er [12]DYMOUM AODV-UU ,并不是协议的扩展而文后,检查报文当中的目的地址是否在当前路由表是将 AODV-UU 的序列号、跳数计数和 E R RR 保留, , , ,中如果在将报文放行否则将报文放到缓存队列DSR-UU ,DYMOUM并加入的源路径积累思想主要中,然后向用户层的守护进程发送路由查找消息,如.也是由路由发现和路由维护两个机制组成果找到有效路由表则通知缓存模块,缓存模块将含路由发现 DYMOUM 的路由发现机制和 DSR-,有目的地址的报文重发在定时器时间内如果没有UU 的路由发现机制类似,当一个节点需要通信时,, . AODV-找到有效路由此报文将被丢弃路由维护.创建一个到目的节点的路由当源节点要和目的节UU 使用内核交互的方式更新内核路由表,AODV-, E RR Q ,点通信时源节点广播包直到目的节点收UU 的内核模块使用 Netfilt钩子来决定包是到来 er到 E RR Q 包,目的节点返回给源节点 E RR P 包建立, ,的还是出去的并且决定它应该被接收还是转发投第4期王文涛,等基于OMNeT + + 的 AODV-UU 、 DSR-UU 和 DYMOUM 路由协议性能仿真与分析 93 . 1 OMNeT + +反向路由一个模型是通过交换信息来通DSR-UU ,DYMO -UM. ,路由维护与相比发现讯的组件模块来构建的模块可以嵌套也就是断路后会通知全网中使用该断裂链路的节点,但没说,几个模块可以组成一个复合模块. 在创建模型有在传输数据的时候采用源路由,而是仅仅在路由时,需要将系统映射到一个相互通讯的模块体系中, , 2 NED .发现过程中使用路由控制包携带更多路由信息没用语言定义模型的结构可以在有沿用 DSR-UU 在数据包中携带源路由的做法. OMNeT + + 提供的 IDE中以文本或图形化方式来编辑 NED文件3C + +模型的活动组件简单模块需要用2 仿真实验,来编程当中要使用仿真内核及类库2.1 仿真场景 4 提供一个拥有配置和参数的 omnetpp. ini实验采用 OMNeT + + 作为仿真工具,OMNeT + 文件给模型,一个配置文件可以用不同的参数来描+ , C是面向对象的离散事件网络仿真工具它使用述若干个仿真过程+ + , OSI , NS-2、 OPNET 5 构建仿真程序并运行. 可以将代码链接到编程支持七层网络结构与等网络仿真软件相比,OMNeT + + 能够运行于多个 OMNeT + + 的仿真内核及其提供的一个用户接口, ,操作系统平台能够把网络拓扑和节点定义模块化命令行和交互式接口或图形化接口. inetmanet-2.0 6大大提高了仿真效率协议采用包里将仿真结果写入输出向量和输出标量文件面的 grid_aodv 协议,仿真场景分别是 AODV-UU 、中,使用 IDE中提供的分析工具来进行可视化. 结DSR-UU 和 DYMOUM. 仿真的运动场景是每个移果文件是普通的文本,所以能用 R 、 MATLAB 或其它2000 ×1000m .动节点在的矩形区域不停地随机运工具来进行绘图MassMobility, 仿真流程图如图2. 得到* . vec矢量文件之后,动运动模型是仿真时间设置为100s.仿真的消息长度是512 Byte,应用层开始发送我们用 MATLAB 软件进行绘图.UDP unifor 1ms, 60s, 1 , 2.3包的时间服从均匀分布延仿真结果及分析20s, . Ad Hoc时限制为目的节点随机生成仿真时采用的业我们选择了以下在网络中评估网络性务场景见表1. 能的指标1 平均端到端时延数据分组从源节点到目1表业务场景, 、的节点所需要的平均时间包括路由发现时延数据Tab.1 Scenario scene、 MAC包在队列中的等待时间传输时延以及层的重参数类型参数值传时延,反映路由有效性.messageLength 512 BytestartTime unifo r1ms, 60s, 1delayLimit 20s平均端到端时延destAddrNR G 1∑接收数据包时间 - 发送数据包时间.接收数据包个数2. 2. 4GHz,仿真的信道参数见表信道频率是最大发送功率2.0mW,路径损耗系数是2,信道数量 2 丢包率应用层收到的丢失分组数与发送是1,Mac层协议选取的是802.11. 的分组数之比,反映路由可靠性.表2 信道参数传输层未收到分组数×100%.丢包率Tab.2 Channel parameters传输层收到分组数参数类型参数值carrierFrequency 2.4GHz3 .路由发现频率每个节点传输数据量反映p 2.0mW路由传输错误率和网络竞争水平.alpha 2numChannels 12.2仿真步骤路由发现次数.路由发现频率仿真时间用 OMNeT + + 进行仿真的流程如下94 中南民族大学学报自然科学版第32卷2图仿真流程图Fig.2 Simulation flow chart仿真共使用 7种不同的节点运动速度 0,50, 果图. AODV-UU 、 DSR-UU 和DYMOUM 在 50个节100, 150, 200, 250, 300 m/s,根据节点运动速度的不点和100个节点的平均端到端时延、丢包率、路由发, . 50 , 3 ~5 .同网络拓扑变化剧烈程度不同我们取个或者现频率分别如图所示100 , MATLAB个节点的平均值用工具绘制仿真结3图平均端到端时延与节点移动速度仿真结果图Fig.3 e R sults figure of average end-to-end delay with the node speed 第4期王文涛,等基于 OMNeT + + 的 AODV-UU 、 DSR-UU 和 DYMOUM 路由协议性能仿真与分析 954图丢包率与节点移动速度仿真结果图Fig.4 e R sults figure of loss rate with the node speed5图路由发现频率与节点移动速度仿真结果图Fig.5 e R sults figure of route discovery frequency with the node speed 平均端到端时延由图 3可知,DYMOUM 协议致,在节点较多时,DYMOUM 的丢包率急剧上升,这的平均端到端时延优于 AODV-UU 和 DSR-UU 协是因为 DYMOUM 只对基本的路由维护作出规定,, DYMOUM , Hello议主要是协议使用了路径积累更能有并没有说明路由维护是采用传统的包维护机效发现路由,此外,DYMOUM 的路由维持效率比制、链路检测反馈机制还是像AOMDV 的多路径维AODV-UU DSR-UU . 3 , .和高从图中还可以看出护机制AODV-UU 100m/s ,DYMOUM的时延在节点移动速度为时到路由发现频率在路由发现频率上达一个峰值,DSR-UU 时延在节点移动速度为50m/ 的表现明显要优于AODVUU 和 DSRUU ,不过 DSRs , DYMOUM , , ,时到达一个峰值而表现比较稳定随由于其源路径累积思想在路径基本建立完成之后,3 .着节点移动速度的增加个协议的时延都出现增路由发现频率趋于稳定长,这是因为节点移动速度越快,拓扑变化越剧烈, 由以上仿真结果及性能分析可知,DYMOUM 的, . AODVUU路由重建次数就越多时延就会升高平均端到端时延和路由发现频率优于和丢包率从图4可以看出,在50个节点的情况 DSRUU 协议. 当节点数目较少时,DYMOUM 协议的下,节点移动速度较低时,DYMOUM 丢包率较低,表丢包率略高于 AODVUU 和DSRUU 协议,三者差别, , ,DYMOUM现较好而且整体表现较为平稳但是当节点速度较并不大当节点数目较多时协议的丢包高时,DYMOUM 和AODVUU 丢包率接近,均大于率明显高于AODVUU 和DSRUU 协议. 因此,DYMOUMDSRUU 的丢包率在 100个节点的情况下, 协议适用于对时延和开销要求较高的网DYMOUM AODVUU DSRUU , AODVUU DSRUU的丢包率比和要高出络而和适合对丢包率要求较高很多,AODVUU 和 DSRUU 的丢包率基本接近. 因的网络. 在节点数目较大时,AODVUU 和 DSRUU 的, , 3 ,DYMOUM此在节点较少的情况下个协议的丢包率基本一丢包率基本一致的丢包率明显不如。

基于AODV的多径路由协议研究和改进的开题报告摘要：Ad hoc网络的多径路由是解决移动自组织网络中信号覆盖范围有限和路径不稳定的问题的有效方法。

然而，现有的多径路由协议存在路由环路和路由震荡等问题。

本文研究基于AODV的多径路由协议，分析现有协议的问题，并提出改进的方法，通过仿真实验对改进后的协议进行验证。

关键词：Ad hoc网络，多径路由，AODV，路由环路，路由震荡Abstract：Multipath routing in Ad hoc networks is an effective method to solve the problem of limited signal coverage and unstable paths in mobile self-organizing networks. However, existing multipath routingprotocols suffer from problems such as routing loops and routing oscillations. In this paper, we study the multipath routing protocol based on AODV, analyze the problems of existing protocols, and propose improvement methods. The improved protocol is verified through simulation experiments.Keywords: Ad hoc network, multipath routing, AODV, routing loop, routing oscillation一、研究背景Ad hoc网络是无线传感器网络和移动自组织网络的重要组成部分，其特点是节点之间通过无线通信建立连接，形成一个临时的网络，无需预先部署基础设施。