无线自组织网络AODV路由协议研究

西安邮电大学

（计算机学院）

课内实验报告

实验名称：无线自组织网络仿真(一)-AODV协议（2学时）

专业：网络工程

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

日期：2017年5月27日

一．实验目的

理解AODV路由协议的工作过程。

二．实验环境

VirtualBox + Ubuntu + NS2

三． 实验内容

1. AODV基本原理

AODV 是应用最广泛的按需路由协议之一。它是 DSDV 算法的改进，但中间节点不需事先维护路由。 AODV 中节点移动可能会导致原来路由不可用，它采用逐跳路由方式转发分组，并利用广播请求查找路由。整个通信过程对称的，路由可逆。

其基本工作过程如下：

① 源节点希望向某个目的节点发送数据，但当前路由表中并无该节点的路由信息时，启动路由发现过程；

② 源节点向其邻居广播一个 RREQ（路由请求）消息，进行路由探测；

③ 每个收到RREQ消息的节点向其邻居扩散该消息，直至消息到达一个知晓目的节点路由的节点（中间节点或目的节点）；同时建立反向路由；

④ 该中间节点或目的节点向源节点发送一个 RREP（路由响应）消息，当RREP消息到达源节点时，建立起源节点到目的节点的路由。

2. 仿真拓扑

建立一个13个移动节点的Ad hoc网络，分别是节点 0～12。其中，节点 8 是源节点，节点 2 是目标节点。

四． 实验过程及分析

1. 阅读并解释仿真代码（AODV.tcl），描述仿真设置；

创建14个移动终端节点

定义代理的连接

定义FTP是被TCP封装的，CBR是被\UDP封装的

定义终端的属性

2. 运行仿真脚本；

1） 创建14个节点，节点间未交换路由信息，路由表尚未建立

2） 仿真到0.02s 时，节点8 开始向节点2 发送数据，注意，在发送数据前，节点8 需要通过RREQ/RREP 与节点2 建立路由

8与2传输数据

3） 仿真进行到0.25s 时，节点4 开始向节点1 发送数据，同样的，节点4 需要通过RREQ/RREP 与节点1 建立路由。

HUNAN CITY UNIVERSITY

-------《无线网络技术》小论文

设计题目： 无线自组织网络AODV路由协议研究

专 业： ____

学生姓名： ___________

班级学号： ________

指导教师： __

0000年 00月 00日 摘要:Ad Hoc 网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络, 网络层的路由协议对于Ad Hoc 网络来说尤为重要。首先阐述了Ad hoc 网络的概念和特点, 分析了自组网路由协议的有关情况。重点研究了按需路由协议中的AODV 协议及其中断链恢复的改进, 结果表明在数据传输延迟和路由开销方面, 采用改进的本地修复方法都可以使性能获得一定程度的提高。

关键字:Ad hoc 网络; 路由协议; AODV 协议

1 无线自组网概述

1.1 Ad Hoc 网络的概念

Ad Hoc 网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,是移动计算机通信网络的一种类型, 后者是指用户终端可以在网内随意移动的计算机网络,所以ad hoc 网络是移动通信和计算机网络的交叉。作为一种无中心分布控制网络( InfrastructurelessNetworks) ,

自组网是一种自治的无线多跳网, 整个网络没有固定的基础设施, 可以在不能利用或不便利用现有网络基础设施的情况下, 提供一种通信支撑环境, 拓宽了移动网络的应用场合。自组网中也没有固定的路由器, 所有节点都是移动的, 并且都能以任意方式动态地保持与其他节点的联系。在这种环境中, 由于终端的无线覆盖范围的有限性, 两个无法直接进行同信的用户终端可以借助于其他节点进行分组转发。每个节点都可以说是一个路由器, 他们要能完成发现和维持到其他节点路由的功能。

Ad hoc 网络中的信息流采用分组数据格式, 阐述采用包交换机制, 基于TCP/IP 协议族。若干个移动终端组成一个独立的网络, 与固定的互联网并行, 需要时也可与固定的互联网互联。根据底层采用的无线通信技术而有所不同, 快的可在数秒钟内完成, 慢的也可在几个小时内完成, 有效通信距离通常在30 公里~50 公里范围之内。在Ad Hoc 网络中, 主机同时还是路由器, 担负着寻找路由和转发报文的工作。在Ad Hoc 网络中, 每个主机的通信范围有限, 因此路由一般都由多跳组成, 数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故Ad Hoc

路由协议在无线自组网中的性能比较与分析研究

无线自组网技术是一种自组织的网络体系结构，通过无线链路连接移动的节点。在无线自组网中，路由协议的选择对网络的性能起着至关重要的作用。本文将对不同的路由协议在无线自组网中的性能进行比较与分析。

首先，我们需要明确几种常见的无线自组网路由协议，包括经典的Ad hoc On-Demand Distance Vector（AODV）协议、Destination-Sequenced Distance Vector（DSR）协议、Optimized Link State Routing（OLSR）协议以及Dynamic

Source Routing（DSR）协议等。

AODV协议是一种基于距离向量的路由协议，适用于移动节点经常变换网络拓扑结构的场景。它通过维护路由表来动态地发现和维护路由信息，可以快速适应网络拓扑变化，但是在大规模网络中可能存在路由表的维护开销较大的问题。

DSR协议则是一种基于源路由的无线网络路由协议，它在每个数据包中携带完整的源到目的地的路由信息。这种方式可以避免节点维护全局路由表，但是在网络规模较大时，源路由的长度将会增加，导致数据包的开销增大。

OLSR协议是基于链路状态的路由协议，通过广播链路状态信息到整个网络，建立一个全局的拓扑图，在此基础上计算最短路径。相比于AODV和DSR，OLSR协议在拓扑稳定时具有更好的性能，但是在拓扑变化频繁的情况下，会产生较大的控制包开销。

最后，DSR协议是一种基于源路由和缓存的路由协议，节点在发送数据包时，先查询本地缓存中是否存在路由，如果不存在则通过源路由发现适当的路径。DSR协议提供了较好的数据包传输效率和适应性，但会带来较大的路由请求开销。

针对不同的无线自组网场景，我们需要综合考虑路由协议的特点和性能指标进行选择。在稳定拓扑网络中，OLSR协议通常能够提供较好的性能表现，而在移动节点频繁的网络中，AODV和DSR协议则更具优势。

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。然而，AODV协议仍然面临一些挑战，例如节点失效和链路中断等可能导致路由不可用的问题。因此，在实际应用中，需要对AODV协议进行进一步优化和改进，以提高网络的性能和稳定性。