高速移动自组网中DSDV与OLSR协议的仿真与分析_谭方勇
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一种优化链路状态预测的路由协议刘伟;张可;张伟;李炜【摘要】针对无人机自组织网络中节点运动快速且拓扑变化频繁的特点,提出一种优化链路状态预测的路由协议--OLSFR.OLSFR 通过对无人机节点运动链路状态进行预测,并定义计算MPR 集合的约束性参数以达到路由选路优化和提高性能的目的.仿真实验证明,相比OLSR、DSDV 等相关协议,OLSFR 能有效改善无人机自组织网络的数据包传递成功率和端到端延时.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2010(036)022【总页数】3页(P113-115)【关键词】无人机自组织网络;多点中继;链路预测【作者】刘伟;张可;张伟;李炜【作者单位】电子科技大学,电子科学技术研究院,成都,610054;电子科技大学,综合电子技术教育部重点实验室,成都,610054;电子科技大学,电子科学技术研究院,成都,610054;电子科技大学,综合电子技术教育部重点实验室,成都,610054;电子科技大学,计算机科学与工程学院,成都,610054;电子科技大学,电子科学技术研究院,成都,610054;电子科技大学,综合电子技术教育部重点实验室,成都,610054;电子科技大学,电子科学技术研究院,成都,610054;电子科技大学,综合电子技术教育部重点实验室,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TP3931 概述无人机自组织网络[1]采用移动Ad hoc网络(MANET)方式组网,整个网络自创造、自组织和自管理并且不依赖中心节点和基础网络设备。
MANET拓扑变化的动态性以及连接多跳的特点,使得选择合适的路由协议成为MANET组网的重点和难点[2-4]。
本文针对无人机自组织网络中节点运动速度快、网络拓扑变化频繁的特点,通过对链路运动趋势的预测来估算节点间链路的生存时间,重新定义了一种 OLSR[5]协议中多点中继(Multi Point Relay, MPR)算法的约束性参数,提出一种高速移动自组织网络环境下优化链路状态预测的路由协议——OLSFR(Optimized Link State Forecast Routing)。
车载自组网的单层与跨层路由协议研究张一宸;王海;彭来献【摘要】VANET (Vehicle Ad hoc network) is an important application technology of mobile Ad hoc network in intelligent transportation system (ITS),and also a branch of traditional MANET field.With the continuous development of the Internet,the vehicular ad hoc network is of good prospects for development.Therefore,the characteristics and differences between VANET and MANET are discussed,the two aspects of single layer routing and cross layer routing summarized,the advantages and disadvantages for these two classes of routing expounded,typical cases and recent research status of the two classes of VANET routing described,and their respective characteristics analyzed.Finally,the development direction and research emphases for future VANET are explored.%车载自组织网络(VANET)是移动自组网在智能交通系统(ITS)中的重要技术应用,也是传统MANET领域的一个分支.随着互联网的不断发展,车载自组织网络的前景发展良好.因此,总结VANET与MANET的特征与区别,并从单层路由和跨层路由两个方面进行总结,阐述两类路由各自的优缺点,介绍VANET两类路由的典型案例和最新研究现状,分析它们各自的特点.最后,探讨未来VANET的发展方向与研究重点.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)010【总页数】6页(P2279-2284)【关键词】车载自组网;单层路由协议;跨层路由协议;协议分析【作者】张一宸;王海;彭来献【作者单位】解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007;解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007;解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TP393车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)也称为车间通信[1](Inter-Vehicle Communication,IVC)网络。
信息通信INFORMATION & COMMUNICATIONS2019年第10期(总第202期)2019(Sum. No 202)移动自组网OLSR 路由协议研究闫朝峰(中国联合网络通信有限公司陕西省分公司,陕西西安710000)摘要:移动自组织网络具有移动、多跳和无中心等特点,可以快速灵活的组建网络,广泛应用在抗灾抢险、作战系统、科考探险等场景。
使用MATLAB 仿真软件,对最优链路状态路由协议进行仿真分析。
实验结果表明,随着节点数目显著增加,OLSR 协议路由的传输时间依然较短、传输跳数较少。
因此,在规模较大、节点密集的移动自组网络中,使用OLSR协议能缩短的数据传输时间。
关键词:移动自组网;MANET ;先验式路由;OLSR ;网络拓扌卜;MPR ; MATLAB中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2019)10-0177-030引言移动自组织网络(MANET)是一种支持动态拓扑结构、节 点任意移动的自组织网络,具有移动、多跳和无中心的特点,该网络无需固定基站可快速组网进行通信叫MANET 可以在任何时间,任何地点快速构建起一个通信网络,网络中的任意节点都具有主机和路由转发的功能,任何一个节点出现故障 都不会造成网络瘫痪叫当基础通信设施被破坏或不可用时,可以快速、灵活的组建无线通信网络,因此广泛应用在抗灾抢险、作战系统、科考探险等场景。
在无线网络中,路由协议的性能对网络的性能具有重要的影响,因此,如何选择路由对MANET 组网至关重要叫1移动自组网路由协议分类根据MANET 网络的逻辑结构,路由协议分为平面路由协议和分级路由协议,在平面路由协议中,可以将路由协议主要分为先验式路由协议和反应式路由协议叫1.1平面路由协议平面路由协议的主要特点是各个节点的基本功能相同, 地位相等。
平面路由协议组建的网络优点是网络的健壮性好,缺点是网络的可扩展性比较差。
对于目前所提出的众多MANET路由协议,协议性能的分析和比较重点集中在DSDv, AODV, DSR和ToRA等几种路由算法上,通过报文发送率、路由开销、路径最优性、吞吐量、平均端到端时延等参数对路由协议的性能进行评估和比较。
根据国内外公布的MANET路由协议仿真实验结果进行研究,可以得出这样的结论:各种不同情况的比较下,如不同的数据源数根据路由建立时机与数据发送的关系可以把路由协议分为三种:主动路由协议、按需路由协议、混合路由协议。
主动路由协议是事先给定所有路径,并不考虑实际中是否用到具体的路径。
这种方式路由的建立、维护的开销都很大,资源要求高,不适合于传感器网络。
按需路由协议是在传输中需要路径时才按需要去计算合适的路径,这种方式会产生较大的时延。
混合路由协议是综合利用前面两者的一个结合体。
由于无线传感器网络中节点能量有限,且只具有局部网络信息,一般都是采用按需路由或者是混合路由协议。
根据路由过程中节点的通信模式可以把路由协议分为以下几种:单跳协议,传感器节点把采集到的数据直接发送给基站节点。
在这种方式中,如果网络规模较大,则节点的能量会很快耗尽;随着节点数目的增加,网络中的数据冲突也会变得更加严重。
洪泛式路由协议,这是一种简单的协议,它不需要维护网络的拓扑结构和路由计算。
接收到数据的节点以广播的方式转发给所有邻居节点。
虽然这种方式的路由协议实现很直接,但它有严重的缺陷,会带来网络内信息的内爆和交叠。
而且对资源有很大的浪费。
平面型路由协议,网络中所有节点都是地位平等的。
当一个节点需要发送数据给基站节点时,可以通过其它节点作为中间节点进行转发,最后到达基站节点。
也是一种多跳的传输数据的方式。
一般来说,在基站节点附近的节点参于数据中转的概率要大于远离基站节点的传感器节点。
因此,基站节点附件的传感器节点由于频繁的参于数据转发而会很快的耗尽能源。
平面型路由协议实现简单,健壮性好:但建立、维护路由的开销较大,数据传输的跳数多,一般适用于规模小的网络。
GDSR:一种基于车载自组网的分组路由协议
王蕾;陈家琪
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2013(37)11
【摘要】针对DSR路由协议因节点频繁移动,路由发现和路由维护过程频繁发生,导致数据传输的时延增加和丢包率增加的问题.在DSR路由协议基础上,提出一种带有分组的DSR路由协议(GDSR).该协议通过K-medoids聚类算法合理地选择组头,使得分组路由协议更加适合车载自组网的多变的拓扑结构.仿真结果表明,带有分组的GDSR路由协议能够降低数据传输的端到端的时延和丢包率.
【总页数】5页(P186-189,193)
【作者】王蕾;陈家琪
【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于合作博弈的车载自组网络最优收益路由协议 [J], 魏斌;王继先;林楠;李跃新
2.一种基于AODV改进的城市车载自组网路由协议研究 [J], 蔡菁;朱余兵
3.一种适用于城市环境的车载自组网路由协议 [J], 张品;孙亚明
4.基于群签名及伪名认证的车载自组网地图路由协议 [J], 覃科;李志梅
5.基于群签名及伪名认证的车载自组网地图路由协议 [J], 覃科;李志梅;
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VANET路由协议设计时的网络容量仿真分析谭方勇;方立刚;金志峰【摘要】针对车载自组网中节点移动速度快、拓扑变化频繁以及无线信道质量不稳定的特点,提出了此类网络的路由协议必须综合考虑业务需求、网络能力以及自组网本身的特点等因素的设计思想.分析了承载业务分为低速率的导频信道和高速率的业务信道对传输速率的不同要求,研究了在选择路由协议时的网络容量上、下限问题.仿真实验结果表明,节点的可行吞吐量的上下限将随着无线电波衰减系数和节点带宽的增大而增大.在车载自组网路由协议设计时需要考虑这种关系,从而提高节点的可行吞吐量.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2015(048)003【总页数】5页(P325-329)【关键词】车载自组网;无线自组网;网络容量;路由协议;可行吞吐量;高速率【作者】谭方勇;方立刚;金志峰【作者单位】苏州市职业大学计算机工程学院,江苏苏州215104;苏州市职业大学计算机工程学院,江苏苏州215104;吴江区公安局科信大队,江苏苏州215200【正文语种】中文【中图分类】TP391.9随着社会的不断进步与发展,道路上车辆的保有量在不断地上升,很多地方和城市都出现了较为严重交通堵塞以及道路安全问题,而且也成为人们越来越重视的问题之一,因为它不仅影响到人们的出行,还关系到每个人的人身安全问题。
而结合了无线Ad Hoc自组网以及无线自组网技术的车载自组网(VANET, Vehicular Ad Hoc Networks)能够实现车辆在行驶过程中,获取其周边车辆节点以及周边道路基础设施的信息,这些信息可以为本车辆的行驶方式做出相应的决策判断,这既可以有效地预防交通事故的发生,也可以为行车线路的选择提供参考依据。
因此,车载自组网技术已经慢慢成为智能交通系统中的一个重要技术,正被越来越多研究人员研究和开发,而与其路由协议相关的问题也成为了近些年研究人员研究的主题和方向。
如文献[1-3]分别提出了一种多接口多信道VANET动态信道分配算法、基于地理位置的车载自组网快速可靠广播算法以及基于高可靠束路径的车载自组网路由规划算法,文献[4-6]分别提出了基于多优先级的自适应动态路由协议、基于实时车流密度信息的VANET路由协议以及基于位置的车载自组织网络路由协议,文献[7]提出了基于反馈方式的车辆间合作下载方法。
第24卷第1期苏州市职业大学学报V ol.24,No.1 2013年3月Journal of Suzhou V ocational University Mar.,2013高速移动自组网中DSDV与OLSR协议的仿真与分析谭方勇,叶 良,郭翠珍,张 燕(苏州市职业大学 计算机工程学院,江苏 苏州 215104)摘 要: 介绍Ad Hoc无线自组网中的特点及表驱动路由和按需路由两类路由协议,分析DSDV和OLSR两种经典路由协议及其工作原理.使用NS2网络仿真软件对以上两种路由协议进行仿真,仿真环境中设置节点为高速移动模式,通过丢包率、端到端平均延迟、延迟抖动和吞吐量4个性能指标,对这两种路由协议的性能进行比较分析.仿真结果表明,OLSR相对于DSDV更适合于高速移动自组网的应用场合.关键词:移动自组网;高速;DSDV;OLSR;性能指标;NS2仿真中图分类号:TP393.04文献标志码:A文章编号:1008-5475(2013)01-0044-03 Simulation and Analysis of the DSDV and OLSR Protocolsin the High Speed Ad Hoc NetworkTAN Fang-yong,YE Liang,GUO Cui-zhen,ZHANG Yan(College of Computer Engineering,Suzhou Vocational University,Suzhou 215104,China)Abstract:First the paper introduces the characteristics of Ad Hoc network and the table-driven and on-demand routing protocols,and then mainly analyzes the two kinds of classical routing protocols and their working principles.In order to compare different performances with DSDV and OLSR,the simulation software NS 2 is used.The nodes in the simulation environment are set for high speed mode,and through the four performance indexes including the packet loss rate,average end-to-end delay,delay jitter,and throughput the performances of them cre analyzed.The simulation results indicate that OLSR relative to DSDV is more suitable for the application of high speed mobile Ad Hoc network.Key words:mobile Ad Hoc network;high speed;DSDV;OLSR;performance index;NS2 simulation移动自组网(mobile ad hoc network,MANET)是一种能够临时快速自动组网的移动网络,适用于军事或是一些特殊的场合,具有无中心、自组织、动态拓扑及多跳路由等特点,能够快速组网,具有强抗毁性能.目前,国内外对移动自组网已有较多的研究,但是,一般研究的移动自组网中,节点的移动速率比较慢,每秒移动数米或十几米.而高速移动环境下路由协议的应用研究还不够多,如节点移动速度可以达到几百米每秒的高速车辆[1]、军事作战飞机等.当前移动自组网的路由协议主要有两大类,即表驱动路由(table-driven)和按需路由(on-demand)[2].表驱动路由协议主要有DSDV、OLSR、WRP等,按需路由协议主要有DSR、AODV等.当前国内外在高速收稿日期:2012-12-14;修回日期:2013-01-12基金项目:苏州市科技计划资助项目(SYN201219)作者简介:谭方勇(1976-),男,江苏苏州人,副教授,硕士,主要从事无线网络及网络安全研究.- 44 -谭方勇等:高速移动自组网中DSDV与OLSR协议的仿真与分析 2013年第1期环境下无线自组网路由协议也有较多的研究[3-4],主要是提出了这些路由协议在该环境下的不足,并提出了改进的算法.本研究主要通过比较两种典型的无线自组网协议在高速移动环境中的性能,分析选择更适合MANET网络的协议.1 DSDV协议与OLSR路由协议原理1.1 DSDV协议DSDV协议是一种逐跳的距离矢量路由协议,需要每一个节点周期性地广播路由更新.DSDV相对于传统的距离矢量协议的优势在于,DSDV通过在路由接口附加序列号的方法,解决了DV路由中的环路问题,以保证网络中没有环路[5].DSDV的缺点是需要向网络发送控制消息,增大了网络中的路由开销;DSDV不适应变化速度快的移动Ad Hoc,且在源和目的节点之间只提供一条路由且不支持单向连接.1.2 OLSR路由协议OLSR协议是一种表驱动路由协议,针对MANET的特点采用MPR机制进行了裁减和优化.在MPR 机制中,只有MPR节点才负责向全网洪泛TC控制消息和参加路由,同时在拓扑维护中仅仅只牵涉MPR 节点和其MS节点之间的链路状态信息[6].其优点表现为:1) 中继节点的减少降低了协议的开销;2) OLSR只利用部分的链路状态信息建立最短路由,即只利用MPR节点到其MS节点之间的链路状态信息,减少了协议的开销.考虑到网络中路由控制开销,本项目路由协议拟采用OLSR协议.2 仿真结果及分析2.1 场景设计仿真在NS2.34、操作系统平台为Fedora11上进行.在仿真实验中,场景中的无线节点总数为50个,节点运动在区域为1 000 m×500 m的平面上,节点的速度为100 m/s,采用随机运动方式,使用CBR数据流,最大并发连接数为20,每秒发送两个分组,每个分组的大小为512 Bytes,MAC层采用IEEE802.11协议,模拟时间为100 s.2.2 性能指标及仿真参数的选择根据RFC2501中对无线自组网路由的评价标准,本文选取4个性能指标在高速移动环境下,对比DSDV和OLSR两种路由协议的性能[7]:1) 丢包率(droprate),指在传输期间网络丢失分组的数量,一般是指在特定时间段内丢失的分组占传输数据总量的比例,即目的节点丢弃的数据包的个数与源发送节点发出大数据包个数之比,丢包率越小,可靠性越高.2) 端到端平均延迟(avgdelay),是指从一个源节点发送出一个分组到目的节点接收到该分组的时间差.包括路由查找的延迟、数据包传输延迟、重传延迟、队列中的等待延迟等,在分析网络传输延迟时,一般计算其端到端平均延迟,即对有传递分组的端到端延迟求其平均值,端到端平均延迟越小,网络性能越高.3) 延迟抖动(jitter),是指前后两个分组之间的不同延迟差,即第i个分组的延迟与其前一个分组(第i-1个)延迟的差,延迟抖动越小,网络越稳定.4) 吞吐量(throughput),吞吐量是指在不丢包的情况下,单位时间内节点可以接收的数据量,即目的节点接收到的所有有效分组的数量与传输时间之比的值,吞吐量越高,网络性能越好.2.3 仿真结果通过仿真实验可以得出,在高速移动环境下,无线自组网采用DSDV和OLSR协议的分组丢包率都比较高,DSDV协议为84%,OLSR协议为83%.- 45 -第24卷 苏州市职业大学学报- 46 -如图1所示,OLSR 协议的端到端平均延迟在仿真初始阶段略高于DSDV 协议,但在仿真的后期,DSDV 协议分组的端到端平均延迟增加非常多,而OLSR 协议比初始阶段却有一定的减小,这说明,在路由相对稳定后,OLSR 协议的性能要高于DSDV 协议.如图2所示,OLSR 协议的延迟抖动始终保持在一个很小的值,而DSDV 协议的延迟抖动仿真的中后期抖动非常大,这说明DSDV 协议在高速移动环境下没有OLSR 协议稳定.如图3所示,在整个仿真过程中,两种协议的吞吐量处于一个上升的趋势,这是因为随着路由表的逐渐建立,有效数据包的数量也逐渐增加.但是,在这一过程中,OLSR 协议的吞吐量明显一直高于DSDV 协议,所以在高速移动环境下,OLSR 协议的性能要高于DSDV 协议.3 结论虽然OLSR 协议在高速移动的环境中,性能要明显优于DSDV 协议,但是,现有的OLSR 协议在高速移动环境下还存在以下不足:①在选取MPR 时,对节点的冗余度还没考虑,这可能使得大量的路由信息在短时间内无法投递而不得不重新路由,这势必会造成很大的带宽和资源浪费;②OLSR 是表驱动的路由协议,在建立和更新数据表时需要节点处理更多的数据量③需要较高的存储空间.因此,要让OLSR 协议能够更适合高速移动的环境,还需要对其进行改进,如在选取MPR 时考虑一定的冗余度,在底层协议上采取不同底层协议(如GSM 中的TDMA 和IEEE802.11)的融合.参考文献:[1] 张文杰,张国庆,慕德俊,等. 车载Ad hoc 网络原型系统设计及性能分析[J]. 计算机工程与应用,2010,46(35):27-29.[2] 于宏毅. 无线移动自组网[M]. 北京:人民邮电出版社,2004.[3] 杨共燕,邝育军,隆克平. 一种支持高速移动自组网络的路由协议[J]. 电子技术应用,2010(5):120-124.[4] 张洪,黄闽英. 基于高速移动节点网络的OLSR 路由协议改进[J]. 成都大学学报:自然科学版,2008,27(3):38-40.[5] 余海洋,眭荣方,苏兵. Ad Hoc 网络中覆盖多播路由协议[J]. 常州大学学报:自然科学版,2010(4):56-60.[6] 赵健,孙俊锁. OLSR 路由协议的改进及其NS2仿真分析[J]. 计算机仿真,2008,25(1):161-163.[7] 黄化吉,冯穗力,秦丽姣,等. NS 网络模拟和协议仿真[M]. 北京:人民邮电出版社,2010. (责任编辑:李 华) ッࠄッᑇഛᓊ䖳0.060.0550.050.0450.040.0350.030.0250.020.0150.010.005p a c k e t d e l a y /s 0500 1 000 1 500 2 000 2 500“DSDV”“OLSR”packet ID。