计算机毕业设计论文_基于AODV路由协议的仿真与性能分析
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初探基于跨层机制的无线路由协议的分析与仿真摘要:AdHoc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AdHoc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:AdHoc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,Adhoc无线网络技术越来越受到人们的重视。
Adhoc 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,Adhoc无线网络采用了TCP/IP体系结构,然而,Adhoc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Adhoc无线网络的性能,决定了Adhoc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AdHoc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AdHoc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(AdhocOn-demandDistantVector,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。
2AdHoc网络及其路由协议2.1AdHoc网络的概况AdHoc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。
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。
信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald133DOI:10.16660/ki.1674-098X.2020.09.133基于OPNET的AODV路由协议仿真分析刘一利1 张家钢2 朱潼昕3(1.国防科技大学电子对抗学院 安徽合肥 230031;2.66018部队 天津 300380;3.武警警官学院22队 四川成都 610011)摘 要:在节点数目、移动性以及网络负载等不同的情况下,按需方式的路由算法在性能上有着明显的优势。
AODV协议属于按需路由协议,本文使用OPNET仿真软件对其进行仿真,重点仿真了路由跳数、路由发现时间、网络延迟和负载等属性,通过仿真一方面验证了协议流程,另一方面验证了相关属性。
关键词:AODV 路由协议 OPNET仿真中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)03(c)-0133-02Abstract: In the case of different nodes, mobility and network load, on-demand routing algorithm has obvious advantages in performance. AODV protocol belongs to on-demand routing protocol. In this paper, OPNET simulation software is used to simulate it, focusing on the simulation of routing hops, routing discovery time, network delay and load. On the one hand, the protocol f low is verified by simulation, on the other hand, the relevant attributes are verified.Key Words: AODV; Routing protocol; OPNET simulation1 AODV路由协议简介MANET,又称移动多跳网或移动对等网,不用借助任何中间网络设备,可在有限范围内实现多个移动终端间互联互通。
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。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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。
本科生毕业论文题目:基于MATLAB的Ad Hoc网络AODV协议的最小路由选择学院:信息学院专业:通信工程指导教师(职称):李波(副教授)报告人:张海瑞时间: 2014/5/3目录摘要 (I)MATLAB is based on the minimum routing protocol AODV in Ad Hoc Networks (II)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 Ad hoc网络 (1)1.1.1 Ad hoc网络的发展 (1)1.1.2 Ad hoc网络的特点 (1)1.1.3 Ad hoc网络的应用 (2)1.2 路由协议 (2)1.2.1 路由协议分类 (2)1.2.2 AODV的基本介绍 (4)1.2.3 AODV协议的性能 (5)1.3 本文的主要工作 (5)第二章AODV协议工作过程 (6)2.1 AODV路由协议分组格式 (6)2.1.1 RREQ 路由请求 (6)2.1.2 RREP 路由回复 (7)2.1.3 RERR 路由错误 (7)2.1.4 RREP-ACK 路由回复确认 (8)2.1.5 Hello报文 (8)2.2 单点路由的建立 (9)2.2.1 路由发现 (9)2.2.2 前向路径建立 (10)2.2.3 路由保持 (10)第三章AODV的仿真及分析 (12)3.1 仿真工具 (12)3.2仿真过程与分析 (12)3.2.1仿真过程相关分析 (13)结论 (16)致谢 (17)参考文献 (18)摘要Ad hoc网络是一种不需要任何通信基础设施的典型的自组织网络,它的研究目标是将数据分组交换技术引入到无线环境中,开发军用的无线数据分组网络。
随着Ad hoc研究的深入,性能的不断完善以及其特有的优势,移动Ad hoc 的应用越来越普及,迅速的从军用领域渗透到相关领域。
而Ad hoc网络的实现必须有一系列的规则来约束,由此,对其路由协议的研究成了网络研究者普遍的切入点,并从未中断过。
毕业论文(设计) 题目DSR与AODV协议的比较学生姓名学号院系信息工程系专业电子信息工程指导教师二O一O年 4 月26 日目录摘要 (1)引言 (2)Hoc协议介绍 (3)DSR协议 (4)AODV协议 (5)与AODV的对比分析 (5)和AODV的仿真对比 (6)仿真模型 (6)建模层次 (7)OPNET仿真的步骤 (7)仿真结果 (8)4.仿真结果分析 (38)5.比较结论 (40)参考文献 (40)致谢 (42)ABSTRACT (43)DSR与AODV协的比较陶齐清南京信息工程大学信息工程系,南京 210044摘要:无线自组网(Mobile Ad Hoc Networks,MANET)是一种特殊的无线移动通信网络,它具有网络中的所有终端地位平等、自组织、无需事先布置任何网络设施或中心控制节点、动态变化的拓扑结构和带宽与能源受限等特点。
近年来,对无线自组网的研究,尤其是对媒体接入控制和路由协议的研究一直都是研究的热点。
本文对无线自组网中两种著名的按需路由协议(DSR和AODV)进行分析和研究,并利用OPNET仿真平台对其性能进行评测,得出一些有意义的结论,为下一步设计新的路由协议提供有益的思路。
重点研究了两种著名的无线自组网按需路由协议DSR与AODV。
通过分析比较常用的网络模拟软件,本文选择图形界面的OPNET作为仿真工具,并给出了基于该平台的DSR和AODV路由机制的实现模块。
最后,利用该平台在两种网络场景下,对DSR与AODV协议进行性能评测与分析。
关键词:Ad hoc网络路由协议网络性能 OPNET仿真引言在网络迅速澎湃的今天,网络研究人员一方面不断思考的网络协议和算法,为网络发展做前瞻性的基础研究;另一方面又要研究如何人利用和整合现有的网络资源,使网络达到最高效能。
以前,网络的规划和设计一般采用的是经验、试验和计算等传统的网络设计方法,其中,经验这一方面最为简便易行不过其成效在很大程度上依赖于规划设计者具有的网络设计经验,其设计结果中的主观性成分比较突出。
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。
AODV路由协议的仿真与性能分析摘要:首先,本文简单介绍了无线自组网和无线局域网的一些知识,对其主要内容做了概述性的讲解。
接着论述了AODV路由协议的工作原理。
最后在上面的分析的基础上,提出AODV路由协议的实现方案并将其实现。
关键字:AODV;无线自组网;路由Abstract: First of all, the paper briefly introduced the wireless network and wireless LAN knowledge of some of its main outline of the content of the lecture. Then AODV routing protocol discussed the working principle. In the final analysis of the above, on the basis of AODV routing protocol to the realization of the programme and to achieve.Keyword: AODV; Wireless network; Routing目录第一章绪论 (3)1.1课题的背景 (3)1.2无线自组网简介 (3)1.3 IEEE802.11无线局域网协议 (5)第二章AODV路由协议 (8)2.1 AODV路由协议概述 (8)2.2 AODV路由算法原理 (9)2.3 AODV术语 (9)2.4 AODV路由协议帧格式 (11)2.4.1 RREQ协议帧格式 (11)2.4.2 RREP协议帧格式 (12)2.4.3 RERR协议帧格式 (13)2.4.4 RREP-ACK (13)2.5 AODV路由协议的操作 (14)2.5.1维护序列号 (14)2.5.2路由表项和先驱表 (15)2.5.3产生路由请求 (16)2.5.4路由请求消息的控制传播 (17)2.5.5处理和转发路由请求 (17)2.5.6产生路由应答 (18)2.5.7接收和转发路由应答 (20)2.5.8单向链路上的操作 (21)2.5.9 Hello消息 (21)2.5.10维护本地连接性 (22)2.5.11 RERR消息,路由过期和路由删除 (23)2.5.12本地修复 (24)第三章 AODV路由算法模拟 (26)3.1 NS-2概述 (26)3.2模拟步骤 (27)3.3网络吞吐量模拟 (28)3.3.1 shell脚本 (28)3.3.2模拟结果 (29)3.4网络数据包时间延迟 (29)3.4.1计算延迟的awk脚本 (29)3.4.2模拟结果 (31)3.5跳数模拟 (32)3.7 RREQ广播演示 (33)3.8数据传输演示 (33)3.9掉包演示 (34)3.10本章小节 (35)总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论1.1课题的背景自从1997年IEEE802.11协议正式发布以来,无线局域网得到了快速发展,形成了一个巨大的市场。
现在国内外的许多高档写字楼、宾馆还有机场等,都已经铺设了或者正在铺设无线局域网。
但IEEE802.11协议不具有转发功能,组成的网络规模小,传输距离近,需要铺设较多的AP点。
而无线自组网则可以弥补这个缺点。
无线自组网其前身是分组无线网。
自七十年代世界上第一个分组无线网ALOHA在美国夏威夷大学研制成功之后,分组无线网就受到了军方的高度重视。
国内从八十年代起开始关注分组无线网的研究,经过二十年来的努力,已经取得了很多进步和成果。
而近几年,由于军用和民用需求的增加,大大促进了无线自组网的研究。
无线自组网现在广泛应用于自然灾害抢险、科学考察、以及在战场等通信场合。
无线自组网研究的一个重要方面就是无线自组网的路由。
由于无线自组网的拓扑结构动态变化,如何在移动中保持通信成为一个重要的研究方向。
现阶段已经提出许多的路由算法,各个路由算法有各自的优缺点,适合于不同的场合。
利用无线自组网的技术,可以扩大无线局域网的使用范围。
同时,可以利用基于无线局域网的设备,很方便的验证无线自组网的一些技术。
1.2无线自组网简介无线自组网又称无线移动多跳网、移动ad hoc网,其前身是分组无线网。
一个无线自组织网络是由可以任意移动的移动平台组成(每个移动平台逻辑上是由一个路由器和无线通信装置构成)的自主系统。
无线自组网把移动通信和计算机网络结合在一起:一方面,用户终端是通过无线链路连接起来的可以移动的便携式终端;另一方面,网络的信息交换采用了计算机网络中的分组交换机制。
在无线自组网中,所有终端不仅能自由移动,而且身兼两职:既是主机,又是路由器。
作为一种无中心分布控制的网络,无线自组网与有线网和单跳无线网在结构上有较大区别,它没有基站一类的固定通信设施(Infrastructureless Networks),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,从而拓宽了移动网络的应用场合,在军事领域(如战场临时通讯)和民用领域(如紧急抢险联络)都具有广阔的应用前景,同时也能作为Internet网的接入部分使用,在下一代网络(NGN:Next Generation Network)中占有重要地位。
移动无线自组网是一种无线、易变的网络环境,与传统的有线网和无线局域网有明显不同。
它的无线链路、移动终端、多跳结构等特点给路由的实现带来了诸多不利影响。
以致于在有线网上表现良好的传统的距离-矢量(DV:Distance Vector)算法和链路-状态(LS:Link State)算法不能直接运用于无线自组网,也使得路由的优化不再是最重要的要求,而路由的迅速收敛、灵敏反应拓朴变化、节省带宽以及减少节点资源开销等则成为更重要的因素。
因此,对在无线自组网上运行的路由协议便提出了许多具体而严格的要求。
这些要求主要有:收敛迅速,提供无环路由,避免无穷计算,控制管理开销小,对终端性能无过高要求,支持单向信道等。
多年来人们对无线自组网技术持续增长的兴趣导致了许多路由协议方案的提出。
除了MANET WG(Mobile Ad hoc NETworks Working Group)发布的DSR、AODV、ZRP等路由协议草案外,研究人员还发表了许多关于无线自组网路由协议的学术论文,如DSDV、WRP、CGSR等。
但由于无线自组网的复杂性和多样性,IETF至今尚未能确定一个标准,有关研究及草案的征集和修改工作仍在进行中。
目前,已存在数10种无线自组网路由协议,可从不同的角度对它们进行分类。
从是否使用GPS(Global Positioning System)系统出发,可分为地理定位辅助路由与无地理定位辅助路由;从路由查找策略出发,可分为先应式路由(又称主动路由)与反应式路由(又称被动路由或者按需路由);从网络逻辑视图出发,可分为平面路由与分级路由。
图1-1表示了无线自组网的主要路由协议的分类。
图1-1:多跳无线路由协议分类在本课题中,实现的是AODV路由协议。
AODV是被IETF(Internet Engineering Task Force)的MANET工作组认为是最好的候选路由协议之一,简单且性能优越。
课题采用的实现方案,对于实现无线自组网的其它按需路由协议也具有借鉴作用。
1.3 IEEE802.11无线局域网协议传统的有线局域网在某些场合会受到布线困难的限制,并且无法支持移动设备。
由于这些问题的出现,存在建立无线局域网的需求。
由于应用的要求,1990年7月,IEEE802委员会接受了NCR公司的“CSMA/CD无线媒体标准扩充”的提案,成立IEEE802.11无线局域网工作委员会,负责制定无线局域网物理层和MAC层的协议标准,并于1997年六月公布该标准。
1999年8月,802.11协议得到进一步完善,并成为IEEE/ANSI和ISO/IEC的一个联合标准,称为ISO/IEC8802.11。
IEEE802.11协议标准定义了MAC层和物理层的规范,它是一个协议家族,涵盖了许多子协议,各个子协议的主要任务见表1-1。
在这些子协议之中,最核心的是802.11a,802.11b和802.11g,它们定义了最核心的物理层规范。
1997年公布的IEEE802.11协议标准提供了三个物理层的规范,包括2.4GHz ISM频带中的红外线、1~2Mbps频率跳跃扩频技术(FHSS)和1~2Mbps直接序列扩频技术(DSSS)。
此后,IEEE802.11标准沿着两条路发展,一条是802.11b,另一条是802.11a。
802.11b规范是指定在2.4GHz通信频带,使通信数据速率达到10Mbps,同时保持跟最初的802.11 DSSS标准的兼容性。
它的物理层采用高速直接序列扩频技术(HR-DSSS),调制方式可以有两种选择,一种是“补码键控”(CCK)调制方式,从而达到11Mbps的顶端数据速率;另一种是“信息包二进制回旋式编码”(TM PBCC),凭借其能够提供3dB的编码增益,延伸了通信的距离,因此作为在5.5和11Mbps速率的范围内获得更高性能的一个选择。
802.11的第二个分支为802.11a,它将通信频带放在5.2GHz U-NII频带,并被指定高达54Mbps的数据速率。
它采用了正交频率划分多路复用(OFDM)的多载波调制技术。
它与802.11b和最初的802.11 WLAN标准均不能进行互操作。
为了与最初的802.11协议和802.11b协议兼容,同时能提供802.11a的高达54Mbps的传输速率,在经过多年研究以后,IEEE于2003年正式颁布了802.11g的标准。
它采用OFDM调制方案,可以在2.4GHz的频带上提供54Mbps的数据传输速率。
IEEE802.11协议规定了多种组网方式。
图1-2表示了一种非常通用的网络拓扑结构:图1-2:WLAN的一种常用网络拓扑结构图中所示的两个WLAN网,通过A(PAcess Point)点与D(SDistribution System)网络相连接,从而互通。
其中,DS可以是任意的网络。
第二章AODV路由协议2.1 AODV路由协议概述现有的移动Ad Hoc网路由协议大致可以分为先验式(proactive)和反应式(reactive)两种。
先验式路由协议又被称为表驱动路由协议(Table-driven Routing Protocol),是基于路由表项的路由协议。
网络中的主机通过周期性地交互路由信息得到所有其它主机的路由,而不管需不需要该路由进行通信。
节点必须维护去往全网所有节点的路由,每个节点维护一张或多张路由表,这些路由表包含到达网络中所有节点的路由信息。