Ad-hoc网络组播路由协议的研究与设计

Ad Hoc网络的单播和组播路由协议的研究Ad Hoc网络无需固定基站的支持，节点之间通过无线链路进行通信，使用方便、配置灵活，已经引起了人们广泛的关注。

Ad Hoc网络的研究领域中有许多需要解决的问题，如：路由协议、能量节省和网络安全等，其中路由协议是Ad Hoc网络实现的关键问题。

路由可分为单播路由、组播路由和广播路由。

本文研究具有平面结构的Ad Hoc网络的单播和组播问题，围绕着优化和提高网络性能等问题进行了深入的研究，主要的研究内容和创新性结果如下：1．网络拓扑的动态性使路由节点维护的路由信息具有很强的时效性。

针对Ad Hoc 网络拓扑易变的特性，必须设计出简单有效的路由维护算法。

本文将链路状态预测算法引入到Ad Hoc网络的单播路由协议AODV中。

解决了AODV不能及时发现断裂链路而导致网络报文丢失和网络传输时延增加的问题。

链路预测算法根据无线传播的原理和节点运动的规律，利用接收报文的能量发现即将失效的链路，然后对即将失效的路径提前作出处理。

本文提出了二个基于链路失效预测的路由维护算法。

第一个算法是：当节点发现即将失效的链路后，在该链路失效前，将链路即将失效的信息传递给所有使用该链路的活动路径的源节点，由源节点根据需要进行相应的处理。

这样避免了失效链路的使用以及报文的丢失，降低了网络中报文的投递时延。

第二种方法称为抢先式路由算法，即在路由失效前不但要报告链路失效的信息而且修复失效路径，为了避免产生过多的控制开销，我们使用了局部路由修复的方法。

抢先式路由算法降低了网络中报文的投递时延，减少了因无路由而丢失的报文数，但导致路由开销略有增加。

2．组播是Ad hoc中的重要应用，组播的实现需要良好的组播路由协议的支持。

在已提出的组播协议中，ODMRP协议性能良好，对节点移动导致的网络拓扑结构变化的抗毁性也较强。

但当网络中发送节点数较多时，ODMRP协议中冗余路径太多，使网络中的无效冗余报文占用过多的网络带宽资源，容易引起信道资源的竞争和网络冲突。

移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术的研究报告移动Ad Hoc网络是指无线网络由网络中的移动设备自主组成，没有固定的基础设施。

由于节点是随时移动的和形成的网络拓扑结构动态变化的，如何保证传输数据的安全性和可靠性成为网络设计中的重要问题。

本文将分析当前移动Ad Hoc网络的安全路由协议设计技术，并提出一种基于多路径和加密技术的路由协议，以提高网络的安全性和可靠性。

一、Ad Hoc网络安全路由协议设计技术分析Ad Hoc网络中的节点通常没有连接到中央服务器或任何其他形式的基础设施，这对网络的安全性和数据的可靠性提出了新的挑战。

现有的Ad Hoc网络安全路由协议设计技术主要包括如下几种：（一）基于加密技术的路由协议基于加密技术的路由协议主要包括两种：一种是基于密钥预分配和同步加密的路由协议；另一种是基于公钥密码学和数字签名的路由协议。

加密技术可以保护数据的机密性和完整性，但是因为提供实时服务所需的计算和通信资源开销很大，推广应用受到一定限制。

（二）基于信任机制的路由协议基于信任机制的路由协议是基于节点之间的信任关系建立的，通过对节点行为的监测和检测，对节点信任值进行动态更新，以保证网络的可靠性和安全性。

但是因为这种方法需要维护大量的节点信任值，所以运行成本很高。

（三）基于多路径技术的路由协议基于多路径技术的路由协议是把数据分成多个数据包，分别传输到不同的路径上，可以提高网络的可靠性和抵御恶意攻击的能力。

但是在发送和接收过程中容易发生数据包重叠和重复，影响传输效率。

二、基于多路径和加密技术的路由协议设计与分析本文提出了基于多路径和加密技术的路由协议设计，其主要特点是通过增加多个路由路径来加强网络对攻击的抵御能力，并采用AES加密技术保证数据的机密性和完整性。

在传输数据时，将数据分为多个数据包，采用不同的路径分别传输，接收节点对不同路径传输的数据包进行重新组装，以达到数据传输的可靠性。

同时，通过节点口令身份验证方式建立安全的数据传输通道，确保数据的机密性和完整性。

移动Ad Hoc网络安全路由协议设计与分析技术移动Ad Hoc网络是由多个移动节点组成的无线网络，这些节点可以在无须基础设施的情况下互相通信。

但由于网络拓扑和网络成员的不断变化，移动Ad Hoc网络相对于传统有线网络和固定无线网络更加容易受到许多攻击和威胁。

因此，为了确保移动Ad Hoc网络的安全性，需要设计一种有效的安全路由协议。

本文从移动Ad Hoc网络的特点、路由协议的设计原则、安全路由协议的分类、安全路由的关键技术等方面出发进行阐述和分析。

一、移动Ad Hoc网络的特点1.拓扑结构不稳定：移动Ad Hoc网络的节点在移动或策略变化的情况下会不断地加入和退出网络，使得网络壮拓扑结构不稳定。

这种拓扑结构的不稳定性，使得网络的维护和管理更加复杂。

2.网络资源受限：移动Ad Hoc网络的节点受限于网络资源，如带宽、电量、存储空间等。

因此，为了尽可能地延长网络的寿命，需要采取一些有效的资源管理策略。

3.攻击威胁增多：由于移动Ad Hoc网络的特性，如网络仅由移动设备组成、节点之间的连接是无线的、拓扑结构不断变化等，网络更容易受到各种攻击威胁，包括黑客攻击、拒绝服务攻击、篡改攻击等。

二、安全路由协议的设计原则为保障移动Ad Hoc网络的安全性，设计安全路由协议需要遵循一定的原则。

1.兼顾效率和安全性：安全路由协议应既考虑协议效率，又应当保证网络安全，并具有强鲁棒性。

2.适应网络的变化和特点：由于移动Ad Hoc网络中节点的加入与退出、节点的移动等动态特性，协议必须灵活适应这些变化和特点。

3.支持多种安全机制：安全路由协议应该支持多种安全机制，如认证、加密、数字签名等。

4.合理利用网络资源：由于移动Ad Hoc网络的有限资源，安全路由协议必须利用资源合理，以避免浪费。

三、安全路由协议的分类根据不同安全策略的实现方式，安全路由协议可以分为基于密码学的协议和基于信任度的协议两类。

1.基于密码学的协议：这种协议采用密码学机制保障数据的传输安全。

Ad Hoc网络中群组播路由协议的研究和改进移动ad hoc网络(MANET)是一种新兴的自组织、不需要铺设任何基础设施的多跳无线网络。

由于这些特点,MANET在许多领域都有大规模的应用,如:协同计算、危机应对(如灾难恢复)等。

MANET中的节点可以自由地移动,彼此间直接或是通过多跳路由进行通信,所以路由协议是自组网中不可缺少的一部分。

自组网路由协议的主要设计目标是:满足应用需求的同时尽量降低网络开销,取得资源利用的整体有效性,扩大网络吞吐量。

本文研究了在使用定向天线进行数据传输的群移动场景之下,几种具有代表性的路由协议ODMRP、M-LANMAR及本文提出的Ripple路由协议的关键技术问题、主要工作机制和协议的优点等。

其中的Ripple路由协议是本文提出的一种对无线ad hoc网络中M-LANMAR组播路由协议的改进机制,是基于“涟漪”机制的群组播路由协议。

这是针对群移动场景下,需要将组播消息在一个组内传播至每个成员节点的需要提出的。

原M-LANMAR组播路由协议的主要问题在于:在现阶段使用的定向天线的条件下,组播消息在组内利用洪泛传送带来天线发送次数的增加和大量冗余消息的发送,从而使得节点能量和网络的性能都有所下降,而利用本文提出的通过在组内使用逐圈向外扩散发送组播消息的机制,改善了原M-LANMAR组播路由协议的性能。

最后,本文分别通过在构建的网格场景中进行数学模型推导和在自己开发的路由协议仿真平台上进行仿真实验,深入比较和分析研究了ODMRP、M-LANMAR和Ripple这三种组播路由协议在当前研究场景下的相关性能。

本文的主要工作如下:讨论了Ad Hoc网络的相关特性和路由协议分类,重点研究了两种代表性的组播路由协议:平面的按需组播路由协议ODMRP和分层的先应式组播路由协议M-LANMAR,并针对M-LANMAR组播路由协议的不足提出了一种改进的路由协议Ripple,扩充了原算法消息结构的域,详细描述了Ripple路由协议的操作流程,并且从数学模型推导和仿真实验验证上分别评估了此研究场景之下上述三种组播路由协议的性能。

Ad hoc组播路由协议研究与仿真本论文所反映的研究工作的研究背景是四川省网络通信重点实验室与核工业部九院的合作预研项目：“无人驾驶机群作战网络体系结构研究”。

正因为该网络的Ad hoc特性，使组播路由协议在该网中扮演了重要的角色。

本论文的主题正是“Ad hoe组播路由协议研究与仿真”。

无线自组网(ad hoc networks)是由一组无线节点组成的无基础设施网络。

无线自组网络应用往往带有组协同操作的性质，对于这类应用采取组播技术能有效地利用无线信道下有限的带宽。

然而，由于受到带宽和无线信道不稳定的限制，基于有线网络的组播路由协议在无线自组网上的应用效果很不理想。

在过去的二十年间，研究者为无线自组网提出了一系列的组播路由协议。

实现和仿真这些路由协议已成为组播路由协议研究的重要内容。

本文重点考察了一种目前尚处于IETF的建议草案(Draft Proposal)，但极有希望成为IETF 标准(RFC)的组播路由协议：自组网组播距离向量(MAODV-Multicast Ad-hoc On-demand Distance Vector)协议。

笔者利用美国加州大学柏克利分校开发的网络仿真软件NS(Network simulator)，在不同条件下对MAODV的性能进行仿真，结果显示在需要组协同操作的应用环境下，运用组播技术带来极大的性能提升。

笔者的本项研究的贡献主要在于对MAODV协议提出以下3项改进建议：■ MAODV草案中建议节点通过缓存组联络报文(GRPH—GRouP Hello)中的＜组地址，组序列号＞对来检测重复接收到GRPH报文。

这样的做法将导致某些情况下节点检测不到树分割的发生。

因此，笔者建议：除组地址、组序列号外，节点中缓存的内容还应当包括GRPH中的组长地址，以保证树分割的正确的检测。

■ MAODV草案关于“发送请求的节点接收到来自组播树成员的RREP—J报文后需等待一段时间后才激活到组播树的路径。

移动Ad Hoc网络路由协议研究的开题报告一、选题背景随着移动互联网的迅速发展，无线网络的应用越来越广泛。

移动Ad Hoc网络作为无线网络的一种重要形式，在实际应用中具有很大优势。

移动Ad Hoc网络是由一组无线节点组成的、不需要提前设置任何网络基础设施的自组织网络，它可以广泛应用于军事通信、紧急救援、智能交通等领域。

在移动Ad Hoc网络中，由于节点的移动性、信道的不稳定性和能量限制等因素，网络拓扑结构经常发生变化。

因此，如何在不稳定的网络环境下保证网络的可靠性和高效性，成为了研究的重要问题。

路由协议是保证网络数据传输的关键，因此研究移动Ad Hoc网络中的路由协议，对于提高网络的性能和可靠性具有重要意义。

二、研究目的本课题的主要研究目的是对移动Ad Hoc网络中常用的路由协议进行研究，分析其优缺点，探讨适合不同网络场景下的路由协议选择。

三、研究内容1. 移动Ad Hoc网络概述介绍移动Ad Hoc网络的概念、特点、应用、拓扑结构等相关内容。

2. Ad Hoc网络路由协议分类与分析对移动Ad Hoc网络中常用的路由协议进行分类，分析各类协议的优缺点，总结其适用场景和限制。

3. 移动Ad Hoc网络路由协议研究选取一种典型的路由协议进行研究，分析其工作原理、性能分析、优化方法等方面。

4. 模拟与实验通过模拟和实验的方式，对不同路由协议在不同网络场景下的性能进行验证和比较。

四、研究意义本课题的研究可以为移动Ad Hoc网络的优化、改进和应用提供指导。

通过对不同路由协议的比较和分析，可以确定适合不同场景下的路由协议选择，提高网络的性能和可靠性。

同时，本研究也可以为其他无线网络路由协议的研究提供参考。

五、研究方法和步骤本研究采用文献研究、理论分析、模拟仿真和实验验证等多种研究方法。

1. 文献研究综合收集移动Ad Hoc网络的相关文献，并对路由协议进行分类和分析。

2. 理论分析对不同的路由协议进行理论分析，包括协议的原理、性能指标和优缺点等方面。

移动Ad hoc网络组播路由协议的研究与仿真的开题报告一、选题背景及意义近年来，移动Ad hoc网络作为一种无需任何基础设施支持的网络形式在军事、消防、救灾等各种场合下得到了广泛的应用。

在实际应用中，移动Ad hoc网络中的组播技术具有重要意义和应用价值。

组播技术可以实现多个移动节点之间的信息交流和数据传输，从而提高移动Ad hoc网络的效率和可靠性。

然而，移动Ad hoc网络组播路由协议的研究和实现面临着许多技术挑战和难点，因此有必要开展相关的研究工作。

二、研究目的本研究旨在针对移动Ad hoc网络中的组播路由协议展开一系列的研究工作，包括对现有组播路由协议的分析、设计和仿真测试等方面。

研究目的如下：1.分析移动Ad hoc网络组播路由协议的基本原理和机制，了解其特点和优缺点。

2.设计和实现一种适用于移动Ad hoc网络的组播路由协议，提高网络的效率和可靠性。

3.通过仿真测试的方式验证设计的组播路由协议的可行性和有效性，并比较各种组播路由协议在移动Ad hoc网络中的性能差异。

三、研究内容本研究工作主要包括以下几个方面：1.移动Ad hoc网络组播路由协议的概述，包括组播路由协议的基本概念、特点和现有的主要组播路由协议。

2.组播路由协议性能指标分析，包括组播树形网络的建造时间、数据包的延迟、数据包的传输成功率等方面的指标分析。

3.设计基于移动Ad hoc网络特点的组播路由协议，并详细探讨该协议的设计和实现细节。

4.使用NS-3网络仿真工具，对设计的组播路由协议进行仿真测试。

通过实验数据，分析并比较各种组播路由协议在移动Ad hoc网络中的性能差异，验证设计的组播路由协议的可行性和有效性。

四、研究方法本研究采用实验、仿真和理论分析相结合的方法。

具体包括以下几个方面：1.研究国内外的组播路由协议，对各种组播路由协议进行比较分析，找出现有协议的优缺点。

2.分析移动Ad hoc网络的特点及组播路由协议对其影响，以此为基础设计适用于移动Ad hoc网络的组播路由协议。

Ad hoc网络路由协议验证、优化及设计的开题报告一、选题背景随着无线通信技术的不断发展和网络化的不断深入，无线自组织网络（Ad hoc网络）逐渐成为研究的热点。

这种网络拓扑结构由若干个节点组成，节点之间通过无线信道通信，没有固定的基础设施。

它具有无线、分布、自同构和灵活等特点，具有较强的自我组织、自适应和鲁棒性等优点。

由于其自组织性和自适应性，Ad hoc网络在军事、应急、环境监测等领域具有广泛的应用前景。

Ad hoc网络路由协议是Ad hoc网络中最重要的一环，它要保证各节点之间通过多跳路由方式相互连通。

目前，已经有很多种路由协议被提出，以满足不同情况下的需求。

这些协议都有各自的特点、优点和缺点。

因此，对Ad hoc网络路由协议的验证、优化和设计，具有重要的理论和实际意义。

二、研究内容本文研究内容包括：Ad hoc网络路由协议的验证方法研究、不同路由协议的性能分析比较、基于路由协议的自主优化方法研究和新型路由协议的设计。

1. Ad hoc网络路由协议的验证方法研究为了验证路由协议的正确性和可靠性，需要建立一套完整的验证方法，包括仿真、实验和分析等多个方面。

本文将研究建立一套完整的Ad hoc网络路由协议验证流程和方法，包括建立仿真模型、搭建实验系统和进行性能分析等方面的研究。

2. 不同路由协议的性能分析比较本文将针对常用的几种Ad hoc网络路由协议，比如AODV、DSR、DSDV、TORA 等，进行性能分析和比较。

性能评价指标主要包括网络吞吐量、延迟、路由发现时间、网络能耗等。

通过对比分析，为选择合适的路由协议提供参考。

3. 基于路由协议的自主优化方法研究本文将研究基于路由协议的自主优化方法。

根据网络中节点的信息和特征，自主地调整路由协议的参数，以达到更好的网络性能。

这包括路由选择、拓扑控制、拥塞控制等多个方面。

通过这种方法，网络性能可以实现更好的优化。

4. 新型路由协议的设计本文还将研究新型路由协议的设计。

Ad Hoc组播路由协议的研究与改进的开题报告一、选题背景及意义Ad Hoc网络是无线自组织网络，由移动节点无需中心控制即可自组织形成，在没有基础设施支持的情况下实现数据传输。

组播技术在Ad Hoc网络中应用较多，并对Ad Hoc网络中的传输效率和资源利用率具有重要意义。

目前，Ad Hoc网络中的组播路由协议主要有ODMRP、MAODV、PUMA等。

尤其是ODMRP，由于其高效性以及动态选择核心节点，已经成为了Ad Hoc网络中应用最为广泛的组播路由协议。

然而，ODMRP也存在一些问题。

首先，ODMRP是基于洪泛的，其效率在规模较大的网络中会受到很大影响。

其次，ODMRP对于网络的拓扑改变反应较慢，当网络拓扑改变时很难及时调整路由表，从而会造成数据包的丢失和延迟。

最后，ODMRP的选择核心节点的机制对于节点通信量和能量消耗不均衡的网络下不具有可靠性。

因此，基于ODMRP进行研究和改进，提高组播效率和资源利用率具有极大的现实意义和应用价值。

二、研究内容及方法本文将从以下几个方面入手：1. 对ODMRP协议的运行机制进行深入分析，包括ODMRP的优缺点，存在问题等；2. 介绍Ad Hoc网络中的其他一些组播路由协议，进行对比研究；3. 在对ODMRP的优缺点进行分析的基础上，提出改进方案；4. 在NS2仿真平台上，搭建Ad Hoc网络环境，比较ODMRP协议和改进方案的性能表现。

本研究使用的方法主要包括文献调研、分析和对比研究、理论分析和仿真实验。

三、预期目标和创新点通过对ODMRP协议的深入研究，本文希望能够提出一种基于ODMRP的改进方案，解决其存在的问题，提高组播效率和网络资源利用率。

同时，我们还将比较ODMRP协议和改进方案的性能表现，验证改进方案的可行性和有效性。

本研究的主要预期目标包括：1. 对ODMRP协议的优缺点进行全面分析，明确其存在的问题；2. 提出一种改进方案，使Ad Hoc网络中的组播路由协议能够更高效地运行；3. 在NS2仿真平台上，进行性能测试，比较ODMRP协议与改进方案的性能表现；4. 分析和总结改进方案的优缺点，提出未来的改进和完善方向。