基于地理位置的AODV路由协议改进算法的研究与实现
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AODV协议路由维护改进方案
曹文君;薛善良
【期刊名称】《计算机与现代化》
【年(卷),期】2016(000)008
【摘要】在AODV路由协议的路由维护阶段,当节点检测到链路中断时,会采取一种链路修复机制,然而该机制的实施难以避免数据包的丢失和传输时延的增加,针对这个问题本文提出一种对AODV协议的改进方案.该方案通过计算节点间的链路生存期,在AODV协议的路由发现阶段引入优先节点机制,在路由维护阶段引入链路中断避免机制.仿真实验结果表明,改进的AODV路由协议减少了RREQ消息的数量,降低了丢包率,并且缩短了传输时延,特别适用于节点密度较大的车载网络.
【总页数】6页(P86-90,96)
【作者】曹文君;薛善良
【作者单位】南京航空航天大学计算机科学与技术学院,江苏南京210016;南京航空航天大学计算机科学与技术学院,江苏南京210016
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.04
【相关文献】
1.基于AODV协议的路由预测及预修复 [J], 宋蒙恩;贾宗璞;王磊
2.基于AODV协议的无线传感器网络多路径路由改进机制 [J], 贵彩虹
3.一种基于AODV协议的先发式路由维护机制 [J], 陈勤;范文涛;张旻
4.AODV协议分析及过期路由维护机制改进 [J], 庄春梅;陆建德
5.基于模糊神经网络的稳定AODV协议改进方案 [J], 黄保华;莫家威;吕琦
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一种基于AODV路由协议避免路由断裂的改进协议1王博,李腊元武汉理工大学计算机科学与技术学院,湖北武汉(430063)E-mail:wbxyz@摘要:移动Ad Hoc网络是由一组无线移动主机组成的一个没有任何建立好的基础设施或集中管理设备的临时网络。
网络拓扑易变、带宽、能源有限是移动Ad Hoc网络的主要特点。
本文在介绍了经典路由协议AODV的基础上,针对该协议中基于四种基本条件的路由断裂情况,提出了一种改进思想,并进行了仿真实验。
实验结果表明新的协议AODV-AB在分组投递率、端到端的平均时延、路由开销方面表现出了很好的性能。
关键词:AODV;路由断裂;AODV-AB0.移动Ad Hoc 网络是由一组自主的无线节点或 端 成的, 立于 定的基础设 、采用分布式 的多跳网络,是一种自创 、自组织和自 的网络。
而该网络的拓扑结构动 变化,无线 路带宽有限,以及节点各自的能量有限等特点导致Ad hoc网络的路由协议是当前研究的 点之一[1]。
目前IETF Ad hoc网络的路由协议分为两类:表 动路由协议和 需路由协议。
特 是 需路由协议中AODV[2]协议是经典的路由协议之一。
因此,本文在介 AODV协议的基础之上提出了一种新的改进协议(AODV-AB), 用网络仿真 件NS2在分组投递率、端到端的平均时延、路由开销方面都进行了对比,仿真结果表 AODV-AB在这三个方面都表现出了很好的性能。
1. AODV路由协议1.1路由发现当源节点要向目的节点发送数据包时, 在本地的路由表中查找是 有到目的节点的路由,有 路由表中的路由发送信 ,没有就 动路由发现过程。
节点 路由 包RREQ 自 所有的 节点, 节点在接收到RREQ包后, 在自 的路由表中查找是 有到目的节点路由,如果有 将路由信 路由 复包RREP中, 建立反向路由 源节点;如果没有,再将转发 自 所有的 节点,以此类推,直到到达目的节点或是中间某个节点有到达目的节点的路由。
一种改进的AODV路由算法的开题报告一、课题背景和研究意义AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector)是一种常见的Ad Hoc网络路由协议,它具有路由建立快速、节点间维持的跳数较少且构建了一个树状的网路结构等优点,在各种无线传感器网络和移动自组网中都得到了广泛应用。
然而,AODV路由算法在实际应用中还存在一些问题。
首先,AODV 算法存在着“过度回复”问题,即节点在寻找路由时一直接收到大量的RREP(路由应答),从而造成网络的拥堵。
其次,AODV算法的路由稳定性比较差,当网络环境变化较快时,容易造成节点跳数的变化,影响网络的性能。
因此,对AODV路由算法进行改进具有重要的研究意义和应用价值。
通过改进算法,可以提高路由效率和稳定性,保障无线网络传输性能和质量。
二、研究目标和内容本次研究的主要目标是进行AODV路由算法的优化改进,提高其路由效率和稳定性,主要研究内容包括:1、设计一种新的路由表结构,优化路由表的存储和更新方式,减少节点在寻找路由时的计算时间和存储空间。
2、优化RREP的发送方式,在保证路由成功的情况下,减少RREP的冗余发送,解决过度回复的问题。
3、引入路径信任机制,对路由进行评估和选择,保证路由的稳定性和可靠性,有效避免网络震荡。
三、研究方法和技术路线本研究采用定量与定性相结合的方法,首先对AODV路由算法进行调研,明确其存在的问题,确定改进的方向和目标。
然后,设计新的路由表结构,通过数学模型和仿真实验等方式进行测试和验证,评估其路由效果和稳定性。
同时,引入信任机制,通过机器学习等技术对路由进行评估和选择,提高路由的可靠性和安全性。
预计的技术路线如下:1、调研AODV路由算法,明确存在的问题和需要改进的方向。
2、设计新的路由表结构,通过数学模型和仿真实验等方式进行测试和验证,评估其路由效果和稳定性。
3、引入信任机制,通过机器学习等技术对路由进行评估和选择,提高路由的可靠性和安全性。
基于AODV的安全路由协议研究的开题报告一、选题背景和意义移动自组织网络(MANETs)由一组自主移动节点组成,可以随时随地在没有固定网络基础设施的情况下进行通信。
它在无线电频段、战场、灾难等场合的通信中具有广泛的应用。
由于MANETs中的节点数量较大、节点资源受限、节点位置不稳定、网络质量不稳定等因素,使得MANETs 的安全性得到了广泛关注。
路由是MANETs中至关重要的任务,在很大程度上决定了网络的可靠性和效率。
目前,动态源路由协议(DSR)和自适应距离向量协议(AODV)是MANETs中最广泛使用的两种路由协议之一。
然而,由于它们的基于无限制的广播策略,会导致“黑洞攻击”、“虫洞攻击”、“篡改攻击”、“拒绝服务攻击”等安全问题,并且易受恶意攻击者攻击。
因此,设计高效、安全的路由协议是MANETs中的一项重要任务。
本研究将基于AODV协议,研究如何设计一种安全路由协议,以保证MANETs网络的安全性和可靠性,有利于推动其在各种场景中的广泛应用。
二、研究目标1、对基于AODV协议的前沿研究进行综述,分析其优缺点;2、对AODV协议进行安全性分析,阐述可能存在的攻击方式和安全风险;3、提出基于多因素安全要素的路由协议,并进行实验验证,评估其在网络安全性和性能方面的表现;4、将所研究的协议与已有的路由协议进行比较和评估,证明其在网络安全性和性能方面的优越性。
三、研究内容和方法本研究的具体内容如下:1、综述基于AODV的安全路由协议研究现状,比较其优缺点,分析存在的问题和未来发展趋势;2、分析AODV的安全性,确定可能出现的攻击类型、攻击手段和安全风险;3、基于AODV协议,设计一种高效的安全路由协议,采用多因素安全要素(如身份认证、加密技术、防火墙、访问控制等)进行安全控制,保证协议的安全性和性能;4、使用NS-3模拟器或其他相关工具进行研究渗透测试和模拟实验,在不同的实验场景下评估所设计的路由协议的性能和安全性;5、在测试得出的数据基础上,与已有的路由协议进行比较,并进一步评估所设计的协议的性能和优越性。
一种基于AODV路由协议的改进算法
罗伟;吴莉娅
【期刊名称】《惠州学院学报》
【年(卷),期】2009(029)003
【摘要】Ad hoc Network无线局域网络又称自组网络,是将移动性扩展到无线领域中的自治系统,它有自己特定的路由选择协议.本文探讨了一种基于AODV路由协议(Ad hoc On-demand Distant Vector)的改进算法并利用GloMoSim软件仿真并分析Ad Hoc网络改进前后两种按需路由协议.
【总页数】3页(P66-68)
【作者】罗伟;吴莉娅
【作者单位】惠州学院,网络中心,广东,惠州,516001;惠州学院,网络中心,广东,惠州,516001
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于80
2.11 MAC的移动Ad Hoc网络AODV路由协议改进算法 [J], 王志永;刘乃安
2.一种基于路径稳定性的MAODV路由协议改进算法 [J], 张国胜;罗菊
3.基于地理位置的AODV路由协议改进算法的研究与实现 [J], 安晓燕
4.移动Ad hoc网络路由协议的研究——一种基于AODV路由协议的改进算法 [J],
陈玲;王华
5.基于AODV路由协议的路径分流算法改进 [J], 周铁军;马雨石
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Ad Hoc网络中一种改进的AODV路由协议摘要:Ad Hoc网络路由协议的设计一直是Ad Hoc网络中的热点问题。
本文在AODV协议的基础上,通过为RREQ消息设置时限,将节点的剩余生存周期和负载情况综合考虑,提出了一种改进的AODV协议。
仿真结果表明,改进后的协议提高了分组交换率,降低了网络开销,从而延长了网络生存时间并且提高了网络性能。
关键词:Ad Hoc网络;AODV;路由协议1 引言Ad Hoc源于拉丁语,意思是“for this”[1]引申为“for this purpose only”,即“为某种目的设置的,特别的”意思,即Ad hoc网络是一种有特殊用途的网络。
Ad Hoc网络中没有固定的基础设施,没有中心控制节点[2],所有的网络节点都是动态可变并且地位平等的。
由于Ad Hoc网络自身的特殊性,在传统有线网络或具有基础设施的无线网络上使用的路由协议在Ad Hoc网络中不能被直接使用,需要根据其自身特点设计专用的路由协议和技术。
目前,普遍得到认可的Ad Hoc网络路由协议主要有AODV、DSDV、DSR等。
本文将以AODV的基本原理为基础,提出一种改进的协议,以达到降低路由开销,提高网络吞吐量的目的。
2 AODV路由算法性能分析AODV是一种源驱动路由协议[3],当一个源节点需要给网络中的目的节点发送消息时,如果没有到达目的节点的路由,则它在Ad Hoc网络中发起一次路径发现过程。
源节点通过洪范的形式发出RREQ路由请求报文。
RREQ中包括源节点和目的节点的网络层地址,邻近节点收到RREQ后先判断目的节点是否为自己,若是,则向源节点发送RREQ路由回复报文;若不是,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。
由于AODV协议存在路由开销较大的问题,不适用于负荷较大的Ad Hoc网络。
此外Ad Hoc网络的节点都是通过能量有限的电池支持运行的,为了维持网络稳定性和连通性,节能问题也是目前Ad Hoc网络所面临的一个重要问题。
基于AODV路由协议的路径分流算法改进
Ad―hoc网络结构是一种省去了无线中介设备而搭建起的对等网络结构,只要安装有无线通讯接口,节点之间即可实现无线互连。
Ad―h。
网络中各个节点的地位平等,网络中不需要中心控制节点,各节点可以实现报文转发的功能,具有很高的抗损性,而且灵活性强、健壮度高、整体投资较小,适用于各种临时无线通讯网络的搭建,取得了广泛的应用。
但是单一网络节点的运算能力和存储能力较低,因此受到资源的限制较高。
对路由协议的简洁性要求较高,由于无中心网络拓扑结构的变化性强,因此路由的建立需要随着网络结构变化。
在Ad―h。
网络中,路由协议的问题是应用性提高的关键。
Ad―h。
网络研究已经在自组织网络路由协议方面取得了重要的成果,已提出的路由协议可以分为两类:先应式路由和反应式路由,而AODV算法就是其中较为典型的路由协议算法。
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。
2021.15科学技术创新1概述按需距离矢量路由协议(A O D V )是一种典型的按需路由协议,它广泛应用于车载自组网(V ehi cul ar A d H oc N et wor ks ,V A N ET )中,并对V A N ET 的发展起到了举足轻重的作用。
对于车载自组网而言,首先要考虑的就是路由协议要在保持稳定链接的同时抵御恶意节点的攻击,满足现代交通的需要,因此本文将研究典型的车载自组网通信协议并提高其安全性能。
目前针对安全问题,A O D V 协议有很多改进方案,例如2019年,文献[1]针对黑洞攻击添加了混沌映射作为应对手段。
文献[2]为了解决隐私泄露问题,对传统签名效率低的机制进行改进,使用了身份验证的聚合签名手段,提高签名的效率。
为了保护用户隐私以及提高通信网络的安全性,文献[3]主要使用了R SU 算法作为改进手段。
然后经过分析发现不能达到预期效果,并且只对特定攻击手段有效。
为此,为了解决当前车联网的安全性与效率不足的情况,文献[4]在文献[3]的基础上使用了一种无证书的聚合签名改进方案,对隐私窃取的攻击手段有一定防御效果。
针对车载自组网运行环境中可能遭受到的安全攻击,为了满足车载自组网匿名性、安全性、认证性、不可否认性的安全需求,为了达到保护车载通信系统安全和隐私的目标,本文主要解决问题:采用基于模糊神经网络改进的安全通信协议,在车辆通信过程中识别恶意攻击节点与攻击方式,抵御恶意攻击。
本文在之前的文献[5]的研究基础上,修改了参数的提取方式,提高了计算精确度。
2一种基于模糊升级网络的安全改进路由协议2.1算法描述本算法主要选择节点的安全性影响面作为计算度量,并使用归一化算法进行预处理。
然后使用模糊神经神经网络对预处理结果进行进一步模糊计算,并在计算的同时不断使用遗传模拟算法,对所用参数进行改进。
最后得到计算结果,可作为节点安全性的判断依据在协议过程中使用。
接着使用模糊神经网络对节点可信度进行计算,并在计算过程中使用遗传模拟退火进行参数优化。
基于地理位置的AODV路由协议改进算法的研究与实现
作者:安晓燕
来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2016年第10期
摘 ;要:在AODV(Ad Hoc On demand Distance Vector)路由协议中,中间结点会向网络中的其余结点广播路由请求消息(RREQ),这样会消耗网络结点的大量能量。
基于这一缺点,本文设计了一种新的思想:中间结点不在随意转发RREQ数据包,而是通过限制转发条件,减少数据包的不必要发送,最终使请求消息朝着目的结点的方向转发。
通过实验证明在请求消息发送数量和网络中通信结点的存活率等性能,改进后的算法有了很大的提高。
关键词:MGeo-aodv;地理位置;能量消耗
中图分类号: TP212.9 ; ; ; ; ; ;文献标识码: A ; ; ; ; ; ;文章编号: 1673-1069(2016)30-157-2
0 ;引言
在源结点寻找路由信息时,中间结点会向全网广播RREQ数据包,会导致结点的能量大量消耗[1]。
许多研究人员提出基于地理位置的最短路径算法[2][3],基于地理位置的Geo-aodv[4]路由协议可以首先根据获取的结点位置,限制转发条件,减少中间结点请求消息的发送数量,节省了能量消耗,但是不能对之前通信结点的数据信息进行更新[5],基于Geo-aodv协议的缺点,本文设计了MGeo-aodv (Modified Geography Ad Hoc On demand Distance Vector)路由协议。
1 ;MGeo-aodv路由协议描述
网络中的每一个通信结点通过GPS获取自己的地理信息,其地理位置坐标可以用(x,y,z)代表,x,y,z分别表示x轴,y轴,z轴,即三维坐标系空间,这里假设网络中所有通信结点都处于地球平面(z=0)。
起初因为并没有建立源结点到目的节点的路由信息,所以源结点会查找Geo路由表,如果在该路由表中没有任何所需目的结点的地理位置信息,将转发角设置成360。
,即向整个网络广播RREQ;如果在Geo路由表中可以找到目的结点的地理位置信息,则将转发角设置为90。
当源结点在发送完路由请求消息后,在设定的时间范围内没有收到路由回复信息(RREP),则源结点会重新发送RREQ,同时将转发角设置为180。
,如果在规定的时间还没有收到RREP,依次将转发角设置为270。
,360。
(全网广播)。
如图1所示,Source为源结点,Destination为目的结点,网络中有三个中间结点,分别是NodeN1,NodeN2,NodeN3。
NodeN1为上一跳结点,NodeN2为当前转发结点。
当转发角为
A1,只有NodeN1在搜寻范围内,因此会转发RREQ;如果转发角为A2时,只有NodeN1,NodeN2会发送RREQ,因为NodeN3不在搜寻范围内,所以收到请求消息后会丢弃。
①Geo路由表的管理
Geo路由表中的项目主要包括网络中所有通信结点的序号,地理位置坐标及IP地址(用IPv4表示)。
如果中间结点收到RREQ,会在Geo路由表中查找有无源结点的信息,如果没有或Geo路由表的源结点序号小于路由请求消息中的序号,那么通信结点就会及时更新Geo路由表。
②计算搜寻区域
图1中,假设NodeN2收到NodeN1转发的RREQ信息后,结点NodeN2首先判断θ,若θ小于转发角的1/2,那么NodeN2转发RREQ。
θ的计算公式:
θ=cos-1 (1)
如图2设α为转发角,由图可知结点NodeN2明显已经远离了目的结点,θ大于转发角的一半,所以NodeN2不在转发请求消息。
如果上一跳通信结点到达目的结点的欧式距离小于当前结点到达目的节点的欧式距离,那么我们也认为请求消息的转发已经偏离了目的结点方向,该结点会丢弃请求消息。
<E:\123\中小企业管理与科技·下旬刊201610\97-197\114-2.jpg>
图2 ;节点转发情况
2 ;OPNET介绍
本文采用OPNET网络仿真,OPNET是常用的网络仿真软件之一。
该仿真软件使用离散事件驱动模拟机理对网络模型的功能特性进行仿真。
常用的编辑器主要有:项目编辑器(Project Model)、节点编辑器(Node Model)和进程编辑器(Process Model),三个编辑器分别对应建模所需的三个层次模型。
它涉及仿真研究的各个阶段,包括模型设计、仿真、数据收集和数据分析。
OPNET提供了三层建模机制,分为:网络层、节点层和进程层。
分别对应了工程编辑器、节点编辑器和进程编辑器。
3 ;实验结果分析
3.1 构建仿真环境
随机在2000米×1500米区域内放置了50个通信节点。
表1为仿真环境参数,在该实验中,分别设置不同的通信结点数对Geo-aodv和MGeo-aodv两个路由协议进行了仿真比较。
表1 ;参数设置
<E:\123\中小企业管理与科技·下旬刊201610\97-197\114-表1.jpg>
3.2 实验结果分析
为了更好地对两个协议的性能进行比较,我们首先定义两个参数的计算公式:
①结点存活率的计算
NSR= ;(2)
上式中,用NSR表示存活率,如果该值越大,则说明网络中未耗尽能量的结点越多。
n表示结点总数,a为能量耗尽结点的个数。
②请求消息(RREQ信息)发送数量的计算
N=(Ns(i)+Nr(i))(3)
N为网络中传输的请求消息总数,n表示结点总数,Ns(i)和Nr(i)分别表示第i个结点发送和接收请求消息的数量。
如图3所示,随着网络中通信结点数量的增多,路由请求消息的发送数量也会随之增大。
在MGeo-aodv算法的设计上,中间结点收到请求消息后会根据设置的转发条件进行判断,满足条件的结点转发RREQ,不满足的结点不再转发。
所以与Geo-aodv协议相比,MGeo-aodv 在请求消息数量上有较大的改善。
如图4所示,MGeo-aodv协议中通信结点的存活率要远远高于Geo-aodv协议。
在MGeo-aodv算法中,对于偏离了目的结点方向的转发结点不再转发请求消息,减少了数据包在网络中的传输,避免了结点不必要的能量消耗。
在不同的通信结点个数的网络中,均体现了这一优势。
<E:\123\中小企业管理与科技·下旬刊201610\97-197\114-4.jpg>
图4 ;节点存活率
4 ;小结
本文主要介绍了MGeo-aodv算法,中间结点根据转发角判断其是否在搜寻区域中,并计算到达目的结点的距离,然后和上一跳到达目的结点的距离进行比较,如果小于则转发请求消息。
通过设置转发条件,控制请求消息的发送数量,从而达到节省能量消耗的目的,最后通过OPNET仿真验证了该协议的有效性。
参考文献
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[4] ;Vasil Hnatyshin, Malik Ahmed,Remo Cocco,.A Comparative Study of Location Aided Routing Protocols for MANET [J]. IEEE International Conference on Wireless Days (WD),2011: 1-3.。