自组织基本路由协议及混合型路由协议技术
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manet路由协议MANET(Mobile Ad hoc Network)是一种无线自组织网络,由一组移动节点组成,这些节点通过无线链路相互通信而无需任何基础设施或中央控制。
在MANET中,节点可以随时加入或离开网络,网络拓扑结构也可以动态地改变。
为了实现有效的通信,MANET需要一种高效的路由协议来管理节点之间的数据传输。
MANET路由协议是一种用于选择数据包传递路径的算法,它决定了数据包从源节点到目标节点的传输路径。
由于网络拓扑结构的动态性和节点的移动性,路由协议在MANET中面临着许多挑战。
因此,设计一种适应MANET环境的高效路由协议是非常重要的。
在MANET中,常用的路由协议包括:DSDV(Destination-Sequenced Distance Vector)、AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)、DSR(Dynamic Source Routing)和OLSR(Optimized Link State Routing)等。
DSDV是一种基于距离向量的路由协议,它通过维护一张路由表来确定最佳路径。
每个节点定期广播其路由表,并且通过比较序列号来选择最佳路径。
然而,DSDV协议存在一些问题,如高的控制开销和不适应节点移动的情况。
AODV是一种基于需求的路由协议,它只在需要时才建立路由,并通过目标序列号来避免环路。
AODV采用了一种反向请求的方式,当源节点想要发送数据时,它会向周围的节点发送RREQ(Route Request)消息,这些节点在接收到RREQ消息后会向源节点发送RREP(Route Reply)消息,建立起数据传输的路径。
AODV协议具有较低的控制开销和较短的路由建立时间,适用于中小规模的网络。
DSR是一种基于源路由的协议,它要求源节点将整个数据包的路由信息放在数据包的首部中,数据包通过源节点到目标节点的传输路径就是首部中指定的路由。
自组网路由协议的分类1.按照路由协议所依据的基本路由算法不同:基于链路状态(LS )的路由协议、基于距离矢量(DV )的路由协议、源路由(SR )协议、反向链路(LR )协议;2.按照路由建立的方式不同:先应式路由协议、按需路由协议、混合路由协议;3.按照路由协议所依据的网络逻辑结构的不同:平面结构的路由协议、分层结构的路由协议;4.按照路由协议所适用的网络规模不同:中、小规模路由协议、大规模(可扩展)路由协议;5.按照接收业务数据的目的节点个数的不同:单播路由协议、多播路由协议;6.QOS 路由协议:具备一定功能的QOS 保证能力7.利用地理位置信息的路由协议英春,史美林.自组织网环境下基于QoS 的路由协议.计算机学报,2001,10,24(10):1026-1033 本文路由协议的主要思想是根据无线链路两个重要指标:平均错误分组率和生存时间进行路由发现、选择和维护。
相对跳数而言,它们向用户提供了最用可能满足特定QoS 需求的信息流的传输。
本文从QoS 路由角度提出一种自组网环境下的路由协议:LS-QoS 。
基于QoS 的路由是指根据当前网络的资源信息和数据流的QoS 需求进行路由选择的机制。
LS-QoS 充分利用了自组网无线信道的广播特性,参考链路的两个重要指标-平均错误分组率和生存时间进行路由选择。
在LS-QoS 协议中,移动节点是按需进行路由请求的,从而节省了无线带宽,减低了电源开销。
网络模型:自组网抽象为一个有向图模型G=(V,E),其中v 是移动及诶单的有限集合,E 是有向无线链路边的有限集合。
每个移动节点都分配一个全网唯一的节点标识符i ,i ∈V 。
每个节点i 根据无线信号传播模型具有大小为R 的传播半径,信道传输率为B 。
如果节点j 在节点i 的传播半径内,则存在一条从节点i 到j 的有向边E[i,j],E[i,j]∈E 。
E 集合随着时间而变化。
采用链路状态法思想设计的原因:首先,可以有效地利用自组网中存在的单向无线链路。
自组织网络及其路由技术一、背景及概念1.发展历史无线通信网一般都是有中心的,要基于预设的网络基础架构才能运行。
例如,蜂窝移动通信系统要有基站的支持;无线局域网一般也工作在有接入点(AP)和有线骨干网的模式下。
但对于有些特殊场合来说,有中心的移动网络并不能胜任。
比如,战场上部队快速展开和推进,地震或水灾后的营救等。
这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施,而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。
无线自组织网络即可以满足这样的应用。
自组织网络技术的研究始于 20 世纪 70 年代。
美国 DARPA 出于军事需要,开始研究分组无线网(PRNET)在战场环境下数据通信中的应用。
项目完成之后,DAPRA 又在 1993 年启动了高残存性自适应网络项目。
研究如何将 PRNET的成果加以扩展,以支持更大规模的网络,还要开发能够适应战场快速变化环境下的自适应网络协议。
1994 年, DARPA 又启动了全球移动信息系统项目。
在分组无线网已有成果的基础上对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究,并一直持续至今。
1991 年成立的 IEEE 802.11 标准委员会采用了“无线自组织网络”一词描述这种特殊的对等式无线移动网络。
美国《福布斯》杂志报道了加州大学洛杉矶分校的无线传感器网络的研究项目,指出通过无线传感器网络,我们将实实在在地掌握这个物理世界。
2003年美国《商业周刊》将无线传感器网络列为21世纪改变世界的10大技术之一。
美国《技术评论》杂志评出对世界产生深远影响的十大新兴技术,无线传感器网络排名第一。
另外,像 IEEE((ComPuter》等众多杂志也都发表了一些关于无限传感器网络的论文。
我国也非常重视无线传感器网络的研究,中国国家自然科学基金委员会在2003年已经开始对无线传感器网络的研究进行了资助,并于2004年将其列为重点项目。
2005年我国开始传感网络标准化研究工作。
一种区分路由频次的移动无线自组织网络混合路由协议李旭;何浩雄;彭进霖;宋顾杨;邵小桃【摘要】随着移动无线自组织网络在编队通信、应急通信等领域的广泛应用,越来越多的应用场景呈现路由使用频次不同的现象,对此现有按需路由协议和主动路由协议固定不变的路由维护策略无法高效适用.面向路由使用频次不同的应用场景,基于按需距离矢量(AODV)路由协议,设计并提出了一种按需策略和主动策略相结合的混合式路由算法,即通过源节点对每条路由使用频次的评估,将路由划分为高频次路由和低频次路由.对于高频次路由,运用主动策略维护;对于低频次路由,则运用按需策略维护.通过定性分析和仿真验证得出,相比AODV协议,该算法将数据包的端到端平均传输时延降低约20%.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)012【总页数】9页(P2308-2316)【关键词】兵器科学与技术;移动无线自组织网络;混合路由;按需距离矢量【作者】李旭;何浩雄;彭进霖;宋顾杨;邵小桃【作者单位】北京交通大学电子信息工程学院,北京100044;北京交通大学电子信息工程学院,北京100044;北京跟踪与通信技术研究所,北京100092;北京交通大学电子信息工程学院,北京100044;北京交通大学电子信息工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TP393.04移动无线自组织网络(MANET)根据路由发现策略,分为主动式路由和按需路由。
主动式路由实时地维护全网中的路径,为网络中的数据包提供了尽可能多的路由信息。
然而,大量的控制开销使得主动路由在自组织网络中占用太多的传输带宽资源,这对于存在带宽瓶颈的网络是极为奢侈的。
按需路由的出现在很大程度上解决了主动路由高开销的问题。
在按需路由中,业务数据的产生会激发相应路由的寻路过程。
并且在数据传输过程中,路由的维护也是按需进行的,即业务数据的停止也会引起路由维护的终止,不会产生过多的控制开销。
随着自组织网络按需距离矢量(AODV)路由协议[1]、动态源路由(DSR)协议[2]等按需路由协议的普及和研究,其暴露的问题也越发的明显,即按需的机制会在很大程度上增大一部分数据包的端到端传输时延,并且引起时延的较大波动。
ADHOC路由协议图解一、引言ADHOC路由协议(Ad hoc Routing Protocol)是一种用于无线自组织网络(MANET)中的路由协议。
无线自组织网络由一组移动节点组成,这些节点可以自主地建立和维护网络连接,无需任何基础设施支持。
ADHOC路由协议的目标是实现节点之间的有效通信,并确保数据能够在网络中正确地传输。
二、协议概述ADHOC路由协议采用分布式的方式,每个节点都具有路由选择的能力。
节点通过交换路由信息来建立和维护路由表,以确定数据包的传输路径。
ADHOC路由协议可以根据网络的拓扑结构和节点的移动性动态地调整路由路径,以适应网络环境的变化。
三、协议流程1. 节点发现在ADHOC网络中,节点需要首先发现周围的邻居节点。
节点可以通过广播消息的方式来宣告自己的存在,并监听其他节点的广播消息。
当节点接收到其他节点的广播消息时,它会将该节点加入到邻居列表中。
2. 路由信息交换节点通过交换路由信息来建立和维护路由表。
节点可以周期性地向邻居节点发送路由更新消息,以通知其他节点自己的路由信息。
当节点接收到其他节点的路由更新消息时,它会更新自己的路由表。
3. 路由选择节点根据路由表中的信息选择最佳的路由路径来传输数据包。
路由选择的标准可以根据网络的拓扑结构、节点的移动性、链路质量等因素来确定。
节点可以通过周期性地评估路由路径的性能来动态地调整路由选择。
4. 路由维护节点需要定期检查路由路径的可用性和稳定性。
如果一个节点发现某个路由路径不可用或不稳定,它会更新自己的路由表,并通知其他节点该路由路径的变化。
节点还可以通过周期性地发送心跳消息来维护路由路径的稳定性。
四、协议优势1. 自组织性:ADHOC路由协议能够在无任何基础设施支持的情况下,自动地建立和维护网络连接。
2. 灵活性:ADHOC路由协议能够根据网络环境的变化动态地调整路由路径,以适应节点的移动性和链路质量的变化。
3. 高效性:ADHOC路由协议能够根据网络的拓扑结构选择最佳的路由路径,以提高数据传输的效率。
无线自组织网教学大纲无线自组织网教学大纲引言无线自组织网(Wireless Ad hoc Network,简称WANET)是一种无线通信网络,由一组移动设备通过无线链路相互连接而成,无需任何基础设施或中央控制节点。
WANET的特点是具有自组织、自配置和自修复的能力,可以在没有固定网络设备的情况下建立起一个临时的通信网络。
本文将探讨无线自组织网的教学大纲,以帮助学生全面了解和掌握这一领域的知识。
一、无线自组织网的基础知识1. 网络拓扑结构:介绍无线自组织网的网络拓扑结构,包括星型、网状和混合型等不同形式的网络结构。
2. 无线传输技术:讲解无线传输技术,如无线电波传播、调制解调、信道编码等,为后续的无线自组织网技术打下基础。
3. 网络协议:介绍无线自组织网的网络协议,包括网络层协议(如IP协议)、传输层协议(如TCP/UDP协议)和应用层协议(如HTTP协议)等。
二、无线自组织网的路由协议1. 传统路由协议:介绍传统的无线自组织网路由协议,如AODV、DSR和OLSR 等,分析其优缺点和适用场景。
2. 基于优化算法的路由协议:探讨基于优化算法的无线自组织网路由协议,如遗传算法、模拟退火算法和蚁群算法等,分析其在网络中的应用和性能。
3. 路由协议的性能评估:介绍无线自组织网路由协议的性能评估方法,包括网络吞吐量、延迟、能量消耗等指标,以及评估方法和工具。
三、无线自组织网的安全性1. 安全威胁与攻击:分析无线自组织网的安全威胁和攻击类型,包括黑客入侵、数据篡改和拒绝服务攻击等,以及其对网络的影响。
2. 安全机制与协议:介绍无线自组织网的安全机制和协议,如身份认证、数据加密和密钥管理等,以保护网络的安全性。
3. 安全性评估与防御策略:讨论无线自组织网的安全性评估方法和防御策略,如入侵检测系统和防火墙等,以应对不断变化的安全威胁。
四、无线自组织网的应用领域1. 紧急救援与灾害管理:探讨无线自组织网在紧急救援和灾害管理中的应用,如在灾区建立临时通信网络,提供实时的信息传输和协调救援工作。
ZigBee路由网络及其通信路由协议ZigBee是一种专为低功耗、低数据传输速率、低成本的自组织无线网络设计的通信协议。
它被广泛应用于物联网(Internet of Things)中的各种智能设备,如传感器、智能电表、安防系统等。
ZigBee路由网络是由多个设备组成的网络,这些设备可以相互通信和协调工作,实现数据的传输和控制。
在ZigBee路由网络中,设备分为三种角色:协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端设备(End Device)。
协调器是整个网络的核心,负责网络的创建和管理。
路由器是网络中的中间节点,负责转发数据包和帮助终端设备建立路由路径。
终端设备是网络中最低级别的设备,它们只能与路由器通信,不能直接与其他终端设备通信。
ZigBee通信路由协议是实现ZigBee路由网络中数据传输的关键。
该协议通过一种层次化的路由机制,将数据从源节点传输到目标节点。
在ZigBee通信路由协议中,路由表是一个重要的概念。
每个路由器都会维护一个路由表,其中包含了网络中所有节点的信息,如节点的地址、邻居节点等。
通过路由表,路由器可以选择最佳的路径来传输数据。
ZigBee通信路由协议使用了一种基于跳数的路由选择算法。
当一个终端设备要发送数据时,它首先将数据包发送给与之直接相连的路由器。
路由器接收到数据包后,根据自身的路由表选择最佳的下一跳路由器,并将数据包转发给下一跳路由器。
这个过程一直持续到数据包达到目标节点。
在路由选择过程中,ZigBee通信路由协议考虑了多个因素,如路径质量、网络拓扑结构、设备能耗等。
它会选择具有较好路径质量的路由,以确保数据的可靠传输。
同时,它还会根据网络的拓扑结构和设备能耗来优化路由,实现能耗均衡和网络负载均衡。
ZigBee路由网络还支持路由的重组和修复。
当某个节点出现故障或离线时,ZigBee通信路由协议会根据网络的拓扑结构重新选择路由,以保证数据传输的连通性和可靠性。
ADHOC路由协议图解协议名称:ADHOC路由协议图解一、引言ADHOC路由协议是一种用于无线自组织网络中的路由协议,其主要目标是实现网络中节点之间的自动路由选择。
本协议旨在提供一种图解形式的说明,以便更好地理解ADHOC路由协议的工作原理和流程。
二、协议概述ADHOC路由协议采用分布式的方式,通过节点之间的协作来实现路由选择。
其核心思想是每个节点都可以充当路由器和终端节点,当一个节点需要发送数据时,它会根据网络拓扑和相关度量指标选择最优的路由路径。
三、协议流程图解以下是ADHOC路由协议的流程图解,详细描述了协议的各个阶段和节点之间的交互过程。
1. 节点发现阶段:- 每个节点通过广播消息来发现周围的节点,并建立邻居表。
- 节点会周期性地更新邻居表,以保持最新的网络拓扑信息。
2. 路由建立阶段:- 节点通过交换路由请求和路由响应消息来建立路由表。
- 路由请求消息包含源节点和目标节点的信息,以及相关度量指标。
- 路由响应消息包含路由路径和相关度量指标。
3. 路由维护阶段:- 节点会周期性地更新路由表,以适应网络拓扑的变化。
- 当节点发现邻居节点不可达或出现其他故障时,会更新路由表并选择备用路由路径。
4. 数据传输阶段:- 当一个节点需要发送数据时,它会根据路由表选择最优的路由路径。
- 数据包会通过选定的路由路径传输到目标节点。
- 目标节点会发送确认消息,以确保数据的可靠传输。
四、协议优势ADHOC路由协议具有以下优势:1. 自组织性:节点之间的协作和自动路由选择使得网络具有自组织性,无需中心化的管理。
2. 灵活性:协议可以适应网络拓扑的变化,具有较好的适应性和扩展性。
3. 可靠性:通过备用路由路径和数据传输确认机制,协议能够保证数据的可靠传输。
五、协议应用ADHOC路由协议可以广泛应用于无线自组织网络中,例如移动Ad Hoc网络、传感器网络等。
它可以提供高效的路由选择和可靠的数据传输,适用于各种实时通信和数据传输场景。
电力专网中的自组网路由协议选取摘要:随着电力专网中应急通信,智能巡检等业务日益增多,自组网(Ad-hoc)技术在电力专网中也得到广泛的应用。
与固定数据网中成熟使用的路由协议不同,自组网中特别是移动自组网(MANET)的路由协议因其应用场景的特殊性,吸引了各方研究人员关注,发展出了多种不同特点的路由协议。
本文针对目前主要应用的几种协议在关键指标上进行对比,讨论适合电力专网的自组网路由协议。
关键词:Ad-hoc自组网;AODV;按需式路由协议;1. Ad-hoc自组网介绍Ad-hoc自组网是不依赖于预定义基础设施的自治网络,可以随时随地快速建立网络连接。
网络中每个节点单独充当移动路由器,与网络中其它节点随机构成邻接关系。
移动自组网MANET是集合了部分基础设施(固定节点)并通过无线介质连接的移动节点形成快速变化的拓扑结构。
无线自组织网络由于没有中心路由器进行转发,在网络中的每一个主机既是信息的发送者也是信息的接受者,还要充当路由器的功能,将收到的信息再转发出去,所以其路由协议更加复杂,实现功能也增加了挑战性。
与此同时无线自组织网络结构远没有传统网络的拓扑结构稳定,随时加入和退出的主机都可能会改变路由线路,这就会导致路由表的更新频率远远增大。
2.路由协议无线自组织网络路由协议主要分为两类:表驱动(也称先验式或主动式路由)和按需路由(也称反应式或被动式路由)。
在表驱动的路由协议中,每个节点维护一张包含到达其他路由信息的路由表。
而在按需路由中,路由仅在源主机需要时创建。
此外,根据路由协议结构也可以大致分为混合型和分层型。
下面将简要说明所有这四种分类及其示例。
2.1反应式路由协议反应式路由协议通过向节点发送路由请求 (RREQ) 数据包来按需查找路由。
在反应式路由协议中,仅当节点需要将数据发送到未知目的地时才会计算路由。
因此,仅在需要时才启动路由发现。
只有在有数据要传输时才确定路由。
这些协议具有较长的延迟和较低的路由开销。
无人机集群自组织网络路由协议研究及优化无人机集群自组织网络路由协议研究及优化摘要:无人机集群自组织网络(UAVCN)是一种通过无人机的互联网络来实现信息传输和协作的重要技术。
为了实现高效、可靠的通信,无人机集群需要一种有效的网络路由协议。
本文对无人机集群自组织网络路由协议进行了研究,并提出了一种优化方案,以提高网络的传输效率和稳定性。
一、引言随着无人机技术的快速发展,无人机集群已被广泛应用于军事、救灾、物流等领域。
无人机集群自组织网络通过建立无人机间的通信链路来实现信息的传输和共享,是实现无人机集群协同工作的基础。
然而,无人机集群网络路由协议的设计和优化是一个重要而具有挑战性的问题。
二、无人机集群网络路由协议1. 网络拓扑发现与维护无人机集群网络的拓扑是动态变化的,无人机在飞行过程中可能会进入或离开网络,因此网络拓扑的发现和维护是无人机集群自组织网络的首要任务。
现有的网络路由协议中,无人机集群通常采用基于邻居发现的方法,通过交换邻居信息来建立和更新网络拓扑。
2. 路由算法设计无人机集群网络路由协议的设计需要考虑网络效率、传输延迟和路由稳定性。
传统的无人机路由算法常采用AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector)和DSDV(Destination-Sequenced Distance Vector)等路由协议。
然而,针对无人机集群网络的特点,需要设计适用于无人机动态变化拓扑和高速移动的路由算法。
三、无人机集群网络路由协议的优化1. 路由表更新机制的优化由于无人机集群网络的拓扑是动态变化的,路由表的更新机制对网络的性能有着重要影响。
传统路由表更新机制需要频繁地广播更新信息,造成了大量的通信开销。
为了减少通信开销,可以采用基于邻域变化的路由表更新策略,当邻域发生变化时才进行路由表的更新。
2. 路由选择策略的改进传统路由选择策略通常根据跳数或跳数和路径质量来选择最佳路由。
无线自组网路由协议篇一:无线自组网设计思路无线自组网设计思路1.无线自组网的协议栈描述根据Ad hoc网络的特征,参考OSI(Open System Interconnect)的经典七层协议模型及TCP/IP的体系结构,一般将Ad hoc网络的协议栈划分为5层,即物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
各层的功能可描述如下: 1.1物理层物理层的功能包括信道的区分和选择、无线信号的检测和调制/解调等。
由于多径传播带来的多径衰落、码间干扰,以及无线传输的空间广播特性带来的节点间的相互干扰,使得Ad hoc网络传输链路的带宽容量很低。
因此,物理层的设计目标是以相对低的能量消耗,获得较大的链路容量。
为了实现这样的目标,需要采用先进的调制/解调、信道编码、多天线、自适应功率控制、干扰抵消以及速率控制等技术。
1.2数据链路层MAC子层控制着移动节点对于共享无线信道的访问,它包括两方面功能,一是信道的划分,即如何把频谱划分为不同的信道;二是信道分配,即如何把信道分配给不同的节点。
信道划分的方法包括频分、时分、码分或这些方法的组合。
在Ad hoc网络中,为了克服无线网络中的隐藏终端和暴露终端的问题,通常采用的信道接入机制包括了随机竞争机制、轮询机制、动态调度机制等。
LLC子层负责向网络提供统一的服务,屏蔽底层不同的MAC方法。
具体包括数据流的复用、数据帧的检测、分组的转发/确认、优先级排队、差错控制和流量控制等。
1.3网络层网络层需要完成邻居发现、分组路由、拥塞控制和网络互连的功能。
邻居发现主要用于收集网络拓扑信息。
路由协议的作用是发现和维护去往目的节点的路由,将网络层分组从源节点发送到目的节点以实现节点之间的通信。
路由协议包括单播路由和多播路由协议,此外还可以采用虚电路方式来支持实时分组的传输。
1.4传输层传输层向应用层提供可靠的端到端服务,使上层与通信子层(下三层的细节)相隔离,并根据网络层的特性来高效的利用网络资源。
自组织基本路由协议及混合型路由协议技术自组织基本路由协议及混合型路由协议技术自组网的路由技术主要是设计能自适应网络拓扑动态变化的分布式路由协议路由协议,并避免产生路由环路,尽可能减小路由开销,具有一定的可扩展性,使网络节点能根据网络情况的变化,具各分布式管理的路由功能。
自组织网络自组织网络是一个多跳的临时性的自治系统,在这种环境中,由于结点的无线通信覆盖范围的有限性,两个无法直接通信的移动结点可以借助其他结点进行分组转发来进行数据通信。
自组网结点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交换,需要按路由协议进行分组转发决策。
IETF于1996年成立了自组网工作小组(MANETWG),其核心任务就是研究自组网环境下基于IP协议的路由协议规范和接口设计。
目前MANETWG已经提出了许多协议草案,比如DSR、AODV、TORA、ZRP等。
这些自组网路由协议根据不同的角度可以进行不同的分类。
按路由发现的策略划分,可以分为主动式主动式路由协议、被动式路由协议和混合型路由协议。
自组织网络主要有以下路由协议。
研究基于分布式算法,具有网络自组织和自设置功能的自组织基本路由协议,主要有两类:表驱动路由协议(主动式路由协议)和按需路由协议(反应式路由协议),。
主动式路由协议尽力维护网络中每个节点至所有其他节点的一致的最新路由信息,并要求网络中的每个节点都建立和维护一个或多个存储路由信息的表格。
在网络拓扑变化时周期性地广播路由更新信息。
这样减少了获得路由的时延,但是需要花费较大的开销保持路由更新。
按需路由协议只有在源节点需要时才建立路由,节点不需要花费代价来维护无用的路由信息,节省了一定的网络资源,但是路由发现过程时延比较大。
自组织网络路由协议按驱动模式的分类迄今为止,已提出的主动式协议主要有WRP、DSDV等。
下面简单介绍这两种协议。
(1)WRP协议无线路由协议(wirelessroutmgprotocol,WRP)是一个基于距离矢量的协议,其路由算法是对路径发现算法PFA的改进。
它利用去往目标结点的路径长度和相应路径到倒数第二跳结点信息加速路由协议收敛速度,改善路由环路问题。
WRP对PFAD的改进之处在于当结点i监测到与邻居结点j的链路链路发生变化时,i会检查所有邻居结点关于倒数第二跳信息的一致性,而PFA只会检查结点j 关于倒数第二跳结点信息的一致性。
这种改进可以进一步地减少出现路由环路的次数,加快算法的收敛速度。
WRP协议的主要思想如下:每个结点维护四张表,即距离表、路由表路由表、链路费用表和消息重发表,并通过UPDATE消息通告给邻居结点。
设结点为i,信宿结点为j,结点i的邻居结点为k。
①距离表。
距离表包括k的通告的相关内容有经过k到j的路由的距离Dijk的前趋结点Piik。
②路由表。
每个表项包括信宿结点地址、到信宿的距离Dij、到j的最短路由j的前趋结点Pij、i的下一跳(后继)Sij等。
③链路费用表。
通过结点乃的链路费用和从上一次收到无误消息后所经过的时间。
④消息重发表。
可包括多个重发表项,每个表项包括更新消息的序号、重发计数、ACK标志(是否发过相应的ACK)、更新消息列表。
WRP通过发送ACK实现可靠传输,结点通过接收ACK和其他消息来测试其邻居结点的存在性。
如果结点没有发现数据分组,则周期性地发HELLO消息来得到与邻居结点的连通性消息。
如果在一定的时间内收不到某邻居结点的任何消息,则认为与邻居结点的链路出现了故障;当有新的邻居结点时,把自己的路由表通告给新的结点。
当结点收到一个更新消息后,采用路由发现算法进行路由表的更新,并克服“计数到无穷”问题。
WRP对路由发现算法进行了改进,其独特性表现如下。
①距离表更新。
对每一个更新消息(如k的通告),结点i检测其所有邻居结点{B∈Ni|b≠k},凡是经过b结点到j且包括有花结点的路由,距离值需要重新计算为Dibj=Dikj+Dij,路由前趋更新为Pijb=Pkj。
②路由表更新。
当邻居P→J路由不包括i,且是邻居结点中到j的最短路由,则结点i选择邻居p作为其到j的下一跳结点,即更新Sij=p。
(2)DSDV协议目的序列距离矢量协议DSDV(destinatiONsequenceddistancevector,DSDV)是一种基于Bellman_ord算法的主动路由协议。
它被认为是最早的自组网路由协议。
它的主要特点是采用了序列号机制来区分路由的新旧程度,防止可能产生的路由环路。
它的缺点是不适应变化速度快的自组网,不支持单向信道。
DSDV的主要设计思想如下:①路由表结构。
每个结点维护一个路由表,每个路由表项包括:信宿地址、到达信宿的度量值(如跳数)、信宿相关的序列号(由信宿发出)。
该序列号用以识别路由的新旧,作为路由更新和分组转发的依据。
②信息通告。
各结点周期性地向邻居结点通告其当前的路由表,而不是才用洪泛法向网络中的所有结点进行通告。
这相当于各结点对收到的其他结点的信息进行处理后再进行广播通告,从而可大大减少通告的信息量。
为了进一步减少路由信息的传输开销,DSDV中使用了两类更新报文。
(a)完全转存(fulldamp)。
该报文包括了结点当前路由表的所有表项,可能需要多个NPDU进行传输,占用的传输容量大。
这种报文仅仅在结点频繁移动的情况下使用。
(b)递增更新(incrementalupdate)。
该报文包括上一次“完全转存”报文传输以后发生了变化的表项。
结点根据每个路由表项变化的程度决定是否进行“递增更新”报文的发送。
例如,当到达信宿的度量值变化时,可认为需要对相应的表项进行“递增更新”了。
③链路断。
如果在相当长的一段时间内不能收到邻居结点的广播消息,可推断出链路断;同时,MAC层实体也可检测到。
(a)在DSDV中,断的链路度量值=∞。
(b)结点检测路由表,下一跳经过该链路的路由表项的度量值标记为∞,并分配一个新的序列号。
这种情况下的序列号为奇数,以区别于信宿发出的更新报文。
(c)度量值为∞的表项的变化程度足以触发“递增更新”报文的立即发送。
经过上述过程,在较短的时间内,该链路的变化将通告到网络的各个结点。
④路由选择准则与波动抑制。
DSDV中路由选择的准则为:序列号新或度量值小。
DSDV中路由的选择考虑到下述事实:结点的路由信息通告是异步事件,结点可能先接收到度量值大的路由信息,更新路由的下一跳;当收到新的度量值小的路由信息时,即使信宿结点没有移动,通过路由选择算法也会改变路由的下一跳结点。
这种现象导致需要通告的路由表项的频繁波动。
DSDV采取的办法是维护两张表:一是转发表;二是广播表。
两张表的操作规则有所区分。
广播表以信宿地址为关键字,表项中设置一个“平均通告时间间隔”字段,该字段是对该表项过去通告时间间隔的加权平均,最近通告的时间加杈大。
当收到一个新的网络变化通告时,查询广播表的相应表项的“平均通告时间间隔”字段,决定是否进行通告广播。
需要注意的是,当接收到度量为∞的通告时,不延迟,立即进行广播。
WRP和DSDV 的比较如表1所示。
表1主动路曲协议的比较目前,提交到IETFMANET组的路由协议及其他研究人员提出的路由协议,大都是基于信源按需建立的特征。
这种特征成为自组织网络路由协议设计的一种趋势。
迄今为止,已提出的按需路由协议(ondemand)主要有源动态路由协议(dynamlcsourceroutmg,DSR)、按需距离矢量协议(AdHocondemanddistancevector,AODV)等。
下面简要介绍这两种协议。
(1)DSR协议DSR协议是最早采用按需路由思想的路由协议。
它包括路由发现和路由维护两个过程。
它的主要特点是使用了源路由机制进行分组转发。
这种机制最初是IEEE802.5协议用于在网桥互联的多个令牌环网中的结点寻找路由。
DSR协议借鉴了这种机制,并加人了按需思想而形成。
它的优点在于中间结点不用维护去往全网所有结点的路由信息,而且可以避免出现路由环路。
它的缺点是每个数据分组都携带了路径信息,造成协议开销较大,而且也不适合网络直径大的自组网,网络可扩展性不强。
该协议的路由发现过程如下:①RREQ分组。
结点有分组要发时,动态地广播“路由请求分组”RREQ。
RREQ分组应包括信宿、请求分组发送结点地址、本分组ID、路由记录路由记录。
{请求分组发送结点地址+本分组ID}用于唯一地识别RREQ,以便于RREQ的接收处理,这里称为RREQ标识。
路由记录将积累地记下RREQ分组逐跳传播时所顺序经过的结点地址,从而完成路由发现的功能。
②结点对RREQ分组的处理。
(a)如果在最近收到的f历史RREQ列表”中已存在,则丢弃该RREQ分组,不作进一步的处理;(b)如果“路由记录”中包括本结点,则丢弃该RREQ分组,不作进一步的处理;(c)如果本结点就是RREQ指定的信宿,发送“路由回答分组”RREP,否则将本结点的地点添加到“路由记录”的后面,重新广播更新后的RREQ分组。
③信宿的路由回答RREP。
RREP包含有由信宿接收到RREQ分组的路由记录。
RREP的目的是如何把这个路由记录告诉给信源。
先假设网络中所有的链路是双向的。
如果信宿到信源的“反向路由”存在,则RREP分组沿“反向路由”点到点传输到信源;如果信宿到信源的“反向路由”不存在,则按RREQ中的“路由记录”(前向路由)进行反向传送。
④存在单向链路。
信宿执行与信源相同的反向路由发现过程,所不同的是信宿RREQ分组稍带传送RREP分组。
按需路由协议中,没有周期性的网络测试过程,各结点需要执行路由维护进程,动态地监视活动路由的运行情况。
该协议的路由维护过程如下:①“逐跳MAC确认”的网络。
这种网络中,链路的故障或变化由MAC层通告,结点将发送“路由错误分组”RRER到信源;信源结点将删除该路由,重新进行路由发现。