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单向ad-hoc移动网络路由协议UAOR
臧婉瑜;于勐;谢立
【期刊名称】《计算机学报》
【年(卷),期】2001(024)010
【摘要】单向ad-hoc移动网络是一种完全由移动主机构成的网络,传统的路由协议由于基于DBF方式其路由更新开销大,对网络拓扑结构改变收敛慢,不适合ad-hoc移动网络拓扑变化快和带宽有限等特点.文中提出了一种支持单向ad-hoc移动网络的路由协议UAOR,它采用按需方式查找路由,并根据主机之间的邻接关系和距离矢量来选择相对最稳定且最短的路由,具有路由更新开销小,快速适应网络拓扑结构改变等特点.
【总页数】8页(P1018-1025)
【作者】臧婉瑜;于勐;谢立
【作者单位】南京大学计算机科学与技术系，;南京大学计算机科学与技术系，;南京大学计算机科学与技术系，
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于NS2的无线Ad-Hoc网络路由协议研究 [J], 王琼佩;
2.Ad-Hoc网络路由协议分析及改进 [J], 陈强伟;赵建华;杨雪芹
3.单向Ad_Hoc移动网络的QoS路由协议 [J], 陈年生;李腊元;孙强
4.单向ad-hoc移动网络优化路由协议OUAOR [J], 臧婉瑜;于勐;谢立
5.分级单向ad-hoc路由协议 [J], 金彦亮;杨宇航
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AdHoc网络AdHoc网络是一个没有有线基础设施支持的移动网络。
在AdHoc网络中，所有的节点都是由移动主机构成的。
最初是应用于军事领域，是为了在战场环境下分组无线网络数据的通信。
AdHoc是一个拉丁词汇，在拉丁语中他的意思是“为了这个目的（forthispurpose）”。
Adhoc网络是一种独具特色的网络，作为一种新型的无线、多跳、无中心分布式控制网络，它无需网络基础设施，具有很强的自组织性、鲁棒性、抗毁性和容易构建的特点，其关键技术一直是研究的热点和难点。
文章主要对Adhoc网络的路由协议、服务质量、功率控制、安全问题和互联问题进行分析和探讨，最后展望了Adhoc网络的发展前景。
1、Adhoc网络特点随着移动通信技术的飞速发展和普及，人们对移动通信的需求越来越强烈，涌现出了众多的移动通信技术，Adhoc就是其中之一。
Adhoc网络是一种无线多跳网络，与传统的无线网络相比，它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心，而是由一组自主的移动节点临时组成，通过移动节点间的相互协作和自我组织，保持网络连接和实现数据的传递，主要应用于军事战场、医疗抢险以及抗洪救灾等特殊紧急环境。
Adhoc网络组网灵活、快速，使用非常方便，但必须为Adhoc设计专门的协议和技术，因为传统固定网络和移动蜂窝网络中的技术和协议无法直接复制到Adhoc网络，这是由Adhoc网络自身特性决定的。
因此有必要对Adhoc网络的路由协议、服务质量和功率控制等关键技术进行探讨。
2、关键技术探讨2.1路由协议路由协议是Adhoc网络的重要组成部分，开发良好的路由协议是建立Adhoc网络的首要问题。
与传统网络的协议相比，Adhoc网络路由协议的开发更具挑战性，这是因为传统网络的路由方案都假设网络的拓扑结构是相对稳定的，而Adhoc网络的网络拓扑结构是不断变化的。
另外，传统网络的路由方案主要依靠大量的分布式数据库，这些数据库保存在某些网络节点和特定的管理节点中，而Adhoc网络中的节点不会长期存储路由信息，并且这些存储的路由信息也不总是可靠的。
Ad Hoc 自组织网络12070423 程鹏Ad Hoc网络是基于预先架设网络基础设施的无线网络，他依赖于基站、无线接入点等现有基础设施网络。
自组织网络的应用需求有临时会议，紧急情况科学考察，探险，军事战场，接入网络服务商所需的时间和成本，现有服务和架构的性能或者能力，远离网络基础设施而希望保持与网络的连接。
Ad Hoc结构是一种省去了无线中介设备AP而搭建起来的对等网络结构，只要安装了无线网卡，计算机彼此之间既可实现无线互联；其原理是网络中的一台计算机主机建立点到点连接，相当于虚拟AP，而其他计算机就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。
自组织网的起源与1972年战场环境下的用于数据通信的分组无线网，1983年发展成支持大规模网络，适应战场快速变化环境需要的自适应网络协议的抗毁自适应网络。
1994年进一步发展为满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁星的移动信息系统。
1991年IEEE 802.11首次提出“Ad Hoc网络”——自组织、对等式、多跳无线移动通信网络。
1997年IETF 成立MANET工作组——基于IP的无线多跳网络路由。
2003年IRTF成立ANS研究组。
Ad Hoc网络是由一组带有无线通信收发装置的(移动)终端节点组成的一个多跳临时性自治系统。
每个(移动)终端同时具有路由器和主机两种功能：作为主机，终端需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议。
节点间路由通常由多跳(Hop)组成。
不需要网络基础设施，可以在任何地方、任何地点快速构建。
Ad Hoc网络的特点有：独立组网——不需要任何预先网络基础设施。
动态拓扑——节点移动/开机/关机，节点无线发送功率变化、无线信道干扰或者地形等因素影响。
自组织——无控制中心，节点故障不会影响到整个网络。
多跳路由——接收端和发送端可使用比两者直接通信小得多的功率进行通信，因此节省了能量消耗。
通过中间节点参与分组转发，能够有效降低对无线传输设备的设计难度和成本，同时扩大了自组织网络的覆盖范围。
ad-hoc协议的工作原理
ad-hoc协议是一种无固定网络基础设施的无线网络通信协议，其可以利用使用单独的计算机或者无线通信设备来构建一个临时的网络，不和任何固定网络相连接。
当几台计算机需要互相通信时，就可以采用ad-hoc协议，它不需要任何固定的网络
基础设施，就可以把多个计算机组成一个无线网络。
Ad hoc协议的工作原理主要包括:
1、路由器设置和维护：首先，当计算机之间需要建立连接时，每台计算机会作为一个路由器，通过设置路由表来建立连接的路径。
它将具体的连接信息和要连接的IP地址保存在路由表中，如邻居节点的IP地址、端口号以及其它信息。
2、数据包传送：当两台计算机连接在一起，它们就开始发送
和接收数据包。
每个计算机会根据路由表中的信息发送数据包，每个数据包都会有一个源地址和目的地址，当一个数据包发出后，它就会沿着路由表所示的路径通过网络传输到目的地，以实现计算机间的通信。
3、数据传输完毕：当所有的数据包传输完毕后，路由表会被
更新，新的节点就会被加入网络中。
4、节点离开：当一个节点离开网络时，它会发出一个关闭连
接的信号，路由表也会随之更新，以及一个新的连接和路由被建立。
Ad hoc协议可以成功实现无线网络的连接，因为它为每个节
点提供了安装简单的和可用的路由服务，而且它可以自动的构建、维护和释放无线网络，也可以实现多个节点间的通信。
这使得ad-hoc协议在具有限资源的局域网中能够有效地工作，而且它可以满足无线网络应用的多样性，从而能够有效地提高网络系统的灵活性和可靠性。
1概述Ad hoc网络定义根据IEEE的定义，Ad hoc网络是一种特殊的自组织、对等式、多跳、无线移动网络，也常被称为移动Ad hoc网络。
它由一组无线移动节点组成，是一种不需要依靠现有固定通信网络基础设施的、能够迅速展开使用的网络体系，所需人工干预最少，是没有任何中心实体、自组织、自愈的网络。
在自组网中，每个用户终端不仅能移动，而且，兼有路由器和主机两种功能。
一方面，作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序；另一方面，作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据的分组转发和路由维护工作。
Ad Hoc网络中的信息流采用分组数据格式，传输采用包交换机制，基于TCP/IP协议簇。
所以说，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。
Ad hoc网络特点Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。
网络中所有结点的地位平等，无需设置任何的中心控制结点。
网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。
1.无中心Ad hoc网络没有严格的控制中心。
所有结点的地位平等，即是一个对等式网络。
结点可以随时加入和离开网络。
任何结点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。
2. 自组织网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。
结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。
3. 多跳路由当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转发。
与固定网络的多跳不同，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的，而不是由专用的路由设备完成的。
4. 动态拓扑Ad hoc网络是一个动态的网络。
网络结点可以随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。
这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别。
Review表驱动Destination-Sequenced Distance-Vector Routing（DSDV）目的序列距离矢量路由在DSDV中，每个移动节点都需要维护一个路由表。
路由表表项包括目的节点、跳数和目的节点序号，其中目的节点序号由目的节点分配，主要用于判别路由是否过时，并可防止路由环路的产生。
每个节点周期性与邻节点交换路由信息，当然也可以根据路由表的改变来触发路由更新。
路由表更新有两种方式：一种是全部更新（Fulldump），即拓扑更新消息中将包括整个路由表，主要应用于网络变化较快的情况；另一种方式是部分更新（Incrementalupdate），更新消息中仅包含变化的路由部分，通常适用于网络变化较慢的情况。
在DSDV中只使用序列号最高的路由，如果两个路由具有相同的序列号，那么将选择最优的路由（如跳数最短）。
其缺点就是在源和目的节点之间只提供一条路由且不支持单向连接。
Clusterhead Gateway Switch Routing（CGSR）簇头网关交换路由这是一个分层路由协议，簇头控制一个节点群，如信道接入，路由，带宽分配。
簇内会执行簇头选择算法，簇头选择算法过多执行会导致性能下降，因此使用最小簇头改变算法（LCC）：只当两个簇头相接或者有节点脱离所有簇头时执行。
CGSR使用DSDV作为底层协议与邻居节点定期交换群成员表信息和LCC的集群计划，以形成集群和选举簇头。
每个节点维护两个表：集群成员表（记录每个目的节点以及节点的簇头）和距离矢量路由表（记录簇头的下一跳）。
集群成员表周期更新，节点将更新其相邻的一个新的集群成员表中的信息。
为了传送一个数据包,当前节点首先在群成员表中查找目标节点所在群的簇头节点,然后在路由表中查找去往目标簇头的下一跳节点，数据包在簇头和网关之间交替传递，一个包先送到簇头，再由簇头发给网关节点，由网关节点发给另一个簇头，依次直至到达目的节点。
协议使用一个序列号，以获得无环路的路线，避免陈旧的路由条目。
我收到了许多Windows XP用户的问题，他们询问如何将第二台或第三台电脑连接到无线网络上，而不用花钱购买无线路由器或一个路由器和一个独立式的无线访问节点（WAP）。
使用Windows XP中的图形用户界面建立一个ad hoc 802.11b无线网络只需要几分钟。
因为它是由无线零配置驱动的，你根本不需要一根单独的电线或者寻找一个电源插座。
您只需将Internet连接共享添加到主机上，所有与它连接的电脑将立即实现无线上网。
我们将从一台已经通过有线Ethernet宽带连接到Internet的独立电脑开始。
然后，我们将按照3个步骤建立ad hoc无线网络：1.第一步是在主电脑上安装802.11b无线网卡，并将其配置为一个电脑到电脑（ad hoc）的无线连接。
2.第二步是在第二台电脑上安装一个无线网卡。
3.要完成网络并提供与Internet的连接，应在主机上激活Internet连接共享（ICS）。
在你阅读以下文章时，请注意：我们提供的图像既有从主机上捕捉的，也有从客户机上捕捉的，主机的屏幕截图包含一个银色的标题栏，而客户机的屏幕截图包含了一个蓝色的标题栏。
配置主机在你在电脑上安装了一个802.11b适配器（例如一个Orinoco 或Cisco无线网卡）之后，Windows XP将自动检测到该网卡，安装驱动并在通告区域显示一个图标。
（现在，我正在使用Agere的Orinoco Silver 网卡建立ad hoc无线网络。
尽管在Windows XP提供了对它们的内置支持，但是您还可以通过Microsoft Update，使用更新的驱动程序和固件对它们进行升级）。
如果在电脑所处的环境范围内还有其它的网卡，Windows就会自动显示一个可用网络的清单。
但是，如果在此范围内没有任何可用的网络，无线连接图标将显示一个红色的“X”，而且将不能自动打开一个“查看无线网络”（View Wireless Networks）窗口。
基于网络负载的Ad Hoc路由协议性能分析摘要：移动自组网路由协议一直是AdHoc网络研究的热点，网络负载是影响AdHoc网络性能的重要因素之一。
通过NS2网络仿真软件在两种不同的网络负载环境下，对AdHoc3种经典路由协议的性能仿真比较，并根据仿真结果对各协议的适用性及性能做进一步的分析和总结。
关键词：移动自组网；路由协议；网络负载；性能分析0引言移动AdHoc网络能够在没有基础设施且需要临时通信的环境下快速组网，可以满足人们“无论何时无论何地”的通信需要，被广泛应用于紧急搜索、临时会议等环境，具有广阔的应用前景。
由于AdHoc网络组网的特殊性、通信设备的限制、无线资源的有限性等原因，网络负载问题一直是AdHoc网络面临的一个挑战，而负载过重导致的拥塞是制约移动AdHoc网络性能的一个重要的因素之一，它可能导致整个网络性能的恶化。
文献[1]通过仿真分析了重负载对AdHoc网络的影响，文献中设置重负载网络场景并给出了这种场景在网络吞吐量和时延方面的仿真结果。
结果表明，重负载下网络的丢包率、时延、网络开销都会增加，网络性能明显降低。
近几年来，研究人员提出了多种AdHoc网络的经典路由协议，考虑到网络负载对AdHoc网络的影响，本文通过设置网络场景仿真分析3种代表性的路由协议在不同的网络负载下的性能及适用性，并通过仿真结果得出结论。
1AdHoc路由协议Adhoc网络有很多经典路由协议，常见的分类方法是按照驱动模式的不同分为表驱动路由协议和按需驱动路由协议及混合路由协议。
表驱动路由协议与传统的路由协议类似，需要网络的每个节点维护一个或多个路由表来储存路由信息，并周期性更新路由表。
按需路由协议仅当有源节点需要向目的节点通信时才建立路由，路由信息不会一直保存。
1.1表驱动路由协议经典的表驱动路由协议是DSDV （DestinationSequencedDistanceV ector）路由协议，该协议以BellmanFord算法为基础，加入目的序列号机制避免路由环路，协议中的每个节点都维护一张路由表，路由表中含有到网络中各节点的路由信息，并定期更新路由表。
无线自组织网络关键技术与进展(1)无线自组织网络由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成，这种网络适应了军事和商用中对网络和设备移动性的要求，而引起了人们的关注，并在20世纪90年代以后获得了广泛的研究和发展。
与其他通信网络相比，无线自组织网络具有带宽有限、链路容易改变、节点的移动性以及由此带来的网络拓扑的动态性、物理安全有限、受设备限制等特点。
正是由于这些区别，无线自组织网络协议栈也产生了比传统网络协议栈更高的要求：适应移动分布节点随机收发行为的媒体接入控制(MAC)协议，基于动态拓扑结果的高效、稳健的路由算法，便利的异构网络互联技术，有效的功率控制，合理的跨层信息交互、多层协同设计，可靠的安全机制等等。
1 MAC协议MAC协议是无线自组织网络协议的重要组成部分，是分组在无线信道上发送和接收的主要控制者。
目前，在无线自组织网络中MAC协议面临着隐藏终端、暴露终端，信道分配，单向链路，广播扩散等问题。
1.1隐藏终端、暴露终端问题如图1所示，节点A、B、C都工作在同一个信道上，当节点A向节点B发送分组时，载波侦听机制无法阻止节点C发送数据，造成信号在节点B处冲突。
节点C是隐藏在节点A 的覆盖范围之外的、却又能对节点A的发送形成冲突的节点，这种在发送节点覆盖范围以外的、存在着潜在冲突的节点问题就是信道访问中的隐藏终端问题。
隐藏终端问题会大大降低信道的通信能力。
另外还有一种情况也会降低信道的通信能力，即所谓的暴露终端问题。
如图2所示，当节点B向节点A发送分组时，节点C侦听到节点B在发送分组，所以推迟发送分组。
这种推迟是毫无必要的，因为节点C向节点D发送分组和节点B向节点A发送分组并不冲突，此时节点C是节点B的暴露终端。
这种因发送节点在其覆盖范围内，感知到有其他节点在传输，而进行不必要的发送延迟就是暴露终端问题。
IEEE 802.11中提出的请求发送/准备接受/确认(RTS/CTS/ACK)握手机制，以及目前在很多研究中提出的控制信道-数据信道协作的方式，可以在一定程度上解决隐藏终端问题，但对于暴露终端问题，目前还没有充分有效的解决方式。
Wifi模块无线组网配置指导说明Wifi模块（Create-Wifi232）进行的无线组网可以替代公司现在使用的Neport-L（Create-NetPort232）有线组网，他们之间除了两者的配置参数不同以外，公司现有的具备联网功能的设备均可以使用wifi模块无线组网。
一：wifi的配置1.配置时需要的工具设备：PC机，无线网卡 (或者带无线网卡的笔记本),无线路由器。
以下配置说明以PC机+无线网卡(型号：MW150U 2.0)+无线路由器(型号：TL-WR840N)为例来图解配置过程。
2.使用wifi模块前，需要进行模块工作参数的配置。
模块出厂时，默认工作模式为Adhoc，SSID 名称 mywifi，IP 地址是 192.168.1.2。
3.安装无线网卡的驱动。
无线网卡驱动的安装方法这里不作详叙，详情请参见与无线网卡配套的光盘，里面有配置指南及驱动程序，里面有详细的图文解说。
4.将PC机的有线网络拔掉或者禁用，插上无线网卡，将wifi模块上电，进行wifi热点的扫描，会发现一个“mywifi”的无线网络，如图1 所示，点击进行连接。
图1 mywifi 网络5.登录web管理页面在IE 中键入http://192.168.1.2，进入登录界面，见图2。
输入用户名：admin，密码：1234，登录后进入配置页面，见图2。
图2 登录界面6.配置页面图3 配置页面7.网络配置当有多个wifi模块组成网络时，每个wifi模块的IP必需保证在同一IP段内，但是又不能重复。
图4 IP 设置界面8.传输配置图5 传输设置界面9.连接配置传输模式1) TCP_SERVER 模式模块用于数据服务，它接收串口数据并作缓冲，网络中的节点向模块发出数据获取指令时，模块把缓冲的串口数据发给该节点。
服务端口号：812) TCPC_LIENT 模式用于串口和wifi 网络间的双向数据透明传输，模块工作在client 方式，通讯协议TCP/IP。
对AdHoc无线网络路由协议的探讨【摘要】ad hoc 网络是一种没有中心的动态自治网络，网络中的节点通过多跳无线链路进行通信。
而dsr是ad hoc网络路由协议中性能比较优越的一种。
本文在dsr的基础上提出了lsdsr 路由协议，引进了节点局部自适应机制。
每个节点根据自己周围的拓扑结构维护一个局部连接表，从而有效改进了 dsr 协议较大的路由维护开销和时延以及对网络拓扑结构变化适应能力差等不足，提高了dsr的传输性能。
【关键词】ad hoc网络；dsr路由协议；多路径路由协议1 概述无线ad hoc网络是一种新型的无线移动网络。
目前ad hoc网络路由协议大致分为2种：表驱动路由协议（如 dsdv 等）和按需路由协议（dsr，aodv 等）。
其中动态源路由协议dsr是按需路由协议中一种既简单又行之有效的路由协议。
研究发现，ad hoc 网络节点频繁快速的移动使得拓扑结构不断变化，dsr缓存路由表更新不及时，导致路由性能降低甚至失效。
所以在这里我们有必要对它的路由协议进行解析和深入探讨。
2 dsr 路由协议dsr协议是一种基于源路由的按需路由协议，它是carnegie-mellon大学“monarch”项目的一部分，主要包括2个过程：路由发现和路由维护。
当节点 s 向节点d发送数据时，首先检查缓存里是否存在到目的节点d的有效路由。
如果存在则直接使用，否则启动路由发现过程。
在通信过程中，当中间节点检测到通往目的节点的下一跳链路中断时，它将从自己路由缓存中删去包含该链路的路由并向节点 s返回一个路由出错分组（rerr）。
s收到rerr后，触发一次新的路由发现过程。
3 ls dsr 路由设计3.1 协议总体思想对路由协议的缓存提出过2种机制：路径缓存（path cache）和连接缓存（link cache）。
局部自适应dsr 路由协议（lsdsr）的总体思想是：全局拓扑采用路径缓存，局部拓扑采用连接缓存。
