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MANET网络中的单播路由协议AODV和DSR比较许双朋北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）E-mail：datuzi_81@摘要：本文对MANET及其单播路由协议AODV与DSR进行介绍。
同时，通过仿真软件GloMoSim对AODV与DSR性能进行仿真，通过对结果的分析，比较两个协议的优缺点，给出两个协议适用的环境。
关键词：移动分布式多跳无线网，AODV，DSR，路由协议1.引言近年来，随着通信技术的发展,人们对于网络更大的移动性的要求使得MANET(Mobile Ad hoc Networks)成为整个社会研究的热点，尤其MANET中的路由问题受到广泛关注。
到目前为止提出了许多MANET路由协议，例如AODV和DSR。
通过使用一些仿真软件(如GloMoSim等)可以对路由协议进行仿真评估。
本文着重对MANET分析及对MANET路由协议AODV与DSR进行介绍，并对AODV与DSR仿真和定量比较。
2.MANET及其路由协议2.1 MANET综述MANET(Mobile Ad hoc Network)是一组自治的移动节点或终端的集合,这些节点之间通过形成一个多跳的临时性无线自治网络以无中心的方式来维持通信，即节点间的通信不需要固定基站的转接。
MANET又称为移动自组织网络。
下一代的无线通信系统中有快速部署独立的移动用户的需求，在没有任何通信设施的情况下,或者虽然有一定的网络设施但是太昂贵、不方便使用时,比如为救火抢险、灾难恢复和军事作战等环境,临时建立有效可靠的动态无线通信设施。
这种网络不能依靠中心控制而只能采用分布式的MANET来建立通信。
2.2 MANET路由协议分类根据发现路由的驱动模式的不同，MANET的路由协议大致可以分为表驱动路由协议和按需路由协议。
在表驱动路由协议中,每个节点维护一张包含到达其它节点的路由信息的路由表。
当检测到网络拓扑结构发生变化时,节点在网络中发送更新消息,收到更新消息的节点将更新自己的路由表,以维护一致的、及时的、准确的路由信息,所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。
Ad Hoc网络综述摘要：Ad Hoc 网络是一种新型、多跳、自组织的无线网络，借助于多跳转发技术来弥补无线设备的有限传输距离，网络节点能够动态地、随意地、频繁地进入和离开网络，从而拓宽网络的覆盖范围，为用户提供各种服务、传输各种业务。
由于Ad Hoc网络是一种新型的无线移动网络，因其独特的组网特性，使得安全问题成为其发展的最大束缚。
路由协议的安全是自组网安全的一个重要部分。
文中扼要介绍了Ad Hoc 网络的发展历史、概念、主要特点、国内外的研究现状及 Ad Hoc 网络的应用，并指出了Ad Hoc 网络管理面临的问题，重点论述了移动Ad Hoc网络中的安全问题，介绍了多种安全路由的协议和方案，并对其中的三种按需安全路由协议进行了比较，最后提出进一步研究Ad Hoc网络路由安全应注意的问题。
关键词：Ad Hoc网络；无线移动网络；网络安全；安全路由协议；1.引言Ad Hoc网络是一种具有多跳性，无需任何基站支撑的无线自组织移动网络。
在未来移动通信领域，由于Ad Hoc网络无需基站支撑因而具有架设方便等优点，它将广泛应用于移动办公、移动漫游等方面；特别是未来军事战争中,将是不可缺少的无线通信网络。
Ad Hoc网络具有自组织性和拓扑动态变化的特点。
目前Ad Hoc 网络的研究热点问题为路由协议、服务质量、MAC 协议、与蜂窝移动通信系统的整合、安全性问题。
Ad Hoc 网络既可以作为一种独立的网络运行，也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式，在恶劣环境中支持移动节点之间的数据、语音、图像和图形等业务的无线传输，应用范围可以覆盖工业、商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场合。
本篇综述概括了2004-2009年的关于Ad hoc网络的发展历程、前景、设计理念、网络安全设计以及安全路由协议等方面的参考文献，集中了关于Ad hoc网络的最新技术理念。
2.概述Ad Hoc自组网作为一种新型的无线移动网络，不像传统的无线网，它不依赖于任何固定设施，而是通过移动节点间的相互协作保持网络互联。
自组织网络的拓扑结构与性能研究自组织网络（Self-Organizing Networks, SON）是一种基于分布式智能的网络管理和优化技术，能够自动感知网络环境变化，实现灵活的网络配置和优化。
拓扑结构是自组织网络中的重要组成部分，直接影响网络的性能和效率。
本文将探讨自组织网络的拓扑结构与性能的研究。
在研究中，选择适合自组织网络的拓扑结构对于提高网络性能至关重要。
一种常见的自组织网络拓扑结构是分散式结构，每个节点在网络中具有相同的地位和功能，并且通过无线通信进行信息交换。
这种结构具有灵活性和鲁棒性，能够适应网络环境的变化，并且具有较好的容错能力。
除了选择合适的拓扑结构，对于网络的性能研究也是不可忽视的。
自组织网络的性能包括网络吞吐量、延迟、能量消耗等指标。
在拓扑结构的设计和优化中，需要考虑这些性能指标，并进行相应的求解和模拟。
对于自组织网络的拓扑结构和性能研究，可以采用以下的方法和技术：1.模型建立：建立自组织网络的拓扑结构和性能模型。
可以利用图论、网络分析等方法对网络进行建模，并考虑不同节点之间的连接关系和通信规则。
2.网络仿真：通过仿真实验来评估不同拓扑结构下网络的性能。
可以使用网络性能评估工具或自行编写仿真程序，模拟不同业务场景下的网络运行情况，并分析网络性能指标。
3.优化算法：设计拓扑结构优化算法，提高网络的性能。
可以利用进化算法、遗传算法等智能求解方法，对拓扑连接关系进行优化，以提高网络吞吐量、降低延迟等指标。
4.数据分析：对实验数据进行统计分析和挖掘，探索拓扑结构和性能之间的关系。
可以使用数据分析工具进行数据处理，并运用相关统计方法和机器学习算法对数据进行分析。
最高传输速率的移动ADHOC路由协议小探引言Ad Hoc 网络又称为多跳网络、无固定基础设施的网络或自组织网络，是由一组带有无线收发装置的自主的无线节点或终端通过相互合作形成的网络，可以独立于固定的基础设施，是一种自创造、自组织和自管理的网络。
移动自组网作为移动计算的一种特殊形式，由于它不需要固定的基站，各个节点均可自由移动，且能实现动态的链接，加上其具有生存性极强，且创建与移动极为方便的特点，在许多特殊情况下有着不可替代的作用，可广泛应用于国防战备、灾难援助、法律执行等无法得到有线网络支持或某些只是临时需要通信但建立有线通信网络代价太大的环境，且可以作为生存性极强的后备网络。
同时，随着移动自组网络研究的发展和相关产品的成熟，移动自组网必将越来越受到人们的重视。
路由协议作为影响网络性能的一个重要因素，是确保移动自组网络正确运行的关键。
路由协议的主要作用是迅速准确地计算到达目的节点的路由，同时通过监控网络拓扑变化来更新和维护路由。
移动Ad Hoc 网络的路由协议大致可以分为两种：表驱动路由和按需路由两大类。
1 表驱动路由协议与按需驱动路由协议表驱动路由协议又称先应式路由协议中，每个节点中维持有一张路由表以存储网络中达到其它所有节点的路由信息，各个邻居节点之间周期性地广播路由信息分组来交换路由信息,维持更新路由。
表驱动路由协议的优势在于能够很快地从路由表中找到对应于目的地的路由表项，相对于反应式的路由协议，能够很好地控制分组传输的时延，因此比较适合于数据传输实时性要求很高的应用场合，不太适合网络拓扑变化非常迅速的场合，因为网络拓扑的迅速变化可能使得路由表中的路由信息很快失效。
按需路由协议又称反应式路由协议,运行该协议的节点不需要维持及时准确的路由信息,在需要发数据时才查找路由。
每个节点中都存在路由发现过程和路由维护过程,前者负责寻找相应的路由,后者负责维护一个已建立的路由,直至目的节点不可达或不再需要该路由。
车载自组织网络通信技术的研究与应用一、引言车辆通信是指多台车辆之间通过相互通信实现各种功能，常见的车辆通信有车对车通信（Vehicle-to-Vehicle，V2V）和车对路基通信（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）两种。
车对车通信技术可以使车辆之间互相协调，从而保证交通效率和安全性；车对路基通信则可以向车辆提供道路信息和服务。
为了实现车辆通信，车载自组织网络通信技术成为研究和应用的热点领域。
二、车载自组织网络的概述车载自组织网络通信技术（Vehicular Ad-hoc Networks，VANETs）是一种无线通信网络技术，它利用车辆之间建立的自组织网络，实现车辆之间的信息交互，包括位置、速度和行驶方向等信息。
VANETs的主要特点是去中心化、跨平台、自适应和高效可靠等特性。
VANETs应用较为广泛，包括车辆位置跟踪、紧急救援、交通控制等方面。
为了保证车辆的通信效率和安全性，需要对VANETs进行进一步研究。
三、车载自组织网络的技术问题1.信道选择VANETs在使用之前需要让设备选择一个合适的频率或信道来进行通信。
传统的信道选择方法需要进行频谱监测，但是此方法比较耗时和不可靠。
近年来，研究人员提出了一些基于机器学习的信道选择方法，这些方法不需要进行频谱监测，大大提高了信道选择的效率。
2.路由协议在VANETs中，路由协议是实现信息传输的重要手段，因此需要选择合适的路由协议。
对于车载自组织网络来说，因为车辆之间的关系比较复杂，因此需要选择一些基于距离和信号强度的路由协议。
3.数据安全性VANETs中的通信容易受到外部的干扰和攻击，因此需要对通信的数据进行加密和验证，以保证通信的安全性。
常见的数据安全方法包括基于公钥加密的RSA算法和基于私钥加密的AES算法等。
四、车载自组织网络的应用VANETs的应用领域很广泛，主要包括以下几个方面：1.交通管理VANETs可以用于交通管理，例如在交通拥堵时可以通过车辆之间的协作，在车辆之间进行交通管制和路线协调等。
业业 业业 鬻・网络、通信与安全・
带带带带带带带芥
基于能量模型的自组织网络路由协议的研究
袁培燕 ｔ 张俊娜ｚ李腊元 （河南师范大学物理与信息工程学院，河南新乡４５３００７） （河南师范大学计算机系，河南新乡４５３００７） （武汉理工大学计算机系，武汉４３００６３） Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｅｉｙａｎ＠ｈｅｎａｎｎｕ．ｅｄｕ．ＣＲ
摘 要 Ａｄ ｈｏｃ网络节点能量受限的路由协议的研究是目前的一个热点．ＩＥＴＦ的ＭＡＮＥＴ小组提出的几种经典的路由 协议，属于最短路由，即最小跳数路由，没有考虑能量因素。由于Ａｄ ｈｏｃ网络中的节点是由电池供电，整个网络是一个能 量受限系统，如何节省节点的能量，尽可能延长网络的可操控时间逐渐成为衡量路由协议性能的重要指标。但是．目前针 对这几种路由协议基于节点能量约束的评估很少。文章基于节点能量的约束，以能量消耗程度、节点终止情况和连能性 为指标，对Ａｄ Ｈｏｃ四种典型的路由协议在不同的运动场号下进行了比较，系统的仿真研究，得出了与相关文献不一致 的结论；基于我们的仿真结果，该文认为基于能耗研究Ａｄ ｈｏｃ网络路由协议应以节点能耗的平衡性而不仅仅是能耗量 的多少来考虑问题。
关键词 能量模型 自组织网络 网络仿真 网络协议连通性 文章编号１００２—８３３１（２００６）２８—０１０５—０５ 文献标识码Ａ 中图分类号ＴＰ３９３．０１
Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍｏｄｅｌ Ｂａｓｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ＹＵＡＮ Ｐｅｉ—ｙａｎ ， ＺＨＡＮＧ Ｊｕｎ－ｎａ ＬＩ Ｌａ－ｙｕａｎ３ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ，Ｈｅｎａｎ ４５３００７） （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ，Ｈｅｎａｎ ４５３００７） （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＷｕＨａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００６３） Ａｂａｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｉｎ Ａｄ Ｈｏｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｓ ａｔｔｒａｃｔｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＭＡＮＥＴ ｏｆ ＩＥＴＦ ａｒｅ ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｒｏｕｔｉｎｇ，ｔｈａｔ ｉｓ，ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｈｏｐｓ ａｎｄ ｎｏｔ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｓ ａｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅｓ，ｉｔ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔｒｉｃ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｗｈｅｔｈｅｒ ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ａ ｌｏｎｇｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｌｉｆｅｔｉｍｅ ｏｒ ｎｏｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｖｅｒｙ ｌｉｔｔｌｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｍｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｎｏｄｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｆｏｕｒ Ａｄ ｈｏｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅｔｒｉｃｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｎｏｄｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｄｒａｗ ｔｈｅ ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｕｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｄ Ｈｏｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｗａｒｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔａｋｅｓ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｉｔ．
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。
基金项目：甘肃省信息科学基地人才基金（JD-2006JX06）;兰州大学信息科学与工程学院青年教师科研基金。
无线自组织网络中的OLSRv2协议研究王忠，张景春，贾聪，屈志毅(兰州大学信息科学与工程学院，甘肃兰州 730000)摘 要：详细介绍了最新的OLSRv2路由协议的特征和内部机制，并通过在多种约束条件下的网络仿真实验对比其与OLSR路由协议的性能差别。
实验表明，OLSRv2路由协议在路由开销、分组发送成功率等性能指标方面有着显著优势，但同时也存在着QoS服务质量方面的不足，这为今后的深入研究提供了方向。
关键词：无线自组织网络；OLSRv2；QoS中图分类号：TP393.06 文献标示码：A0 引言Ad hoc网络是一种具有高度动态拓扑结构，不需要固定基站支持的多跳无线网络，所有节点都可以随机地、自由地移动。
在Ad hoc网络中，由于受到无线传输范围的限制，网络中不能直接通信的两个节点间必须通过一个或多个中间节点以“多跳”的方式转发数据分组，因此在这种动态的无线网络中如何建立、维护和选择路由，提高网络的连通性和效率、最大限度地利用宝贵的无线资源是Ad hoc网络的一个根本问题[1,2,8,10]。
OLSR（Optimized Link State Routing）作为Adhoc网络中表驱动路由协议的典型代表，是由IETF MANET工作组提出的一种基于链路状态的表驱动式路由协议[3]。
它通过多点中继(MPR, multi-point delay)技术可以显著地减少网络中广播的控制分组数量，相比经典泛洪机制极大地降低了信息开销，而且在大型密集的网络中运行良好，针对OLSR路由协议的研究也逐渐成为热点问题[4]。
OLSRv2路由协议是在OLSR路由协议的基础上开发的Ad Hoc网络路由协议，是对OLSR路由协议的改进和完善[5]。
本文详细介绍了最新的OLSRv2路由协议的特征和内部机制，同时通过在不同业务发送时间和不同间隔时间下的网络仿真实验对比其与OLSR路由协议的性能差别，度量的性能指标有HELLO消息、TC消息、分组发送成功率、延时、吞吐量、抖动等；实验表明，OLSRv2路由协议在路由开销、分组发送成功率等性能指标方面有着显著优势，但同时也存在着QoS服务质量方面的不足，这为今后的深入研究提供了参考依据。
２０１１年１月 西安邮电学院学报 ＪａｒＬ ２０１１ 第１６卷第１期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ’ＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＰＯＳＴＳ ＡＮＤ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ Ｖｏ１．１６ Ｎｏ．１
自组织网络按需路由协议的性能研究 张继荣，赵颜 （西安邮电学院通信与信息工程学院，陕西西安７１０１２１）
摘要：对按需路由协议ＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ ｏｎ－ｄｅｍａｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｖｅｃｔｏｒ）和ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｕｔｉｎｇ）进行对比研究。 利用Ｏｐｎｅｔ仿真平台对两种协议在不同场景下的性能进行仿真，结果表明，节点数较多时，ＡＯＤＶ具有较低的丢包 率和时延，但路由开销比ＤＳＲ要大。因此，ＡＯＤＶ协议更适用于节点数较多的自组织网络。 关键词：自组织网 ；Ｏｐｎｅｔ仿真；按需路由协议；源路由协议 中图分类号：ＴＮ９１４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—３２６４｛２０１１）０１—００２１—０５
自组网（Ａｄ ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋ）是由一组带有无线收 发装置的移动节点组成的一个临时多跳的自治系 统［１］。在该网络中，网络的拓扑、信道的环境、业务 的模式都是随节点的移动而动态改变的。由于无线 Ａｄ ｈｏｃ网络的出现为任意环境下的自由通信提供 了有效的解决方案，不但在军事领域得到了充分的 发展，而且在民用通信中也应用广泛。自组织网络 从产生至今一直得到了广泛的重视。目前自组织网 络已经与２．５Ｇ和３Ｇ移动通信进行了有效的结合， 而大规模宽带无线自适应自组织网络将会成为宽带 无线通信或未来移动通信的重要形式［２］。 在Ａｄ ｈｏｃ环境中，由于节点的无线通信覆盖范 围有限，两个无法直接通信的移动节点需要借助中 间节点进行分组转发以实现数据通信，因此该过程 需要路由协议进行分组转发决策［３］。但是由于Ａｄ ｈｏｅ网络节点的任意移动性，使常规路由在拓扑结 构变化时需要花很大的代价重新发现路由，而且协 议状态将始终处于不收敛状态，致使信息的传输无 法实现。所以开发良好的路由协议是建立Ａｄ ｈｏｃ 网络的首要问题，同时也是主要的研究热点和难 点。目前适用于Ａｄ ｈｏｃ网络的新协议一般以广播 或组播方式建立网络路由，核心是减少广播风暴，普 遍得到认可的代表性成果有ＤＳｃｌＶ、ｗＲＰ、ＡＯＤＶ、 ＤＳＲ、ＴＯＲＡ和ＺＲＰ等协议［３］。源头性的创新性研 究主要集中在２００１年以前，后续的成果多为这些协 议的改进，不过，从实现的难度来看，这些协议离实 用性还有一定的距离。因此，文中对目前的研究热 点——按需路由协议ＡＯＤＶ和ＤＳＲ路由协议进行 了性能分析，使用Ｏｐｎｅｔ仿真从多个角度分析比较 了两者性能之间的差异，从而得出两协议各自的适 用场景及作者对于ＡＯＤＶ协议的下一步改进方向。
１ ＡＯＤＶ和ＤＳＲ协议的基本原理 按路由发现策略，自组网路由协议可分为主动 路由和按需路由两种类型［４］。主动路由的发现策略 与传统路由协议类似，节点通过周期性地广播路由 信息分组，交换路由信息，主动发现路由，同时，节点 维护去往全网所有节点的路由，主动路由主要有 ＧＳＲ，ＤＳＤＶ，ＷＲＰ等协议。按需路由协议是专门 针对移动Ａｄ ｈｏｃ环境提出来的。按需路由根据需 要来发起路由查找，当需要发送数据，路由表中又没 有有效的路由信息时，源节点才会向整网洪泛，寻找 目的节点。此时，拓扑结构和路由表内容是按需建 立的，它可能仅仅是整个拓扑结构信息的一部分［５］。 按需路由协议在通信过程中维护路由，通信完毕后 便不再进行维护。这类协议包括ＡＯＤＶ，ＤＳＲ，ＴＯ— ＲＡ等。在此主要讨论不同网络节点数的场景中按 需路由协议ＤＳＲ和ＡＯＤＶ协议性能的优劣。
收稿日期：２０１０—１１—３Ｏ 作者简介：张继荣（１９６３一），女，教授，博士，研究方向：宽带通信网，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｏｍｎｅｔ＠ｘｕｐＬ ｅｄｔＬ ｃｎ；赵颜（１９８６一），女，硕士研究 生，研究方向：宽带通信网。 ・ ２２・ 西安邮电 学院学报 ２０１１年１月 １．１ ＤＳＲ协议 ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｕｔｉｎｇ）协议是最早采 用按需路由思想的路由协议［６］。它包括路由发现和 维护两个过程。当节点Ｓ向节点Ｄ发送数据时，它 首先检查缓存中是否存在到目的节点Ｄ的有效路 由。如果存在，则直接使用，否则启动路由建立过 程。具体过程如下：源节点Ｓ将使用洪泛法发送路 由请求分组ＲＲＥＱ，分组中包含源节点地址、目的 节点地址、唯一的标志号以及中间节点列表；中间节 点转发ＲＲＥＱ，并附上自己的节点标识；当ＲＲＥＱ 消息到达目的节点Ｄ或任何一个缓存有到目的节 点路由的中间节点时，节点Ｄ或该中间节点将向Ｓ 发送路由消息ＲＲＥＰ，该消息中将包含节点Ｓ到Ｄ 的路由信息，同时反转节点Ｓ到Ｄ的路由供ＲＲＥＰ 消息使用；节点Ｓ收到ＲＲＥＰ后，路由建立过程结 束，通信可以开始。以上为路由发现过程。当网络 拓扑结构发生变化时，通过路由维护过程删除失效 路由，重新发起路由请求过程。路由维护通常依靠 底层提供的链路失效检测机制进行触发。 ＤＳＲ协议的特点是中间节点不用维护去往全 网所有节点的路由信息，而且可以避免出现路由 环路 。 ｌ＿２ Ａ０ＤＶ协议 ＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ ｏｎ－ｄｅｍａｎｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｖｅｃｔｏｒ）协 议是在ＤＳＤＶ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ－ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｖｅｃ— ｔｏｒ）协议基础上结合类似ＤＳＲ中的按需路由机制 进行改进后提出的，它采用了ＤＳＤＶ中的序列号概 念和ＤＳＲ中的路由发现及路由维护过程［７］。不同 之处在于ＡＯＤＶ采用了逐跳转发分组方式，而 ＤＳＲ是源路由方式Ｌ８］。 ＡＯＤＶ路由发现过程由节点发起，即当一个节 点需要给网络中另外一个节点传送信息时，首先以 广播的形式发出路由请求分组ＲＲＥＱ，其中记录着 发出的源节点和目的节点的地址，邻近节点收到 ＲＲＥＱ，首先判断其中的目的节点是否就是自己，如 果不是再在记录中查找是否有到目的节点的路由。 如果满足上边的任何一条就发出ＲＲＥＰ给源节点。 如果不能满足就继续以广播的形式转发ＲＲＥＱ继 续查找［９］。对于每一条路由都对应着一个序列号， 当路由更新时，序列号也随着更新。ＡＯＤＶ协议的 路由维护是通过定期的广播ｈｅｌｌｏ报文来实现的。 一旦发现某一个连接断开，节点就发送路由错误消 息ＲＲＥＲ报文通知那些因连接断开而不可达的节 点删除相应的路由记录［１ 。即如果某发起路由请 求的源节点移动了，它能够再次发起一个路由发现 过程，以找到到达目的节点的新路由。如果沿着路 由的某个节点移动了，在移动节点的“上游”邻节点 Ａ注意到此节点的移动，Ａ节点会传播一个链路断 开信息给Ａ节点的每一个有效的“上游”节点，通知 他们删除路由表中的对应无效路由。这些邻节点依 次传播这个链路断开信息给“上游”节点，一直达到 源节点。源节点会再次发起路由发现过程。
２ Ａｄ ｈｏｃ路由协议仿真及分析 采用Ｏｐｎｅｔ作为仿真平台，仿真实验的目的是 研究相同规模节点数不同的情况下ＤＳＲ和Ａ０ＤＶ 协议的性能。实验中搭建了两个规模为１０００ｍ× １０００ｍ的校园网络，节点数分别为５和３Ｏ来进行测 试，节点是移动的，移动速度是５ｍ／ｓ。节点发送功 率为０．００５Ｗ，信道带宽为２ＭＨｚ，使用中等通信 量，ＭＡＣ层使用ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ协议，假设自由传播 空间不受地形因素的干扰。 性能指标：主要从路由发现时间、路由分组数、 平均端到端时延及成功接受的分组数四个角度出发 来分析两者的性能。 ２．１路由发现时间分析 路由变化的收敛速度是衡量常规路由协议的关 键因素［１¨，但是对于Ａｄ ｈｏｃ网络来说路由协议是 不收敛的，因此选择路由发现时间作为衡量Ａｄ ｈｏｅ 路由协议的一个重要因素。 图１、２横坐标为时间轴，单位为ｍｉｎ，表示仿真 时间；纵坐标单位为Ｓ，表示路由发现时间。如图１ 所示，当节点数为５时，仿真开始，Ａ０ＤＶ协议的发 现时间迅速下降，并在随后的时间内均低于ＤＳＲ协 议。原因是仿真初期，ＡＯＤＶ协议的中间节点没有 保存路由信息，因而路由发现时间较长，随着仿真的 进行，ＡＯＤＶ路由发现时间低于ＤＳＲ协议。由图２ 可知，节点数增大到３Ｏ时，ＡＯＤＶ协议和ＤＳＲ协 议的路由发现时间均有增加，ＡＯＤＶ协议的路由发 现时间大于ＤＳＲ协议。但随着仿真时间的进行， ＡＯＤＶ协议的路由发现时间急剧减少，并很快低于 ＤＳＲ协议，而ＤＳＲ协议的路由寻找时间随着仿真 时间的进行是不断增长的。说明对于节点数较多的 网络来说，ＡＯＤＶ协议因为以洪泛的方式寻找路 由，需要一段稳定时间，但总体性能优于ＤＳＲ协议。 对比图１可知，图２的路由发现时间普遍高于 图１，即随着节点数的增加，Ａｄ ｈｏｅ网络的路由寻找 需要更长的时间，因此当节点数增加到一定规模时， 第１期 张继荣，等：自组织网络按需路由协议的性能研究 ・２３・ Ａｄ ｈｏｅ网络的路由发现时间将会增加到不能接受 的程度。仿真表明，节点数增加到１００时，网络的路 由发现增加到了２ｓ左右，对于实际的Ａｄ ｈｏｃ网络 来说，该路由发现时间导致的时延将使网络不能接 受，因此节点数较多的Ａｄ ｈｏｅ网络的该方面性能需 要改进。 图２ ３０个节点时的路由发现时间 ２．２发送的路由分组数分析 ＤＳＲ和ＡＯＤＶ的路由寻找过程需要发送大量 的路由分组［１ ，其中包括路由请求分组ＲＲＥＱ，路 由应答分组ＲＲＥＰ，路由中断分组ＲＥＲＲ及ＡＯＤＶ 协议路由维护阶段定期发送的ｈｅｌｌｏ分组等。在网 络通信量相同的情况下，路由分组的数目越多，说明 路由开销越大［１引。路由分组数目的大小，直接反映 路由协议开销的大小。因此，仿真中对路由分组数 进行了分析。 图３、４中纵坐标为发送的路由分组数，单位为 个。如图３，节点数为５时，ＡＯＤＶ协议的路由请求 分组数低于ＤＳＲ协议，原因是当节点数较少时，节 点之间一跳可以到达，ＡＯＤＶ洪泛的方式能够更快 的找到目的节点，发送的分组也较少。由图４可知， 节点数为３Ｏ时，ＡＯＤＶ和ＤＳＲ协议的路由分组数 均急剧增加，其中ＡＯＤＶ协议大于ＤＳＲ协议。原 因是ＡＯＤＶ协议以洪泛的方式转发路由分组，同时 ＡＯＤＶ协议路由维护阶段定期发送的ｈｅｌｌｏ分组也 极大的增加了ＡＯＤＶ协议的路由分组数。对比图 ３、４可以看出，随着节点数的增加，ＡＯＤＶ协议的路 由分组数呈几何方式增长，因此，ＡＯＤＶ洪泛的方 式导致的开销过大是亟需解决的问题。
图４ ３Ｏ节点时发送的路由分组数 ２．３平均端到端时延分析 时延是可以定量衡量的重要网络特性之一［１１］。 网络时延是指在计算机之间传送一位数据所花费的 时间。一个分组在网络中时延越小，说明网络的性
