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AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究與展望( 二 )

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3Ad Hoc無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

3.1Ad Hoc無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)要求
Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的一個(gè)要害問題是開發(fā)能夠在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間提供高質(zhì)量高效率通信的路由協(xié)議 。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷變化 ， 傳統(tǒng)的基于因特網(wǎng)的路由協(xié)議無法適應(yīng)這些特性 ， 需要有專門的應(yīng)用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 ， 根據(jù)前文對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)的闡述 ， 設(shè)計(jì)的路由協(xié)議必須滿足以下的條件：

（1)必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化具有快速應(yīng)變的能力 ， 并且盡量避免路由環(huán)路的發(fā)生 ， 提供方便簡單的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位法 。

（2)必須高效地利用有限的帶寬資源 ， 盡可能壓縮不必要的開銷 。

（3)實(shí)施多跳通信的中間轉(zhuǎn)接次數(shù)也是有限的 ， 一般不要超過3次 。

（4)必須盡可能減少發(fā)射時(shí)間和發(fā)射的數(shù)據(jù)量 ， 節(jié)約有限的工作能源 。

（5)在可能的條件下 ， 使設(shè)計(jì)的路由協(xié)議具有安全性 ， 降低遭受攻擊的可能性 。

3.2Ad Hoc無線網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議分析

根據(jù)Ad Hoc無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的非凡性 ， 近年來提出了多種Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 。IETF的MANET工作小組目前正專注于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究 ， 提出了許多協(xié)議草案 ， 如DSR ， AODV ， ZRP等路由協(xié)議；另外 ， 專業(yè)研究人員也發(fā)表了大量關(guān)于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的相關(guān)文章 ， 提出了許多關(guān)于Ad Hoc的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 ， 如DSDV ， WRP等 。根據(jù)路由觸發(fā)原理 ， 目前的路由協(xié)議大致可以分為先驗(yàn)式路由協(xié)議、反應(yīng)式路由協(xié)議和混合式路由協(xié)議3種 。

3.2.1先驗(yàn)式路由協(xié)議

先驗(yàn)式路由協(xié)議又稱表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議 ， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一張包含到達(dá)節(jié)點(diǎn)的路由信息的路由表 ， 并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓S時(shí)更新路由表 ， 所以路由表可以準(zhǔn)確地反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；源節(jié)點(diǎn)一旦要發(fā)送報(bào)文 ， 可以立即獲得到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由 ， 這類的路由協(xié)議通常是通過修改現(xiàn)有的有線路由協(xié)議來適應(yīng)Ad Hoc無線網(wǎng)絡(luò)要求 ， 如通過修改路由信息協(xié)議(RIP)得到的目的節(jié)點(diǎn)序列距離矢量協(xié)議（DSDV） 。因此這種路由協(xié)議的時(shí)延較小 ， 但是協(xié)議需要大量的路由控制報(bào)文路由 ， 協(xié)議的開銷較大 。常用的先驗(yàn)式路由協(xié)議有DSDV ， HSR ， GSR ， WRP等 。


DSDV協(xié)議通過給每個(gè)路由設(shè)定序列號(hào)避免了路由環(huán)路的產(chǎn)生 ， 采用時(shí)間驅(qū)動(dòng)和事件驅(qū)動(dòng)技術(shù)控制路由表的傳送 ， 即每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在本地都保留一張路由表 ， 其中包括所有有效信宿點(diǎn)、路由跳數(shù)、信宿路由序列號(hào)等信息 ， 信宿路由序列號(hào)用于區(qū)別新舊路由以避免環(huán)路的產(chǎn)生 。每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地將本地路由表傳送給鄰近節(jié)點(diǎn) ， 或者當(dāng)其路由表發(fā)生變化時(shí) ， 也會(huì)將其路由信息傳給鄰近點(diǎn) ， 當(dāng)無節(jié)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)使用間隔較長的大數(shù)據(jù)包（包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元）進(jìn)行路由更新；鄰近節(jié)點(diǎn)收到包含修改的路由表信息后 ， 先比較信源K信宿路由序列號(hào)的大小 ， 信宿路由序列號(hào)大的路由將被采用 ， 而信宿路由序列號(hào)小的路由則被淘汰 ， 若相同 ， 則采用最佳制式的路由（如最短路徑） 。

HSR(Hierarchical State Routing)是一種用于分級(jí)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 ， 高級(jí)節(jié)點(diǎn)保存它所有子孫節(jié)點(diǎn)的位置信息 ， 沿從最高級(jí)的根節(jié)點(diǎn)到最低級(jí)的葉節(jié)點(diǎn)的路徑為節(jié)點(diǎn)分配邏輯序列地址 ， 可以用序列地址進(jìn)行節(jié)點(diǎn)尋址 。

GSR稱為全局狀態(tài)路由協(xié)議 ， 其工作原理與DSDV協(xié)議類似 ， 采用鏈路狀態(tài)路由算法 ， 但避免了路由報(bào)文的泛洪 ， 它包括一個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)表、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔?、下一跳路由表和距離表 。

無線路由協(xié)議WRP是一種距離―矢量路由協(xié)議 ， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都維持一個(gè)距離表、路由表、鏈路開銷表和報(bào)文重傳表 ， 通過其鄰近節(jié)點(diǎn)的最短路徑生成數(shù)SST（Short path Spanning Tree）生成自己的SST后 ， 再向鄰節(jié)點(diǎn)傳遞更新信息 。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)路由表沒有任何變化時(shí) ， 接收節(jié)點(diǎn)需回傳一個(gè)空閑報(bào)文以示連接 ， 否則 ， 修改距離表 ， 尋找更優(yōu)路徑 。這種算法的特點(diǎn)是當(dāng)檢測到任意相鄰節(jié)點(diǎn)變化時(shí) ， 則檢查所有相鄰節(jié)點(diǎn)的堅(jiān)固性以消除回路 ， 具有較快的收斂性 。

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