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無線網(wǎng)狀網(wǎng)路由技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)展解析

云知道

隨著近年來計(jì)算機(jī)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)無線計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了越來越廣泛的普及和應(yīng)用 。
由于不再受到線纜鋪設(shè)的限制，配備移動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備的用戶能夠方便而自由地移動(dòng)，并可以與其他人在沒有固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的情況下進(jìn)行通訊 。
對(duì)于這樣的情況，他們可以組成一個(gè)移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)，或者組成移動(dòng)的無線網(wǎng)狀網(wǎng) 。移動(dòng)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)是一個(gè)無線移動(dòng)路由器（及其連接主機(jī)）組成的自主系統(tǒng) 。該系統(tǒng)能夠隨機(jī)移動(dòng)，可自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓?，甚至不需要任何骨干網(wǎng)或者網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 。
除了移動(dòng)無線網(wǎng)狀網(wǎng)外，最近也出現(xiàn)了越來越多的固定無線網(wǎng)狀網(wǎng)的商業(yè)應(yīng)用 。其中一個(gè)典型的例子是“社區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)” 。它用于為先前沒有因特網(wǎng)寬帶接入的社區(qū)提供接入 。在這些固定“社區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)”中，每一個(gè)無線路由器不僅為其用戶提供因特網(wǎng)接入，并且是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的一部分——將數(shù)據(jù)在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中無線路由到其目的地 。
一個(gè)基于3層路由的無線網(wǎng)狀網(wǎng)具備高度的靈活性和與生俱來的容錯(cuò)性 。該網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化了視距傳輸問題，并以最小量的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和互聯(lián)成本擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和覆蓋 。在現(xiàn)實(shí)生活中，也有混合型的無線網(wǎng)狀網(wǎng)存在：網(wǎng)絡(luò)中一部分網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是移動(dòng)的，而其他網(wǎng)狀網(wǎng)路由器是固定的 。
無論是哪種情況（移動(dòng)或固定或混合），無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)都有一些顯著的特性，例如：高動(dòng)態(tài)性，智能性，端對(duì)端最佳路徑選擇，多跳性，通常帶寬有限和計(jì)算能力不足 。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的高動(dòng)態(tài)性的原因有兩個(gè)：第一，路由器本身可能移動(dòng)（如在移動(dòng)或混合無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中），并造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速變動(dòng) 。第二，即使路由器本身不移動(dòng)（如在固定無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)），由于干擾、地理和環(huán)境等因素，無線電鏈路的質(zhì)量仍可能發(fā)生快速變化 。
從以上這些特性可以知道，完備的無線網(wǎng)狀網(wǎng)路由協(xié)議必須需要具備一下特點(diǎn)：
?分布式操作
?快速收斂（保證更快的移動(dòng)）
?可擴(kuò)展性
?適用于大量的小型設(shè)備
?只占用有限的帶寬和計(jì)算能力
?主動(dòng)式操作（減少初始延遲）
?在選擇路由時(shí)考慮無線電鏈路的質(zhì)量和容量
?避免環(huán)路
?安全性等
注1：社區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)概念在美國等發(fā)達(dá)國家非常流行，在中國還處于開發(fā)階段 。
除了為有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)路由協(xié)議外（如OSPF，RIP），也有大量為移動(dòng)adhoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的路由協(xié)議，這類路由協(xié)議一般被分為兩個(gè)大類：
反應(yīng)式路由協(xié)議（如AODV、DSR、TORA） 。該類協(xié)議只在需要的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)并維持路由 。為了適應(yīng)流量的需要，它們能夠更有效地使用電源和帶寬資源，其代價(jià)是增加路由發(fā)現(xiàn)的延遲 。
主動(dòng)式路由協(xié)議（如DSDV、OSLR） 。該類協(xié)議總是維持到達(dá)每個(gè)可能的目的地的路由——協(xié)議假設(shè)這些路由都可能被用到 。在某些情況下，由反應(yīng)式路由協(xié)議所造成的額外延遲可能是不可接受的 。對(duì)于這些情況，假如帶寬和電源資源答應(yīng)，那么主動(dòng)式路由協(xié)議更受歡迎 。
傳統(tǒng)的路由協(xié)議（如OSPF，RIP）是專為有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的 。它們不能夠很好處理無線網(wǎng)狀網(wǎng)環(huán)境中常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈接質(zhì)量的快速變化 。它們可分為兩大類，根據(jù)其設(shè)計(jì)理念：(一)距離向量(distancevector)；(二)連接狀態(tài)(linkstate) 。距離向量路由協(xié)議（如RIP)是用在早期英特網(wǎng)絡(luò)，例如ARPANET 。其主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單且有效率的距離向量運(yùn)算辦法 。但是，這種方法存在收斂慢、易出現(xiàn)路由環(huán)路等問題 。連接狀態(tài)路由協(xié)議（如OSPF)的特點(diǎn)是，所有路由器均保存全網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒉⒆鲋芷诟?linkstateperiodic update) 。并且任何一個(gè)環(huán)節(jié)的改變引發(fā)即時(shí)更新 。相對(duì)于傳統(tǒng)的距離向量路由協(xié)議，連接狀態(tài)路由協(xié)議有全拓?fù)溆嵪?，因此防止路由環(huán)路較輕易且收斂速度較快報(bào) 。不幸的是，連接狀態(tài)路由協(xié)議靠全網(wǎng)廣播(flooding)來傳遞最新信息，因此，尤其是在高移動(dòng)性(或嚴(yán)重?zé)o線電干擾造成連接狀態(tài)跳動(dòng))的時(shí)侯，為了跟上快速變化的拓?fù)洌祟悈f(xié)議會(huì)耗費(fèi)大量的網(wǎng)絡(luò)資源與路由器處理能力和產(chǎn)生過多的控制開銷，而使其變得不可行 。

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