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自組織網(wǎng)中的路由選擇

云知道


1.引言
自從無線網(wǎng)絡(luò)在70年代產(chǎn)生后,它在計算機領(lǐng)域里日趨流行 ， 尤其是最近十年無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展更是一日千里 。目前存在的無線移動網(wǎng)絡(luò)有兩種：第一種是基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò) ， 這種網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用為無線局域網(wǎng)（WLAN） 。第二種為無網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò) ， 一般稱之為自組織網(wǎng)（AD HOC） 。這種網(wǎng)絡(luò)沒有固定的路由器 ， 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點可隨意移動并能以任意方式相互通信 。每一個節(jié)點都能實現(xiàn)路由器的功能而在網(wǎng)絡(luò)中搜尋、維護到另一節(jié)點的路由 。自組織網(wǎng)可用在事故的突發(fā)現(xiàn)場以及人們希望能迅速共享信息的會議、辦公室等場所 。
2.現(xiàn)有的路由協(xié)議
路由選擇在自組織網(wǎng)中非常重要 ， 它既是信息的傳輸策略問題 ， 也涉及到網(wǎng)絡(luò)的治理問題 。目前自組織網(wǎng)的路由協(xié)議一般分為兩種：路由表協(xié)議（table driven）和源始發(fā)的按需路由協(xié)議（source-initiated on-demand driven） 。路由表協(xié)議包括有：DSDV、CGSR、WRP等 ， 源始發(fā)的按需路由協(xié)議有：DSR、AODV、LMR、TORA、ABR、SSR等 。
2.1路由表協(xié)議
路由表協(xié)議需網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點都要周期性的向其它節(jié)點發(fā)
送最新的路由信息 ， 并且每一個節(jié)點都要保存一個或更多的路由表來存儲路由信息 。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時 ， 節(jié)點就在全網(wǎng)內(nèi)廣播路由更新信息 ， 這樣每一個節(jié)點就能連續(xù)不斷地獲得網(wǎng)絡(luò)信息 。
2.1.1序列目的節(jié)點距離矢量路由協(xié)議(Destination-Sequenced
Distance-Vector Routing)
DSDV是基于經(jīng)典Bellman-Ford路由選擇過程的改進型路由表
算法 。DSDV以路由信息協(xié)議為基礎(chǔ) 。它僅適用于雙向鏈路 ， 是AD HOC 路由協(xié)議發(fā)展較早的一種 。
依據(jù)DSDV ， 網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點都保存有一個記錄所有目的節(jié)點和到目的節(jié)點跳數(shù)的路由表(routing table) 。表中的每一個條目都有一個由目的節(jié)點注明的序列號（sequence number） ， 序列號能幫助節(jié)點區(qū)分有效和過期的路由信息 。標(biāo)有更大序列號的路由信息總是被接收 。假如兩個更新分組有相同的序列號 ， 則選擇跳數(shù)（metric）最小的 ， 而使路由最優(yōu)（最短） 。路由表更新分組在全網(wǎng)內(nèi)周期性的廣播而使路由表保持連貫性 。
2.1.2群首信關(guān)切換路由協(xié)議（Clusterhead Gateway Switch
Routing）
CGSR和DSDV的不同之處在于尋址方式和網(wǎng)絡(luò)組織過程 。CSGR是有幾種路由選擇方式的分群的多跳移動無線網(wǎng)絡(luò) 。通過群首控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 ， 信關(guān)隔離群 ， 信道接入可以分配路由和帶寬 。群首選擇算法用來選擇一個節(jié)點作為群首并在群內(nèi)應(yīng)用分布式算法 。信關(guān)為那些在兩個或多個群首的通信半徑之內(nèi)的節(jié)點 。節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包首先把它傳送到群首 ， 通過信關(guān)到另一個群首 ， 一直重復(fù)此過程直到目的節(jié)點所在群的群首收到此數(shù)據(jù)包 。然后 ， 數(shù)據(jù)被傳送到目的節(jié)點 。用此方式 ， 每個節(jié)點必須保存一個群成員表（cluster member table）和路由選擇表（routing table） 。群首方式的缺陷在于當(dāng)群首頻繁的變換時 ， 節(jié)點忙于選擇群首而不是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) ， 這樣反而會影響路由協(xié)議的實行 。因此 ， 當(dāng)群內(nèi)成員發(fā)生變化時 ， 產(chǎn)生了最小群變化協(xié)議（Least Cluster Change） 。利用LCC ， 只有當(dāng)一個群內(nèi)有兩個群首或一個節(jié)點在所有的群首通信范圍之外時 ， 群首才發(fā)生變換 。
2.1.3無線路由協(xié)議（The Wireless Routing Protocol）
WRP是以維護網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點間的路由信息為目的的基于表的協(xié)議 。依據(jù)WRP ， 每一個節(jié)點都需保存距離表、路由表、鏈路開銷表以及信息轉(zhuǎn)發(fā)表（Message Retransmission List） 。
節(jié)點通過更新分組告知其它節(jié)點鏈路的變化狀況 ， 通過接收相鄰節(jié)點的確認分組以及其它信息來獲知其它節(jié)點的情況 。在WRP中 ， 節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點交流距離和下一跳到最后一跳的路由信息 。WRP屬于有非凡例外的路徑搜尋算法 。它通過強迫每一節(jié)點檢查所有相鄰節(jié)點發(fā)送的信息記錄來避免無窮計（count-to-infinity）問題 。這最終會消除環(huán)路現(xiàn)象和當(dāng)鏈路斷開時提供更快的路由收斂 。

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