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AdHoc無線�(wǎng)�(luò)路由�(xié)�
閱讀�5961時間�2011-09-06 16:54:44

  AdHoc無線�(wǎng)�(luò)路由�(xié)議是AdHoc無線�(wǎng)�(luò)的路由計算協(xié)議,IETF的MANET工作小組目前正專注于AdHoc�(wǎng)�(luò)路由�(xié)議的研究,提出了許多協(xié)議草�,如DSR,AODV,ZRP等路由協(xié)�;另外,研究人員也發(fā)表了大量�(guān)于AdHoc�(wǎng)�(luò)路由�(xié)議的相關(guān)文章,提出了許多關(guān)于AdHoc的網(wǎng)�(luò)路由�(xié)�,如DSDV,WRP��

�(shè)計要�

  AdHoc�(wǎng)�(luò)�(shè)計中的一個關(guān)鍵問題是開發(fā)能夠在兩個節(jié)點之間提供高�(zhì)量高效率通信的路由協(xié)�。網(wǎng)�(luò)節(jié)點的移動性使得網(wǎng)�(luò)拓撲�(jié)�(gòu)不斷變化,傳�(tǒng)的基于因特網(wǎng)的路由協(xié)議無法適�(yīng)這些特�,需要有專門的應(yīng)用于AdHoc�(wǎng)�(luò)的路由協(xié)議,根據(jù)前文對AdHoc�(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu)和特點的闡述,設(shè)計的路由�(xié)議必須滿足以下的條件�

  (1)必須對網(wǎng)�(luò)拓撲�(jié)�(gòu)動態(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�(fā)�,提供方便簡單的�(wǎng)�(luò)節(jié)點定位法�

  (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)實施多跳通信的中間轉(zhuǎn)接次�(shù)也是有限�,一般不要超�3次�

  (4)必須盡可能減少發(fā)射時間和�(fā)射的�(shù)�(jù)�,節(jié)約有限的工作能源�

  (5)在可能的條件�,使�(shè)計的路由�(xié)議具有安全�,降低遭受攻擊的可能性�

算法

  1) 先應(yīng)� ( Pro - active)算法:又稱為表�(qū)�( table - driven)路由算法。該算法將網(wǎng)�(luò)中每個結(jié)點當(dāng)作一個獨立主動的路由器進行全網(wǎng)�(luò)周期性的路由信息的廣播和更新 ,每個結(jié)點需要維護一張完整的�(wǎng)�(luò)路由� ,路由表項的內(nèi)容包括目的結(jié)�� 跳數(shù)� 目的�(jié)點序號等。每個結(jié)點周期性的與鄰�(jié)點交換路由信息來更新自身的路由表 ,路由�(fā)�(xiàn)依據(jù)路由表來進行。先�(yīng)式算法的�(yōu)點是通信時可以立即得到路由信� ,缺點是當(dāng)�(wǎng)�(luò)�(nèi)�(jié)點發(fā)生變化時 ,必須重新交換路由信息以獲得新路由的路� ,這樣增加了網(wǎng)�(luò)的負� ,路由開銷也隨著網(wǎng)�(luò)的增大而越來越�。其代表�(xié)議有 DSDV� OL2SR��

  2) 按需� (On - demand)算法:又稱反映式路由算�。無線網(wǎng)�(luò)�(dāng)需要路由來傳送數(shù)�(jù)包時才被動的進行路由�(fā)�(xiàn) ,即結(jié)點僅�(gòu)建和維護�(dāng)前需要用來發(fā)送數(shù)�(jù)包的路由信息。網(wǎng)�(luò)拓撲�(jié)�(gòu)和路由表�(nèi)容也是按需建立� ,不需建立去往�(wǎng)�(luò)�(nèi)各個結(jié)點的路徑 ,因此不需要周期性的廣播路由信息 ,節(jié)省了一定的�(wǎng)�(luò)資源。按需求算法具有較小的通信控制 (路由維護更新 )開銷 ,但在需要發(fā)送數(shù)�(jù)� ,因沒有通向目的�(jié)點的路由信息 ,要臨時啟動路由發(fā)�(xiàn)機制來尋找路� ,這會帶來一定的時延。代表協(xié)議有 AODV (Ad hoc On Demand Dis2tance Vect or)� DSR� DSRD� T ORA�(xié)議等�

  3) 混合式算�:�(jié)合了先應(yīng)式算法和按需求算法的�(yōu)�。該算法按區(qū)�?qū)o線網(wǎng)�(luò)劃分為幾個邏輯子�(wǎng) ,在邏輯子�(wǎng)�(nèi)采用先應(yīng)式的主動算法 ,在區(qū)域間采用按需求的被動算法 ,通過�(diào)節(jié)區(qū)域劃分的大小和子�(wǎng)�(nèi)�(jié)點數(shù)量以綜合提高�(jié)點和無線�(wǎng)�(luò)的路由能力。代表協(xié)議有ZRP�(xié)議等�

分類

  根據(jù)路由觸發(fā)原理,目前的路由�(xié)議大致可以分為先驗式路由�(xié)�、反�(yīng)式路由協(xié)議和混合式路由協(xié)�3種�

  1、先驗式路由�(xié)�

  先驗式路由協(xié)議又稱表�(qū)動路由協(xié)議,每個節(jié)點維護一張包含到達節(jié)點的路由信息的路由表,并根據(jù)�(wǎng)�(luò)拓撲的變化隨時更新路由表,所以路由表可以�(zhǔn)確地反映�(wǎng)�(luò)的拓撲結(jié)�(gòu);源節(jié)點一旦要�(fā)送報文,可以立即獲得到達目的節(jié)點的路由,這類的路由協(xié)議通常是通過修改�(xiàn)有的有線路由�(xié)議來適應(yīng)AdHoc無線�(wǎng)�(luò)要求,如通過修改路由信息�(xié)�(RIP)得到的目的節(jié)點序列距離矢量協(xié)�(DSDV)。因此這種路由�(xié)議的時延較小,但是協(xié)議需要大量的路由控制報文路由,協(xié)議的開銷較大。常用的先驗式路由協(xié)議有DSDV,HSR,GSR,WRP��

  DSDV�(xié)議通過給每個路由設(shè)定序列號避免了路由環(huán)路的�(chǎn)�,采用時間驅(qū)動和事件�(qū)動技�(shù)控制路由表的傳送,即每個移動節(jié)點在本地都保留一張路由表,其中包括所有有效信宿點、路由跳�(shù)、信宿路由序列號等信�,信宿路由序列號用于區(qū)別新舊路由以避免�(huán)路的�(chǎn)生。每個節(jié)點周期性地將本地路由表傳送給鄰近節(jié)�,或者當(dāng)其路由表�(fā)生變化時,也會將其路由信息傳給鄰近點,當(dāng)無節(jié)點移動時使用間隔較長的大�(shù)�(jù)�(包括多個數(shù)�(jù)單元)進行路由更新;鄰近節(jié)點收到包含修改的路由表信息后,先比較信源K信宿路由序列號的大小,信宿路由序列號大的路由將被采用,而信宿路由序列號小的路由則被淘汰,若相同,則采用制式的路�(如最短路�)�

  HSR(HierarchicalStateRouting)是一種用于分級網(wǎng)�(luò)的路由協(xié)�,節(jié)點保存它所有子孫節(jié)點的位置信息,沿從的根節(jié)點到級的葉節(jié)點的路徑為節(jié)點分配邏輯序列地址,可以用序列地址進行節(jié)點尋址�

  GSR稱為全局狀�(tài)路由�(xié)�,其工作原理與DSDV�(xié)議類�,采用鏈路狀�(tài)路由算法,但避免了路由報文的泛洪,它包括一個鄰近節(jié)點表、網(wǎng)�(luò)拓撲�、下一跳路由表和距離表�

  無線路由�(xié)議WRP是一種距離—矢量路由協(xié)�,每個節(jié)點都維持一個距離表、路由表、鏈路開銷表和報文重傳表,通過其鄰近節(jié)點的最短路徑生成數(shù)SST(ShortpathSpanningTree)生成自己的SST�,再向鄰節(jié)點傳遞更新信�。當(dāng)�(wǎng)�(luò)路由表沒有任何變化時,接收節(jié)點需回傳一個空閑報文以示連接,否則,修改距離�,尋找更�(yōu)路徑。這種算法的特點是�(dāng)檢測到任意相鄰節(jié)點變化時,則檢查所有相鄰節(jié)點的堅固性以消除回路,具有較快的收斂��

  2、反�(yīng)式路由協(xié)�

  反應(yīng)式路由協(xié)議又稱隨選路由或者按需路由,是一種當(dāng)需要時才查找路由的路由選擇方式。節(jié)點不需要維護及時準(zhǔn)確的路由信息,當(dāng)需要發(fā)送數(shù)�(jù)時才�(fā)起路由查找過�。與先驗式路由協(xié)議相比,反應(yīng)式路由協(xié)議的開銷�,但是數(shù)�(jù)報傳送的時延較大,不適合于實時性的�(yīng)�。常用的反應(yīng)式路由協(xié)議有AODV,DSR,TORA等�

  AODV(AdhocOndemandDistanceVectorRouting)�(xié)議:源節(jié)點發(fā)送數(shù)�(jù)前先廣播一個路由請求消�,附近節(jié)點收到后再次廣播,直到請求消息到達目的節(jié)點或到達知道目的節(jié)點路由的中間節(jié)�,目的節(jié)點或中間節(jié)點沿原來路徑返回響應(yīng)消息,源節(jié)點收到響�(yīng)后就知道到達目的節(jié)點的路由�

  DSR�(xié)議稱為動�(tài)源路由協(xié)議,是一種源路由�(xié)�,每個分組的分組頭中包含了源—目的整條路由信息。它采用路由緩存技�(shù),用于存儲源路由信息,當(dāng)�(xué)�(xí)到新的路由時則修改路由緩存內(nèi)�,該�(xié)議包含兩個方面:路由�(fā)�(xiàn)和路由維��

  TORA�(xié)議稱為臨時預(yù)定路由算�,是一種源初始化按需路由選擇�(xié)�,它采用鏈路反轉(zhuǎn)的分布式算法,具有高度自適應(yīng)、高效率和較好的擴充�,比較適合高度動�(tài)移動、多跳的無線�(wǎng)�(luò),其主要特點是控制報文定位在最靠近拓撲變化的一小部分節(jié)點處,因此節(jié)點只保留鄰近點的路由信息。該算法中路由不一定是�,常常使用次�(yōu)路由以減少發(fā)�(xiàn)路由的開銷�

  TORA�(xié)議包�3個基本模塊:路由的創(chuàng)�、路由的維護和路由的刪除�

  3、混合式路由�(xié)�

  Adhoc無線�(wǎng)�(luò)中單純采用先驗式或反�(yīng)式路由協(xié)議都不能完全解決路由問題,因此,許多�(xué)者提出了�(jié)合先驗式和反�(yīng)式路由協(xié)議優(yōu)點的混合式路由協(xié)�,如ZRP�(xié)議。ZRP�(xié)議是一個先驗式和反�(yīng)式路由協(xié)議的組合,網(wǎng)�(luò)�(nèi)的所有節(jié)點都有一個以自己為中心的虛擬區(qū),區(qū)�(nèi)的節(jié)點數(shù)與設(shè)定的區(qū)半徑有關(guān),因此區(qū)是重疊的,這是與分群路由的區(qū)�;在區(qū)�(nèi)使用先驗式路由算�,中心節(jié)點使用區(qū)�(nèi)路由�(xié)議IARP維持一個到區(qū)�(nèi)其他成員的路由表,對區(qū)外節(jié)點的路由使用按需路由,利用區(qū)間路由協(xié)議IERP建立臨時的路��

  但是,實施混合式路由也面臨著很多困難,如族的選擇和維護、先驗式和反�(yīng)式路由協(xié)議的合理選擇以及�(wǎng)�(luò)工作的大流量等問��

展望

  AdHoc�(wǎng)�(luò)中路由功能是由移動主機來�(zhí)行,因此路由器的位置是移動的;AdHoc�(wǎng)�(luò)有限的工作能源也無法提供�(fù)雜的路由功能;�(wǎng)�(luò)拓撲�(jié)�(gòu)的動�(tài)變化性使得目前認為是的路由協(xié)議也可能會被中斷或不�,這些問題使得Adhoc�(wǎng)�(luò)中的路由算法成為�(dāng)前研究的一個熱點�

  近年�,越來越多的研究者開始重視移動代理技�(shù)的應(yīng)�,并有學(xué)者提出了基于移動代理技�(shù)的移動網(wǎng)�(luò)拓撲�(jié)�(gòu)�(gòu)造和有線�(wǎng)�(luò)動態(tài)路由算法實現(xiàn)等理�。移動代理技�(shù)具有移動�、自主性等特點,因此它適用于移動網(wǎng)�(luò),研究基于移動代理技�(shù)的Adhoc無線�(wǎng)�(luò)路由�(xié)議將成為今后Adhoc無線�(wǎng)�(luò)路由技�(shù)研究的重��

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