AdHoc网络及路由技术简介

混合路由协议结合了表驱动与按需路由协议的优点，局部范围内使用 合路由协议结合了表驱动与按需路由协议的优点， 合路由协议结合了表驱动与按需路由协议的优点 表驱动路由协议以维护比较准确的路由信息， 表驱动路由协议以维护比较准确的路由信息，而在查找距离较远的路由信息 时使用按需路由以减少全局的路由协议开销，主要代表性协议是ZRP协议 时使用按需路由以减少全局的路
AdHoc路由协议
Hoc网络路由协议分类 Ad Hoc
• 根据发现路由的驱动模式的不同，分为表驱动路由协议，按需路由协议， 根据发现路由的驱动模式的不同，分为表驱动路由协议，按需路由协议，混 合式路由协议。 合式路由协议。
• 根据网络拓扑结构的差异，分为平面结构的路由协议和分簇路由协议。 根据网络拓扑结构的差异，分为平面结构的路由协议和分簇路由协议。
AdHoc网络及路由技术简介
AdHoc
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AdHoc网络简介 AdHoc网络的路常见路由协议 DSR路由协议介绍 AdHoc网络应用意义
AdHoc网络简介
• AdHoc网络定义 AdHoc网络定义
hoc网是一种多跳 网是一种多跳(structureless Network）或自组织网（Self-orAd hoc网是一种多跳(structureless Network）或自组织网（Self-organizing Network）。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的， Network）。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的， ）。整个网络没有固定的基础设施 并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中， 并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中，由于终 端无线覆盖取值范围的有限性， 端无线覆盖取值范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助 其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器， 其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器，它们能完成发现以 及维持到其它节点路由的功能。 及维持到其它节点路由的功能。 由于Ad hoc网络是一种工作在无定结构环境下的自组织的无线移 由于Ad hoc网络是一种工作在无定结构环境下的自组织的无线移 动网络。它适用于军事或是一些战固略应用场合。例如， 动网络。它适用于军事或是一些战固略应用场合。例如，战场上部队快速展 开和推进、发生地震或水灾后的的、无中心的、自组织无线网络， 开和推进、发生地震或水灾后的的、无中心的、自组织无线网络，又称为多 跳网（MultiNetwork）、无基础设施网（Infra营救等 ）、无基础设施网 营救等。 跳网（Multi-hop Network）、无基础设施网（Infra营救等。在没有网络基 础设施的情况下， hoc网络可以快速组网 其节点可以移动， 网络可以快速组网， 础设施的情况下，Ad hoc网络可以快速组网，其节点可以移动，网络中的每 个节点既充当主机又充当路由器。由于Ad hoc网络具有组网快捷 灵活， 网络具有组网快捷、 个节点既充当主机又充当路由器。由于Ad hoc网络具有组网快捷、灵活，且 不受有线网络约束等优点而具有广泛的应用前景。 不受有线网络约束等优点而具有广泛的应用前景。
DSR路由协议介绍
在DSR路由协议中，路由寻找机制和路由维护机制均是完全按需操作，不 DSR路由协议中，路由寻找机制和路由维护机制均是完全按需操作， 路由协议中 需要某个网络层次的某种周期分组， DSR不需要任何周期性的路由广播分 需要某个网络层次的某种周期分组，如DSR不需要任何周期性的路由广播分 链路状态探测分组。DSR路由协议的的所有状态都是 软状态” 路由协议的的所有状态都是“ 组、链路状态探测分组。DSR路由协议的的所有状态都是“软状态”，因为 任何状态的丢失都不会影响DSR路由协议的正确操作， DSR路由协议的正确操作 任何状态的丢失都不会影响DSR路由协议的正确操作，因为所有状态都是按 需建立，所有状态在丢失之后如果仍然需要的话则能够很容易得到迅速恢复。 需建立，所有状态在丢失之后如果仍然需要的话则能够很容易得到迅速恢复。
AdHoc路由协议
DSR路由协议介绍
• DSR路由协议 DSR路由协议
动态源路由协议(Dynamic DSR)是在移动自组网 动态源路由协议(Dynamic Source Routing, DSR)是在移动自组网 (MANET)中使用的一种路由协议 它工作在TCP/IP协议族的网际层。 中使用的一种路由协议。 TCP/IP协议族的网际层 (MANET)中使用的一种路由协议。它工作在TCP/IP协议族的网际层。 DSR是一个专门为多跳无线 是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议 网络设计的简单且高效的路由协议。 DSR是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议。所有 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护， DSR路由协议动态地 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护，它提供快速反应式 服务，以便帮助确保数据分组的成功交付， 服务，以便帮助确保数据分组的成功交付，即使在节点移动或者其他网络状 况变化的条件下也是如此。 况变化的条件下也是如此。 DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找 路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery） DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery）机制 和路由维护(RouteMaintenance)机制。路由寻找机制在源节点需要给目的节 和路由维护(RouteMaintenance)机制。 (RouteMaintenance)机制 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。当源节点正 在使用一条到达目的节点的源路由的时候， 在使用一条到达目的节点的源路由的时候，源节点使用路由维护机制可以检 测出因为拓扑变化不能使用的路由， 测出因为拓扑变化不能使用的路由，当路由维护指出一条源路由已经中断而 不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点， 不再起作用的时候，为了将随后的数据分组传输到目的节点，源节点能够尽 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由， 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由，或者重新调用路由寻找机制找 到一条新路由
AdHoc网络简介
4. 有限的主机能源
在Ad Hoc网络中，主机均是一些移动设备，如PDA、便携计算机或掌上 电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下，主机的能源主要由电池提供， 因此Ad Hoc网络有能源有限的特点。 在Ad Hoc网络中没有中心控制节点，主机通过分布式协议互联。一旦网 络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。
DSR 路由协议的路由寻找机制和路由维护机制的操作使得单向链（一条 路由协议的路由寻找机制和路由维护机制的操作使得单向链（ 链路只能沿一个方向发送数据）和不对称路由（任意一对主机HA HB,路由 HA、 链路只能沿一个方向发送数据）和不对称路由（任意一对主机HA、HB,路由 对称性是指从主机HA到主机HB的路由是否与从主机HB到主机HA HA到主机HB的路由是否与从主机HB到主机HA的路由经过相 对称性是指从主机HA到主机HB的路由是否与从主机HB到主机HA的路由经过相 同但次序正好相反的转发实体） DSR路由协议的完整版本直接使用 路由协议的完整版本直接使用“ 同但次序正好相反的转发实体）。DSR路由协议的完整版本直接使用“源路 节点使用路由缓冲器存储节点所知的源路由，当发现新路由时， 由”，节点使用路由缓冲器存储节点所知的源路由，当发现新路由时，更新 缓冲器内的条目。 缓冲器内的条目。节点所发送的每个数据分组均在其分组头中携带其将要通 过的一个完整的、按序排列的路由信息。 过的一个完整的、按序排列的路由信息。
DSR路由协议介绍
DSR路由协议介绍
• DSR协议操作 DSR协议操作 路由发现
当一个节点欲发送数据到目的节点时， 当一个节点欲发送数据到目的节点时，它首先查询路由缓冲器是否有到 达目的节点的路由。如果有，则按此路由发送数据;如果没有， 达目的节点的路由。如果有，则按此路由发送数据;如果没有，源节点就开 始启动路由发现程序。路由发现过程中使用洪泛路由 洪泛路由（ 始启动路由发现程序。路由发现过程中使用洪泛路由（Flooding Ronuting) 路由发现的具体处理过程： 路由发现的具体处理过程： 当节点S需要向节点D发送数据，但不知道节点D的路由，于是节点S 当节点S需要向节点D发送数据，但不知道节点D的路由，于是节点S就开 始路由发现过程。源节点S洪泛“路由请求”分组Route Request(RREQ),每 始路由发现过程。源节点S洪泛“路由请求”分组Route Request(RREQ),每 个请求分组通过序列号和源节点S 个请求分组通过序列号和源节点S标识唯一确定
5. 网络的分布式特性 6. 生存周期短
7. 有限的物理安全
Ad Hoc网络主要用于临时的通信需求，相对与有线网络，它的生存时间一 般比较短。 移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击，易于遭受窃听、欺骗 和拒绝服务等攻击。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安 全攻击。不过Ad Hoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁 性。
（注：简单介绍一下表驱动路由协议和按需路由协议。） 简单介绍一下表驱动路由协议和按需路由协议。）
AdHoc路由协议
表驱动（ driven） 表驱动（table driven）的路由协议通过不断的检测网络 拓扑和链路的变化情况动态的更新路由表，在这种路由协议中， 拓扑和链路的变化情况动态的更新路由表，在这种路由协议中， 每个节点都维护一张或多张表格， 每个节点都维护一张或多张表格，这些表格包含到达网络中他 节点的路由信息。当检测到网络的拓扑结构发生变化的时候， 节点的路由信息。当检测到网络的拓扑结构发生变化的时候， 节点在网络中发送更新的信息， 节点在网络中发送更新的信息，收到更新信息的节点更新自己 表格
AdHoc网络简介
• AdHoc网络的特点
1. 网络的独立性 AdHoc网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、 任何地点不需要硬件基础网络设施的支持，快速构建起一个移动通信网络。 它的建立不依赖于现有的网络通信设施，具有一定的独立性。Ad Hoc网络的 这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。 2.动态变化的网络拓扑结构 在Ad Hoc网络中，移动主机可以在网中随意移动。主机的移动会导致主机 之间的链路增加或消失，主机之间的关系不断发生变化。在自组网中，主机 可能同时还是路由器，因此，移动会使网络拓扑结构不断发生变化，而且变 化的方式和速度都是不可预测的。对于常规网络而言，网络拓扑结构则相对 较为稳定。 3. 有限的无线通信带宽 Ad Hoc网络中没有有线基础设施的支持，因此，主机之间的通信均通过 无线传输来完成。由于无线信道本身的物理特性，它提供的网络带宽相对有 线信道要低得多。除此以外，考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰 减、噪音干扰等多种因素，移动终端可得到的实际带宽远远小于理论中的最 大带宽值。
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DSR路由协议介绍
• 路由请求 源节点向邻居节点广播路由请 求消息（RREQ）和源节点地址， 求消息（RREQ）和源节点地址，中 间节点接收到RREQ RREQ后 间节点接收到RREQ后，将自己的地 址附在路由记录（ 址附在路由记录（记录从源节点到 目的节点路由的中间节点） 目的节点路由的中间节点）中。
AdHoc路由协议
按需路由协议只在网络中的节点需要通信的时候才查找路由，在这类路 由协议中，每个节点并不保存及时准确的路由信息，只有当源节点要向目标 节点发送数据的时候，源节点才向网络中发起路由查找的过程，找到相应的 路由之后开始发送数据。由于按需式路由减少了维护路由表的开销，在Ad Hoc网络中得到了大量使用 。