MANET网络中的单播路由协议AODV和DSR比较

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manet路由协议

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manet路由协议MANET(Mobile Ad hoc Network)是一种无线自组织网络,由一组移动节点组成,这些节点通过无线链路相互通信而无需任何基础设施或中央控制。

在MANET中,节点可以随时加入或离开网络,网络拓扑结构也可以动态地改变。

为了实现有效的通信,MANET需要一种高效的路由协议来管理节点之间的数据传输。

MANET路由协议是一种用于选择数据包传递路径的算法,它决定了数据包从源节点到目标节点的传输路径。

由于网络拓扑结构的动态性和节点的移动性,路由协议在MANET中面临着许多挑战。

因此,设计一种适应MANET环境的高效路由协议是非常重要的。

在MANET中,常用的路由协议包括:DSDV(Destination-Sequenced Distance Vector)、AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)、DSR(Dynamic Source Routing)和OLSR(Optimized Link State Routing)等。

DSDV是一种基于距离向量的路由协议,它通过维护一张路由表来确定最佳路径。

每个节点定期广播其路由表,并且通过比较序列号来选择最佳路径。

然而,DSDV协议存在一些问题,如高的控制开销和不适应节点移动的情况。

AODV是一种基于需求的路由协议,它只在需要时才建立路由,并通过目标序列号来避免环路。

AODV采用了一种反向请求的方式,当源节点想要发送数据时,它会向周围的节点发送RREQ(Route Request)消息,这些节点在接收到RREQ消息后会向源节点发送RREP(Route Reply)消息,建立起数据传输的路径。

AODV协议具有较低的控制开销和较短的路由建立时间,适用于中小规模的网络。

DSR是一种基于源路由的协议,它要求源节点将整个数据包的路由信息放在数据包的首部中,数据包通过源节点到目标节点的传输路径就是首部中指定的路由。

移动自组网

移动自组网

移动自组网一、介绍移动自组网(Mobile Ad Hoc Network,简称MANET)是一种无线网络体系结构,由一组移动节点组成,这些节点通过无线链路相互连接,并在没有中央控制的情况下自组织地进行通信。

相比传统的固定网络,移动自组网具有更大的灵活性和适应性,可以在没有基础设施的情况下实现临时网络连接。

二、拓扑结构移动自组网通常采用分散式的拓扑结构,节点之间通过无线链路连接,并根据网络中的动态变化自主地选择最佳的路由路径。

这种拓扑结构可以适应节点的移动和网络拓扑的变化,从而满足不同应用场景的需求。

三、路由协议在移动自组网中,路由协议是实现节点之间通信的关键。

常见的路由协议有以下几种:1.AODV路由协议(Ad hoc On-demand Distance Vector):AODV是一种基于距离向量的路由协议,它通过建立路由请求和路由反馈消息来动态地维护路由表,实现节点之间的通信。

2.DSR路由协议(Dynamic Source Routing):DSR是一种基于源路由的协议,它使用源节点将整个路由路径编码到数据包中,并通过逐跳传输的方式实现路由。

DSR具有较低的开销,适用于小规模的移动自组网。

3.OLSR路由协议(Optimized Link State Routing):OLSR是一种基于链路状态的路由协议,它通过建立邻居节点列表和多点中继集合来组织网络拓扑,并根据网络状态实时更新路由表。

四、应用场景移动自组网具有广泛的应用场景,如下所示:1.军事通信:移动自组网可以被应用于军事作战、军事演习等场景,通过快速、可靠的通信实现指挥和控制。

2.紧急救援:在自然灾害或紧急事故发生时,移动自组网可以在短时间内搭建起临时的通信网络,帮助救援人员进行沟通和协调。

3.智能交通:移动自组网可以用于城市交通管理系统,实现车辆之间的信息交换和协同,提高交通效率和安全性。

4.物联网:移动自组网可以作为物联网的底层网络结构,连接传感器、设备和云端,实现设备之间的即时通信和数据传输。

无线自组网路由协议OLSR与AODV的对比研究及仿真分析

无线自组网路由协议OLSR与AODV的对比研究及仿真分析

无线自组网路由协议OLSR与AODV的对比研究及仿真分析作者:陈运海来源:《电脑知识与技术》2018年第08期摘要:该文重点介绍了移动无线自组网络中的两种典型路由协议OLSR与AODV,通过NS3模拟器模拟了在其他因素不变的情况下,节点最大移动速度、节点传输能量的变化对移动无线网络中两种路由协议性能的影响。

最后通过分析得出结论:OLSR协议适用于节点移动速度低、节点传输能量低的网络;AODV协议适用于节点移动速度快、节点传输能量高的网络。

关键词:无线自组网络;路由协议;NS3模拟器中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)08-0022-031引言移动无线自组织网络是由多个无线可移动节点组成的一个无固定架构的多跳无线网络。

近年来,随着可移动终端设备及无线技术的迅速发展,无线自组网逐渐成为人们关心和研究的热点。

移动无线自组网中节点的移动特性必然引起网络拓扑结构频繁变动,从而导致其节点之间数据传输冲突概率大大提高。

能否选用性能良好的路由协议算法就显得尤为重要。

按照路由建立的方式不同,无线自组网中的路由协议可以分为三类:一是先应式路由协议(如OLSR、DSDV),二是反应式路由协议(如AODV、DSR),三是混合式路由协议(如ZRP、SRL)。

本文主要讨论和比较了OLSR和AODV两种路由协议,它们分别代表了先应式路由协议和反应式路由协议。

2 OLSR路由协议OLSR路由协议是一种先应式的链路状态路由协议。

使用OLSR协议的节点在进行数据传输时路由表中就已经存在到达目标节点的路径信息,这样使其具有路径选择等待时延小的优点。

但它要周期性的发送控制分组信息来更新路由表,从而占有了一部分带宽资源。

为了减少传送路由控制信息的开销,OLSR仅选择部分邻居节点作为它的中继节点,这些中继节点也称为MPR(Mul-point Relay)节点。

全网范围内只有MPR节点才转发控制分组信息,从而显著减少网络中广播控制分组信息,这样就减少了因发送控制分组信息而对带宽资源的占用。

AODV与DSDV路由协议性能仿真与比较

AODV与DSDV路由协议性能仿真与比较
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并通过改变业务源连接数 目、 节点 的移动速度 和业务 源的发包率等参数 分析 比较 r这些参 数对这两个协议性 能的影响 , 仿
真结果表 明 A D O V适合于 中小规模 , 业务源发包率较低 的场合 , S V适合于 网络规模 小且节点移动速度较低 的场合 。 章 DD 文
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AD O V和 D D 路 由协议 。 了对这两种路 由协议 的性能进行 比较 , SV 为 使用 N 2 s一 网络仿真软件 , 真时选 取了分组平均递 仿
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MANET网络中的单播路由协议AODV和DSR比较

MANET网络中的单播路由协议AODV和DSR比较

MANET网络中的单播路由协议AODV和DSR比较许双朋北京邮电大学电信工程学院,北京(100876)E-mail:datuzi_81@摘要:本文对MANET及其单播路由协议AODV与DSR进行介绍。

同时,通过仿真软件GloMoSim对AODV与DSR性能进行仿真,通过对结果的分析,比较两个协议的优缺点,给出两个协议适用的环境。

关键词:移动分布式多跳无线网,AODV,DSR,路由协议1.引言近年来,随着通信技术的发展,人们对于网络更大的移动性的要求使得MANET(Mobile Ad hoc Networks)成为整个社会研究的热点,尤其MANET中的路由问题受到广泛关注。

到目前为止提出了许多MANET路由协议,例如AODV和DSR。

通过使用一些仿真软件(如GloMoSim等)可以对路由协议进行仿真评估。

本文着重对MANET分析及对MANET路由协议AODV与DSR进行介绍,并对AODV与DSR仿真和定量比较。

2.MANET及其路由协议2.1 MANET综述MANET(Mobile Ad hoc Network)是一组自治的移动节点或终端的集合,这些节点之间通过形成一个多跳的临时性无线自治网络以无中心的方式来维持通信,即节点间的通信不需要固定基站的转接。

MANET又称为移动自组织网络。

下一代的无线通信系统中有快速部署独立的移动用户的需求,在没有任何通信设施的情况下,或者虽然有一定的网络设施但是太昂贵、不方便使用时,比如为救火抢险、灾难恢复和军事作战等环境,临时建立有效可靠的动态无线通信设施。

这种网络不能依靠中心控制而只能采用分布式的MANET来建立通信。

2.2 MANET路由协议分类根据发现路由的驱动模式的不同,MANET的路由协议大致可以分为表驱动路由协议和按需路由协议。

在表驱动路由协议中,每个节点维护一张包含到达其它节点的路由信息的路由表。

当检测到网络拓扑结构发生变化时,节点在网络中发送更新消息,收到更新消息的节点将更新自己的路由表,以维护一致的、及时的、准确的路由信息,所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。

表驱动路由协议端到端延时好于按需驱动路由协议

表驱动路由协议端到端延时好于按需驱动路由协议

表驱动路由协议端到端延时好于按需驱动路由协议,按需驱动路由协议在数据报文交付率和路由负荷方面好于表驱动路由协议。

在对网络延时要求较高的环境下,一般选用表驱动路由协议DSDV 依赖于路由消息的周期性广播,在高速移动的Ad Hoc 网络中不宜使用对数据包完整性和带宽要求严格的场合应尽量选择按需驱动路由协议[面向应用的如时延和吞吐量之类的性能指标,在比较宽松(即节点较少或移动性较弱)的环境中,DSR 协议优于AODV 协议;但是在较苛刻的环境中则AODV 优于DSR 协议,环境变得越来越苛刻(即载荷变得越重,移动性变得越强),AODV 协议相对于DSR 协议的性能优势越来越明显表驱动路由协议(DSDV) 的平均时延要小于按需路由协议(AODV,DSR)分组投递率、路由开销和能量消耗等性能不如按需路由AODV 协议具有较强地适应能力,适用于网络拓扑变化频繁的环境;DSR 适用于节点较少网络变化较小且对时延要求不高的环境;DSDV 协议更适用于网络节点移动速度较小的环境AODV一旦路由建立后,数据包的延时要明显优于DSDV。

实际上,随着移动节点数目和节点移动速度的增加,AODV的优势将更加明显。

在节点高速移动,网络拓扑变化频繁时,AODV 和DSR 的包投递率要比DSDV 好。

但是在节点慢速移动时,DSDV 的端到端平均时延要好于AODV 和DSR。

这LAR路由协议适合于节点以中低速移动,节点平均密度稍高但网络负载不宜过高,报文发送率中高的环境簇内节点采用表驱动路由,CBRP算法适合于节点多,速度受限的MANET。

在节点移动速度相当快的MANET 中CBRP 算法导致网络开销迅速增大,严重影响网络性能GPSR协议与采用Flooding算法的协议相比降低了网络负载,提高了投递成功率,缩短了路由跳数,所以它更适用于较大规模的网络。

AODV,DSR,GPSRDsDv协议的应用非常受限,无法支持网络规模较大,拓扑变化相对频繁的网络环境。

车联网路由协议的比较分析

车联网路由协议的比较分析

车联网路由协议的比较分析随着智能交通的迅猛发展,车联网的应用日益普及。

而在车联网领域,路由协议扮演着至关重要的角色。

车联网路由协议主要用于控制车辆间的通信,将信息从发送者传递到接收者的过程中,起到了桥梁的作用。

然而,市面上的车联网路由协议种类繁多,各有特点。

本文旨在对常见的车联网路由协议进行比较分析,旨在为读者提供一个较为全面的了解。

一、VANET路由协议VANET(车载自组织网络)是车联网中应用最广泛的一种协议。

在VANET中,车辆之间作为移动节点,通过无线链路相互连接,自主形成一个网络。

VANET路由协议可以分为两大类:基于距离向量的路由协议和基于链路状态的路由协议。

其中,基于距离向量的路由协议利用跳数作为衡量路径的标准,并采用Bellman-Ford算法进行计算,它的重要特点是需要广播所有的掌握路由信息的节点,通知它们的距离发生变化,有较大的开销,但是这种方案具有较强的鲁棒性。

而基于链路状态的路由协议所需信息较多,计算复杂度更高,但协议的适应性更强。

在VANET路由协议的基础上,还有一些衍生协议,如:AODV、DSR、OLSR 等。

AODV(自适应于需路由距离向量)是基于距向量的路由协议。

当源节点要向目的节点发送数据包时,先询问自己的邻居节点,找到一条到目的节点的最短路径,这个邻居称之为“路由器”。

源节点将数据包发送到这个路由器,最后经过若干次转发到达目的节点。

AODV协议具有快速建立路由和保持路由的能力,但是在高负载情况下,由于节点之间竞争越来越激烈,因此传输的可靠性更低。

DSR(动态源路由)是基于链路的路由协议。

它并不需要每个节点都了解整个网络的拓扑结构,而是让每个节点只了解与它直接相连的邻居节点,通过起点到终点的多跳路径进行数据包的交换。

DSR协议最大的优点是在高度动态变化的网络环境下,其表现不会受到太大影响。

然而,在网络形成初期,生成路由会带来比较大开销。

OLSR(优化链路状态路由)是基于链路的路由协议。

无线自组织网络

无线自组织网络

⽆线⾃组织⽹络⽆线路由协议1、⽆线路由协议的常⽤场景:多数都使⽤在⽆线⾃组织⽹络2、⽆线路由协议的分类按照请求⽅式:主动路由协议(OLSR)按需路由协议(AODV)按照层次性划分:⼆层路由(bable、HWMP/batman-aodv:⼆层转发协议)三层路由协议(batman)按照路由来源:动态源路由协议DSR:优化⽹络的通信量链路状态路由协议(OLSR):也可以实现⽹络的优化功能3、 AODV:按需平⾯距离⽮量路由协议,主要应⽤于⽆线⽹状⽹络(⽆线ad-hoc)中进⾏路由选择的路由协议,在数据传输中可以实现单播和多播传输的路由协议,该协议是ad-hoc⽹络中按需⽣成路由⽅式的典型协议;aodv协议还是反应式路由协议4、按照⽆线⽹络的覆盖范围划分:thread zigbee ble meshBle mesh(蓝⽛)⽹络:适合于中⼩规模——⼩数据处理的⽹络Thread zigbee⽹络:适⽤于⼤型⽆线⽹络和⼤数据处理5、距离向量路由协议:每个节点保持⼀张含有距离或者耗费的表来进⾏操作,通过相邻节点的宣告的路由信息确定到达⽬的节点的路由,相邻节点相当于下⼀跳节点,这张表中包含⽬的节点路由信息(包含了最佳路由),到达⽬的节点的完整的信道表信息,⽤于计算最佳路由的算法就是向量的算法:dv路由算法DSDV路由协议:是典型的距离向量的路由协议(⽬的序列距离向量路由协议),在dsdv中,每⼀个移动节点都需要维护⼀个路由表,路由表包含:⽬的节点、跳数、⽬的地序号6、临时按序路由算法(TORA)7、 ZRP(区域路由):基于区域概念,将整个⽹络划分成若⼲个以节点为中⼼,以⼀定跳数为半径的虚拟区域,每个节点区域是以跳数作为区域半径根据区域划分:区内路由协议(IARP)区间路由协议(IERP)AD-HOC⽹络:临时性、多跳的、⽆中⼼的、⾃组织⽆线⽹络,⼜称为多跳⽹、⽆基础设施的⾃组织⽹1、 ad-hoc的特点1)⽆固定的基础设备2)每个节点具有移动性,可随时保持动态⽅式与其他节点相连3) Ad-hoc中的节点既可⾔是终端(运⾏应⽤程序);⼜可⾔充当路由器(路由发现、路由转发功能)4)⽹络的独⽴性:⽆需⽹络设备⽀持,只需可⾔接收⽆线信号的设备就可快速建⽴起ad-hoc⽹络,应⽤于突发性的灾难救助、偏远地区通信等5)动态变化的⽹络拓扑结构6)有限的⽆线带宽(通信传输速度低于有限⽹络很多)7)⽹络的分布式特点:⽹络中的部分节点出现问题后,其他节点会⾃动形成新的⽹络进⾏数据传输,不影响原⽹络的正常通信2、 ad-hoc缺点1)⽆线终端的取值范围的有限性2)有限的主机能源3)⽣存周期短4)有限的物理安全:易受窃听、欺骗、数据窃取等⽹络安全因素MANET简介:定义为移动⾃组织⽹络的⼯作组,特指节点具有移动性的ad-hoc⽹络Ad-hoc的应⽤1、么有有限通信设施的地⽅,例如偏远⼭村2、需要突发性的事件中的⽹络传输的地⽅3、适⽤于军事的情报收集(来源于军事部门)4、主要应⽤于各⼤临时性场所的⽹络需求5、传感器⽹络的应⽤6、个⼈通信简述什么是ad-hoc⽹络和MANET⽹络?具有哪些特点?答:1. Ad Hoc⽹络是⼀种没有有线基础设施⽀持的移动⽹络,⽹络中的节点均由移动主机构成。

dsr与aodv协议的比较毕业论文设计

dsr与aodv协议的比较毕业论文设计

毕业论文(设计) 题目DSR与AODV协议的比较学生姓名学号院系信息工程系专业电子信息工程指导教师二O一O年 4 月26 日目录摘要 (1)引言 (2)Hoc协议介绍 (3)DSR协议 (4)AODV协议 (5)与AODV的对比分析 (5)和AODV的仿真对比 (6)仿真模型 (6)建模层次 (7)OPNET仿真的步骤 (7)仿真结果 (8)4.仿真结果分析 (38)5.比较结论 (40)参考文献 (40)致谢 (42)ABSTRACT (43)DSR与AODV协的比较陶齐清南京信息工程大学信息工程系,南京 210044摘要:无线自组网(Mobile Ad Hoc Networks,MANET)是一种特殊的无线移动通信网络,它具有网络中的所有终端地位平等、自组织、无需事先布置任何网络设施或中心控制节点、动态变化的拓扑结构和带宽与能源受限等特点。

近年来,对无线自组网的研究,尤其是对媒体接入控制和路由协议的研究一直都是研究的热点。

本文对无线自组网中两种著名的按需路由协议(DSR和AODV)进行分析和研究,并利用OPNET仿真平台对其性能进行评测,得出一些有意义的结论,为下一步设计新的路由协议提供有益的思路。

重点研究了两种著名的无线自组网按需路由协议DSR与AODV。

通过分析比较常用的网络模拟软件,本文选择图形界面的OPNET作为仿真工具,并给出了基于该平台的DSR和AODV路由机制的实现模块。

最后,利用该平台在两种网络场景下,对DSR与AODV协议进行性能评测与分析。

关键词:Ad hoc网络路由协议网络性能 OPNET仿真引言在网络迅速澎湃的今天,网络研究人员一方面不断思考的网络协议和算法,为网络发展做前瞻性的基础研究;另一方面又要研究如何人利用和整合现有的网络资源,使网络达到最高效能。

以前,网络的规划和设计一般采用的是经验、试验和计算等传统的网络设计方法,其中,经验这一方面最为简便易行不过其成效在很大程度上依赖于规划设计者具有的网络设计经验,其设计结果中的主观性成分比较突出。

按需路由协议AODV与DSR的对比分析

按需路由协议AODV与DSR的对比分析

按需路由协议AODV与DSR的对比分析潘小清1,2,王晓喃2【摘要】为了研究Ad Hoc网络中的按需路由协议的性能,基于NS2仿真平台,研究分析了移动速度对两种典型按需路由协议AODV和DSR的性能影响,并对DSR协议进行了改进.性能参数包括分组投递率、端到端的平均时延、路由发起率、归一化路由开销等性能.仿真结果表明,DSR协议在移动环境下的性能较好,并且改进后的DSR协议在分组投递率、端到端时延方面均优于原DSR协议.【期刊名称】常熟理工学院学报【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4【关键词】AODV;DSR;网络仿真;NS2Ad Hoc网络中的移动节点既作为路由器又作为主机,不依靠现有固定通信网络基础设施就能迅速工作.Ad Hoc是一种无任何中心实体、自组织的网络,其路由协议作为反映Ad Hoc网络性能的一个重要元素,其性能至关重要.Ad Hoc的一个重要特点就是节点具有移动性,节点的移动速度对Ad Hoc路由协议性能的影响十分重要,因此本文从节点移动速度角度对两种典型的Ad Hoc路由协议AODV和DSR进行了仿真比较,从而分析这两种协议的优缺点,并针对DSR协议的不足进行了相应的改进.1 Ad Hoc网络路由协议Ad Hoc的路由协议大致由两类构成:一类为表格驱动类路由协议,而另一类为源节点初始化按需驱动类路由协议.表格驱动类路由协议要求每个节点建立以及维护一张或多张存储路由信息的表格,这类协议包括最优链路状态路由协议(Optim ized LinkState Routing,OLSR),目的序列距离矢量路由协议(Destination-Sequenced Distance-Vector Routing,DSDV)等.按需路由协议与表格驱动类路由协议有所不同,按需路由协议是在源节点需要与目的节点进行通信时建立路由,该类路由协议包括动态源路由协议(Dynamic Source Routing,DSR),按需距离适量路由协议(Ad-Hoc On-Demand Distance Vector,AODV)等.Ad Hoc的一个重要特点就是节点具有移动性,节点的移动速度对Ad Hoc路由协议性能的影响十分重要,因此本文从节点移动速度角度对两种典型的Ad Hoc路由协议AODV和DSR进行了仿真比较,目的在于比较这两种协议在最大移动速度变化的场景下的性能.AODV协议包括路由建立和路由维护两个部分,在建立路由的过程中,当其中的一个节点需要将数据传送到另一个新的目标节点时,便广播一条RREQ消息,寻找一条到达该目的节点的路由.当一个节点接收到一个RREQ分组后,首先建立或者更新到达没有有效序列号的前一跳的路由,然后确定自己在路径查找时间内是否收到过相同源节点的IP地址和相同RREQ ID的RREQ分组.若该节点已接收过此分组则将该分组丢弃.当目的节点或具有足够新的到达该目的节点的路由的中间节点接收到该RREQ消息时,该节点就照单目标方式给该RREQ消息源节点回送一条RREP消息,这条路由则变成有效路由.在路由维护中,当一条正在使用的路由中发生链路中断时,若发生中断的节点与目的节点的距离在最大修复长度跳内,那么中断处的上行节点将选择本地修复该中断链,若在查找周期结束时,目的节点回送的RREP分组仍没有被修复节点接受,一条路由错误RERR消息会被广播,同时源节点会重新发起路由发现过程.在DSR初始化路由查找过程中,源节点以一个单独本地广播分组方式发送一个RREQ消息.当RREQ消息被一个节点接收到时,若同时此节点就是本次路由查找的目的节点,那么该节点将回送一个路由应答给本次路由查找的源节点.当源节点接收到路由应答后,这条路由会被存储在对应的路由存储器里.否则,此节点会将本地地址添加到此次路由请求的路由记录列表中,然后以本地广播分组方式发送该路由请求,从而找到一条到达目的节点的路由.若该节点已接收到源节点的另一个路由请求或发现自己的地址已在路由记录表中,该路由请求会被丢弃.在路由维护中,当源节点正在使用一条到达目的节点的源路由时,如果网络拓扑发生变化,导致源节点正在使用的那条到达目的节点的源路由上一条链路已经不再起作用,为了将数据分组传输给目的节点,源节点将使用任何一条已获知的路由,或者重新调用路由查找机制找到一条新路由.2 仿真实验我们对按需路由协议中的两个典型的协议AODV和DSR的性能进行了分析比较,并将改进后的DSR和原DSR的性能进行对比分析.我们采用NS2作为AODV和DSR协议仿真平台.NS2是一个通用多协议网络模拟软件.它是由C++构造仿真部件,由OTCL脚本驱动.NS2中的无线模块主要包括信道,网络接口,无线信号传输模块、MAC协议、接口队列、链路层、地址解析协议等构件,本实验采用NS2.34.本次仿真中,采用的业务流为CBR,MAC协议采用802.11,采用Two-ray ground reflection的网络传输模型,接口队列AODV协议采用的是PriQueue的队列类型,DSR协议采用的是CMUPriQueue的队列类型.考虑从节点最大移动速度方面对协议性能的影响来设置仿真场景,节点运动的最大速度分别为0 m/s,2 m/s,7 m/s,12 m/s,17 m/s,22 m/s,节点暂停时间为1 s,网络中有10对通信连接、每秒钟发送两个CBR数据流,每个数据包长度为512 byte,所有仿真区域为1000 m×300 m的长方形,具有50个移动节点,仿真时间300 s.按需路由协议中的各个协议都有各自的优缺点,为了更好的判断AODV和DSR路由协议在不同最大速度影响下的性能,本文从分组投递率,端到端的平均时延,归一化路由开销和路由发起率四个性能参数着手,研究这两种协议的性能.路由发起率如图1所示,当节点的最大移动速度较小,即网络状态不剧烈的情况下,AODV的路由发起率比DSR协议的路由发起率高.在移动速度低时,链路中断率低.但是,节点常常会成群的低速移动,由此导致网络中某个区域出现重流量,发生网络拥塞.拥塞反过来会导致链路层反馈,即使节点相对静止、节点之间存在物理链路,链路层仍然会报告链路中断.在AODV中链路中断导致调用新的路由寻找过程,因此在移动速度低的情况下AODV的路由发起率比DSR高.随着移动节点的速度增大,AODV路由协议的路由发起率比DSR协议高,并且变化剧烈.在高速移动下,链路中断可能频繁发生,在AODV中,路由表中为每个目的节点最多存储一条路由,所以链路中断导致新的路由建立频繁发生,而DSR为每个节点存储多个路由,因此在链路中断时路由建立的频率低于AODV.分组投递率如图2所示,随着节点的最大移动速度的增加,DSR路由协议和AODV协议的分组投递率都在减少,DSR路由协议的减少速度比AODV协议平缓,且DSR的分组投递率比AODV高.在高速移动下,链路中断频繁发生,AODV协议中,路由表为每个目的节点最多存储一条路由,因此AODV的链路中断会导致分组投递率急剧下降.DSR为每个节点存储多条路由,DSR利用存储路由,产生的链路中断没有AODV那样频繁,因此分组投递率下降的较为平缓,且高于AODV.归一化路由开销如图3所示.随着节点的最大移动速度的增加,DSR路由协议和AODV协议的归一化开销都呈现出增加的趋势,同时AODV协议的归一化路由开销增加迅速,且一直都比DSR协议高.DSR中使用源路由,访问的路由信息明显多于AODV.在DSR中,在一个路由请求与路由应答过程中,源节点不仅能够获得到达目的节点,同时还能获得到达路由上每个中间节点的路由,并且每个中间节点也可以获得此次路由上的其他中间节点的路由.通过混合收听数据分组发送方式,DSR可以获取大量路由信息并且建立到达源路由上每个节点的路由.由于AODV中既没有源路由,也不采取混合收听方式,并且路由获取只受被转发的路由分组的源节点限制,因此AODV只能收集有限的路由信息并且更加频繁地依靠网络泛洪来寻找路由,最终增加了网络开销.端到端的平均时延如图4所示,在节点的移动速度较小时,AODV路由协议的端到端平均时延比DSR协议高,随着移动速度增加,AODV路由协议的端到端平均时延增加缓慢,且比DSR协议的低.AODV自动优先选择拥塞最轻的路由而不是选择最短路由.而DSR主动利用存储路由,DSR存储路由在移动性较弱时能够明显提高路由性能,但对于移动性较强的网络,由于路由更新频繁,因此路由存储的作用有限.此外,DSR选择路由长度作为存储路由的唯一度量参数,并未考虑路由的新鲜程度,所以经常选择过时的失效路由,尽管最终分组被丢弃或者被推迟,但是消耗了额外的接口排队时间和网络带宽.3 改进的DSR协议针对DSR协议存在的不足,实验对DSR协议进行了相应的改进.本方案路由最后一跳的路由建立时间为ta,路由中间节点的路由建立时间为t,其中ta为t 的最大值;记录相邻节点从路由建立到失效的时间为路由生存时间tb,路由剩余生存时间tc=tb-(td-ta),td为当前时间.在进行路径选择时,首先选择路由长度最短的路径,若此类路径多于一条则选择tc值最大的路径.当路由缓存器满时,删除tc值最小的路径,本文对改进后的DSR协议和原协议进行了仿真.其中dsr1为原协议dsr2为改进后的协议.如图5所示,改进后协议的端到端平均时延比原协议的有所降低,其原因是改进后的协议不仅将路由跳数作为度量参数,同时还考虑了路由的剩余生存时间,从而提高了路由质量,减少了因选择过时路由而产生的时延.如图6所示,改进后协议的分组投递率比原协议的分组投递率有所提高.在仿真环境配置一样的情况下,改进的DSR协议能够选择跳数少且剩余生存时间高的路由,减少了因选择过时路由而导致的时延,同时也减少了因选择过时路由所导致的数据分组的丢失,从而提高了分组投递率.4 结束语Ad Hoc的一个重要特点就是节点具有移动性,节点的移动速度对Ad Hoc路由协议性能的影响十分重要,因此本文从节点移动速度角度对两种典型的Ad Hoc路由协议AODV和DSR进行了仿真比较,从而分析这两种协议的优缺点,并针对DSR协议存在的不足进行了改进,改进后协议的分组投递率和端到端平均时延等性能优于原DSR协议,为维护网络和提高网络的健壮性提供参考.参考文献:[1]柯志亨,成荣祥,邓德隽.NS2仿真实验:多媒体和无线网络通信[M].北京:电子工业出版社,2009.[2]Khatawkar SD,Pandyaji K K,Patil R M,et al.Performance Comparison of DSDV,AODV,DSR Routing Protocols for MANETs[J]. International Conference of Computer Network sand Communication System,2012,35.[3]张鹏,崔勇.移动自组织网络路由选择算法研究进展[J].计算机科学,2010,37(01).[4]王琦进,齐晓霞,候整风.移动Ad Hoc网络路由协议性能仿真研究[J].微计算机信息,2011(4).[5]徐雷鸣,庞博,赵耀.NS与网络模拟[M].北京:人民邮电出版社,2003.[6]陈林星,曾曦,曹毅.移动Ad Hoc网络:自组织分组无线网络技术[M].北京:电子工业出社,2012.[7]蔺绍良,龙海南.Ad Hoc网络路由协议综述[J].电子设计工程,2013,21(09).[8]刘利强,王岳斌.无线网络路由协议性能的研究与仿真[J].电子技术,2013(2).[9]Parma Nand.Performance study of Broadcastbased Mobile Adhoc Routing Protocols AODV,DSR and DYMO[J].International Journal of Security and Its App lications,2011,5(1).[10]张大亮,陈涛,黄琳.移动Ad Hoc网络中AODV和DSR路由协议的性能对比[J].湖北师范学院学报:自然科学版,2013,(1).基金项目:国家自然科学基金项目“基于IPv6的全IP无线传感器网络关键技术研究”(61202440)。

MANET中节点驻留时间对路由协议性能的影响

MANET中节点驻留时间对路由协议性能的影响
2 仿真设置
2.1 仿真环境与参数 利用仿真软件 NS 建立仿真环境,主要参数见表 1 所列。
在仿真环境中运行恒定比特率的 FTP 文件传输业务,场景面 积、节点数量和移动速度固定不变,通过调整节点移动期间 的驻留时间来观测其对 AODV,DSDV 和 DSR 这三种路由 器协议性能的影响。
情况下,其分组投递率与驻留时间的关系。由图 1 可知,相 比于 TCP 通信,采用 UDP 通信方式进行数据传输的分组投 递率较高。原因在于 UDP 无流量控制且在传输数据过程中 无需对方确认。同时,由于 UDP 传输的“单向特性”,即使 驻留时间增加也不会影响分组投递率。但是 TCP 通信的分 组投递率会随着驻留时间的增加而略微提高。仿真表明,在 AODV 路由协议下,UDP 方式的分组投递率约为 99%,而 TCP 约为 96%。
表现,使用 NS 仿真软件通过计算机仿真方法建立仿真模型,配置网络业务,运输层分别使用 TCP 协议和 UDP 协
议对网络运行时的分组投递率和端到端时延等性能指标进行仿真分析。通过仿真分析发现,UDP 通信时,DSR 具
有更高的分组投递率和更小的端到端时延 ;对于 TCP 传输而言,AODV 比 DSR 和 DSDV 在分组投递率和端到端
1 MANET 典型路由协议
动路由协议、按需路由协议 [5]。 表驱动类路由协议又被称为先验式路由协议,每个节点
事先计算好路由并储存在路由信息表中,对路由表按固定周 期进行更新。
按需路由协议无需一直保存路由信息,只有当节点有通 信需求时才会按照需要建立路由 [5]。 1.1 DSR 协议
DSR 协议是一种基于源路由方式的按需路由协议。源 节点掌握从它到目标节点完整的逐跳路由信息。路由信息储 存在节点的路由缓存中,发送数据时每个数据包的包头中都 包含完整的路由信息。所经路径的逐跳节点仅对数据包进行 中继转发,无需实时维护网络拓扑信息 [6]。当 MANET 中的 源节点需要发送数据时,首先发送路由请求(RREQ)数据 包,一旦节点收到后会将其转发到邻居节点,直到找到目的 节点。当目的节点最终接收到此 RREQ 数据包时,会返回一 个 RREP 数据包到源节点进行确认。如遇到路由中断,则源 节点将收到警报路由错误(RERR)数据包。 1.2 DSDV 协议

AODV路由协议

AODV路由协议

A destination node increments its own sequence number in two circumstances:
• before a node originates a route discovery • before a destination node originates a RREP in response to a RREQ(序号+1)
• RREP (route reply) is unicast back
– From destination if necessary – From intermediate node if that node has a recent route
AODV Messages
• • • • Route request (RREQ) Route reply (RREP Route error (RERR) Hello messages
i d
i
j d
j
d
j
i
i
d
Loop-free
2)计算的复杂度
• 当一个节点希望和其他节点进行通信时,它首先会在自己的 路由表中查找是否存储了到目的节点的有效路由,如果存在 则采用该路由组包;当路由表中不存在到某一特点节点的路 由或已知存储的路由无效,则该节点就会发起路由探索,这 里节点只需遍历一遍路由表就可以得到所需的路由信息。在 路由探索中,沿途收到RREQ广播的节点同样会遍历路由表, 如果发现自己有到目的节点的有效路由则返回RREP,若没 有则可以得到一条到源节点的最新路由信息,同时并转发 RREP;沿途收到RREP的节点同样会得到一条到目的节点 的最新路由信息。所以,在路由探索中AODV的计算繁杂度 (n) 为 o。 • 在本地连接管理中,每个节点都会定期地向邻节点发送Hello 信息,由于Hello信息只在本地一跳范围内传递,不向外扩散, O (n ) 所以控制信息开销基本保持不变,不像DSDV那样以 增长。所以,由于AODV协议并不考虑链路的重量,而只关 心双向链路的存在,故在Ad hoc网络中,所有单跳链路是等 重的,这大大减少了节点运算的工作量,额外开销相对较少。

基于 OPNET 的 AODV 与 DSR 协议的性能分析

基于 OPNET 的 AODV 与 DSR 协议的性能分析

基于 OPNET 的 AODV 与 DSR 协议的性能分析冯兰兰;王亚芳【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2015(032)002【摘要】Ad Hoc 网络是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个无线移动通信网络,它不依赖于预设的基础设施而临时组建,节点利用自身的无线收发设备交换信息,当相互之间不在通信范围内时,可以借助其他中间节点中继来实现通信。

文中分析了 Ad Hoc 网络中 AODV 和 DSR 路由协议的优缺点,然后利用OPNET 网络仿真软件搭建仿真模型,分别在10个和30个通信节点的小规模网络环境下,对 AODV 和 DSR 协议的性能进行了初步分析,为以后的研究提供依据。

%Ad Hoc network is a wireless mobile communication network with a set of mobile nodes containing wireless sending and receivingdevice,which is set up temporarily without depending on the preset infrastructure.The mobile node utilizes its own wireless sending and receiving device to exchange information.When two nodes are beyond the communica-tion range of each other,they can realize communication with the aid of the relay nodes between them.A comprehensive a-nalysis of advantages and disadvantages of AODV and DSR,two typical Ad Hoc network routing protocols,is presented in the article,and then simulation model is built using OPNET network simulation software.In the small-scale network envi-ronment of 10 and 30 communication nodes,performance ofAODV and DSR is preliminarily analyzed,which can provide a basis for future research.【总页数】3页(P94-96)【作者】冯兰兰;王亚芳【作者单位】河北科技大学研究生学院,河北石家庄 050000;河北科技大学研究生学院,河北石家庄 050000【正文语种】中文【中图分类】TN915【相关文献】1.基于OPNET的DSR路由协议的性能分析 [J], 应俊;吴哲夫;乐孜纯2.基于NS2的AODV/DSR Ad Hoc路由协议的性能分析 [J], 吴亮明;石玉;吕俊川3.基于OPNET的TORA与AODV协议的性能分析 [J], 陈晓明;李珊君4.基于OPNET的AODV路由协议性能分析 [J], 程凤;周歌5.AODV和DSR无线移动网络路由协议性能分析 [J], 李志方; 马宏伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

OLSR和AODV路由协议间的性能比较

OLSR和AODV路由协议间的性能比较

OLSR和AODV路由协议间的性能比较作者简介:程艳明(1973-),男,讲师,博士,主要从事无线通信系统兼容性、移动通信信道和计算机网络协议的研究.【摘要】摘要:无线移动自组网络MANET是由一群无线移动节点组成的网络,各节点间可以在无需集中控制或建立基础设施的情况下相互通信.为了更好地理解无线按需平面距离矢量路由协议AODV 和优化链路状态路由协议OLSR在MANET中的应用,通过OPNET modeler 14.5使用不同的性能指标对两个协议的性能进行了模拟和分析.结果表明:静态情况下,OLSR的路由开销受节点数量的影响,但不受数据业务的影响,而AODV的路由开销同时受数据业务和节点数量的影响;在移动情况下,AODV和OLSR的移动速度对路由开销的影响不是很大.在节点移动速度增加的情况下,OLSR的分组投递率随之下降,而AODV的分组投递率没有变化;在端到端延迟方面,无论是在静态还是在移动的情况下,AODV总是高于OLSR.【期刊名称】北华大学学报(自然科学版)【年(卷),期】2012(013)006【总页数】6【关键词】无线移动自组网络;AODV;OLSR;OPNET 14.5;分组投递率近几年,随着无线网络的发展,无线移动通信变得非常重要,使用也日益增加和普及,比如在各种灾害中,当基础设施损毁时,通过使用无线移动通信网络可以建立一个可互操作的通信网络.此外,还可用在会议上的快速信息分享、荒凉和地势偏僻环境中的数据采集[1]等.移动自组网络是一种无线自组网,该网络中的移动设备具有自配置能力并通过移动路由器无线链路组成网络,终端可以任意随机组网[2].在Ad hoc网络中,因为节点不具有其周围的网络拓扑结构的先验知识,路线应该被发现.在这种情况下,对MANET路由协议应该进行研究和利用.最近,有两种路由协议比较流行:一是先应式路由协议,如优化链路状态路由协议OLSR(Optimized Link State Routing Protocol);另一种是反应式路由协议,如按需平面距离矢量路由协议AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing Protocol).一些研究[3-6]已经对提出的路由协议的性能进行了评估.Chandhry等[3]的研究表明:在高速移动情况下,与OLSR相比AODV能够达到很好的性能;而与这个研究相反,Das等[4]的研究表明:在较高路由负载开销的情况下,先应式路由协议具有最好的端到端延迟和分组投递率,但该研究是在有一定局限性条件下进行的;Clausen 等[5]对AODV和OLSR进行了模拟研究,结果表明:在较高的速度和较低的业务流的条件下,AODV胜过OLSR,而OLSR产生的路由负载最低;Lye and McEachen[6]研究显示:在所有的情况下,当节点移动速度很高时,AODV 和OLSR的PDR也很高.在海上无线自组网络中,OLSR的路由开销比AODV高.本研究通过使用OPNET modeler 14.5对不同负载条件下AODV和OLSR路由协议的性能进行分析和综合评价.1 MANET路由协议1.1 AODV 路由协议AODV为一种反应式路由协议,当需要路由时才构建.在自组网中,AODV提供了快速适应动态链接条件、自启动、多跳路由、低处理和内存开销以及低网络利用率,并且决定在自组网内单播路由到目的地.在自组网中,用每个路由表入口的目的序列号来确保循环自由和确定最近期的路径.在AODV协议里,当源要求一个到目的地的路径时,路由发现将被执行,路由请求RREQ(Route Request)消息在网络中从源扩散出去,直到收到一个这样的消息,节点检查它的本地路由缓存来检验新的到要求的目的地路由是否有效.如果有效,节点单播一个路由应答RREP(Route Reply)消息到源节点.否则,使用本地重复消除纯扩散机制再传输一个RREQ.作为优化,为了更宽地控制RREQs 的广播,当扩散消息时(即一个受限的TTL(Time To Live)消息发布时),AODV 使用扩展环搜索技术.如果在某一时间没有收到RREP消息,那么一个大的TTL 消息被发布;如果依然没有回复,TTL 逐步增加,直到到达一个门限值[7].在路由被发现后,路由就建立起来了,任意缓存在源节点的IP分组将被传输出去;如果没有路由被发现,分组就被丢弃.当一个检测链路被打断时,监测点就发布一个路由错误RERR(Route Error)消息给它的邻居,而此时该邻居已经使用了这个被打断的链路.因此,该节点将不得不发布一个新的RREQ来修复被打断的路由[8].1.2 OLSR路由协议OLSR是先应式路由协议,它在每个节点使用周期消息来交换和升级拓扑信息.因此,路由在需要时总是立即可用的[9],但是在这种情况下,OLSR协议将占用大量的带宽和资源.为了减少网络的可能开销,OLSR应用一个优化的扩散机制,也就是多点中继MPR(Multipoint Relay),而MPR被选中是通过周期的Hello消息和通过减少一个区域内同一消息重复接收的问题.图1显示了一个纯扩散和使用MPRs扩散的例子.MPR节点具有的重要作用:1) 当节点发送或转发一个拓扑控制TC(Topology Control)消息时,仅仅在所有该节点邻居中的MPR节点能转发TC消息;2) 在扩散过程中,MPR节点可以转发广播消息,从而减少更多的开销.OLSR使用两种控制消息:Hello和TC.Hello消息用于寻找关于链路状态和主机邻居的信息,只能发送一个跳,所以再也不会转发,但是TC消息能够广播到整个网络.TC消息用于广播关于它自己所公布的邻居信息,该信息至少包含MPR选择列表,并且仅仅MPRs 可以产生和转发TC消息[10].AODV和OLSR 路由协议的比较见表1[3].2 模拟环境通过使用源于OPNET技术的OPNET 14.5网络建模环境对所有场景进行建模和评估.2.1 网络接入特性使用802.11b无线局域网MAC层分布式协调功能DFC(Distributed Coordinated Function)模式,由5 km×5 km区域内随机放置的节点组成移动自组网,采用随机路点模型作为移动模式[11].2.2 模型描述在OPNET模拟中使用两种模型[6],每种节点类型描述如下:1) WLAN工作站:无线局域网工作站节点模型代表一个带有运行TCP/IP 和UDP/IP客户服务器的工作站,该工作站支持1,2,5和11 MB的链接,所支持的协议包括RIP,UDP,IP,TCP 和 IEEE 802.11.2) WLAN服务器:代表一个带有运行TCP/IP 和UDP/IP的服务器节点,该节点支持1,2,5和11MB的链接.WLAN服务器的速度由链接链路的速度决定,支持RIP,UDP,IP,TCP 和 IEEE 802.11.2.3 性能指标自组路由算法相关性能评估的3个主要指标:1) PDR.它是接收器所接收的分组数与源所发送分组数的比率;2) 路由开销.它描述为传播分组,有多少路由发现和路由维持所需要发送的路由分组;3) 端到端延迟.这一统计数字表示单个数据包在网络传输和接收之间的平均间隔时间,包括所在路由发现延迟,接口的队列,MAC的转播延迟、传播及转换次数导致的有缓存可能的延迟.2.4 路由协议模拟参数表2列出了AODV和OLSR的模拟参数,表3分别给出了静态和移动环境下AODV和OLSR模型所需的参数.3 结果分析和讨论为了能够表达出一个真实自组网的主要特征,所有的模拟是在不同负载条件下进行的. 选择UDP协议模拟AODV和OLSR协议的性能.3.1 业务流的影响模拟运行在49个节点的指数并发数据业务上,所产生的数据业务速率从0.01~1.00 pkts/s变化.图2为数据业务对3个性能指标的影响.图2 a显示:随着数据业务的上升,OLSR的路由开销仍然保持稳定,而AODV的路由开销却按正比例上升.这是因为OLSR是先应式路由协议,每个节点定期广播路由流量,而不管有多少分组的产生.然而,根据重复路由发现过程,在AODV所产生的控制流量过程中,路由开销随着同时处于活动状态的数据流数量的增加而增大.图2 b显示:随着数据业务的上升,AODV和OLSR的PDR都有相似的下降趋势,额外的控制流量导致了用于有效数据业务带宽的减少,由于冲突和接口队列溢出增加了丢包的可能性.图2 c显示:AODV协议的延迟高于OLSR协议的延迟,并且OLSR协议的延迟保持稳定.这是因为OLSR是先应式路由协议,意味着当一个数据包到达一个节点时,它可以立即被转发或丢弃,但是在AODV协议里,如果没有到目的地的路由,在进行路由发现过程中,要到达目的地的分组被存在缓冲器里,这可能导致较长的延迟.3.2 网络尺寸的影响在25 km2的区域里节点数量从25到100变化,以0.25 pkts/s数据业务率进行模拟.随着节点的增加,网络变得更密集.在一般情况下,密度低可能会导致网络经常断线,而高密度可能会增加路由的争夺,这样就导致大的路由开销.图3为网路尺寸对3个性能指标的影响.在图3 a中,AODV和OLSR的路由开销随着节点数量的增加而增加.在AODV路由发现过程中,源和目的地间距离和跳数的增加使得路由开销增加,因为所有的节点周期性地发送路由消息,OLSR的路由开销与节点数量是成比例的.图3 b的结果与图2 b的结果相似,即AODV和OLSR的PDR随节点数量的增加总的趋势是下降的,这是因为每个节点间的碰撞和冲突导致由目的地成功接收到分组的概率降低.由图3 c可见:AODV的延迟高于OLSR的延迟,这是因为OLSR能够立即转发和丢弃数据,并且分组不需要等待,但是为了传送引起长延时的分组,AODV应该执行路由发现过程.3.3 移动性的影响为了更好地理解移动速度对路由协议性能的影响,应该采用随机路点模型.在设定相同节点数量且工作在速率0.25 pkts/s的情况下,节点速度按每5 m/s的步数从0~30 m/s增加,一旦分组到达一个目的地,在一个暂停时间后,另一个随机的目的地被标定.暂停时间是变化的,它影响移动节点的速度,但在本次模拟的情形里,设定节点根据随机路点模型移动,而没有使用暂停时间.正如预期,随着节点速度的上升导致更多的无效路由,以致更多的分组被丢弃.图4为节点移动速度对3个性能指标的影响.图 4 a显示:尽管节点速度增加了,但AODV和OLSR始终保持稳定的路由开销.在OLSR协议里,路由通信被定期地广播出去,但在AODV协议里,如果没有分组到达目的地,节点不需要发送路由通信.另一方面,路由发现将被执行去寻找路由,移动速度对此影响不大.在图4 b中,由PDR的趋势解释了AODV和OLSR之间的区别.OLSR显示出了一个下降趋势,但是AODV却呈现出一定的稳定性.高移动速度情况下,在分组从源产生的过程中,OLSR协议里节点可以立即发送和转发分组到目的地,如果该目的地已经移动到另一个地点,该分组将被丢弃;但在AODV协议中,在到达目的地的路由被发现之前,分组将被存储在缓存器里,因此,移动性对PDR的影响不是很大.正如图2 c 和图3 c的解释,也就不难描述图4 c.图4 c显示AODV的延迟比OLSR 高,即节点的速度持续增加,OLSR一直呈现出最低的延迟.4 结论移动自组网路由协议的研究是最近才开始的,相应的草案也在陆续地升级和发行中.其中,AODV和OLSR 路由协议正变得更好和更受欢迎.本研究在不同的负载情况下,对AODV和OLSR协议的性能进行了分析,使用路由开销、分组投递率和延迟3个性能指标对AODV和OLSR协议进行了评估.在静态环境模拟分析中,OLSR协议的路由开销受节点数量的影响,但不受数据业务的影响;而在AODV协议中,路由开销受数据业务和节点数量两个因素的影响.在移动环境模拟分析中,AODV和OLSR的移动速度对路由开销的影响不是很大.OLSR的分组传递率随着节点速度的增加而降低,而AODV的分组传递率没有变化.至于延迟,无论是在静态环境还是在移动环境分析中,AODV协议的延迟是总是比OLSR协议高.开展进一步的研究是十分重要的和必要的,可以模拟在不同环境下对AODV和OLSR与其他自组网协议的性能进行比较和评估,如反应式路由协议动态源路由协议DSR(Dynamic Source Routing Protocol)和混合路由协议HRP(Hybrid Routing Protocol)等.此外,关于连接MANET网络基础设施网络的研究也很有意义,更有挑战性.参考文献:[1] Geetha Jayakumar,G Gopinath.Performance Comparison of Two On-demand Routing Protocols for Ad-hoc Networks Based on Random Way Point Mobility Model[J].American Journal of Applied Sciences,2008(6):659-664.[2] Joo-Sang Youn.Quick Local Repair Scheme Using Adaptive Promiscuous Mode in Mobile Ad Hoc Networks[J].Journal of Networks,2006(1):1-11.[3] Al-Khwildi A N,Casey K,Aldelou H,et al.WiMob Proactive and Reactive Routing Protocol Simulation Comparison[C]// Damascus Syria:Information and Communication Technologies,2006:2730-2735.[4] Das S R,Castaneda R,Jiangtao Yan,et parative Performance Evaluation of Routing Protocols for Mobile Ad-hoc Networks[C]// Louisiana,USA:Proceedings of the International Conference on Computer Communications and Networks,1998:153-161.[5] T Clausen,P Jacket,L parative Study of Routing Protocols for Mobile Ad Hoc Networks[C]// The First Annual Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop,2002.[6] Pore Ghee Lye,John C,McEachen.A Comparison of Optimized Link State Routing with Traditional Routing Protocols in Marine Wireless Ad-hoc and Sensor Networks[C]// Proceeding of the 40th Hawaii International Conference on System Sciences,2007.[7] Farhat Anwar,Md Saiful Azad,Md Arafatur Rahman,et al.Performance Analysis of Ad hoc Routing Protocols in Mobile WiMAX Environment[J].IAENG International Journal of Computer Science,2008,35(3):1-8.[8] S Corson,J Macker.Mobile Ad hoc Networking(MANET):Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations[S].Networking Group,RFC 2501,1999.[9] Bounpadith Kannharong,Hidehisa Nakayama,Nei Kato,et al.A collusion Attack against OLSR-based Mobile Ad hoc Networks[C]// IEEEGLOBECOM proceedings,2006:1-5.[10] S Gowrishankar,T G Basavaraju,M Singh,et al.Scenario Based Performance Analysis of AODV and OLSR in Mobile Ad Hoc Networks[C]// Bangkok Thailand:Proceedings of the 24th Source East Asia Regional Computer Conference,2007:81-86.[11] C M barasimana,A parative Study of Reactive and Proactive Routing Protocols Performance in Mobile Ad hoc Networks[C]// U.K.:Glasgow Caledonian University,Glasgow G4 0BA,2005.【责任编辑:郭伟】。

MANET路由协议

MANET路由协议
MANET与INTERNET互联 MANET与INTERNET互联
孙斌
பைடு நூலகம் MANET网络的概念和特性
• 定义 定义:
一种具有高度动态拓扑结构、节点任意移动的自组织网络, 每个节点都兼有路由器和主机两种功能
• 特点 特点:
– – – – 无中心 自组织 多跳路由 动态拓扑
MANET网络的路由协议
Manet 路由协议
表驱动路由 先验式(Proactive) 先验式
按需路由 反应式(Reactive) 反应式
DSDV CGSR
OLSR
TBRPF
ZRP
AODV DSR DYMO
LMR
ABR
TORA SSR
OLSR: Optimized Link State Routing TBRPF: Topology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding
• Route Request (RREQ)
– Initial request to establish a link between two nodes
• Route Reply (RREP)
– Response to an RREQ after it reaches its destination
• 特点 特点:
– – – – 发送数据时完整的路由显式列在分组头部 不使用周期性的路由信息广播完成路由更新 中间节点无需维护转发分组的路由 使用路由缓存技术
• 适用场景 适用场景:
– 节点较少 – 载荷较轻 – 移动性较弱
DSR路由发现过程
• 源节点检查自己缓存看是否有到达目的节点的路由信息 – 若有则直接转发 – 若没,则发出一个RREQ广播包 • 邻居节点收到路由请求以后 – 如果是重复信息,丢弃掉请求信息 – 否则该节点把自己的地址加入路径列表,并继续广播

电力专网中的自组网路由协议选取

电力专网中的自组网路由协议选取

电力专网中的自组网路由协议选取摘要:随着电力专网中应急通信,智能巡检等业务日益增多,自组网(Ad-hoc)技术在电力专网中也得到广泛的应用。

与固定数据网中成熟使用的路由协议不同,自组网中特别是移动自组网(MANET)的路由协议因其应用场景的特殊性,吸引了各方研究人员关注,发展出了多种不同特点的路由协议。

本文针对目前主要应用的几种协议在关键指标上进行对比,讨论适合电力专网的自组网路由协议。

关键词:Ad-hoc自组网;AODV;按需式路由协议;1. Ad-hoc自组网介绍Ad-hoc自组网是不依赖于预定义基础设施的自治网络,可以随时随地快速建立网络连接。

网络中每个节点单独充当移动路由器,与网络中其它节点随机构成邻接关系。

移动自组网MANET是集合了部分基础设施(固定节点)并通过无线介质连接的移动节点形成快速变化的拓扑结构。

无线自组织网络由于没有中心路由器进行转发,在网络中的每一个主机既是信息的发送者也是信息的接受者,还要充当路由器的功能,将收到的信息再转发出去,所以其路由协议更加复杂,实现功能也增加了挑战性。

与此同时无线自组织网络结构远没有传统网络的拓扑结构稳定,随时加入和退出的主机都可能会改变路由线路,这就会导致路由表的更新频率远远增大。

2.路由协议无线自组织网络路由协议主要分为两类:表驱动(也称先验式或主动式路由)和按需路由(也称反应式或被动式路由)。

在表驱动的路由协议中,每个节点维护一张包含到达其他路由信息的路由表。

而在按需路由中,路由仅在源主机需要时创建。

此外,根据路由协议结构也可以大致分为混合型和分层型。

下面将简要说明所有这四种分类及其示例。

2.1反应式路由协议反应式路由协议通过向节点发送路由请求 (RREQ) 数据包来按需查找路由。

在反应式路由协议中,仅当节点需要将数据发送到未知目的地时才会计算路由。

因此,仅在需要时才启动路由发现。

只有在有数据要传输时才确定路由。

这些协议具有较长的延迟和较低的路由开销。

使用NS2模拟分析AODV协议,CBRP,DSDV和DSR的MANET路由协议性能(IJCNIS-V5-N9-6)

使用NS2模拟分析AODV协议,CBRP,DSDV和DSR的MANET路由协议性能(IJCNIS-V5-N9-6)

I. J. Computer Network and Information Security, 2013, 9, 45-50Published Online July 2013 in MECS (/)DOI: 10.5815/ijcnis.2013.09.06Performance Analysis of AODV, CBRP, DSDV and DSR MANET Routing Protocol using NS2SimulationAwadhesh Kumar1, Prabhat Singh2, Vinay Kumar3, Dr. Neeraj Tyagi41,2,3Department of Computer Science and Engineering, Kamla Nehru Institute of technology, Sultanpur, India 4Department of Computer Science and Engineering, MNNIT, A llahabad, India awadhesh@knit.ac.in, prabhatsingh@, vinayknit@, neerajtyagi@mnnit.ac.inAbstract —A Mobile Ad-hoc Network (MANET) is a collection of multi-hop wireless mobile nodes among which the communication is carried out without any centralized control or fixed infrastructure. MANET is a self-organized, self-configurable network having no infrastructure, and in which the mobile nodes move arbitrarily. The wireless link in the network are highly error prone and can go down frequently due to the mobility of nodes, interference and less infrastructure. Hence, because of the highly dynamic environment routing in MANET is a very difficult task. Over the last decade various routing protocols have been proposed for the mobile ad-hoc network and the most important among all of them are AODV, DSR, DSDV and CBRP. This research paper gives the overview of these routing protocols as well as the characteristics and functionality of these routing protocols along with their pros and cons and then make their comparative analysis in order to measure the performance of the network. The main objective of this paper is to compare the performance of all the four routing protocols and then to make the observations about how the performance of these routing protocols can be improved. Performance of these routing protocols are compared on the basis of various parameters such as throughput, delay and packet delivery ratio.Index Terms — Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV), Cluster Based Routing Protocol (CBRP), Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV), Dynamic Source Routing (DSR).I.I NTRODUC TIONOver the last decade, researchers have made various researches in the field of mobile computing especially MANETs. A Mobile ad-hoc network (MANETs) is a self-organized, arbitrarily developed network and can easily adopt in working environment. Basically, MANET is the collection of wireless mobile nodes that can interact and communicate with each other, without having the centralized and established infrastructure. MANETs have converted the dream of getting connected “anywhere and at any time” in to the reality. MANETs are useful in various application areas such as: communication in the battlefields, institutions and colleges, military areas, disaster recovery areas, law and order maintenance, traffic control areas, medical field, conferences and convocations etc. In MANET, all the nodes are mobile nodes and their topology changes rapidly. The Internet Engineering Task Force (IETF) created a MANET working group to deal with the challenges faced during the construction of the MANET routing protocols. These protocols are basically classified in to three basic types such as: reactive (on demand), proactive (table-driven) and hybrid. One of the basic goals of the mobile ad-hoc network is to establish correct and efficient route between the mobile nodes so that communication between the sender and receiver is effective.EnablingTechnologiesNetworkingApplicationAndMiddlewareIn Proactive (table driven) routing protocols, each node maintain one or more routing table which contain information about every other node in a network. Routing tables are updated by all the nodes in order to maintain a consistent and up to date view of the network. In table driven routing protocol, continuous broadcasting of messages is done in order to establish routes and maintain them. One of the basic advantages of proactive routing protocol is that route from source to destination is easily available without any overhead, as they are independent of traffic profiles. Various proactive routing protocols are: DSDV [1], [2], DBF [3], GSR [4], W RP [5] and ZRP [6].46Performance Analysis of AODV, CBRP, DSDV and DSR MA NET Routing Protocol using NS2 SimulationIn reactive (on demand) routing protocol, creation of routes is done when it is required. When some packets are to be send from source to destination, it may invoke the route discovery mechanism to find the path to the destination. The route is valid, till the destination is reached or it is no longer be required in the future. Some of the reactive routing protocols are: DSR [1] [3], AODV [8] [6] and TORA [2].In hybrid protocol routing, we combine the benefits of both the reactive as well as proactive. Hybrid protocols are basically dependent on the network size for their functionality. The remaining portion of this paper is categorized as follows. In section 2, we will discuss the various issues and challenges faced by the MANET. In section 3, we will focus on the routing protocols such as AODV, DSR, DSDV, and CBRP. We will compare the reactive routing protocols with proactive routing protocols and understands the difference between them that affect the performance of these routing protocols. In section 4, we present the simulation of these routing protocols and compare their performance. In section 5, we analyze various results that are obtained from the simulations. Finally, we conclude the paper in section 6.II.CHA LLENGES FA CED BY THE MANETS MANETs are very much different from the wireless network infrastructures. MANETs has to face various challenges in order to achieve best Quality of Service for the underlying network. Some of these challenges are as follows:1.Unicast and multicast routing.2.Topology changes dynamically.3.Speed and network overhead.4.Limited power supply and bandwidth.5.Quality of service and secure routing.6.Scalable and energy efficient routing.These challenges are faced at the different layers of MANETs shown in the figure 2. It represents the layered architecture of the OSI model and entitled the challenges of MANETs regarding these layers.Unicast andFigure 2. Challenges are faced at the different layers ofMANETsIII.R OUTING P ROTOCOLSA.Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV) Basically A ODV is the improvement of DSDV routing algorithm. It is collectively based on the combination of both DSDV and DSR. The main aim of AODV routing algorithm is to provide reliable and secure data transmission over the MANETs. In this routing protocol, route maintenance from one node to every other node is not considered in the network. Whereas in AODV, route are discovered only when they are needed as well as they are maintained only as long as they are required. The key steps used in the AODV algorithm are defined below:1.Route creation-Route creation process is initiated when thenode wants to send the data packet to the destination node but does not find the valid routeto send the packet. This process is initiated assuch: when a particular node want to send thedata packet to the destination node then, the routing table entries are checked in order to verify whether there exists a route between thesource and destination or not. If the route exists,then the packet is forwarded to the next hoptowards the destination. When the route does notexists, and then the route discovery process isinitiated. AODV starts the route discovery process using the route request (RREQ) and route reply (RREP). The source node will createthe route request packet(RREQ) containing itssequence number, its IP address , destination node sequence number, destination IP addressand broadcasting ID. Whenever the source nodeinitiates the RREQ, the broadcast ID is incremented each time. As the sequence numberis used to identify the timeliness of each datapacket and broadcast ID and the IP address identify the unique identifier for route request sothat they can uniquely identify each of the request. The data packet sends the request usingthe RREQ message and gets back the reply inthe form of RREP message if the route is discovered between the nodes. The source nodesends the RREQ packet to its neighbors as wellas set the timer in order to wait for the RREPmessage. In order to describe RREQ, reverse route entry is set up by the node in its routingtable. This enables us to know how we can forward the route reply (RREP) to the source.Moreover, a time period is associated with thereverse route entry and if this route entry is notused within the given time period then only theroute information is deleted. If in any case RREQ is lost during the transfer of packet thenthe source node again initiates route discoverymechanis m.2.Route maintenance-Route that has been created by the source nodeand destination node is being maintained as longas it is needed by the source node. Since nodesin the MANETs are mobile and if the sourcenode is in the mobile state during the activesession, it again restarts the route discoverymechanis m in order to establish new routes fromsource to destination.Otherwise, if some of the intermediate nodeor the destination node is in the mobile stateduring the active session, then the nodes initiatesthe RERR message that affects the above neighbors and the nodes. As a result of whichthese nodes forward the RERR message to thepredecessor nodes and can be continued until thesource node is reached. When RERR is receivedby the source node, then the node stop sendingthe data or it can again start the route discoverymechanis m by sending the RREQ message.Advantages-•Loop free routing.•Optional multicast.•Reduced control overhead.Disadvantages-•Bi-directional connection needed inorder to detect a unidirectional link.•Delay caused by the route discoveryprocess.B.Dynamic Source Routing (DSR)-DSR is the reactive routing protocol which is able to manage MANETs without using the periodic table update messages like proactive routing protocols does. Specially, DSR are designed to make use in multi-hop wireless ad-hoc networks. Ad-hoc network enables the network to be self-organizing and self-configuring which means that there is no need of existing network infrastructure. This protocol basically focuses on the two different phases i.e. route discovery and route maintenance. In route discovery phase, source node sends the packet to the destination node. In route maintenance phase, protocol detects when the topology of the network has changed and decides if an alternative route has been used or the route discovery protocol must be started to find the new path. Route discovery and route maintenance phase only give responses when they receive the request.Advantages-•DSR does not need the routing table for making the periodic updates. •Intermediate nodes are able to utilize the route cache information efficiently to reduce thecontrol overhead.•Bandwidth saving because it does not require any HELLO messages.Disadvantages-•Route maintenance protocol does not locally repair the broken link.•This protocol is only been efficient for less than 200 nodes in MANETs.•There is small time delay if the beginning of the new connection takes place.C.Destination- Sequenced Distance VectorRouting-The DSDV algorithm is basically the amendments made in distributed bellman ford algorithm, which provides loop free routes. It gives us the single path from source to destination using distance vector routing protocol. In order to reduce the amount of overhead in a network two types of updates packets are transferred i.e. full dump and incremental packet. Full dump broadcasting carry all the routing information while the incremental dump broadcasting will carry information that has changed since last full dump irrespective of the two types, broadcasting is done in the network protocol data unit(NPDU). Full dump requires multiple NPDU’s whereas incremental dump requires one NPDU’s tofit in all the information. Incremental update packets are sent more easily and frequently than the full dump packets. DSDV introduces the large amount of overhead to the network due to the requirement of periodic update messages. Hence, this protocol is not suitable for the large network because large portionof the network bandwidth is used for the updating of messages.1.Management of the routing table-The routing table for each and every nodeconsists of a list of all available nodes, their nexthop to the destination, their metric and asequence number generated by the destinationnode. With the help of the MANETs, routingtable is used to send the data packets. Routingtable can be kept consistent with thedynamically changing topology of ad-hocnetwork by periodically updating the routingtable with some s mall changes in the network.Hence, mobile nodes provide their routinginformation by broadcasting the routing tableupdate packet. The metric of the update packetstarts with the initial value of one for one hopneighbors and goes on incremented with eachforwarding node. The receiving node updatestheir routing tables if the sequence number ofthe update is greater than the current node orequal to the current node. Fluctuations in therouting table are minimized by delaying theadvertisement of routes until we find the bestroute.2.Changes in the topology-DSDV responds to the broken links by authorizing all the routes that contain this link.The routes are immediately assigned a metric aswell as the incremented sequence number.Physical and data link layer components areused to detect the broken links or if the nodedoes not receive broadcast packets from its neighbors node. Then, immediately the detecting node will broadcast an update packetand inform all the other nodes about the broadcasting mechanism. Route will again bereestablished when the routing table is broadcasted by the node.Advantages-•Guarantees loop free path.•Count to infinity problem is reduced inDSDV.•With incremental updates, we can avoid extra traffic.•DSDV maintain the best possible pathinstead of maintaining the multiplepaths to the destination this reduces theamount of space in the routing table.Disadvantages-•It does not support the multipathrouting.•Difficult to determine the delay for theadvertisement of routes.•Unnecessary advertising of routing information can result in the wastage ofbandwidth.D.Cluster Based Routing Protocol (CBRP)-It is a reactive and on demand routing protocol in which nodes are divided in to theclusters. This protocol uses the clustering structure for the routing procedures. Clusteringis defined as the phenomenon that divides thenetwork in to the interconnected sub networks.Each cluster has the cluster head which acts asthe coordinator in sub networks. Each clusterhead has the base station within its cluster sothat it can communicate with other cluster heads.This is the reactive routing protocol which is tobe used in MANETs. The protocol divides thenodes in to the number of clusters in a distributed manner. Each cluster contains thecluster head which contain the cluster information. Four possible states for the nodesare as follows: CLUSTERHEA D, GATEWA Y,NORMA L and GATEWA Y. Initially all thenodes are in the isolated state. Each nodemaintain the NEIGHBOR table, wherein theinformation about the other neighbor nodes arestored whereas, cluster heads maintain anothertable wherein the information about the otherneighbor cluster head is stored [13].IV.S IMULATIONThe main goal of the simulation is to analyze the performance of different MANETs routing protocol. The simulation is being performed by the NS2 simulator. It is the software that provides the simulations of wireless networks and open source software. In our simulation, we consider a network of 5 nodes that are placed randomly within a 360000m2 areas and operating over 300 seconds. In this, multiple run with different node speed and number of nodes are calculated for each scenarios and collected data is averaged further in order to understand the performance of different routing protocols. For calculating the performance of different routing protocol, we require both qualitative as well as quantitative metrics. Some of the quantitative metrics are used to compare the performance of different routing protocols which are as follows:A.Throughput- It basically defines as ratio of thenumber of packets delivered to the total numberof packets sent.B.Packet delivery ratio- It is the ratio of totalnumber of packets successfully delivered to thedestination nodes to the total number of packetssend by the source nodes. It basically describesthe percentage of packets that reach the destination.C.Minimum and maximum delay- Minimum delayis the minimum time taken by the packets toreach the next node and maximum delay ismaximum time taken by the packets to reach thenext node.D.Average End to End delay- It is the total timetaken by all the packets to reach the destination. work parameters- In this, simulation time isthe time taken during the simulation run that istime between the starting of simulation and endof the simulation. Network size basicallydetermines the number of the nodes used and thearea occupied by the network. The number ofnodes used in this simulation is 5.V.S IMULATION R ESULTS AND D ISCUSSIONSAs seen in the figure-3, if the mobility increases AODV gives the maximum throughput, DSDV, DSR and CBRP throughput is decreased with the increase in node speed.Figure 3. Average Throughput vs SpeedIn figure-4 if node speed increases, average delay of AODV decreases while in DSDV, DSR and CBRP average delay increases with the increase in the node speed. It means packet delivery takes the less time as the node speed increases in AODV.Figure 4. Average Delay vs SpeedIn figure-5,as the mobility increases, the packet delivery ratio of AODV and DSDV decreases while it increases in DSR and CBRP. Hence in terms of packet delivery ratio, CBRP is better among all the four routing protocols.Figure 5. Packet Delivery Ratio vs SpeedVI.C ONCLUSIONSThis paper provides the detailed study of various routing protocols which are proposed for the mobile ad-hoc networks and also provide the classification of these routing protocols on the basis of their routing strategy. In this paper we have presented AODV, CBRP, DSR and DSDV and study their features, differences and characteristics. The performance of these routing protocols is analyzed with NS2 simulator with scenario of5 nodes. The observations are made with variation in network mobility. After various analysis of network in different situations, we comes at the conclusion that AODV performs better than DSR, DSDV, and CBRP in terms of throughput and average delay while CBRP is proved to be better in terms of packet delivery ratio. Allin all, by analyzing all the parameters, we come at the conclusion that the AODV routing protocol is better.R EFERENCES[1]. David B. Johnson and David A. Maltz. Dynamicsource routing in ad hoc wireless networks. Technicalreport, Carnegie Mellon University, 1996.[2]. Mehran Abolhasan, Tadeusz Wysocki, and ErykDutkiewicz. A review of routingprotocols for mobilead hoc networks. Technical report, Telecommunication and Information Research Institute, University of Wollongong, Wollongong,NSW 2522; Motorola Australia Research Centre, 12Lord St., Botany, NSW 2525, Australia,2003.[3]. 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Pant Engineering, Puari (Garhwal) and completed his Post Graduation (M.Tech.) from Gautam Buddh Technical University, Lucknow U.P. and pursuing hi s research from MNNIT, Allahabad. Presently he is working as an AssociateProfessor in the Computer Sc.& Engg. Dept., Kamla Nehru Institute of Technology, Sultanpur U.P. .Prabaht Singh graduated from Priyadarshini College of Computer Sciences, greater noida, Uttar Pradesh in Computer Science & Engineering in 2010. He is pursuing M.Tech in the department of Computer Science & Engineering, Kamla Nehru Institute of Technology, Sultanpur (Uttar Pradesh).Vinay Kumar graduated Uttar Pradesh Technical University, inComputer Science & Engineering in 2010. He is pursuing M.Tech in the department of Computer Science & Engineering, Kamla Nehru Institute of Technology, Sultanpur (Uttar Pradesh).Dr. Neeraj Tyagi is working as Professor in the department of Computer Science &Engineering, MNNIT, Allahabad(Uttar Pradesh), India. His teaching and research interests including ComputerNetworks, Mobile Ad-Hoc Networks, wireless Networks and Operating Systems. He joined the department of Computer Science & Engineering in 1989 at MNNIT,Allahabad and he has Also worked in Warman International- Australia, G.E (Capital) - U.S.A, ElectronicData Systems- U.S.A during 1999-2001.。

基于NS-3的MANET路由协议性能分析

基于NS-3的MANET路由协议性能分析
从图4和图5可以看出,3种路由协议的平均时延与节点的移动速度相关性不大,在速度较小时,3种路由协议的平均时延较稳定,但在速度较大时,由于节点在矩形区域内做无规则的快速运动,数据包从源节点传输到目标节点的跳数不确定,所以平均时延变化具有一定随机性。
而由图5可以看出,随着节点移动速度的增大,数据包的投递率逐渐下降,AODV协议因其属于按需路由而不需要频繁地维护路由信息,所以在速度较大时较其他2种协议表现更好。
NS-3的网络模拟支持系统包括:Attribute系统。Logging系统和Tracing系统。由于广泛汲取了其他网络仿真工具的经验和技术,NS-3的内核在可量测性。可扩展性。模块化。支持仿真与现实融合等方面具有极大优势。NS-3的网络构件包括:节点(Node)。应用(Application)。协议栈(Protocol Stack)。网络设备(Net Device)。信道(Channel)。拓扑生成器(Helper)等。网络构件是对3通过低层次的抽象,使得仿真效果尽可能反映真实网络的性能。
2.2 NS-3仿真流程
以下简单介绍NS-3代码编写的特点及如何在NS-3中搭建一个完整仿真场景的过程。NS-3运行在Linux环境下,对Linux系统版本有要求且依赖较多系统组件,安装过程较复杂。NS-3仿真器代码核心部分全部使用C++语言编写,外部配置。编译。执行使用了基于Python的waf系统,方便使用者配置仿真场景。NS-3完全模拟了TCP/IP的协议栈,并且把每一层的功能模块化,在NS-3安装完成后,默认只是生成各个功能模块,自带的仿真例子没有生成,需要把这些例子复制到scrach文件夹下才能运行,并且NS-3中编写好的代码也都需要放到该文件夹下才能运行。在NS-3中搭建仿真场景遵循固定的流程,在编写C++代码时一般可以分为以下几个步骤:

基于OMNeT++的AODV-UU、DSR-UU和DYMOUM路由协议性能仿真与..

基于OMNeT++的AODV-UU、DSR-UU和DYMOUM路由协议性能仿真与..

基于OMNeT++++的AODV-UU、DSR-UU+和DYMOUM路由协议性能仿真与分析32 4Vol.32 No.4第卷第期中南民族大学学报自然科学版2013年12月 Journal of South-Central University fo rNaNta. Sc tiio . Ena diltiio ti n es Dec.2013OMNeT + + AODV-UU 、 DSR-UU DYMOUM基于的和路由协议性能仿真与分析王文涛,王豪,郭峰,郑芳中南民族大学计算机科学学院,武汉430074摘要针对被动式单播路由协议 AODV-UU 、 DSR-UU 和 DYMOUM ,使用OMNeT + + Objective Modular NetworkTestbed in C + + 仿真软件,选取分组投递率、平均端到端时延和路由发现频率3个指标对 AODV-UU 、 DSR-UU 和DYMOUM , 3路由协议进行了性能仿真通过改变节点数目和节点移动速度分析比较了这些参数对个协议性能的, DYMOUM AODV-UU DSR-UU ,影响仿真结果表明协议在平均端到端时延和路由发现频率上优于和但在分组投递率上低于 AODV-UU 和 DSR-UU. 最后提出了对 DYMOUM 协议的改进.关键词移动自组织网路由协议性能仿真TP393 A 1672-4321 2013 04-0091-06中图分类号文献标识码文章编号Pecenrrafom Sntiolauim dna Asislyan fo AODV-UU ,DSR-UUdna DMO Y UM gtniuoR Prclstooo Bedsa no OMNeT + +Wang Waonte ,Wang Hao ,Guo Fnge ,Znghe FangCollege of Compute, rSSo ciuethn-cCeentral University for Nat, io Wnuaha lnit4i3e0s074,ChinaAtcartsb Aiming at passive unicast routing protocol,DASOR-UDUVa -UnUd DYMOUM ,we use the simulation soft toolOMNet + + Objective Modular Network Testbed inaCn+d+choose the packet deliv, earvyerraatigo e end-to-end delayand route discovery frequency to evaluate the performa,nDce SR-Uo U afnd AOD DVYM-UOUUM. We change the speedand numbers of the nodes to analyze and compare the effects of different parameters. The results show that DYMOUM isbetter than AODV-UU and DSR-UU at average end-to-end delay and route discov, erbuyt f isrelquo ewne cyr in packetdelivery ratio. In, thweeepnrdopose the improvements in DYMOUM.Ksdrowye Ad Hoc netwo rrkouting proto pecro fl ormance simulation[1]MANETproacti ve reactive移动无线自组网由一组无线移动为先验式路由协议和反应式路[2],节点组成是一种不需要依靠现有固定通信网络基由协议 . 在文献研究方面,传统的反应式 MANET[3] [4] [5]础设施就能够迅速展开使用的网络体系,所需人工经典路由协议DSDV 、DSR 和AODV 的性能比, 、、较研究已经完成. 文献[6]在 NS2 仿真环境下阐述干预最少是没有任何中心实体自组织自愈的网AODV、 DSR DYMO ,络.MANET 网络是对有线网络的补充和扩展,也是了和协议的工作原理文中采未来一种主要的网络接入方式. 由于其组网灵活、易用平均时延、平均跳数、包传递率和路由负载4个参, . MANET 3 ,于扩展当前发展十分迅猛目前对于网络数比较了这种反应式路由协议实验结果表明的研究主要集中在传输方式、组网方式和应用层上, DYMO 协议在平均时延和平均跳数上优于 AODV, DSR ,其中在组网方式的研究上路由协议的研究是个热和路由协议但在包传递率和路由负载上其性.MANET , AODV DSR . [7]门领域路由协议从拓扑方式来分主要分能低于和路由协议文献比较了2013-06-16收稿日期作者简介王文涛1967 -,男,副教授,博士,研究方向无线传感器网络,***********************.edu92中南民族大学学报自然科学版第32卷DSDV、 AODV DSR 、 Netfilter IP和的数据包分组投递率平均端递到钩子上的数据包会被捕获并可以通, .到端时延和路由负载指出先验式和反应式路由协过添加自定义代码进行修改议分别适用于何种网络环境,文献[8]虽然提出了 1.2 DSR-UU[11]DSR-UU用于嵌入式和多种平台的 AODV-UU 协议,但是并是比较经典的按需路由协议的原DSR-UU ,DSR-UU没有和同样用于嵌入式平台的和型主要由路由寻找和路由维护两种机制DYMOUM 路由协议进行比较分析.目前的研究主要组成.集中在经典反应式路由协议的性能仿真比较分析, 路由寻找当某个源节点S产生一个新分组需AODV- ,S在和硬件结合的嵌入式方面的改进协议如要传输给目的节点时就在该分组的分组头中添UU、 DSR-UU DYMOUM ,和则没有进行相应的仿真加一条源路由从而给出沿着该条源路由转发该分比较分析. 本文的主要贡献是,采用 OMNeT + + 网组至目的节点 D的转发跳序列. 通常情况下,S通过络仿真工具,在不同的节点数目和移动速度情况下, 搜索其路由存储器 out R e Cache 就能够找到一条3 、 ,对这种协议的分组投递率端到端时延和路由发合适的源路由路由存储器用于存储其以前获得的现频率3个指标进行分析比较,为嵌入式 Linux环路由. 如果 S在其路由存储器中没有找到任何可用境下反应式 MANET 路由协议的横向比较提供路由,那么 S初始化路由寻找协议来动态地寻找一. D , S D参考条到达的新路由并把源节点和目的节点分.别称为该路由寻找的发起节点和目标节点路由维护当使用一条源路由产生或者转发一1协议简介个分组的时候,发送该分组的每个节点都要负责证1.1 AODV-UU实该分组能够通过本节点到达该条源路由下一跳节[8]AODV-UU . 1, A B、路由协议是由瑞典乌普萨拉大学点的链如图节点使用一条经过中间节点Uppsala Universi和 ty爱立信公司联合发布的一种 C、 D的源路由为节点 E产生一个分组. 节点 C经过Ad Hoc . AODV-UU D网络路由协议路由协议是若干次确认请求之后仍然没有接收到节点的确AODV Linux , , D ,路由协议在嵌入式系统上的实现同认则认为从其到节点的链已经中断并且给节时又对 AODV 协议草案增加了其他功能. 例如 Hello点 A以及所有中间节点回送一个路由错误自 C接消息增加了单向链路检测和冲突避免. 由于 AODV 收到 D的最后一个确认以来,这些节点可能已经使MAC 802.11DCF , 802.11DCF C D . A ,路由协议层采用标准用从到的链节点接收到错误路由后从其, ,中的广播信息传输速度要低于单播并且传输范围路由存储器中删除中断链如果需要重传分组的重大于单播,因此,当单播信息失败后,节点还可能认传由上层协议如 TCP 执行., .为链路是活动的这样就会引起报文错误率增加[9]AODV-UU F R C3561 ,同样遵循路由协议标准并且在平均端到端时延和路由开销方面的性能要优于图1 DSR-UU 路由维护[10]AODV 和 AOMDV 协议 . AODV-UU 是基于Fig.1 DSR-UU routing maintenanceNetfilter ,AODV-UU ,框架实现的至今仍在更新AODV-UU .主要包括路由发现和路由维护两部分1.3 DYMOUM路由发现当 Netfilt从端口捕获输入或者输出报 er [12]DYMOUM AODV-UU ,并不是协议的扩展而文后,检查报文当中的目的地址是否在当前路由表是将 AODV-UU 的序列号、跳数计数和 E R RR 保留, , , ,中如果在将报文放行否则将报文放到缓存队列DSR-UU ,DYMOUM并加入的源路径积累思想主要中,然后向用户层的守护进程发送路由查找消息,如.也是由路由发现和路由维护两个机制组成果找到有效路由表则通知缓存模块,缓存模块将含路由发现 DYMOUM 的路由发现机制和 DSR-,有目的地址的报文重发在定时器时间内如果没有UU 的路由发现机制类似,当一个节点需要通信时,, . AODV-找到有效路由此报文将被丢弃路由维护.创建一个到目的节点的路由当源节点要和目的节UU 使用内核交互的方式更新内核路由表,AODV-, E RR Q ,点通信时源节点广播包直到目的节点收UU 的内核模块使用 Netfilt钩子来决定包是到来 er到 E RR Q 包,目的节点返回给源节点 E RR P 包建立, ,的还是出去的并且决定它应该被接收还是转发投第4期王文涛,等基于OMNeT + + 的 AODV-UU 、 DSR-UU 和 DYMOUM 路由协议性能仿真与分析 93 . 1 OMNeT + +反向路由一个模型是通过交换信息来通DSR-UU ,DYMO -UM. ,路由维护与相比发现讯的组件模块来构建的模块可以嵌套也就是断路后会通知全网中使用该断裂链路的节点,但没说,几个模块可以组成一个复合模块. 在创建模型有在传输数据的时候采用源路由,而是仅仅在路由时,需要将系统映射到一个相互通讯的模块体系中, , 2 NED .发现过程中使用路由控制包携带更多路由信息没用语言定义模型的结构可以在有沿用 DSR-UU 在数据包中携带源路由的做法. OMNeT + + 提供的 IDE中以文本或图形化方式来编辑 NED文件3C + +模型的活动组件简单模块需要用2 仿真实验,来编程当中要使用仿真内核及类库2.1 仿真场景 4 提供一个拥有配置和参数的 omnetpp. ini实验采用 OMNeT + + 作为仿真工具,OMNeT + 文件给模型,一个配置文件可以用不同的参数来描+ , C是面向对象的离散事件网络仿真工具它使用述若干个仿真过程+ + , OSI , NS-2、 OPNET 5 构建仿真程序并运行. 可以将代码链接到编程支持七层网络结构与等网络仿真软件相比,OMNeT + + 能够运行于多个 OMNeT + + 的仿真内核及其提供的一个用户接口, ,操作系统平台能够把网络拓扑和节点定义模块化命令行和交互式接口或图形化接口. inetmanet-2.0 6大大提高了仿真效率协议采用包里将仿真结果写入输出向量和输出标量文件面的 grid_aodv 协议,仿真场景分别是 AODV-UU 、中,使用 IDE中提供的分析工具来进行可视化. 结DSR-UU 和 DYMOUM. 仿真的运动场景是每个移果文件是普通的文本,所以能用 R 、 MATLAB 或其它2000 ×1000m .动节点在的矩形区域不停地随机运工具来进行绘图MassMobility, 仿真流程图如图2. 得到* . vec矢量文件之后,动运动模型是仿真时间设置为100s.仿真的消息长度是512 Byte,应用层开始发送我们用 MATLAB 软件进行绘图.UDP unifor 1ms, 60s, 1 , 2.3包的时间服从均匀分布延仿真结果及分析20s, . Ad Hoc时限制为目的节点随机生成仿真时采用的业我们选择了以下在网络中评估网络性务场景见表1. 能的指标1 平均端到端时延数据分组从源节点到目1表业务场景, 、的节点所需要的平均时间包括路由发现时延数据Tab.1 Scenario scene、 MAC包在队列中的等待时间传输时延以及层的重参数类型参数值传时延,反映路由有效性.messageLength 512 BytestartTime unifo r1ms, 60s, 1delayLimit 20s平均端到端时延destAddrNR G 1∑接收数据包时间 - 发送数据包时间.接收数据包个数2. 2. 4GHz,仿真的信道参数见表信道频率是最大发送功率2.0mW,路径损耗系数是2,信道数量 2 丢包率应用层收到的丢失分组数与发送是1,Mac层协议选取的是802.11. 的分组数之比,反映路由可靠性.表2 信道参数传输层未收到分组数×100%.丢包率Tab.2 Channel parameters传输层收到分组数参数类型参数值carrierFrequency 2.4GHz3 .路由发现频率每个节点传输数据量反映p 2.0mW路由传输错误率和网络竞争水平.alpha 2numChannels 12.2仿真步骤路由发现次数.路由发现频率仿真时间用 OMNeT + + 进行仿真的流程如下94 中南民族大学学报自然科学版第32卷2图仿真流程图Fig.2 Simulation flow chart仿真共使用 7种不同的节点运动速度 0,50, 果图. AODV-UU 、 DSR-UU 和DYMOUM 在 50个节100, 150, 200, 250, 300 m/s,根据节点运动速度的不点和100个节点的平均端到端时延、丢包率、路由发, . 50 , 3 ~5 .同网络拓扑变化剧烈程度不同我们取个或者现频率分别如图所示100 , MATLAB个节点的平均值用工具绘制仿真结3图平均端到端时延与节点移动速度仿真结果图Fig.3 e R sults figure of average end-to-end delay with the node speed 第4期王文涛,等基于 OMNeT + + 的 AODV-UU 、 DSR-UU 和 DYMOUM 路由协议性能仿真与分析 954图丢包率与节点移动速度仿真结果图Fig.4 e R sults figure of loss rate with the node speed5图路由发现频率与节点移动速度仿真结果图Fig.5 e R sults figure of route discovery frequency with the node speed 平均端到端时延由图 3可知,DYMOUM 协议致,在节点较多时,DYMOUM 的丢包率急剧上升,这的平均端到端时延优于 AODV-UU 和 DSR-UU 协是因为 DYMOUM 只对基本的路由维护作出规定,, DYMOUM , Hello议主要是协议使用了路径积累更能有并没有说明路由维护是采用传统的包维护机效发现路由,此外,DYMOUM 的路由维持效率比制、链路检测反馈机制还是像AOMDV 的多路径维AODV-UU DSR-UU . 3 , .和高从图中还可以看出护机制AODV-UU 100m/s ,DYMOUM的时延在节点移动速度为时到路由发现频率在路由发现频率上达一个峰值,DSR-UU 时延在节点移动速度为50m/ 的表现明显要优于AODVUU 和 DSRUU ,不过 DSRs , DYMOUM , , ,时到达一个峰值而表现比较稳定随由于其源路径累积思想在路径基本建立完成之后,3 .着节点移动速度的增加个协议的时延都出现增路由发现频率趋于稳定长,这是因为节点移动速度越快,拓扑变化越剧烈, 由以上仿真结果及性能分析可知,DYMOUM 的, . AODVUU路由重建次数就越多时延就会升高平均端到端时延和路由发现频率优于和丢包率从图4可以看出,在50个节点的情况 DSRUU 协议. 当节点数目较少时,DYMOUM 协议的下,节点移动速度较低时,DYMOUM 丢包率较低,表丢包率略高于 AODVUU 和DSRUU 协议,三者差别, , ,DYMOUM现较好而且整体表现较为平稳但是当节点速度较并不大当节点数目较多时协议的丢包高时,DYMOUM 和AODVUU 丢包率接近,均大于率明显高于AODVUU 和DSRUU 协议. 因此,DYMOUMDSRUU 的丢包率在 100个节点的情况下, 协议适用于对时延和开销要求较高的网DYMOUM AODVUU DSRUU , AODVUU DSRUU的丢包率比和要高出络而和适合对丢包率要求较高很多,AODVUU 和 DSRUU 的丢包率基本接近. 因的网络. 在节点数目较大时,AODVUU 和 DSRUU 的, , 3 ,DYMOUM此在节点较少的情况下个协议的丢包率基本一丢包率基本一致的丢包率明显不如。

AODV路由协议

AODV路由协议

AODV路由协议AODV是由Nokia研究中⼼的Charles E.Perkins和加利福尼亚⼤学Santa Barbara的Elizabeth M.Belding-Roryer以及Cincinnati⼤学Samir R.Das等共同开发,已经被 IETF MANET⼯作组于2003年7⽉正式公布为⾃组⽹路由协议的RFC标准。

AODV实质上就是DSR和DSDV的综合,它借⽤了DSR中路由发现和路由维护的基础程序,及DSDV的逐跳(Hop-by-HoP)路由、⽬的节点序列号和路由维护阶段的周期更新机制,以DSDV为基础,结合DSR中的按需路由思想并加以改进。

AODV在每个中间节点隐式保存了路由请求和应答的结果,并利⽤扩展环搜索的办法来限制搜索发现过的⽬的节点的范围。

AODV⽀持组播功能,⽀持Qos,⽽且AODV中可以使⽤IP地址,实现同Internet连接,但是不⽀持单向信道。

和DSDV保存完整的路由表不同的是,AODV通过建⽴基于按需路由来减少路由⼴播的次数,这是AODV对DSDV的重要改进。

和DSR相⽐,AODV的好处在于源路由并不需要包括在每⼀个数据分组中,这样会使路由协议的开销有所降低。

AODV是⼀个纯粹的按需路由系统,那些不在路径内的节点不保存路由信息,也不参与路由表的交换。

AODv协议可以实现在移动终端间动态的、⾃发的路由,使移动终端很快获得通向所需⽬的的路由,同时⼜不⽤维护当前没有使⽤的路由信息,并且还能很快对断链的拓扑变化做出反应。

AODV的操作是⽆环路的,在避免了通常Bellman-ford算法的⽆穷计数问题的同时,还提供了很快的收敛速度。

AODv的路由表中每个项都使⽤了⽬的序列号(Destination Sequence Number)。

⽬的序列号是⽬的节点创建,并在发给发起节点的路由信息中使⽤的。

使⽤⽬的序列号可以避免环路的发⽣。

AODV使⽤3种消息作为控制信息 :RouteRequest(RREQ),RouteReply(RREP)和 RouteError(RERR)。

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MANET网络中的单播路由协议AODV和DSR比较许双朋北京邮电大学电信工程学院,北京(100876)E-mail:datuzi_81@摘要:本文对MANET及其单播路由协议AODV与DSR进行介绍。

同时,通过仿真软件GloMoSim对AODV与DSR性能进行仿真,通过对结果的分析,比较两个协议的优缺点,给出两个协议适用的环境。

关键词:移动分布式多跳无线网,AODV,DSR,路由协议1.引言近年来,随着通信技术的发展,人们对于网络更大的移动性的要求使得MANET(Mobile Ad hoc Networks)成为整个社会研究的热点,尤其MANET中的路由问题受到广泛关注。

到目前为止提出了许多MANET路由协议,例如AODV和DSR。

通过使用一些仿真软件(如GloMoSim等)可以对路由协议进行仿真评估。

本文着重对MANET分析及对MANET路由协议AODV与DSR进行介绍,并对AODV与DSR仿真和定量比较。

2.MANET及其路由协议2.1 MANET综述MANET(Mobile Ad hoc Network)是一组自治的移动节点或终端的集合,这些节点之间通过形成一个多跳的临时性无线自治网络以无中心的方式来维持通信,即节点间的通信不需要固定基站的转接。

MANET又称为移动自组织网络。

下一代的无线通信系统中有快速部署独立的移动用户的需求,在没有任何通信设施的情况下,或者虽然有一定的网络设施但是太昂贵、不方便使用时,比如为救火抢险、灾难恢复和军事作战等环境,临时建立有效可靠的动态无线通信设施。

这种网络不能依靠中心控制而只能采用分布式的MANET来建立通信。

2.2 MANET路由协议分类根据发现路由的驱动模式的不同,MANET的路由协议大致可以分为表驱动路由协议和按需路由协议。

在表驱动路由协议中,每个节点维护一张包含到达其它节点的路由信息的路由表。

当检测到网络拓扑结构发生变化时,节点在网络中发送更新消息,收到更新消息的节点将更新自己的路由表,以维护一致的、及时的、准确的路由信息,所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。

这种路由协议的时延较小,但是路由协议的开销较大;按需路由协议,是一种当需要发送数据时才查找路由的路由协议。

在这种路由协议中,节点不需要维护及时准确的路由信息,当向目的节点发送报文时,源节点才在网络中发起路由查找过程,寻找相应的路由。

与表驱动路由协议相比, 按需路由协议的开销较小,但是数据报传送的时延较大。

第1类路由包括DSDV、CGSR、WRP等。

第2类路由包括DSR、AODV、TORA等。

两类路由协议比较如表1所示。

表1 两类路由协议的之间比较表参数按需路由表驱动路由路由信息的可用性需要时有效一直有效路由体系结构无级路由大多数为无级,除CGSR是否需要周期性更新否是处理移动性使用本地路由发现通知其它节点使路由信息一致产生的信令开销随移动性增加而增加比按需路由大3.路由协议AODV与DSR的具体研究AODV与DSR都属于按需路由协议,是MANET中性能较好的、比较典型的路由协议,下面分别对二者进行详细介绍。

3.1 AODV路由协议AODV(Ad hoc on demand distance vector routing) [1]是采用基于距离矢量的算法的一种路由协议,它只在必要的时候请求路由,而且不要求节点维持当前通信中不使用的路由,也就是说,只要通信的节点之间有可用路由,AODV不起任何作用。

AODV采用RREQ(Route Request),RREP (Route Reply),以及RERR (Route Error)等消息进行路由控制。

AODV中的两个重要协议过程是路由发现和路由维护。

路由发现:当使用AODV路由协议时,如果一个节点要发送一个数据包给一个目的节点,并且它不知道到达该节点的路由或者到该节点的路由已经过期,则采用路由发现过程来动态地决定这条路径。

AODV路由发现过程如图1所示。

当源结点S需要发送数据给目的结点D,但路由表中没有到达D的可用路由时,启动路由发现过程。

S首先广播一个RREQ消息,其中包含源结点S的IP地址,需要搜索的目的结点D的IP地址和唯一的RREQ ID。

发送RREQ消息的同时S设置定时器,等待D回复RREP消息。

其他收到来自S的RREQ消息的邻居站点A和B会分别转发给自己的邻居站点,如此扩散下去。

中间站点A、B、C依据RREQ中的“源目的地址”和RREQ ID来判断自己是否转发过此RREQ消息,如果转发过则不再转发,以减少网络过多的RREQ。

图中,A结点先收到来自S的RREQ消息则转发出去,之后收到经B点转发过来的RREQ,A 点判断曾经转发过,则不处理这一来自B的RREQ。

同样,若C点先收到来自A的RREQ 消息,也直接丢弃由B点转发的RREQ消息。

每个接收到RREQ消息的中间站点转发RREQ 消息的同时,会在路由表中记录上一跳结点的信息,以及源结点的信息(IP地址),建立一个路由入口,而且,会设置一个路由定时器,如果在定时器时间内该路由入口从未被使用过,则该路由就会被删除。

当目的站点D收到经中间站点S、A、C依次转发过来的RREQ 消息时,则按原路径C、A、S以单播方式回复RREP消息,这时,源结点和目的结点之间就建立了一条正反方向的双向路由S-A-C-D。

AODV协议采用“扩展环搜索”的方式发现路由,每次发送RREQ但收不到目的站点的RREP,源结点都会设置超时计数器,这个超时时间逐渐增长,直到达到最大值。

图1 AODV的路由发现过程路由维护:当一个节点检测到其到邻节点的路由不再有效时,触发路由维护过程。

它要删除路由表中的该路由项,发送一个链路失效消息,这时一个路由应答消息通知正在使用该路由的邻节点该路由也不可用。

接收到该消息的邻节点也要重复上述过程,直到该消息到达源节点。

源节点可以选择中止数据发送或者通过发送一个新的RREQ消息来请求一条新的路由。

3.2 DSR路由协议DSR(Dynamic Source Routing)[2]允许网络节点动态发现经过多跳路径的路由,其最重要的一个特点是利用了源路由。

也就是说,发送方的数据包头的源路由项中包含它必须要经过的所有节点的地址有序列表。

DSR不使用周期性的路由广播消息,因而可以有效地减少网络带宽的开销、主机的电源消耗,并可以有效地避免网络中大面积的路由更新。

协议的所有操作都是按需进行的,与AODV相似,DSR协议也包含路由发现和路由维护两个重要协议过程。

路由发现:源节点广播带有路由请求选项的数据包,每一个中间节点接收到该数据包后搜寻其路由缓冲区,看是否有到达目的节点的路由信息。

DSR在路由缓冲区中存储所有已知的路由信息。

如果没有找到合适的路由,中间节点要转发该路由请求数据包,同时将自己的地址写入源路由项中。

一直到达目的节点或者和目的节点之间有可达路由的之间节点时才停止转发路由请求数据包。

此时接收到路由请求数据包的节点发送一个带有路由应答选项的数据包到请求路由的源节点,该路由应答数据包中包含了可以到达目的节点的逐跳的源路由。

但是由于无线链路存在不对称性,路由请求应答不能简单地按路由请求数据包发送的路径发回源节点,倘若目标节点的路由缓存器内已存在回源节点的路由,则路由应答数据包可经这条路径发回源节点,否则,要启动路由发现过程。

DSR的路由发现过程是一个寻找从源节点到目的节点之间的源路由的过程。

当某一个源节点发起一个新的数据包送到一个目的节点,源节点就在包头中放入一个源路由,其中包括跳的顺序且数据包按此顺序到达目的地。

通常,传送者将通过它以前知晓的路径的路由缓冲区来得到一个合适的源路由,如果缓冲区里没有路由,它将起始一个路由发现过程来动态寻找一个新的到达目的节点的路由。

DSR的路由发现过程如图2所示。

DSR的路由发现请求DSR的路由请求应答图2 DSR的路由发现过程路由维护:当网络的拓扑结构发生变化而不能使用原先的路由转发数据包到目的节点时,就会启动路由维护过程。

这种情况的发生可能是因为源路由项中的某个节点移出了其他节点的覆盖范围,或者是关闭电源使得该路由不可用。

当路由维护过程检测到正在使用中的路由发生问题时,要发送一个此外报文给源节点。

接收到该错误报文以后,源节点将该节点从源路由选项中删除。

倘若还有数据包要发送,则源节点要重新启动路由发现过程来获得新的路径。

DSR充分使用了源路由发现机制和路由缓存,不需要维护路由更新信息,有效地降低了系统的开销。

而且,每个中间节点都可以通过扫描其转发的数据包来获得路由信息,这些路由信息可以被缓存以备将来使用。

然而,每个数据包都有包含一个源路由的开销,当数据包不得不经过众多的中间节点时,也会导致开销的增加。

但是相对于路由信息的更新引入的开销而言,还是可取的。

3.3 定性比较我们可以从以下几个方面对AODV和DSR定性比较:1 算法基本类型:AODV采用逐跳路由的算法,每一个节点仅仅是记住下一跳;DSR使用源路由算法,每一个节点记住整个路由。

2 路径支持:AODV单一路径;DSR多路径支持,一条路径损坏可以使用路由缓存中其他路径。

3 周期性广播:AODV为了维护路由还周期性地发送Hello分组;DSR不需要周期性广播。

4 逻辑结构:二者均是平面式路由,协议中所有节点地位平等。

5 单向链路支持:AODV依赖于对称性的链路;DSR可以处理非对称性链路的网络。

6 路由获取时机:DSR首先检查缓存是否存在未过期的到目的节点的路由,如果存在,则直接使用可用的路由,否则启动路由发现过程;AODV只要需要到新节点的路径就启动路由发现过程。

4.AODV与DSR的GloMoSim仿真与定量比较4.1仿真的目标通过建立仿真模型,设置仿真环境变量,对AODV与DSR进行仿真,分析比较二者在MANET中的适用性和性能优劣程度。

4.2 仿真环境的设置为了对AODV与DSR进行定量比较,这里对二者设置相同的仿真环境,如表2所示。

每次仿真,只需改变对停顿时间设置,其他参数均不用改动。

对输入进行设定如下所示:CBR 39 20 0 64 0s 0s 0s其中,CBR 代表恒定比特流;39是发送节点号;20是目的节点号;0代表应用层产生CBR包的数目,此处设置为0意味着在整个仿真过程中有持续不断的CBR数据包产生;64代表CBR数据包大小64byte,包产生间隔0.25s,即4packets/s;三个0s依次代表应用层的发CBR 包中断时间,应用层发CBR包起始时间,应用层发CBR包终止时间,均为0s意味着在整个仿真过程中有持续不断的CBR数据包传送出去。

表2 仿真环境的设定参数值仿真时间(s) 900数据速率(bps) 2M仿真区域(m2) 1000*1000移动模型random waypoint传输范围(m) 250MAC协议802.11节点数50源节点数20节点速率(m/s) 0-20流量模型CBR停留时间(s) 0 30 120 300 600 900 4.3仿真结果的定量比较仿真过程中,将选择两个比较有代表性的指标对AODV与DSR进行定量比较。

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