主动路由协议

对于目前所提出的众多MANET路由协议，协议性能的分析和比较重点集中在DSDv, AODV, DSR和ToRA等几种路由算法上，通过报文发送率、路由开销、路径最优性、吞吐量、平均端到端时延等参数对路由协议的性能进行评估和比较。根据国内外公布的MANET路由协议仿真实验结果进行研究，可以得出这样的结论：各种不同情况的比较下，如不同的数据源数

根据路由建立时机与数据发送的关系可以把路由协议分为三种：主动路由

协议、按需路由协议、混合路由协议。主动路由协议是事先给定所有路径，并不考虑实际中

是否用到具体的路径。这种方式路由的建立、维护的开销都很大，资源要求高，不适合于传

感器网络。按需路由协议是在传输中需要路径时才按需要去计算合适的路径，这种方式会产

生较大的时延。混合路由协议是综合利用前面两者的一个结合体。由于无线传感器网络中节

点能量有限，且只具有局部网络信息，一般都是采用按需路由或者是混合路由协议。

根据路由过程中节点的通信模式可以把路由协议分为以下几种：单跳协议，传感器节点把采

集到的数据直接发送给基站节点。在这种方式中，如果网络规模较大，则节点的能量会很快

耗尽；随着节点数目的增加，网络中的数据冲突也会变得更加严重。洪泛式路由协议，这是一种简单的协议，它不需要维护网络的拓扑结构和路由计算。接收到数据的节点以广播的方

式转发给所有邻居节点。虽然这种方式的路由协议实现很直接，但它有严重的缺陷，会带来

网络内信息的内爆和交叠。而且对资源有很大的浪费。

平面型路由协议，网络中所有节点都是地位平等的。当一个节点需要发送数据给基站节点时，

可以通过其它节点作为中间节点进行转发，最后到达基站节点。也是一种多跳的传输数据的

方式。一般来说，在基站节点附近的节点参于数据中转的概率要大于远离基站节点的传感器节点。因此，基站节点附件的传感器节点由于频繁的参于数据转发而会很快的耗尽能源。平面型路由协议实现简单，健壮性好：但建立、维护路由的开销较大，数据传输的跳数多，一

般适用于规模小的网络。

层次型路由协议，基本思想是把传感器节点分成不同的簇，簇内部的通信工作由簇头节点完成，同时簇头节点完成数据聚集和融合；少通信的数据量，最后簇头节点还要负责把处理后

的数据发送给基站节点。这种路由协议可以很好的满足传感器网络的可扩展性，适用于大规

模的网络。但是簇的维护开销较大，簇头节点是路由的关键节点，其产生和维护都很重要，一旦失效会对路由造成较大影响。

从不同的应用性能角度出发可以将路由协议分为多种类型。

基于查询的路由协议，在环境监测、战场评估等应用中，需要不断查询传感器节点采集的数

据；基站节点发出查询任务，传感器节点向查询节点报告采集的数据。在这类应用中，通信流量主要是查询节点和传感器节点之间的命令和数据传输，同时传感器节点的采集信息在传

输路径上通常要进行数据融合，通过减少通信流量来节省能量。

地理位置路由协议，它利用节点的地理位置信息，把查询或者数据转发给特定的区域，从而缩小了数据的传输范围。在一些目标跟踪类应用中，往往需要唤醒距离跟踪目标最近的传感器节点，以得到关于目标的更精确位置等相关信息。在这类应用中，通常需要知道目的节点

的精确或者大致的地理位置。把节点的位置信息作为路由选择的依据，可以对节点进行域的

化分，从而缩小数据发送的范围，还可以帮助完成节点的路由功能，并降低系统专门维护路

由协议的能耗。

以数据为中心的路由协议，它提出对传感器网络中的数据用特定的描述方式命名,数据传输

基于查询并依赖于数据命名， 所有数据通信限制在局部范围内。 某些应用中要求查询或者上 报具有某种类型的数据，这是以数据为中心的路由协议的应用基础。 这种方式的通信不再依

赖于特定的节点，而是依赖于网络中的数据， 从而减少了网络中大量传输的冗余数据， 降低 了不必要的开销，以延长网络的生命周期，但需要分类机制对数据类型进行命名。

路由选择中如果考虑服务质量 （Qos ）的约束，就成为可靠的路由协议。这类路由在建立时， 需要考虑时延、丢包率等服务质量因素。在某些无线传感器网络的应用中对通信的实时性、 可靠性等有较高的要求，而无线传感器网络中，通信信道质量比较低、

拓扑变化频繁，要实

现服务质量保证，就需要设计相应的可靠的路由协议。

另外根据传输过程中采用的路径的数目分为单路径路由协议和多路径路由协议，

单路径节约 存储空间，通信量少。多路经容错性强，健壮性好，可以从多条路径中选择一条最优路由。 根据是否进行了数据聚合处理可以分为数据聚合的路由协议和非数据聚合的路由协议。

数据 聚合能减少通信量，但需要时间同步技术的支持，并且使传输的时延增加。

由于无线传感器网络的路由协议按采用的通信模式、 路由结构、路由建立方式、状态维护以 及应用场景等不同的方法可以有很多的分类。 在实际的研究中一般考虑多方面因素， 组合多 种策略实现路由机制，所以同一路由协议有时可以分属不同分类。

表驱动路由协议中重点介绍了 DBF 协议，另外DSDV WRP 也进行了简单的描叙。而按

需路由协议重点介绍了 AODV 与LAR 另外还介绍了 DSR TORA ABR 、SSR 等重要 的路由协议。最后对各种路由协议进行了总结和对比。

通过对 DSDV,DSR,AODV 和TORA 4种典型路由协议在节点移动性可变， 通信源可变的情况

下分组交付率、数据分组的平均端到端时延、标准化路由载荷和平均端到端吞吐量 4种性

能指标的对比分析可知：表驱动路由协议端到端延时好于按需驱动路由协议端到端延时， 而

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。

由此得出：没有 一种路由协议是“万能”的，各协议在不同的网络环境中各有优势：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；而那些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［9］，AODV 和DSR 两个协议表现突出，两者均使用按需路由寻找，但是路由算 法机制不同：对于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，并且随着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。 4总结 ,由于各协议的实现机制不同，因此三种协议在不同的性能参数方面表现

:表驱动路由协议 （DSDV ）的平均时延要小于按需路由协议 （AODV 路由开销和能量消耗等性能不如按需路由 另外，在节点移动速度增加 节点停留时间减

小的情况下，三种路由协议的性能都有着不同程度的下降

综合来讲，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

从仿真实验可以看出 出相应的优点和缺点

DSR ）但分组投递率