移动AdHoc网络路由

移动AdHoc网络路由

班级：2012级通信工程1班

姓名：齐瑛瑛

学号：201202030012

指导老师：郭汝静

移动AdHoc网络路由

摘要：目前，移动AdHoc 网络越来越受人们的重视,而其中路由协议的性能优劣是个很重要的问题。基于对移动AdHoc网络路由的初步认识，本文主要对移动AdHoc网络路由的特点、协议分类、协议的工作过程、应用领域以及具有代表性的路由协议性能进行了比较分析,这有助于了解各种路由的优点，从而更好地解决Ad hoc网络中存在的问题。

关键词：Ad hoc网络；路由协议；AODV；DSR；DSDV

一、什么是AdHoc网络

移动自组网（ＭｏｂｉｌｅＡｄｈｏｃＮｅｔｗｏｒｋ，简称Ａｄｈｏｃ网络或ＭＡＮＥＴ），是由一系列的带有无线收发装置的移动终端组成的，不依赖于任何已有的网络基础设施的一种多跳临时自治系统。Ａｄｈｏｃ网络中各终端通过无线链路进行协作通信，它们可以动态地接入、离开网络。正是由于Ａｄｈｏｃ网络的这种无中心性和自组织性，使得它广泛地应用于军事战场与抢险救灾等没有预先存在通信基础设施场合下的通信。

Ａｄｈｏｃ网络中的各个移动终端相互协作，某一终端若要与其他不在通信范围内的终端进行通信．可以通过网络中的其他终端进行分组转发，即网络中的每个移动终端除了有作为普通终端的与用户交互的功能以外，还必须具备传统分组交换网络中路由器的功能。因而，对适用于Ａｄｈｏｃ网络的路由协议的研究，已成为网络领域中的一个重要的课题，受到学术界的广泛关注。

二、移动Ad hoc网络路由的特点

1、动态拓扑

节点具有任意移动性。此外，无线传播条件的快速改变，也导致了网络拓扑需以不可预测的方式任意和快速地改变；

2、带宽限制和变化的链路容量

移动Ａｄｈｏｃ网络采用无线传输技术作为底层通信手段，其相对于有线信道具有较低的容量；并且由于多路访问、多径衰落、噪声和信号干扰等多种因素，使得移动节点的实际带宽小于理论上的最大带宽值；

3、能量限制节点

移动节点依靠电池提供工作所需的能量。减少功耗将是影响网络协议设计的一个非常重要的因素；

4、有限的安全性

通常，移动无线网络由于采用无线信道、有限电源、分布式控制等原因，会比有线网络更易受到安全性的威胁。这些安全性的攻击包括窃听、电子欺骗和拒绝服务等攻击手段。除此之外，由于Ａｄｈｏｃ网络本身结构特点就决定了它还具有以下特征：

5、多跳通信

无线Ａｄｈｏｃ网相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时

刻、任何地点不需要现有信息基础网络设施。这也是个人通信的一种体现形式；

6、分布式控制

无线Ａｄｈｏｃ网络中的用户节点都兼备独立路由和主机功能，不存在一个网络中心控制点，用户节点之间的地位是平等的，网络路由协议通常采用分布式控制方式，因而具有很强的鲁棒性和抗毁性

7、网络自主性

由于无线收发机的信号传播范围有限，Ａｄｈｏｃ网络要求支持多跳通信。这种多跳通信由此也带来了隐藏终端、暴露终端和公平性等问题。

三、Adhoc路由协议的分类

图1

图2 动态源路由协议（DSR)是一种基于源路由的按需路由协议，由路由寻找和

路由维护两个主要机制组成。DSR 协议中，源节点知道到达目的节点的完整路径，这些路径存于路由缓存中，数据分组的包头携带该源路由。

Ad Hoc 按需距离矢量路径（AODV)是基于距离矢量的算法，其明显特点是

每个路由条均使用一个目的的节点序列号，以此确保路由是开环的，并且实现简单AODV 协议在Ad Hoc 网络中使用较为广泛。

最优化链路状态路由协议（OLSR)是经典链路状态算法的最优化版本，其主

要概念是多点中继。

四、动态源路由（ＤＳＲ）

1、ＤＳＲ是一种基于源路由的按需路由协议，它使用源路由算法而不是逐

跳路由的方法。在DSR 中，节点有一个高缓冲区用来存放所知道的目的节过程。路由发现和点的所有路由。DSR 主要包括两个过程。路由发现和路由维护。当节点S 向节点D 发送数据时，它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，则直接使用可用路由，否则启动路由发现过程。具体过程如下： 源节点A 将使用洪范法发送路由请求消息（RREQ ），RREQ 包含源节点和

目的节点地址以及唯一的标志号，中间节点转发RREQ ，并附上自己的节点标识。驱动方式划分

按需驱动路由协议

典型代表：DSR 、AODV

协议

表驱动路由协议 典型代表：OLSR 协议

如下图所示：

图3 DSR的路由发现过程

当RREQ消息到达目的节点或任何一个目的节点路由的中间节点时（此时，RREQ 中已记录了从A到G或该中间节点的所经过的节点标识），G或该中间节点将向A发送路由应答消息（RREP)，该消息将包含A到G的路由信息，并反转A 到G的路由供RREP消息使用。

中间节点使用cached路由发送路由响应消息，通过混杂模式来监听和存储路由。采用分组的跳记数来低分组的生存期，延迟路由响应消息以避免本地冲突。

2、DSR的优点

（1）节点不需要周期性的发送路由广播报文。

（2）无需维护到整个网络的路由信息，节点只需要维护与之通信节点的路由，减少协议开销。

（3）能够完全消除路由环路。

（4）一次路由发现过程可以产生多条到目的节点的路由，故能够提供多条路由。

（5）可用于单向信道。

（6）支持中间节点应答使原节点快速获得路由。

3、DSR的缺点

（1）由于缓存会引起过期路由。过期路由会影响路由选择的准确性问题。

（2）数据报文的头部都需要携带完整的目的节点的路径，造成数据包的额外开销增大，降低网络带宽的利用率，不适合网络直径大的自组网，网络可扩展性不强。