AODV路由协议的正确性研究
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刘海燕
1 Ad hoc网络介绍（1/2）
Ad hoc网络是一种自组织的无线多跳网。它不需 要固定的基础设施作支撑。
网络中所有节点都是移动的，并且都能以任意方 式动态地保持与其他节点的联系，网络节点可以 随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使 网络的拓扑结构随时发生变化。
两个无法直接进行通信的终端用户可以借助其他 节点进行分组转发。每个移动节点兼备路由器和 主机两种功能。
刘海燕
AODV Messages
Route request (RREQ) Route reply (RREP Route error (RERR) Hello messages
刘海燕
Route Discovery
刘海燕
Route Maintenance
Periodic Hello message to detect continued presence of neighbours
一个路由算法应当在高的业务负载的情况下，在保证相同 的时延条件下，可以增加网络的通过量；在轻负荷和中等 负荷的情况下，可以减少每一个分组的平均时延。
刘海燕
2 最优的路由算法(2/2)
理想的路由算法应具有如下的一些特点： 1)算法必须是正确的和完整的。 2)算法在计算上应简单。 3)算法应能适应通信量和网络拓扑的变化。 4)算法应是公平的。 5)算法应是最佳的。
AODV是基于距离矢量算法的路由协议。AODV只在路由表 中保持需要的路由，通常每一个目的节点保存一条路由，每 条路由信息都有生存期，若超时则该项路由信息无效。 AODV采用每个目的节点中保存的序列号来保持路由信息的 有效性，所有的路由分组都保存序列号。
DSDV和DSR的结合 Route is set up only when requested Nodes not along active paths not required to maintain
刘海燕
3 Ad hoc网络中的AODV路由协议
3.1 Ad hoc网络路由协议概述 Ad hoc网络的路由协议大致可以分为先验式（Proactive）路由协议（如
：DSDV）、反应式（Reactive）路由协议（如：DSR/ /TORA/ARP）以及混 合式路由协议（如：AODV）。
先验式路由协议又称为表驱动路由协议（Table-driven），在这种路由协 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。源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目 的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小，但是路由协议的开销较大。
反应式路由协议，又称为按需路由协议（On-Demand Routing），是一 种当需要发送数据时才查找路由的路由算法。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，找到相应的路由。与先验式路由协议相比，反应式路由协议的 开销较小，但是数据报传送的时延较大。
When a link break is detected
Node sends a RERR containing list of unreachable destinations due to link break
Receiving nodes forwards RERR to precursors of unreachable destinations
刘海燕
1 Ad hoc网络介绍（2/2）
Ad hoc网络通过分组转发 完成数据的交换，需要路 由协议进行分组转发决策 。无线信道变化的不规则 性和节点的移动、加入、 退出都会引起网络拓扑结 构的动态变化。从而路由 协议完成监控网络拓扑结 构的变化、路由信息的交 换、寻找目的节点、产生 、维护并优化路由，保持 网络数据传输的畅通。
AODV路由协议的正确性研究
蔡雪莲
研究内容
路由协议是Ad hoc网络协议栈的重要组成 部分，在无线环境下Ad hoc网络的移动特 性对路由协议提出了更高的要求。本文在 介绍现有AODV路由协议的基础上，重点证 明该协议的正确性，并对路由协议的评估 做了深入的研究。
Hale Waihona Puke Baidu刘海燕
内容安排
1 Ad hoc网络介绍 2 最优的路由算法 3 Ad hoc网络中的AODV路由协议 4 结束语
刘海燕
2 最优的路由算法(1/2)
路由算法是网络层协议，路由算法既要试图使网络的通过 量最大，又要试图使网络的平均分组时延最小。
路由算法通常很复杂，表现在： 1）路由算法要求要求子网中所有的节点互相协调，而不 像链路层和高层那样仅涉及一对对等模块之间的协调； 2）路由算法必须处理链路和节点的故障，要求对业务进 行重新定向，并对系统维持的数据库进行更新。 3)必须达到高的性能，当网络部分区域拥塞时，路由算法 必须能够修正路由。
Before sending or forwarding RERR
Update destination sequence number in routing table entry
route information Avoids the Bellman-Ford “counting to infinity” problem Link breakages notification only to affected nodes Multicasting Key Feature: Use of Destination sequence Number Loop freedom
在Ad hoc网络中单纯采用先验式或反应式路由协议都不能完全解决路由 问题。由此可见，应用结合先验式和反应式路由协议优点的混合式路由协议是 一种较好的折衷方案。下面对混合式的路由协议AODV（Ad hoc On demand Distance Vector Routing）进行具体的研究。
刘海燕
3.2 AODV协议
1 Ad hoc网络介绍（1/2）
Ad hoc网络是一种自组织的无线多跳网。它不需 要固定的基础设施作支撑。
网络中所有节点都是移动的，并且都能以任意方 式动态地保持与其他节点的联系，网络节点可以 随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使 网络的拓扑结构随时发生变化。
两个无法直接进行通信的终端用户可以借助其他 节点进行分组转发。每个移动节点兼备路由器和 主机两种功能。
刘海燕
AODV Messages
Route request (RREQ) Route reply (RREP Route error (RERR) Hello messages
刘海燕
Route Discovery
刘海燕
Route Maintenance
Periodic Hello message to detect continued presence of neighbours
一个路由算法应当在高的业务负载的情况下，在保证相同 的时延条件下，可以增加网络的通过量；在轻负荷和中等 负荷的情况下，可以减少每一个分组的平均时延。
刘海燕
2 最优的路由算法(2/2)
理想的路由算法应具有如下的一些特点： 1)算法必须是正确的和完整的。 2)算法在计算上应简单。 3)算法应能适应通信量和网络拓扑的变化。 4)算法应是公平的。 5)算法应是最佳的。
AODV是基于距离矢量算法的路由协议。AODV只在路由表 中保持需要的路由，通常每一个目的节点保存一条路由，每 条路由信息都有生存期，若超时则该项路由信息无效。 AODV采用每个目的节点中保存的序列号来保持路由信息的 有效性，所有的路由分组都保存序列号。
DSDV和DSR的结合 Route is set up only when requested Nodes not along active paths not required to maintain
刘海燕
3 Ad hoc网络中的AODV路由协议
3.1 Ad hoc网络路由协议概述 Ad hoc网络的路由协议大致可以分为先验式（Proactive）路由协议（如
：DSDV）、反应式（Reactive）路由协议（如：DSR/ /TORA/ARP）以及混 合式路由协议（如：AODV）。
先验式路由协议又称为表驱动路由协议（Table-driven），在这种路由协 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。源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目 的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小，但是路由协议的开销较大。
反应式路由协议，又称为按需路由协议（On-Demand Routing），是一 种当需要发送数据时才查找路由的路由算法。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，找到相应的路由。与先验式路由协议相比，反应式路由协议的 开销较小，但是数据报传送的时延较大。
When a link break is detected
Node sends a RERR containing list of unreachable destinations due to link break
Receiving nodes forwards RERR to precursors of unreachable destinations
刘海燕
1 Ad hoc网络介绍（2/2）
Ad hoc网络通过分组转发 完成数据的交换，需要路 由协议进行分组转发决策 。无线信道变化的不规则 性和节点的移动、加入、 退出都会引起网络拓扑结 构的动态变化。从而路由 协议完成监控网络拓扑结 构的变化、路由信息的交 换、寻找目的节点、产生 、维护并优化路由，保持 网络数据传输的畅通。
AODV路由协议的正确性研究
蔡雪莲
研究内容
路由协议是Ad hoc网络协议栈的重要组成 部分，在无线环境下Ad hoc网络的移动特 性对路由协议提出了更高的要求。本文在 介绍现有AODV路由协议的基础上，重点证 明该协议的正确性，并对路由协议的评估 做了深入的研究。
Hale Waihona Puke Baidu刘海燕
内容安排
1 Ad hoc网络介绍 2 最优的路由算法 3 Ad hoc网络中的AODV路由协议 4 结束语
刘海燕
2 最优的路由算法(1/2)
路由算法是网络层协议，路由算法既要试图使网络的通过 量最大，又要试图使网络的平均分组时延最小。
路由算法通常很复杂，表现在： 1）路由算法要求要求子网中所有的节点互相协调，而不 像链路层和高层那样仅涉及一对对等模块之间的协调； 2）路由算法必须处理链路和节点的故障，要求对业务进 行重新定向，并对系统维持的数据库进行更新。 3)必须达到高的性能，当网络部分区域拥塞时，路由算法 必须能够修正路由。
Before sending or forwarding RERR
Update destination sequence number in routing table entry
route information Avoids the Bellman-Ford “counting to infinity” problem Link breakages notification only to affected nodes Multicasting Key Feature: Use of Destination sequence Number Loop freedom
在Ad hoc网络中单纯采用先验式或反应式路由协议都不能完全解决路由 问题。由此可见，应用结合先验式和反应式路由协议优点的混合式路由协议是 一种较好的折衷方案。下面对混合式的路由协议AODV（Ad hoc On demand Distance Vector Routing）进行具体的研究。
刘海燕
3.2 AODV协议