基于ns的ad hoc网络的路由协议性能分析

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1、基于NS的adhoc网络的路由协议性能分析摘要运用ns-2仿真，分析了adhoc网络几种协议（DSDV、AODV、MFlood）的性能，如吞吐量、丢包、时延。结果表明DSDV、AODV的性能优于MFlood，以及今后的改进方向。关键词adhoc网络；ns-2；路由协议；性能0引言移动自组网（MobileAdHocNeticSourceRouting）协议和Adhoc按需距离矢量AODV(AdhocOnDemandDistanceVector)[3]路由协议都属于按需路由协议。这两种协议DSR采用源路由,每个数据分组都携带从源到终点的完整路径,中间节点不需要维持路由信息,AOD

2、V采用逐跳（hop-by-hop）的方式转发分组路由表中记录了到目的节点的下一跳，不需要在报文中携带完整的路由消息，报文有：RREQ、RREP、RERR，HELLO。DSR协议包括路由发现和维护两个过程，主要特点是使用了源路由机制进行分组转发，每个数据分组都携带了路径信息，造成协议开销较大，而且不适应网络较大的自组网，网络可扩展性不强。AODV也包含了路由发现和路由维护，采用了逐跳转发分组方式，每个中间节点隐式保存了路由请求和回答的结果，而DSR将结果显式保存在路由请求和路由回答分组中。在AODV中，HELLO报文获得邻居节点的信息，RREQ报文发起路由请求，RREP进行路由

3、应答，RERR表示链路出现问题，此路不通，不支持单向信道，因为AODV协议基于双向信道的假设工作，路由应答分组直接沿着路由请求的反方向回到源节点。DSR协议和AODV协议比较适合于节点依靠电池供电能量受限和网络节点间的通信任务具有突发特点的网络环境。1.3MFlood无线路由通讯协议（，画出仿真曲线：xgraph,gnuplot等，方便使用者分析得到结果。ns的构件库是用两种面向对象的语言编写的：C++和Otcl。C++是一种程序设计语言，学程序的人多知道，Otcl是MIT开发的ObjectTCL，即Tcl的面向对象的扩展，Tcl的全称是Toolkitmandlanguage

4、，它是一种灵活的、交互式脚本语言，Otcl在Tcl中加入类、实例、继承等面向对象的概念。ns的构件通常作为一个C++类来实现，同时有一个Otcl类与之对应。构件的主要功能在C++中实现，Otcl中的类则主要提供C++对象面向用户的接口。用户通过编写Otcl脚本来对这些对象进行配置、组合，模拟过程，最后调用ns完成模拟。ns模拟的步骤大致如下：编写Otcl脚本，配置网络结构，确定拓扑图，建立协议代理，设置网络事件，要传输的文件，用ns解释执行脚本，分析trace文件，得出有用的数据，用工具画出曲线图，或用Nam工具观看网络模拟运行过程。3仿真过程和性能分析在对Adhoc网络协议

5、：表驱动路由协议DSDV,按需路由协议AODV（按需路由以AODV为代表）和泛洪路由协议MFlood进行模拟，进行性能评估时，主要考虑如下性能参数：①端到端的数据吞吐量②延时③丢包率。在这个仿真过程中，建立网络模型的相关参数有：50个节点在1000×1000的范围运动，MAC层的协议是802.11，一个包最大分组是50，测试应用层的CBR报文的传输，报文大小为512bytes，CBR的速率为200kbits/sec，总共模拟时间是30sec。节点最大移动速度为2m/s，平均移动速度为1m/s，节点在运动到达目的节点后不停留，节点0在1.4秒开始发送报文，节点1在5秒开始发送，

6、节点2在8秒开始发送，节点3在10秒开始发送。以0节点为研究对象。图表1显示了整个网络的吞吐量和时间的关系。由于MFlood是洪泛的路由方式，一开始由于不知网络的结构，向整个网络广播，随着时间的推进，路由表的滞后使得整个网络的吞吐量明显下降了。DSDV刚开始时较低，到一定的时间后，吞吐量增加和AODV的吞吐量比较接近，变化也相似。AODV因为要进行路由发现，发送大量的包使得它的吞吐量一下上去了，直到建立好路由表，其变化也和DSDV接近了。图表2显示了时间和丢包的关系。MFlood的丢包比其它三个协议的更严重，这是由于它采取了洪泛广播的方式。在这里DSDV在25秒出现的一个高峰

7、，这是由于节点迅速移动的结果，但从总体上说，DSDV和AODV都有路由发现机制，丢包要相对少一些。图表1图表2图表3图表3显示了时间和时延的关系。由图可知，DSDV在25秒也就是图表2的丢包高峰时有个对应的高时延，这一个时延的高峰，是发送包的节点增加和运动造成的，它必须再次启动路由发现机制更新路由表。MFlood的综合时延也比DSDV和AODV要高一些，DSR和AODV在这样网络环境的配置下，时延接近，几乎为零。从图表2和图表3可以看出，当DSDV由于节点移动出现链路断裂，由于靠路由表的信息会出现这种短