移动Ad hoc网络路由协议及其性能比较

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1、移动Adhoc网络路由协议及其性能比较来源：esic　作者：王海涛，郑少仁　时间：2007-09-26　发布人:谭欣　　摘　要：由于Adhoc网络自身的特殊性，其路由协议的设计与传统固定网络有很大不同。首先说明了Adhoc网络中提供高效路由算法的难点，然后讨论了Adhoc网络中路由协议设计的几种策略，接着介绍了几种典型的Adhoc路由协议，最后通过实验分析比较了4种路由协议的性能，并给出了结论。　　关键词：网络模拟器；目的序列距离矢量路由；动态源路由；临时按序路由；Adhoc按需距离矢量路由　　0　引　言　　无线网络通常可

2、以分为有中心网络和无中心网络，前者需要固定基础设施的支持，移动主机之间的通信通常借助基站来完成，例如蜂窝移动通信系统；后者主要是指移动Adhoc网络［1－4］，它不需要固定的基础设施，能够快速地自动组网。与有中心网络相比，Adhoc网络灵活、健壮、投资少，特别适合于作战指挥、抢险救灾以及应付突发事件和执行临时任务的场合。在Adhoc网络中，每个移动节点兼备路由器和主机两种功能。作为主机，移动节点需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，它需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表参与数据分组转发工作和路由维护工作。考虑到A

3、dhoc网络中节点是移动的，网络的拓扑结构不断变化，传统的用于因特网的路由协议（如RIP、OSPF等）无法适应Adhoc网络的实际需要［2］，同时由于移动节点的计算能力和存储容量较低并且能源受限，要求路由协议尽量简单，这又增加了Adhoc网络中路由协议设计的难度。　　1　Adhoc中路由协议的分类　　Adhoc网络的路由协议大致可以分为先验式（Proactive）路由协议、反应式（Reactive）路由协议以及混合式路由协议［2，5］。先验式路由协议又称为表驱动路由协议，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

4、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，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

5、应式路由协议的开销较小，但是数据报传送的时延较大。在Adhoc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。在高速动态变化的Adhoc网络中，使用单纯的先验式路由协议会产生大量的控制报文，并且很多控制报文经常是无用的；如果单独采用反应式路由协议，需要为每个报文查找路由，这也是不合理的（特别是当连续向某个目的节点发送多个报文时）。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。在局部范围内使用先验式路由协议，维护准确的路由信息，并可缩小路由控制消息传播的范围，当目标节点较远时，

6、通过查找发现路由，这样既可以减少路由协议的开销，时延特性也得到了改善。　　2　4种典型的Adhoc网络路由算法　　为了比较和验证Adhoc网络中的路由协议的性能，采用了NS2网络仿真器［4］进行试验。NS2是由加利福尼亚大学伯克利分校和VINT项目组联合开发的，是一个包含TCL（ToolCommandLan－guage：工具命令语言）语言的受事件驱动的网络仿真器。这个仿真器通过NS的解释程序被调用，解释程序之间的所有相互作用通过一个专门的TCL程序完成。应用NS命令，可定义一个网络拓扑，配置流量源和接收器，收集统计的数据等

7、。NS2最初主要被用来模拟传统有线网络上的TCP协议和其他协议，它并不支持多跳无线移动网络环境，随着相关领域研究的进展，美国的CMU大学对NS2作了相应的扩展，目前，NS2已经可以支持一定范围内和一定条件下的无线多跳移动网络。　　2．1　目的序列距离矢量路由协议（DSDV）　　DSDV对Bellman－Ford路由算法进行了改进。　　在DSDV中，每个移动节点都需要维护一个路由表。路由表表项包括目的节点、跳数和目的地序号，其中目的地序号由目的节点分配，主要用于判别路由是否过时，并可防止路由环路的产生。每个节点周期性必须与邻

8、节点交换路由信息，当然也可以根据路由表的改变来触发路由更新。路由表更新有两种方式：一种是全部更新（Fulldump），即拓扑更新消息中将包括整个路由表，主要应用于网络变化较快的情况；另一种方式是部分更新（Incrementalupdate），更新消息中仅包含变化的路由部分，通常适用于网络变化较慢的情况。