基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 摘 要 ： 展迅速的通信技術(shù)，由于它不依賴固定的基礎(chǔ)通信設(shè)施，沒有中心控制節(jié)點，抗毀性強，因此適用于許多網(wǎng)絡(luò)布線存在困難的環(huán)境?；谶@些特殊優(yōu)勢， Ad 絡(luò) 在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，在民用領(lǐng)域也有著很好的應(yīng)用前景。 議是專為 Ad 計的一種按需路由控制協(xié)議，它以簡單有效、網(wǎng)絡(luò)開銷小、算法復(fù)雜度不高、支持單向鏈路等優(yōu)點而受到廣泛的關(guān)注，被認為是最有實用前景的 Ad 由協(xié)議之一。 ），是 發(fā)的一個離散事件驅(qū)動的事件模擬器。它能模擬 絡(luò)路由協(xié)議運行的全過程，并把仿真結(jié)果輸出到一個 過對 以了解到 而分析評價路由協(xié)議的性能好壞。 本文首先介紹 絡(luò)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和路由協(xié)議。其次，對議的概念、特點及工作原理給予詳細的介紹和分析 。然后在 絡(luò)仿真模擬平臺下建立無線網(wǎng)絡(luò)模型，以 對比，對 析評價 真結(jié)果表明，同 后文章對 關(guān)鍵詞 ： Ad 議，優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)仿真， 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 I oc is a in in As it on no as as in it is to in on Ad an in it a in is an is d It of as so SR an in d ), C is a by It a d to a we of of of d 于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 a to SR we a of on in At a 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 目錄 第一章 緒論 1 Ad 絡(luò) 1 d 絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展 1 d 絡(luò)的特點 2 d 絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域 3 究的問題和技術(shù)挑戰(zhàn) 4 行相關(guān)研究的主要大學(xué)和組織 4 究問題和技術(shù)挑戰(zhàn) 5 Ad 絡(luò)路由協(xié)議 7 驅(qū)動路 由協(xié)議 8 需驅(qū)動路由協(xié)議 10 文研究的內(nèi)容和任務(wù) 12 究內(nèi)容 12 要任務(wù) 12 章小結(jié) 13 第二章 議 16 議概述 16 議分組格式 16 議的運行機制 17 議的路由發(fā)現(xiàn)機制 17 基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 議的路由維護機制 20 議的優(yōu)缺點分析 21 議的優(yōu)化途徑 23 存 理優(yōu)化 23 由建立過程中捎帶數(shù)據(jù)分組的優(yōu)化 23 由請求分組的跳數(shù)限制 24 徑自動縮短 24 機延遲 25 確認路由修復(fù) 25 合偵聽 25 修 25 章小結(jié) 26 第三章 議的仿真及性能分析 28 絡(luò)仿真工具 28 介 28 安裝步驟 28 d 絡(luò)路由協(xié)議在 的實現(xiàn) 31 絡(luò)基本模擬流程 33 碼分析 35 議仿真比較 38 真過程 38 析比較 47 基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 真結(jié)論 54 議優(yōu)化方法 55 章小結(jié) 57 第四章 總結(jié)與展望 58 參考文獻 60 基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 第一章 緒論 Ad 絡(luò) d 絡(luò)的產(chǎn)生與發(fā)展 我們經(jīng)常提及的移動 通信網(wǎng)絡(luò)一般都是有中心的，要基于預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施才能運行。例如，蜂窩移動通信系統(tǒng)要有基站的支持；無線局域網(wǎng)一般也工作在有 入點和有線骨干網(wǎng)的模式下。但對于有些特殊場合來說，有中心的移動網(wǎng)絡(luò)并不能勝任。比如，戰(zhàn)場上部隊快速展開和推進，地震或水災(zāi)后的營救等。這些場合的通信不能依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，而需要一種能夠臨時快速自動組網(wǎng)的移動網(wǎng)絡(luò)。 Ad Ad 絡(luò)的前身是分組無線網(wǎng)（ 對分組無線網(wǎng)的研究源于軍事通信的需要，并已經(jīng)持 續(xù)了近 20年。早在 1972年，美國 啟動了分組無線網(wǎng)（ 目，研究分組無線網(wǎng)在戰(zhàn)場環(huán)境下數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用。項目完成之后， 在 1993 年啟動了高殘存性自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（ 目。研究如何將 成果加以擴展，以支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，還要開發(fā)能夠適應(yīng)戰(zhàn)場快速變化環(huán)境下的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 1994 年， 啟動了全球移動信息系統(tǒng)（ 目。在分組無線網(wǎng)已有成果的基礎(chǔ)上對能夠滿足軍事應(yīng)用需要的、可快速展開、高抗毀性的移動信息系統(tǒng)進行全面深入的研究，并一直持續(xù)至今。 1991年成立的 Ad 詞來描述這種特殊的對等式無線移動網(wǎng)絡(luò)。 在 Ad 絡(luò)中，結(jié)點具有報文轉(zhuǎn)發(fā)能力，結(jié)點間的通信可能要經(jīng)過多個中間結(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)，即經(jīng)過多跳（ 這是 Ad 絡(luò)與其他移 動網(wǎng)基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 絡(luò)的最根本區(qū)別。結(jié)點通過分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和分布式算法相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的自動組織和運行。因此它也被稱為多跳無線網(wǎng)（ 自組織網(wǎng)絡(luò)（ 無固定設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)（ d 絡(luò)的特點 Ad 絡(luò)中所有結(jié)點的地位平等，無需設(shè)置任何的中心控制結(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點不僅具有普通移動終端所需的功能，而且具有報文轉(zhuǎn)發(fā)能力。與普通的 移動網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)相比，它具有以下特點： (1)無中心 Ad 有結(jié)點的地位平等，即是一個對等式網(wǎng)絡(luò)。結(jié)點可以隨時加入和離開網(wǎng)絡(luò)。任何結(jié)點的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行，具有很強的抗毀性。 (2)自組織 網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)或展開無需依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。結(jié)點通過分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為，結(jié)點開機后就可以快速、自動地組成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)。 (3)多跳路由 當(dāng)結(jié)點要與其覆蓋范圍之外的結(jié)點進行通信時，需要中間結(jié)點的多跳轉(zhuǎn)發(fā)。與固定網(wǎng)絡(luò)的多跳不同， Ad 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點完成的，而不是由專用的路由設(shè)備（如路由器）完成的。 (4)動態(tài)拓撲 Ad 絡(luò)結(jié)點可以隨處移動，也可以隨時開機和關(guān)機，這些都會使網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)隨時發(fā)生變化。 這些特點使得 Ad 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 絡(luò)在體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織、協(xié)議設(shè)計等方面都與普通的蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)和固定通信網(wǎng)絡(luò)有著顯著的區(qū)別。 d 絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域 由于 Ad 絡(luò)的特殊性，它的應(yīng)用領(lǐng)域與普通的通信網(wǎng)絡(luò)有著顯著的區(qū)別。它適合被用于無法或不便預(yù)先鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的場合、需快速自動組網(wǎng)的場合等。針對 Ad 絡(luò)的研究是因軍事應(yīng)用而發(fā)起的。因此，軍事應(yīng)用仍是 Ad 絡(luò)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，但是民用方面， Ad 絡(luò)也有非常廣泛的應(yīng)用前景。 它的應(yīng)用場合主要有以下幾類： (1)軍事應(yīng)用 軍事應(yīng)用是 Ad 絡(luò)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。因其特有的無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、可快速展開、抗毀性強等特點，它是數(shù)字人戰(zhàn)場通信的首選技術(shù)。 Ad 軍的近期數(shù)字電臺和無線互聯(lián)網(wǎng)控制器等主要通信裝備都使用了 Ad 絡(luò)技術(shù)。 (2)傳感器網(wǎng)絡(luò) 傳感器網(wǎng)絡(luò)是 Ad 絡(luò)技 術(shù)的另一大應(yīng)用領(lǐng)域。對于很多應(yīng)用場合來說傳感器網(wǎng)絡(luò)只能使用無線通信技術(shù)。而考慮到體積和節(jié)能等因素，傳感器的發(fā)射功率不可能很大。使用 Ad 散在各處的傳感器組成 Ad 絡(luò)，可以實現(xiàn)傳感器之間和與控制中心之間的通信。這在爆炸殘留物檢測等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。 (3)緊急和臨時場合 在發(fā)生了地震、水災(zāi)、強熱帶風(fēng)暴或遭受其他災(zāi)難打擊后，固定的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（如有線通信網(wǎng)絡(luò)、蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、衛(wèi)星通信地球站以及微波接力站等）可能被全部摧毀或無法正常 工作，對于搶險救災(zāi)來說，基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 這時就需要 Ad 絡(luò)這種不依賴任何固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施又能快速布設(shè)的自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。類似地，處于邊遠或偏僻野外地區(qū)時，同樣無法依賴固定或預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進行通信。 Ad 這些場合通信的最佳選擇。 (4)個人通信 個人局域網(wǎng)（ Ad 絡(luò)技術(shù)的另一應(yīng)用領(lǐng)域。不僅可用于實現(xiàn) 機、手提電腦等個人電子通信設(shè)備之間的通信，還可用于個人局域網(wǎng)之間的多跳通信。藍牙技術(shù)中的超網(wǎng)（ 是一個典型的例子。 (5)與移動通信系統(tǒng)的結(jié)合 Ad 用移動臺的多跳轉(zhuǎn)發(fā)能力擴大蜂窩移動通信系統(tǒng)的覆蓋范圍、均衡相鄰小區(qū)的業(yè)務(wù)、提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)速率等。 在實際應(yīng)用中， Ad 絡(luò)除了可以單獨組網(wǎng)實現(xiàn)局部的通信外，它還可以作為末端子網(wǎng)通過接入點接入其他的固定或移動通信網(wǎng)絡(luò)，與 Ad 此， Ad 究的問題和技術(shù)挑戰(zhàn) 行相關(guān)研究的主要大學(xué)和 組織 無線 絡(luò)的諸多優(yōu)良特性，使其在軍事及民用領(lǐng)域都有著廣闊的發(fā)展前景。目前 術(shù)是無線通信領(lǐng)域的一門熱門技術(shù)，國際上有許多研究機構(gòu)致力于研究適用于具體應(yīng)用的 些機構(gòu)包括： 美國加州大學(xué)洛杉磯分校的“ 美國加州大學(xué)圣克魯茲分校的“ 于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 美國康奈爾大學(xué)的“ 美國伊利諾斯大學(xué) 校的“ 和“ 美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校的“ 成立專門的研究小組 d 作組，負責(zé) 隨著 前已有一些產(chǎn)品面市，例如： 由 司生產(chǎn) 的 備 在 商場內(nèi) 利用 術(shù) 很容易地找到某種商品和價格 ； 在日本的 已經(jīng)使用 3個小學(xué)、 4個中學(xué)和 18 個市政建筑； 美國的 司開發(fā)出的無線硬件和智能路由軟件，可以構(gòu)建 絡(luò)支持諸如手機和筆記本等移動終端自由接入或退出網(wǎng)絡(luò)。 國內(nèi)對 絡(luò)的研究起步較晚，研 究機構(gòu)主要是高校和研究所，如解放軍理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等，目前的研究還處于理論和技術(shù)跟蹤分析的初級階段，成果主要集中在路由協(xié)議和 究問題和技術(shù)挑戰(zhàn) 由于 絡(luò)無中心、自組織、動態(tài)拓撲等特殊性，傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)中使用的各種協(xié)議和技術(shù)無法直接應(yīng)用于 絡(luò)中，因此需基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 要為 前 由協(xié)議、安全問題和功率控制等。 （ 1） d 絡(luò)協(xié)議的重要組成部分，是分組在無線信道上發(fā)送和接收的主要控制者。 一個節(jié)點發(fā)送分組時，只有在它覆蓋服務(wù)內(nèi)的節(jié)點才能收到。這種共享廣播信道的方式，導(dǎo)致露終端和入侵終端等問題。 （ 2）路由協(xié)議 無線信道帶寬窄的角度來看，路由協(xié)議在節(jié)點間交互的信息應(yīng)盡量少，以減小路由協(xié)議的開銷，提高信道的效率；而從網(wǎng)絡(luò)拓撲的角度來看，節(jié)點的移動、無線信道的不規(guī)則性 、發(fā)射功率的變化等特點，使得無線自組網(wǎng)的拓撲變化比較頻繁，為了能夠盡快、盡可能精確地反映網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，就需要更加頻繁地在節(jié)點間交互控制報文。這本身就是一對矛盾。因此，設(shè)計一個在所有情況下都普遍適用的 絡(luò)路由協(xié)議基本上是不太可能的。 目前，針對 絡(luò)已提出了許多路由協(xié)議。這些路由協(xié)議從不同的角度對無線多跳路由問題進行分析和研究，對某一個或幾個指標進行優(yōu)化，以適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。主要包括以下幾方面：可靠性、可擴展性、 播路由、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、定位輔助等。 （ 3）安全問題 不具備傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全策略。如傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擁有專門的路由器、專門的密鑰管理中心和分發(fā)公用密鑰的目錄服務(wù)機構(gòu)來管理加密、認證、訪問、控制、權(quán)限管理和防火墻等。因此 絡(luò)比一般的網(wǎng)絡(luò)更容易受到安全方面的攻擊。目前已經(jīng)提出的基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 安全策略有：基于密碼的認證協(xié)議、“復(fù)活鴨子”的安全模式、異步的分布式密鑰管理等。 （ 4）功率控制 過節(jié)點的功率控制來提高信道的空間復(fù)用度，同時減小對鄰近節(jié) 點的干擾，達到增加網(wǎng)絡(luò)容量的目的。此外， 此需要進行功率控制，來減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。 Ad 絡(luò)路由協(xié)議 Ad 路由協(xié)議的主要作用是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化，交換路由信息，產(chǎn)生、選擇和維護路由，并根據(jù)選擇的路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，以提供網(wǎng)絡(luò)的連通性。然而，由于終端的移動性、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的可變性、傳輸?shù)亩嗵?、無線信道的不可靠性、網(wǎng)絡(luò)資源的有限性等眾多移動自組網(wǎng)特性，使得 Ad 由協(xié)議的研究面臨著巨大挑戰(zhàn)。因此，路由協(xié)議成 為 Ad 絡(luò)研究的焦點問題之一。 傳 統(tǒng) 路 由 協(xié) 議 ， 如 協(xié)議和 議，都是針對拓撲結(jié)構(gòu)固定的有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的，并不適用于拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)、隨機變化的移動自組網(wǎng)，因此必須設(shè)計適合 Ad 絡(luò)環(huán)境特點的新的路由協(xié)議。多年來，研究者們已提出數(shù)十種 Ad 由協(xié)議方案?？蓮牟煌嵌葘@些協(xié)議進行分類：根據(jù)路由發(fā)現(xiàn)策略的不同，可將其分為表驅(qū)動路由 (按需驅(qū)動路由 (混和路由；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的差異，可將其分為平面結(jié)構(gòu)路由 (分簇路由 (根據(jù)是否使用 統(tǒng)作為路由輔助條件，可將其分為地理定基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 位輔助路由和無地理定位輔助路由 。 驅(qū)動路由協(xié)議 表驅(qū)動路由（又稱先驗路由、主動路由）繼承了傳統(tǒng)的路由算法，但在消除路由環(huán)路和已過時路由等方面進行了適應(yīng)于自組網(wǎng)特性的改 進。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典路由算法包括鏈路狀態(tài)協(xié)議和距離矢量兩種。鏈路狀態(tài)協(xié)議中每個節(jié)點都要保存整個網(wǎng)絡(luò)的拓撲信息以及每條鏈路的開銷，為了使所有節(jié)點中保存的路由保持一致，每個節(jié)點必須周期性地廣播其與周圍鄰居節(jié)點的路由信息，其它節(jié)點在收到這些信息時更新網(wǎng)絡(luò)拓撲，以最短路徑算法來計算到達目的節(jié)點的下一跳節(jié)點。然而，某些節(jié)點保存的路由可能因為傳播的延遲等原因與實際網(wǎng)絡(luò)中的狀態(tài)不一致，這時就可能會在網(wǎng)絡(luò)中生成路由環(huán)路。距離矢量算法也會導(dǎo)致路由環(huán)路的生成。路由環(huán)路問題在無線環(huán)境下表現(xiàn)地更為明顯，所以繼承傳統(tǒng)路由協(xié)議的表驅(qū) 動路由協(xié)議需在此方面進行了改進。 表驅(qū)動路由協(xié)議中無論路由是否被用到，每個節(jié)點都要進行周期性地路由信息交換以維護路由表。表驅(qū)動路由協(xié)議的優(yōu)點是在有信息傳送時不需要等待建立路由，源節(jié)點一旦要發(fā)送報文，可以立即獲得到達目的節(jié)點的路由。而其在無需通信節(jié)點之間的路由維護則浪費了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬。常見的表驅(qū)動路由協(xié)議有 議通過修改 議而得到，它基于 法。 每條路由信息中加人由目的節(jié)點產(chǎn)生的序列號，以避免路由環(huán)。 在 議中，每個節(jié)點周期性地廣播它當(dāng)前的路由表（路由信息包括對應(yīng)于每個目的節(jié)點的距離及最大序列號，還包含發(fā)送者自身的序列號，每廣播一次就自動加 1）。每個收到該廣播報文的節(jié)點將報文中的對應(yīng)各目的節(jié)點的序列號與自身路由表中相應(yīng)表項比較，如果報文中的序列號較高，則更新自己基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 的路由表，將發(fā)送者指定為下一跳，并將距離增加一跳。在序列號相等但是報文中路由距離更小的情況下，節(jié)點也要更新自己的路由表。 當(dāng)一個節(jié)點發(fā)現(xiàn)鏈路失效時，它將所有通過該 節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的路由的距離設(shè)為無窮并將其序列號加 1。由于更新了序列號，因此這一消息會傳播到整個網(wǎng)絡(luò)。這樣所有這些目的路由指向的目的節(jié)點都有效地與此節(jié)點斷開，直到有新的序列號產(chǎn)生并包含新的路由信息。 一種用于分級網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，高級節(jié)點保存它所有子孫節(jié)點的位置信息，沿從最高級的根節(jié)點到最低級的葉節(jié)點的路徑為節(jié)點分配邏輯序列地址，可以用序列地址進行節(jié)點尋址。 議的工作原理與 該算法中， 每個節(jié)點維護鄰居列表、拓撲表、下一跳節(jié)點表和距離表。鄰居列表記錄所有能偵聽到該節(jié)點信息的節(jié)點列表。對于每個目標節(jié)點，拓撲表記錄鏈路狀態(tài)信息和該信息的時間戳（ 下一跳節(jié)點表記錄分組轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳節(jié)點，而距離表則記錄到達目的節(jié)點的最短路徑。當(dāng)鏈路的狀態(tài)發(fā)生變化時，通過比較報文與本地拓撲表中的目的節(jié)點路由序列號大小，決定網(wǎng)絡(luò)拓撲表的修改，若拓撲表發(fā)生變化則廣播給其它節(jié)點。 議中，較長的路由修改報文會浪費相當(dāng)大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，針對這一缺陷， 行了修改， 路由信息報文中并不包含所有節(jié)點的信息，因此可大大縮短報文的大小。與中心節(jié)點的距離越近，信息交換越頻繁，每個節(jié)點都可獲得其鄰近節(jié)點準確詳盡的信息；而隨著與中心節(jié)點距離的加大，交換頻率開始減小，超過節(jié)點的魚眼范圍時，信息的準確性降低，但并不影響路由的正確選擇。通過這種算法，可大大降低路由修改信息對網(wǎng)絡(luò)的負荷。這種算法的拓撲組織結(jié)構(gòu)像魚的眼睛 ,所以稱之為 是一種距離向量路由算法 ,每個節(jié)點維基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 護距離表、路由表、鏈路開銷表和 信息重傳列表。信息重傳節(jié)點列表記錄信息更新報文中需要傳送的信息序列以及需要對該信息更新報文作出確認的節(jié)點列表。節(jié)點周期性或者在鏈路狀態(tài)改變的情況下交換路由表，信息更新報文中反饋節(jié)點列表中的節(jié)點需要確認其接收。如果從上次廣播更新報文后節(jié)點沒有新的路由信息需廣播，則其需發(fā)送 文，以確認節(jié)點之間的連通性。如果節(jié)點沒有發(fā)送 息 ,則認為節(jié)點的鏈路信息無效。當(dāng)節(jié)點收到來自鄰居節(jié)點的信息更新報文后 ,修改自身的距離表依據(jù)該報文尋找更好的路由。如果某個移動節(jié)點收到了新節(jié)點的 息 ,則把新節(jié)點信息填 入路由表 ,并且把它自己的路由表發(fā)給新節(jié)點。 需驅(qū)動路由協(xié)議 與表驅(qū)動路由相反，源始發(fā)的按需驅(qū)動路由（又稱反應(yīng)路由）認為在動態(tài)變化的自組網(wǎng)環(huán)境中，沒有必要維護去往其它所有節(jié)點的路由。按需驅(qū)動路由因其更適合自組網(wǎng)特性，近些年來更被關(guān)注。按需路由一般分為路由建立和路由維護兩個過程。它僅在需要給目的節(jié)點發(fā)送報文而又沒有去往目的節(jié)點路由的時候才按需進行路由發(fā)現(xiàn)。因此，路由表是按需建立的，它可能僅僅是整個拓撲結(jié)構(gòu)信息的一部分。它的優(yōu)點是不需要周期性的路由信息廣播，節(jié)省了一定的網(wǎng)絡(luò)資源。缺點是發(fā)送數(shù)據(jù)分組時， 如果沒有去往目的節(jié)點的路由，數(shù)據(jù)分組需要等待因路由發(fā)現(xiàn)引起的延時，不適合于實時性要求高的應(yīng)用。 常用的按需驅(qū)動路由協(xié)議有 本文將在第 二 章重點介紹 面簡單介紹 按需路由 協(xié)議 。 Ad n 議是在 議的基礎(chǔ)上結(jié)合類似 與 繼節(jié)點依據(jù)自身的路由表逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。因為在中，各節(jié)點隱式地將路由請求和路由應(yīng)答分組中的路由信息保存于自基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 身的路由表中，而 將完整地路由信息顯示地保存在分組中。 支持單向路徑。 議是在有向無環(huán)圖法的基礎(chǔ)上提出的一種按需驅(qū)動路由協(xié)議。它分為路由發(fā)現(xiàn)，路由維護，路由消除三個過程。 議與其它按需驅(qū)動路由協(xié)議一樣，首先在網(wǎng)中發(fā)送路由請求分組，但是在路由應(yīng)答部分，則采用了 主要思想是：對于某一目標節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點都保留了相對于它的“勢能”。勢能可以通過從目標節(jié)點的反向廣播來獲得。離目標節(jié)點越遠的節(jié)點，勢能越高，目標節(jié)點勢能最低。在數(shù)據(jù)傳播過程中，數(shù)據(jù)包會從高勢能的節(jié)點向低勢能的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，最終流向目標節(jié)點。當(dāng)局部鏈路發(fā)生變化時，只需要局部勢能的調(diào)整，這種改變一般不會影響到全局。 此節(jié)點只保留鄰近點的路由信息。該算法中路由不一定是最優(yōu)的，常常使用次優(yōu)路由以減少發(fā)現(xiàn)路由的開銷。 議是一種依據(jù)節(jié)點物理位置信息而獲得路由信息的算法。 議從 得位置信息，且每個節(jié)點需知道其它節(jié)點的平均運動速度。在路由請求分組中攜帶尋徑范圍信息，尋徑范圍依據(jù)位置信息和節(jié)點平均運動速度而得到。這樣，只有在尋徑范圍內(nèi)的節(jié)點才轉(zhuǎn)發(fā)路由請求分組。當(dāng)源節(jié)點在當(dāng)前尋徑范圍內(nèi)尋徑失敗時，它將擴大尋徑范圍。 少了尋徑開銷；缺點是依賴 制了其應(yīng)用范圍。 基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 文研究 的 內(nèi)容和任務(wù) 究內(nèi)容 由于組網(wǎng)快速、靈活、 使用方便， 絡(luò)得到了國際學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注，正在得到越來越廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為移動通信技術(shù)向前發(fā)展的一個重要方向，并將在未來的通信技術(shù)領(lǐng)域中占據(jù)重要地位。 絡(luò)無中心、自組織、多跳、動態(tài)拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特殊性，使得傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和技術(shù)不能直接應(yīng)用于 絡(luò)，而需要進行專門的設(shè)計。如何迅速準確地選擇到達目的節(jié)點的路由，是 絡(luò)一個重要和核心的問題，也是 絡(luò)研究的熱點和難點之一。 議是最早采用按需路由思想的路由協(xié)議，它包括路由發(fā)現(xiàn)和路由維護兩個關(guān)鍵 過程。 議路由建立反應(yīng)快，開銷較小，保證路由無環(huán)路，支持多路徑的特點使得它適合用于快速變化的動態(tài)拓撲網(wǎng)絡(luò)中。 ），是 發(fā)的一個離散事件驅(qū)動的事件模擬器。它能模擬 絡(luò)路由協(xié)議運行的全過程，并把仿真結(jié)果輸出到一個 件中。通過對 件的分析，可以了解到 而分析評價路由協(xié)議的性能好壞。 本文將研究 絡(luò)路由技術(shù)，重點研究 由協(xié)議的工作原理本及其 優(yōu)缺點。然后在 絡(luò)仿真模擬平臺下建立無線網(wǎng)絡(luò)模型，以 議仿真模擬，分析評價 由協(xié)議性能。最后對 議的優(yōu)化改進作總結(jié)。 要任務(wù) 1、了解 絡(luò)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀、特點、關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用場合； 基于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 2、學(xué)習(xí)和掌握 絡(luò)路由協(xié)議的概念、分類及其評價指標，了解協(xié)議的概念、工作原理及特點； 3、學(xué)習(xí) 絡(luò)仿真軟件的基本原理，掌握路由協(xié)議在 的實現(xiàn)機制，掌握利用 行路由算法仿真的基本步驟； 4、深入分析 和研究 由協(xié)議，理解其概念和關(guān)鍵技術(shù)，掌握其路由實現(xiàn)的兩個重要過程：路由發(fā)現(xiàn)和路由維護，并分析其源代碼，掌握 碼的基本流程。 5、了解 絡(luò)仿真軟件的基本概念，掌握其使用方法。在 建立無線仿真模型，對 種協(xié)議進行仿真，對仿真結(jié)果進行分析，評價兩種協(xié)議的性能指標（如時延、投遞率、路由效率等） 章小結(jié) 第一章對 絡(luò)進行簡單的介紹，包括 絡(luò)的產(chǎn)生、定義、特點、應(yīng)用場合、技術(shù)挑戰(zhàn) 、路由協(xié)議 以及本文的研究內(nèi)容和任務(wù)等； 第 二 章詳細介紹動態(tài)源路由協(xié)議 括其概念、工作原理和特點等； 第 三 章首先對網(wǎng)絡(luò)仿真軟件 行簡單介紹，包括 述， 的實現(xiàn)流程，以及 絡(luò)模擬的基本流程。然后將對 代碼進行分析講解，最后對 議和 議進行仿真比較，并分析兩者的性能。 第四 章 對 議的改進方法進行分析，并總結(jié)全文，展望未來?；?的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 16 第 二 章 議 議概述 動態(tài)源路由協(xié)議 (一種按需路由協(xié)議，它允許節(jié)點動態(tài)地發(fā)現(xiàn)到達目的節(jié)點的多跳 路由。所謂源路由，是指在每個數(shù)據(jù)分組的頭部攜帶有在到達目的節(jié)點之前所有分組必須經(jīng)過的節(jié)點的列表，即分組中含有到達目的節(jié)點的完整路由。在 用周期性地廣播路由控制信息， 狀態(tài)”，任何狀態(tài)的丟失都不會影響為所有狀態(tài)都是按需建立的，所有狀態(tài)在丟失之后如果仍然需要的話則能夠很容易得到迅速恢復(fù)，這樣就能減少網(wǎng)絡(luò)的帶寬開銷，節(jié)約電池能量消耗，避免移動 議分組格式 議使用三種基本的控制分組，分別 是路由請求（ 路由應(yīng)答（ 路由錯誤（ 組。 1、 路由請求分組 由請求分組格式 節(jié)點 ； 的節(jié)點 ； 由記錄，記錄從源節(jié)點到目的節(jié)點所經(jīng)過的路由（節(jié)點序列）； 由請求 源路由設(shè)置。 2、 路由應(yīng)答分組 于 的 由協(xié)議的研究與優(yōu)化 17 圖 由應(yīng)答分組格式 的節(jié)點 或者路由請求分組的源節(jié)點； 節(jié)點到目的節(jié)點建立起來的路由（節(jié)點序列）； 由應(yīng)答分組所要經(jīng)過的路由（節(jié)點序列）。 3、 路由出錯分組 由出錯分組格式 ：鏈路出錯的一端節(jié)點 ； ：鏈路出錯的另一端節(jié)點 ； 的節(jié)點或遇到鏈路出錯的數(shù)據(jù)分組的源節(jié)點 ； 由出錯分組所要經(jīng) 過的路由（節(jié)點序列）。 議的運行機制 議的路由發(fā)現(xiàn)機制 (1) 產(chǎn)生路由請求： 當(dāng)源節(jié)點需要與某目的節(jié)點進行通信時，它首先在本節(jié)點維護的路由緩存中查找是否有到達該目的節(jié)點的路由。若路由緩存中已包含了到達該目的節(jié)點的有效路由，則立即使用此路由發(fā)送數(shù)據(jù)分組，否則它將向所有鄰居廣播 組，以啟動一個路由