Adhoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議及度量準(zhǔn)則的探究

摘 要：隨著近年來(lái)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)性能得到越來(lái)越多的研究，而路由協(xié)議的性能好壞將直接影響到Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的性能。本文主要對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議以及路由度量準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)研。

關(guān)鍵詞：Ad hoc網(wǎng)絡(luò)；性能評(píng)價(jià)參數(shù)；度量準(zhǔn)則

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.107

0 引言

近年來(lái)，由于在消防救災(zāi)、應(yīng)急通信等行業(yè)中占著重要地位，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)得到越來(lái)越多的重視，而路由協(xié)議及度量準(zhǔn)則作為Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中最重要的組成部分，也相應(yīng)的成為了研究的熱點(diǎn)方向。本文主要是對(duì)路由協(xié)議及路由度量準(zhǔn)則的調(diào)研及分析。

1 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

隨著對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)研究的愈發(fā)深入，目前已有大量適合在Ad hoc網(wǎng)絡(luò)使用的路由協(xié)議被提出，目前提出的路由協(xié)議主要可以分為主動(dòng)式路由協(xié)議和反應(yīng)式路由協(xié)議兩大類。

主動(dòng)式路由協(xié)議又稱作表格驅(qū)動(dòng)類路由協(xié)議。主動(dòng)式路由在網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中都建立和維護(hù)一張通往其他節(jié)點(diǎn)的路由信息表，路由信息的創(chuàng)建和維護(hù)是通過(guò)周期性發(fā)送或者一些事件的觸發(fā)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)路由的更新?，F(xiàn)有的主動(dòng)式路由協(xié)議主要有以下幾種：

（1）OLSR路由協(xié)議。OLSR路由協(xié)議是一種在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)路由基礎(chǔ)上改進(jìn)而得到的。在OLSR 路由協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)定期進(jìn)行HELLO消息和TC消息的廣播。

（2）DSDV路由協(xié)議。DSDV路由協(xié)議是在傳統(tǒng)的距離矢量路由協(xié)議為基礎(chǔ)上改進(jìn)而得到的。DSDV路由協(xié)議在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中維系一張全網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒓奥酚杀?，以Bellman-Ford算法為基礎(chǔ)，解決傳統(tǒng)距離矢量路由協(xié)議中的環(huán)路問(wèn)題。

（3）FSR路由協(xié)議。FSR協(xié)議也是一種鏈路狀態(tài)路由。FSR路由協(xié)議根據(jù)節(jié)點(diǎn)的距離不同，分別進(jìn)行不同頻率的鏈路狀態(tài)信息廣播，對(duì)于近距離的節(jié)點(diǎn)以較高的頻率發(fā)送鏈路狀態(tài)信息從而獲得準(zhǔn)確的鏈路信息，而對(duì)于遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)則以相對(duì)較低的頻率發(fā)送從而獲得相對(duì)模糊的鏈路信息。

（4）TBRPF路由協(xié)議。TBRPF協(xié)議也是一種先驗(yàn)式的鏈路狀態(tài)路由。TBRPF路由協(xié)議通過(guò)逐跳路由的機(jī)制沿著最短路徑到達(dá)目的地。每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)保存在自己拓?fù)浔淼男畔⒂?jì)算一個(gè)源樹，并采用最小路徑生成樹算法進(jìn)行更新。

反應(yīng)式路由協(xié)議又稱為按需路由協(xié)議，與主動(dòng)式路由不同，反應(yīng)式路由只有在節(jié)點(diǎn)有信息通信需求的時(shí)候，才會(huì)發(fā)起路由搜索，首先檢查路由表是否存在一條路由，若沒有則發(fā)起新的路由尋找。常見的反應(yīng)式路由協(xié)議主要有以下幾種：

（1）AODV路由協(xié)議。AODV協(xié)議建立在DSDV協(xié)議之上，通過(guò)使用目的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)來(lái)避免環(huán)路等問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要與另一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，如果沒有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，則創(chuàng)建路由請(qǐng)求數(shù)據(jù)分組（RREQ）進(jìn)行路由選擇，直到尋找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之后再開始進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

（2）DSR路由協(xié)議。DSR協(xié)議是另一種按需路由協(xié)議，該協(xié)議允許節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的多條路由。DSR路由協(xié)議的數(shù)據(jù)分組頭部攜帶有在數(shù)據(jù)分組到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之前數(shù)據(jù)分組必須經(jīng)過(guò)的所有節(jié)點(diǎn)列表，也就是數(shù)據(jù)分組中包含有從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的完整路由。

（3）TORA路由協(xié)議。TORA協(xié)議既不是距離矢量路由，也不是鏈路狀態(tài)路由，而是一種高度自適應(yīng)的分布式算法。TORA協(xié)議基于有向無(wú)環(huán)圖算法，能在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間提供多條路徑。

2 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由度量準(zhǔn)則

路由度量準(zhǔn)則作為路由協(xié)議中最重要的組成部分，直接決定了全網(wǎng)絡(luò)的路徑計(jì)算與選擇。因此，在Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能很大程度上決定于所采用的路由度量準(zhǔn)則。經(jīng)典路由度量主要由以下幾種：

（1）跳數(shù)。最小跳數(shù)度量準(zhǔn)則是目前Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中使用最廣泛的度量，顧名思義為由通過(guò)源地址到目標(biāo)地址所經(jīng)過(guò)的最少節(jié)點(diǎn)數(shù)所決定。

（2）ETX。ETX采用的度量標(biāo)準(zhǔn)為每條鏈路成功傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包所需要的預(yù)計(jì)傳輸次數(shù)，最終通過(guò)計(jì)算得到最小預(yù)計(jì)傳輸次數(shù)的鏈路，從而提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

（3）最小丟失率。最小丟失率通過(guò)計(jì)算比對(duì)各條路徑的成功交付率，選取成功交付率最大的路徑為最終路徑，從而達(dá)到傳輸交付率得到最大保證。

（4）最小時(shí)延。最小時(shí)延是一種以數(shù)據(jù)包傳輸過(guò)程中在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中時(shí)延為基準(zhǔn)的路由度量準(zhǔn)則，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都維系著一張與周圍節(jié)點(diǎn)的平滑傳輸延時(shí)表，從而實(shí)現(xiàn)最小傳輸時(shí)延的目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)路由協(xié)議及路由度量準(zhǔn)則的分析調(diào)研可以得到：第一，OLSR路由協(xié)議有著相較于其他路由協(xié)議更好的吞吐量以及端到端延時(shí)，但這樣的性能優(yōu)勢(shì)是通過(guò)頻繁的交換控制信息所換取的；第二，在路由度量準(zhǔn)則方面，傳統(tǒng)的跳數(shù)度量準(zhǔn)則源于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)，并不完全適用于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，ETX、最小時(shí)延以及最小丟失率都在不同程度上考慮到了鏈路質(zhì)量，有利于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)提高吞吐量的目的目標(biāo)。

由以上兩點(diǎn)我們可以得出，OLSR路由協(xié)議有著相比于其他路由協(xié)議更適用于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)的研究中OLSR路由協(xié)議仍將是主流路由協(xié)議，如何減少OLSR路由協(xié)議的開銷也將成為其中的熱點(diǎn)；路由度量準(zhǔn)則的選取也將會(huì)更多的考慮進(jìn)路由協(xié)議之中，鏈路質(zhì)量及時(shí)延也將取代傳統(tǒng)的跳數(shù)成為新的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳林星，曾曦，曹毅.移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)——自組織分組無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（第二版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012（01）.

作者簡(jiǎn)介：舒?zhèn)ケ颍?991-），男，福建武夷山人，碩士研究生，助理工程師，通信運(yùn)維檢修工，研究方向：無(wú)線通信。