Ａｄ Ｈｏｃ網絡路由協議技術分析

【摘要】Ad Hoc是目前比較常見的無線移動通信網路，本文在介紹Ad Hoc網絡基本特點基礎上，分析幾種典型路由協議工作原理，并在NS2仿真平臺下研究了Ad Hoc網絡下三種經典路由協議（DSDV、DSR、AODV）的各種性能。

【關鍵詞】Ad Hoc網絡，表驅動路由協議，按需驅動路由協議，NS-2

【中圖分類號】TN913.1+1【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)05-0254-02

1Ad Hoc網絡及相關路由技術概述

Ad Hoc網絡，也被稱為多跳無線網。網絡由一組帶有無線通信收發裝置的移動終端節點組成，是一個多跳的臨時性無中心網絡，可以在任何時刻、任何地點快速構建起一個移動通信網絡，并且不需要現有信息基礎網絡設施的支持，網中的每個終端可以自由移動、地位相等。

Ad Hoc網絡中的路由協議主要包括路徑產生、路徑選擇和路徑維護三項核心功能。在Ad Hoc網絡路由協議中，路徑產生和路徑維護這兩項功能通常合在一起稱為路由發現。路徑維護是指對所選路徑進行維護。

表驅動（table driven）型路由協議又被稱為主動路由協議、先應式路由協議，是一種基于表格的路由協議。按需驅動型路由協議也被稱為反應式路由協議、源啟動按需路由協議。與表驅動型路由協議不同的是，按需路由僅在需要路由時才由源節點創建，因此，拓撲結構和路由表內容是按需建立的，它可能僅僅是整個拓撲結構信息的一部分。

2基于NS-2的Ad Hoc網絡路由協議性能及仿真分析

2.1仿真程序設計相關本文仿真的硬件平臺采用臺式機（AMD Athlon 雙核 2.0GHz CPU， 1G內存）；軟件平臺為Windows XP操作系統、Cygwin及NS2.28。并在此環境下，針對中、小規模（幾十個節點以內）網絡進行模擬研究。關于移動場景建立，傳輸復雜生成和TCL仿真腳本生成相關問題，可以

參考文獻[3，4]。

2.2路由協議性能指標及其計算方法衡量Ad Hoc網絡路由協議性能的指標[17，20]通常包括定性指標和定量指標。定性指標從整體上描述網絡某個方面的性能，如安全性、分布運行性、提供無環路由、是否對單信道支持等；定量指標可以更細致的刻畫網絡某方面的性能。其中，包投遞率越大、說明傳送過程中丟失的包就越少，網絡性能越好。

這里是一個圖片（1）

端到端的平均延遲使用公式（2）計算延遲越小，說明響應越快，網絡質量越令人滿意。

這里是一個圖片（2）

路由開銷是計算所有路由控制分組包括路由尋找分組和路由響應分織的總數，經過多跳路由傳輸的分組而言，每一跳傳輸相當于一次分組傳輸。

路由開銷=路由控制分組總數（3）

2.3路由協議比較與性能分析對本文在研究前述幾種路由協議(DSDV、OLSR、DSR、AODV)的基礎上，對各個協議做一定性比較，由于網絡的拓撲變化，因此，在定性指標方面實現無環路由和分布式運行是路由協議的基本要求，在滿足了基本要求和特性的基礎上，提供節能策略、安全性、組播功能和支持是協議評價的重要方面。

2.3.1成功分組抵達率的比較圖1為低傳輸負載和高傳輸負載分組成功投遞率比較。根據以上兩組圖形比較可知，無論是在低傳輸負載還是在高傳輸負載條件下，按需驅動路由協議的分組成功投遞率要高于表驅動路由協議隨著移動節點停留時間的不斷增長，分組成功投遞率趨于穩定，且高于節點處于移動狀態時的分組成功投遞率，特別是當網絡拓撲結構趨于靜態時，各種路由協議的分組成功投遞率幾乎接近100%，按需路由協議中的AODV協議的分組成功投遞率要略高于DSR路由協議。

2.3.2數據報文端到端的平均延時比較圖2低傳輸負載和高傳輸負載報文端到端平均延時比較。根據以上兩組圖形可以看出，無論是在低負載還是高負載的條件下，按需驅動路由協議的報文端到端平均延時較之表驅動路由協議要大這是因為，表驅動路由協議，在發送數據報文時，路由表中已經存在到目的節點的路由項，無需發起路由請求，從而節省了時間，而按需路由協議在發送數據報文之前，如果路由表中沒有到達目的節點的路由，則需要發起到目的節點的路由請求，從而平均延時增加。在低負載時，按需路由協議DSR的平均延時和AODV路由協議相當，當處于高傳輸負載時，AODV路由協議的數據報文端到端傳輸平均延時要比路由協議要高。

2.3.3路由開銷比較圖3為低傳輸負載和高傳輸負載路由開銷的比較。根據上述兩組圖形比較可以看出，在相同的停留時間下，DSDV協議的路由負荷相對較小，AODV協議的路由負荷相對較大；這是由于DSDV是表驅動路由協議，一旦路由建立后，就需要較小的控制分組來維持路由表，而AODV是按需路由協議，需要較多的路由控制分組來維持路由表的穩定。

3結語

本文對移動網絡的基本概念、特點、關鍵技術及當前所面臨的各種問題進行了基本的論述，同時深入學習了仿真軟件，并對三個路由協議(DSR、AODV、DSDV)按照成功分組抵達率、數據報文端到端平均延時、路由開銷等三個性能指標進行了仿真分析和比較，加深了對這三種典型的路由協議的認識和理解。沒有一種路由協議是萬能的，各協議在不同的網絡環境中有不同的優勢，在對網絡延時要求較高的環境下一般要選用表驅動路由協議，而那些對數據包完整性和帶寬要求嚴格的場合就應盡量選擇按需驅動路由協議。

參考文獻

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