Adhoc網(wǎng)絡路由協(xié)議及度量準則的探究

摘 要：隨著近年來Ad hoc網(wǎng)絡的發(fā)展，Ad hoc網(wǎng)絡的各項性能得到越來越多的研究，而路由協(xié)議的性能好壞將直接影響到Ad hoc網(wǎng)絡的性能。本文主要對Ad hoc網(wǎng)絡的路由協(xié)議以及路由度量準則進行調研。

關鍵詞：Ad hoc網(wǎng)絡；性能評價參數(shù)；度量準則

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

0 引言

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

1 Ad hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議

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

主動式路由協(xié)議又稱作表格驅動類路由協(xié)議。主動式路由在網(wǎng)絡中的每個節(jié)點中都建立和維護一張通往其他節(jié)點的路由信息表，路由信息的創(chuàng)建和維護是通過周期性發(fā)送或者一些事件的觸發(fā)結合來實現(xiàn)路由的更新。現(xiàn)有的主動式路由協(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)計算機網(wǎng)絡鏈路狀態(tài)路由基礎上改進而得到的。在OLSR 路由協(xié)議中，網(wǎng)絡中的所有節(jié)點定期進行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)議為基礎上改進而得到的。DSDV路由協(xié)議在每個節(jié)點中維系一張全網(wǎng)絡的拓撲信息及路由表，以Bellman-Ford算法為基礎，解決傳統(tǒng)距離矢量路由協(xié)議中的環(huán)路問題。

（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)點的距離不同，分別進行不同頻率的鏈路狀態(tài)信息廣播，對于近距離的節(jié)點以較高的頻率發(fā)送鏈路狀態(tài)信息從而獲得準確的鏈路信息，而對于遠距離節(jié)點則以相對較低的頻率發(fā)送從而獲得相對模糊的鏈路信息。

（4）TBRPF路由協(xié)議。TBRPF協(xié)議也是一種先驗式的鏈路狀態(tài)路由。TBRPF路由協(xié)議通過逐跳路由的機制沿著最短路徑到達目的地。每個節(jié)點根據(jù)保存在自己拓撲表的信息計算一個源樹，并采用最小路徑生成樹算法進行更新。

反應式路由協(xié)議又稱為按需路由協(xié)議，與主動式路由不同，反應式路由只有在節(jié)點有信息通信需求的時候，才會發(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，通過使用目的節(jié)點的序列號來避免環(huán)路等問題。當一個節(jié)點需要與另一節(jié)點進行通信時，如果沒有到達目標節(jié)點的路由，則創(chuàng)建路由請求數(shù)據(jù)分組（RREQ）進行路由選擇，直到尋找到目標節(jié)點之后再開始進行數(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)點動態(tài)地發(fā)現(xiàn)到達目標節(jié)點的多條路由。DSR路由協(xié)議的數(shù)據(jù)分組頭部攜帶有在數(shù)據(jù)分組到達目標節(jié)點之前數(shù)據(jù)分組必須經(jīng)過的所有節(jié)點列表，也就是數(shù)據(jù)分組中包含有從源節(jié)點到目標節(jié)點的完整路由。

（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的分布式算法。TORA協(xié)議基于有向無環(huán)圖算法，能在源節(jié)點和目的節(jié)點間提供多條路徑。

2 Ad hoc網(wǎng)絡路由度量準則

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

（1）跳數(shù)。最小跳數(shù)度量準則是目前Ad hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議中使用最廣泛的度量，顧名思義為由通過源地址到目標地址所經(jīng)過的最少節(jié)點數(shù)所決定。

（2）ETX。ETX采用的度量標準為每條鏈路成功傳輸一個數(shù)據(jù)包所需要的預計傳輸次數(shù)，最終通過計算得到最小預計傳輸次數(shù)的鏈路，從而提高網(wǎng)絡的吞吐量。

（3）最小丟失率。最小丟失率通過計算比對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，從而達到傳輸交付率得到最大保證。

（4）最小時延。最小時延是一種以數(shù)據(jù)包傳輸過程中在每個節(jié)點中時延為基準的路由度量準則，每個節(jié)點都維系著一張與周圍節(jié)點的平滑傳輸延時表，從而實現(xiàn)最小傳輸時延的目標。

3 結語

本文通過對路由協(xié)議及路由度量準則的分析調研可以得到：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，但這樣的性能優(yōu)勢是通過頻繁的交換控制信息所換取的；第二，在路由度量準則方面，傳統(tǒng)的跳數(shù)度量準則源于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡，并不完全適用于Ad hoc網(wǎng)絡，ETX、最小時延以及最小丟失率都在不同程度上考慮到了鏈路質量，有利于Ad hoc網(wǎng)絡提高吞吐量的目的目標。

由以上兩點我們可以得出，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)絡的優(yōu)勢，在未來的研究中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；路由度量準則的選取也將會更多的考慮進路由協(xié)議之中，鏈路質量及時延也將取代傳統(tǒng)的跳數(shù)成為新的研究方向。

參考文獻：

[1]T.Clausen，P.Jacquet.Optimized Link State Routing Protocol （OLSR）.RFC3626，2003.

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

作者簡介：舒?zhèn)ケ颍?991-），男，福建武夷山人，碩士研究生，助理工程師，通信運維檢修工，研究方向：無線通信。