基于發送和接收節點的車載網絡混合地理路由協議

王庭恩

（湖北師范大學計算機與信息技術學院 湖北省黃石市 435000）

1 引言

為了保證車載網絡的安全性，在發送和接收節點的應用背景下，如何科學構建和應用混合地理路由協議是技術人員必須思考和解決的問題。

2 混合地理路由協議

本文所提出的混合地理路由協議主要是在參照發送和接收節點的基礎上進行構建的，因此，該協議符合候選轉發節點的轉發需求以及分散化協調需求[1]。在構建混合地理路由協議的過程中，首先，技術人員少采用數據包交互的方式，完成對下一跳鄰居集的構建，并借助距離信息，不斷優化和完善候選轉發集。其次，還要針對候選轉發節點的權重值[2]，對各個節點進行排序。最后，還要將時延轉發理念引入到候選轉發集的構建中，為縮短數據包轉發時延，提高數據包傳輸效率和效果創造良好的條件。混合地理路由協議在構建的過程中，主要涉及到了以下步驟：

（1）根據數據包的交互需求，完成一跳鄰居集的建立；

（2）根據車輛距離關系，構建候選轉發集；

（3）精確計算候選轉發節點權重，并對權重值進行排序；

（4）精確計算候選轉發集的轉發時延；

（5）轉發數據包消息。

總之，在發送和接收節點的應用背景下，為了保證混合地理路由協議構建的科學性和合理性，技術人員必須要嚴格按照構建步驟，完成對該協議的搭建和應用。

2.1 候選轉發集

為了更好地構建和應用混合地理路由協議，技術人員要在發送和接收節點的應用背景下，針對候選轉發節點的特點，加強對候選轉發集的構建。首先，要采用廣播數據包的方式，將所有候選轉發節點的數據包進行轉發處理[3]，同時，還要將其他相鄰候選轉發節點與當前節點進行有效結合，使其結合為統一整體，然后，完成對數據包的安全、可靠、穩定地傳輸。同時，還要針對節點的通信范圍和要求，將各個節點納入到候選轉發集中，為更好地構建和優化候選轉發集產生積極的影響。其次，為了實現對候選轉發集構建過程的精準描述，技術人員要采用構建框線圖的方式，設置四個節點，這四個節點分別為A 節點、B 節點、C 節點、D 節點、F 節點，然后，將這些節點組件成一個集合，及集合的名字為“N 集”。

此時，節點A 的一跳鄰居集表示為：N(A)={B,C,D,F}；

節點B 的一跳鄰居集表示為：N(B)={A,C,D,F}；

節點C 的一跳鄰居集表示為：N(C)={A,B,D,F}；

節點D 的一跳鄰居集表示為：N(D)={A,B,C,F}；

節點F 的一跳鄰居集表示為：N(F)={A,B,C,D}。

2.2 候選轉發節點權重

候選轉發節點權重可以直觀、形象地反映鄰居節點所轉發數據包的合格性，因此，在混合地理路由協議中，技術人員要利用距離因子和相對速度因子，對各個節點權重進行估算。同時，還要結合距離因子的設置需求，采用增加跳距離的方式，實現對候選轉發節點權重的科學計算。相對速度因子主要是指當前候選轉發節點與轉發節點之間的相對速度[5]。為了保證車輛行駛速度的科學性和合理性，避免因車輛行駛過快而引發安全事故，技術人員要綜合考慮相對速度因子，并分析和判斷當前節點是否在下一跳轉發節點的范圍內，只有這樣，才能最大限度地提升數據包轉發效率和效果。另外，還要根據距離因子最終計算結果，選取距離目的節點最近的候選轉發節點，并對相關距離因子進行定義，為后期精確化計算和統計相對速度因子打下堅實的基礎。如果候選轉發節點處于比較高的行駛速度，那么，該節點將會超過當前節點的通信正常范圍值，因此，為了精準化計算出候選轉發節點權重值，技術人員要綜合考慮各個節點的相對速度，以保證最終計算結果的真實性和精確性，為后期更好地優化數據包轉發流程，提高數據包轉發效率和效果提供重要的依據和參考[6]。

2.3 基于權重的節點轉發時延

當混合地理路由協議成功接收數據包后，候選轉發節點要立即參與到數據包的競爭轉發中。在這個過程中，首先，要利用候選轉發節點權重，根據車載網絡運行性能，有針對性地設置數據包轉發時延，以達到分散轉發數據包的目的。其次，還要針對各個候選轉發節點權重值，按照由小到大的順序，對鄰近集內的各個節點進行排序[7]。即權重值越小的候選轉發節點需要排到最前位置。同時，還要科學控制和調整候選轉發節點的等待時延差，當節點權限值不斷增大時，技術人員需要為各個節點提供足夠多的存儲空間，以滿足各個節點的存儲需求，同時，還要確保候選轉發節點有足夠多的信道接入時間[8]，將碰撞概率降到最低。但是，當節點權限制超過標準值范圍時，會增加數據包轉發時延，為了解決這一問題，技術人員要采用引入機會路由的方式，利用候選轉發節點。

2.4 數據包轉發流程

為了保證數據包的轉發效率和效果，技術人員要重視對數據包轉發流程的優化和完善。首先，要針對候選轉發節點周期特征，采用交互數據包的方式，針對轉發數據包的特征，完成對下一跳鄰居集的構建和應用，同時，還要科學設置和調整轉發節點集，在此基礎上，采用數據包轉發的方式，將轉發節點集插入到數據包內，以實現對轉發數據包格式的科學設計。當混合地理路由協議接收到數據包后，會自動利用候選轉發節點分析和判斷轉發集的位置、數量等相關參數，同時，還要采用設置等待時延的方式，不斷縮短轉發時延，為進一步提高數據包的轉發效率和效果打下堅實的基礎。另外，各個候選轉發節點在等待時延的過程中，需要對周圍的鄰居節點進行監聽，以檢測和識別鄰居節點是否轉發數據包，一旦發現鄰居節點對數據包進行轉發處理，需要將轉發的數據包丟棄，否則，當等待時延結束后，還要對沒有轉發的數據包進行轉發處理，確保所有數據包被轉發處理，以保證數據包轉發的全面性和完整性。最后，還要在綜合考慮數據包轉發需求的基礎上，不斷提高數據包傳輸的穩定性、可靠性和安全性，在此基礎上，利用其他候選轉發節點，將下一跳鄰居集內的數據包進行轉發處理。

3 混合地理路由協議性能分析

3.1 仿真平臺

為了實現對混合地理路由協議性能的科學評估，技術人員要重視對仿真平臺的搭建和應用。首先，技術人員要以雙向高速公路為參照標準，完成對仿真模型的構建，同時，技術人員嚴格按照如表1所示的仿真參數，要將車輛行駛速度設置在130km/h 左右，車輛數設置為270 臺。然后，利用從眾多數據包中，隨機選出兩個候選轉發節點[9]，其中一個候選轉發節點用作源節點，另一個候選轉發節點用作目的節點。另外，為了科學、有效地分析和評估混合地理路由協議性能，技術人員還要利用典型的轉發路由，將Creedy 路由與CBF 路由路由進行有效結合，采用同步仿真的方式，與混合地理路由進行全面對比和研究。

3.2 仿真結果

3.2.1 數據包接收率

數據包傳遞率隨節點數的變化曲線如圖1所示，從圖中可以看出，與CBF 路由、SRHGR 路由相比，Creedy 路由對應的數據包接收率最低，當Creedy 路由位于低密度區域時，數據包接受率達到極低狀態。例如：當候選轉發節點個數低于150 時，Creedy 路由數據包的接收率遠遠低于0.5，出現這一現象的原因是：Creedy 路由在設置和調整下一跳轉發節點期間，僅僅考慮了節點距離這一因素。而CBF 路由的數據包接收率相對較高，而SRHGR 路由的數據包接收率最高，出現這一現象的原因是SRHGR 路由在設置和調整下一跳轉發節點期間，主要是從所有鄰居節點中進行選擇、設置和調整的，使得數據包接收率不斷增高。

圖1：數據包傳遞率隨節點數的變化曲線

3.2.2 端到端傳輸時延

當候選轉發節點節點個數不斷變化時，混合地理路由協議端到端傳輸時延普遍較低，但是CBF 路由協議的傳輸時延相對較高，出現這一現象的原因是CBF 路由協議在選用下一跳轉發節點時，引入和使用了等待時延，使得端到端傳輸時延不斷延長。而Creedy路由對應的端到端傳輸時延普遍較低，出現這一現象的原因是Creedy 路由在選用下一跳轉發節點時，通常選用距離目的節點比較近的候選轉發節點，因此，導致傳輸跳數不斷下降。

表1：仿真參數

4 結束語

綜上所述，在發送和接收節點的應用背景下，為了更好地解決車載網絡數據包傳輸問題，技術人員要與時俱進，不斷學習混合地理路由協議相關新知識和新技術，進一步提高提高自身路由協議的構建能力，充分發揮和利用發送和接收節點的可靠性，從而完成對混合地理路由協議的構建和應用，為保證候選轉發節點權重計算結果的真實性、準確性和完整性，提高數據包傳輸效率和效果以及縮短端到端傳輸時延提供有力的保障。