Ad Hoc网络路由协议技术分析
Ad Hoc是目前比较常见的无线移动通信网路本文在介绍Ad Hoc网络基本特点基础上分析几种典型路由协议工作原理并在NS2仿真平台下研究了Ad Hoc网络下三种经典路由协议DSDV、 DSR、 AODV的各种性能。
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Ad Hoc网络表驱动路由协议按需驱动路由协议 NS-2
TN913.1+1A1005-1074(2009)05-0254-02
1Ad Hoc网络及相关路由技术概述
Ad Hoc网络也被称为多跳无线网。 网络由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成是一个多跳的临时性无中心网络可以在任何时刻、任何地点快速构建起一个移动通信网络并且不需要现有信息基础网络设施的支持网中的每个终端可以自由移动、地位相等。
Ad Hoc网络中的路由协议主要包括路径产生、路径选择和路径维护三项核心功能。在Ad Hoc网络路由协议中路径产生和路径维护这两项功能通常合在一起称为路由发现。路径维护是指对所选路径进行维护。
表驱动table driven型路由协议又被称为主动路由协议、先应式路由协议是一种基于表格的路由协议。按需驱动型路由协议也被称为反应式路由协议、源启动按需路由协议。与表驱动型路由协议不同的是按需路由仅在需要路由时才由源节点创建因此拓扑结构和路由表内容是按需建立的它可能仅仅是整个拓扑结构信息的一部分。
2基于NS-2的Ad Hoc网络路由协议性能及仿真分析
2.1仿真程序设计相关本文仿真的硬件平台采用台式机AMDAthlon双核2.0GHz CPU,1G内存软件平台为Windows XP操作系统、 Cygwin及NS2.28。并在此环境下针对中、小规模几十个节点以内网络进行模拟研究。关于移动场景建立传输复杂生成和TCL仿真脚本生成相关问题可以
参考文献[3,4] 。
2.2路由协议性能指标及其计算方法衡量Ad Hoc网络路由协议性能的指标[17,20]通常包括定性指标和定量指标。定性指标从整体上描述网络某个方面的性能如安全性、分布运行性、提供无环路由、是否对单信道支持等定量指标可以更细致的刻画网络某方面的性能。其中包投递率越大、说明传送过程中丢失的包就越少 网络性能越好。
这里是一个图片1
端到端的平均延迟使用公式2计算延迟越小说明响应越快网络质量越令人满意。
这里是一个图片2
路由开销是计算所有路由控制分组包括路由寻找分组和路由响应分织的总数经过多跳路由传输的分组而言每一跳传输相当于一次分组传输。
路由开销=路由控制分组总数3
2.3路由协议比较与性能分析对本文在研究前述几种路由协议(DSDV、OLSR、DSR、AODV)的基础上对各个协议做一定性比较 由于网络的拓扑变化因此在定性指标方面实现无
环路由和分布式运行是路由协议的基本要求在满足了基本要求和特性的基础上提供节能策略、安全性、组播功能和支持是协议评价的重要方面。
2.3.1成功分组抵达率的比较图1为低传输负载和高传输负载分组成功投递率比较。根据以上两组图形比较可知无论是在低传输负载还是在高传输负载条件下按需驱动路由协议的分组成功投递率要高于表驱动路由协议随着移动节点停留时间的不断增长分组成功投递率趋于稳定且高于节点处于移动状态时的分组成功投递率特别是当网络拓扑结构趋于静态时各种路由协议的分组成功投递率几乎接近100%,按需路由协议中的AODV协议的分组成功投递率要略高于DSR路由协议。
2.3.2数据报文端到端的平均延时比较图2低传输负载和高传输负载报文端到端平均延时比较。根据以上两组图形可以看出无论是在低负载还是高负载的条件下按需驱动路由协议的报文端到端平均延时较之表驱动路由协议要大这是因为表驱动路由协议在发送数据报文时路由表中已经存在到目的节点的路由项无需发起路由请求从而节省了时间而按需路由协议在发送数据报文之前如果路由表中没有到达目的节点的路由则需要发起到目的节点的路由请求从而平均延时增加。在低负载时按需路由协议DSR的平均延时和AODV路由协议相当 当处于高传输负载时 AODV路由协议的数据报文端到端传输平均延时要比路由协议要高。
2.3.3路由开销比较图3为低传输负载和高传输负载路由开销的比较。根据上述两组图形比较可以看出在相同的停留时间下 DSDV协议的路由负荷相对较小 AODV协议的路由负荷相对较大这是由于DSDV是表驱动路由协议一旦路由建立后就需要较小的控制分组来维持路由表而AODV是按需路由协议需要较多的路由控制分组来维持路由表的稳定。
3结语
本文对移动网络的基本概念、特点、关键技术及当前所面临的各种问题进行了基本的论述同时深入学习了仿真软件并对三个路由协议(DSR、AODV、DSDV)按照成功分组抵达率、数据报文端到端平均延时、路由开销等三个性能指标进行了仿真分析和比较加深了对这三种典型的路由协议的认识和理解。没有一种路由协议是万能的各协议在不同的网络环境中有不同的优势在对网络延时要求较高的环境下一般要选用表驱动路由协议而那些对数据包完整性和带宽要求严格的场合就应尽量选择按需驱动路由协议。
参考文献
[1]吕秋云.非军用Ad Hoc网络系统安全问题初探[J].网络安全技术与应用,2009,02
[2]童燕.移动Ad hoc网络路由协议综述[J].电信快报,2009,02
[3]翁睿,任祥颖,钱松荣.基于NS2的Ad Hoc网络路由协议性能比较分析[J].计算机应用与软件,2007,11.
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