0929Ad hoc网络两种按需路由协议性能仿真分析.doc

Adhoc网络两种按需路由协议性能仿真分析赵迪陈向东（西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都610031HYPERLINK"mailto:[e-mail]"[e-mail]）摘要：Adhoc网络是一种无需依赖于事先布设的基础设施，而仅依靠网络内部节点之间的协作，就能够完成节点间通信的网络。本文比较了Adhoc网络两种主流的按需路由协议：动态源路由（DSR,DynamicSourceRouting）协议，自组网按需距离矢量路由（AODV,Ad-hocOn-DemandDistanceVectorRouting）协议。本文使用基于ns-2的仿真模型进行仿真，并通过分组交付率、平均端到端时延、标准化路由负荷、标准化MAC负荷对两种按需路由协议进行评估。实验结果表明即使DSR和AODV协议都是按需路由协议，但它们采取的路由机制的不同，导致它们的性能表现的巨大差异。关键词：Adhoc，路由协议，NS21引言Adhoc网络是一种没有预设基础设施的网络，它工作于无线环境，通信带宽受限，而且节点具有移动性。有鉴于此，为Internet设计的许多路由协议（如RIP、OSPF等）并不能直接适用于Adhoc网络，主要原因如下：在网络拓扑结构快速变化的情况下，协议无法及时收敛，产生大量的不可靠路由和路由环路，而且路由开销过大。为了适应Adhoc网的需要，必须设计新的路由协议。路由协议的研究成为当前Adhoc网络研究的一个热点。2Adhoc路由协议的分类根据网络节点获取路由信息的方法来对移动Adhoc网络的路由算法进行分类，移动Adhoc网络的路由算法大致可以分成两大类：一类称作表格驱动类路由协议，一类称作源节点初始化按需驱动类路由协议。表格驱动类路由协议采用周期性的路由分组广播，来交换路由信息。尽力维护网络中每个节点至所有其他节点的一致的最新路由信息。源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小，但是路由协议的开销较大,如DSDV、WRP、DBF等。源节点初始化按需驱动类路由协议简称为按需路由协议。按需路由协议只有在源节点需要的时候，才创建路由，这也正是“按需”的含义所在。当网络中一个源节点需要一条路由到达某个目的节点的时候，源节点就初始化网络内的路由寻找进程。一旦找到一条路由，或者所有可能的路由重新排列都已检测完毕，则结束网络内路由寻找进程。与表格驱动类路由协议相比,按需路由协议的开销较小，但是数据报传送的时延较大，如AODV、DSR等[1]。3AODV与DSR协议概述AODV（AdhocONDemandDistanceVector）路由算法是专为移动Adhoc网设计的一种路由协议，它可以说是按需式和表驱动式的一种结合，具备了两种方式的优点。它的处理过程简单，存储开销很小，能对链路状态的变化做出快速反应。AODV通过引入序列号的方法解决了传统DV协议中的一些问题，如“计算到无穷”，确保了在任何时候都不会形成路由环。AODV路由算法属于按需路由算法，即仅当有源节点需要向某目的节点通信时，才在节点间建立路由，路由信息不会一直被保存，具有一定的生命期（TTL），这是由移动Adhoc网本身的特点所决定的。若某条路由已不需要，则会被删除。另外，在建立路由时，除了路由控制分组外，没有其他的网络开销，路由开销也很小。DSR(DynamicSourceRouting,DSR)也是一种按需路由协议，它允许节点动态地发现到达目的节点的多条路由。所谓源路由，是指在每个数据分组的头部携带有在到达目的节点之前所有分组必须经过的节点的列表，即分组中含有到达目的节点的完整路由。这一点与AODV不同，在AODV中，分组中仅包含下一跳节点和目的节点的地址。在DSR中，不用周期性地广播路由控制信息，这样就能减少网络的带宽开销，节约了电池能量消耗，避免了移动Adhoc网中大范围的路由更新。对AODV和DSR的仿真对比1仿真模型采用ns-2扩展版仿真器作为仿真模型。使用IEEE802.11无线局域网的分布式协调功能作为MAC层协议。应用非时隙的载波侦听多址访问（CSMA）技术结合碰撞避免（CSMA/CA）机制来发送分组。电台模型具有商用无线接口Lucent公司的WaveLAN特性。将WaveLAN模拟为共享媒介的电台，标称比特率2Mb/s，标称传输距离250m[2]。通信模型是连续比特速率（CBR）通信源。在网络中随机选择源节点与目的节点对。源节点与目的节点对数量可变，用于改变网络的承载载荷。移动模型是随机点模型（RandomWaypointModel），仿真网络在一个1500m×300m矩形区域，分布的50个节点。每个节点按照随机选定的移动速度（均匀分布在0~20m/s）从一个随机位置开始朝着一个随