无线自组织网络AODV路由协议研究.doc

HUNANCITYUNIVERSITY
-------《无线网络技术》小论文

设计题目：无线自组织网络AODV路由协议研究
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指导教师：__
0000年00月00日
摘要:AdHoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络,网络层的路由协议对于AdHoc网络来说尤为重要。首先阐述了Adhoc网络的概念和特点,分析了自组网路由协议的有关情况。重点研究了按需路由协议中的AODV协议及其中断链恢复的改进,结果表明在数据传输延迟和路由开销方面,采用改进的本地修复方法都可以使性能获得一定程度的提高。
关键字:Adhoc网络;路由协议;AODV协议

1无线自组网概述
1.1AdHoc网络的概念
AdHoc网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,是移动计算机通信网络的一种类型,后者是指用户终端可以在网内随意移动的计算机网络,所以adhoc网络是移动通信和计算机网络的交叉。作为一种无中心分布控制网络(InfrastructurelessNetworks),自组网是一种自治的无线多跳网,整个网络没有固定的基础设施,可以在不能利用或不便利用现有网络基础设施的情况下,提供一种通信支撑环境,拓宽了移动网络的应用场合。自组网中也没有固定的路由器,所有节点都是移动的,并且都能以任意方式动态地保持与其他节点的联系。在这种环境中,由于终端的无线覆盖范围的有限性,两个无法直接进行同信的用户终端可以借助于其他节点进行分组转发。每个节点都可以说是一个路由器,他们要能完成发现和维持到其他节点路由的功能。
Adhoc网络中的信息流采用分组数据格式,阐述采用包交换机制,基于TCP/IP协议族。若干个移动终端组成一个独立的网络,与固定的互联网并行,需要时也可与固定的互联网互联。根据底层采用的无线通信技术而有所不同,快的可在数秒钟内完成,慢的也可在几个小时内完成,有效通信距离通常在30公里~50公里范围之内。在AdHoc网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找路由和转发报文的工作。在AdHoc网络中,每个主机的通信范围有限,因此路由一般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故AdHoc网络也被称为多跳无线网络。
1.2AdHoc网络的特点
AdHoc网络作为一种新的组网方式,具有以下特点:
网络的独立性;动态变化的网络拓扑结构;有限的无线通信带宽;有限的主机能源;网络的分布式特性;无中心和自组织性;有限的物理安全;网络的可扩展性不强;多跳组网方式;移动终端的局限性。
2无线自组网的路由技术
2.1路由概述
路由技术是移动节点通信的基础,也是移动自组织网络的关键技术之一。与一般的蜂窝无线网络不同,移动自组织网络各节点间通过多跳数据转发机制进行数据交换,需要专门的路由协议进行分组转发操作。无线信道变化的不规则性、节点的移动、加入、退出等都会引起网络拓扑结构的动态变化。移动自组织网络路由协议就是在这样的背景下产生的,其主要作用是在自组织网络环境中,建立各节点的路由,同时,通过监控网络拓扑结构的变化来更新和维护路由。
2.2路由协议举例
IETF的MANET工作小组目前正专注于移动自组织网络路由协议的研究,提出了许多协议草案,如DSR、AODV、ZRP等路由协议。此外,研究人员也发表了大量关于移动自组织网络路由协议的相关文章,提出了DSDV、WRP等协议。根据路由触发原理,目前的路由协议大致可以分为表驱动路由协议、按需路由协议和层次型路由协议三种。
3AODV协议
3.1AODV概述
AODV实质上就是DSR和DSDV的综合,它借用了DS中路由发现和路由维护的基础程序,及DSDV的逐跳(Hop-byhop)路由、顺序编号和路由维护阶段的周期更新机制,以DSDV为基础,结合DSR中的按需路由思想并加以改进。AODV使用了分布式的、基于路由表的路由方式,所以建立路由表项以后,在路由中的每个节点都要执行路由维持、管理路由表的任务,在路由表中都需要保持一个相应目的地址的路由表项,实现逐跳转发。这就与DSR所采用的原路由方式有很大的不同。后者在路由时,只有源节点知道到目的节点的完整路由,而中间节点都不知道有关的路由信息。AODV有别于其他协议的最显著特点是路由表中每个项都使用了目的序列号(DestinationSequenceNumber)。目的序列号是目的节点创建,并在发给发起节点的路由信息中使用的。使用目的序列号可以避免环路的发生,并且很容易用编程实现。
3.2AODV路由协议中断链修复的改进
由于常规路由协议维护完整的路由表,能得知网络中的拓扑情况,很容易在路由表项失效时找到备用的路由。而adhoc由于网络特点的限制要实时维护完整路由表,这一做法很不现实,现有AODV