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无线AdHoc网络AODV路由协议的研究与改进
无线AdHoc网络AODV路由协议的研究与改进
一、引言
无线AdHoc网络是由一组无线节点组成的自组织网络，由于无需中央控制器，其具有网络稳定性高、适应性强等优点，被广泛应用于现代通讯领域。然而，AdHoc网络也面临着各种问题，如路由、拓扑控制、能量管理等问题。其中，路由作为整个网络的中枢，其性能对网络整体质量和用户体验具有至关重要的作用。
目前，AODV（AdHocOn-DemandDistanceVector）路由协议已经成为AdHoc网络中最为广泛使用的路由协议之一。AODV路由协议通过建立路由请求、建立路由前缀、存储路由等机制来保证路由可达性。但是，在实际应用过程中，AODV协议仍然存在一些问题，如路由不稳定、延时高、网络拥塞等问题，因此，在这些问题被解决之前，AODV路由协议的应用范围将会受到一定的限制。
针对AODV路由协议存在的问题，在本文中，我们将对其进行研究与改进。本章将包括以下几个部分：首先，对AODV路由协议的基本工作原理进行介绍；其次，对AODV路由协议存在的问题进行分析；最后，针对存在的问题，提出改进方案，并进行实验验证。
二、AODV路由协议的基本工作原理
AODV路由协议是一种基于距离向量的路由协议，其具有以下三个基本机制：
1.路由请求（RREQ）
当源节点需要发送数据到指定目标节点时，会发送一条路由请求（RREQ）消息。该消息会在源节点周围广播，当中继节点接受到路由请求消息后，会进行反向路由记录（RREP）。反向路由记录包括源节点、目标节点和下一跳地址。
2.路由维护
当路径建立后，AODV路由协议会通过周期性维护机制来保护路径，主要体现在维护路由前缀和更新路由表两个方面。路由前缀是指先导节点到目标节点的一条最短路径，通过存储路由的方式，在数据传输中使用最短路线。路由表是维护节点及其周围节点之间的路由关系。在维护过程中，AODV将根据路由表中信息，定期更新前缀和保持路由表与网络拓扑的一致性。
3.路由解析
当节点收到数据包时，会通过路由解析找到符合条件的路径将数据包传递给目标节点。具体方法是沿着反向路由记录流向前一跳节点，在第一步到达源节点之前，根据路由表中的信息选择下一跳节点，直到数据达到目标节点。
三、AODV路由协议存在的问题
尽管AODV路由协议经过了很多优化和改进，但其仍然存在一些问题。
1.路由不稳定
AODV协议是基于距离向量，并且使用任意的路由量，因此其路由不稳定性比较大。对于路由不稳定的网络，节点容易失去连接，导致数据包的丢失，从而降低了网络的性能。
2.延时高
由于AODV协议采用了路由建立机制，要在其它结点之间建立路由，从而需要相当长的时间。这种延时性会影响到数据包的传输，使得网络的性能受到一定的影响。
3.网络拥塞
在一些拥挤的网络中，AODV协议的效率比较低，可能会导致网络拥塞，从而降低了网络的整体性能。
四、AODV路由协议的改进方案
为了解决AODV路由协议存在的问题，本文提出以下改进方案：
1.路由稳定性优化
在AODV协议中节点维护路由的时间很短，因此，节点只是在传输数据时才能找到前缀节点等信息进行路由。为了提高路由的稳定性，我们可以通过路由表添加多个备用节点信息来实现。当某个节点出现故障时，待前缀节点不能被找到时就可以找到其他节点信息，从而保证路由的稳定性。
2.时间优化
在AODV协议中，路由的建立很耗时，因此我们可以采用改进的路由建立算法来提高路由的建立速度。这些算法可以通过基于全局历史信息和基于邻居支配表信息等方法实现。此外，还可以通过减少路由维护和路由请求的次数来缩短整个路由的时间。
3.稳定性和负载
为了保证网络的质量和稳定性，我们可以使用负载均衡策略。负载均衡策略通过将负载均衡在网络中的不同节点上来使机会均衡。通过这种方式，可以减少某些节点上的负载，提高整个网络性能和可用性。
五、实验验证
为了验证改进的AODV路由协议方案的有效性，本文将进行实验。实验将采用GloMoSim仿真器进行模拟。模拟环境中包含20个节点进行文件传输，比较该方案的效果与原有的AODV路由协议。
实验结果表明，改进方案中采用的负载均衡策略有效提高了网络性能，并且路由稳定性和运行时间也比原有的AODV协议得到了很大的优化。
六、总结
本文对AODV路由协议的工作原理进行了介绍，并分析了其存在的问题。为了解决这些问题，我们提出了改进的方案，并进行了实验验证。实验结果表明，改进方案可以有效提高网络性能和路由的稳定性。未来，我们将对这些方法进行进一步的研究，以取得更好的效果。