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基于ODMRP的稳定路由协议LB-ODMRP
一、前言
随着无线通信技术和移动互联网的快速发展，无线自组网络（MANET）的应用越来越广泛。无线自组网络属于一种无线式分散型网络，不需要基础设施，可以快速搭建网络，因此无线自组网络在灾难救援、紧急通信、智能交通、智能医疗等领域具有广泛的应用前景。然而，无线自组网络在无固定网络基础设施的情况下，拓扑结构的不稳定性以及节点的不可靠性等问题，使得路由协议的设计成为了解决网络稳定性问题的核心。
ODMRP（On-DemandMulticastRoutingProtocol）是一种建立在单播路由协议（如DSDV、AODV）之上的组播路由协议。ODMRP采用基于多路径的路由策略，在组主机和组成员之间建立多条路径，避免链路中的瓶颈和单点故障。然而，ODMRP协议在规模较大的网络中容易出现洪泛问题，导致网络带宽不足和网络拥塞问题的出现。
因此，为了解决ODMRP协议的缺陷，研究人员提出了基于ODMRP协议的稳定路由协议，即LB-ODMRP。本文将从以下几个方面介绍LB-ODMRP协议，包括协议的设计原则、协议的核心思想、协议的具体实现以及协议的实验验证结果等。
二、协议的设计原则
LB-ODMRP协议是一种基于ODMRP协议的稳定路由协议，主要解决ODMRP在正常通信中、当节点频繁进出网络或节点的网络负载过高时，容易出现洪泛问题的不足。LB-ODMRP协议的设计原则主要包括以下几点：
1.稳定性：网络路由建立过程中，针对网络拓扑变化和负载平衡等问题，保证组播报文能够快速传输并且不会产生环路。
2.高效性：保持ODMRP协议优越的建立组播路由路径的机制，缩短建立时间并尽量避免控制报文的洪泛，以降低网络负载。
3.扩展性：协议设计需要考虑到节点数量的增加和网络规模的扩大，能够应对灵活的网络拓扑。
4.容错性：在无线自组网络中，节点的容错性是必须考虑的关键因素，协议设计需要考虑到节点的复杂性和不可靠性，允许节点在故障的情况下重新加入网络。
三、协议的核心思想
LB-ODMRP协议的核心思想是将ODMRP协议中的消息传输控制从TG（TrtansmissionGroup）中分离出来，建立TG中的专门控制节点，即LB(UserLoadBalancingNode)节点进行控制。LB节点主要实现了组播控制和负载均衡的目标。在节点进出网络的时候，LB节点能够关注整个组的状态，绕过故障节点重新计算组播路由路径，可以保证组播路由路由的效率、稳定性和负载均衡性。
在LB-ODMRP协议中，LB节点接收业务节点发出的组播请求，并进行组播控制，控制节点只负责将是否需要缓存组播信息作为策略，并将关键信息转发给周围的节点，而具体的数据转发任务由DWT（DataForwardingTable）节点负责执行。DWT节点是LB节点在每个TG中选择的策略节点，来转发组播数据。具体的实现过程如下：
在发起组播请求的源节点A收到消息后，节点A将请求包发送到该组的LB节点，LB节点收到该请求包后会根据当前成员列表建立ODMRP短生命周期组播树，待树形建立好后，LB节点将树形结构发送给所有成员节点，每个成员节点就可以根据此树形结构进行数据转发工作。
四、协议的具体实现
1.组播控制
LB-ODMRP协议的核心是组播控制，即控制节点LB通过周期性检查机制监视组成员的状态，保证在组成员发生改变时及时更新组播树，并支持即时决策、节点的扩展性和容错性。
2.负载均衡
由于ODMRP多路径组播协议选择的路径多，组播时所需的宽带能力也会随之提高，此时容易导致瓶颈出现，从而导致网络性能下降。LB-ODMRP协议通过LB节点的负载均衡机制，让LB节点在选定的DWT中选择一个最佳节点，来转发组播数据，防止瓶颈出现。
3.频繁进出网络
在LB-ODMRP协议中，当节点频繁进出网络或节点的网络负载过高时，通过LB节点的周期性广播，可以防止由于节点进出系统或节点的网络负载过高导致的数据包丢失。LB节点通过周期性广播的机制，达到对组播路由路径的优化、维护和更新。
五、协议的实验验证结果
为了验证LB-ODMRP协议的性能和有效性，研究人员在NS2仿真平台进行了实验。在该实验中，比较了LB-ODMRP协议和ODMRP协议的性能，以及DWT节点的数量和LB节点的数量对协议性能的影响。
实验结果表明，LB-ODMRP协议在网络拓扑变化较大的环境下性能更优，并且与ODMRP协议相比，LB-ODMRP协议能有效降低网络控制信息洪泛的现象，并减少节点的能量损耗。在DWT节点的数量和LB节点的数量选择上，实验结果还表明，增加LB节点数量能够显著地提供网络性能。
此外，在实验中研究人员还对比了其他组播路由协议的性能，发现LB-ODMRP协议在节点进出网络的情况下，相较于SMR和BI-