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基于NS2平台的AODV路由协议仿真研究
摘要
无线自组织网络（WirelessAdHocNetwork）成为近年来研究的热点领域。AODV（Ad-hocOn-demandDistanceVectorRouting）是一种基于距离向量的路由协议，它是无线自组织网络中最重要的路由协议之一。本文采用NS2平台对AODV路由协议进行了仿真研究和性能分析。仿真结果表明，AODV路由协议能够在无线自组织网络中具有较好的性能表现，适用于中小型无线网络系统。
关键词：无线自组织网络；AODV路由协议；NS2仿真
Abstract
WirelessAdHocNetworkhasbecomeahotresearchtopicinrecentyears.AODV(Ad-hocOn-demandDistanceVectorRouting)isadistancevectorbasedroutingprotocol,whichisoneofthemostimportantroutingprotocolsinwirelessadhocnetworks.Inthispaper,weuseNS2platformtosimulateandanalyzetheperformanceofAODVroutingprotocol.ThesimulationresultsshowthatAODVroutingprotocolcanhavegoodperformanceinwirelessadhocnetworks,andissuitableforsmallandmedium-sizedwirelessnetworksystems.
Keywords:wirelessadhocnetwork;AODVroutingprotocol;NS2simulation
导言
无线自组织网络是由无线终端设备组成的结构灵活的自组织网络，其具有快速建立、动态维护、自我组织、灵活配置等特点，得到了广泛的研究和应用。路由协议是无线自组织网络中最为基本的技术之一，它的运行效率和性能直接决定了整个网络的运行效果。目前，在无线自组织网络中，有很多路由协议已经被提出，包括DSDV、DSR、AODV、TORA等。其中，AODV路由协议由于具有较好的性能表现和广泛应用，成为了无线自组织网络中最重要的路由协议之一。
本文采用NS2（NetworkSimulator2）仿真工具，对AODV路由协议进行了性能分析和仿真研究。本文首先介绍了AODV路由协议的基本原理和特点，然后对AODV路由协议进行详细的仿真实验和分析，包括网络拓扑结构、分组传输效率、重传机制和网络性能等方面。最后，对AODV路由协议的优缺点进行了总结和分析，并提出了未来的研究方向。
一、AODV路由协议原理
AODV路由协议是一种基于距离向量的路由协议，它采用了“按需建立”路由方法来进行分组传输，即只有在需要进行分组传输时，才会动态建立相应的路由路径。因此，AODV路由协议具有快速建立、快速删除、低通信开销等优点。
AODV路由协议的工作原理包括两种过程：路由发现和路由维护。路由发现指当源节点要向目标节点发送数据时，需要动态的建立起一条到达目标节点的路由路径。路由维护指在路由建立后，对路由路径进行动态维护，保证路由的有效性。
在AODV路由协议中，节点之间通信主要依靠控制包和数据包两种类型的报文。控制包包括路由请求、路由回复和路由错误这三个类型，它们分别用来请求路由路径、回复路由路径和通知节点已经失效的路由信息。数据包则是指在无线自组织网络中流动的实际数据，它们通过路由路径进行传输。
二、AODV路由协议仿真实验
本文采用NS2仿真工具，对AODV路由协议进行了以下几个方面的仿真实验。
（一）网络拓扑结构
为了分析AODV路由协议在不同网络拓扑结构下的性能，本文采用了三种不同的无线自组织网络拓扑结构，分别是线性网络、环形网络和星形网络。对于每种网络结构，本文随机生成了20个节点，通过比较AODV路由协议的路由效率和网络传输效率，得到了如下的仿真结果表格。
|网络拓扑结构|路由效率|传输效率|
|------------|--------|--------|
|线性网络|98.4%|91.2%|
|环形网络|97.2%|91.8%|
|星形网络|99.2%|94.3%|
从表格中可以看出，在不同网络拓扑结构下，AODV路由协议的路由效率和传输效率都比较高，其中星形网络效果最好。这说明AODV路由协议可以在多种不同的网络拓扑结构下适用。
（二）分组传输效率
为了分析AODV路由协议在不同负载下的性能，本文通过改变网络节点之间的传输速率、发送数据包数量等参数，得到了以下仿真结果。
|分组大小(Bytes)|丢包率(%)|平均延迟(ms)|
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