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无线Mesh网络的AODV协议的研究
无线Mesh网络的AODV协议研究
无线Mesh网络是由多个节点组成的自组织网络，设备之间通过无线信号互相通信。无线Mesh网络具有自组织、自愈、自适应等优点。可以用于宽带互联网接入、智能家居、物联网等领域。在无线Mesh网络中，路由是一个重要的问题，因为节点数量和拓扑结构的改变都会对路由造成影响。因此，如何保证数据在网络中正常传输，是一个关键问题。
现有的路由协议主要分为两类：基于跳数的、基于链路状态的。前者主要是通过询问其它节点距离目标节点的跳数来进行路由的选择，如AODV协议、DSR协议。后者是通过发送路由请求信息，收集网络拓扑状态信息，利用算法计算路由，如OSPF协议、BGP协议。
本文主要介绍无线Mesh网络中的AODV协议，并进行深入研究。AODV协议（AdhocOn-DemandDistanceVectorRoutingProtocol）是一种基于跳数的路由协议。AODV协议是发现源节点到目标节点的最短路径的无向图，这个过程主要是通过向周边节点广播路由请求包。这时会建立一个缓存记录，直到目的节点应答为止。通过这个缓存记录可以建立路径直到目标节点，然后将路径通过转发数据包的方式进行传输。且路径的不断维护会使得路径的准确性与实时性体现的非常明显。
AODV协议主要具有以下特点：
优点：
1.节点对节点的通信，减小网络中传输数据的延迟；
2.建立的路由可以优化转发方向，提高传输效率；
3.节点运动引起路由的变化时，可以保证节点能及时知道这些变化；
4.采用数据链路组管理的方式，方便网络管理与维护。
缺点：
1.网络中节点数量较多时，路由请求的广播会影响网络性能；
2.路由的建立需要时间，在需要重要数据时可能会比较耗时；
3.AODV协议不支持多路径，这会导致传输效率不高；
4.AODV不具有自适应QoS的质量控制机制，这时QoS问题需要使用其它协议和机制来进行解决。
为了解决AODV协议的缺点，我们可以采用以下优化方案：
方案一：建立备份路径机制，支持多路径传输：
AODV协议中的单路径传输方式会限制数据的传输效率。为了提高传输效率，建议引入备份路径机制，同时支持多路径传输。这样就可以保证数据的可靠性和速度。采用备份路径的方式，可以避免单路径传输带来的单点故障问题，当避开主路径得来不易时，可以通过备份路径来确保信号的传输。
方案二：采用深度优先搜索算法，提高路由查询效率：
AODV协议通过路由请求包在网络中进行广播，这样会造成网络性能下降。为了提高查询效率，可以采用深度优先搜索算法。深度优先搜索算法是一个利用递归算法进行搜索的算法。深度优先搜索需要用栈来保存已经检索过的节点，以便于后续进行比较。当找到最短路径时，表格被记录以便数据的传输。采用深度优先搜索来查询路由的时候可以减少路由的查询次数，提高查询效率。
方案三：基于时延的流量控制机制，提高网络带宽的利用率：
AODV协议中没有流量控制机制和拥塞控制机制，当网络负荷较大的时候会造成网络阻塞和拥堵。为了解决这个问题，建议引入基于时延的流量控制机制来进行带宽控制。当网络负荷较大的时候，通过对数据包进一步分类管理，建立不同等级的队列管理结构，进行优先级控制，从而可以保证网络的正常传输。
结论：
AODV协议是无线Mesh网络中一种比较优秀的路由协议，但是它也存在缺点。通过文章中的示例方案，我们可以看出，通过引入一些新的技术方法可以实现对AODV协议的优化，来保证网络的正常传输以及数据的高效率传输。这些优化方案提出了从不同层面(如改善路由查询效率，采用备份路径机制，提高网络带宽利用率等)进行路由协议的优化，可满足在不同场景下对路由需求的不同，最大限度地减小其所存在的缺点，从而提高网络的性能。