《路由協(xié)議》PPT課件

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1、第2章路由協(xié)議---林志貴2012/3/10主要內(nèi)容：概述路由協(xié)議分類能量感知路由基于查詢的路由地理位置路由可靠路由協(xié)議路由協(xié)議自主切換概述路由協(xié)議負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點。功能：1）尋找源節(jié)點和目的節(jié)點間的優(yōu)化路徑；2）將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。概述特點：能量優(yōu)先基于局部拓?fù)湫畔⒁詳?shù)據(jù)為中心應(yīng)用相關(guān)要求：能量高效可擴展性魯棒性快速收斂性路由協(xié)議分類1）能量感知路由協(xié)議從數(shù)據(jù)傳輸中的能量消耗出發(fā)，討論最優(yōu)能量消耗路徑以及最長網(wǎng)絡(luò)生存期等問題。2）基于查詢的路由通信流量主要是查詢節(jié)點和傳感器節(jié)點之間的命令和數(shù)據(jù)傳輸。3）地理位置路由協(xié)議----節(jié)點

2、的位置4）可靠的路由協(xié)議----網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實時性能量感知路由1）能量路由根據(jù)節(jié)點的可用能量(PA)或傳輸路徑上的能量需求，選擇數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。特點：需要知道整個網(wǎng)絡(luò)的全局信息策略：最大PA路由、最小能量消耗路由、最少跳數(shù)路由及最大最小PA節(jié)點路由能量感知路由2）能量多路徑路由思想：在源節(jié)點和目的節(jié)點之間建立多條路徑，根據(jù)路徑上節(jié)點的通信能量消耗以及節(jié)點的剩余能量情況，給每條路徑賦予一定的選擇概率，使得數(shù)據(jù)傳輸均衡消耗整個網(wǎng)絡(luò)的能量，延長整個網(wǎng)絡(luò)的生存期。過程：路徑建立、數(shù)據(jù)傳播和路由維護(hù)。能量感知路由目的節(jié)點向鄰居節(jié)點廣播路徑建立消息，啟動路徑建立過程----代價域。

3、當(dāng)節(jié)點收到鄰居節(jié)點發(fā)送的路徑建立消息時，相對發(fā)送該消息的鄰居節(jié)點，只有當(dāng)自己距源節(jié)點更近，而且距目的節(jié)點更遠(yuǎn)的情況下，才需要轉(zhuǎn)發(fā)該消息，否則將丟棄該消息如果節(jié)點決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑建立消息，需要計算新的代價值來替換原來的代價值。能量感知路由節(jié)點要放棄代價太大的路徑，節(jié)點j將節(jié)點i加入本地路由表FTj中的條件：能量感知路由節(jié)點為路由表中每個下一跳節(jié)點計算選擇概率，節(jié)點選擇概率與能量消耗成反比。節(jié)點根據(jù)路由表中每項的能量代價和下一跳節(jié)點選擇概率計算本身到目的節(jié)點代價?；诓樵兊穆酚啥ㄏ驍U散路由思想：匯聚節(jié)點通過興趣消息發(fā)出查詢?nèi)蝿?wù)，采用洪泛方式傳播興趣消息到整個區(qū)域或部分區(qū)域內(nèi)的所有

4、傳感器節(jié)點。在興趣消息的傳播過程中，協(xié)議逐跳地在每個傳感器節(jié)點上建立反向的從數(shù)據(jù)源到匯聚節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸梯度。傳感器節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)沿著梯度方向傳送到匯聚節(jié)點。途徑：興趣擴散、梯度建立和路徑加強三個階段?；诓樵兊穆酚啥ㄏ驍U散路由基于查詢的路由謠傳路由思想：事件區(qū)域中的傳感器節(jié)點產(chǎn)生代理消息，代理消息沿著隨即路徑向外擴散傳播，同時匯聚節(jié)點發(fā)出的查詢消息也沿隨機路徑在網(wǎng)絡(luò)中傳播。代理消息和查詢消息的傳輸路徑交叉在一起時，就會形成一條匯聚節(jié)點到事件區(qū)域的完整路徑?；诓樵兊穆酚芍{傳路由地理位置路由節(jié)點通常需要獲取它的位置信息，使采集的數(shù)據(jù)更加有意義。如：森林防火應(yīng)用。消防人員

5、不僅需要知道發(fā)生了火災(zāi)事件，還需要知道發(fā)生火災(zāi)事件的確切位置。地理位置路由GEAR(geographicalandenergyawarerouting)原理：根據(jù)事件區(qū)域的地理位置信息，建立匯聚節(jié)點到事件區(qū)域的優(yōu)化路徑，避免洪泛傳播方式，減少路由建立的開銷。地理位置路由—GERA1查詢消息傳送到事件區(qū)域GERA用實際代價和估計代價表示路由代價，沒有建立從匯聚節(jié)點到事件區(qū)域路徑時，中間節(jié)點用估計代價來決定下一條節(jié)點。估計代價定義：節(jié)點到事件區(qū)域的距離以及節(jié)點的剩余能量兩部分計算公式：C(N，R)=ad(N，R)+(1-a)e(N)其中：C(N，R)表示估計代價，d(N，R)

6、為節(jié)點N到事件區(qū)域的距離，e(N)節(jié)點N中的剩余能量，a為比例參數(shù)。地理位置路由—GERA查詢信息到達(dá)事件區(qū)域后，事件區(qū)域的節(jié)點沿著查詢路徑的反向傳輸檢測數(shù)據(jù)消息。數(shù)據(jù)消息中包含每跳節(jié)點到事件區(qū)域的實際能量消耗。路由空洞產(chǎn)生。貪婪算法。地理位置路由—GERA2查詢消息在事件區(qū)域內(nèi)傳播1洪泛機制2迭代轉(zhuǎn)發(fā)機制地理位置路由GEM(graphembedding)適用于數(shù)據(jù)中心存儲方式的路由，主要思想是建立一個虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)，用來表示實際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點形成一個以匯聚節(jié)點為根的環(huán)樹，每個節(jié)點用到樹根的跳數(shù)距離和角度范圍表示，節(jié)點間的數(shù)據(jù)路由通過這個環(huán)樹實現(xiàn)。地理位置路由—

7、GEM三種數(shù)據(jù)存儲方式1本地存儲2外部存儲3數(shù)據(jù)中心存儲地理位置路由—GEM1虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)建立步驟：生成樹形結(jié)構(gòu)、反饋子樹大小、確定虛擬角度范圍。2基于虛擬極坐標(biāo)系統(tǒng)的路由算法地理位置路由—GEM3對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓m應(yīng)一致性條件：(1)除了匯聚節(jié)點外每個節(jié)點只有一個父節(jié)點(2)每個節(jié)點跳數(shù)值為父節(jié)點的跳數(shù)值加1(3)每個節(jié)點的角度范圍是父節(jié)點角度范圍的子集(4)每個節(jié)點的子節(jié)點角度范圍不相交地理位置路由邊界定位地理路由基本思想：通過網(wǎng)絡(luò)中自身位置信息確定一個全局坐標(biāo)系，然后確定其他節(jié)點在這個坐標(biāo)系的位置，最后根據(jù)節(jié)點在坐標(biāo)系