adhoc網(wǎng)絡(luò)中aodv路由協(xié)議性能研究

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1、AdHoc網(wǎng)絡(luò)中AODV路由協(xié)議性能研究　　摘要AdHoc網(wǎng)絡(luò)（MobileAdHocNetwork，MANET）沒有任何的固定基礎(chǔ)設(shè)施，主機(jī)通過彼此無線電波通信，在軍事通信、野外通信、應(yīng)急通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文主要介紹用于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的AODV路由協(xié)議的原理，利用NS2構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模擬場景，對AODV協(xié)議的性能進(jìn)行測試、分析。從仿真來看，在相同的移動(dòng)速度下，DSR和AODV協(xié)議的丟包率明顯低于DSDV協(xié)議，特別是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漭^穩(wěn)定時(shí)，DSR和AODV的丟包率相當(dāng)?shù)停ń咏?%），而DSDV的丟包率最高。隨著移動(dòng)速度的增加，各路由協(xié)議的端到端平均

2、時(shí)延都在增加，其中DSR的增加幅度最大；在相同速度下，3個(gè)協(xié)議中DSDV具有最小的端到端時(shí)延，而DSR和AODV的端到端平均延遲較大。由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性使得AODV的性能有所下降，但總體來說，路由協(xié)議的總體性能很好，即使在節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)的情況下，網(wǎng)絡(luò)分組傳輸?shù)膩G包率、平均的端對端延時(shí)都保持在較好的水平上。事實(shí)上，算法的網(wǎng)絡(luò)性能隨著網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)是不同的，受多方因素的影響，它們之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。在具體規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該對AODV參數(shù)作具體的設(shè)計(jì)，以確保網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)。11關(guān)鍵詞AdHoc路由協(xié)議仿真AODV1課題背景及開展研究的意義Adhoc

3、網(wǎng)絡(luò)是一種自組織的無線多跳網(wǎng)，它不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)施作支撐。路由協(xié)議是Adhoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的重要組成部分，在無線環(huán)境下Adhoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)特性對路由協(xié)議提出了更高的要求。（1）網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都是移動(dòng)的，并且都能以任意方式動(dòng)態(tài)地保持與其他節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨處移動(dòng)，也可以隨時(shí)開機(jī)和關(guān)機(jī)，這些都會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)發(fā)生變化。（2）兩個(gè)無法直接進(jìn)行通信的終端用戶可以借助其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)兼?zhèn)渎酚善骱椭鳈C(jī)兩種功能。（3）Adhoc網(wǎng)絡(luò)通過分組轉(zhuǎn)發(fā)完成數(shù)據(jù)的交換，需要路由協(xié)議進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)決策。無線信道變化的不規(guī)則性和節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)、加入、退出都會(huì)

4、引起網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。從而路由協(xié)議完成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化、路由信息的交換、尋找目的節(jié)點(diǎn)、產(chǎn)生、維護(hù)并優(yōu)化路由，保持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩?。Adhoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議大致可以分為先驗(yàn)式（Proactive）路由協(xié)議（如：DSDV）、反應(yīng)式（Reactive）路由協(xié)議（如：DSR//TORA/ARP）以及混合式路由協(xié)議（如：AODV）。11先驗(yàn)式路由協(xié)議又稱為表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議（Table-driven），在這種路由協(xié)議中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一張包含到達(dá)其它節(jié)點(diǎn)的路由信息的路由表。當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送更新消息，收到更新消息的節(jié)點(diǎn)將更新自己

5、的路由表，以維護(hù)一致的、及時(shí)的、準(zhǔn)確的路由信息，所以路由表可以準(zhǔn)確地反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。源節(jié)點(diǎn)一旦要發(fā)送報(bào)文，可以立即獲得到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由。因此這種路由協(xié)議的時(shí)延較小，但是路由協(xié)議的開銷較大。反應(yīng)式路由協(xié)議，又稱為按需路由協(xié)議（On-DemandRouting），是一種當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才查找路由的路由算法。在這種路由協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)不需要維護(hù)及時(shí)準(zhǔn)確的路由信息，當(dāng)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文時(shí)，源節(jié)點(diǎn)才在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起路由查找過程，找到相應(yīng)的路由。與先驗(yàn)式路由協(xié)議相比，反應(yīng)式路由協(xié)議的開銷較小，但是數(shù)據(jù)報(bào)傳送的時(shí)延較大。在Adhoc網(wǎng)絡(luò)中單純采用先驗(yàn)式或反應(yīng)式路由協(xié)議都不

6、能完全解決路由問題。由此可見，應(yīng)用結(jié)合先驗(yàn)式和反應(yīng)式路由協(xié)議優(yōu)點(diǎn)的混合式路由協(xié)議是一種較好的折衷方案。下面對混合式的路由協(xié)議AODV（AdhocOndemandDistanceVectorRouting）進(jìn)行具體的研究。總之，AODV協(xié)議是一個(gè)比較好的路由協(xié)議，它能夠?qū)崿F(xiàn)路由的所用基本功能。同時(shí)AODV能夠應(yīng)對Ad11hoc網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的要求，在設(shè)定的路由延遲的情況下，表現(xiàn)出良好的性能。但由于未能考慮業(yè)務(wù)的QoS需求，在對傳輸質(zhì)量要求較高的網(wǎng)絡(luò)中，顯得力不從心，尚待進(jìn)一步完善。通過對AODV路由協(xié)議的證明，我們可以得到衡量網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。只有在理論分

7、析和網(wǎng)絡(luò)仿真的基礎(chǔ)上對原有協(xié)議進(jìn)行分析，才能改進(jìn)原有的路由協(xié)議，不斷提出有利于網(wǎng)絡(luò)的性能提高的新的策略。2研究方法、內(nèi)容及預(yù)期目的2.1研究方法在硬件條件不具備的情況下進(jìn)行AdHoc網(wǎng)絡(luò)AODV路由協(xié)議的性能分析，要花費(fèi)巨資去建立實(shí)際系統(tǒng)，這是不現(xiàn)實(shí)的。因此，我們采用網(wǎng)絡(luò)模擬（也稱網(wǎng)絡(luò)仿真）軟件NS-2進(jìn)行模擬分析。NS-2是指NetworkSimulatorversion2，NS（NetworkSimulator）11是一種針對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的源代碼公開的、免費(fèi)的軟件模擬平臺(tái)，研究人員使用它可以很容易的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)，而且發(fā)展到今天，它所包含的模塊已經(jīng)非常

8、豐富，幾乎涉及到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的所有方面。所以，NS成了目前學(xué)術(shù)界廣泛