1、第第第第10章章章章无线自组网的路由协议无线自组网的路由协议无线自组网的路由协议无线自组网的路由协议授课人授课人授课人授课人：李永忠李永忠李永忠李永忠无线自组网路由协议square6路由概述(OSI参考模型)head2right网络层定义网络操作系统通信用的协议head2right为信息确定地址head2right将逻辑地址和名字翻译成物理地址head2right路由器的功能在网络层实现head2right将多个子网连接在一起head2right数据分组以最佳路径通过通信子网到达目的节点无线自组网路由协议square6自组网协议面临的问题和挑战head2right网络的自组性head2righ
2、t动态变化的网络拓扑结构head2right有限的无线传输带宽head2right单向信道的存在head2right分布式的控制网络head2right有限的网络安全head2right生存时间较短无线自组网路由协议square6自组网路由协议的功能head2right监控网络拓扑结构的变化head2right交换路由信息head2right确定目的节点的位置head2right产生、维护以及取消路由head2right选择路由并转发数据无线自组网路由协议square6自组网对路由协议的要求head2right收敛迅速(及时获得有效路由)head2right提供无环路由(因动态变化易产生路由环
3、路)head2right避免无穷计算head2right对终端性能无过高要求( 因可用资源有限)head2right支持单向信道head2right尽量简单实用(有利于提高可靠性减少开销)无线自组网路由协议square6自组网路由协议的设计head2right自组网的网络拓扑结构较为固定rhombus6采用常规的路由协议基本可以解决自组网路由协议head2right自组网的拓扑结构变化极为剧烈rhombus6除了采用泛洪(Flooding)协议外没有任何协议可以适应变化速度无线自组网路由协议square6泛洪协议源源源源目的目的目的目的无线自组网路由协议square6自组网路由协议三种设计思路
4、head2right通过修改现有的常规路由协议以适应在自组网环境工作，采用“时间驱动“，”事件驱动”head2right基于按需路由发现的路由原则，节点是在发现没有去往目的节点的路由的时候按需发起路由请求head2right基于QoS路由，选择一条最有可能满足用户QoS的路由无线自组网路由协议square6自组网路由协议的分类地理定位地理定位地理定位地理定位辅助路由辅助路由辅助路由辅助路由(使用使用使用使用GPS)非地理定位非地理定位非地理定位非地理定位辅助路由辅助路由辅助路由辅助路由（不使用不使用不使用不使用GPS)平面路由平面路由平面路由平面路由分层路由分层路由分层路由分层路由按需路由按需
5、路由按需路由按需路由主动路由主动路由主动路由主动路由无线自组网路由协议square6主动路由head2right “周期性的路由分组广播，交换路由信息，每个节点维护所有节点路由。”head2right只要到目的节点的路由存在，所需的时延最小head2right花费开销较大head2right尽可能使路由更新仅随拓扑结构的变化head2right路由协议可能始终处于不收敛的状态head2right DSDV、WRP、STARA、FSR等无线自组网路由协议square6按需路由head2right按发送数据分组的需求按需进行路由发现，按需建立拓扑结构及路由表。head2right无周期性路由信息广
6、播，节省网络资源head2right发送数据分组时，如果没有到目的节点的路由，需要进行路由发现head2right数据分组因路由发现过程而被时延head2right AODV、DSR、TORA等无线自组网路由协议square6平面结构head2right “网络逻辑视图为平面结构，移动节点地位平等，功能相等协作完成节点通信”head2right无特殊节点head2right网络中业务流平均分散head2right路由协议健壮性好head2right不需要进行节点移动性管理head2right可扩展性差，限制了网络的规模无线自组网路由协议square6分层路由head2right “按不同的分群
7、算法分成层（或群），网络逻辑视图为层次性的，按信道编码，协同关系，地理位置分层”head2right网络由多个群组成，扩展性好head2right适合大规模的自组网环境head2right群首节点的可靠性和稳定性对全网性能影响较大head2right节点在不同群之间的漫游所进行的移动管理要产生一定的开销无线自组网路由协议square6协议性能比较square6定性比较定性比较定性比较定性比较好的自组网路由协议应满足如下特性要求：head2right分布式运行方式head2right提供无环路路由head2right按需进行协议操作head2right安全性head2right提供设备“睡眠”操
8、作特性head2right对单向信道的支持无线自组网路由协议square6协议性能比较square6定量比较定量比较定量比较定量比较按指标分析比较：head2right端到端的平均延时head2right分组的平均递交率head2right路由协议开销head2right路由请求时间无线自组网路由协议square6路由协议研究的发展趋势head2right Qos(Quality of Service)路由head2right路由安全性head2right路由协议的可扩展性head2right路由协议的节能head2right自组网互联head2right支持单向信道head2right定位辅
9、助无线自组网路由协议square6主动路由协议head2right又称为表驱动路由协议、先应式路由协议head2right路由发现策略类似于传统的路由协议head2right每一个节点周期性地向其他节点发送最新的路由信息head2right每一个节点都要保存一个或多个路由表来存储路由信息head2right拓扑发生变化时，节点在全网内广播路由更新信息无线自组网路由协议square6主动路由协议的特点head2right不管有无通信需求，都要进行路由信息交换head2right每个节点都要维护一张到其它节点的相对稳定的最新路由表head2right通过全网广播路由更新信息来反映网络拓扑结构的变化
10、，交换并更新路由信息head2right不同路由协议只是所需要的路由表的种类、数量及更新路由信息的方法不同无线自组网路由协议square6 FSR协议head2right鱼眼状态路由(FSR, Fisheye State Routing)协议head2right California大学Los Angeles分校的无线自适应移动实验室（WAM，Wirless Adaptive Mobility Laboratory）开发head2right简单、有效的链路状态(LS,Link State)类型的主动路由协议无线自组网路由协议square6 FSR协议的思想head2right FSR仅在邻居节
11、点间交换完整的链路状态信息，而不再全网广播head2right链路状态通过从邻居节点接收信息来进行更新head2right链路信息的交换是周期性的而不靠事件触发head2right避免了在不可靠的无线环境中因链路中断引起的链路状态更新无线自组网路由协议square6 FSR协议的思想head2right根据距离跳数的多少来划分范围，不同范围内周期性广播链路信息的频率不同，近高远低head2right限制了链路状态更新消息的传输范围，显著减少了网络中控制分组的数量head2right减少了路由开销，具有潜在的可扩展性无线自组网路由协议square6 FSR协议的特性head2right协议简单h
12、ead2right使用最新的最短路径head2right对节点的移动具有良好的健壮性head2right仅和邻居节点部分交换路由更新信息head2right路由更新产生的附加开销少head2right路由信息周期性发送，不要求对分组采用可靠传递无线自组网路由协议square6 FSR协议的操作head2right路由分组的发送和接收采用主动方式head2right路由分组和一般数据分组分别进行处理head2right每个节点维护的表项内容rhombus6邻居列表rhombus6拓扑表rhombus6路由表无线自组网路由协议square6邻居列表head2right当节点收到一个链路状态信息后，
13、对发送链路状态信息的节点在本节点邻居列表中的信息进行更新head2right如果节点在一个邻居超时周期间隔内没有收到邻居节点的链路信息，节点将该邻居节点在邻居节点列表中的条目删除head2right邻居列表维护的信息为rhombus6邻居IDrhombus6从该邻居节点接收消息的最近时刻无线自组网路由协议square6拓扑表head2right每个目的节点在该表中都占有一个条目head2right条目包含三部分rhombus6目的节点信息rhombus6目的节点的链路状态信息rhombus6可选择的有效项无线自组网路由协议目的地址目的地址目的地址目的地址1目的序列号目的序列号目的序列号目的序列
14、号1 N_邻居邻居邻居邻居1邻居地址邻居地址邻居地址邻居地址1_邻居邻居邻居邻居1邻居地址邻居地址邻居地址邻居地址N_邻居邻居邻居邻居1目的地址目的地址目的地址目的地址2目的序列号目的序列号目的序列号目的序列号2 N_邻居邻居邻居邻居2邻居地址邻居地址邻居地址邻居地址2_邻居邻居邻居邻居2无线自组网路由协议square6目的地址1head2right拓扑表中的第一个目的地址square6目的序列号head2right链路状态信息的源节点在过去所收到的第一个目的节点的最后一个序列号square6 N_邻居1head2right第一个目的节点的邻居数无线自组网路由协议Hop =1Hop =2Hop =3无线自组网路由协议square6路由表head2right路由表包含目的地址、下一跳地址及距离3个字段head2right提供为网络中的其他目的节点转发分组的下一跳信息head2right表项内容在拓扑表发生变化时更新无线自组网路由协议square6数据分组的转发head2right在路由表计算的基础上，数据可以实现逐跳转发head2right源节点或者任意中间节点从数据分组中检索到目的节点head2right从路由表中检索，将分组转发到下一跳节点head2right重复直到分组最终到达目的节点
