无线传感器网络的路由算法剖析.docx

AODV协议1. 概述Nokia研究中心开发，自组网路由协议的RFc标准，它是DSR和DSDV的综合，借用了DSR中路由发现和路由维护的基础程序，及DSDV的逐跳(Hop-by-HoP)路由、目的节点序列号和路由维护阶段的周期更新机制，以DSDV为基础，结合DSR中的按需路由思想并加以改进。它应用于无线自组织网络中进行路由选择的路由协议, 它能够实现单播和多播路由。该协议是自组织网络中按需生成路由方式的典型协议。用于特定网络中的可移动节点。它能在动态变化的点对点网络中确定一条到目的地的路由，并且具有接入速度快，计算量小，内存占用低，网络负荷轻等特点。它采用目的序列号来确保在任何时候都不会出现回环，避免了传统的距离向量协议中会出现的很多问题。AODV最初提出的目的是为了建立一个纯粹的按需路由的系统。网络中的节点完全不依赖活动路径，既不维护任何路由信息，也不参与任何定期的路由表交换。节点不需要发现和维护到其他节点的路由，除非两个节点需要通讯或者节点是作为中间转发节点提供特定的服务来维护另外两个节点的连接性。提出：With the goals of minimizing broadcasts and transmission latency when new routes are needed, we designed a protocol to improve up on the performance characteristics of DSDV in the creation and maintenance of ad-hoc networks.2. 特点优点：（1）基本路由算法为距离向量算法，但有所改进，思路简单、易懂。（2）按需路由协议，而且节点只存储需要的路由，减少了内存的需求和不必要的复制。。（3）采用 UDP 封装，属于应用层协议。（4）支持中间节点应答，能使源节点快速获得路由，有效减少了广播数，但存在过时路由问题。（5）通过使用目的序列号来避免路由环路，解决了传统的基于距离向量路由协议存在的无限计数问题。（6）具有网络的可扩充性。（7）快速响应活跃路径上断链。缺点：在无线个域网中，拓扑结构相对简单，网络的规模相对较小，节点的位置不固定，对它的设计首先要考虑的因素是简单、节能等问题。3. 路由发现（a）广播RREQ路由请求帧（b）中间节点更新各自到源节点的路由表（c）如果收到RREQ的节点不是目的节点，并且没有到达目的节点的更新的有效路由，则转发该RREQ （d）中间节点维护指向路由发起节点（源节点）的反向路由（e）目的节点或存在到目的节点有效路由的中间节点产生RREP路由应答帧（f）RREP通过之前建立的反向节点单播至源节点（g）源节点收到RREP应答帧，至此源节点可以向目的节点发送数据包4. 路由维护Hello消息Hello消息帧其实就是 TTL=1 时的 RREP 帧。 TTL（ Time-To-Live) 为 IP 数据包字段，表示该帧的传播跳数。 Hello 消息帧用于监测活跃路径上相邻节点的链接状况。例如：当活跃路径上某节点 ALLOWED_HELLO_LOSS * HELLO_INTERVAL 毫秒时间内没有收到该路径上的邻居节点发送来的 Hello 消息帧或其他任何帧时，该节点就认为与它与邻居节点的链路已断。并且只有当某节点位于某活跃路径之上时，它才能发送 Hello 消息帧。5. 路由信息新旧判断AODV 依赖网络中每个节点维护自身的序列号，源节点在广播路由请求帧 RREQ 之前要先更新自己的序列号，即将序列号加 1，目的节点在产生 RREP 应答帧之前也要将自身的序列号加 1，每个节点在对各自的序列号加 1 的时候是将其视为无符号数进行的。通过比较来自目的节点路由控制帧中的序列号 SN1 和本节点维护的目的节点的序列号 SN2 就可以确定本链路的新旧程度，进而做相应处理。如果 SN2-SN10（有符号数相减），说明路由表中维护的信息已过时，应将路由信息更新至路由控制帧中最新的路由信息。6. 拥塞控制源节点在发送 RREQ 后，在规定的时间内没有收到来自目的节点的 RREP 时，它可以选择再次发送 RREQ 路由请求帧。在尝试了 RREQ_RETRIES 次之后，如果依然收不到 RREP，则在路由表中标记该目的节点不可达，并通知应用层。每次重新发送 RREQ 请求帧时，等待 RREP 应答帧的时间要在原来时间的基础上乘以 2，避免拥塞。DSR协议1. 概述动态源路由协议是一种按需路由协议，它允许节点动态地发现到达目的节点的多跳路由。源路由是指在每个数据分组的头部携带有在到达目的节点之前所有分组必须经过的节点的列表，即分组中含有到达目的节点的完整路由。用于Ad-hoc网络中，一个移动节点需要通过其他