基于无线AdHoc网络的动态源路由协议的研究与实现-软件工程专业论文.docx

华中科技大学硕士学位论文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 PAGE 10 PAGE 10 集中管理设备的支持下构建了一个临时的网络。移动主机在 Ad Hoc 网络中能够提供 和路由器相同的服务。也就是说，当网络中的两个节点都处于对方的无线信号覆盖 范围内时，就能够直接与对方通信。一旦有一方不在对方的信号覆盖范围内，要想 实现通信就只能依靠中间节点来转发消息包。由于无线 Ad Hoc 网络不需要任何基础 设施或集中管理设备的支持，所以它的使用非常广泛，尤其是在没有有线网络可用 的地方[11]。 无线移动 Ad Hoc 网络有如下重要特征： （1）动态的网络拓扑[8]。一个 Ad Hoc 网络中的每个节点都可以自由的移动。 这一特征决定了它的网络拓扑的不可预知性。一个 Ad Hoc 网络中可以同时包括双向 链路和单向链路，使用 Ad Hoc 网络就能够增强网络中节点的移动性和灵活性。即使 网络拓扑不断变化，网络连接也不会被中断。最重要的是，它的这一特征将会对路 由协议的设计产生重要影响。 （2）有限的带宽和链路容量[8]。与有线链路相比，无线链路的容量要小很多。 此外，无线通信的实际吞吐率与最大的理论值相比也有很大差距，因为信号会在传 播的过程中不断衰减，而且容易受到噪声、干涉等外界条件影响。在一个多跳 Ad Hoc 网络中，出现错误数据的几率会比较高，但是，可以采用一些有效的链路层保护策 略，比如 FEC(Forward Error Correction)和 ARQ(Automatic Repeat Request)，它们能够 明显改善链路质量。 （3）低功耗和低资源利用率[8]。在很多情况下，无线 Ad Hoc 网络中的节点都 会采用电池供电，所以对于这些节点而言，功耗就成为了设计它们时需要考虑的一 个关键因素。 （4）安全性较差[8]。和有线网络相比，无线网络的安全更容易受到威胁，例如 窃听、欺骗以及拒绝服务攻击等等。为了避免无线网络遭受攻击，可以采用一些安 全策略，如对数据进行加密。 （5）分散的网络控制[8]。这是无线 Ad Hoc 网络的一个优点，由于网络控制是 分散的，存在于每个网络节点中，所以不存在某一个节点出现故障而导致整个网络 瘫痪的问题。 1.3 国内外研究现状 无线 Ad Hoc 网络已有四十多年的历史，最早起源于美国在 1968 年研制出的 ALOHA 网络，后来又在 1972 年、1983 年、1994 年分别研制出 PRNET，SURAN， GloMo，这几种无线网络是 Ad Hoc 网络的前身，均由美国国防部所研究出来，主要 用于军事领域，其性能一代胜过一代。本文所介绍的无线 Ad Hoc 网络，产生于 1997 年，IEEE 802.11 协会在制定 802.11 标准时，将分组无线电网络改名为现在的无线 Ad Hoc 网络[7]。 如今的无线 Ad Hoc 网络已经过了多年的发展，针对无线 Ad Hoc 网络中各种不 同的路由协议，很多研究人员对这些协议的性能都进行了研究和比较。下面通过介 绍几个针对 DSR 协议和其它无线 Ad Hoc 路由协议的性能评估测试，让大家了解 DSR 协议的国内外研究现状。 Camp 和她的同事主要研究的是用于 Ad Hoc 网络的两个基于位置的路由协议， 即 LAR(Location-Aided Routing)和 DREAM(Distance Routing Effect Algorithm for Mobility)[12]。并将这两个协议的性能与 DSR 协议进行了对比。她们使用了 NS-2 模 拟器来模拟基于随机路点模型(Random Waypoint Model)的 50 个可移动节点。在随机 路点模型中，每个节点都可以随机从一个位置移动到另一个位置，并可以选择不同 的移动速度和在每个位置上停留的时间。并选取了四个性能判定指标：协议开销， 网络负载，端到端延时以及消息包传输速率。模拟结果表明，当采用 DSR 协议并使 停留时间很短时，消息包传输速率会随着节点移动速度的增加而减小，因为在这种 条件下，网络拓扑在不停的发生变化。另外，端到端延时也会增加，网络中的控制 包数量会增加，这些控制包用来查找新的路由，这也使得网络负载加重。 Broch 和他的同事对四个多跳无线 Ad Hoc 路由协议进行了比较，包 括 DSDV(Destination-Sequenced Distance Vector)，TORA(Temporarily-Ordered Routing Algorithm)，DSR 以及 AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector)[13]。实验使用 NS-2 网络模拟器对 IEEE 802.11