Ad hoc網絡的路由協(xié)議實現(xiàn)研究

　　1 引言

　　目前的路由協(xié)議僅是在仿真條件下研究，很少有真正的測試床實現(xiàn)。但仿真不能完全反映路由協(xié)議在實際工作中的真實狀態(tài)，無法獲得實際系統(tǒng)的精確行為。實現(xiàn)一個移動自組織網路由協(xié)議需要許多系統(tǒng)組件。許多路由協(xié)議必須事件支持，因此要增加對相應事件的支持。這里探究在實際操作系統(tǒng)中實現(xiàn)Ad hoc路由協(xié)議所遇到的基本問題，并提出一種新的體系結構解決方案。

　　2 Ad hoc路由協(xié)議實現(xiàn)的基本問題

　　2．1 一般路由體系結構

　　當前的路由體系結構將按功能分為分組轉發(fā)和分組路由兩部分。其中，分組轉發(fā)功能是在操作系統(tǒng)內核部分實現(xiàn)；而路由功能在用戶空間作為守護程序實現(xiàn)。一般路由體系結構為：內核收到分組，查詢路由表并通過相應的網絡接口將分組轉發(fā)到下一跳鄰居。內核路由表實體由路由守護進程根據其路由算法生成。轉發(fā)和路由功能分開的思想與基本 Unix系統(tǒng)機制一策略分開的思想一致。該機制高效，輕量，因為策略的設計可在很大的時間跨度上改變而不會影響機制。分組轉發(fā)可高效轉發(fā)每個分組，所以該機制應位于內核。這樣分組可盡快通過該節(jié)點。該分離原理使得現(xiàn)代操作系統(tǒng)的路由功能更高效靈活。同時在不改變系統(tǒng)內核的情況下，也可不斷改進路由功能。

　　2．2 按需路由實現(xiàn)的基本問題

　　Ad hoc網絡的路由協(xié)議可分為主動路由和反應式路由兩類。主動路由協(xié)議(表驅動)通過周期性的交換控制信息維護一個到所有可能目的地的路由，而反應式路由 (按需)僅當有需要時才發(fā)起路由請求。主動路南協(xié)議如(DSDV)在路由體系中能像有線網絡中的路由協(xié)議(如RIP，OSPF，BGP)那樣很容易地在用戶空間中實現(xiàn)。而反應式路由協(xié)議．如AODV和DSR則帶來以下挑戰(zhàn)：

　　(1)沒有路由分組的處理通常經轉發(fā)模塊的分組都會匹配內核路由表，如果人口沒有匹配的目的地址，內核就會立即丟棄該分組。而在按需路由協(xié)議中這是不可取的，因為并不是所有的路由都是事先存在的，有些是在有路由需求的時才進行路由發(fā)現(xiàn)得到的，所以正確方法是通知路由守護進程路由請求，將分組緩存直到路由發(fā)現(xiàn)過程結束且更新路由表。但操作系統(tǒng)不支持這種新的分組轉發(fā)行為的機制，而且內核不對這些任務(如排隊)所有未處理的分組提供足夠的支持。

　　(2)更新路由緩存按需路由協(xié)議通常是在用戶空間中緩存最近使用的路南，以減少路由發(fā)現(xiàn)開銷。路由緩存中的每個條目都有一個定時器，當相應的路由被使用時，需重新設置該定時器，而當達到定時時間，要被刪除該條目。如果內核路由表中的條目在事先定義的時間內未被使用(如未被查找過)，該信息必須能夠被用戶空間的路由守護進程獲得。而這在當前的路由協(xié)議體系下很難實現(xiàn)，因為內核中沒有可用的路由使用記錄。

　　(3)轉發(fā)與路由混合有些Ad hoc路南協(xié)議轉發(fā)和路由功能沒有明顯界線，如DSR。該協(xié)議要求每個分組(不只是路由控制分組)必需攜帶一個特殊的DSR頭以供用戶空間中的DSR守護進程處理。該路由和轉發(fā)功能結合的方式與現(xiàn)代操作系統(tǒng)內部的路由體系結構不相適應，且很難高效應用。將整個路由協(xié)議放入內核，或把核心路由表分離出來而將轉發(fā)功能放入用戶空間。而有些情況，違反該分離原則，獲得一些優(yōu)化以減少路由開銷。

　　(4)新的路由模型有些路由協(xié)議采用非傳統(tǒng)的路由模式(如源路由、基于流的轉發(fā)路由等)。這些路由模式與當前的IP路由體系結構相背離，并且對系統(tǒng)設計提出挑戰(zhàn)。在源路由方式下，一個分組要經過的全部路徑由源節(jié)點決定，并且將這些路由信息編碼在分組頭部。而傳統(tǒng)IP路由轉發(fā)功能是逐跳的，并且由本地路由表驅動。在基于流的轉發(fā)方式下每個分組都有一個流ID，網絡中的每個節(jié)點都有一個流表，轉發(fā)的過程是根據流ID查找流表，而路由的過程是在每個節(jié)點建立流表。

　　大多數(shù)通用操作系統(tǒng)不能靈活支持新的路由模型，因此這些路由協(xié)議的實現(xiàn)既要修改內核；IP棧又要使用內核擴展機制避開IP棧。

　　(5)跨層交互無線信道為跨層交互作用提供許多機會。在某些路由算法中，路由協(xié)議的設計要使用物理層和鏈路層參數(shù)，如信號強度、鏈路狀態(tài)等。概念上應放棄跨層交互，因為雖然跨層設計會提供最優(yōu)化，但不加選擇的訪問所有底層參數(shù)會嚴重損害網絡體系結構。許多路由協(xié)議使用其他層路由協(xié)議信息以提高性能，例如每個相鄰節(jié)點的鏈路質量信息是某些路由算法所需的。盡管可得到這些信息，但跨越不同的硬件和操作系統(tǒng)時沒有統(tǒng)一的標準，需通過標準方式以便獲得低層信息，這對開發(fā)路由協(xié)議非常重要。

　　3 新的體系結構

　　首先提出一種通用方法以在通用操作系統(tǒng)中支持按需路由協(xié)議，并提出下面機制以增強當前分組轉發(fā)功能。在內核路由表的每個條目增加一個標志表明該條目是否為按需路由條目，從而當路由不可達時，內核將分組排隊緩存而不是直接丟棄。一個路由若具有空的下一條或接口則將緩存以等待路由發(fā)現(xiàn)。同時路由表無需包括所可能目的地，使用基于子網標志的路由和默認路由可到達同樣的目的。將一種稱為按需路由組件 (ODRC)的新組件加入內核分組轉發(fā)功能以實現(xiàn)按需路由功能。當內核收到一個分組并發(fā)現(xiàn)沒有向應的路由時，它首先通知用戶空間的路由守護進程對該分組的目的地發(fā)出路由請求，然后將該分組緩存等待守護進程返回路由發(fā)現(xiàn)狀態(tài)。如果該過程成功完成，則填充相應路由表條目，緩存的分組重新插入轉發(fā)隊列。為解決路由緩存問題，必須在每個路由條目上加入時間戳，記錄該條目最后被使用時間。時間戳用于刪除一個未使用的過期路由。

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本文導航

第 1 頁：Ad hoc網絡的路由協(xié)議實現(xiàn)研究
第 2 頁：Linux下的一種實現(xiàn)

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2010-01-09 14:27:50

移動Ad Hoc網絡覆蓋節(jié)點聚集問題研究

移動Ad Hoc 網絡和p2p 覆蓋網絡技術的結合是一個引人矚目的方向, 覆蓋網絡拓撲構造是其中的關鍵問題。本文提出基于拓撲匹配的移動Ad Hoc 網絡覆蓋節(jié)點聚集模型，給出一種分布

2010-01-27 14:54:00

移動Ad hoc網絡中基于鏈路穩(wěn)定性預測的按需路由協(xié)議

移動Ad hoc 網絡拓撲的高度動態(tài)變化是造成傳統(tǒng)按需路由協(xié)議的路由頻繁通斷的主要原因，因此在傳統(tǒng)按需路由協(xié)議的基礎上進行鏈路穩(wěn)定性預測擴展，增強路由穩(wěn)定性具有十分重要

2010-02-08 15:48:29

無線傳感器網絡路由協(xié)議比較研究

無線傳感器網絡路由協(xié)議一般依賴于具體應用和網絡體系結構而有所不同。文章介紹了無線傳感器網絡路由協(xié)議設計面臨的問題和挑戰(zhàn)，對具有代表性的路由協(xié)議進行了分類和比較

2010-02-21 15:22:00

一種支持高速移動自組織網絡的路由協(xié)議

傳統(tǒng)的AODV（Ad-hoc On-demand Distance Vector）路由協(xié)議只以路由跳數(shù)為度量，沒有考慮到鏈路穩(wěn)定情況，因此，無法更好地適應節(jié)點高速移動的網絡環(huán)境。為此，提出了一種改進的AODV路由

2010-10-08 16:31:14

MANET網絡中AODV路由協(xié)議改進方案

針對移動Ad Hoc網絡中，AODV路由協(xié)議在本地修復過程中存在路由發(fā)現(xiàn)和路由維護的巨大開銷，提出了一種改進本地修復機制的AODV路由協(xié)議。通過OPNET分別對普通AODV協(xié)議和提出

2010-12-25 16:21:00

Hoc網絡中P2P文件搜索機制的研究

對低移動性、頻繁搜索文件的無線Ad-Hoc網絡，提出一種新型P2P文件共享系統(tǒng)，介紹一種將文件查找和路由功能統(tǒng)一起來形成跨層的方案。所有共享文件采用全分布哈希表，在無線網

2010-12-28 16:30:07

路由器原理及路由協(xié)議

路由器原理及路由協(xié)議 本文通過闡述TCP／IP網絡中路由器的基本工作原理，介紹了IP路由器的幾大功能，給出了靜態(tài)路由協(xié)議和動態(tài)路由協(xié)議，以及內部網關協(xié)議和外部

2009-08-01 11:53:53

747

無線Ad-Hoc網絡中P2P文件搜索機制的研究

無線Ad-Hoc網絡中P2P文件搜索機制的研究無線Ad-Hoc網絡因其構建容易、支持用戶移動性的特點，在無線通信領域中占有極其重要的地位并具有廣闊的應用前景。無線通信

2009-10-22 20:47:56

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什么是路由協(xié)議

什么是路由協(xié)議 路由協(xié)議作為TCP/IP協(xié)議族中重要成員之一，其選路過程實現(xiàn)的好壞會影響整個Internet網絡的效率。按

2010-01-08 15:03:04

588

IMAODV路由協(xié)議在高速移動的網絡中的應用

傳統(tǒng)的AODV（Ad-hoc On-demand Distance Vector）路由協(xié)議只以路由跳數(shù)為度量，沒有考慮到鏈路穩(wěn)定情況，因此，無法更好地適應節(jié)點高速移動的網絡環(huán)境。為此，提出了一種改進

2010-07-02 11:38:54

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無線網狀網絡的路由協(xié)議分析

無線網狀網絡是由Ad Hoc網絡發(fā)展而來的一種多點對多點的無線網絡，目前無線網狀網絡的路由協(xié)議都從很大程度上參考Ad Hocl~絡的路由協(xié)議，其中經典型路由協(xié)議更是直接將Ad

2010-07-14 11:17:25

718

無線傳感器網絡路由協(xié)議分析

摘要：無線傳感器網絡的路由協(xié)議設計與傳統(tǒng)的無線ad-hoc網絡有很多不同，它的研究已經成為無線傳感器網絡研究中的熱點。本文介紹了無線傳感器網絡的體系結構及其相關問題，對近年來針對于無線傳感器網絡提出的路由協(xié)議進行了研究，并按其不同的實現(xiàn)方法給出

2011-02-11 15:10:46

142

移動Ad Hoc網絡路由算法仿真

移動ad hoc網絡是一種具有高度動態(tài)拓撲結構、節(jié)點任意移動的自組織網絡。由于兩個 (點對點)或多個(組播)需要通信的節(jié)點之間常常沒有直接的鏈路而需要其他節(jié)點的多次中繼轉發(fā)，所

2011-06-16 18:13:28

Ad Hoc網絡與移動IPv6集成設計

提出了一種IPv6 網絡環(huán)境中移動IPv6 與Ad hoc 網絡集成的設計方案并介紹了其軟件實現(xiàn)方法該方案將移動IPv6 家鄉(xiāng)代理的服務范圍從傳統(tǒng)單跳網絡擴展為多跳Ad hoc 網絡解決了Ad hoc 網絡的節(jié)

2011-06-28 15:13:07

基于ARM的Ad Hoc網絡平臺的實現(xiàn)

由于Ad Hoc網絡無中心、動態(tài)拓撲等特點，它需要各個節(jié)點都具有路由轉發(fā)功能。本文開發(fā)的Ad Hoc網絡節(jié)點通過在ARM平臺上移植路由協(xié)議而實現(xiàn)了數(shù)據包轉發(fā)功能。

2011-08-25 11:27:55

1859

路由基本原理及路由協(xié)議

本文研究的是路由基本原理及路由協(xié)議

2011-11-03 18:35:13

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自組網路由協(xié)議比較研究

本文是關于自組網路由協(xié)議比較研究

2011-11-03 18:42:53

多機器人通訊網絡的路由協(xié)議的研究

本文是關于多機器人通訊網絡的路由協(xié)議的研究

2011-11-03 18:44:04

無線傳感器網絡路由協(xié)議性能研究

對目前典型的無線傳感器網絡的路由協(xié)議進行分類研究和性能分析，設計并實現(xiàn)了在NS2環(huán)境下典型協(xié)議的仿真場景和性能分析比較。對無線傳感器網絡路由協(xié)議的研究和組網具有參考指

2011-12-26 11:07:10

IPv6網絡OSPFv3路由協(xié)議的研究與仿真

OSPFv3是建設IPv6校園網應用最廣泛的IGP之一。為促進IPv6校園網的建設，本文研究了OSPFv3路由協(xié)議的路由算法、協(xié)議的組成、分組類型和建立近鄰關系的基本操作，簡要分析了OSPFv3路由協(xié)

2012-07-30 10:26:04

無線網絡路由協(xié)議性能的研究與仿真

文章簡要介紹自組網中常用的路由協(xié)議，利用網絡仿真軟件NS2對DSDV、DSR和AODV路由協(xié)議進行仿真，通過不同仿真場景計算出路由協(xié)議的第一個包收到時間、平均延時和包投遞率。

2013-06-04 17:02:41

1977

Ad Hoc網絡路由協(xié)議綜述

文章分析了Ad Hoc網絡的特征以及路由設計協(xié)議所面臨的問題與挑戰(zhàn)，綜述了Ad Hoc網絡的傳統(tǒng)路由協(xié)議，針對理想自組網路由協(xié)議應滿足的7個方面，著重對適用于不同業(yè)務需求和網絡需求

2013-06-09 16:45:11

IEEE 802.15.4輕量級網絡層路由設計及實現(xiàn)

IEEE 802.15.4是低速率、低功耗的無線個人區(qū)域網絡協(xié)議標準。分析了IEEE 802.15.4 的特點，在其上設計了輕量級網絡層路由協(xié)議并在ZigBit 900平臺上實現(xiàn)。路由協(xié)議對AODV進行了簡化，利用M

2013-06-25 15:58:19

無線傳感器網絡基于分簇的路由協(xié)議概述

據傳輸階段。各個協(xié)議的兩個階段的實現(xiàn)過程都有很大的差異。簡述了PEGASIS協(xié)議，它是在LEACH的基礎上進行改進的基于“鏈”的路由算法。這些協(xié)議是研究無線傳感器網絡的基礎。

2015-07-10 14:47:58

3036

車載自組網的路由協(xié)議研究

針對車輛高速移動性的特點，在傳統(tǒng)AODV的基礎上進行改進，提出適用于車載自組網的路由協(xié)議，對協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)機制和路由維護機制進行研究，并利用matlab進行了仿真。仿真結果表明：改進后的車載自組網路由協(xié)議的協(xié)議開銷更小，能在車載自組網中更好的工作。

2015-12-28 09:54:57

MIMC無線Ad_Hoc網絡MAC協(xié)議研究

本文研究了無控制信道的多網卡多信道MAC層協(xié)議，對此協(xié)議信道接入控制和數(shù)據結構進行了研究設計，在此基礎上，針對多網卡多信道的Ad Hoc網絡提出了一種體系結構，此結構能夠適應現(xiàn)有操作系統(tǒng)的需求，對于研究多網卡多信道Ad Hoc網絡提供了新的思路。

2015-12-31 09:25:13

一種基于分層結構的Ad_Hoc網絡分簇路由協(xié)議研究

傳統(tǒng)Ad Hoc網絡分簇路由協(xié)議存在分組投遞率低的問題，論文提出一種基于分層結構的分簇路由協(xié)議。高級網絡層采用基于備份路由的AODV協(xié)議，而低級網絡層則采用時延較小的DSDV協(xié)議。仿真結果顯示，改進后的路由協(xié)議提高了分組投遞率，縮短了端到端時延。

2015-12-31 09:20:25

無線Mesh網絡先驗式多樹路由協(xié)議的研究與NS_3仿真

無線Mesh網絡先驗式多樹路由協(xié)議的研究與NS_3仿真

2017-01-07 20:32:20

無線傳感器網絡路由協(xié)議的研究與改進_郜曉晶

無線傳感器網絡路由協(xié)議的研究與改進_郜曉晶

2017-03-15 11:06:42

多協(xié)議路由器的功能與基于嵌入式Linux平臺的設計

方向發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)分級化的趨勢，以兩級式的網絡為代表。在兩級式網絡中，拓撲如圖1所示。網絡分為骨干網、子網兩級。子網級中，每個子網都可以構成獨立的Ad Hoc網絡，可采用不同的路由協(xié)議。骨干網由多協(xié)議路由器節(jié)點和普通節(jié)點構成，其中

2017-10-25 11:14:50

基于計量的衛(wèi)星組網路由協(xié)議研究

由于衛(wèi)星網絡拓撲的動態(tài)性，傳統(tǒng)網絡的路由協(xié)議不再適用于衛(wèi)星網絡。使用文獻計量方法分析了國內外空間衛(wèi)星網絡路由的研究現(xiàn)狀，總結歸納為基于虛擬節(jié)點的路由協(xié)議和基于虛擬拓撲的路由協(xié)議，并對SCRP路由協(xié)議提出了一種改進方法。

2017-11-23 14:48:19

Ad Hoc網絡節(jié)點性能分析

網絡是動態(tài)網絡，具有拓撲結構變化快的特性，對其拓撲結構的刻畫、以及傳輸協(xié)議的改進都是非常具有挑戰(zhàn)性的問題。為降低問題的復雜度，對于Ad Hoc網絡拓撲結構的研究，大多數(shù)都停留在單跳。

2017-11-29 15:05:39

Ad Hoc網絡中的視頻傳輸方法與技術綜述

Ad Hoc網絡由于拓撲變化以及節(jié)點的移動導致路徑經常性中斷，使得Ad Hoc網絡信道誤碼率和傳輸丟包率高，這給視頻傳輸帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，研究適合Ad Hoc網絡的視頻編碼和傳輸方法成為了當

2017-12-29 10:14:36

AD HOC網絡在車輛間通信協(xié)議的應用研究

無線網絡通常分為有中心網絡和無中心網絡，前者需要固定基礎設施的支持，移動主機之間的通信通常借助基站來完成：后者主要指移動Ad hoc網絡，它不需要固定的基礎設施，能夠快速地自動組網。車輛間通信將是

2018-01-19 17:19:04

避免路由斷裂的優(yōu)化AODV路由協(xié)議

組合，快速地建立起一個通信系統(tǒng)。按需距離矢量（ Ad Hoc On-demand Distance Vector．AODV）路由協(xié)議是移動Ad Hoc網絡中一種經典的反應式路由協(xié)議，它使得移動節(jié)點能在需要時建立一條通往目的節(jié)點的路由。該協(xié)議依據最小跳數(shù)建立路由，以獲得較小的端到端時延，但在所建立的鏈

2018-01-29 10:31:03

雙線性輕量級Ad Hoc網絡匿名路由協(xié)議

在多項式時間內計算雙線性對的算法，進一步擴張了雙線性對的使用，本文基于此方法提出一種新的匿名路由協(xié)議，在保證了安全性和匿名性的同時能夠有效提高路由建立的效率。為實現(xiàn)Ad Hoc網絡節(jié)點的匿名性，一些匿名Ad Hoc網絡協(xié)議被提

2018-02-07 11:05:14

無線傳感器網絡的多sink路由技術的詳細研究分析

在介紹無線傳感器網絡路由協(xié)議的獨有特點后，給出了傳感器網絡多sink 路由協(xié)議的分類方法，然后著重分析了當前校為有代表性的多sink 路由協(xié)議，在協(xié)議特點及其應用范圍方面進行了研究與比較。最后，總結了多sink路由協(xié)議的研究的關鍵點及其發(fā)展趨勢。

2018-11-29 14:29:06