無線Ad-hoc網絡的關鍵技術之路由
對于無線Ad-hoc網絡的一些相關介紹呢,以前已經有很多相關的文章了。那么,接下來,主要是介紹關于無線Ad-hoc網絡技術之一無線Ad-hoc網絡的路由技術。接下來請具體看文章吧。
無線Ad-hoc網絡的路由技術
在Ad-hoc網絡里,移動節點通過多跳無線鏈路實現相互間的通信。整個網絡沒有固定的基礎設施,比如基站。網內每一個節點都可作為路由器,向其它節點轉發數據分組。開發一種能有效地找到節點間路由的動態路由協議就成為無線Ad-hoc網絡設計的關鍵。Ad-hoc路由協議需要能夠實現以下的功能:
(1)能感知網絡拓撲結構的變化
Ad-hoc路由協議要能夠檢測到網絡拓撲的動態變化。因為Ad-hoc網絡需要進行多跳通信,所以路由協議必須確保路徑中的鏈路具有很強的連接性。Ad-hoc網絡中的節點必須知道它的周圍環境和可以與它直接進行通信的節點。Ad-hoc網絡里提供網絡連接的方法主要有兩種:平面路由網絡結構和分層路由網絡結構(見圖2)。在平面路由網絡結構中,所有的節點都是平級的,分組的路由是基于對等的連接。但是在分層路由結構中,較低層至少要有一個節點作為與高層聯系的網關。
圖2 平面和分層路由網絡結構
(2)維護網絡拓撲的連接
因為每個移動主機都可以隨時改變位置,所以網絡拓撲是頻繁變化的。這樣,Ad-hoc路由協議為了維持節點之間的鏈路具有較強的連接性,它必須動態更新鏈路狀態和對自己重新配置。如果采用中心控制的路由算法,為把節點鏈路狀態的改變傳送到所有的節點,就會消耗過多的時間和精力,顯然是不適合的。所以要采用一種全分布式的路由算法。
(3)高度自適應的路由
相對于有線網絡里的靜態節點,無線Ad-hoc網絡要求一個高度自適應的路由機制,來處理快速的拓撲變化。而傳統的路由協議,如距離矢量和鏈路狀態算法,要求在指定路由器間交換大量路由信息,因此在無線Ad-hoc網絡里都不能有效地工作。所以針對無線Ad-hoc網絡的特點,提出了新的路由算法。總的來說,這些路由算法可以分為3種類型:表驅動算法、需求驅動算法、表驅動和需求驅動算法相混合的算法。
表驅動路由協議采用周期性的路由分組廣播,來交換路由信息。每個節點維護去往全網所有節點的路由。主動路由的優點是當節點需要發送一個去往其他節點的數據分組時,只要路由存在,發送分組的延時就很小;缺點是表驅動路由協議需花費較高代價(如帶寬、電源、CPU資源等),使路由表能夠跟上當前網絡拓撲結構的變化,但動態變化的拓撲結構又可能使高價得來的路由表中內容變成無效信息,路由協議始終處于不收斂狀態。目前,這種類型的無線Ad-hoc網絡路由協議已提出了幾種機制,用以改善這些方面的性能。
需求驅動路由協議是根據發送節點的需要,按需進行路由發現過程,網絡拓撲結構和路由表內容也是按需建立的,所以其內容可能僅僅是整個網絡拓撲結構信息的一部分。按需路由的優點是不需要周期性的廣播路由信息,節省了一定的網絡資源;缺點是在發送數據分組時,因沒有去往目的節點的路由,要臨時啟動路由發現過程來尋找路由,所以數據分組需要等待一定時間的延時,并且由于路由發現過程通常采用全網泛洪機制進行搜索,這在一定程度上也抵消了按需機制帶來的好處。
目前,國內外的研究人員基于各種不同的角度提出了許多針對無線Ad-hoc網絡的路由協議,其中一部分也提交到無線Ad-hoc網工作小組成為RFC草案。下面列舉一些典型的自組網路由協議:
DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)協議
WRP(Wireless Routing Protocol)
DSR(Dynamic Source Routing)協議
ABR(Associativity Based Routing)協議
ZRP(Zone Routing Protocol)
AODV(Ad-hoc on Demand Distance Vector Routing)協議
TORA(Temporally Ordered Routing Algorithm)協議
LS_QoS(Link-State Based QoS Routing)協議