無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之路由
對(duì)于無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的一些相關(guān)介紹呢,以前已經(jīng)有很多相關(guān)的文章了。那么,接下來(lái),主要是介紹關(guān)于無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)。接下來(lái)請(qǐng)具體看文章吧。
無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)
在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)里,移動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)多跳無(wú)線鏈路實(shí)現(xiàn)相互間的通信。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有固定的基礎(chǔ)設(shè)施,比如基站。網(wǎng)內(nèi)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可作為路由器,向其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。開(kāi)發(fā)一種能有效地找到節(jié)點(diǎn)間路由的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議就成為無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。Ad-hoc路由協(xié)議需要能夠?qū)崿F(xiàn)以下的功能:
(1)能感知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化
Ad-hoc路由協(xié)議要能夠檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化。因?yàn)锳d-hoc網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行多跳通信,所以路由協(xié)議必須確保路徑中的鏈路具有很強(qiáng)的連接性。Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)必須知道它的周?chē)h(huán)境和可以與它直接進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)。Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)里提供網(wǎng)絡(luò)連接的方法主要有兩種:平面路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和分層路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)。在平面路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,所有的節(jié)點(diǎn)都是平級(jí)的,分組的路由是基于對(duì)等的連接。但是在分層路由結(jié)構(gòu)中,較低層至少要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為與高層聯(lián)系的網(wǎng)關(guān)。
圖2 平面和分層路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
(2)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪B接
因?yàn)槊總€(gè)移動(dòng)主機(jī)都可以隨時(shí)改變位置,所以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫穷l繁變化的。這樣,Ad-hoc路由協(xié)議為了維持節(jié)點(diǎn)之間的鏈路具有較強(qiáng)的連接性,它必須動(dòng)態(tài)更新鏈路狀態(tài)和對(duì)自己重新配置。如果采用中心控制的路由算法,為把節(jié)點(diǎn)鏈路狀態(tài)的改變傳送到所有的節(jié)點(diǎn),就會(huì)消耗過(guò)多的時(shí)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(yīng)的路由
相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)里的靜態(tài)節(jié)點(diǎn),無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)要求一個(gè)高度自適應(yīng)的路由機(jī)制,來(lái)處理快速的拓?fù)渥兓?。而傳統(tǒng)的路由協(xié)議,如距離矢量和鏈路狀態(tài)算法,要求在指定路由器間交換大量路由信息,因此在無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)里都不能有效地工作。所以針對(duì)無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),提出了新的路由算法??偟膩?lái)說(shuō),這些路由算法可以分為3種類(lèi)型:表驅(qū)動(dòng)算法、需求驅(qū)動(dòng)算法、表驅(qū)動(dòng)和需求驅(qū)動(dòng)算法相混合的算法。
表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議采用周期性的路由分組廣播,來(lái)交換路由信息。每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)去往全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的路由。主動(dòng)路由的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送一個(gè)去往其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分組時(shí),只要路由存在,發(fā)送分組的延時(shí)就很??;缺點(diǎn)是表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議需花費(fèi)較高代價(jià)(如帶寬、電源、CPU資源等),使路由表能夠跟上當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化,但動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又可能使高價(jià)得來(lái)的路由表中內(nèi)容變成無(wú)效信息,路由協(xié)議始終處于不收斂狀態(tài)。目前,這種類(lèi)型的無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議已提出了幾種機(jī)制,用以改善這些方面的性能。
需求驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議是根據(jù)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的需要,按需進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由表內(nèi)容也是按需建立的,所以其內(nèi)容可能僅僅是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息的一部分。按需路由的優(yōu)點(diǎn)是不需要周期性的廣播路由信息,節(jié)省了一定的網(wǎng)絡(luò)資源;缺點(diǎn)是在發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí),因沒(méi)有去往目的節(jié)點(diǎn)的路由,要臨時(shí)啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程來(lái)尋找路由,所以數(shù)據(jù)分組需要等待一定時(shí)間的延時(shí),并且由于路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程通常采用全網(wǎng)泛洪機(jī)制進(jìn)行搜索,這在一定程度上也抵消了按需機(jī)制帶來(lái)的好處。
目前,國(guó)內(nèi)外的研究人員基于各種不同的角度提出了許多針對(duì)無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議,其中一部分也提交到無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)工作小組成為RFC草案。下面列舉一些典型的自組網(wǎng)路由協(xié)議:
DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)協(xié)議
WRP(Wireless Routing Protocol)
DSR(Dynamic Source Routing)協(xié)議
ABR(Associativity Based Routing)協(xié)議
ZRP(Zone Routing Protocol)
AODV(Ad-hoc on Demand Distance Vector Routing)協(xié)議
TORA(Temporally Ordered Routing Algorithm)協(xié)議
LS_QoS(Link-State Based QoS Routing)協(xié)議