AODV路由協(xié)議在自組織網(wǎng)絡(luò)中，是如何使用的呢？在前面的文章，這個問題我們已經(jīng)解答過了。那么今天我們主要講述一下如何進(jìn)行優(yōu)化。那么首先我們還是了解一下網(wǎng)絡(luò)之中存在的問題。

Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶對等的無線移動終端組成的一個網(wǎng)絡(luò),這些移動終端本身具有路由功能,所以不需要依靠固定的通信網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施就能實現(xiàn)互相通信,現(xiàn)已成為商業(yè)領(lǐng)域的一種新興的無線技術(shù)｡Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)有著這樣一些特點如:全無線多跳轉(zhuǎn)發(fā)､移動以及帶寬及能量受限等｡因此在設(shè)計適合于立Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)高效可靠的路由協(xié)議時必須要有目的地針對Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的主要問題來進(jìn)行,近年來,研究人員提出了多種不同的路由協(xié)議,AODV路由協(xié)議就是其中的一個經(jīng)典｡

AODV路由協(xié)議是一種基于“最小跳數(shù)"的按需路由協(xié)議,它不用周期的維護(hù)路由表,只需在需要的時候才進(jìn)行路由的建立,從而大幅的減少控制流量開銷｡但是因為其“最小跳數(shù)"的選路準(zhǔn)則,很容易就造成網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點負(fù)載過高,從而影響了網(wǎng)絡(luò)的性能｡本文主要針對AODV路由協(xié)議的缺點,提出一種基于時延控制的AODV優(yōu)化方案｡

1 問題的提出

AODV(Ad-hocOn-DemandDistanceVectorRouting)是一種按需的改進(jìn)的距離向量路由協(xié)議,與表驅(qū)動路由協(xié)議不同,按需驅(qū)動路由協(xié)議只有當(dāng)源節(jié)點需要到目的節(jié)點的路由或者當(dāng)某個節(jié)點希望加入一個多播組時才尋找路徑｡當(dāng)源節(jié)點需要一條通往目的節(jié)點的路徑時,它在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起一次路徑發(fā)現(xiàn)過程,它并不需要周期的交互路由信息和更新路由表｡正是由于這個特性,可以大幅度的減少控制流量開銷,這在無線網(wǎng)絡(luò)中時非常有用的｡雖然AODV協(xié)議有著這種種的優(yōu)點,但是由于其基于“最小跳數(shù)"作為路由度量的特點,會導(dǎo)致在很多情況下會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點被多條鏈路公用,而網(wǎng)絡(luò)的邊界節(jié)點卻使用頻率較低,這不單造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費,而且容易發(fā)生擁塞,從而影響網(wǎng)絡(luò)的端對端時延以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量｡

尤其是針對于大型的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò),負(fù)載較高的情況下,會造成中間節(jié)點的嚴(yán)重負(fù)載過量,形成熱點,從而影響經(jīng)過這些節(jié)點的業(yè)務(wù),增加其端到端延時,減少業(yè)務(wù)的吞吐量從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能急速下降｡由于AODV路由協(xié)議中選路是通過“最小跳數(shù)"為依據(jù)的,所以在S1尋找的D1的路徑時,由于節(jié)點S1到節(jié)點1再到節(jié)點D1最短,它會選擇這條路徑來進(jìn)行傳輸業(yè)務(wù);而從S2尋找到D2的時候,由于節(jié)點S2到節(jié)點1再到節(jié)點D2最短,所以該鏈路也會選擇這條路,這樣就很顯然的看到節(jié)點1同時作為兩條鏈路的中間節(jié)點,就會出現(xiàn)負(fù)載較高的現(xiàn)象,而節(jié)點2,節(jié)點4,節(jié)點3,節(jié)點5,卻一直沒有被用到｡這樣明顯的浪費了很多網(wǎng)絡(luò)資源,是很不合理的｡

所以如何來針對不同的業(yè)務(wù)來進(jìn)行對AODV協(xié)議的改進(jìn),以便能更為出色的完成業(yè)務(wù)的相應(yīng)業(yè)務(wù)的傳輸,有著非常重要的意義,下一張將根據(jù)對端到端時延有較高要求的業(yè)務(wù)提出一種改進(jìn)方法｡

2 基于時延控制的AODV路由協(xié)議擴(kuò)展協(xié)議

改進(jìn)思想

在網(wǎng)絡(luò)中,端到端時延是由傳輸時延以及節(jié)點處理時延組成的,而傳輸時延只是與鏈路中的空間距離有關(guān),對于無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)來說是很小的,同時節(jié)點的處理時延也是由節(jié)點處理單個分組的時延和分組排隊等待時延組成的,同樣節(jié)點處理單個分組的時延基本上是穩(wěn)定的,所以網(wǎng)絡(luò)中的鏈路端到端時延往往由業(yè)務(wù)分組的排隊時延來決定的,尤其是在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量較高的情況下,在節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較高的時候,排隊時延起到了決定作用｡因此,可以利用這一特性來建立較短時延的鏈路來完成業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)｡

通過考慮節(jié)點的時延,來控制RREQ分組的發(fā)送時間,當(dāng)節(jié)點排隊時延較大,則會對收到的路由請求RREQ分組進(jìn)行較大時延延遲然后再把它更新轉(zhuǎn)發(fā)出去,以此通過一系列的轉(zhuǎn)發(fā)下去,這樣,在目的節(jié)點中收到的第一個RREQ分組,基本上能保證是通過時延鏈路最短的一個鏈路到達(dá)的,目的節(jié)點可以根據(jù)收到的第一個RREQ分組的信息建立一條目的節(jié)點到源節(jié)點的路由,并將將RREP分組按原路返回,在源節(jié)點收到RREP分組時,可以根據(jù)RREP分組信息,建立一條源節(jié)點到目的節(jié)點時延最短的路由,進(jìn)行相應(yīng)業(yè)務(wù)的發(fā)送,這樣一來,可以減少網(wǎng)絡(luò)的端到端時延｡

AODV路由協(xié)議擴(kuò)展路由方法

首先,節(jié)點將周期的統(tǒng)計本節(jié)點的分組時延,其統(tǒng)計方法如下:其中iT為本周期內(nèi)第i個數(shù)據(jù)分組通過節(jié)點k的時延,kT為周期內(nèi)通過節(jié)點k的所有節(jié)點的時延之和｡

其中maxS為節(jié)點最大隊列長度｡當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點S需要獲得到達(dá)另一節(jié)點D的路由時,該節(jié)點S將向周圍節(jié)點廣播路由求RREQ分組｡中間節(jié)點收到該路由請求RREQ分組后,根據(jù)本節(jié)點先判斷本節(jié)點是否已經(jīng)收到過該RREQ分組,如果已經(jīng)收到,將不再處理,如果之前沒有收到夠過,則進(jìn)行處理:先更新該節(jié)點到源節(jié)點的反向路由,然后根據(jù)本節(jié)點的節(jié)點時延進(jìn)行延遲*kaT時間后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)該路由請求｡目的節(jié)點收到路由請求后,判斷是否是新的RREQ分組,將建立一條到源節(jié)點的反向路由,并給源節(jié)點回復(fù)RREP分組,如果已經(jīng)收到過該RREQ分組,將不做處理｡如此,源節(jié)點S通過路由回復(fù)即可獲得到目的節(jié)點D的路徑以及路徑的質(zhì)量信息｡最后,節(jié)點S將路徑以及路徑質(zhì)量信息添加到路由緩存中,并查看數(shù)據(jù)緩存中是否由數(shù)據(jù)需要發(fā)送｡