基于NS2下的DSR路由协议的研究与优化李志斌陶然摘要：AdHoc网络是当前无线通信领域一种新的、发展迅速的通信技术，由于它不依赖固定的基础通信设施，没有中心控制节点，抗毁性强，因此适用于许多网络布线存在困难的环境。
基于这些特殊优势，Adhoc网络在军事领域中发挥着重要作用，在民用领域也有着很好的应用前景。
DSR协议是专为Adhoc网络设计的一种按需路由控制协议，它以简单有效、网络开销小、算法复杂度不高、支持单向链路等优点而受到广泛的关注，被认为是最有实用前景的Adhoc网络路由协议之一。
NS2（NetworkSimulatorVersion2），是UCBerkeleP开发的一个离散事件驱动的事件模拟器。
它能模拟AdHoc网络路由协议运行的全过程，并把仿真结果输出到一个trace文件中。
通过对trace文件的分析，可以了解到AdHoc网络路由协议运行的状况，从而分析评价路由协议的性能好坏。
本文首先介绍AdHoc网络的基本概念、关键技术和路由协议。
其次，对DSR协议的概念、特点及工作原理给予详细的介绍和分析。
然后在NS2网络仿真模拟平台下建立无线网络模型，以AODV作对比，对DSR和AODV协议仿真模拟，分析评价DSR路由协议性能。
仿真结果表明，同AODV对比，DSR在快速变化的网络拓扑结构中更具优势。
最后文章对DSR协议的优化改进作总结。
关键词：Adhoc，DSR协议，优化，网络仿真，NS2TheresearchandoptimizationofDSRrouteprotocolbasedonNS2LIZhi-bin，TAORanAbstract:AdHocnetworkisanewtechniqueinwirelesscommu nicationfieldwhichdevelopsrapidlPinrecentPears.Asitdoesn otdependonfiGednetworkinfrastructure,andhasnocentralc ontrollingnodeaswellasgoodinresistingdestructions,itisapp licabletomanPsituationsthathavedifficultiesinwiringnetwor ks.Basedonthesespecialadvantages,AdhocplaPsanimporta ntpartinmilitarPapplications,anditalsohasagoodprospectin civilapplications.DSRprotocolisanon-demandroutingproto colthatisspecificallPdesignedforAdhoc.ItattractswidelPatte ntionbecauseofitsadvantagessuchasitssimplicitP,lownetwo rkoverhead,lowalgorithmcompleGitP,supportingunidirecti onalroutesandsoon.SoDSRprotocolwillprobablPplaPanimp ortantroleinfutureAdhocapplication.NS2(NetworkSimulatorVersion2),developedbPUCBerkeleP,i sasimulatordrivenbPdiscreteevents.Itcansimulatearoutingp rotocoloperationprocessofAdHocnetwork,andeGportsimulationresultstoatracefile.Fromthetracefile,wecanknowtheop erationprocessofroutingprotocol,thenanalPzeandevaluatet heperformanceofroutingprotocol.Thispaper,firstofall,introducesthebasicconcept,kePtechnolo giesandroutingprotocolsofAdHocNetwork.SecondlP,forthe concept,featureandworkingprincipleofDSR，thepapergivesadetailedintroductionandanalPsis.Then,toev aluatetheperformanceofDSRandAODV,weestablishedasim ulationplatformofwirelessnetworkmodelbasedontheNS2。
ThesimulatorresultsshowthatcomparedwithAODV,DSRperf ormsbetterinthenetworkwithdPnamictopologP.Atlast,thep aperanalPzestheimprovementandmakesasummarPofDSR. KePwords：AdHoc,DSRprotocol，Optimization，Networksimulation，NS2目录第一章绪论 (1)1.1 Ad hoc网络 (1)1.1.1 Ad hoc网络的产生与发展 (1)1.1.2 Ad hoc网络的特点 (2)1.1.3 Ad hoc网络的应用领域 (3)1.2 Ad Hoc研究的问题和技术挑战 (4)1.2.1进行相关研究的主要大学和组织 (4)1.2.2研究问题和技术挑战 (5)1.3 Ad hoc网络路由协议 (7)1.3.1表驱动路由协议 (8)1.3.2按需驱动路由协议 (10)1.4论文研究的内容和任务 (12)1.4.1研究内容 (12)1.4.1主要任务 (12)1.5本章小结 (13)第二章DSR协议 (16)2.1 DSR协议概述 (16)2.2 DSR协议分组格式 (16)2.3 DSR协议的运行机制 (17)2.3.1 DSR协议的路由发现机制 (17)2.3.1 DSR协议的路由维护机制 (20)2.4 DSR协议的优缺点分析 (21)2.5 DSR协议的优化途径 (23)2.5.1缓存cache 管理优化 (23)2.5.2路由建立过程中捎带数据分组的优化 (24)2.5.3路由请求分组的跳数限制 (24)2.5.4路径自动缩短 (24)2.5.5随机延迟 (25)2.5.6无确认路由修复 (25)2.5.7混合侦听 (25)2.5.8抢修 (26)2.6本章小结 (26)第三章DSR 协议的仿真及性能分析 (28)3.1网络仿真工具NS2 (28)3.1.1 NS2简介 (28)3.1.2 NS2的安装步骤 (28)3.2 Ad hoc网络路由协议在NS2中的实现 (31)3.3 NS2网络基本模拟流程 (33)3.4NS2下DSR代码分析 (35)3.5 DSR和AODV协议仿真比较 (38)3.5.1仿真过程 (38)3.5.2分析比较 (47)3.5.3 仿真结论 (54)3.5DSR协议优化方法 (55)3.7本章小结 (57)第四章总结与展望 (58)参考文献 (60)第一章绪论1.1Adhoc网络1.1.1Adhoc网络的产生与发展我们经常提及的移动通信网络一般都是有中心的，要基于预设的网络设施才能运行。
例如，蜂窝移动通信系统要有基站的支持；无线局域网一般也工作在有AP接入点和有线骨干网的模式下。
但对于有些特殊场合来说，有中心的移动网络并不能胜任。
比如，战场上部队快速展开和推进，地震或水灾后的营救等。
这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施，而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。
Adhoc网络可以满足这样的要求。
Adhoc网络的前身是分组无线网（PacketRadioNetwork）。
对分组无线网的研究源于军事通信的需要，并已经持续了近20年。
早在1972年，美国DARPA （DefenseAdvancedResearchProjectAgencP）就启动了分组无线网（PRNET,PacketRadioNETwork）项目，研究分组无线网在战场环境下数据通信中的应用。
项目完成之后，DAPRA又在1993年启动了高残存性自适应网络（SURAN,SURvivableAdaptiveNetwork）项目。
研究如何将prnet的成果加以扩展，以支持更大规模的网络，还要开发能够适应战场快速变化环境下的自适应网络协议。
1994年，DARPA 又启动了全球移动信息系统（GloMo,GlobleMobileInformationSPstems）项目。
在分组无线网已有成果的基础上对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究，并一直持续至今。
1991年成立的IEEE802.11标准委员会采用了“Adhoc 网络”一词来描述这种特殊的对等式无线移动网络。
在Adhoc网络中，结点具有报文转发能力，结点间的通信可能要经过多个中间结点的转发，即经过多跳（MultiHop），这是Adhoc网络与其他移动网络的最根本区别。
结点通过分层的网络协议和分布式算法相互协调，实现了网络的自动组织和运行。
因此它也被称为多跳无线网（MultiHopWirelessNetwork）、自组织网络（SelfOrganizedNetwork）或无固定设施的网络（InfrastructurelessNetwork）。
1.1.2Adhoc网络的特点Adhoc网络是一种特殊的无线移动网络。
网络中所有结点的地位平等，无需设置任何的中心控制结点。
网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。
与普通的移动网络和固定网络相比，它具有以下特点：(1)无中心Adhoc网络没有严格的控制中心。
所有结点的地位平等，即是一个对等式网络。
结点可以随时加入和离开网络。
任何结点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。
(2)自组织网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。
结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。
(3)多跳路由当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转发。
与固定网络的多跳不同，Adhoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。
(4)动态拓扑Adhoc网络是一个动态的网络。
网络结点可以随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。