移动Ad Hoc网络层路由协议总结

描述Ad Hoc路由质量指标:

➢快速自适应链路变化；

➢达到目标节点的最少跳数路径；

➢传播时延；

➢开环；

➢链路质量；

Ad Hoc网络中，由于通信半径的限制，网络节点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交互的，需要路由协议完成分组转发决策。与传统路由协议相比，Ad hoc路由协议的设计面临着网络拓扑动态变化、带宽受限、信道容量变化、移动终端有限的可用资源等新的问题和挑战。

1.移动Ad Hoc网络的主动式路由协议

1.1最优化链路状态路由（OLSR）协议

协议概念

OLSR路由协议是由IETF MANET(Mobile Ad hoc NETwork)工作组为无线移动Ad Hoc网提出的一种标准化的表驱动式优化链路状态路由协议。节点之间需要周期性地交换各种控制信息，通过分布式计算来更新和建立自己的网络拓扑图，被邻节点选为多点中继站MPR(MultipointRelay)的节点需要周期性地向网络广播控制信息。控制信息中包含了把它选为MPR的那些节点的信息(称为MPR Selector)，只有MPR节点被用作路由选择节点，非MPR节点不参与路由计算。OLSR还利用MPR节点有效地广播控制信息，非MPR节点不需要转发控制信息。

OLSR主要采用两种控制消息分组，HELLO分组和TC(Topology Control)分组。

HELLO 消息用于建立一个节点的邻居表，报文中可以包括邻居节点的地址以及本节点到邻居节点的延迟或开销，OLSR采用周期性地广播HELLO分组来侦听

邻居节点的状态。HELLO分组只在一跳的范围内广播，不能被转发。与HELLO消息相反，TC分组必须被广播到全网。

节点在从自己的一跳邻居节点中选择MPR时计算的原则是：节点与MPR之间必须是双向对称链路，节点所发送的分组通过MPR的中继，能够到达所有对称的两跳邻居节点,如果能够满足这一点，那么MPR就能有效地进行TC分组的转发，同时，应该使MPR的数量尽量的少。

OLSR路由协议

优缺点

WRP的优点是当节点检测到任何链路变化时便检查邻居的一致性，有助于消除环路以及加速算法收敛。缺点是由于WRP需要保存四张路由表且依赖于周期性的Hello消息，这些需要大量的存储空间和计算资源，浪费了内存和带宽。另外，WRP的可扩展性不强，不适用于大型的Ad Hoc网络。

1.节点之间需要周期性地交换各种控制信息：使接入Ad Hoc网的结点所处环境比较嘈杂；

2.TC分组必须被广播到全网。全网处于动态游走的状态，需要周期性更新TC分组；占用带宽比较严重。

1.2基于反向路径转发的拓扑分发（TBRPF）协议

协议概念

TBRPF协议是一种先应式的链路状态路由协议，提供逐跳的最短路径。每个节点根据缓存在拓扑表中的局部拓扑信息，利用Dijkstra算法，计算到目的节点（网络中的其他节点）的路由。TBRPF协议包括两个模块：

路由模块：协议允许每个结点迅速检测出相邻结点j，这样在结点i的接口I和结点j的接口J之间存在一条双向（I,J）。TND协议也能够迅速检测出一条双向链是否中断或者变成一条单向链。TND协议只报告链路状态中已经发生变化的那部分，从而能够快速的检测出网络拓扑变化。TBRPF使用周期性的更新消息和增量的更新消息保证邻节点获得计算路由所需的状态信息——节点源树的一部分。为了减少开销。每个节点只向邻节点报告自己的部分源树——成为源树的报告部分。为了改善协议的鲁棒性。让节点获得更多的拓扑信息从而计算出多条路径，并且使得中继优先级高的节点更大可能地为其他节点转发分组，每个节点可以独立地选择报告除源树的报告部分之外的拓扑信息。

邻居发现模块：通过“增量HELLO”分组，节点可以实现邻居发现功能。节点周期性发送的增量HELLO分组，只报告发生变化的邻节点的状态信息，而不是报告所有的邻节点的状态信息，所以其分组长度比其它链路状态路由协议的分组要小得多。

优缺点

优点：能够快速的检测出网络拓扑变化，适用于小型Ad Hoc网络；

缺点：Dijkstra对大型的移动网络不使用，重复算法步骤太多，需要时时更新Dijkstra算法结果；TBRPF通过周期性的更新消息来维护拓扑结构，大量占用网络带宽，这也是先验性网络路由的通病。

1.3 FSR路由协议

协议概念

FSR是针对一个移动自组织网坏境开发的简单、有效的链路状态类型的主动路由协议。FSR是对LS算法的改进，他只在邻里结点间交换LS消息。此外FSR 协议将鱼眼技术引入到传统的LS路由协议中，对于路由表中不同的记录采用不同的时间间隔记录采用不同时间间隔交换LS消息，对于较近的结节用较短的时间间隔交换LS消息，对于较远的结点用较长的间隔交换LS消息。

“鱼眼”技术被运用于FSR协议中，从属于不同鱼眼域的结点分别用不同频率向周边结点广播新的路由更新消息，每个结点可以通过结点之间相互交换路由消息而获取关于全网的拓扑消息。结点更新路由信息的时间周期根据距离而定，因此对于处于同一鱼眼域内部的结点路由而言都是相对精确的。当网络中洪泛过大时，FSR路由协议不会生成任何路由控制指令，而且不会在下一个路由更新消息中附带关于路由瘫痪的消息，而是直接删除结点路由表中的相关路由以及网络拓扑信息。这种路由协议使用于结点移动随机性大/网络拓扑结构变化比较频繁的环境。目的序列号使得结点能够一举最新的路由状态消息去维护网络拓扑结构，避免传输过程中出现环路。

2.移动Ad Hoc网络的按需路由协议

2.1按需距离矢量路由（AODV）协议

协议概念

AODV路由协议是一种典型的按需驱动路由协议,该算法可被称为纯粹的需求路由获取系统,那些不在活跃路径上的节点不会维持任何相关路由信息,也不会参与任何周期路由表的交换?此外,节点没有必要去发现和维持到另一节点的路由,除非这两个节点需要进行通信路由发现过程：在AODV中，使用了RREQ，RREP，RERR。首先需要数据发送的节点向周边节点广播包括源节点地址和序列号、目标