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移动Ad hoc与WSN网络特点和路由协议分析
常适用于大型密集的移动网络。网络规模越大节点越密集.与传
统的链路状态算法相比就越能取得最佳化。
3.2 WSN网络路由协议
由于WSN的应用广泛性和环境相关性等.针对不同的wsN
应用,有以下几种路由协议:
,,
(1)能量感知路由。从数据传输中的能量消耗出发.讨论最优
f21区别。无线传感器网络作为一种分布式传感器网络和移动 Ad hoc网络有相似点,但卫有很多不同。移动Ad hoc网络可以用 于没有无线基础设施存在或出于费用和安全方面的考虑不方便 设置无线基础设施的场台.而传感器很多时候被布置在诟地环境 中.地波吸收现象不能被忽视.并且高密度布置的传感器网络中 的多用户接口也造成了很高的误比特率。作为移动通信的两种基 本组网模式之~.移动ad hoe网络中的传输模型是典型的多对多 式.而传感器网中的传输模型更偏向于分层次模型(多对一传 输)。一般来说,无线传感器网络的节点比典型的移动终端或手持 设备有更多的资源受限要求.但对于计算的要求则是可有可无 的.当需要执行计算任务时.如果通信成本比计算成本低.计算任 务就被送到中心节点去执行.
特点和路由协议的介绍和分析.使遣两个顿城区别并联系起束.
关键词:网络;协议:传感器;路由
中图分粪号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009—3044(2007”¨15辨03
Leabharlann Baidu
AnaIysis 0f the Charactefs嘶Mobile Ad H0c and WSN and Router Ag怕ement
……网络通讯与安全·
记录;中间节点刚需要将到达目的节点的路由记录掭加到RREO
中的路由记录之后再翻转作为RREP的路由记录。而在非对称链
路情况下若要返回路由应答,响应节点必须有到源节点的路由.
如果不存在满足条件的路由.则将路由应答记录加入新的路由请 求以发现到达源节点的路由。
路由维护是通过使用路由错误分组和确认来进行的.前者是
·网络通汛与安余··…·
本栏目责任编辑:冯蕾
移动Ad hoc与WSN网络特点和路由协议分析
田跃欣 (河南交通职业技术学院.河南郑州450005)
摘要:移动Ad hoc网络是近年采网络研究的热点.wsN(wird8§scnsorNe聃。出.无线传感嚣网络)是传感器研究领域一个新的研
究方向。由于它们之阅谨多的相似性健弭每当提到wsN的时隹莅往与Adbc网络做比较。本文试圃通过时Ad hoc网绺和WsN网络
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(1)动态拓扑。节点具有任意移动性。此外.无线传播条件的快 速改变.也导致了网络拓扑需以不可预测的方式任意和快速地改 变=
(2)带宽限制和变化的链路容量。移动Ad hoc网络采用无线 传输技术作为底层通信手段.其
相对于有线信道具有较低的容量:并且由于多路访问.多径 衰落、噪声和信号干扰等多种因素.使得移动节点的实际带宽小 于理论上的最大带宽值:
此协议由两种主要的机制组成:“路由发现(∞uting di8cover订 ”和“路由维护(mu6ng m“nten卸ce)”151。当源节点有分组要发送 到某个目的端时.首先查询自己的路由表以确定是否具有到达该 目的端的路由L如果存在.则使用这条路由来发进分组;否则,广 播一个记录r源节点地址、目的节点地址和唯一标识号的RREO 进行路由发现。接收到此分组的中间节点检查自己的路由表中是 否有能够到达目的端的路径.如果没有.则将自己的地址添加到 分组的路南记录中并转发该RRE0。目的节点或存有能够到达指 定目的节点路由的中问节点收到RREQ后.会做出路由应答 RREPL目的节点直接翻转RREO的路由记录作为RREP的路由
有很强的鲁棒性和抗毁性f21。而在常规通信网络中.由于存在基
站、网控中心或路由器这样一类集中控制设备.用户终端与它们 所处的地位不是对等的:
(7)多跳通信。由于无线收发机的信号传播范围有限.Ad hoc 网络要求支持多跳通信。这种多跳通信由此也带来了隐藏终端、 暴露终端和公平性等问题.
2.2WSN网络特点 无线传感器网络是一种独立出现的计算机网络.它的基本组 戚单位是节点,这些节点集成了传感器、微处理器、无线接口和电源
(3)网络自动配置,自动识别节点。这包括自动组阿、对^网的 终端进行身份验证、防止非法用户人侵。相对于那些布置在预先 指定地点的传感器阐络而肓,无线传感器网络可以借鉴ad}啪方 式来配置,当然前提是要有一套合适的通信协议保证网络在无人 干预情况下自动运行。
(4)网络的自动管理和高度协作性。在无线传感器网终中,数 据处理由节点自身完成,这样傲的目的是减少无线链路中传送的 数据量,只有与其他节点相关的信息才在链路中传送。以数据为 中心的特性是无线传感器网络的又一十特点.由于节点不是预先 计划的,而且节点位置也不是预先确定的.这样就有一些节点由 于发生较多错误或者不能执行指定任务而被中止运行。为了在网 络中监视目标对象.配置冗余节点是必要自奇,节点之闽可以通信 和协作,共享数据.这样可以保证获得被监视对象比较全面的数 据。对用户来说,向所有位于观测区内的传感器发迸一个数据请 求,然后将采集的数据送到指定节点处理。可以用一个多播路由 协议把消息送到相关节点,这需要一个唯一的地址表.对于用户 而言。不需要知道每个传感器的具体身份号.所以可以用以数据 为中心的组同方式。
(5)网络自主性。无线Ad hoc罔相对常规通信网络而言.最大 的区别就是可以在任何时刻、任何地点不需要现有信息基础网络
设施。这也是个人通信的一种体现形式: (6)分布式控制。无线Ad hoc网络中的用户节点都兼备独立
路由和主机功能.不存在一个网络中心控制点.用户节点之间的 地位是平等的.网络路由协议通常采用分布式控制方式.因而具
网络中的节点周期性的与其它节点交换拓扑消息f61。每个节点选 择其邻居节点作为“多点中继(M P R)”。在O坫R中.只有被选为
MPR县的节点负责转发路由控制消息.最终分发到整个网络.即
MPm过减少所需转发的消息数量.从而提供了一种洪泛控制消
息的有效机制。由于利用了MPRB取得最佳链路状态路由.它非
四个模块13】。受环境、拓扑结构、应用等的影响形成了如下特点: (11包括了大面积的空间分布。比如在军事廊用方面.可以将
无线传感器网络部署在战场上跟踪敌人的军事行动.智能化的终 端可以教大量娃装在宣传品、子弹或炮弹壳中.在目标地点撒落 下去.形成大面积的监视网络。
(2)能源受限制。网络中每个节点的电源是有限的.网络大多 工作在无人区或者对人体有伤害的恶劣环境中.更换电源几乎是 不可能的事,这势必要求网络功耗要小以延长网络的寿命.而且 要尽最大可能的节省电源消耗.
在数据链路层传输失败时产生的.而后者是用于检查路由链路操 作的正确性.
(3)lI缶时序列路由算法fmRA)。1DRA基于链路反转,在高度
动态移动的网络环境中操作L它由源发起,并且对任何期望的
源,目的端对提供多重路由。关键的设计理念是将控制信息控制在
靠近拓扑变化的很少的一组节点范围内.其技术关键在千如何将
2移动Ad hoc网络和WSN网络特点比较 2.1移动Ad hoc刚络特点 移动Ad h。c网络是南无线移动节点组成的具有任意和临时 性网络拓扑的动态自组织网络系统.有时称作MANET(Mobile Ad hoc NETwnrks.移动Ad hoc网络)f11。每个节点既可以作为主机, 同时也可以作为路甫器来使用.除了可以运行用户应用程序.还 可以通过其它节点转发数据包.节点之间是以对等方式连接的. 其主要特征包括以下力面:
3Ad hoc网络和WSN路由协议比较 3.1 Ad hoc网络路由协议简介 传统有线网络中的路由协议通常分为两大类.距离向量协议 如RIP和链路状态协议如OSPF。在借鉴传统路由协议优点基础 之上.MANET网络路由协议按照节点维护信息也可分为距离向 量协议和链路状态协议:如果以路由建立驱动方式来划分.则可 分为按需驱动或是表驱动.按需驱动的含义是只有在源节点业务 发起的时刻才启动路由发现建立功能.而表驱动协议中路由的建 立则与业务无关。当网络拓扑发生变化时.相应各节点的路由信 息就会被更新。 (1)Ad h6c按需距离向量AoDV路由协议『4lo A0Ⅱv使用路 由请求,路由应答来建立路由。当有数据包需要传送但投有可用路 由时,源节点广播一个路由请求(RREQ),分组,其邻居节点收到 广播后传递该RREO(丢弃重复的RREQ),依此类推,直到目的 节点或具有能够到达目的节点的最新路由的中间节点为止. AODV利用序列号编码来确保所有的链路没有环路.并保证 中间节点只应答最新的信息.每个节点包吉源节点的lP地址、当 前的序列号以及源节点所知道的目的节点最新的序列号.收到 RRE0的中间节点或者是目的节点.或者是该节点具有到目的节 点的路由.其相应的序列号应大于或等于RREO所包含的序列 号,因此,它将向源节点发送路由应答fRRE P)。在RREP沿反向路 径返回时.沿着该路径的节点在它们的路由表中建立前向路由记 录以指向RREP来源的节点L如果不存在这样的路由.或者源节 点移动,路由表必须重新初始化;如果中间节点移动.其上游邻近 节点将注意到这个移动。并将链路断裂的信息通告给直到源节点
1引言 近年来网络的研究热点转向了移动Ad hoc方向.并取得了 长足的进展:在另一个领域——传感器领域.随着现实促使传感 器应用的扩展,传感器研究领域产生了WSN(Wireless sen80r Net—
works,无线传感器网络)。两者都是.]己线州络.叉由于有许多相似 之处.本文就试蹦对移动Ad hoe和wsN作几点比较.
2.3小结
收稿日期:20叩一08—20
作者简介:田政肚(1972一)。士.河南叶县人,河南变通职业技术学】览讲师,研充方向:计耳机软件与理论。
1554—移电-知识与拄章
万方数据
本栏目责任编辑:马蕾
通过以上的介绍和分析我们可以大致总结出移动Ad h∞网 络和wSN的网络的相同点和区别。
(1)相同点。都是自组织同络。网络自动配置,动态拓扑结构, 需要考虑网络的安全性等.
一个面向非目的端的有向非循环圈转变为面向目的端的有向非
循环图。方法有两种:完全反转和部分反转L因此.节点需要维护
关于邻近(一跳l节点的路由信息。
(4)最佳链路状态路由协议(0ISR)。
最佳链路状态路由(O嘶mal“nk Stale R叫dnE)协议是专为 移动Ad}loc网络设计的。它是一个表驱动、预设式路由协议.即
TIAN Yue一埘n
(1.H明m co衄nⅡmca眦l P0iytechmc.zhenE出oIl 450∞S,Ch㈣
km Abstract:moblle Ad hoc h船been t|Ie
0f血e necwo出地search.wh如WSN∞che new d雠cnon of记nsor陀虻arch.The sif讪棚des of
的上游节点。 ,
(2)动态源路由a)sR)。DsR是一个简单而有效的路由协议.特 别为多跳无线Ad hoc网络中的移动节点所设计.在该算法中.由 源节点头定分组转发的完整的节点序列.并将这个路由记录在分 组头中L“源路由”的使用有效地避免了环路的出现和转发分组的 中间节点路由信息的更新L在路由出错的时候.路由表中的相应 记录将被删除;而在发现新路由时。将向路由表掭加新的记录。
f3)能量限制节点。移动节点依靠电池提供T作所需的能 量。减少功耗将是影响网络掷议设计的一个非常重要的因素:
(4)有限的安全性。通常,移动无线网络由于采用无线信道、有 限电源、分布式控制等原因.会比有线网络更易受到安全性的威 胁。这些安全性的攻击包括窃听、电子欺骗和拒绝服务等攻击手 段。除此之外.由于Ad hoc网络本身结构特点就决定了它还具有 以下特征.