信息科学与工程
基于Z RP的Ad H oc网络路由协议的优化研究
杨羽
(辽东学院信息工程学院,辽宁丹东118003)
摘要:文章在ZRP协议的基础上,对现有ZRP协议进行了扩展。提出根据移动节点自身移动速度,动态调整探测节点信号发射范围和频率以配合ZRP调整虚拟区范围和探测邻节点频率路由优化策略。通过NS2仿真进行论证,结果表明:新ZRP同原ZRP协议比较,在没有明显增加路由协议开销的情况下,端到端平均时延没有明显增加,端到端传输率平均却有显著的提高。
关键词:Ad hoc;ZRP;发射功率;半径自适应
中图分类号:TP393.02文献标志码:A文章编号:1673-4939(2009)03-0227-05
Ad H oc网络的前身是分组无线网。对分组无线网的研究源于军事通信的需要,早在1972年,美国DARPA(Defense Advanced Research Pro jectA gency就启动了PRNET项目,研究PRNET在战场环境下数据通信中的应用。PRNET项目完成之后, DARP A又在1983年启动了高残存性自适应网络(S URAN)项目,将PRNET的成果加以扩展[1]。Ad hoc网络特点是由带有无线通信收发装置的移动终端组成的一个临时性多跳(H op)自治系统。节点间路由通常由多跳(H op)组成,不需要网络基础设施,可以在任何地方、任何地点快速构建这种特殊的自组织、对等式、多跳无线移动通信网络。
如果网络内任意两个节点互相在通讯功率覆盖范围内就直接进行通讯,否则就通过互相相邻的节点以接力的方式进行远程通讯,即多跳通讯。每个(移动)终端同时具有路由器和主机两种功能:作为主机,终端需要运行用户自身使用的应用程序;作为路由器,终端需要根据网络特点运行相应的路由协议,提供适合自身要求的远程连接服务。
目前Ad H oc网络已经得到了国际学术界和工业界的广泛关注,并正在得到越来越广泛的应用,己经成为移动通信技术向前发展的一个重要方向,必将在未来的通信技术中占据重要地位。1ZRP协议
ZRP(Zone Routi n g Protocol)协议结合了Ad H oc按表驱动路由协议和按需驱动路由协议的优点属于混合性路由协议。ZRP协议结构见图1,使
用
ZRP协议网络内的所有节点都以自身为中心以一定的半径建立虚拟区,区内的节点数与设定的区半径有关。在区内使用按表驱动路由算法,中心节点使用区内路由协议I A RP维持一个到区内其他成员的路由表;对区外节点的路由使用按需路由算法,利用区间路由协议I ERP建立临时的路由。ZRP协议中还使用了BRP协议,用于控制发现新节点分组
第16卷第3期辽东学院学报(自然科学版)V o.l16N o.3 2009年9月Journal o f Eastern L iaon i ng U n i versity(N a t ura l Sc i ence)Sept.2009 !收稿日期:2009-04-13
作者简介:杨羽(1971?),男,辽宁丹东人,满族,硕士,讲师,工程师,主要从事宽带网络IP技术教学与研究。
信息的传送,使用邻节点发现协议NDP来不断探知本节点功率覆盖范围内节点的情况[2]。
路由发现按需路由协议DSR算法在该算法中,由源节点决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。#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,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,向路由表添加新的路由发现记录[3]。
在Ad H oc网络中路由协议的选取要根据本网络特征来确定。ZRP协议根据不同的网络特征来确定区域半径参数,进而,Z RP可以提供比单纯使用按表路由协议或按需路由协议更好的路由性能,例如:在节点移动速率相对较快的密集型网络中设定ZRP区域半径较小,在节点移动速率相对较慢速的稀疏型网络中设定ZRP区域半径较大[4],通过合理的设定半径的大小,取得区内合理数目的节点,可以取得相对较好的路由性能。
2ZRP协议的不足
虽然,ZRP结合了主动路由协议和按需路由协议的长处,但也有些不足,如使用的是统一一致的区域半径,只要一个节点发起路由,其它节点也不管其移动速度就参加查询,成为路由的一部分。ZRP有N个节点,就会产生N个相互重叠的通信区域,这样对区域内部的网络带宽有不少的消耗和占用并不能满足对网络性能要求高的情况[5]。
如果对频繁变化的网络,根据网络变化的情况,使节点的区域半径通过一定的算法进行自适应调整,同时调整节点发射功率配合路由区域半径的调整,使网络环境达到最佳的匹配,将会使ZRP 协议的性能得到更进一步的提高[6]。
3新ZRP优化策略
3.1优化策略相关问题
移动节点的自身位移速度v的取得,可以有多种方法,例如:本机添加卫星定位GPS接收器(现价格极其低廉)或者使用激光(光电)位移速度检测器等等。
节点发射功率的调整可以使用电子继电器电路
根据自身位移速度进行进行实时控制。3.2优化策略的具体内容
新优化策略及原理需要配合图2、图3来说明。图2为ZRP协议下S节点中心虚拟区示意图;图3表示S节点功率增强后高速移动时对其它节点的拓扑影响。
首先设图2、图3中源节点S区域半径值r;节点密度k;节点速度v;邻节点发现探测周期T;节点n,能量值e j。图2为S节点未高速移动前的区内拓扑情况。
在图3中,当S节点高速移动时通讯功率被增大,与之通信的节点H可以应S节点要求而增大功率,以保持通信的双向对等作为接应。当S节点靠近H节点速度v减少时,双方降低信号发射功率;当S节点由原位置高速离开E节点时,由于增加了发射功率覆盖范围,使得原来于E连接的F 节点和C节点拓扑结构相对不变,减少了区内节点拓扑变化产生的路由信息。
具体内容如下:
(1)移动源节点S移动速度v< r时,其中 为系数,节点之间互相探测周期探测周期T加长,
T=
v
,其中 为系数,同时探测信号功率不变或
%
228
%辽东学院学报(自然科学版)第16卷
者减小,减少探测信号范围,可以减少生存时间较短的路由信号产生,以保证节点S 以及周围节点现有通讯带宽,并最大限度节省电池能量,电池能量
公式:e j =&k -1
i =1T (n i ,n i +1)=(k -1)T,移动节点S 移动速度v >f (r )时相邻节点互相探测T 周期减小,移动节点S 探测周围邻节点的频率增大,同时探测信号功率增大,
(节点功率增强可适当减少探测频
率,当节点功率增大到可直接探测到的部分节点2跳节点时保持功率或减小探测功率,功率的减少要有一定的滞后),交换功率覆盖节点缓存路由信息备用,以到达减少新通讯时路由迟延。通过扩大功率来相对抵消由于高速移动而影响的原拓扑结构的改变,即可以减少按表驱动的更新范围,增大新节点的发现。通过变可能的2跳、多跳节点为1跳节点,已达到保持#区半径?缓存表变化较少目的,减少了路由更新所产生的冗余,同时为将来的通讯减少端到端的时延
[7]
。
(2)移动源节点S 移动速度V ? v 时,其中 为系数,即移动节点S 移动较快,本节点功率增强通知正在通讯的邻节点增强功率,区域内减少节点路由缓存信息的交换。减少由于高速移动导致的过
多的冗余路由信息,并加快对于过时路由的删除,减少将来通讯通讯迟延。
(3)高速移动节点S 如遇当前通信量较大时,时减少探测路由信号发射功率,减少中心区范围(减小区内节点跳数),以减少高速移动节点路由更新信息,达到减少冗余路由发现信号、路由维护信号,保证留出通讯带宽。
(4)高速移动的节点S 当通讯量降低时,增大探测路由信号发射功率,增大功率发射范围,发射频率,增大中心区范围(减少中心区节点跳数,或者保持当前跳数),适当增大高速移动节点路由更新信息,达到少量增加路由发现信号、维护路由维护信号,保证后继通讯响应时间。通过定时采样增加或者减少跳数,比较出最小的路由控制开销量。当找到此最小量时,相对应的半径就是最佳半径r 约束公式为: (r )=
IERP traffic
LARP tra ff ic
[7]
(5)部分代码如下:
ZRP 区内使用按表路由,中心区以外区域使用DSR 协议,
RREQ 结构://current node Str uct hdr_dsr {(((int s_addr_;int d_addr_;int hopnu m bers_;struct sr_addr addrs_
[MAX_SR _LEN];
struct route_request sr_request_;(((
路由要求(route_request):struct route_request {int req _valid _;/*request header is va li d ?
*/
int req_i d _;/*unique request i d entifier */int req_ttl_;/*m ax propagation */
}}
DSR 路由维护:
Str uct route_error {
int err o r _va li d _;/*reply header is va li d ?*/
struct sr_addr error_node ;/*
wh ich node is
los?t */
ZRP 主结构及Agen:t
ZRP Agen:t :ZRP Agent(nsaddr_t i d ):Agent(PT _TCP),Ne i g hbor Scan T i m er_(t h is),
Beacon T rans m it T i m er _(th is),AckT i m er _(th is),
num _ne i g hbors_(0),suspend_flag _(0),Period ic Update T i m er_(th is),rtable (th is),m yaddr_(id),m y i d _
()\0)),seq_
(1),
q i d _
(1),
rad i u s_(DEFAULT_ZONE _RADI U S),trans m it_jitter _(DEFAULT _TRANS M I T _JI T TER),
start u p_jitter_(DEFAULT _STARTUP_JI T TER),
process_jitter_(DEFAULT _PROCESS_JI T TER),
beacon_peri o d_
(DEFAULT_BEAC ON _PE %
229% 第3期 杨 羽:基于ZRP 的Ad H oc 网络路由协议的优化研究
R I OD),
beacon_period _jitter _
(DEFAULT _BEA
CON _PER I O D_JI TTER ),
ne i g hbor_ti m eout_(DEFAULT _NE I GHBOR _T I M EOUT),
ne i g hbor _ack _
ti m eout _
(DEFAULT _NE I G H B OR _ACK_TI M EOUT ),ne i g hbortab le _scan _peri o d _(DEFAULT _
NE I G H B ORTABLE_SCAN_PER I O D ),
iar p_update _period _(DEFAULT _I A RP _
UPDATE _PER I O D )
{
//i n itialize m y address ,bo t h i n t and string for m s m y i d _=Address ::i n stance ().print _nodeaddr (my addr_);
T i m e no w =Schedu ler ::instance ().clock
();//get the ti m e tx_=0;
//i n iti a lize counter for trans m itted packets r x _=0;
//i n iti a lize counter for received packets //inits for tab les
rtable .m y_address_=i d ; lstab l e .m y_address_=id ; rtable .li n kstatetable =&lstab le ; //Sequence counter starts at one (由于版面有限,其它代码略。4 新策略ZRP
NS2仿真软件下测试性能
仿真平台为W i n Xp +cygw i n +NS2.定义仿真场景如下:
仿真区域:1200?1200的正方形区域,业务源连接数为20个,仿真节点50个随机分布的节点组成无线Ad H oc 网络。
节点范围:设定每个节点的传输功率覆盖范围为半径为150m ,当功率增大时为150m 至200m 的圆。
跳数限制:在仿真中对最大跳数作了限制,设定最大跳数为7。这是处于两个考虑,一是超过7跳的路径其性能很差;另外是为了避免搜索过程的
长时间循环。
信源和信宿:每更新一次场景分布,便会随机
产生一个信源信宿对;节点移动性:设定移动步长常值(0~80m ),通过改变移动步长计算节点下一时刻的坐标位置,移动步长的长短变化反应网络节点移动的剧烈性,即拓扑变化的快慢。
5 结论
5.1 新策略下ZRP 协议测评的重要参数:平均分组投递率
平均分组投递率=成功接收分组数
发送分组数
=
发送分组数-丢弃分组数
发送分组数
描述的是通过应用层观察到的丢失率,又反映了网络所支持的最大吞吐能力。
新策略ZRP 经仿真后可得到的平均分组投递率见图4
由图4可以看出在新策略下的ZRP 协议在本文设定的环境下节点速度增大后平均分组投递率新ZRP 比原ZRP 的平均分组投递率要高出20%~32%,新ZRP 在分组投递率方面明显好于原ZRP 协议。5.2 在高速移动时虽然减少了跳数但是由于增大了发射功率,使得区内节点拓扑相对变化不大,在没有产生过多的冗余发现及维护信号的基础上减少了平均端到端时延。
平均端到端时延=
1N &n
i =0
(t r (i)-t s (i)),其中N 表示成功传输的分组数,t r (i)表示分组到达目的节点的时间,t s (i)表示分组被发送的时间,平均端到端时延包含了数据分组从源节点产生到由目的节点接收整个过程中所有可能产生的时延,主要包括路
%230%辽东学院学报(自然科学版) 第16卷
由发现过程所需时间,分组在缓存中的排队时间,链路层重传时间,以及传播时间
[8]
。
由图5可以看出新ZRP 在端到端的迟延方面
比比原ZRP 减少了5%~20%的迟延,因而新协议
在迟延方面表现较好。
上述内容可以看出新ZRP 协议比原ZRP 协议在分组投递率和端到端的迟延这两个重要参数方面有较大的优越性。
网络生存率也是重要参数之一,由于新ZRP 是在原ZRP 的基础上进行了改进,在移动过程中扩大了功率,使得网络拓扑变化较小或者推后,使得通讯时重要的参数网络生存率必然也有较大的提高。
此外,在新ZRP 协议性能的测试中,作者没有在不同的业务状态(重业务负载、轻业务负载)环境下对新协议性能与传统的ZRP 在上述几个性能参数方面进行比较,以后可以继续在不同业务状态下对新协议进行相关研究。
参考文献:
[1]DAV ID B J ,DAV I D A M,J OS H B .D SR:T he dyna m ic
source routi ng protoco l f o rm ulti-hop w ire l essA d H oc net w orks [M ].MA:A dd i son -W esley pub li sh i ng co m pa ny ,2001:139?172.
[2]IEEE .
IEEE Std 802.
11-w ire l ess LAN m edi um access
contro l (M AC)and physica l l ayer (PHY )spec ifi cations [S].1999edition .
[3]程素念.A d H oc 网络中按需路由协议的研究与改进:
硕士论文[D ].上海:华东师范大学,2007.
[4]李可.一种新型移动通信网络???A d H oc 网络[J].军民两用技术与产品,
2004(5):
44.
[5]方旭明.移动A d H oc 网络研究与发展现状[J].数
据通信,
2003,5(4):15-23.
[6]王新生,张昕.M AN ET 环境下AODV 协议的研究和改
进[J].微机发展,2005(12):1.
[7]肖书成,邱珊.A d hoc 网络及其路由性能研究[J].重
庆邮电学院学报:自然科学版,2004(3):1.
[8]周晓龙.无线移动自组网及其基于N S-2的模拟研究:
硕士论文[D ].大连:大连海事大学,
2006.
(责任编辑:
龙海波)
ZRP -based Opti m ization for Ad H oc R outi ng Protocol
YANG Y u
(Colle g e of Infor m ation Engineering,Eastern L i a oning University,Dandong 118003,Ch i n a)
Abstr ac:t ZRP pr o toco lw as ex tended on the basis of ZRP .An opti m ization strategy ,in wh ich the trans m is
si o n area and frequency of de tecti o n node signals are dyna m ica lly adjusted according to the speed of m ov i n g nodes so as to coo r d i n ate w ith ZRP for v irtual area m odu lation and neighbor code frequency detection ,is proposed .The resu lts of NS2si m ulati o n sho w tha,t in co m parison w ith the o ld ZRP ,under the situation that the expense o f r outing pro tocol is no t re m arkab ly increased ,the end -to-end average ti m e de lay is not increased sign ificantly ,but the end-to-end average trans m issi o n speed i n creased re m ar kably .
Key wor ds :Ad hoc ;ZRP ;trans m ission po w er ;rad i u s se lf-ad j u st
%
231% 第3期 杨 羽:基于ZRP 的Ad H oc 网络路由协议的优化研究
常用动态路由协议安全性分析及应用 【摘要】路由器寻找的最佳路径是路由协议，它能保持各个路由器间的路由表相同，实现各个路由器间的相互连通，且在网络间传递数据包。可见，动态路由协议是借助路由器间的信息传递，计算、更新网络结构。但在此过程中，存在一定弊端影响常用动态路由器安全性。现就BGP、OSFP 和RIP V2三种常用的动态路由协议安全性进行分析，并总结其应用。 【关键词】动态路由安全性应用 连接网络的重要硬件设备，是路由器，它可以实现数据包的传递。而动态路由协议指的是路由器表的更新过程，它能够满足网络结构变化的需求。常用的动态路由分为三种，分别为BGP协议、OSPF协议和RIP V2协议。如果在数据包传递过程中，协议出现漏洞，那么容易被人利用，给网络安全造成严重影响。所以，分析常用动态路由协议安全性显得尤为重要。 一、常用动态路由协议安全性分析 1.1 BGP协议安全性 多个相互连接的商业网络共同组成了Internet。各个ISP或企业网络，需要定义一个自治系统号，即ASN，它们
的分配由IANA完成[1]。自治系统号共有65535个，其中私用保留的为65512―65535。路由信息在共享状态下，此号码的维护方式可以采取层的方式。BGP采用会话管理，其中TCP 的179端口可起到触发作用，使Keepalive和update信息被触发，且累及其邻居，从而更新和传播BGP路由表。 然而，因BGP的传输方式以TCP为主，那么容易导致BGP 出现关于TCP的诸多问题，例如拒绝服务攻击，预测序列号，SYN Flood攻击等。BGP主要是利用TCP的序列号，未使用自身的序列号。所以，一旦设备应用可预测序列号，就容易受到该类型攻击。在Internet中运行的大部分路由器都采用了Cisco设备，没有采用预测序列号方案，这就降低了受到攻击的风险。一些BGP在默认状态下，未采用相关的认证机制，有些BGP继续沿用明文密码，这样，大大增加了受到攻击的可能性。 实际应用BGP协议时，还会受到伪造报文攻击等其他攻击。但通常情况下，BGP主要在核心网的出口应用，且配置密码认证，因此，BGP协议的安全性相对较高。 1.2 OSPF协议安全性 复杂是OSPF运行机制的主要特征，运行中的诸多环节都有可能受到攻击者的攻击，给OSPF带来不同程度伤害。攻击方式分为以下几种。一是资源消耗攻击。将不同类型的OSPF报文不间断大量发送，这样极易导致攻击实体资源枯
第27卷 第5期 武汉理工大学学报?信息与管理工程版 Vol .27No .52005年10月 JOURNAL OFWUT (I N FORMATI O N &MANAGE MENT ENGI N EER I N G ) Oct .2005文章编号:1007-144X (2005)05-0116-04 收稿日期:2005-05-15. 作者简介:孟芳兵(1977-),男,陕西宝鸡人,武汉理工大学信息工程学院硕士研究生.基金项目:教育部重点科技攻关资助项目(03120). 基于移动Ad Hoc 网络的OL SR 路由改进协议 孟芳兵 (武汉理工大学信息工程学院,湖北武汉430070) 摘 要:提出了一种改进的OLSR 路由协议,改进后的协议能根据本地网络拓扑结构自适应改变HE LLO 消息和TC 消息的发送频率。仿真结果表明,改进后的协议在网络吞吐量和数据传送成功率等性能上有明显提高。 关键词:移动Ad Hoc 网络;路由协议;OLSR;自适应改进中图法分类号:TP393 文献标识码:A 1 引 言 移动Ad Hoc 网络的概念出现于 20世纪70年代,近年来由于便携式设备在移动性、储存能力和无线通信能力等方面的迅速发展,使得不需要固定基站支持的Ad Hoc 网络得到了广泛应用。Ad Hoc 网可以在不能利用或不便利用现有网络 基础设施的情况下提供一种通信支撑环境,因此对于军用网有着特殊意义。另外它可用于偏远地区的援救系统,或者是需要快速扩展覆盖范围的网络,如大型建筑工地。在大型会议中与会者也可利用笔记本电脑或掌上电脑在Ad Hoc 网络环境下互相传递信息。 图1描述了一个简单的移动Ad Hoc 自治网络。 图1 移动Ad Hoc 网络示意图 可见,移动Ad Hoc 网络是一种无基站支持的多跳无线网络,具有高度动态变化的拓扑结构并且网络中各节点可任意移动,各移动终端利用无线技术传送数据包。由于无线传输覆盖范围的限制,网络中任意2个节点间可能不存在直接的通 信链路,因此分组需要网络中间节点的中转才能实现通信,这使网络中各节点具有别于常规网络的重要特点,即在Ad Hoc 网中,每个用户终端(每个节点)兼备路由器和主机2种功能。因此对路由的研究在移动Ad Hoc 网络中显得尤为重要。 2 OL SR 路由协议 OLSR 路由协议 [1] 是由I ETF MANET (Mobile Ad Hoc Net w ork )工作组提出的一种表驱动式的 链路状态路由协议 [2] ,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 (Multi point Relay )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 Select or ),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HE LLO 分组和T C 分组方式 控制分组。HELLO 用于建立1个节点的邻居表,其中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HE LLO 分组来侦听邻居节点的状态,同时HELLO 分组用于计算该节点的MPR,HELLO 分组只在邻居节点范围内广播,不能被转发;与HELLO 分组方式相反,T C 分组必须被广播到全网,在TC 分组中包
基于位置的Ad hoc网络路由协议研究 【摘要】基于位置的ad hoc网络路由协议利用节点地理位置信息指导数据包的转发，具有可扩展性强，路由效率高等优点。分析了ad hoc网络中基于位置的路由协议以及位置信息服务，对几种协议进行了分析比较，并指出了基于位置的路由协议的研究重点。 【关键词】ad hoc网络；路由；协议；位置 【abstract 】ilocation-based unicast routing protocol uses geographical location information of nodes to direct the forward of data package, superior to scalability and high efficiency in routing. in this paper, we introduced location-based unicast routing protocols and location information services for ad hoc network. analysed and pared several protocols, we pointed at the research emphasis on location-based unicast routing protocol. 【keywords 】ad hoc network;routing;protocol;location 1 引言 ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的多跳临时自治系统。路由协议一直是ad hoc网络研究的重点。根据不同的路由策略，ad hoc网络的路由协议可以分为基于拓扑的路由协议和基于位置的路由协议。与传统的基于拓扑的路由协议相比，基于位置的路由协议利用节点的位置信息来指导包的转发，其基本思想是利用节点的位置信息来选择下一跳，将包向目的节点的方向上进行
路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构发生变化后由网络管理员手工修改路由表。动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。 根据路由算法 动态路由协议可分为距离向量路由协议（Distance V ector Routing Protocol）和链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为Cisco公司的私有协议）；链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra 算法，即最短优先路径（Shortest Path First，SPF）算法，如OSPF。在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器。 根据路由器在自治系统（AS）中的位置 可将路由协议分为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP）和外部网关协议（External Gateway Protocol，EGP，也叫域间路由协议）。域间路由协议有两种：外部网关协议（EGP）和边界网关协议（BGP）。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的，在处理选路循环和设置选路策略时，具有明显的缺点，目前已被BGP代替。 EIGRP是Cisco公司的私有协议，是一种混合协议，它既有距离向量路由协议的特点，同时又继承了链路状态路由协议的优点。各种路由协议各有特点，适合不同类型的网络。下面分别加以阐述。 2 静态路由 静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以下特点： ·静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。 ·静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。 ·有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NA T技术的网络环境。 静态路由具有以下缺点： ·管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。 ·网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。 ·配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。 3 动态路由
Ad hoc网络TORA和DSR路由协议的分析比较 郑创明 张升华 (中国电子科技集团公司第七研究所 广州510310) 摘 要: T ORA和DSR路由协议是Ad hoc网络中具有成果性的两种后应式路由协议。分别对两种路由协议的建立、维护方面进行了分析对比,并给出了两种协议的优缺点。最后通过仿真从路由分组开销、路由建立时间和发送数据分组信息几个方面进行分析论证。 关键词: TORA DSR 路由协议 Ad hoc网络 在Ad hoc网络的路由协议中普遍认可的代表性成果有DSR[1]、TORA[2]、DSDV[3]、WRP[4]、AODV[5]、和ZRP[6]等。源头性的创新性研究主要集中在2001年以前,后续的成果多为这些协议的改进,目前路由协议的研究仍然是Ad Hoc网络成果最集中的部分。这些路由协议根据不同的角度进行分类,从路由发现策略的角度可分为先应式的路由协议(主动路由)和后应式的路由协议(按需路由)两种类型。DSR和T ORA是MANET工作组提出的比较具有成果性的后应式路由协议,本文通过深入研究DSR和T ORA的实现方法,对DSR和TORA 的性能进行分析比较,并通过仿真进行论证。 1 动态源路由协议(DSR) 动态源路由协议DSR(Dynamic Source Rout ing)最重要的一个特点是利用了源路由[1]。也就是说,发送包的源节点知道到达目的地的完整路径,即路径所经过的节点地址有序列表。这些路径存于路由缓存器中,数据分组的包头携带该源路由。这种源路由的方法避免了数据分组经过的中间节点不停更新路由的需要,而且允许节点在转发或无意中收到数据分组时,将最新的路由信息存于它的路由缓存器中以备将来所需。协议的所有操作都是基于按需求的,允许数据分组动态的根据需要对当前路径的变化做出反应。DSR协议包含两个重要的机制:路由搜索和路由维护。 1.1 路由搜索机制 当在MANET中的一个节点要发送数据分组给一个目的节点时,路由搜索程序向网络广播路由请求RREQ(Route Request)包(该包会记录下经过的节点地址有序列表),每个接到RREQ包的节点又重广播它(但丢弃收到的重复的路由搜索包)。RREQ包格式如图1所示。 分组类型分组ID其他控制信息源地址目的地址经过的节点列表信息 图1 RREQ数据分组格式 当目的节点或路由缓存中存在通向目的地的路径的中间节点收到RREQ时,发送一个路由应答包RACK(Route Acknow ledge),把RREQ包中的路由发回给源节点。由于无线链路存在不对称性,因此RACK包不能简单的按RREQ来时的路径发回源节点,若该节点的路由缓存器内已存在回源节点的路由,则RREQ可经这条路径回源节点;否则,要启动路由搜索程序,为了避免相互寻找对方,造成路由搜索循环,在此路由搜索报文中必须附带想要发送到源节点路由应答包RACK。源节点收到RACK 包后将此路径加入其路由缓存器中。RACK格式如图2。 分组类型分组ID其他控制信息源地址目的地址路径节点列表 图2 RACK数据分组格式 1.2 路由维护机制 只有当路由在使用时,才对它进行维护。即当路径上某个节点发现数据分组无法发送到下一跳节点,从自己路由缓存中找出路由,并向源节点发送一个路由出错包(RERR),使源节点将自己的路由缓 收稿日期:2005 01 22
无线传感网路由协议的分析比较 无线传感网技术是对当今经济和社会进步发挥重要作用的技术，对于现代军事、信息技术、制造业等多个重要的领域产生着巨大的影响。而无线路由协议则是无线传感网研究中的热点问题。文章对于几个典型的平面路由协议和分层路由协议进行了介绍，分析了它们各自的利弊，并对它们进行了比较。 标签：无线传感网；路由协议；传感器节点 1 无线传感网概述 无线网络即使用无线传输介质的网络。目前有两种无线网络，基础设施网络和对等网络。基础设施网络的无线终端需要配置无线网卡，并通过接入点（AP）连接入网。对等网络即Ad hoc网络，不需要AP的支持，终端设备之间可以直接通信。无线Ad hoc网络又可分为两类，移动Ad hoc网络和无线传感器网络。前者的终端是快速移动的，后者的结点是静止的或者移动很慢。 无线传感网由大量的静止或移动的传感器组成，它们以自组织和多跳的方式构成无线网络，相互协作以探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。无线传感器网络技术在军事应用、智能家居、环境监测、建筑物质量监控、医疗护理等各个方面都有广泛应用[1]。 无线传感网的系统结构包括监测区域（Sensor Field）、传感器节点（Sensor Node）和汇聚节点（Sink Node）[2]。监测区域中包含了各种需要采集数据的观察对象；传感器节点用于采集观察对象的相关数据，并将处理后数据传给汇聚节点；汇聚节点用于收集由传感器节点传递来数据，并将数据传送到远程中心进行集中处理。 2 无线路由协议 无线路由协议是无线传感网研究中的热点问题。无线传感网的路由协议负责在源节点和目的节点之间可靠地传输数据，包括路由选择和数据转发两个功能。根据网络的拓扑结构是否有层次，可以将路由无线路由协议分为平面路由协议和分层路由协议[3]。 2.1 平面路由协议 平面路由协议适用于具有平面结构的网络，所有节点之间地位平等，协议相对简单。源节点和目的节点之间一般存在多条路径，可共同承担网络负荷，通常不存在瓶颈，网络具有较强的健壮性。然而，节点的组织、路由的建立、控制与维持所产生的开销需要占用较大的带宽，从而影响网络数据的传输速率。另外，当网络规模较大时需要损耗很大的能量，并且网络的可扩展性较差。因此，平面路由协议只适用于规模较小的网络。
Ad Hoc网络技术 随着人们对摆脱有线网络束缚、随时随地能够实行自由通信的渴望，近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。人们能够通过配有无线接口的便携计算机或个人数字助理来实现移动中的通信。当前的移动通信大多需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方实行通信，一种新的网络技术——AdHoc网络技术应运而生。AdHoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信。AdHoc网络的出现推动了人们实现在任意环境下的自由通信的进程，同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。 1AdHoc网络的概念 AdHoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。AdHoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，该项目由DARPA资助，其后，又在1983年和1994年实行了抗毁可适合网络 SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和世界移动信息系统 GloMo(GlobalInformationSystem)项目的研究。因为无线通信和终端技术的持续发展，AdHoc网络在民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区实行临时通信时，能够很方便地通过搭建AdHoc 网络实现。 在AdHoc网络中，当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆盖范围内时，它们能够直接通信。但是因为移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要实行通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。所以在AdHoc网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的工作。在AdHoc网络中，每个主机的通信范围有限，所以路由一般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故AdHoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。
??计算机网络实验与学习指导基于Cisco Packet Tracer模拟器 计算机科学与技术学院计算机网络实验报告 年级2013 学号2013434151 姓名汪凡成绩 专业计算机科学与技术实验地点C1-422 指导教师常卓 实验项目实验3.3：ARP分析实验3.5：路由协议分析实验日期2016/5/6 实验3.3：ARP分析 一、实验目的 1.掌握基本的ARP命令。 2.熟悉ARP报文格式和数据封装方式。 3.理解ARP的工作原理。 二、实验原理 (1)ARP简介 1.什么是ARP ARP，即地址解析协议。TCP/IP网络使用ARP实现IP地址到MAC地址的动态解析。网络层使用逻辑地址（IP地址）作为互联网的编址方案，但实际的物理网络（以太网）采用硬件地址（MAC地址）来唯一识别设备。因此在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址（MAC地址)。 ①ARP工作原理 每个主机和路由器的内存中都设有一个ARP高速缓存，用于存放其他设备的IP地址到物理地址的映射表。当主机欲向本局域网上其他主机发送IP包时，先在本地ARP缓存中查看是否有对方的MAC地址信息。如果没有，则ARP会在网络中广播一个ARP请求，拥有该目标IP地址的设备将自动发回一个ARP回应，对应的MAC地址将记录到主机的ARP缓存中。考虑到一个网络可能经常有设备动态加入或者撤出，并且更换设备的网卡或IP地址也都会引起主机地址映射发生变化，因此，ARP缓存定时器将会删除在指定时间段内未使用的ARP条目，具体时间因设备而异。例如，有些Windows操作系统存储ARP缓存条目的时间为2mim但如果该条目在这段时间内被再次使用，其ARP定时器将延长至lOmin。ARP缓存可以提高工作效率。如果没有缓存，每当有数据帧进入网络时，ARP都必须不断请求地址转换，这样会延长通信
计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ２００９。３０（９）２１４７ＩＩ ?网络与通信技术? 移动ａｄ．ｈｏｃ网络ＨＯＬＳＲ路由协议研究与实现 黄娟，余敬东 （电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室，四川成都６１００５４） 摘要：根据移动ａｄ．ｈｏｅ网络的特点分析了ＨＯＬＳＲ分级路由协议的工作原理，在控制网络中群的数量及规模、减少冗余控制分组两方面进行了改进，并基于Ｃ语言提出了一种ＨＯＬＳＲ路由协议的实现方案。该方案结合了ｃ语言特点主要完成了消息处理、拓扑计算、群成员管理、路由计算等功能。最后在Ｌｉｎｕｘ系统下实现了该方案，基于对实验结果的分析，验证了ＨＯＬ－ＳＲ路由协议简单、实用、性能优越． 关键词：Ａｄ－ｈｏｅ网络；ＨＯＬＳＲ；分级路由；群；Ｌｉｎｕｘ 中图法分类号：ＴＰ３９３．０２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－７０２４（２００９）０９．２１４７．０４ ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＨＯＬＳＲｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒＡｄ—ｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋｓ ＨＵＡＮＧＪｕａｎ．ＹＵＪｉｎｇ—ｄｏｎｇ （ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ， Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｏｆｍｏｂｉｌｅＡｄ—ｈｏｅｎｅｔｗｏｒｋｓ．ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＨＯＬＳＲｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｎｔｗｏａｓｐｅｃｔｓｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈａｔｉｓｔｈｅｃｌｕｓｔｅｒｎｕｍｂｅｒａｎｄｓｃａｌｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｎｔｒｏｌｐａｃｋｅｔｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｒｅｄｕｃｉｎｇ．ＡｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＨＯＬＳＲｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｄｏｎｅｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｅｓｓａｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｏｐｏ—ｌｏｇｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｃｌｕｓｔｅｒｍｅｍｂｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｒｏｕｔｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗＨＯＬＳＲｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｐｒａｃｔｉｃａｌａｎｄｓｕｐｅｒｉｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｄ－ｈｏｅｎｅｔｗｏｒｋｓ；ＨＯＬＳＲ；ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｍｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｃｌｕｓｔｅｒ；Ｌｉｎｕｘ ０引言 移动ＡｄＨｏｅ网络“１是由一组可移动的无线节点组成的多跳无线网络。这种多跳无线网络没有基站一类的基础通信设施，依靠节点之间在无线信道上的相互感知与协调，构成网络通信环境，移动节点既是主机也是路由器。与有中心网络相比，移动ＡｄＨｏｅ网更坚固，更耐用，而且不需要提供固定的骨干设施，用户就可以通过无线网络瓦通。因此移动ＡｄＨｏｅ网主要应用于军事ｌ二，以及一些紧急情况，如受灾地区的通信、边远地区和勘探等场合的通信。 ｌ移动Ａｄｈｏｅ网络的路由技术 在多跳和移动通信环境下，节点间的通信关系随时都可能发生变化，需要采用一定的自组织算法，及时掌握动态变化中的网络拓扑结构，为网络中的通信寻找路由。 大部分移动ＡｄＨｏｅ网络的路由协议假设节点具有相用的处理和通信能力，即网络是同构的。对于同构的网络，路由协议根据路由发现策略可分为：主动路由协议（如ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｌｉｎｋｓｔａｔｅｒｏｕｔｉｎｇｏ“，０ＬＳＲ）和按需路由协议（如０１１．ｄｅｍａｎｄｄｉｓ—ｔａａｃｅＶＯＣｔ一，ＡＯＤＶ）两种类型嘲。ＯＬＳＲ、ＡＯＤＶ的节点都有多个接口，然而都采用了平面结构，这种方法没有考虑接口的通信能力，增加了控制开销。 然而，在大多数军事战术情况下，ＡｄＨｏｅ无线网络是异构的，组成的移动设备的配备接口具有不同的通信能力，频带，电池寿命等。为了在异构ＡｄＨｏｅ网络解决这一复杂问题的路由，可将网络细分为一个层次规模较小的网络，每个一级负责自己的路由嘲。在分级路由协议中，节点根据自己的地理位置进行分群，每个群由一个群首和多个普通节点组成。普通节点只知道其群内的所有信息，群首节点除了知道其群内的所有信息，还知道其它对等群的成员信息。这种方法每个节点只用维护一个比较小的路由表，减小了资源开销，缩短了路南收敛时间。 目前提出的针对异构移动Ａｄｈｏｅ网络的分级路由协议主要有：ＨＳＲ用（ｈｉｅｒａｒｅｈｋａｌｓｔａｔｅｒｏｕｔｉｎｇ）、ＬＡＮＭＡＲ蚓（１ａｎｄｍａｒｋｒｏｍａｇｐｒｏｔｏｃ０１）、ＨＯＬＳＲＩ”ｏｇｈｉｅｒａａｒｈｉｃａｌｏｐｔｉｍｉｚｅｄｌｉｎｋｓｔａｔｅｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃ０１）。 ２ＨＯＬＳＲ路由协议 ２．１协议概述 ＨＯＬＳＲ协议是以节点性能的高低来进行群组的划分和 收稿日期：２００８－０５．１９：修订日期：２００８．０８．０５。 基金项目：国家自然科学基金项目（１０５７７００７）。 作者简岔：黄娟（１９８２一），女，硕士研究生，研究方向为无线移动自组织网的组网与路由技术；余敬东（１９６８～），男，副教授，研究方向为无线移动自组网、通信信号侦察、通信中的信号处理。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｖｅ６７４３＠，ｓｉｎａ．ｃｏｉｎ 万方数据
?42? 计算机与信息计术 网络天地 基于Ad Hoc 和移动IP 的无线移动 网络技术分析与研究 许绘香 张 慧 （中州大学信息工程学院 河南 郑州 450015） 摘 要 简要介绍了Ad Hoc 和移动IP 的工作原理，探讨了一种基于Ad Hoc 和移动IP 集成的无线移动网络体系结构， 并分析了其工作过程和服务性能。 关键词 Ad Hoc 移动IP 无线移动网络 0 引言 随着互联网和移动通信技术的飞速发展，无线移动互联网（Wireless Mobile Internet）正日益受到人们的关注。它使全球网络基础设施可以实现随时、随地、无缝地接入，从根本上改变了全球通信业的面貌。目前，通过移动IP 实现Ad Hoc 接入Internet 以拓展互联网的无线应用范围，正成为无线移动网络技术的研究热点。 1 Ad Hoc 网络和移动IP 技术概述 1.1 Ad Hoc 网络概述 Ad Hoc 网络即自组网（Self Organized Network），是一种特殊的对等式网络，它使用无线通信技术，由一组带有无线收发装置的移动节点组成，网络中所有节点的地位平等，无需设置任何的中心控制节点，也被称为多跳无线网（Multihop Wireless Network ）、无固定设施的网络（Infrastructureless Network），具有无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑等特点。Ad Hoc 网络通过移动节点间的相互协作来进行网络互联，而不依赖于任何固定的网络基础设施，每个移动节点都具有报文转发能力；当一个节点需要和另一个节点通信时，它或使用直接的无线链路，或通过到目的节点的多个中间节点的转发，即经过多跳路由，从而实现网络的自动组织和运行。Ad Hoc 网络路由协议通常被分为两类：先验式（proactive）和反应式（reactive）。先验式协议通过周期性路由控制信息的交换，每个节点始终维护到网络中所有节点的路由，如DSDV 和OLSR；反应式协议在节点需要时才发现路由，并且仅维护活动路由，如AODV 和DSR。 1.2 移动IP 概述 移动 IP 是用于移动主机移动性管理的一组网络层协议，其目的是使移动中的主机在保持原IP 地址不变的条件下能保持通信，类似于移动电话系统中的漫游，可适用于各种不同类型的移动通信系统。它定义了四个功能实体：移动主机（mobile host）、通信主机（corresponding host）、家乡代理（home agent）和外地代理（foreign agent）。移动主机是一个能在子网间移动的主机，当Internet 上的通信主机向移动主机发送IP 数据包时，数据包将交付到移动主机的家乡网络， 若移动主机离开了家乡网络，数据包将通过隧道（tunnel）机制交付到外地网络，外地代理负责拆封数据包并转发到移动主机。 2 Ad Hoc 和移动IP 集成原因分析 Ad Hoc 网络有很强的独立性，但它所使用的路由算法大多数只适用于单个Ad Hoc 网络，很少涉及如何实现Ad Hoc 网络与Internet 的互联，这些因素使它难以大范围与互联网通信。 移动IP 使节点在不同的子网间切换时仍可保持正在进行的通信，它提供了一种IP 路由机制，使移动节点能够以一个永久的IP 地址连接到任何子网中，它的扩展性使其能在整个Internet 上应用。 为了达到Ad Hoc 网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc 网络间移动和随时接入互联网，我们利用移动IP 的可扩展及可在不同网络中漫游的特性，从而实现Ad Hoc 网络与Internet 的互联。 3 Ad Hoc 和移动IP 结合的体系结构及工作过程 近几年，许多国内外学者从事Ad Hoc 网络和移动IP 集成方面的研究，并且提出了不同的解决方案。在此我们以图1所示的简单结构模型为例来探讨Ad Hoc 和移动IP 的结合思想及工作过程。 图1 体系结构 3.1体系结构 在图1所描述的体系结构中，无线移动网络由多个Ad Hoc 网组成，每个Ad Hoc 网相当于一个子网，它们都通过相应的网关（即基站）接入Internet，每个网关需配置两块网卡：
计算机学院网络工程2013（3）班 实训四利用WireShark分析路由协议 一、实训目的 1.通过分析RIP、OSPF、EIGPR、BGP数据包，了解各种路由协议的工作过程。 二、实训设备 1.接入Internet的计算机主机； 2.抓包工具WireShark。 三、实训内容 一、RIP包分析实验 网络拓扑图： 1.启动WireShark，打开rip1.cap。 2.过滤器设置为“rip”，分析RIP数据包。 说明： R1：Serial1/0：192.168.1.1； R2：Serial1/0：192.168.1.2；Serial1/1：192.168.2.1； R3：Serial1/0：192.168.2.2 三台路由器均配置router rip; version 2; R1宣告网络network 192.168.1.0 R2宣告网络network 192.168.1.0，192.168.2.0 R3宣告网络network 192.168.2.0 两个数据包： R1_s10_to_R2_s10.cap：R1-Serial1/0到R2-Serial1/0线路上的数据包；
R2_s11_to_R3_s10.cap：R2-Serial1/1到R3-Serial1/0线路上的数据包。 抓包过程：三个路由器正常运行约1分钟后断开R1电源约2分钟，然后再打开R1电源。 问题1：查看RIP请求包和响应包的运输层协议是UDP 还是 TCP? 答：UDP 问题2：正常情况下路由器RIP响应包多长时间发出一次？其中包含什么内容？答：30秒左右
问题3：RIP响应包中Metric为16代表什么意思？ 答：默认15为最大跳数，16跳数不可达 问题4：通常RIP请求包是如何触发的？ 答：路由表发生变化，路由器随之发送更新信息 问题5：描述重新启动R1电源后，R1路由表的变化过程。 答：路由表更新，然后回复原来的表 问题6：简述RIP路由协议。 答：路由信息协议（RIP）是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议。RIP 是一种分布式的基于距离矢量的路由选择协议，是因特网的标准协议。RIP 主要有以下特征：RIP 是一种距离矢量路由协议；RIP 使用跳数作为路径选择的唯一度量；将跳数超过 15 的路由通告为不可达；每 30 秒广播一次消息。 二、OSPF包分析实验 网络拓扑图：
无线Adhoc网络技术 摘要： 无线Adhoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络。文章详细介绍了无线Adhoc网络的由来、主要特征、关键技术和应用等方面，并展望了它的发展前景。 关键词： Adhoc网络；路由技术；安全问题；互联；分层自组网；多跳网 ABSTRACT: Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologi es,thewirel essAdhocnetworkcomesupasanewtypeofnetwork.Thispaperdes cribestheorig in,features,keytechnologiesandapplicationsoftheAdhocnetworki ndetail ,andforecastsitsdevelopmenttrends. KEYWORDS: Adhocnetwork;Routingtechnology;Securityproblem;Interconnec
tion;Hier archicalself-organizingnetworks;Multi-hopnetwork 近几年，无线网络在支持移动性方面的发展非常迅速。按照移动通信系统是否具有基础设施，可以把移动无线网络分成两类。 第1种类型是具有基础设施的网络。移动节点借助于通信范围内最近的基站实现通信。在这样的网络里，移动节点相当于移动终端，它不具备路由功能，而只有移动交换机负责路由和交换功能。这种类型网络的典型例子有蜂窝无线系统、办公室无线局域网等。 移动无线网络的第2种类型是一种无基础设施的移动网络，也就是无线Adhoc网(见图1)。它是一种自治的无线多跳网，整个网络没有固定的基础设施，也没有固定的路由器，所有节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种环境中，由于终端的无线覆盖范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助于其它节点进行分组转发。每一个节点都可以说是一个路由器，它们要能完成发现和维持到其它节点路由的功能。典型例子有交互式的讲演，可以共享信息的商业会议，战场上的信息中继，以及紧急通信需要。
实训项目18搭建Ad-hoc无线对等网络【实验目的】 掌握Ad-hoc无线对等网络的基本原理。 掌握组建Ad-hoc无线对等网络基本方法。 【实验仪器和设备】 计算机3台、TP-LINK TL-WN821N 无线网卡2块。每3名同学为一组。 实验组网图如图18-1所示。 STA STA 图18-1实验组网图 【实验步骤】 Ad-hoc模式无线网络架设步骤如下： 1 ?安装无线网卡及驱动程序 如果客户端没有内置的无线网卡，则首先需要安装无线网卡TP-LINK TL-WN821N 。安装好硬件后，操作系统自动识别到新加硬件，提示安装驱动程序。若未提示，可在“控制面 板”的“系统”中的“设备管理器”，如图18-2、18-3所示。
图18-3安装无线网卡驱动（ 2） 在图18-3中可以看到新设备名称，但工作不正常，是因为 没有安装网卡驱动 图18-2安装无线网卡驱动（ 1 ）
这时需要安装此网卡驱动程序TL-WN821N.rar 中的setup.exe。安装过程如下图18-4、图18-5、图18-6、图18-7、图18-8 所示。 图18-4无线网卡驱动程序安装（1） 图18-5无线网卡驱动程序安装（2） 图18-6无线网卡驱动程序安装（3）
图18-7无线网卡驱动程序安装（4） 图18-8无线网卡驱动程序安装（5） 此时在设备管理系中可以看到 如图 18-9 所示设备。
图18-9无线网卡安装完成 2.查看"无线连接”图标 单击桌面右下角无线网络图标，出现如图18-9所示信息。 图18-9查看无线网络3?在Win7中配置无线网络
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910161145.2 (22)申请日 2019.03.04 (71)申请人 西安电子科技大学 地址 710071 陕西省西安市太白南路2号 (72)发明人 相征 张阿鑫 任鹏 (74)专利代理机构 西安嘉思特知识产权代理事 务所(普通合伙) 61230 代理人 张捷 (51)Int.Cl. H04W 40/10(2009.01) H04W 40/24(2009.01) H04W 84/18(2009.01) (54)发明名称一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，包括：获取每个节点的能量水平E；根据所述节点的能量水平E得到路径均衡能量水平RELWT；选取所述路径均衡能量水平最小的路径作为最优路径传输数据。本发明基于经典的AODV协议，在关键点上使用本发明的算法和策略来进行路由发现和路由维护，在保留AODV协议的一些优良性能的同时，在路由跳数和能量优化之间做了一个折中，促进了网络能量的均衡使用，避免了某些节点能量过度使用而导致断链，降低了路由失效的次数，使得链路更趋稳定，同时，也避免了部分节点能量过早耗尽导致的整个网络瘫痪问题， 延长了网络的生存期。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 109996308 A 2019.07.09 C N 109996308 A
1.一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于，包括： 获取每个节点的能量水平E； 根据所述节点的能量水平E得到路径均衡能量水平RELWT； 选取所述路径均衡能量水平最小的路径作为最优路径传输数据。 2.根据权利要求1所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于，所述根据节点的能量水平E得到路径均衡能量水平RELWT包括： 根据节点的能量水平E得到链路能量水平EL； 根据所述链路能量水平EL得到链路均衡能量水平ELWT； 根据所述链路均衡能量水平ELWT得到路径均衡能量水平RELWT。 3.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于，所述节点的能量水平E为该节点此刻剩余的能量值。 4.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于，所述根据节点的能量水平E得到链路能量水平EL包括： 当判断链路的两个节点中没有中间节点时，则选择链路能量水平EL为阈值最大值；当判断链路的两个节点中有一个为中间节点时，则选择链路能量水平EL为该中间节点的能量水平； 当判断链路的两个节点均为中间节点时，则选择链路能量水平EL为两个中间节点的能量水平中较小值。 5.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于，所述根据链路能量水平EL得到链路均衡能量水平ELWT包括： 根据链路能量水平EL得到均衡函数F(EL)； 用所述均衡函数F(EL)的值表示链路均衡能量水平ELWT。 6.根据权利要求5所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于， 所述均衡函数F(EL)为： 其中，EL为链路能量水平。 7.根据权利要求2所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于，根据链路均衡能量水平ELWT得到路径均衡能量水平RELWT，包括： 根据所述链路均衡能量水平ELWT计算路径均衡能量水平RELWT。 8.根据权利要求7所述的一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由方法，其特征在于， 所述路径均衡能量水平RELWT的计算公式为： 其中，m为该路径的跳数，ELWT max 为该路径中链路均衡能量水平的最大值，EL min 为该路径中链路能量水平的最小值。 9.一种基于能量优化的移动ad hoc网络路由装置，其特征在于，包括： 信息获取模块，用于获取每个节点的能量水平E； 权 利 要 求 书1/2页2CN 109996308 A
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。
移动AdHoc网络路由 班级：2012级通信工程1班 姓名：齐瑛瑛 学号：201202030012 指导老师：郭汝静
移动AdHoc网络路由 摘要：目前，移动AdHoc 网络越来越受人们的重视,而其中路由协议的性能优劣是个很重要的问题。基于对移动AdHoc网络路由的初步认识，本文主要对移动AdHoc网络路由的特点、协议分类、协议的工作过程、应用领域以及具有代表性的路由协议性能进行了比较分析,这有助于了解各种路由的优点，从而更好地解决Ad hoc网络中存在的问题。 关键词：Ad hoc网络；路由协议；AODV；DSR；DSDV
一、什么是AdHoc网络 移动自组网（ＭｏｂｉｌｅＡｄｈｏｃＮｅｔｗｏｒｋ，简称Ａｄｈｏｃ网络或ＭＡＮＥＴ），是由一系列的带有无线收发装置的移动终端组成的，不依赖于任何已有的网络基础设施的一种多跳临时自治系统。Ａｄｈｏｃ网络中各终端通过无线链路进行协作通信，它们可以动态地接入、离开网络。正是由于Ａｄｈｏｃ网络的这种无中心性和自组织性，使得它广泛地应用于军事战场与抢险救灾等没有预先存在通信基础设施场合下的通信。 Ａｄｈｏｃ网络中的各个移动终端相互协作，某一终端若要与其他不在通信范围内的终端进行通信．可以通过网络中的其他终端进行分组转发，即网络中的每个移动终端除了有作为普通终端的与用户交互的功能以外，还必须具备传统分组交换网络中路由器的功能。因而，对适用于Ａｄｈｏｃ网络的路由协议的研究，已成为网络领域中的一个重要的课题，受到学术界的广泛关注。 二、移动Ad hoc网络路由的特点 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Ａｄｈｏｃ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； 3、能量限制节点 移动节点依靠电池提供工作所需的能量。减少功耗将是影响网络协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Ａｄｈｏｃ网络本身结构特点就决定了它还具有以下特征： 5、多跳通信 无线Ａｄｈｏｃ网相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时