路由协议范文

时间:2023-04-11 11:55:32

导语:如何才能写好一篇路由协议,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

路由协议

篇1

1、链路状态路由选择协议又称为最短路径优先协议,它基于Edsger Dijkstra的最短路径优先算法,比距离矢量路由协议复杂得多,但基本功能和配置相对简单。

2、链路状态协议是通告给邻居一些链路状态,运行该路由协议的路由器不是简单地从相邻的路由器学习路由,而是把路由器分成区域,收集区域的所有的路由器的链路状态信息,根据状态信息生成网络拓扑结构,每一个路由器再根据拓扑结构计算出路由。

3、链路状态路由协议的优点有创建拓扑图,快速收敛,事件驱动更新,层次式设计等优点。

4、链路状态路由协议通常需要占用更多的内存,CPU处理时间和带宽,对内存的要求源于链路状态数据库的使用和创建SPF树的需要。

(来源:文章屋网 )

篇2

【关键词】 OSPF协议 安全性 报文验证

OSPF全称为Open Shortest Path First,属于内部网关协议,在如今的互联网之中应用最为广泛。OSPF本身具有一定的安全性,但是其本身所具备的安全性却并不能够完全胜任新形势下的网络安全要求。为此,我们必须要加强对OSPF协议安全性的研究,在在此基础上强化OSPF安全性。

一、OSPF安全机制

1.1 层次化路由结构

利用OSPF路由协议可以将自治网络划分成为多个区域,在每一个划分之后的区域之中都存在有独立的链路状态数据库,并各自独立执行链路状态路由算法。这就可以让本区域中的拓扑结构对区域之外的网络进行隐藏,并可以让自治系统在交换、传播路由信息的时候的网络流量得到减少,促进收敛速度的加速。

1.2 具有可靠的泛洪机制

在OSPF协议之中采用LSU报文来对路由信息进行携带,并运用协议本身所定义的泛洪机制让区域之中的路由器的链路状态数据库保持良好的一致性,让路由选择一致性得到保障。LSA是OSPF路由协议中路由协议的最小单元,由路由器生成,并在其中包含了LSA的路由器的标识信息,根据这个标识之下的机制,让OSPF拥有一定自我纠错的能力。

1.3 优良的报文验证机制

OSPF的报文之中包含了认证类型以及认证数据字段。当前,在OSPF路由协议中主要有密码认证、空认证以及明文认证这三种认证模式。其中,明文认证是将口令通过明文的方式来进行传输,只要可以访问到网络的人都可以获得这个口令,很容易让OSPF路由域的安全受到威胁。而密码认证则能够提供良好的安全性。为接入同一个网络或者是子网的路由器配置一个共享密码,然后这些路由器所发送的每一个OSPF报文都会携带一个建立在这个共享密码基础之上的信息摘要。通过MD5算法以及OSPF的报文来生成相应的信息摘要,当路由器接收到这个报文之后,根据路由器上配置的共享密码以及接收到的这个报文来生成一个信息摘要,并将所生成的信息摘要和接收到的信息摘要进行对比,如果两者一致那么就接收,如果不一致则丢弃。

二、OSPF路由协议安全性完善措施

相对来讲OSPF的安全性较高,在很多时候外部对其进行攻击都是因为OSPF路由没有启用密码认证机制或者是攻击者对密码破译之后所实现的。当然即使是启用了密码认证也可以利用重放攻击的方式来进行攻击。要加强其安全性需要注意以下几点:

2.1 对于空验证与简单口令验证的防范

对于空验证和简单口令验证带来的安全问题,可以启用密码验证来进行防范。当启用密码验证之后,OSPF报文会产生一个无符号非递减的加密序列号。在附近的所有邻居路由器中会存放该路由器的最新加密序列号。对于邻居路由器所收到的报文的加密序列号需要大于或者等于所存储的加密序列号,如果不满足该要求则丢弃。

2.2 对于密码验证漏洞的防范

在三种验证方案之中密码验证是最为安全的一种,但是也并不是牢不可破的。即使是启用了密码验证也不代表所有报文内容都是经过加密后传输的,其中LSU报文头部仍然会采用明文,这就存在被攻击者篡改的可能性。即使是采用的MD5算法也并不是绝对安全,例如中国山东大学的科学家就已经破解了MD5算法。对密钥进行管理与维护需要较高成本,所以可以考虑和其他成本较低的方式进行结合,例如数字签名技术。这样可以对大部分的威胁进行有效的抵御。

但是用于生成与验证签名的开销也是非常巨大的。一个路由器需要验证签名的数量会受到很多因素的影响,例如网络之中路由器的数量、对网络区域的划分、链路状态信息的变化以及刷新频率等等。在OSPF之中,因为每一条外部子网络径存在有单独的链路状态信息描述,因此在网络之中就有可能存在有成千上万条这一类链路状态信息。因此,还需要考虑到缓解这些信息对于路由器性能的影响。通常情况下采用的方法是在路由器之上采用额外的硬件,对OSPF路由协议进行改进,周期性或者是按需进行验证签名。在当前的研究方向是在利用密码体制安全性的同时,利用有效的入侵检测技术让OSPF的安全性得到保证。

三、结语

作为一种应用非常广泛的路由协议OSPF的安全性受到广泛的关注,虽然其本身具有一定的安全性,但是却难以满足当前网络安全形势的需要。为此我们需要加强对OSPF安全性的研究,并积极思考如何对其安全性进行完善。

参考文献

篇3

关键词:WSN;路由协议;GEAR;GPSR

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0839-02

Routing of the Wireless Sensor Networks

HU Bai-yan

(School of Computer an Technology, Hubei Normal University, Huangshi 35002, China)

Abstract: Wireless Sensor Networks is composed of a large number of cheap sensor nodes who connet each other by the way ofnon-center and wireless multi-hop. This paper first introduces the properties,structures of WSN, and the classification of the routing.Then two kinds of routing based on the georaphy location and their advantages and defects are introduced in this paper.

Key words: WSN; routing; GEAR; GPSR

无线传感器网络(Wirless Sensor Network)是伴随着微电子技术、嵌入式技术、无线通信技术和传感器技术的发展而兴起的一种新型的信息获取技术。从其开始发展的20世纪90年代至今,受到业界的极大关注,被誉为是本世纪最具影响的技术之一。

无线传感器网络是由一组被随意散步在工作区域的集成了传感模块、数据处理模块和通信模块的传感器构成的能够根据所处环境感知对象信息,自主完成指定的任务的自组织网络控制系统。在军事领域、工业控制、医疗健康、环境监测、抢险救灾、远程控制领域都得到了广泛应用。具有大规模,无分区,无基础设施的支持,以数据为中心,节点自组织性,节点体积小、成本低,多数节点不移动,多个节点监测同一事件(Many to One),要求网络系统有尽可能长的工作时间等特点。

1 无线传感器网络的体系结构[3]

无线传感器网络由汇聚节点、传感节点和Internet及监控系统组成,其体系结构如图1所示。传感节点之间采用无线多跳、无中心的方式连接,既感知消息,又作为路由转发节点。汇聚节点监听并处理网络发来的事件消息,查询信息或任务等,将收集到的信息通过Internet或卫星等送到远程监控中心[4]。

2 无线传感器网的路由协议

2.1 无线传感器网路由协议概述

不同于传统的无线网络,无线传感器的网络规模大,节点在网络中随机部署,节点的计算、通信能力有限,携带的能量也有限。节点只能获取网络的局部拓扑信息,所以无线传感器网络的路由协议设计具有挑战性。

好的无线传感器网络的路由协议要求如下[5]:

1)能量高效性。考虑硬件上的限制,路由协议应该尽量简单。同时,路由协议不仅应考虑单个节点的能量消耗,还需要考虑整个网络能量消耗的均衡性。

2)可扩展性。由于无线传感器网络规模大,节点只能获取局部信息,路由协议应该能满足大量节点协同全局工作。

3)鲁棒性。路由协议应该能适应网络节点变化及网络拓扑结构的变化。

4)低延时性。路由协议应尽可能的降低任务发出到应答所需的时间,及时将数据传送给远程控制中心。

2.2 无线传感器路由协议分类

无线传感器网络的路由协议是将数据信息从源节点传输到目的节点的机制。人们针对不同的网络需求研究了大量的路由协议,可以分为:1)以数据为中心的路由协议,其代表算法有SPIN(Flooding)[6],Directed Diffusion(Gradient)[7];2)基于集群结构的路由协议,其代表算法有LEACH[8],TTDD[9];3)基于地理信息的路由协议,其代表有GPSR[10],GEAR[11];4)基于QoS的路由协议,其代表有SPEED[12],RPAR[13]等。本文主要讨论基于地理信息的路由协议。

2.3 基于地理信息的路由协议

1) GPSR[10]

GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)是一种非常典型的基于地理信息的WSN的路由协议,其主要利用节点的地理位置信息,且假设所有节点都进行了位置的统一编址,每个节点使用贪婪算法转发数据,转发是选择邻居节点中离数据包的目的节点更近的方作为转发节点。

当出现当前节点到目的节点的距离比任何邻居节点都短时,会导致数据无法传输。解决方法是采用边界转发。即数据沿着平面图的边界来发现路由。平面图是一个二维空间的结构且其内无任意相交直线。对于GPSR算法,采用删除网络拓扑结构中交叉的边来构造平面图,构造的算法有RNG(Relative Neighborhood Graph)、GG(Gabriel Graph)。

边界转发采用右手法则,如图2,分组从y到x后,下一边沿(x,y)逆时针上的第一条边确定,以后同样。转发的具体方法如图3所示。数据在x处进入平面边界转发,平面图的边把整个区域分成许多有界与无界区,称为face,数据沿face边向目的节点D转发,沿同一face边界时采用右手法则,遇到与xD相交边时,切换到下个face。

GPSR算法的优点是:采用局部最优的贪婪算法,节点不需要了解全网的拓扑结构,减小了路由的开销。适用于节点静态也适用于节点移动的无线传感器网络。GPSR算法的缺点是:该算法需要其他定位方法来获取节点的地理位置信息。节点需要维护邻居节点的位置信息。当网络通信量不平衡时,会破坏网络的连通性,从而难以进行路由。

GPSR的同类路由算法还有GRA,f-GEDIR,c-GEDIR,2-hop GEDIR等,都是在GPSR基础上针对邻居节点信息,及有局部优化问题时候采取的方式的改进。

2) GEAR[11]

GEAR(Geographic and Energy-Aware Routing)是一种基于地理位置信息,同时还充分考虑到网络的能源有效性的路由算法。此算法假定节点已知本身与目标区域的地理位置信息,节点已知自己的剩余能量,且节点间的无线链路为对称结构。路由选择依据节点到目标区域的能量消耗和节点本身所剩能量,选取最小代价节点作为转发节点的方式。GEAR算法传送数据包括两个阶段:查询目的区域路径和目标域内的数据传送。

在查询目的区域路径阶段,如果所有邻居节点能量相当时,采用传统的贪婪算法来选择转发,如不是,计算节点到达目的节点的代价来选择邻居作为下一跳转发节点。当不知道实际代价时,使用估计代价。设Ni为当前节点的邻居,R为目标区域的中心位置。则节点到达目标的实际代价为:

(1)

估计代价为:

(2)

在域内传输数据阶段,可使用两种方式,一种为泛洪,在目标区域密度较低时使用;一种为递归的目标数据传送,直到区域只剩唯一的节点。

当节点的邻居节点传输的代价都比本地节点大的时候,会出现路由空洞,数据无法传输,这个时候选择邻居节点中代价最小的作为转发节点。这时本地节点的转发代价为:

F(N,R)=F(Nmin,R)+C(N,Nmin)(3)

其中,C(N,Nmin)为数据从本地节点到代价最小的节点的代价。

GEAR路由协议的优点有:利用地理位置且考虑了节点的消耗与剩余能量,路由选择可以达到局部最优,且使用区域递归算法对泛洪进行补充。GEAR路由算法的缺点在于:可能会出现路由空洞,路由开销较大,且不适合在节点移动的无线传感器网络中用。

3 路由协议的研究成果与挑战

在前面我们对现有的,尤其是基于地理位置信息的路由协议进行了简单介绍。在现阶段,无线传感器的路由协议的研究还面临许多方面的挑战,主要体现在:

1) 能源有效性:怎样能提高能量效率,实现全网的能量均衡,延长网络的生存周期。

2) QoS:由于无线传感器网络的能量有限,负载不均等情况,所以传统的QoS算法不适合于无线传感器网络。传感器网络的QoS路由协议目前是一项有挑战性的课题。

3) 路由安全性:无线传感器网络的路由协议极易受到攻击,如何使用最小的代价获得最好的安全性能,是今后努力的方向。

此外容错性、可扩展性,IPV6与WSN的融合仍是WSN路由协议所面临的挑战。

4 小结

无线传感器网络路由协议的研究从起步到现在,已经取得了显著的成果,本文仅重点介绍了经典的两种基于地理信息的WSN路由算法。在以后的研究中,如何更好的实现能量高效性,如何更好的支持节点移动的无线传感器网,如何具有更好的可扩展性,如何适用于各种应用的场合,发挥作用,仍是今后路由算法的发展趋势。解决的办法有专用领域专用设计,跨层路由协议的设计及进行新技术的开发等[5]。

参考文献:

[1] Zhao F, Guibas L J, Wireless Sensor Networks:An Information Processing Approach[M].Morgan Kaufmann,2004.

[2] Hac A:Wireless Sensor Network Designs [M].New York:John Wiley & Sons,2003.

[3] Callaway E H. Wireless Sensor Network: Architecture and Protocols[M]. CRC Press LLC, 2004:41-63.

[4] 唐渝川.基于复合定位的无线传感器网络层次路由协议设计与实现 [D].南京: 南京航空航天大学,2007

[5] 赵强利,蒋艳凰,徐明.无线传感器网络路由协议的分析与比较[J].计算机科学,2009,36(2):35-38.

[6] Heinzalman W, Kulik J, Balakrishnan H. Negotiation-based Protocols for disseminating information in wireless Sensor Networks[J].Wireless Networks. 2002,8(2/3):169-185.

[7] Intanagonwiwat C, Govindan R, Estrin D. Directed Diffusion:A Sealable and Robust Communication Paradigm for Sensor Networks[A].Proceeding of ACM Mobicom[C].Bostion,MA,2000:56-67.

[8] HeinzelmanW,ChandrakasanA,BalakrishnanH.Energy-efficient communication protocol for wireless sensor networks.Proceeding of the Hawaii International Conference System Scien-ces.Hawaii,2000.

[9] Ye F, Luo H, Cheng J, et al. A Two-tier Data Dissemination Model for large Scale Wireless Sensor Networks [A].Proceedings of the 8tth Annual ACMIEEE International Conference on Mobile Computing and Networking [C].New York:ACM Press,2002:148-159.

[10] Brad Karp,H.T.Kung.GPSR:Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Netwoks.In:ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking.Boston,Massachusetts,United States,2000:243-254.

[11] Yu Y, Estrin D, Govindan R. Geographical and energyaware routing:a recursive data dissemination protocol for wireless sensor networks. Technical Report UCLA-CSD TR-01-0023. UCLA Computer Science Department,2001.

[12] He T,Stankovic J A,lu C Y,et al.SPEED:a stateless protocol for real-time communication in sensor networks:Proceedings of International Conference on Distributed Computing Systems. Providence,RI,2003.

篇4

关键词:《路由协议与配置》实验 实验教学模式 实验教学实施

《路由协议与配置》是一门实践性很强的课程,实验是一个重要的教学环节,通过实验不但可以强化所学习的理论,而且可以把这些理论知识转化为实践技能。使他们毕业后能顺利地到中小型企业、公司从事网络设计、组装、管理和维护工作。为了实现这一教学目标,构建一个恰当的实验教学模式极其重要。[1]

一、《路由协议与配置》实验教学模式简介

《路由协议与配置》这门课程,主要培养学生对网络的分析、设计、管理与应用的实验技能,加深对网络理论知识的理解与应用,以达到懂、建、管、用的目的。通过《路由协议与配置》实现全过程的教学,即从质疑出的问题开始,经设计、实验、释疑或分析该实验现象和数据,写出报告的过程中,是学生通过观察和实验手段处理《路由协议与配置》问题时的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯,严谨、求实的态度和不断求索的精神,培养学生的观察能力、思维能力和操作能力,学会思考问题、解决问题,提高学生对《路由协议与配置》学习的动机和兴趣,培养一技之长。

《路由协议与配置》从本质上说是一门实验课程,理论的建立,都必须以严格的《路由协议与配置》实验为基础。在观察和实验中,需要掌握基本程序和技能,要有严谨、求实的态度和勤于思考、寻求规律的探索精神,以及较强的观察能力、思维能力和操作能力。为了更好地实现《路由协议与配置》实验教学目标,需要恰当可行的实验教学模式,即“理论,实验,实训,设计”四位一体。理论,即课堂中所学的知识“够用”即可;实验,即在学到的理论知识指导下,学会检测某些《路由协议与配置》数据,学会使用基本的网络设备,能按一定的要求正确完成《路由协议与配置》实验操作,分析和处理所得结果;实训,即与就业岗位紧密接轨的各种实验;设计,即以现有就业岗位为目标,推进高级应用型人才的培养。[2]

二、《路由协议与配置》实验教学实施

行动导向是一个教学论方案,它将认知过程与职业活动结合在一起,强调“为了行动而学习,在行动中学习”。教师是学的主导者和协调者,而学生则是学习的主体,学生在学习过程遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的行动过程序列,在自己动手的实践过程中,掌握职业技能、习得专业知识,构建属于自己的经验和知识体系。教学的关键在于为学生创建“学习情境”,所以主要的教学场所以实训室为中心,主要的教学组织形式是分组教学,主要教学方法为“理论,实验,实训,设计”四位一体。为了有效开展教学,我们根据计算机网络技术专业特点加强了网络实训环境的建设,我院组建了网络综合实训室,该实训室由5个网络实验工作台组成。这样的网络实验室可以模拟出各种真实的网络环境,满足大多数的学习领域课程教学要求。[3]

《路由协议与配置》实验的教学应由浅入深、循序渐进,由感性认识到理性认识。在教学中,兴趣引导式教学是让学生获得对《路由协议与配置》的最直接认识、激发学生学习兴趣的方法。比如,在讲解静态路由这一知识点时,选举现实生活中的例子――交通指示牌,既贴近生活,又易于理解。启发实验式教学应以问题为驱动、引导学生思考和理解基本理论知识,并设置相关较容易理解并具有一定灵活性的实验项目帮助学生们消化理论知识,启发学生积极开动脑筋把理论知识和实践相结合起来。其特点是强调学生学习的主体作用,实现教师主导作用与学生积极学习相结合;强调理论与实践相结合,实现书本知识与直接经验相结合。一般来说,启发式教学可分为置问、设置场景、解问、反馈与评价等几个环节。

《路由协议与配置》实验项目的设置应以导出问题为出发点、以引导学生学习和思考理论知识为目的;简单的验证式的实验难以引发学生思考,达不到启发式教学的目的。因此,在制定和选择合适的实验项目之前, 应当首先确定教学的理论知识点的相应问题,也就是启发式教学的第一个关键环节―――置问。此外,因为不同层次学生的已有知识和理解能力有一定的差异,所以问题的确定也应当按照学生当前的基础水平来进行;合适的问题才能激发他们解决问题的动机,释放出他们的活力。在兴趣引导式教学阶段从学生的表现可以大致了解他们当前具备的基础,可以由此进行问题的设置。完成了置问后,接着可以选择合适的实验来引导学生进行理论知识的学习。在实验环节需要注意的是实验场景的设计应当直观易懂,并且为问题的提出完成顺理成章的铺垫,即具有目标导向性;另外,也要具有一定的弹性,即实验应当包含尽量多的因素,以适应较多变化,避免出现限制学生思维的消极影响,有弹性的实验场景也有助于学生提出创造性、研究性课题。在实验中,可以采取小组实验的形式。在一个小组中,不同学生将逐渐承担不同的角色,如对实验有深入了解的同学不只是自己正确就可以,还需要帮助其他同学共同完成,让“小先生”的角色功能最大化。通过互动,提高学生之间探讨问题的热情,使他们变被动为主动的进行学习。实验进行之前,可适当讲述一些基本概念和基本原理,但不宜深入,更不能讲述完一个章节或几个章节之后再做实验,否则很容易引起学生对课程不感兴趣甚至厌学。实验进行完之后,在课堂上应按预先设置的问题和实验过程详细展开分层理论模型的讲述,在解释问题的同时让学生接受相关理论知识。讲述完理论知识之后,学生对知识的掌握会由实验时的感性认识上升到理性认识,此时教师可根据指导过程中观察到的情况,请有代表性的小组派代表向全班讲述本组实验体会和根据学习的理论知识作总结。教师鼓励他们大胆表述自己的意见,发扬教学民主并给出及时评价。最后教师针对各代表的报告情况,做出总结性讲评。

三、《路由协议与配置》实验教学模式评价

在实验教学模式评价中实行以人为本的整体性评价。评价标准开放化,立足社会需求,做到课程标准与职业资格标准的接轨,实现课程标准与学生职业生涯发展的协调。评价主体多元化,不仅有学校和教师的评价,也有学生自评和互评,以及企业、行业的评价。实验教学模式评价方式综合化,采用过程性评价、阶段性评价和结果性评价相结合,教师评价、学生评价、社会评价相结合。[4]

四、小结

随着高等职业教育的跨越式发展,教育市场的竞争将日趋激烈,我院以“外语强,技能硬,综合素质高”为培养目标,只有不断更新理念,加强对实验教学体系的改革与创新, 才能培养出适应不断调整的产业结构的高级技能应用型人才,才能适应经济社会的发展, 实现办学目标。

参考文献

[1] 朱文球,李长云,满君丰.以就业为导向的IT人才培养实训教学模式探讨[J].福建电脑,2008(11):24-25

[2] 张进松.创新实训教学模式提升人才培养层次[J].科协论坛,2009(5)

篇5

关键词 Ad hoc 网络;路由协议;负载均衡;AODV;能量

1 引言

移动Ad Hoc网络(MANET) [1 ]是由一组移动节点通过自组连接形成的多跳无线网络。不同于有线网络,它不需要固定的基础设施。由于其自组织性、快速部署和无须任何固定设施的特点,MANET 有广泛的应用,如战地指挥控制、紧急灾难恢复、矿场操作和研讨会信息共享。MANET 正作为重要的、有前途的研究领域受到极大关注。

如今按需路由协议是移动ad hoc 网络中应用最广泛的一种路由协议。作为按需路由协议代表的AODV[2 ] 和DSR[3 ]都是以最短路径作为路由选择的标准,它们在网络轻负载情况下表现良好。然而,在高业务量的情况下,AODV和DSR 的性能都急剧恶化[4 ] ,部分原因是由于其在路径选择时倾向于使用相同的节点作为中间节点,大量的数据通过少量节点传输,引起网络的阻塞,从而导致较高的分组时延,部分节点也会过早地电池耗尽。许多研究者认识到,当网络负载较重时,最短路径并非是MANET 中用于路径选择的最佳度量[5 ,6 ] 。

与此同时,网络负载平衡正受到越来越多的关注。MANE网络的各个节点在充当终端角色发送和接收信息的同时,还作为路由中继节点转发信息。由于MNANET网络特点,路由的选择会直接影响网络吞吐量,端到端时延,终端节点的能量消耗等参数。多数终端节点都采用有限电源模式,因此剩余能量就作为节点最宝贵的资源,一旦资源耗尽,终端节点就无法工作,也无法作为中继节点继续工作,进而导致整个网络无法正常运行。然而,在一些节点能量耗尽的时候,其它节点还有过多剩余能量,这就造成了MANET网络的能耗不公平性,还有些节点担负着比其它节点更为重要的作用,一旦能量耗尽会对整个网络造成巨大损失。因此,就需要在基于最短路径路由的常规路由协议基础上,更多的考虑网络的能量损耗公平性,即负载均衡性能。

本文第2节介绍MANET 中负载平衡路由的相关工作;第3节描述路由协议LBAODV,提出一种新的路由选择度量,它综合考虑了节点的剩余能量,路径的延时和跳数,试图通过一种最优路径选择算法来保护网络中的低能量节点7第4节给出仿真环境、性能参数和仿真结果;最后提出结论和进一步的研究工作。

2 负载均衡路由协议的研究

目前提出的负载均衡路由算法主要有:MRP –LB (Multi - Path Routing with Load Balancing) [7 ] 、MSR(Multi - Path Source Routing) [8 ] 、DLAR (Dynamic Load- Aware Routing) [9 ] 、LWR (Load Aware Routing) [10 ] 、LSR(Load - Sensitive on Demand Routing) [11 ] 和LBAR(Load - Balanced Ad Hoc Routing) [12 ] 。这些算法的选路准则不再象普通的MANET 中的路由算法(如:AODV、DSR 等) 那样,以“路由最短”作为选路准则,而是通过一些能够反映网络负载状态的信息来作为选择准则。表1 从选路准则、性能评价、是否需要周期性发送信息三个方面列出了目前已提出的主要的负载均衡路由算法的特点。

由于现有的ad hoc 路由协议缺乏网络负载平衡能力,而且没有考虑网络中的每个节点的寿命,面对大量数据业务,协议不能提供令人满意的性能。针对上述的不足之处,本文提出了LBAODV协议是综合路由的负载均衡,延时和跳数来选择最优路径的。改进主要基于以下几个方面:

1)当中间节点收到RREQ消息后,首先判断自己的剩余能量所处的状态,进而来判断是否进行转发,从而防止了RREQ分组在全网范围内的不必要转发和某些节点的失效,减少了网络拥塞,提高了系统吞吐量,并且平衡网络负载,延长了重负荷节点的生存时间。

篇6

关键词:VANET;MCCR;路由算法;吞吐率

中图分类号: TP393文献标识码:AMCCR—A Distributed Routing Protocol in VANET

车载自组织网络简称车载网络(Vehicular Adhoc Networks,简称VANET),是一种新型的正在发展中的移动自组织网络.VANET是具有高动态性的、快速移动的短程无线通讯网络,它是由在道路上的汽车之间(简称V2V)以及汽车与路边基础设施间(简称V2I)无线通信组成的自组织网络,车载网络有望支持的实际应用包括交通警告广播、动态路线规划等.然而VANET有着网络吞吐率不高等问题,制约了它的推广应用,因此提供稳定可靠的网络连接和提高吞吐率成为近来VANET研究的热点[1-3].

与传统MANET不同的是:VANET具有节点移动迅速,网络拓扑结构变化频繁等特性[4-6].不少学者提出了各种路由协议来解决不同环境下VANET中的路由问题.无线Ad Hoc网络传统的路由协议根据路由发现过程的区别分为两大类:按需(Ondemand)路由协议和表驱动(Tabledriven)路由协议,它们都是单信道路由协议.一类是动态源路由协议DSR (Dynamic Source Routing),DSR是一种按需路由协议,它允许节点动态地发现到目的节点的多跳路由.另一类是基于目的节点序号距离矢量DSDV (DestinationSequenced DistanceVector)协议,DSDV[7]协议是基于BellmanFord路由机制的表驱动路由算法,在该算法中,每个节点维护一张路由表,该表包括网络内所有可能的目的节点和到那些目的节点的跳数值.每一条记录带有一序列号,该序列号是由目的节点分配的.该序列号使得节点可以区分过时的路由和最近的路由,从而避免路由环的形成.

湖南大学学报(自然科学版)2012年第11期揭志忠等:VANET中一种分布式路由协议MCCR 1 包含虚拟链路的网络模型及算法

为了提高VANET的吞吐率,采用多信道路由是一个趋势,若同时采用合作机制,则能有效地提高整个无线网络的吞吐率.本文构建了扩展的适应多信道基于合作机制的网络模型.设计了在多信道环境下有效的信道分配算法,以充分利用信道资源.

篇7

关键词:无线传感器网络;路由协议;算法改进;LEACH算法

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-0-02

0 引 言

火灾是威胁人类安全的重要灾害之一,属于人员密集型场所的学校是学生的聚集地点,如果滚滚浓烟和熊熊烈焰发生在我们美丽的校园时,那将是十分危险的状况。学生宿舍是校园内最容易引发火灾的地方,因而预防学生宿舍发生火灾是防火工作的重点。针对此种危害巨大的事件设计出一种基于无线传感器的防火网络。

1 相关内容

1.1 无线传感器网络

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量廉价微型传感器节点部署在监测区域内,通过多跳方式自组织成一个无线通信的网络系统,各节点之间协作地感知、收集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并将此信息加以融合后发送给观察者。WSN节点的布署具有快速展开,抗毁性强等特点,不依赖于其他预设的软、硬件设施。并且无线传感器网络应用之广泛已经涉及到各个领域,包括军事、交通、工业、环保等众多方面。

1.2 无线传感器防火网络

基于无线传感器的防火网络由一定数目的传感器节点以无线自组织的方式形成。依次分为节点、网关、数据采集及监控中心以及终端的层次结构。传感器节点具有对数据处理和对信息进行通信的能力,各传感器节点负责搜集周围区域的各种信息,进而将数据通过多跳的无线通信方式传向汇聚节点。针对于学生宿舍无线传感器的防火网络是将传感器节点部署在监测区域即住宿区域范围内,以物理位置的远近为依据自组织成簇,当传感器节点检测到周围环境空气中的温湿度变化以及烟雾的比例如果超出设定的阈值,则传感器向汇聚节点(监控室)发送所采集到的异样数据,此时监控室便会发出类似警报等的通知信号从而达到防火及快速救火的目的。在此过程中,终端节点如何在耗能较小的情况下将检测到的信息传送到汇聚节点将是本文研究的重点[1]。

2 适用于无线传感器的防火网络的路由协议

在防火网络路由协议的研究中我们仍以无线传感器网络经典的分簇路由协议LEACH算法为基础。LEACH是一种典型的自适应分簇路由协议。LEACH中首次定义了一种概念“轮”,每一轮由两个阶段组成,即簇的建立及稳定的数据通信 [2]。在簇建立阶段,处于传感器网络中邻近区域的节点通过动态的方式形成簇,并且以随机的方式产生出簇头;在数据通信阶段,各簇区域内部的节点将采集到的数据发送给簇头,而各簇头对接收到的数据包进行数据融合处理后将所得结果再传输给汇聚节点。为了延长网络运行时间保持传感器节点间能量的均衡消耗,按照轮周期性的随机选举策略选举簇头,每一轮簇头选举的方法为:编号为n的节点随机产生一个处于[0,1]之间的数,如果这个数小于已经设置的阈值T(n),那么此节点将成为本轮工作的簇头。T(n)的计算公式如下:

公式(1)中,r为当前的运行轮数,p为网络中选出的簇头数占节点总数的比例,G为网络运行的前1/p轮没有承担过簇头的节点集合。当节点被选举为簇头后,便广播一个声明自己成为新簇头的消息,而未当选为簇头的节点则根据接收到消息信号的强弱程度决定加入的簇,并发消息给该簇头。各簇头与其簇内节点之间通过CSMS\MAC协议通信,簇头使用TDMA方式为自己簇内的节点分配不同的时隙进行通信,簇内普通节点只与簇头通信只能在自己的时隙内进行,除此时隙之外节点的通信模块将休眠,从而使得节点的能耗尽可能最小化[3]。此种方式的优点在于网络中各节点可以等概率担任簇头,从而保持网络内各节点能量消耗的相对均衡,延长整个网络的运行时间。其缺点有以下两点:

(1)LEACH算法各簇头使用单跳方式向汇聚节点传输信息,其能耗的不均衡性导致该算法不适合大规模的工作网络;

(2)存在动态分簇导致簇头频繁变换和大量广播当选簇头的消息等这样的额外开销。

3 对相关路由协议的改进

4 对改进算法的仿真

4.1 仿真实验场景设置

仿真过程中的使用参数:网络中节点个数N=100;正方形仿真场景的边长M=100;各仿真节点初始能量E0=2×109;无线通信模型中的几个重要参数分别设置为Efs=10,Eelec=50×103和Eamp=0.001 3;簇头节点对单位数据融合所消耗的能量EDA=5×103;相对于正方形场景基站位置的坐标p=[50,175]。

4.2 仿真结果与分析

首先在边长为100的正方形仿真场景内以随机方式部署100个传感器节点。在以上仿真场景下,未改进的算法与改进后的算法其每一轮的能量消耗如图1所示。

从图1可以看出,本文改进后的算法在网络运行中第一个节点能量消耗尽时,其网络总能量明显小于相同情况下的LEACH原算法的能耗,即改进后的算法能够相对均衡网络中的能耗。

从上图仿真结果可以看到改进后的算法在延长网络生命周期、均衡网络能耗等各方面均比原算法优越。原算法在选取簇头时随机因素比较大,每轮的簇头选取中原算法均按照网络前期运行中的节点是否当选过簇头作为唯一的选择条件,并不考虑节点的剩余能量及节点间的能量差异,这种选举簇头的方式会导致部分能量低的节点被选作簇头从而严重加快这些节点的能量消耗速度。而本文改进后的算法比较全面的考虑了一个重要因素――各个节点的剩余能量水平,即网络运行中会尽量选择剩余能量较多的节点来充当簇头,并且保证当选簇头的节点其剩余能量要大于网络内所有节点平均能量水平。

5 结 语

未来无线传感器网络路由协议除了能够高效地利用节点的有限资源,保证网络的安全路由能力和各传感器节点之间很好地协作之外,还应该能够支持网络的一些个性需求。例如基于无线传感器的防火装置采用的路由协议应保证网络高度的移动性、敏锐性及自组织能力,使传感器网络具备能够作用在各种应用场合中的能力。

参考文献

[1]刘兆伟,杨波,张远,等.无线传感器网络路由协议研究分析[J].信息技术与信息化,2008,37(5):34-37.

[2]周建钦,刘成.WSN分簇路由协议LEACH的研究与改进[J].杭州电子科技大学学报,2014,34(6):8-12.

[3]张岩.一种基于LEACh的分阶段簇头选举算法[J].科学技术与工程,2012,12(31):8419-8423.

[4]毕艳忠,孙利民.传感器网络中的数据融合[J].计算机科学,2004,31(7):101-103.

篇8

关键词:无线传感器网络;剩余能量;最佳簇首分布;蚁群算法

中图分类号:TP393.1 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)18-0025-02

Research of Clustering Routing Protocol based on Energy Efficient Wireless Sensor Network

DU Jia-xuan1,YANG Jun

(1.School of Mathematics and Computer, NingXia University,Yinchuan 750021,China; work Administration Center, NingXia University,Yinchuan 750021,China)

Abstract:Traditional cluster-based routing protocols do not perform so well in network energy consumption and lifetime when the network is large,because energy consumption among cluster-heads are not uniform,the route between BS and cluster-heads may be not the shortest,the low data transmission efficiency.To solve these problems, based on residual energy and the best distance of the cluster head proposed a distributed clustering routing protocols EDAC. The base station selects a candidate cluster head based on the residual energy , to be selected cluster head should within the best cluster head distribution optimum distance, using AC algorithm find the shortest path between each cluster head so that multihop transmission data. The simulation with MATLAB shows that the EDAC outperforms LEACH nearly 20% in the network lifetime.

Key words: WSNs;Residual Energy;Best Cluster Head Distribution;AC

1 引言

无线传感器网络WSNs[1](Wireless Sensor Networks)是数目较大且具有计算能力和处理能力小型传感器节点通过有限的能量供应进行数据采集的自组织网络。在有限的能量供应下,传感器节点将采集的感知数据通过某种协议传送至基站,在这一过程中能量的有效利用是延长无线传感器网络生存时间的关键。学者们针对WSNs中能量有效利用问题提出了很多新颖的想法,其中分簇思想由于在实际应用中得到了良好的效果从而引起了学者们的广泛关注。LEACH(Low energy adaptive clustering hierarchy)[2]协议采取随机性的选择簇头把能量的消耗分布在无线传感器网络内的所有节点上。HEED[3](Hybrid energy efficient distributed clustering)是基于混合能量和通信代价的特定概率公式选择簇头,剩余能量较高和低通信代价的节点才可以当选簇头,但是该协议不保证最优的簇头数和网络连通性.

通过对以上文献总结得出,已经存在的算法都存在簇首分布不合理,簇间通信耗能较高,分簇不均匀等问题。本文充分考虑了以上各算法的不足之处,主要针对各算法中簇头分布不均匀,簇间数据传输能耗较大的问题,提出一种综合节点剩余能量又考虑簇头分布、簇内单跳簇间多跳分簇路由协议。

2 网络模型和问题描述

本文采用的无线电能耗模型,发送端的能量主要消耗在无线电发送元件和功率放大器,接收端的能量主要消耗在无线电发送元件,实验采用自由空间(功耗损失)多径衰减(功耗损失)信道模型,主要与发送端和接收端之间的距离有关。

传感器节点发送l-bit数据耗能:

(1)

传感器节点接受1-bit数据耗能:

(2)

上式中,是发射电路元件功耗,为接收电路功耗,取决于数字编码,过滤和信号扩散方式。l是传送的数据包的大小,d发送端和接收端之间的距离,和为放大器功耗,取决于接收者的距离和误码率。,为距离门限,根据数据发送者和接受者之间的距离,选择自由空间信道模型或者多径衰减信道模型。

3 改进协议设计

改进协议充分考虑了节点的剩余能量,与LEACH协议一致,本文也才用“轮”的概念。协议的没轮分簇的建立和稳定数据传输两阶段。在簇建立过程中,我们首先由基站指定簇头,由于初始能量相同,在以后的轮中我们根据节点的剩余能量选择候选簇头,候选簇头如果在簇首最佳距离之间,则候选簇头成为正式簇头,并广播已当选簇头的消息,根据信号的质量非簇头就近入簇。本文利用基于能耗的最优簇头数公式来计算控制簇头数量。在数据传送阶段,我们利用蚁群优化算法在簇头之间找出一条最短的数据传送路径,有效的减少网络开销。算法使用的变量如下:节点剩余能量:ND_R_Energy,节点平均剩余能量:ND_Ave_R_Energy,簇头数目:k。

3.1 簇的建立

在簇头选举开始时,第一轮簇头由基站指派。第二轮开始时每个簇统计簇内节点的剩余能量信息,每个节点将自己的剩余能量发送给簇头,各簇头节点计算平均剩余能量,并且将计算所得结果传送至基站,由基站计算整个网络的平均剩余能量。基站广播带有平均剩余能量的消息,如果簇头的剩余能量大于平均剩余能量则继续当选簇头,否则进行下一轮分簇。与由于簇头的产生是均匀分布在网络范围内的,从第三轮开始,在一个簇头的管理范围之内,我们采取集中式簇头选举方式在每个簇范围内选举簇头,建立新的簇。如果没有被任何簇加入,则自己发送广播消息成为簇头。具体算法步骤如下:

1)大于平均能量的传感器节点放入集合A,并由大到小排序,即;

2)被当做是第一个簇首,加入集合B中;

3)建立集合D,D是簇头间距最佳距离范围的集合。计算候选簇头与的距离,并与集合D进行比较,距离在集合D内,则为簇首,加入簇首集合B中。否则,为普通节点;继续计算下一个候选节点,继续判断,直到产生第二个簇首;

4)同理,在选择第m(m>2)个簇头时。必须保证它与前m-1个簇头的距离都在D内。

5)如果簇头数达到计算得到的最优簇头数k,我们就停止本轮选举过程。

6)通过以上的步骤我们可以得到集合,此后每个簇头节点管理簇成员节点。

7)如果需要重新分簇,我们主要考虑节点的剩余能量,簇成员节点之间计算簇头竞争概率,概率最大者成为簇头,并广播自己成为簇头消息,其他节点根据最小接收能量就近入簇,如果没有被任何簇加入,则自己发送广播消息成为簇头。簇头选举概率由公式(8)给出

(8)

3.2 稳定数据传输阶段

分别将簇头和基站的坐标放入矩阵和中,利用蚁群优化算法(AC)算法在簇头和基站之间找到一条可行的最短路径进行数据传输[4]。为了避免数据传输集中于同一路径,过早的消耗完此路径上距离Sink节点较近节点的能量从而导致该节点失效,我们采取下面办法:

程序流程

1)初始化:簇首和基站的总个数、簇首和基站坐标、AC算法的相关参数;

2)基站运行AC算法,得到一条最优路径并且记录离Sink节点最近(n/4)节点的编号,计算这些节点的ND_R_Energy;

3)如果ND_R_Energy小于ND_Ave_R_Energy,将此节点加入AC算法的禁忌表,标记为暂时不可传输节点。否则进入第四步;

4)基站计算分析所得路径是否可行,程序结束,节点开始数据传送。否则,转到第2步。

当一轮数据传输结束后,重新进入簇的建立阶段,进行下一轮簇重构,直至能量耗尽。

4 仿真结果分析

4.1 仿真实验环境

本实验采用Matlab软件进行仿真分析,我们主要对LEACH协议及改进的EDAC协议进行了模拟,从网络的死亡节点对比情况来进行性能分析。实际仿真参数相同如下表1所示。

4.2 性能分析

我们分别运行LEACH协议,EDAC协议10次,网络中平均死亡节点(总结点-存活节点)对比情况如图7所示,由对比可知EDAC协议第一个死亡节点出现要晚于LEACH协议(LEACH协议第一个节点死亡轮数是762,EDAC第一个节点死亡轮数为1050)。在死亡节点为80%时,LEACH协议运行了大约1200轮,而EDAC协议已经运行了1500轮,从而EDAC协议使网络生存期延长了20%。实验表明,EDAC协议有效延长了网络中第一个死亡节点出现的时间,而且在网络有效的情况下,改进算法明显延长了网络的生命周期,最终有效提高了网络的性能。

参考文献:

[1] Rashid B, Rehmani MH. Applications of wireless sensor networks for urban areas: A survey[J]. Journal of Network and Computer Applications, 2016, 60: 192-219.

[2] Arora VK, Sharma V, Sachdeva M. A Survey on LEACH and other’s Routing Protocols in Wireless Sensor Network[J]. Optik - International Journal for Light and Electron Optics.

篇9

【关键词】车联网 路由协议 AODV DSDV DSR

[Abstract] Three typical routing protocols of AODV, DSDV and DSR in VANETs were simulated and analyzed. By adjusting the number of nodes, three indicators of average end-to-end delay, normalized routing overhead and delivery ratio of packets were compared for these routing protocols. Network environments suitable for these three protocols were analyzed. Their scalabilities were addressed. Simulation results show that DSDV protocol has worse scalability, while AODV and DSR protocols have better scalabilities.

[Key words]VANETS routing protocol AODV DSDV DSR

1 引言

VANETs(Vehicular Ad hoc Networks,车载自组织网络)作为移动自组网中的一种主流技术,具有无需基础电信设施、动态拓扑、有限带宽的特性,同时也具有能量不受限、移动速度快、移动轨迹可预测的特点[1]。驾驶者依靠车联网,可以实现相互间点对点式的通信,能随时掌握其他车辆部分信息和路况信息,并预先采取适当的措施,减少和避免交通事故的发生[2]。

2 VANETs中的协议类型

当前,VANETs中的消息传播机制可分为三类[3]:基于拓扑(Topology based)、基于地理位置(Position based)、基于广播(Broadcast based)。

文章主要研究基于拓扑的消息传播机制,对其中的典型路由协议的可扩展性进行研究,即通过网络中的节点数增加时协议性能指标的变化情况来了解不同网络协议的可扩展性。

基于拓扑的消息传播机制主要是利用链路信息来选择从源节点至目的节点的消息传播路径,依据它们的驱动方式,可划分为先应式(Proactive)[4]和反应式(Reactive)[5]两类,二者也分别称为表驱动路由和按需路由。

表驱动路由的工作机理为:网络中每个节点都事先建立其到网络内其他各节点的路由表,并且实时对路由表进行维护。当有数据传送请求时,只需查询事先建立的路由表来确定发送路由,从而降低数据传递时延,如DSDV(Destination Sequenced Distance Vector,目的序列距离矢量路由协议)[6]。

按需式路由协议无需预先建立路由表,只有当节点需要数据传输时,才启动路由发现工作,而且节点只需建立到其他部分节点的路由表,如AODV(Ad-hoc Ondemand Distance Vector,按需距离向量路由协议)[7]、DSR(Dynamic Source Routing,动态源路由)[8]。

可扩展性是指网络在一定的条件下可以扩展到的规模。可扩展性受很多因素的影响,网络中节点的移动速度与网络负载的改变都会在很大程度上影响网络的可扩展性。因此需要一种较为公平的仿真方案,使得可扩展性尽量与网络的规模相关,而尽量与节点移动速度和网络负载无关。

3 仿真环境及参数

移动模型采用Random Waypoint(随机路点移动模型),针对三种常用的Ad Hoc网络路由协议DSDV、DSR和AODV,在预先设定网络基础场景之上,把节点数从50扩展到100、150、200,假设50个结点分布在一个d×d的区域内,则结点数为N的网络范围为,其中n为节点数。设d=1000m,则平均每个节点所占有的面积为2×104m2,保持该比例不变,在四种不同的网络规模下相应的面积可用表1来表示。然后设定仿真环境(以50个节点为例),50个网络节点,暂停时间(pause times)为0s、10s、20s、40s、100s,节点最大运行速度(maximum speed)为20m/s,网络拓扑的范围为1000×l000m,移动模型为随机点模型,通信源模型为连续比特速率,分组发送速率为2packet/s,无线网传输速率为1Mbps以及仿真时间为100s。

4 仿真结果及分析

4.1 分组平均递交率

分组平均递交率示意图如图1所示,该性能参数能反映网络所能支持的最大吞吐量,它可以直观地反映路由协议适应网络变化的能力以及路由协议的正确性和完整性。

如图1所示,三种路由协议在平均递交率方面随着网络节点数量的增加,都呈现出加速下降的趋势,这是由于表驱动型路由协议DSDV需要周期性地广播路由信息,占用了部分链路带宽,同时随着节点数量的增加,开销也快速增加,所以当节点数为50时,其平均递交率指标就出现明显下降。并且由于DSDV协议是先验式的路由协议,节点在高速的移动,链路很容易失效,一旦链路失效,无法快速地恢复链路建立,这就会导致分组的丢失。而两种反应式路由协议在50个节点时,仍能较好地运行,分组平均递交率接收率仍大于99%,这是由于按需路由只有在需要查找路由的时候才发送路由信息,避免了多余的路由信息。因此在相同场景中按需路由协议的分组传送率优于表驱动路由协议,而当网络中节点数达到100时,DSDV的递交率下降到了74%,两种按需路由虽有下降,但递交率仍然保持在94%~98%。当进一步增加网络中的节点数量,使之达到200个时,AODV的分组接收率指标比其它两种协议要优异,这是由于AODV协议采用广播方式进行路由回复,而DSR协议采用单播的路由回复方式,从而使AODV协议中的MAC层耗费低于DSR协议,所以AODV协议较DSR协议有更高的报文接收率。

4.2 路由开销

在网络负载方面,由于网络规模是递增的,所以不宜用路由负载来衡量,故用传送每个数据报文所需要的控制报文数量来衡量路由开销。这个性能参数是用来衡量协议效率以及可扩张性在低带宽情况以及拥塞时的性能和能耗效率。

每个节点传送的数据报文由节点本身作为源节点产生的数据报文和转发别的节点的数据报文两部分组成。如图2所示,DSDV的路由开销比AODV、DSR要小。这是由于DSDV是表驱动,网络中的所有节点都要实时的维护一张路由表,并周期性地更新它,以保持路由的及时性和有效性,所以有较小的路由开销。两种按需路由协议在网络中节点数量小于100时性能相近,而当网络节点数量达到200时,AODV的路由开销大于DSR,这是由于DSR的控制报文是记录源路由,而AODV记录的是逐跳路由,当链路失效时,AODV产生的RERR(Route Error,路由错误)要远远多于DSR造成的。

4.3 端到端平均时延

在时延方面,三种路由协议的性能和分组递交率类似,如图3所示,当网络中节点数量小于100时,端到端平均时延小于0.1s,在正常范围之内。而当网络中的节点数量增大到200后,三种协议的相应时延均有很大程度的增加,已经到达了秒级,尤其是DSDV,其时延增大到6s级别。虽然AODV相比较时延最小,但也达到了1s级别,这是因为MAC层的负载会随着网络规模的扩展而增加,当MAC层的负载增加到一定程度时就会影响数据包的正常发送。DSR协议由于采用单播包使得其平均端到端时延大于AODV协议。从仿真数据来看,在网络规模较大时,DSDV不适宜实时性要求高的业务。

5 结束语

对VANETs网络性能的影响是多方面的,路由协议只是诸多因素中的一种。本文对几种路由协议的性能做了分析比较:(1)AODV协议的可扩展性优于DSR及DSDV协议,因此在拓扑变化频繁的VANETs网络环境中,应采用AODV路由协议。(2)分析仿真结果后发现,现有的AODV协议同样也不适合大规模网络,在节点数达到200时,其性能表现较差。(3)AODV适于城市中的VANETs,当在高速公路上时,网络中各节点的高速运动所产生的动态拓扑会延缓AODV的收敛速度,产生大量不可靠的路由,继而导致大量开销。(4)基于AODV的改进有很多,如文献[9]提出的PGB(首选广播组,Preferred Group Broadcasting),它通过降低转发数量来提高路由的稳定性,降低因路由发现所产生的开销。文献[10]将DSR协议的路径收集机制引入AODV协议,可在一次路由发现过程中建立更多的路由,从而提高网络的性能指标。文献[11]中通过修改AODV中的一些报头,使其能支持延时约束,并对延时进行预测,有效提高了网络性能。当然,还有很多试图提高协议性能的相关研究,相信随着研究的不断深入,适于车联网应用的协议会不断出现。

参考文献:

[1] Lee K C, Lee U, Geral M. Geo-pportunistie routing for ve- hicular networks[J]. IEEE Communications Magazine, 2010,48(6): 164-171.

[2] 李元振,廖建新,李彤红,等. 城市场景车载Ad Hoc网络竞争转发关键参数分析[J]. 电子学报, 2011(5): 1154-1158.

[3] 吕代刚,王静蕾,李英豪. VANETs路由协议综述[J]. 电子技术应用, 2015(4): 16-19.

[4] 孙宝林,李腊元. 多跳无线移动Ad Hoc网络路由协议的研究分析[J]. 小型微型计算机系统, 2004(10): 1737-1741.

[5] 刘焕敏,朱培栋,汪思敏. Ad Hoc网络按需路由协议实现技术研究[J]. 计算机工程与应用, 2004,40(33): 158-160.

[6] PERKINS C, BHAGWAT P. Highly dynamic destination se-quenced distance vector routing(dsdv) for mobile computers[A]. Comp Commun Rev[C]. 2010: 234-244.

[7] C Perkins. RFC3561 Ad hoc On-Demand Distance Vector(AODV)Routing[S]. 2003.

[8] David B Johnson, David A Maltz, Yih-Chun Hu. The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks[Z]. Intenet-Draft, draft-ietf manet-dsr-10, 2004.

[9] 任伟,董育宁,赵海涛. 一种改进的基于地理位置的无线Mesh网络路由协议[J]. 南京邮电大学学报: 自然科学版, 2012(1): 75-83.

篇10

近年来,车载自组织网络(VANET)快速发展,路由协议的准确分类归纳和对比分析对未来研究有重要的意义。针对VANET中路由协议归类分析不完善和未来发展趋势进行综述,依次从基于拓扑、地理和混合路由等方面进行分类归纳,着重介绍了一些经典的地理路由协议并对其特点和性能进行分析,提出了优缺点和改进意见。重点分析地理路由中未来研究热点的延时容忍路由(DTN)和机会路由协议,提出了VANET路由所面临的主要挑战和潜在的机遇,并指出明确的研究路径。

关键词:车载自组织网络;地理路由协议;延时容忍路由协议;机会路由协议

中图分类号: TP393文献标志码:A

英文标题

Vehicular Ad Hoc network routing protocol and its research progress

英文作者名

FU Yuanke*, TANG Lun, CHEN Qianbin, GONG Pu

英文地址(

Chongqing Key Laboratory of Mobile Communications Technology, Chongqing University of Posts and Communications, Chongqing 400065, China

英文摘要)

Abstract:

In recent years, with the rapid development of Vehicular Adhoc NETwork (VANET), wellclassified routing protocol and comparative analysis are important for future study. This paper dealt with the ambiguous classification and deficient analysis of the routing protocol in VANET, classifying and summarizing the routing protocols on the basis of topology, geography and hybrid route in turn. Mainly introducing some classical routing protocols, it analyzed their characteristics and performance, and put forward the advantages and disadvantages as well as improvements. Special stress was put on the comparative analysis of Delay Tolerant Network (DTN) and opportunity routing protocol which would become hot spots for future geographic routing study. Besides, the major challenges and potential opportunities that VANET was facing were pointed out, which had laid the foundation of future protocol study and suggested the path to research clearly.

In recent years, with the rapid development of Vehicular Ad hoc NETwork (VANET), wellclassified routing protocol and comparative analysis has had vast importance for future study. This paper dealt with the ambiguous classification and deficient analysis of routing protocol in VANET, classifying and summarizing on the basis from topology, geography and hybrid route in turn. Mainly introducing some classical routing protocols, it analyzed their characteristics and performance, and put forward the advantages and disadvantages as well as improvements suggested. Laying special stress on the comparative analysis of Delay Tolerant Networks (DTN) and opportunity routing protocol that will become hot spots for future geographic routing study, it proposed the major challenges and potential opportunities that VANET is facing, which has laid the foundation of future protocol study and pointed out the path to research clearly.

英文关键词Key words: Vehicular Ad hoc NETwork (VANET); geographic routing protocol; delay tolerance routing protocol; opportunity routing protocol