基于Ad—hoc技術(shù)與傳統(tǒng)路由技術(shù)的研究

趙輝

摘 要：本文主要對(duì)復(fù)雜的無線自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和路由協(xié)議進(jìn)行了研究。通過采用合理的路由技術(shù)最后實(shí)現(xiàn)了無線自組網(wǎng)，使其具有更為靈活的組網(wǎng)方式，最終達(dá)到了提升網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)開銷小等要求。本文通過比較傳統(tǒng)路由選擇技術(shù)與Ad-hoc技術(shù)，結(jié)合當(dāng)今熱門的路由技術(shù)提出兩種技術(shù)相互合作的方法，從而達(dá)到增強(qiáng)路由協(xié)議性能的目的。

關(guān)鍵詞：無線組網(wǎng)路由協(xié)議；Ad-hoc技術(shù)；傳統(tǒng)路由技術(shù)

未來的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)除了要求以低成本達(dá)到高數(shù)據(jù)率外，它還要求網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活，同時(shí)具有良好的生存能力和適應(yīng)性。無線自組織網(wǎng)絡(luò)（Ad-hoc，Mobile Ad-hoc network）就是一種在沒有預(yù)定基礎(chǔ)設(shè)施支撐情況下的自組織可重構(gòu)多跳無線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)安全性的加強(qiáng)。

1 傳統(tǒng)路由技術(shù)

路由技術(shù)主要包括路由算法、因特網(wǎng)路由選擇協(xié)議的特點(diǎn)以及分類。其中，路由算法可以分為靜態(tài)路由算法和動(dòng)態(tài)路由算法。路由協(xié)議的特點(diǎn)主要包括： 自適應(yīng)路由協(xié)議、分布式路由協(xié)議、采用分層的路由協(xié)議。

1.1 路由算法的分類

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或是通信量自適應(yīng)地對(duì)算法的調(diào)整變化，可以將路由算法分為靜態(tài)路由算法和動(dòng)態(tài)路由算法。靜態(tài)路由算法，又稱為非自適應(yīng)路由算法，是按照某種固定規(guī)律就可以進(jìn)行決策的一種簡(jiǎn)單路由算法。主要特點(diǎn)包括簡(jiǎn)單、開銷小，但是這樣的路由算法往往不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。動(dòng)態(tài)路由算法，又稱為自適應(yīng)路由算法，這種算法依靠當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)對(duì)信息進(jìn)行決策，來適應(yīng)通信量以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，但實(shí)現(xiàn)過程比較復(fù)雜、開銷較大。

1.2 傳統(tǒng)路由協(xié)議

因特網(wǎng)的傳統(tǒng)路由協(xié)議主要包括以下幾種。IGP（Interior Gateway Protoco1）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，是指一種在在網(wǎng)關(guān)間進(jìn)行的自治網(wǎng)絡(luò)內(nèi)交換路由信息的協(xié)議。EGP（External Gateway Protocol）外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，是一種在兩個(gè)位于各自域邊界的相鄰路由器之間交換信息和消息的方法。域問路由協(xié)議可以優(yōu)化交通流量，實(shí)現(xiàn)服務(wù)收費(fèi)以及安全特性的功能。BGP（Border Gateway Protoco1）周邊網(wǎng)關(guān)協(xié)議進(jìn)行路由信息選擇時(shí)不交換整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過傳送增加的部分降低所需的帶寬。IDRP（Inter Domain Routing Protocol）域間路由協(xié)議是一種距離向量路由選擇協(xié)議。策略路由協(xié)議提供了以預(yù)定方式進(jìn)行路由傳輸?shù)姆椒ā?/p>

2 Ad-hoc技術(shù)

Ad-hoc是一種置于移動(dòng)用戶設(shè)備中的移動(dòng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)，它不需要任何已經(jīng)固定的基礎(chǔ)設(shè)施來支持、管理拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的情況。

2.1 Ad-hoc中路由協(xié)議的分類

根據(jù)協(xié)議的特點(diǎn)，可以將Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)大致可以分為先驗(yàn)式反應(yīng)式（Reactive）路由協(xié)議和混合式（Proactive）路由協(xié)議。Reactive又稱為表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生的變化被檢測(cè)到時(shí)，節(jié)點(diǎn)便在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送更新消息，然后更新自己的路由表。Reactive協(xié)議與Proactive協(xié)議相比，后者開銷較小，但存在較大的數(shù)據(jù)報(bào)傳送時(shí)延。在不斷發(fā)展的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，單純采用Proactive或Reactive協(xié)議都不能使路由問題得到完全解決，使用Reactive協(xié)議將產(chǎn)生大量有用和沒用的控制報(bào)文。所以說，應(yīng)用結(jié)合反應(yīng)式和先驗(yàn)式路由協(xié)議優(yōu)點(diǎn)的方法，形成的混合式路由協(xié)議便是比較理想的方案。

2.2 四種典型的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)路由算法

當(dāng)前最典型、最成熟的四種Ad-hoc路由算法主要包括以下四種。DSDV（Destination-Sequenced Distance-Vector Routing）算法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須周期性的將路由的信息和相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交換，路由表的表項(xiàng)主要包括：目的節(jié)點(diǎn)、目的號(hào)和跳數(shù)。DSR（Dynamic Source Routing）算法主要包括路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個(gè)過程。當(dāng)節(jié)點(diǎn)S向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)s首先檢查緩存是否存在到目的節(jié)點(diǎn)未過期的路由。TORA（Temporally Ordered Routing Algorithm）算法主要用于高速動(dòng)態(tài)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)自適應(yīng)的分布式路由算法。主要包括路由產(chǎn)生、刪除和維護(hù)3部分。AODV（Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing）目的是找到一條路由可以到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，然后鄰居節(jié)點(diǎn)先后向周圍的節(jié)點(diǎn)廣播這個(gè)分組。通過對(duì)比路由算法的路由協(xié)議開銷和分組投遞率，可以得到： TORA 開銷最大、DSR開銷最小：DSR、TORA 以及AODV的分組投遞高于DSDV。因此，可以采用自適應(yīng)路由協(xié)議設(shè)計(jì)一種新的算法，根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)路由算法來進(jìn)行相應(yīng)地改變。

3 結(jié)論

Ad-hoc技術(shù)和傳統(tǒng)路由技術(shù)從本質(zhì)上就有不同，前者無源特性和后者有源特性的區(qū)別，導(dǎo)致了他們之間路由選擇算法和路由協(xié)議的巨大差距。“無源”和“有源”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的交叉區(qū)域正在日益增多，二者進(jìn)行互相配合才可以互補(bǔ)不足。

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