Adhoc網絡路由協議及度量準則的探究

摘 要：隨著近年來Ad hoc網絡的發展，Ad hoc網絡的各項性能得到越來越多的研究，而路由協議的性能好壞將直接影響到Ad hoc網絡的性能。本文主要對Ad hoc網絡的路由協議以及路由度量準則進行調研。

關鍵詞：Ad hoc網絡；性能評價參數；度量準則

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.107

0 引言

近年來，由于在消防救災、應急通信等行業中占著重要地位，Ad hoc網絡得到越來越多的重視，而路由協議及度量準則作為Ad hoc網絡中最重要的組成部分，也相應的成為了研究的熱點方向。本文主要是對路由協議及路由度量準則的調研及分析。

1 Ad hoc網絡路由協議

隨著對Ad hoc網絡研究的愈發深入，目前已有大量適合在Ad hoc網絡使用的路由協議被提出，目前提出的路由協議主要可以分為主動式路由協議和反應式路由協議兩大類。

主動式路由協議又稱作表格驅動類路由協議。主動式路由在網絡中的每個節點中都建立和維護一張通往其他節點的路由信息表，路由信息的創建和維護是通過周期性發送或者一些事件的觸發結合來實現路由的更新。現有的主動式路由協議主要有以下幾種：

（1）OLSR路由協議。OLSR路由協議是一種在傳統計算機網絡鏈路狀態路由基礎上改進而得到的。在OLSR 路由協議中，網絡中的所有節點定期進行HELLO消息和TC消息的廣播。

（2）DSDV路由協議。DSDV路由協議是在傳統的距離矢量路由協議為基礎上改進而得到的。DSDV路由協議在每個節點中維系一張全網絡的拓撲信息及路由表，以Bellman-Ford算法為基礎，解決傳統距離矢量路由協議中的環路問題。

（3）FSR路由協議。FSR協議也是一種鏈路狀態路由。FSR路由協議根據節點的距離不同，分別進行不同頻率的鏈路狀態信息廣播，對于近距離的節點以較高的頻率發送鏈路狀態信息從而獲得準確的鏈路信息，而對于遠距離節點則以相對較低的頻率發送從而獲得相對模糊的鏈路信息。

（4）TBRPF路由協議。TBRPF協議也是一種先驗式的鏈路狀態路由。TBRPF路由協議通過逐跳路由的機制沿著最短路徑到達目的地。每個節點根據保存在自己拓撲表的信息計算一個源樹，并采用最小路徑生成樹算法進行更新。

反應式路由協議又稱為按需路由協議，與主動式路由不同，反應式路由只有在節點有信息通信需求的時候，才會發起路由搜索，首先檢查路由表是否存在一條路由，若沒有則發起新的路由尋找。常見的反應式路由協議主要有以下幾種：

（1）AODV路由協議。AODV協議建立在DSDV協議之上，通過使用目的節點的序列號來避免環路等問題。當一個節點需要與另一節點進行通信時，如果沒有到達目標節點的路由，則創建路由請求數據分組（RREQ）進行路由選擇，直到尋找到目標節點之后再開始進行數據通信。

（2）DSR路由協議。DSR協議是另一種按需路由協議，該協議允許節點動態地發現到達目標節點的多條路由。DSR路由協議的數據分組頭部攜帶有在數據分組到達目標節點之前數據分組必須經過的所有節點列表，也就是數據分組中包含有從源節點到目標節點的完整路由。

（3）TORA路由協議。TORA協議既不是距離矢量路由，也不是鏈路狀態路由，而是一種高度自適應的分布式算法。TORA協議基于有向無環圖算法，能在源節點和目的節點間提供多條路徑。

2 Ad hoc網絡路由度量準則

路由度量準則作為路由協議中最重要的組成部分，直接決定了全網絡的路徑計算與選擇。因此，在Ad hoc網絡中，整個網絡的性能很大程度上決定于所采用的路由度量準則。經典路由度量主要由以下幾種：

（1）跳數。最小跳數度量準則是目前Ad hoc網絡路由協議中使用最廣泛的度量，顧名思義為由通過源地址到目標地址所經過的最少節點數所決定。

（2）ETX。ETX采用的度量標準為每條鏈路成功傳輸一個數據包所需要的預計傳輸次數，最終通過計算得到最小預計傳輸次數的鏈路，從而提高網絡的吞吐量。

（3）最小丟失率。最小丟失率通過計算比對各條路徑的成功交付率，選取成功交付率最大的路徑為最終路徑，從而達到傳輸交付率得到最大保證。

（4）最小時延。最小時延是一種以數據包傳輸過程中在每個節點中時延為基準的路由度量準則，每個節點都維系著一張與周圍節點的平滑傳輸延時表，從而實現最小傳輸時延的目標。

3 結語

本文通過對路由協議及路由度量準則的分析調研可以得到：第一，OLSR路由協議有著相較于其他路由協議更好的吞吐量以及端到端延時，但這樣的性能優勢是通過頻繁的交換控制信息所換取的；第二，在路由度量準則方面，傳統的跳數度量準則源于傳統有線網絡，并不完全適用于Ad hoc網絡，ETX、最小時延以及最小丟失率都在不同程度上考慮到了鏈路質量，有利于Ad hoc網絡提高吞吐量的目的目標。

由以上兩點我們可以得出，OLSR路由協議有著相比于其他路由協議更適用于Ad hoc網絡的優勢，在未來的研究中OLSR路由協議仍將是主流路由協議，如何減少OLSR路由協議的開銷也將成為其中的熱點；路由度量準則的選取也將會更多的考慮進路由協議之中，鏈路質量及時延也將取代傳統的跳數成為新的研究方向。

參考文獻：

[1]T.Clausen，P.Jacquet.Optimized Link State Routing Protocol （OLSR）.RFC3626，2003.

[2]陳林星，曾曦，曹毅.移動Ad hoc網絡——自組織分組無線網絡技術（第二版）[M].北京：電子工業出版社，2012（01）.

作者簡介：舒偉彬（1991-），男，福建武夷山人，碩士研究生，助理工程師，通信運維檢修工，研究方向：無線通信。