車載機(jī)會網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析與研究

唐 欣，全劉輝，莫永華，周 斌

（桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院，桂林 541010）

1 引言

隨著城市車輛數(shù)量的激增，交通堵塞和事故成為急需解決的社會問題。同時，越來越多的車輛配置了車載無線收發(fā)設(shè)備，通過移動自組網(wǎng)和蜂窩網(wǎng)技術(shù)建立智能交通車載網(wǎng)絡(luò)，能有效地緩解城市交通問題，使得車載機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的研究和應(yīng)用成為相關(guān)行業(yè)和學(xué)者研究熱點(diǎn)[1-3]。車載機(jī)會網(wǎng)絡(luò)作為移動自組織（Mobile ad hoc network，MANET））網(wǎng)絡(luò)的重要分支，其具有獨(dú)立組網(wǎng)、無中心、自組織、多跳、動態(tài)拓?fù)洹⑸鏁r間限制等特點(diǎn)，其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的路由策略在信息的分發(fā)與傳輸方面扮演著重要作用，因此，分析和研究現(xiàn)有MANET網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議和路由策略對研究符合車載機(jī)會網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議顯得尤為重要。

2 MANET的路由協(xié)議

為分析和研究現(xiàn)有MANET網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議和路由策略，本文主要對MANET網(wǎng)絡(luò)中常用AODV、DSR、DSR、GRP四種路由協(xié)議進(jìn)行簡單介紹。具體分析如下：

（1）AODV路由協(xié)議

AODV路由協(xié)議是按需平面距離矢量路由協(xié)議，是一種常見的Ad Hoc路由協(xié)議。該協(xié)議的核心是AODV路由算法，主要包括路由發(fā)現(xiàn)、維護(hù)路由兩大部分，且具備算法可擴(kuò)展性，同時執(zhí)行AODV的路由協(xié)議的節(jié)點(diǎn)會進(jìn)行路由維護(hù)操作來保證路由信息的可靠性等優(yōu)點(diǎn)，因此AODV路由協(xié)議是MANET中常用的路由協(xié)議

（2）DSR路由協(xié)議

DSR路由協(xié)議是一種動態(tài)源路由協(xié)議。使用DSR路由協(xié)議的源節(jié)點(diǎn)的動態(tài)性可以很好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，此協(xié)議可以動態(tài)做出反應(yīng)，且對路由路徑發(fā)現(xiàn)上所需要的網(wǎng)絡(luò)資源較少，DSR協(xié)議最突出的優(yōu)點(diǎn)：不需要定期執(zhí)行路由發(fā)現(xiàn)和維護(hù)過程，降低了網(wǎng)絡(luò)開銷。

（3）DSR路由協(xié)議

OLSR路由協(xié)議是優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由。其通過計算路由跳數(shù)來決定那條路徑為最佳路徑，該協(xié)議特別適用于大型密集網(wǎng)絡(luò)。OLSR路由協(xié)議作為先驗(yàn)式路由協(xié)議，會定期向周圍節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包不斷更新自己的路由信息，使得采用OLSR的節(jié)點(diǎn)在大型網(wǎng)絡(luò)里應(yīng)用會得到很好地網(wǎng)絡(luò)性能，網(wǎng)絡(luò)延遲較低，整體性能較好。

（4）GRP路由協(xié)議

GRP路由協(xié)議是一種新型按照地理位置信息收集的反應(yīng)式路由協(xié)議。該協(xié)議主要是通過基于定位技術(shù)如同網(wǎng)格定位服務(wù)（GLS）來獲取位置信息從而建立路由信息，再通過網(wǎng)格劃分和定位來進(jìn)行執(zhí)行路由位置、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和位置信息維護(hù)。GRP路由具有很好的網(wǎng)絡(luò)傳輸安全性和抵御突發(fā)問題的能力，且路由性能受節(jié)點(diǎn)移動性的影響比較小。

3 MANET網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議仿真與分析

本文選用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件作為本次路由協(xié)議分析和研究的測試平臺，在Wireless LAN 無線局域網(wǎng)下對比各路由的性能，主要從端到端平均延遲（Delay）、吞吐量（Throughput）三個方面對AODV、DSR、DSR、GRP四種路由協(xié)議進(jìn)行仿真與對比分析。

圖1 端到端時延

圖2 吞吐量

如圖1所示，在仿真開始階段GRP路由協(xié)議與OLSR路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)延遲最低，且兩種路由協(xié)議相差不大，但在一段時間之后OLSR路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)時延方面表現(xiàn)最好。GRP路由協(xié)議雖然是反映式路由協(xié)議作為地理位置定位的路由協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)延遲方面也表現(xiàn)較好。如圖2所示，在網(wǎng)絡(luò)流量吞吐量方面，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)仿真進(jìn)行到穩(wěn)定時，AODV路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最好。可以看出無論在節(jié)點(diǎn)移動場景還是在節(jié)點(diǎn)固定場景中，AODV路由協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)吞吐量都表現(xiàn)最好，高于其他三種網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。

4 結(jié)束語

針對當(dāng)前車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的分發(fā)面臨的數(shù)據(jù)擁塞等問題，本文對AODV、DSR、OLSR及DSR四種路由協(xié)議進(jìn)行了對比仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AODV路由協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)吞吐量都表現(xiàn)最好，但端到端時延相比其他路由協(xié)議存在較大差距，因此，在設(shè)計采用AODV路由協(xié)議作為車載機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的路由策略時，應(yīng)當(dāng)對其在端到端時延方面進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)車載機(jī)會網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高效傳輸與分發(fā)。