MANET中多判据自适应区域路由协议研究

摘要

移动Ad hoc网络（MANET）具有网络自组特性，能够在任何地方组织构建，不需要依赖固定设立的基础设施。它是由一组带有无线收发装置、兼有主机和路由器功能的移动节点组成的一个多跳、临时性自治系统。移动Ad hoc网络的区域路由协议（ZRP，Zone Routing Protocol）是实现移动Ad hoc网络路由的典型协议之一。区域路由协议是一种混合式路由协议，通过称为区域半径的固定跳数划定区域范围，对该范围内的节点进行主动的链路路由信息维护，并按需建立区域外节点的路由信息，兼备了主动路由协议与按需路由协议的优点，能够在控制路由开销的基础上获得良好的路由发现与建立速度。 在区域路由协议ZRP中，其区域半径大小由节点的预设值决定，在网络的运行过程中固定不变，限制了混合式路由协议优势的展现与系统传输性能的优化。另一方面由于其区域外路由选择没有有效的控制机制，以致个别节点甚至某片区域中的节点承担网络中的大量数据流而成为“热点”，导致数据流带宽瓶颈的产生，降低了系统的数据传输性能。 本论文针对原ZRP协议的不足之处提出了多判据的自适应区域路由协议MCAZRP（Multi-Criteria Adaptive Zone Routing Protocol）。MCAZRP的思想是通过对运行中的网络进行信息采集，针对网络传输性能的提高与路由开销的控制，由多个判据来共同决定移动Ad hoc网络中的节点区域半径大小。多判据包括网络路由应用情况、区域内节点的变化率与节点负载占用率三大方面。其中，网络路由应用情况根据节点在运行过程中流量的目的地，获得节点数据传送目的分布，据此提高路由控制开销的有效利用；区域内节点的变化率通过检测主动路由信息维护的区域内节点变动情况获得，主要用于对路由开销的控制；利用节点负载占用率信息作为调整路由区域半径的判据之一，能够使节点区域半径依据当前数据流量的大小作出有利于路由开销控制和网络传输性能提高的调整。MCAZRP协议下的网络节点根据以上三个相辅相成的判据信息来综合判断，完成区域半径的自适应调整。同时，通过把节点负载占用率信息加入到区域外路由查询过程，能够有效地避开网络中的热点，使数据传输获得更大的有效带宽。 本文对原区域路由协议ZRP中的区域内路由协议（IARP）、区域外路由协议（IERP）与路由查询机制作出了相应的修改与扩展，使其满足MCAZRP协议的要求。 本论文完成了MCAZRP协议的详细设计。通过OPNET网络仿真软件对该协议进行了仿真，并作出性能分析评估，验证了本论文提出的基于多判据的自适应区域路由协议MCAZRP在保持较低控制开销的基础上，在分组投递率与路由发现延迟方面的性能比起区域路由协议ZRP有了较明显的提高，更能适应现实中多变的网络场景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1Ad hoc网络研究背景

1.2Ad hoc网络路由协议设计面临的主要问题

1.3课题内容和创新点

1.4论文结构

第2章 Ad hoc网络路由协议

2.1 Ad hoc网络路由协议简介

2.2 Ad hoc路由协议分类与介绍

2.3典型路由协议的研究改进

第3章 多判据自适应区域路由协议

3.1区域路由协议ZRP介绍

3.2 MCAZRP协议论述

3.3查询控制机制

3.4 MCAZRP协议中的表和包

第4章 协议的仿真实验

4.1仿真软件OPNET简介

4.2 MCAZRP协议仿真建模说明

4.3 MCAZRP协议仿真实现

第5章 仿真结果及分析

5.1协议性能评估参数

5.2仿真环境及参数

5.3仿真结果与分析

第6章 总结和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢