集成DTN特性的AODV无线自组织网络路由协议的改进

摘要

移动的无线自组织网络MANET(Mobile Ad hoc Network)，是由带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统。Ad hoc网络技术不但在军事领域中得到充分利用，还在紧急服务、灾后重建等特定领域和个人局域网、搜索救援等场景有广泛应用，具有广阔的应用前景。 Ad hoc网络的路由协议，总结起来，就是在通信的源节点到目的节点之间建立端到端的连接，并且在通信过程中，一直保持这个连接，直到通信结束。在实际的Ad hoc网络当中，端到端的连接受到多个条件的制约。首先，Ad hoc网络的路由选择机制的局限性导致已经建立起来的端到端的连接可能很快不可使用了。因为，节点的不断移动会使得局部节点的链路失效，而使得整个端到端的连接无法保持，无法提供可靠的传递。其次，Ad hoc网络的路由协议为了修复端到端的连接会产生大量的控制消息，导致网络负载增大。最后，在修复端到端的连接的过程中，节点还需要缓存正在传输的数据分组，直到连接被修复后，重传缓存的数据分组。期间，不仅数据分组要经历较长的延迟传输，并且数据分组的延迟传输会使得节点的缓存空间可能很快被消耗掉。DTN(Delay-tolerant Network)延迟容忍网络，用可靠安全的跳到跳，代替端到端的连接，实现通信的节点之间消息的可靠转发。如果将DTN和Ad hoc网络结合起来，当Ad hoc网络端到端的连接无法保持时，采用DTN的跳到跳传递替代失效的局部链路，通过DTN路由发现机制和保管传递机制的共同作用，实现数据的可靠传输。 本文提出了一种混合模式的路由模型，即集成DTN特性的Ad hoc网络路由模型。这种路由模型将端到端和跳到跳的传递方法结合起来，极大程度地保持端到端的连接。本文将上述路由模型在Ad hoc网络的网络层的按需的距离矢量路由协议AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector)上进行扩展，提出EAODV(Extended AODV)路由协议。具体地说，EAODV在Ad hoc网络的网络层之上添加了一种被抽象出来的DTN覆盖层，将AODV由于链路失效而未发送的数据分组加上DTN控制信息，在不影响AODV协议运行的情况下，通过DTN覆盖层实现节点之间跳到跳的传递。EAODV，还通过对节点的结构和机制做相应的修改，实现了DTN路由发现机制和保管传递机制。本文对EAODV路由协议的设计，在GloMoSim中实现、模拟、功能及性能分析的整个过程做了详细的阐述。大量的模拟实验表明，EAODV路由协议，与传统的AODV路由协议相比，具有DTN的特性，能够有效保持端到端的连接；当网络的节点移动频繁时，比起同等条件下的AODV,分组发送成功率提高、端到端的延迟减少、吞吐率提高、路由开销降低；当网络规模增大时，吞吐率只有较小幅度的减少，端到端的延迟明显减小、分组传送成功率和协议开销都优于AODV。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1研究背景

1.2问题陈述

1.3研究现状

1.4论文的主要工作

1.5论文的组织结构

第2章Ad hoc网络路由协议

2.1 Ad hoc网络路由协议分类

2.2 AODV路由协议分析

第3章集成DTN特性的AODV路由协议

3.1集成DTN特性的AODV路由协议策略

3.2集成DTN特性的AODV路由协议设计

第4章集成DTN特性的AODV路由协议实现

4.1 GloMoSim网络模拟器简介

4.2集成DTN特性的AODV路由协议实现

第5章协议的模拟与测试

5.1功能测试

5.2性能测试

第6章结论与讨论

6.1结论

6.2讨论

参考文献

致谢