无线Mesh网络中可扩展性路由策略的研究

摘要

无线Mesh网络是一种新型的宽带无线通信网络，它既类似于Ad Hoc网络具有自形成、自组织、自修复、多跳通信等特点，又因为其移动性较低、拓扑结构相对稳定等特点区别于Ad Hoc网络，可以看成是WLAN和Ad Hoc网络的融合。从理论上来说，这种开放式的网络架构可以获得较好的可扩展性，然而无线Mesh网络的大规模组网却面临着较多的实际问题，现有的通信协议随着网络规模的扩大，都存在一些实现的难题和不足。无线Mesh网络的路由协议多是借鉴于Ad Hoc网络的路由协议，随着网络规模的扩大，路由协议的开销急剧上升，算法收敛困难，路由延迟增大，路由修复困难，网络性能严重下降。因此根据无线Mesh网络自身的特点，设计出一种路由策略，来提高其可扩展性，是一项富有挑战性的研究课题。
　　 本文立足于无线Mesh网络区别于其它移动自组织网络的特点，分析比较了现有的路由协议在可扩展性方面的特点和不足，然后借鉴核心树的逻辑拓扑结构和自适应地址块分配机制，定义了Mesh适配树的逻辑拓扑结构，提出并实现了Mesh树分布式链路状态(MTDLS)路由策略，理论上证明MTDLS的可扩展性之后，用OPNET仿真工具对算法进行了仿真。
　　 所提出的MTDLS路由策略通过将网络拓扑反映在逻辑地址上，然后根据每个节点所维护的邻居节点状态列表，可以判断出一个数据包该往哪个方向(区别于下一跳)转发。下一跳地址是从每个转发节点的邻居节点状态列表中得到的。在数据转发时，路由的实施过程将不再需要经历传统的路由发现，从而就省去了数据包转发之前路由路径的发现时间，同时每个节点仅仅维护自己的N跳的邻居节点的信息，相比传统的路由协议中需要维护大量的路由表节省了很多存储空间，并且减少了通信开销以及能量消耗。仿真结果证明了算法的有效性。