Ad Hoc网络备份路由协议及其嵌入式实现

摘要

移动Ad Hoc网络是由带有无线收发装置的移动节点组成的多跳、自组织的网络。随着LTE和物联网的强势推进，Ad Hoc网络已经成为未来异构网络的重要组成部分。Ad Hoc网络高动态特性导致网络拓扑结构变化频繁，因此对路由协议的开发和优化是Ad Hoc网络研究领域的重点。
　　本文对Ad Hoc按需距离矢量（AODV）路由协议的基本原理进行了深入的研究，分析了其路由发现过程中对控制信息使用不充分的问题，基于备份路由思想，提出了相应的改进协议，并基于嵌入式处理器平台进行了改进的AODV路由协议的移植。AODV路由协议在路由发现过程中，源节点对接收到的RREP，只会对目的节点序列号较大的进行处理，对其他可能指向有效路由的RREP将会丢弃，从而未能充分使用路由控制信息。本文提出了一种基于源节点备份路由的改进算法AODV-SNB，利用接收到的RREP建立主路由和备份路由，当主路由失效时，切换为备份路由，只有当备份路由失效时，才进行路由修复。NS2仿真结果表明，改进后的协议在高负载时性能比原协议有所提高。基于改进的AODV路由协议和ARM Cortex-M3嵌入式处理器平台，充分考虑无线电信号广播特性和 ARM处理器特点，本文设计并实现了嵌入式AODV备份路由协议AODV-EBR，设计了精简的报文格式、链路状态检测机制和备份路由切换机制。实验现象表明，系统能够实现嵌入式AODV备份路由的基本功能。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 Ad Hoc网络的特点

1.3 Ad Hoc网络应用场合

1.4 Ad Hoc网络面临的挑战

1.5 研究现状

1.6 论文的主要研究工作及章节安排

第二章 Ad Hoc路由协议与AODV路由协议

2.1 Ad Hoc网络路由协议

2.2 AODV路由协议

2.3 AODV路由协议的研究现状

2.4 本章小结

第三章 NS2仿真介绍

3.1 网络仿真的意义

3.2 网络模拟软件简介

3.3 NS2的背景

3.4 NS2网络模拟的基本过程

3.5 NS2仿真辅助及仿真结果分析工具

3.6 本章小结

第四章 基于源节点备份路由的AODV路由优化

4.1 AODV路由协议缺点

4.2 源节点备份路由的设计思想

4.3 实验仿真及性能分析

4.4 本章小结

第五章 嵌入式AODV备份路由协议

5.1 硬件模块

5.2路由表数据结构和消息格式

5.3协议分析

5.4程序流程图

5.5程序函数介绍

5.6硬件平台测试与实验现象

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

致谢