基于链路传输次数期望的路由自动缩短协议DSDSR的研究与实现

摘要

Ad Hoc网络是一种不依赖于固定基础设施的移动网络，在这个网络模式中，移动节点既是主机也是路由器，它是完全自组织、自适应的由无线节点组成的新型网络。无论是在军事、抢险，还是远程教育方面对Ad Hoc的研究和应用都有重要的战略意义。Ad Hoc网络的应用非常广泛，在其网络应用中体现着其优越性、高效性、鲁棒性和抗毁性。但是，Ad hoc网络也存在一些其它特点，如有限的能量、带宽和安全性等问题，因此，Ad Hoc网络路由协议的设计比较困难。
　　本文对Ad Hoc网络中的动态源路由协议(DSR)进行了深入的研究，探讨了其基于跳数的路由自动缩短机制中存在的不足之处，例如，可能选择传输质量较差的路径、容易造成断链的路径、容易选择擦边节点等问题导致整个网络性能下降。本论文针对这个问题提出了一种基于链路传输次数期望的路由自动缩短协议ESDSR。在动态源路由(DSR)协议的基础上，添加了Hello消息，创建邻居节点表，用于邻居节点之间计算传输成功率，进而计算节点之间数据包传输所需传输次数的期望ETT。在ESDSR路由自动缩短的时候，不仅仅需要跳数是最小的，而且需要在此基础上保证数据包的传输次数是最少的。新的路由协议保证路由自动缩短选择优质的路径，具有更强的健壮性和高效性，能够从整体上提升移动Ad Hoc网络的质量。
　　本文详细阐述了ESDSR路由协议，并且在对NS2网络仿真软件扩展的基础上实现了ESDSR路由协议的模拟仿真。最后，将ESDSR路由协议的仿真数据与源动态路由(DSR)协议的仿真数据从数据包递交率和端到端延迟两个方面进行对比。从实验数据与比较结果可以看出，基于链路传输次数期望的路由自动缩短协议ESDSR在数据包递交率和端到端延迟方面是优于DSR路由协议的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 Ad Hoc网络国内外研究、应用及展望

1．3 本文的主要内容及组织结构

第2章 无线Ad Hoc网络技术的研究

2．1 移动Ad Hoc网络的概念和特点

2．2 移动Ad Hoc网络路由协议的设计要求

2．3 移动Ad Hoc路由协议的分类

2．4 DSR路由协议研究

2．4．1 DSR路由协议的路由发现

2．4．2 DSR协议的路由维护机制

2．4．3 DSR协议的优缺点

2．5 本章小结

第3章 基于链路传输次数期望的路由自动缩短协议

3．1 基于跳数的路由自动缩短

3．1．1 基于跳数的路由自动缩短

3．1．2 主动路由应答表(Gratuitous Route Reply Table)

3．1．3 基于跳数的路由自动缩短机制分析及改进

3．2 基于链路传输次数期望的路由自动缩短协议ESDSR

3．2．1 ESDSR协议中的参数ETT(Expected Transmission Times)

3．2．2 ETT参数的计算推理

3．2．3 Hello消息的实现

3．2．4 基于ETT路由自动缩短过程

3．2．5 源路由外节点的路由缩短

3．3 ESDSR路由协议中的选项结构

3．3．1 ESDSR选项头的固定组成部分的格式

3．3．2 ESDSR路由请求消息RREQ

3．3．3 ESDSR求路径ETT的RouteETT消息

3．3．4 ESDSR路由应答消息

3．3．5 ESDSR路由错误消息

3．3．6 ESDSR应答消息

3．3．7 ESDSR源路由选项

3．4 本章小结

第4章 ESDSR路由协议在NS2中的实现

4．1 NS2网络模拟平台

4．1．1 NS2简介

4．1．2 NS2的类体系结构及主要组件

4．1．3 NS2网络模拟的方法和步骤

4．1．4 NS2的无线模块

4．2 ESDSR协议功能模块的实现

4．2．1 ESDSR的总体功能模块

4．2．2 网络节点发送数据包

4．2．3 网络节点接收数据包

4．3 本章小结

第5章 仿真及结果分析

5．1 仿真场景介绍

5．2 仿真结果分析

5．2．1 节点最大移动速度

5．2．2 节点间歇停留时间

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文