一种按需混合多路径路由协议及其对TCP性能影响的研究

摘要

Ad Hoc网络是一种没有基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由动态移动的主机构成。每个主机可以任意移动，可以通过多跳无线传播技术与其它移动主机进行通信。同时，每个移动主机还是路由器，担负着转发数据包的工作。 Ad Hoc网络拓扑结构的不断变化和有限的无线通信资源，使得设计一种有效的路由协议成为一个难题。为了拥有最大程度的容错能力，我们基于网络的冗余性设计了一种新的多路径路由协议——按需混合多路径路由协议(OHMRv2)。OHMRv2是基于Chuan-Ching Sue和Ren-Jie Chou在文献[23]中提出的OHMR所设计的一个路由协议。同OHMR一样，我们提出的OHMRv2协议也采用源路由技术发现多个可行路径。不同的是，OHMRv2在路由选择方法中引入了交织多路径概念。因此，在路由发现过程中，OHMRv2可以得到相同长度的交织多路径和不同长度的交织多路径。 模拟结果证明，OHMRv2可以在具有高移动性的场景中减少路由发现的频率。因此与其他多路径路由协议相比，OHMRv2可以维持一个更长时间的端到端传输，实现更高的包递交率。通过观察模拟结果，我们还可以发现在高移动性的网络场景中，使用相同长度的交织多路径时的平均路由发现频率要比使用不同长度的交织多路径时的路由发现频率低。 论文的第二部分分析了OHMRv2对TCP性能的影响。多路径路由协议可以提高移动环境下的端到端有效传输时间，因此，在移动Ad Hoc网络中，多路径路由协议在提高TCP性能方面有着很重要的作用。但是，当采用多路径路由协议时，我们却发现TCP的性能并没有得到提高，反而下降了，这主要是因为通过多个路径传输的数据包产生了顺序错乱。针对这个问题，我们提出了另外一个多路径策略，在提出的这个新的多路径策略中，我们采用了“备份路由”的思想。基于实验模拟，我们可以看出通过采用这种新的多路径策略，TCP性能得到了较大的提高。在第5章，我们会详细介绍一些重要的结果，同时我们发现在大的网络负载下，通过采用合适的多路径路由策略，TCP性能可以得到提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章简介

1.1研究背景和意义

1.2论文主要贡献

l.3论文框架

第二章无线Ad Hoc网络

2.1 Ad hoc网络发展历史与定义

2.2 Ad hoc网络的特征

2.3 Ad hoc网络的应用

第三章无线Ad Hoc路由技术

3.1 前言

3.2路由协议的划分

3.2.1先验式路由协议和反应式路由协议

3.2.2混合路由协议

3.3 Ad hoc先验式路由协议回顾

3.3.1 目的序列距离矢量路由协议(DSDV)

3.4.Ad Hoc反应式路由协议回顾

3.4.1 Ad Hoc按需距离矢量路由协议(AODV)

3.4.2动态源路由协议(DSR)

3.5混合路由协议回顾

3.5.1 区域路由协议(ZRP)

3.6 Ad hoe网络中的多路径路由协议

3.6.1 Adhoe按需多路径距离矢量路由协议(AOMDV)

3.6.2分裂多路径路由(SMR)

3.6.3 Ad Hoe按需距离矢量多路径路由协议

3.6.4按需混合多路径路由协议（OHMR）

3.7不相交路径的划分

3.7.1交织多径的划分

3.8 OHMR协议的不足

第四章按需混合多路径路由协议(OHMRv2)

4.1 OHMRv2的概念

4.2数据结构

4.3 OHMRv2的RREO处理算法

4.4 OHMRv2的路由选择策略

4.5 OHMRv2的性能分析

4.5.1模拟器介绍

4.5.2模拟环境

4.5.3模拟结果

第五章基于OHMRv2的TCP性能分析

5.1传输控制协议

5.1.1TCP概况

5.1.2TCP流控制

5.1.3TCP拥塞控制

5.2TCP面临的挑战和问题

5.3相关工作

5.4基于OHMRv2协议的TCP性能评估

5.4.1基于多路径同时传输的TCP

5.4.2使用备用或侯选路径的TCP

5.4.3主路径和备选路径的选择策略

5.5模拟环境

5.6性能分析

5.6.1 1个FTP/TCP连接时的TCP吞吐量

5.6.2 1个FTP/TCP，4个CBR/UDP连接时的TCP吞吐量

5.6.3 5个FTP/TCP连接时的TCP吞吐量

第六章结论

参考文献

附录1 OHMRv2 OTcl仿真代码

致谢

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