网络大作业——基于NS2的Ad Hoc网络路由协议仿真研.doc

题目摘要论文的摘要，重点指出本组工作的意义、创新点以及研究成果。背景及研究意义此部分简单介绍即可，不可大段陈述无意义的背景信息，甚至拷贝粘贴。ad hoc网络是一种移动、多跳、自组织系统,它是一种不依赖固定基础通信设施的无线移动网。在结构上ad hoc网络是一系列可移动的节点组成，网络节点动态分布，节点之间通过无线方式互连，每个网络节点同时具有终端和路由器的双重功能。ad hoc网络的主要特征有：动态拓扑；链路带宽受限、容量时变特征；动力受限，能量受限等。移动ad hoc网络的应用主要有：移动会议；携带包含ad hoc收法器的PDA可以通过无线方式自动从台式机上下载电子邮件等；家庭联网；紧急服务；传感器网络；个人域网络；军事无线通信；其他商业应用。ad hoc网络的结构分为平面式和分层式，各自有不同的路由策略，我们主要是针对平面结构的ad hoc网络。在这样的网络中,从路由发现策略的角度，主要分为主动路由协议（表驱动路由协议）和按需路由协议（反应式路由协议）两种类型。目的序列距离矢量路由协议（DSDV）2是一种表驱动主动路由协议，每个节点都需要维护一个路由表，路由表项的内容包括目的节点、跳数和目的序号，每个节点周期性与邻节点交换路由信息，来更新路由表，路由发现只有通过路由表来进行。主动路由协议采用周期性的路由分组广播来交换路由信息，每个节点维护去往全网所有节点的路由表。主动路由的优点是当节点需要发送一个去往其他节点的数据分组时，只要路由表中存在路径，发送分组的延时就很小；缺点是动态变化的拓扑结构需要重新交换路由信息以获得新路由的路径，增加了网络的负载和维护路由表的难度。Ad hoc按需距离矢量AODV(Ad hoc On Demand Distance Vector)3路由协议属于按需路由协议，根据节点的需要来进行路由发现过程，网络拓扑结构和路由表内容按需建立，不需要周期性的广播路由信息，节省了一定的网络资源；在需要发送数据分组时，因没有去往目的节点的路由，要临时启动路由发现机制来寻求路由，有一定延时，路由发现过程通常采用洪泛机制进行搜索。AODV采用逐跳（hop-by-hop）的方式转发分组，路由表中记录了到目的节点的下一跳，包含路由发现和路由维护。AODV协议基于双向信道的假设工作，路由应答分组直接沿着路由请求的反方向回到源节点。适合于节点依靠电池供电能量受限和网络节点间的通信任务具有突发特点的网络环境。DSR 动态源路由协议（DSR，Dynamic Source Routing Protocol）是一种基于源路由的按需路由协议，它使用源路由算法而不是逐跳路由的方法，包括路由发现和路由维护。当节点S 向节点D 发送数据时，它首先检查缓存是否存在未过期的到目的节点的路由，如果存在，则直接使用可用的路由，否则启动路由发现过程。路由发现过程是：源端节点广播路由请求给其邻居节点，邻居节点收到路由请求分组后，轮流把自己的地址添加到路由请求分组，并转发补充了的路由请求分组，这个过程一直持续到有一个路由请求分组到达目的端节点。若发现自己的地址在记录中，就停止广播，每个节点都有一个路由缓存，存贮最近转发来的路由请求，同时查询接收的是否为同一个请求，这样可以保证每个节点只转发一次。当路由请求到达目的节点时，节点要返回一个路由应答分组，通知节点已收到该路由请求。目的节点通过反向路由来发送路有应答消息。源端与目的端有多条路由，DSR 把这些路由保存在路由缓存器中备用。这样DSR 不需要周期性的发送路由发现报文，但发送每个报文都要携带完整的路由消息，降低了带宽的利用率。DSR 的优点：节点仅需要维护与之通信的节点的路由，减少了协议开销；使用路由缓存技术减少了路由发现的耗费；一次路由发现过程可能会产生多条到目的点的路由。DSR 的缺点：每个数据报文的头部都需要携带路由信息，数据包的额外开销较大；路由请求消息采用洪泛方式，相邻节点路由请求消息可能发生传播冲突并可能会产生重复广播；由于缓存，过期路由会影响路由选择的准确性。研究内容/拟解决的关键问题提纲的重要部分。重点介绍经过文献阅读后，本组发现相关领域存在的问题以及尚未解决的问题，进而提炼找到本组的研究内容。每个组员至少一个研究内容，请在每一项研究内容后标注负责该内容的组员。拟采用的解决方案n 可用于AODV的一种拥塞控制方法是：q 源节点在发送RREQ后，在规定的时间内没有收到来自目的节点的RREP时，它可以选择再次发送RREQ路由请求帧。在尝试了RREQ_RETRIES次之后，如果依然收不到RREP，则在路由表中标记该目的节点不可达，并通知应用层q 每次重新发送RREQ请求帧时，等待RREP应答帧的时间要在原来时间的基础上乘以2，避免拥塞提纲的重要部分。重点介绍针对每个研究内容，拟采取的解决方案。每个组员针对自己的研究内容须给出相关的解决方案，同时在解决方案后标出该组员。对Ad hoc网络协议：表驱动路由协议DSDV和按需路由协议AODV进行基于NS-2网络仿真器的模拟仿真，采用的性能评估参数：端到端的数据吞吐量延时丢包率。（1） 建立网络模型（包括设置相关参数，如节点个数、移动速度、MAC层协议等）；（2） 实现两种基本的路由协议：AODV和DSDV；（3） 提出一种改进的路由算法并实现；（4） 进行仿真实验，考查各个性能参数，并对几种协议进行分析比较。总结展望研究工作预期取得的成果以及展望对按需路由协议和表驱动路由协议的性能进行比较，分析各自的优缺点，可以得出在拓扑变化频繁的ad hoc网络环境中，应采用按需路由协议；在网络拓扑结构相对稳定的环境中，如果业务对实时性要求较高时，应尽量采用表驱动方式的路由协议；而且按需路由协议的扩展性应该比表驱动路由协议好。在分析两种基本路由协议的基础上，基于*提出一种改进的路由协议，仿真实验结果表明改进路由算法的可行性和有效性。今后可以进一步改进的方向有：采用路由缓存技术，以加快路由发现过程，减少路由请求消息对信道的占用；通过使用位置信息以减少路由请求信息的洪泛；通过限制路由请求消息传播的距离，来减少路由请求消息的洪泛；从节能角度考虑改进Ad Hoc路由协议。参考文献参考文献至少8篇，每人至少两篇。其中，每人至少有一篇英文参考文献。每篇参考文献后须注明相关组员。1 A. Rahman and Z. Zukarnain, “Performance Comparison of AODV, DSDV and IDSDV Routing Protocols in Mobile Ad Hoc Networks”, European Journal of Scientific Research, ISSN 1450-216X Vol.31 No.4 (2009), pp.566-576, EuroJournals Publishing, Inc. 2009 09).2Ghazani, S.H.H.N., Lotf, J.J., Alguliev, R.M., A new survey of routing algorithms in ad hoc networks,Computer Engineering and Technology (ICCET), 2010 2nd International Conference on,On page(s): V3-684 - V3-688, Volume: 3 Issue: , 16-18 April 20103 K.U.R Khan, A.V. Reddy, R.U. Zaman, K.A Reddy, T.S Harsha, “An Efficient DSDV Routing Protocol for WirelessMobile Ad Hoc Networks and its Performance Comparison”, Second UKSIM European Symposium on Computer Modeling and Simulation, India, 2008, pp. 506- 514许兆高,李秉智. 移动Ad hoc网络路由协议的研究J. 微计算机信息，2008，24(2)：1441455刘星宇. 移动Ad hoc网络路由协议的ns模拟分析J.价值工程,2011,(17):146-1476 Shakeel Ahmed and A. K. Ramani, “Alternate Route for Improving Quality of Service in Mobile Ad hoc Networks”, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, VOL.11 No.2, February 20117 S. S. Tyagi and R. K. Chauhan, Performance Analysis of Proactive and Reactive Routing Protocols for Ad hoc Networks, International Journal of Computer Applications (0975 8887) Volume 1 No. 14, 2010.8 李庆,刘聪,江汉红等. Ad Hoc网络中AODV 路由协议的优化J. 计算机工程, 2008, 34(13): 107-109.9 D. B. Johnson, D. A. Maltz, and J. Broch. “DSR: The Dynamic Source Routing Protocol for Multi-Hop Wireless Ad Hoc Networks”.