AdHoc需求驱动式路由协议分析与网络仿真

摘要：移动自组网(MANET)是一种不需要基础设施支持的无线网络，具有移动、分布和应用领域；从路由层分析和介绍了当前MANET采用的技术和协议，尤其对DSR和TORA大规模(100节点)的移动自组网模型，设计了关键词：无线自组网，路由协议，动态源路由协议，临时按序路由协议需求的MANET有着下面一些主要特征：分布式自组管理与控制；通信较少。本文基于OPNET网络仿真器构建了小规模(50节点)和大规模(100节点)的移动自组网模型，设计了多种移动场景和流量场景，在给定场景的情况下对两种移动自组网路由算法(DSR和TORA)的吞吐量、端到端延迟和路由开销三种指标进行了仿真分析和性能比较。仿本文研究Adhoc网络需求驱动式路由协议，特别分析2.移动自组网常常会由于信号衰减和干扰而变得无法使用。为减少外地代理的数量而保持网络的覆盖范场上部队快速展开和推进、发生地震或水灾后的营救）仍然能够实现临时快速自动组网，“自组网”最初是应用于军事领域的，它的研究起源于与TCP/IP协议族类似，是20世纪70年代美国国防部高级研究计划局（DARPA,DefenseAdvancedResearchProjectPRNET强调的是在一个广阔的区域实现多跳的无线通在对等式平面结构中，所有网络节点地位平等。而在分级结构的AdHoc无线网络拓扑一个MANET由一组移动主机组成，这些主机不需要依由于使用无线通信技术，AdHoc网络具有无线通信系统的链路质量低、带宽受面，与传统的蜂窝移动通信系统不同，AdHoc网络是一种无中心的网络，这种结构的网络使用多跳的通信方式，因此AdHoc网络还面临着一些新的问题，例如网络配置在AdHoc网络中，网络拓扑是快速动态变化的，而且这种变化是随机的。另外，移动节点的分布情况，以及他们的自组织能力也对AdHoclAdHoc网络中的节点使用电池或其它易损耗的能源作为能量提供源，因此正是由于以上的这些原因使得AdHoc网络的体系结构Hoc网络的应用范围正逐步扩大，其中包由于自组织网具有很高的抗毁性和灵活性，而被各军事强国应用于战略和战术综合通计划、英国的FIST计划、法国的SC系统、荷兰的D2S2系统等，而未来的单兵通信系统主要系统的核心技术，它对发展单兵作战系统起到了关键的作用。从而更方便交流，还可实现资源共享，为全世界开创一个信息家电时代。HomeRF就是基年10月份的报告显示，全球信息家电总出货量将超过个人电脑出货量的一半，总数为5568家里的机器人进行远程操作。据一家调查研究所估计，HomeRF将在今年给生产商们带来6传感器网络是由一组传感器以AdHoc方式构成的有线或无线网络。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者。由于传感器网络础理论的研究。美国国防部和各军事部门都对传感器网络给予了高度重视，在C4ISR(Command,Control,Com了极大的兴趣,纷纷展开了该领域的研究工作。作为传感器间相互联接纽带的自组织通信网3.移动自组网的路由协议统路由算法无法直接应用到自组织网络中，需要为其专门设计研由此看来，常规的用于因特网的路由协议，如RIP(RoutingInformationProtocol)和时路由并且占用大量的网络资源，甚至无法实现信息的传输。同时MAN的限制，这就要求网络中发送的路由控制信息尽可能少.从而为数据信息的发送节省带宽资源。因此，若在MANET网络中采用常规路由协议将导致路由代价过大，输。此外，由于无线传输设备功率的差异以及无线信道中的大量干扰使针对固定网路由算法的缺点，根据AdHoc无线网络路由协议的特殊性，近年来提出了了大量关于AdHoc网络路由协议的相关文章，提出了许多关于改现有的有线路由协议来适应AdHoc无线网络要求，如通过修改路由信息的路由控制报文路由，协议的开销较大。常用的先验式路由协议有DSDV，HSR，GSR，如果存在，则直接使用可用的路由，否则启动路由发现过程。具体过程间节点转发RREQ，并附上自己的节点标识。当RREQ消息到达目的节点D或任何一个到目并反转S到D的路由供RREP消息使用。此外，中间节点也可以使用路由缓存技术（Routing算法中路由不一定是最优的，常常使用次优路由以减少发现路由的开销。该协议由3部分构0。然后由源端广播一个含有目的节点ID的QRY分组，一个高度不为0的节点响应一个UPD分组。收到UPD分组的节点的高度将比产生该UTORA运行在IMEP（IMEP：InternetMANETEncapsulati内使用先验式路由算法，中心节点使用区内路由协议IARP维持一个到区内其他成员的路由表,对区外节点的路由使用按需路由，利用区间路由协议IERP建立临时的路由。但是，实施4.移动自组网路由协议的仿真研究直接映射到模型上。OPNET的产品系列结合其先进的模型和全面的网络技术可以使客户更根据各种不同的设计需求，OPNET也有不同的模组[15]：如OPNETPlanner，OPNETOPNETPlanner：亦称ITDecisionGuru，是一个口，同时还内含Planner的全部功能。Modeler主要用于在一个高度灵活的、可自定义网络协议、算法以及系统特性的网络环境中，进行建模并仿真的网络设计。Modeler带有详细的基OPNET系列网络仿真软件采用灵活的分层建模方法和便于细节模拟的基于包的模拟技和半自动网络建模(适用于现有网络的建模，其中某些网络设备的建模需要人工干预，即设Node模型由各种协议Module和连接Module的各种connections组成，例如物理接口在上述三个层次的任何地方切入编程，建立所模拟实际物理网络中packet的流动，包括网络设备间的流动和网络设备内部的处理过程；可以生成、编辑任何标准的或者自定义的packet格式；利用DEBUG功能，可以察看任<TORA_50_nodes>、TORA_100节点模型<TORA_100_nodes>和DSR_25移动节点模型<DSR_station_mobility>。对比了不同网络规模下DSR路由协议的使用DSR_25移动节点模型<DSR_station_它们之间可以交换信息。“wlan_servel无线局域网-以太网路由器：这个路由器有一个无线局域网的借口和一个以太网l接收组配置：“ReceiverGroup”配置节点用来计算一个节点可以与之通信的的可路由参数这个属性被用来细致描述一个节点上运行的MANET用来配置路由协议的参数。例如，如果MANE中使用DSR作为其路由协议，通过编辑“Ad-Hoc路由参数”，“DSR参数”属性就可以被编辑为预置的参数。在默认情况下，如果“Ad-Hoc路由参数”属性设为DSR，网络就使用DSR的默认值。l丢弃的没有找到路由的IP包：这个统计（1）DSR_50节点模型<DSR_这个网络的仿真结果评价了在有100个节点的网络中DSR协议的性能。结果表示出产我们把"TORAIMEPEfficiency"属性设置成为“允许（5）DSR_25移动节点模型<DSR_station_m这个结果评价了在以移动网络中DSR协议的性能。我们可以分析路由流量、丢包率、（1）DSR_50节点模型<DSR_50_nodes>、DSR_100节点模型<DSR_100_nodes>与DSR_25移动节点模型<DSR_stat由上图可以看出，如果网络中运行DSR路由协议：在相对静络的“每一条路由的平均跳数”的50节点的多很多。而25个节点动态网络的“每一条路由的平静态网络的“每一条路由的平均跳数”平均为2.5，而25节点动态由此可得，随着节点数的增多和网络移动性的增加，DSR路由协议的“每一条路由由上图可以看出，如果网络中运行DSR路由协议：在相对静25个节点动态网络的“路由发现时间”比50节点静态网络和100节点动态网络的都大很由上图可以看出，如果网络中运行DSR路由协议：在相对静络的“总的吞吐量”比50节点的多。而25个节点动态网络的“总的吞吐量”比50节点甚至100节在网络默认参数设置下，50节点静态网络的“总的吞吐量”平均为2包/秒，而100节点静态网络的“总的吞吐量”平均为4包/秒；25节点络的“总的路由开销”比50节点的多。而25个节点动态网络的“总的路由开销在网络默认参数设置下，50节点静态网络的“总的路由开销”平均为1包/秒，静态网络的“总的路由开销”平均为3包/秒；25节点动态网络的“总的路由开销”平由此可得，随着节点数的增多和网络移动性的增加，DSR路由协议的“总的路由开销”都会随之增加。在“节点数增多”和“网络移动性增加”两种情况当中，“网络移（2）TORA_50节点模型<TORA_50_nodes>与TORA_100节点模型<TORA_“总的吞吐量”平均为0.8包/秒。（3）DSR_50节点模型<DSR_50_nodes>与TORA_50节点模型<比在网络默认参数设置下，100节点网络的“FTP下载响应时间”平均为0.6秒；而50节点网由此可得，在小规模网络中，DSR路由协议的对应用层（上一层）“时延”的性能优于在网络默认参数设置下，100节点网络的“WLAN负载”平均为3包/秒；而50节点网络的“WLAN负载”平均为0.7包/秒。在网络默认参数设置下，100节点网络的“WLAN时延”平均为0.0055秒；而50节点网络在前一段时间，TORA路由协议的“WLAN负载”稍大；而在后一在网络默认参数设置下，100节点网络的“WLAN时延”平均为0.0045秒；而50节点网络DSR（DynamicRoutingProtocol，动态源路由协议）协议是一个典型的按临时按序路由算法TORA是一种源初始化按需路由选择协议，它采用链路反转（LR，LinkReversal）的分布式算法，具有TORA的关键思想是将拓扑变化引发的控制信息的传播范围限制在网络拓扑结构变化TORA需要全局同步时钟的支持，而且具有潜在的震荡可能。TORA协议通过构造一个4.3.3DSR路由协议与的TORA路由协议的比较高是是否否否否是是否否l通过使用位置信息减少路由请求消息的洪泛，如Young-BaeKo于1998年提出的l当链路出错时，出错点的中间节点可以从自己的路由列表中选出另一个5.总结与展望改进。本文通过在OPNET网络模拟器的平台上，比较详细地分析了移动自组织网络不同路l研究了计算机仿真的一般方法和过程，对当前流行的网络仿真软件OPNl利用OPNET设计网络仿真场景，构建仿真环境，从定量角度对两在未来战场上，AdHoc网络对于高技术武器装备、集中指挥、协同作战和提高作战机动性MANET仿真技术也仍然需要进一步提高仿真的性能(包括支持的网络规模和运算速度),总之，MANET网络的研究是一个比较复杂的问题，真正实现令人满意的MANET网络产品还需要长时间的探索和研究。但随着网络技术和无线技术的不断发展，可以预期[5]Sung-Ju,MarioGerla,Chai-KeongToh《AsprotocolsforMobileAdhoc[6]davidB.Johnson,DavidA.Maltz《DSRrouting》[8]王明明《MANET路由协议比较研究[10]穆刚《移动自组织网络路由协议的研[12]郑相全《无线自组网技术使用教程》[15]王文博《OPNETModeler与网络TheProtocolAnalysisandNetworkSimulationofTable-DrivenRoutingProtocolsforAdHocBeijingUniversityofPostsandTelecommunications,HaidianDistrict,Beijing(100876)ThemobileAdhocnetwork(MANET)isatemporaryninterfaces.Itoperateswithoutanyaidofthepreexistinginfbothterminalandrouter