摘要：文章簡要介紹自組網(wǎng)中常用的路由協(xié)議，利用網(wǎng)絡仿真軟件NS2對DSDV、DSR和AODV路由協(xié)議進行仿真，通過不同仿真場景計算出路由協(xié)議的第一個包收到時間、平均延時和包投遞率。結(jié)果表明DSDV路由協(xié)議適合用于節(jié)點靜止的網(wǎng)絡場景，在移動環(huán)境下使用AODV和DSR路由協(xié)議有更好的網(wǎng)絡性能。

　　關鍵詞：自組網(wǎng)；DSD；DSR；AODV

　　引言

　　自組網(wǎng)（Ad hoc network）是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動節(jié)點組成的自治系統(tǒng)。其特點是自組織、多跳、可以臨時性建立鏈路，在該網(wǎng)絡中，信道的環(huán)境、網(wǎng)絡的拓撲、業(yè)務的模式都是隨節(jié)點的移動而動態(tài)改變的。自組網(wǎng)為任意環(huán)境下的通信提供了較好的解決方案，在軍事領域和民用通信中有廣泛應用。目前自組網(wǎng)與2．5G和3G移動通信進行了有效的結(jié)合，大規(guī)模寬帶無線自組網(wǎng)將會成為寬帶無線通信或未來移動通信的重要形式。

　　在自組網(wǎng)環(huán)境中，由于節(jié)點的無線通信覆蓋范圍有限，兩個無法直接通信的移動節(jié)點可以通過中間節(jié)點進行報文轉(zhuǎn)發(fā)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，因此該過程需要路由協(xié)議進行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)決策，節(jié)點采取什么樣的策略轉(zhuǎn)發(fā)報文能獲得良好的通信效果顯得很重要。路由協(xié)議是近年的研究熱點和難點，路由協(xié)議需要迅速適應拓撲變化，完成路由建立和維護工作，盡量減少控制開銷以提高網(wǎng)絡吞吐量。目前適用于自組網(wǎng)的新協(xié)議一般以廣播或組播方式建立網(wǎng)絡路由，普遍得到認可的代表性協(xié)議有DSDV（Destination sequenced distance vector）、DSR（Dynamic Sou rce Routing）和AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing）。

　　1 無線網(wǎng)絡路由協(xié)議

　　按路由發(fā)現(xiàn)策略，自組網(wǎng)路由協(xié)議可分為主動路由和按需路由兩類。主動路由協(xié)議是節(jié)點通過定期地廣播路由信息數(shù)據(jù)包，路由器間交換路由信息，計算出相關路由，節(jié)點維護去往全網(wǎng)所有節(jié)點的路由，發(fā)現(xiàn)策略與傳統(tǒng)路由協(xié)議類似。主動路由協(xié)議主要有DSDV、GSR、WRP等協(xié)議。按需路由協(xié)議是根據(jù)需要來發(fā)起路由查找，當節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)，路由表中又沒有有效的路由信息時，源節(jié)點才會向整網(wǎng)洪泛，尋找到達目的節(jié)點的路由。拓撲結(jié)構(gòu)和路由表信息都是按需建立，它可能僅僅是整個拓撲結(jié)構(gòu)信息的一部分。按需路由協(xié)議在通信過程中需維護路由，通信完畢后便不再進行維護。按需路由協(xié)議主要有DSR、AODV、TORA等。

　　1．1 DSDV

　　DSDV協(xié)議是一種點到點距離向量路由協(xié)議，它需要每個節(jié)點向鄰節(jié)點定期廣播路由信息，每個節(jié)點都維護一個路由表。當網(wǎng)絡拓撲有變化以至于路由表變更時，結(jié)點也會主動發(fā)送更新的路由給相鄰的節(jié)點。DSDV協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)上的DV協(xié)議基本相同，只是路由信息中多了目的節(jié)點序列號的記錄，引入目的節(jié)點序列號后，既能區(qū)別路由信息的新舊，又能有效避免產(chǎn)生路由環(huán)路和無限計數(shù)的問題，適合無線自組網(wǎng)這種節(jié)點快速變動的網(wǎng)絡所需。當節(jié)點收到多個不同的矢量表數(shù)據(jù)包時，選用序列號較大的路由信息來計算，如果序列號相同則看誰的路徑短。

　　1．2 DSR

　　DSR協(xié)議是一種基于源路由方式的按需路由協(xié)議。在DSR協(xié)議中，當源節(jié)點發(fā)送報文時，在數(shù)據(jù)報頭部攜帶到達目的節(jié)點的路由信息，該路由信息由網(wǎng)絡中的若干節(jié)點地址組成，源節(jié)點的數(shù)據(jù)報文就通過這些節(jié)點的中繼轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點。DSR路由協(xié)議主要包括路由發(fā)現(xiàn)和路由維護過程。路由發(fā)現(xiàn)過程主要用于幫助源節(jié)點獲得到達目的節(jié)點的路由。節(jié)點通過路由發(fā)現(xiàn)過程獲得到達網(wǎng)絡中其他節(jié)點的路由。在路由發(fā)現(xiàn)過程中源節(jié)點首先向鄰節(jié)點廣播“路由請求”數(shù)據(jù)報文。該數(shù)據(jù)報文中包括“請求ID”、“目的節(jié)點地址”和“路由記錄”等字段。其中“路由記錄”字段用于記錄從源節(jié)點到目的節(jié)點路由中的中間節(jié)點地址，當路由請求報文到達目的節(jié)點時，該字段中的所有節(jié)點地址即構(gòu)成了從源節(jié)點到目的節(jié)點的路由。當路由中的節(jié)點由于關機、移動等原因無法保證到達目的節(jié)點時，當前的路由就不再有效了。路由維護過程監(jiān)測當前路由的可用情況，當監(jiān)測到路由出現(xiàn)故障時，將調(diào)用新一輪路由發(fā)現(xiàn)過程。

　　1．3 AODV

　　AODV協(xié)議借鑒了DSR協(xié)議的按需路由機制和DSDV協(xié)議的點到點路由機制。AODV協(xié)議采用逐跳的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，不需要在報文中攜帶完整的路由消息。AODV協(xié)議路由發(fā)現(xiàn)過程由源節(jié)點發(fā)起，當某節(jié)點需要發(fā)送一個數(shù)據(jù)包時，先檢查本節(jié)點的路由表是否存在一條到目的節(jié)點的有效路由。如果沒有，則需要向鄰節(jié)點廣播路由請求數(shù)據(jù)報文，其中記錄著發(fā)出的源節(jié)點和目的節(jié)點的地址，鄰近節(jié)點收到路由請求數(shù)據(jù)報文，先判斷其中的目的節(jié)點是否就是本節(jié)點，如果不是，再在路由表中查找是否有到目的節(jié)點的路由。每一條路由都對應著一個序列號，路由更新時序列號也隨著更新。AODV協(xié)議的路由維護是通過定期的廣播hello報文來實現(xiàn)的，發(fā)現(xiàn)某條鏈路斷開時，節(jié)點就發(fā)送路由錯誤消息報文通知那些因鏈路斷開而不可達的節(jié)點刪除相應的路由記錄。