移动Ad hoc网络中DSR协议优化研究

发布时间：2020-10-27 17:18

　　 移动Ad Hoc网络是一种由移动节点组成的自组织网络。它不需要固定的基础通信设施支持,无中心控制节点。移动Ad Hoc网络中的节点在网络中可随机运动。网络内的节点之间的通信需要依靠多个节点的转发传送至目的节点。由于移动Ad Hoc网络自身的特殊性质,该类网络中的路由协议在设计中必须要考虑网络的各项特点。如今,路由协议研究已经成为移动Ad Hoc网络研究中的重要部分。DSR协议作为按需路由协议中的经典协议,也存在着自身的缺陷。本文主要针对DSR协议中的两点局限进行了改进。首先,提出一种基于负载均衡的路由应答风暴预防改进机制。DSR协议为了降低网络的路由发起频率,采用了路由缓存机制。在DSR协议的路由缓存机制中,可能会存在多个节点应答同一个节点路由请求的路由应答风暴问题。为了解决这一问题的同时提升网络的负载均衡性,本文选取节点队列比率、节点最小剩余能量作为路由的负载均衡状态参数,并将两个参数结合成为一个参数。通过判断该参数大小,源节点将选择众多节点发出的路由应答包中合适的路由信息进行数据包转发。其次,提出一种基于节点负载均衡的调度算法。在DSR协议中将最短路径的标准被定义为最小跳数。因此,该协议有时候所选择的路由并不能保证网络的负载均衡状态。本文针对这一问题,对节点的队列长度进行分析后,结合一次指数平滑法和数据包分级方法提出了负载均衡调度算法。最后本文在NS2环境下完成了对DSR的两项改进的仿真工作,形成了新的LBDSR协议。在三种不同的网络场景下,将DSR协议同LBDSR协议进行了对比分析。实验结果表明,LBDSR协议相比于DSR协议,在负载均衡方面获得了一定提升。
【学位单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

移动 Ad Hoc 网络已经主要被用于军事以及应急通信领域。在美国，移动 A已经成为了国家战术互联网的核心部分。在发生自然灾害的地区，移动 Ad H救援人员及时展开救灾工作提供了强力支持。在偏远地区，移动 Ad Hoc 网络使得该类地区的人们同外界实时联系成为了可能。2.2Ad Hoc 网络常用协议介绍2.2.1 先验式路由协议该先验式协议当中，网络中的所有节点都会定期发送路由广播。网络中的每终分别维护着一张包含有该节点可以到达另外节点信息的路由表。当检测到网结构发生变化时，发现这一情况的节点会向网络内的其他节点发送更新数据包个节点所保存的路由信息。当网络中的源节点有需要发送数据报的需求时，可找路由表，马上获得到达目的节点的路由信息。此类协议一般都是从传统网络议移植而来。例如移动 Ad Hoc 网络中经典的 DSDV 协议[30]就是移植自 RIP

图 2-2 反应式路由协议分类图2.2.3 混合式路由协议合式路由将先验式路由协议和反应式路由协议两者优点结合起来，属于一络协议。混合式路由协议是根据移动 Ad Hoc 网络规模较大、组成员关系在少量成员较为稳定的条件所提出的。ZRP[31-32]是混合式路由协议的代表2.2.4 DSR 协议的现有机制与优缺点.2.4.1 路由发现过程 DSR 协议[33]中，当源节点需要有发送数据包的需求时，源节点会首先向式地发送路由请求数据包（Route Request）。该路由请求包数据包中包含节点序列以及路由请求识别号等字段。其中，“节点序列(Address[1]~Addr于记录从源节点到目的节所经过的中间节点的编号。“路由请求ification)”字段由源节点进行管理分配工作。该路由请求识别号可用于识求包。设置该识别号可以有效防止节点收到重复的路由请求包。如下图所

混合式路由将先验式路由协议和反应式路由协议两者优点结合起来，属于一种混式的网络协议。混合式路由协议是根据移动 Ad Hoc 网络规模较大、组成员关系变化快但是存在少量成员较为稳定的条件所提出的。ZRP[31-32]是混合式路由协议的代表协议2.2.4 DSR 协议的现有机制与优缺点2.2.4.1 路由发现过程在 DSR 协议[33]中，当源节点需要有发送数据包的需求时，源节点会首先向附近点洪泛式地发送路由请求数据包（Route Request）。该路由请求包数据包中包含：目节点、节点序列以及路由请求识别号等字段。其中，“节点序列(Address[1]~Address[n]字段用于记录从源节点到目的节所经过的中间节点的编号。“路由请求识别(Identification)”字段由源节点进行管理分配工作。该路由请求识别号可用于识别唯路由请求包。设置该识别号可以有效防止节点收到重复的路由请求包。如下图所示，个中间节点的所接收到的路由请求包中主要包含以下字段。
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本文编号：2858814