自組織基本路由協(xié)議及混合型路由協(xié)議技術(shù)

　　自組網(wǎng)的路由技術(shù)主要是設(shè)計能自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化的分布式路由協(xié)議，并避免產(chǎn)生路由環(huán)路，盡可能減小路由開銷，具有一定的可擴(kuò)展性，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況的變化，具各分布式管理的路由功能。自組織網(wǎng)絡(luò)是一個多跳的臨時性的自治系統(tǒng)，在這種環(huán)境中，由于結(jié)點的無線通信覆蓋范圍的有限性，兩個無法直接通信的移動結(jié)點可以借助其他結(jié)點進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。自組網(wǎng)結(jié)點之間是通過多跳數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，需要按路由協(xié)議進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)決策。

　　IETF于1996年成立了自組網(wǎng)工作小組（MANET WG），其核心任務(wù)就是研究自組網(wǎng)環(huán)境下基于IP協(xié)議的路由協(xié)議規(guī)范和接口設(shè)計。

　　目前MANET WG已經(jīng)提出了許多協(xié)議草案，比如DSR、AODV、TORA、ZRP等。這些自組網(wǎng)路由協(xié)議根據(jù)不同的角度可以進(jìn)行不同的分類。按路由發(fā)現(xiàn)的策略劃分，可以分為主動式路由協(xié)議、被動式路由協(xié)議和混合型路由協(xié)議。自組織網(wǎng)絡(luò)主要有以下路由協(xié)議。

　　研究基于分布式算法，具有網(wǎng)絡(luò)自組織和自設(shè)置功能的自組織基本路由協(xié)議，主要有兩類：表驅(qū)動路由協(xié)議（主動式路由協(xié)議）和按需路由協(xié)議（反應(yīng)式路由協(xié)議），如圖所示。主動式路由協(xié)議盡力維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點至所有其他節(jié)點的一致的最新路由信息，并要求網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都建立和維護(hù)一個或多個存儲路由信息的表格。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r周期性地廣播路由更新信息。這樣減少了獲得路由的時延，但是需要花費較大的開銷保持路由更新。按需路由協(xié)議只有在源節(jié)點需要時才建立路由，節(jié)點不需要花費代價來維護(hù)無用的路由信息，節(jié)省了一定的網(wǎng)絡(luò)資源，但是路由發(fā)現(xiàn)過程時延比較大。

　 自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議按驅(qū)動模式的分類

　　迄今為止，已提出的主動式協(xié)議主要有WRP、DSDV等。下面簡單介紹這兩種協(xié)議。

　?。?）WRP協(xié)議

　　無線路由協(xié)議（wireless routmg protocol，WRP）是一個基于距離矢量的協(xié)議，其路由算法是對路徑發(fā)現(xiàn)算法PFA的改進(jìn)。它利用去往目標(biāo)結(jié)點的路徑長度和相應(yīng)路徑到倒數(shù)第二跳結(jié)點信息加速路由協(xié)議收斂速度，改善路由環(huán)路問題。WRP對PFAD的改進(jìn)之處在于當(dāng)結(jié)點i監(jiān)測到與鄰居結(jié)點j的鏈路發(fā)生變化時，i會檢查所有鄰居結(jié)點關(guān)于倒數(shù)第二跳信息的一致性，而PFA只會檢查結(jié)點j關(guān)于倒數(shù)第二跳結(jié)點信息的一致性。這種改進(jìn)可以進(jìn)一步地減少出現(xiàn)路由環(huán)路的次數(shù)，加快算法的收斂速度。WRP協(xié)議的主要思想如下：

　　每個結(jié)點維護(hù)四張表，即距離表、路由表、鏈路費用表和消息重發(fā)表，并通過UPDATE消息通告給鄰居結(jié)點。

　　設(shè)結(jié)點為i，信宿結(jié)點為j，結(jié)點i的鄰居結(jié)點為k。

　?、倬嚯x表。距離表包括k的通告的相關(guān)內(nèi)容有經(jīng)過k到j(luò)的路由的距離Dijk的前趨結(jié)點Piik。

　?、诼酚杀?。每個表項包括信宿結(jié)點地址、到信宿的距離Dij、到j(luò)的最短路由j的前趨結(jié)點Pij、i的下一跳（后繼）Sij等。

　?、坻溌焚M用表。通過結(jié)點乃的鏈路費用和從上一次收到無誤消息后所經(jīng)過

　　的時間。

　?、芟⒅匕l(fā)表。可包括多個重發(fā)表項，每個表項包括更新消息的序號、重發(fā)計數(shù)、ACK標(biāo)志（是否發(fā)過相應(yīng)的ACK）、更新消息列表。

　　WRP通過發(fā)送ACK實現(xiàn)可靠傳輸，結(jié)點通過接收ACK和其他消息來測試其鄰居結(jié)點的存在性。如果結(jié)點沒有發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組，則周期性地發(fā)HELLO消息來得到與鄰居結(jié)點的連通性消息。如果在一定的時間內(nèi)收不到某鄰居結(jié)點的任何消息，則認(rèn)為與鄰居結(jié)點的鏈路出現(xiàn)了故障；當(dāng)有新的鄰居結(jié)點時，把自己的路由表通告給新的結(jié)點。當(dāng)結(jié)點收到一個更新消息后，采用路由發(fā)現(xiàn)算法進(jìn)行路由表的更新，并克服“計數(shù)到無窮”問題。WRP對路由發(fā)現(xiàn)算法進(jìn)行了改進(jìn)，其獨特性表現(xiàn)如下。

　?、倬嚯x表更新。對每一個更新消息（如k的通告），結(jié)點i檢測其所有鄰居結(jié)點{B∈Ni|b≠k}，凡是經(jīng)過b結(jié)點到j(luò)且包括有花結(jié)點的路由，距離值需要重新計算為Dibj＝Dikj＋Dij，路由前趨更新為Pijb＝Pkj。

　?、诼酚杀砀隆．?dāng)鄰居P→J路由不包括i，且是鄰居結(jié)點中到j(luò)的最短路由，則結(jié)點i選擇鄰居p作為其到j(luò)的下一跳結(jié)點，即更新Sij＝p。