一種基于微型無線傳感網(wǎng)絡(luò)的路由算法

　　2 RREP 協(xié)議幀格式

　　RREP 路由應(yīng)答協(xié)議幀如表3 所示。

　　4 MSAODV 路由協(xié)議的操作

　　由于MSAODV 路由協(xié)議是對(duì)AODV 協(xié)議的改進(jìn)演化,所以MSAODV 路由協(xié)議的操作 與AODV 路由協(xié)議的操作大同小異,為了清晰起見,對(duì)MSAODV 協(xié)議的操作做一詳細(xì)的介紹 還是有必要的。

　　4.1 產(chǎn)生路由請(qǐng)求

　　無線網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)需要和網(wǎng)絡(luò)中的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信時(shí),他首先會(huì)查找自己的路由表,以 確定是否有通往該目的節(jié)點(diǎn)的有效路由,如果有的話,從對(duì)應(yīng)的目的節(jié)點(diǎn)路由表項(xiàng)中取出下一 跳節(jié)點(diǎn)地址,然后構(gòu)造數(shù)據(jù)包并把該數(shù)據(jù)包發(fā)往下一節(jié)點(diǎn),如果不存在通往目的節(jié)點(diǎn)的路由, 那么該節(jié)點(diǎn)就要發(fā)起一次路由請(qǐng)求。

　　4.2 處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求

　　處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求是針對(duì)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的中間節(jié)點(diǎn)而言。這些中間節(jié)點(diǎn)可能 不止一個(gè),在他們收到源節(jié)點(diǎn)廣播的RREQ 路由請(qǐng)求幀之后,必需處理和轉(zhuǎn)發(fā)該路由請(qǐng)求幀。

　　在某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)接收到源節(jié)點(diǎn)廣播或者由其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的RREQ 請(qǐng)求幀后,他首先會(huì)判 定該RREQ 請(qǐng)求幀是否己經(jīng)被成功接收過,判斷的依據(jù)就是源節(jié)點(diǎn)的IP 地址和廣播ID 號(hào),如 果發(fā)現(xiàn)由源節(jié)點(diǎn)和廣播ID 唯一標(biāo)志的RREQ 請(qǐng)求幀是新的,也就是沒收到過,就會(huì)根據(jù)此 RREQ 請(qǐng)求幀更新自己路由表中對(duì)應(yīng)的項(xiàng)。很顯然,該路由表項(xiàng)的目的節(jié)點(diǎn)IP 字段就是是源 節(jié)點(diǎn)IP 地址,下一跳IP 地址就是發(fā)送此RREQ 請(qǐng)求幀的節(jié)點(diǎn)IP 地址,有可能是源節(jié)點(diǎn)也有可 能是另一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。接下來此中間節(jié)點(diǎn)判斷該RREQ 請(qǐng)求幀的目的IP 是不是就是自己, 如果是就回送一個(gè)RREP 回應(yīng)幀,不是就轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ 請(qǐng)求幀。

　　4.3 產(chǎn)生路由應(yīng)答

　　RREQ 經(jīng)過中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)或者是直接到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后,目的節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行 相應(yīng)的處理。

　　目的節(jié)點(diǎn)收到 RREQ 請(qǐng)求包,首先會(huì)判斷是否已經(jīng)收到過此請(qǐng)求包,如果沒有收到過則更 新自己相應(yīng)的路由表項(xiàng),目的節(jié)點(diǎn)把該路由表項(xiàng)的目的IP 更新為源節(jié)點(diǎn)的IP 地址,下一跳IP 為發(fā)給他RR 衛(wèi)Q 請(qǐng)求幀的節(jié)點(diǎn)IP,目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)填上源節(jié)點(diǎn)的序列號(hào),該序列號(hào)在RREQ 請(qǐng)求幀里,跳數(shù)直接從RREQ 請(qǐng)求幀里拷貝。在確認(rèn)請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)就是自己后,目的節(jié)點(diǎn)要給源 節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)RREP 應(yīng)答幀,接下來目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造一個(gè)RREP 應(yīng)答幀并正確初始化該幀。類 型字段為2,表示該幀是RREP 應(yīng)答幀。跳數(shù)字段為0,因?yàn)槭悄康墓?jié)點(diǎn)發(fā)起的RREP 應(yīng)答幀。 目的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)RREP 應(yīng)答包之前,必需更新自己的序列號(hào),更新值為當(dāng)前序列號(hào)與RREQ 請(qǐng)求包中的目的序列號(hào)兩者中的最大值,目的序列號(hào)字段被初始化為這個(gè)最大值。源IP 地址 指的是發(fā)起RREQ 請(qǐng)求幀的源節(jié)點(diǎn)的IP 地址,而不是指目的節(jié)點(diǎn)的IP 地址,同樣的,目的IP 地址就是目的節(jié)點(diǎn)的IP 地址,也就是發(fā)起RREP 應(yīng)答幀的節(jié)點(diǎn)IP 地址。

　　在目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造好 RREP 回應(yīng)幀后,就要把該幀以單播的形式沿著反向路由傳送,他的下 一跳節(jié)點(diǎn)IP 地址是發(fā)給他RREQ 請(qǐng)求幀的節(jié)點(diǎn)地址,可能是某個(gè)中間節(jié)點(diǎn),也可能是源節(jié)點(diǎn)。 一切準(zhǔn)備就緒,目的節(jié)點(diǎn)按照退避算法發(fā)送該幀。

　　4.4 接收和轉(zhuǎn)發(fā)路由應(yīng)答

　　由于無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),盡管目的節(jié)點(diǎn)是以單播的形式向源節(jié)點(diǎn)回送RREP 回應(yīng)幀,但是網(wǎng) 絡(luò)中的很多節(jié)點(diǎn)也能接收到該幀,當(dāng)然,這些節(jié)點(diǎn)只是簡單的丟棄該幀,只有反向路由上的節(jié) 點(diǎn)才會(huì)接收該RREP 回應(yīng)幀。反向路由上的節(jié)點(diǎn)會(huì)沿著反向路由順利的把RREP 回應(yīng)幀傳給 源節(jié)點(diǎn),同時(shí)他們也根據(jù)此RREP 回應(yīng)幀建立了前向路由。

　　該節(jié)點(diǎn)下面要完成的工作就是把 該RREP 回應(yīng)幀轉(zhuǎn)發(fā)出去。他要知道下一跳節(jié)點(diǎn)的IP 地址,以RREP 回應(yīng)幀中的源節(jié)點(diǎn)IP 地址為關(guān)鍵字查找路由表,得到下一跳節(jié)點(diǎn)的IP,這個(gè)表項(xiàng)是在建立反向路由時(shí)建立或更新 的。該中間節(jié)點(diǎn)在完成上面的步驟后,以退避算法轉(zhuǎn)發(fā)該RREP 回應(yīng)幀。與RREQ 請(qǐng)求幀的 轉(zhuǎn)發(fā)不同,R.REP 回應(yīng)幀的轉(zhuǎn)發(fā)是單播的,他不會(huì)像R.REQ 請(qǐng)求幀那樣可能被轉(zhuǎn)發(fā)多次,所以 R.REP 回應(yīng)幀的字段里不存在廣播ID。

　　4.5 新節(jié)點(diǎn)加入

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在開機(jī)或重啟之后,會(huì)向網(wǎng)絡(luò)廣播一個(gè)RESET 消息,網(wǎng)絡(luò)中的 其他節(jié)點(diǎn)收到此RESET 消息后會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)該幀,最后主節(jié)點(diǎn)收到該幀。新節(jié)點(diǎn)在RESET 消息幀 里攜帶自己的IP 地址,這樣當(dāng)主節(jié)點(diǎn)收到該幀后就可以知道是哪個(gè)節(jié)點(diǎn)重啟。 收到 RESET 消息幀的其他節(jié)點(diǎn)首先查找自己的路由表看是否有主節(jié)點(diǎn)的IP 地址,如果 有就以單播的形式發(fā)送該幀,反之則繼續(xù)廣播此RESET 消息幀。

　　每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要保存上一次他 收到的RESET 消息幀中的源節(jié)點(diǎn)IP 地址,下次再收到RESET 消息幀首先要比較源IP 地址 是否和保存值相同,相同就不再轉(zhuǎn)發(fā)該幀,在經(jīng)過一段時(shí)間后,將保存值清零,這樣就避免了重 復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)同一個(gè)RESET 消息幀,又避免了不再轉(zhuǎn)發(fā)下次的RESET 消息幀。

　　4.6 其他操作

　　除了前文描述的產(chǎn)生路由請(qǐng)求、處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求、產(chǎn)生路由應(yīng)答、接收和轉(zhuǎn)發(fā)路由應(yīng)答、新節(jié)點(diǎn)加入等主要操作外,MSAODV 路由算法余下的操作可以參考第二章介紹的 AODV 路由算法。

　　5 本文作者創(chuàng)新點(diǎn)

　　AODV 路由算法應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中有一定的局限性,不能很好得適合無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)移動(dòng)無線網(wǎng)著重點(diǎn)不同為依據(jù),本文提出了適合 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由算法MSAODV,并詳細(xì)敘述分析了MSAODV 路由算法。