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)生路由請求

　　無線網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點需要和網(wǎng)絡(luò)中的另一個節(jié)點通信時,他首先會查找自己的路由表,以 確定是否有通往該目的節(jié)點的有效路由,如果有的話,從對應(yīng)的目的節(jié)點路由表項中取出下一 跳節(jié)點地址,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,如果不存在通往目的節(jié)點的路由, 那么該節(jié)點就要發(fā)起一次路由請求。

　　4.2 處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請求

　　處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請求是針對源節(jié)點和目的節(jié)點之間的中間節(jié)點而言。這些中間節(jié)點可能 不止一個,在他們收到源節(jié)點廣播的RREQ 路由請求幀之后,必需處理和轉(zhuǎn)發(fā)該路由請求幀。

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

　　4.3 產(chǎn)生路由應(yīng)答

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

　　目的節(jié)點收到 RREQ 請求包,首先會判斷是否已經(jīng)收到過此請求包,如果沒有收到過則更 新自己相應(yīng)的路由表項,目的節(jié)點把該路由表項的目的IP 更新為源節(jié)點的IP 地址,下一跳IP 為發(fā)給他RR 衛(wèi)Q 請求幀的節(jié)點IP,目的節(jié)點序列號填上源節(jié)點的序列號,該序列號在RREQ 請求幀里,跳數(shù)直接從RREQ 請求幀里拷貝。在確認(rèn)請求的節(jié)點就是自己后,目的節(jié)點要給源 節(jié)點發(fā)送一個RREP 應(yīng)答幀,接下來目的節(jié)點構(gòu)造一個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,因為是目的節(jié)點發(fā)起的RREP 應(yīng)答幀。 目的節(jié)點產(chǎn)生一個RREP 應(yīng)答包之前,必需更新自己的序列號,更新值為當(dāng)前序列號與RREQ 請求包中的目的序列號兩者中的最大值,目的序列號字段被初始化為這個最大值。源IP 地址 指的是發(fā)起RREQ 請求幀的源節(jié)點的IP 地址,而不是指目的節(jié)點的IP 地址,同樣的,目的IP 地址就是目的節(jié)點的IP 地址,也就是發(fā)起RREP 應(yīng)答幀的節(jié)點IP 地址。

　　在目的節(jié)點構(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IP 地址是發(fā)給他RREQ 請求幀的節(jié)點地址,可能是某個中間節(jié)點,也可能是源節(jié)點。 一切準(zhǔn)備就緒,目的節(jié)點按照退避算法發(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,盡管目的節(jié)點是以單播的形式向源節(jié)點回送RREP 回應(yīng)幀,但是網(wǎng) 絡(luò)中的很多節(jié)點也能接收到該幀,當(dāng)然,這些節(jié)點只是簡單的丟棄該幀,只有反向路由上的節(jié) 點才會接收該RREP 回應(yīng)幀。反向路由上的節(jié)點會沿著反向路由順利的把RREP 回應(yīng)幀傳給 源節(jié)點,同時他們也根據(jù)此RREP 回應(yīng)幀建立了前向路由。

　　該節(jié)點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)點的IP 地址,以RREP 回應(yīng)幀中的源節(jié)點IP 地址為關(guān)鍵字查找路由表,得到下一跳節(jié)點的IP,這個表項是在建立反向路由時建立或更新 的。該中間節(jié)點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,他不會像R.REQ 請求幀那樣可能被轉(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)點加入

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在開機或重啟之后,會向網(wǎng)絡(luò)廣播一個RESET 消息,網(wǎng)絡(luò)中的 其他節(jié)點收到此RESET 消息后會轉(zhuǎn)發(fā)該幀,最后主節(jié)點收到該幀。新節(jié)點在RESET 消息幀 里攜帶自己的IP 地址,這樣當(dāng)主節(jié)點收到該幀后就可以知道是哪個節(jié)點重啟。 收到 RESET 消息幀的其他節(jié)點首先查找自己的路由表看是否有主節(jié)點的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。

　　每個節(jié)點都要保存上一次他 收到的RESET 消息幀中的源節(jié)點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)過一段時間后,將保存值清零,這樣就避免了重 復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)同一個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)生路由請求、處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請求、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

　　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)移動無線網(wǎng)著重點不同為依據(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。