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自组网路由协议详解:探索混合型路由协议的优势与实现

自组网是一种无需固定基础设施的动态网络,其核心是能够适应网络拓扑的变化。自组网的路由技术,旨在设计出能够自动调整以适应网络动态变化的分布式协议,避免产生环路,同时尽可能减少开销,并具备良好的可扩展性
在自组织网络中,每个节点都具备分布式管理的路由功能,能够根据网络状况的变化进行调整。这种网络是多跳的、临时性的自治系统,其特点在于节点的无线通信覆盖范围有限。因此,两个无法直接通信的移动节点需要通过其他节点协助,实现数据的分组转发和通信。
自组网的路由协议可以根据驱动模式进行分类。目前,主流的主动式协议包括WRP和DSDV。以下对这两种协议进行简要介绍。
WRP协议,即无线路由协议,是基于距离矢量的协议,其路由算法是对路径发现算法PFA的改进。WRP利用目标节点的路径长度和倒数第二跳节点的信息,加速路由协议的收敛速度,减少路由环路的出现。与PFA相比,WRP在检测到链路变化时,会检查所有邻居节点关于倒数第二跳信息的一致性,而不仅仅是检查链路变化节点的信息,这有助于进一步降低路由环路的概率,提高算法的收敛速度。
在WRP协议中,每个节点需要维护四张表:距离表、路由表、链路费用表和消息重发表。这些表通过UPDATE消息通知给邻居节点。
- 距离表记录了通过邻居节点到达目的节点的路由距离和前趋节点。 - 路由表包含了目的节点地址、到目的节点的距离、最短路由的前趋节点以及下一跳节点。 - 链路费用表记录了通过特定链路的费用,以及从上次收到无误消息后经过的时间。 - 消息重发表则包括了更新消息的序号、重发计数、ACK标志和更新消息列表。
WRP协议通过发送ACK实现可靠传输,并利用HELLO消息检测邻居节点的连通性。在一定时间内没有收到邻居节点的任何消息,则认为链路出现了故障。当有新的邻居节点加入时,节点会更新自己的路由表并通知新节点。
WRP协议在距离表和路由表的更新过程中,采用独特的算法,如对每个更新消息,节点会重新计算经过所有邻居节点的路由距离,并更新路由前趋。如果邻居节点的路由不包括当前节点,且是最短路由,则当前节点选择该邻居节点作为到目的节点的下一跳。
自组网路由技术的发展,不仅提高了网络的灵活性和生存性,还降低了部署和维护成本。随着技术的进步,未来自组网的路由协议将更加高效、稳定,能够更好地适应各种复杂网络环境

 

自组网路由协议详解:探索混合型路由协议的优势与实现

  自组网的路由技术主要是设计能自适应网络拓扑动态变化的分布式路由协议,并避免产生路由环路,尽可能减小路由开销,具有一定的可扩展性,使网络节点能根据网络情况的变化,具各分布式管理的路由功能。自组织网络是一个多跳的临时性的自治系统,在这种环境中,由于结点的无线通信覆盖范围的有限性,两个无法直接通信的移动结点可以借助其他结点进行分组转发来进行数据通信。自组网结点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交换,需要按路由协议进行分组转发决策。

  自组织网络路由协议按驱动模式的分类

  迄今为止,已提出的主动式协议主要有WRP、DSDV等。下面简单介绍这两种协议。

  (1)WRP协议

  无线路由协议(wireless routmg protocol,WRP)是一个基于距离矢量的协议,其路由算法是对路径发现算法PFA的改进。它利用去往目标结点的路径长度和相应路径到倒数第二跳结点信息加速路由协议收敛速度,改善路由环路问题。WRP对PFAD的改进之处在于当结点i监测到与邻居结点j的链路发生变化时,i会检查所有邻居结点关于倒数第二跳信息的一致性,而PFA只会检查结点j关于倒数第二跳结点信息的一致性。这种改进可以进一步地减少出现路由环路的次数,加快算法的收敛速度。WRP协议的主要思想如下:

  每个结点维护四张表,即距离表、路由表、链路费用表和消息重发表,并通过UPDATE消息通告给邻居结点。

  设结点为i,信宿结点为j,结点i的邻居结点为k。

  ①距离表。距离表包括k的通告的相关内容有经过k到j的路由的距离Dijk的前趋结点Piik。

  ②路由表。每个表项包括信宿结点地址、到信宿的距离Dij、到j的最短路由j的前趋结点Pij、i的下一跳(后继)Sij等。

  ③链路费用表。通过结点乃的链路费用和从上一次收到无误消息后所经过

  的时间。

  ④消息重发表。可包括多个重发表项,每个表项包括更新消息的序号、重发计数、ACK标志(是否发过相应的ACK)、更新消息列表。

  WRP通过发送ACK实现可靠传输,结点通过接收ACK和其他消息来测试其邻居结点的存在性。如果结点没有发现数据分组,则周期性地发HELLO消息来得到与邻居结点的连通性消息。如果在一定的时间内收不到某邻居结点的任何消息,则认为与邻居结点的链路出现了故障;当有新的邻居结点时,把自己的路由表通告给新的结点。当结点收到一个更新消息后,采用路由发现算法进行路由表的更新,并克服“计数到无穷”问题。WRP对路由发现算法进行了改进,其独特性表现如下。

  ①距离表更新。对每一个更新消息(如k的通告),结点i检测其所有邻居结点{B∈Ni|b≠k},凡是经过b结点到j且包括有花结点的路由,距离值需要重新计算为Dibj=Dikj+Dij,路由前趋更新为Pijb=Pkj。

  ②路由表更新。当邻居P→J路由不包括i,且是邻居结点中到j的最短路由,则结点i选择邻居p作为其到j的下一跳结点,即更新Sij=p。

  

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