Adhoc网络路由协议及度量准则的探究

摘 要：随着近年来Ad hoc网络的发展，Ad hoc网络的各项性能得到越来越多的研究，而路由协议的性能好坏将直接影响到Ad hoc网络的性能。本文主要对Ad hoc网络的路由协议以及路由度量准则进行调研。

关键词：Ad hoc网络；性能评价参数；度量准则

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.107

0 引言

近年来，由于在消防救灾、应急通信等行业中占着重要地位，Ad hoc网络得到越来越多的重视，而路由协议及度量准则作为Ad hoc网络中最重要的组成部分，也相应的成为了研究的热点方向。本文主要是对路由协议及路由度量准则的调研及分析。

1 Ad hoc网络路由协议

随着对Ad hoc网络研究的愈发深入，目前已有大量适合在Ad hoc网络使用的路由协议被提出，目前提出的路由协议主要可以分为主动式路由协议和反应式路由协议两大类。

主动式路由协议又称作表格驱动类路由协议。主动式路由在网络中的每个节点中都建立和维护一张通往其他节点的路由信息表，路由信息的创建和维护是通过周期性发送或者一些事件的触发结合来实现路由的更新。现有的主动式路由协议主要有以下几种：

（1）OLSR路由协议。OLSR路由协议是一种在传统计算机网络链路状态路由基础上改进而得到的。在OLSR 路由协议中，网络中的所有节点定期进行HELLO消息和TC消息的广播。

（2）DSDV路由协议。DSDV路由协议是在传统的距离矢量路由协议为基础上改进而得到的。DSDV路由协议在每个节点中维系一张全网络的拓扑信息及路由表，以Bellman-Ford算法为基础，解决传统距离矢量路由协议中的环路问题。

（3）FSR路由协议。FSR协议也是一种链路状态路由。FSR路由协议根据节点的距离不同，分别进行不同频率的链路状态信息广播，对于近距离的节点以较高的频率发送链路状态信息从而获得准确的链路信息，而对于远距离节点则以相对较低的频率发送从而获得相对模糊的链路信息。

（4）TBRPF路由协议。TBRPF协议也是一种先验式的链路状态路由。TBRPF路由协议通过逐跳路由的机制沿着最短路径到达目的地。每个节点根据保存在自己拓扑表的信息计算一个源树，并采用最小路径生成树算法进行更新。

反应式路由协议又称为按需路由协议，与主动式路由不同，反应式路由只有在节点有信息通信需求的时候，才会发起路由搜索，首先检查路由表是否存在一条路由，若没有则发起新的路由寻找。常见的反应式路由协议主要有以下几种：

（1）AODV路由协议。AODV协议建立在DSDV协议之上，通过使用目的节点的序列号来避免环路等问题。当一个节点需要与另一节点进行通信时，如果没有到达目标节点的路由，则创建路由请求数据分组（RREQ）进行路由选择，直到寻找到目标节点之后再开始进行数据通信。

（2）DSR路由协议。DSR协议是另一种按需路由协议，该协议允许节点动态地发现到达目标节点的多条路由。DSR路由协议的数据分组头部携带有在数据分组到达目标节点之前数据分组必须经过的所有节点列表，也就是数据分组中包含有从源节点到目标节点的完整路由。

（3）TORA路由协议。TORA协议既不是距离矢量路由，也不是链路状态路由，而是一种高度自适应的分布式算法。TORA协议基于有向无环图算法，能在源节点和目的节点间提供多条路径。

2 Ad hoc网络路由度量准则

路由度量准则作为路由协议中最重要的组成部分，直接决定了全网络的路径计算与选择。因此，在Ad hoc网络中，整个网络的性能很大程度上决定于所采用的路由度量准则。经典路由度量主要由以下几种：

（1）跳数。最小跳数度量准则是目前Ad hoc网络路由协议中使用最广泛的度量，顾名思义为由通过源地址到目标地址所经过的最少节点数所决定。

（2）ETX。ETX采用的度量标准为每条链路成功传输一个数据包所需要的预计传输次数，最终通过计算得到最小预计传输次数的链路，从而提高网络的吞吐量。

（3）最小丢失率。最小丢失率通过计算比对各条路径的成功交付率，选取成功交付率最大的路径为最终路径，从而达到传输交付率得到最大保证。

（4）最小时延。最小时延是一种以数据包传输过程中在每个节点中时延为基准的路由度量准则，每个节点都维系着一张与周围节点的平滑传输延时表，从而实现最小传输时延的目标。

3 结语

本文通过对路由协议及路由度量准则的分析调研可以得到：第一，OLSR路由协议有着相较于其他路由协议更好的吞吐量以及端到端延时，但这样的性能优势是通过频繁的交换控制信息所换取的；第二，在路由度量准则方面，传统的跳数度量准则源于传统有线网络，并不完全适用于Ad hoc网络，ETX、最小时延以及最小丢失率都在不同程度上考虑到了链路质量，有利于Ad hoc网络提高吞吐量的目的目标。

由以上两点我们可以得出，OLSR路由协议有着相比于其他路由协议更适用于Ad hoc网络的优势，在未来的研究中OLSR路由协议仍将是主流路由协议，如何减少OLSR路由协议的开销也将成为其中的热点；路由度量准则的选取也将会更多的考虑进路由协议之中，链路质量及时延也将取代传统的跳数成为新的研究方向。

参考文献：

[1]T.Clausen，P.Jacquet.Optimized Link State Routing Protocol （OLSR）.RFC3626，2003.

[2]陈林星，曾曦，曹毅.移动Ad hoc网络——自组织分组无线网络技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2012（01）.

作者简介：舒伟彬（1991-），男，福建武夷山人，硕士研究生，助理工程师，通信运维检修工，研究方向：無线通信。