网络中的路由问题路由协议评价标准路由协议分类典型路由协议本章小结第三章移动网络多径路由多径路由概述多径路由的优点多径路由的使用方式多径路由的分类典型多径路由协议路由协议路由协议多径路由的相关问题本章小结第四章基于跨层的多径路由协议改进跨层设计跨层设计的原理跨层设计的优点总体设计思想问题的提出改进策略多径路由协议的实现路由发现机制路由选择机制路由维护机制算法分析与比较算法分析万方数据协议改进算法比较本章小结第五章仿真实验与性能分析仿真工具仿真工具网络仿真过程仿真实验环境设置仿真结果分析端到端平均延时分组投递率端到端吞吐量本章小结第六章总结与展望总结展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文专业术语注释表专业术语注释表缩略词英文全称译文移动自组网络目的序列距离矢量路由协议动态源路由协议按需距离矢量路由协议按需多径距离矢量路由协议分裂多径路由协议载波监听多路访问冲突避免请求发送协议清除发送协议无线路由协议鱼眼域路由协议群首网关交换路由协议区域路由协议路由请求报文路由回复报文路由差错报文万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论伴随着信息技术的进步与发展，人们对于随时随地能够进行移动通信的需求也越来越强烈。近年来，移动通信网络在技术上得到了飞速的发展，在移动性能方面的支持也得到了快速的提高。传统的移动通信技术是有中心的，通常采用集中式的控制方式管理，它能够正常工作的前提条件是存在预先部署好的基础设施环境。可是，在些比较特殊的环境中，例如，在发生了地震等自然灾难后实施救援行动时战场的环境中或者是临时需要组织的会议等情况下，特别是在泛在信息感知的应用等场景下，需要具备预先部署好基础设施的传统移动通信网络已经不是有效的解决方法，移动网络应运而生。作为移动通信技术中的个重要的组成部分，在特殊的应用场合，移动网络发挥了重要的作用。背景传统的移动通信网络般是以无线局域网或者是蜂窝网络两种主要形式出现。在网络区域范围内的移动终端设备通常是采用与基站等预先部署好的基础设施进行连接来实现通信的功能，如图所示。在这类网络中，通信的实现通常是以固定的基础设施为前提条件，而通常建立这些所需的网络设施的成本比较高所需时间也比较长，当预先被部署好的网络设施被破坏而无法正常工作或者是其还没有被部署，网络通信并不能够通过该种类型的网络来实现，此时需要类似移动网络这类特殊的网络来代替其在没有固定基础设施条件下实现网络通信的功能。基础设施图传统网络移动网络是种临时性架构的自组织网络，是无线通信发展的个重要因素，万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论它是种能够在无法利用当前所部署好的网络基础设施的环境下能够实现自治的无固定网络基础设施的无线多跳网络。移动网络可以工作在两种情况下，是独立工作，二是与蜂窝无线网络或者是互联网连接。在该网络中，并不存在固定的路由器，网络中的所有移动节点都具备平等的地位，并且可以在网络中自由的移动，实现动态连接，能够动态的保持与其他节点之间的联系，且与传统的移动通信网络相比，该网络不需要预先设置好中心控制节点，其抗毁性很强。随着通信技要的功能是提供传输能力实现信号的编码及信号的译码以及信号发送和信号接收的工作。在多跳网络中，对于链路层所存在的隐藏终端和暴露终端问题通常应用和机制来解决。网络层主要实现的功能包括网络互连功能路由功能以及拥塞控制功能等。对于网络层路由协议的选择，应具备能提供无环路由具备可靠的安全性能根据需要进行操作等。传输层依据网络特性采用或者是协议来实现不同的服务。而应用层主要实现将各种应用服务提供给不同的用户的功能。移动网络路由协议在移动网络中，没有基础设施支持，由于网络具有拓扑结构变化快资源非常有限等性质，如何设计出良好的路由协议面临着巨大的挑战。网络中的路由问题移动网络中，两个移动节点之间的通信往往通过其他中间节点的转发功能来实现。由于该网络并不需要以固定的基础设施为前提条件，在该网络环境下路由变得非常具有挑战性，所面临的路由问题包含如下几个方面。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动网络动态拓扑结构在移动网络中，由于节点的移动性，网络拓扑会随着时间的变化而不可预期地发生改变，使得原来的路由失效，需进行新路由的查找。路由开销在移动网络中，节点由于其所具备的移动特性，网络拓扑结构无预期的变化，使得原本连接的链路随时有断链的可能，导致该网络中路由存在不稳定性，造成定的路由开销。干扰在数据传输时，网络中可能同时存在多个节点需要与其他节点进行通信，此时节点可能会无意中监听到其他传输过程，从而使得各个传输过程间造成定干扰，导致网络性能的恶化。路由协议评价标准相较于传统通信网络而言，考虑到网络中的些网络特性，该网络中的路由设计过程中需要满足适应动态拓扑开环支持单向信道等方面的要求。在移动网络中，需要些指标来对个路由协议性能的优劣情况进行评价。评价指标可以被划分为两种种是定性的评价指标，种是定量的评价指标，相应的评价指标如下所示。定性的评价指标在该网络中，定性的指标通常包含如下几点分布式操作分布式操作不仅是移动网络的个网络特性，同时也是该网络中路由协议所必须具备的个特性。开环般情况下，要求避免出现分组在各节点间被不停的来回传送而造成网络性能损失的情况。开环这个要求使得在网络中实现传输路由无回路。按需式或主动式操作假设在网络中传输数据的过程中，并没有要求对网络中各节点的路由信息进行实时的维护，而是仅当需要时自适应的进行传输，此时，就需要采用按需式的操作方式，该方式能更好的利用网络中的有效资源。而主动式操作正好与按需式操作相反，在些延时可能不被允万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动网络许的情况下，这时就需要用到主动式操作。网络安全性在移动网络中，如果没有个形式的网络安全，则在面对些网络攻击等情况的时候将会变得很脆弱。所以，在该网络中应有充分的网络安全保护措施，防止网络中的协议操作被篡改。休眠操作在移动网络中，由于其能量有限，在些情况下网络中节点暂停工作，要求节点能在任意长的段时间内停止发送数据分组或者是接收数据分组。此时路由协议应具有包容这种情况发生的能力。支持单向链路通常在路由设计的过程中双向链路是个前提假设，在单向信道上许多路由并不能正确的实现预想的功能，可是，该种链路的的确确存在。定量的评价指标在该网络中，定量的指标通常包括以下几点端到端吞吐量与延时该指标是对路由协议的功效的测量，从整体测量来说明该路由协议的表现程度。路由获取时间路由获取时间指的是，在发生路由请求后建立路由时所需的时间。该评价指标主要是对于按需路由的种测量。乱序交付百分率该种性能评价指标主要用来对面向无连接的路由协议性能进行衡量，在网络中，该评价指标的值是越低越好。除此之外还包含了分组投递率等其他的些性能指标用来对路由协议进行定性的评价。路由协议分类该网络中的路由协议可以依据各种不同的标准划分为多种类别。其中，根据路由策略方式可以将路由协议划分为表驱动按需驱动以及混合路由协议三类，该种分类方式是该网络中最常见的种分类方式，而表驱动类型的协议主要有等等，按需驱动类型的协议有等等而从网络结构的角度来进行划分，又可以将路由协议划分为平面路由以及分层路由，而这两种类型的路由协议都不需要有地理位置信万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动网络息的辅助。平面路由中包括了表驱动路由以及按需驱动路由，如图所示。网络路由协议地理定位辅助路由非地理定位辅助路由分层路由平面路由按需驱动路由表驱动路由图路由协议分类由于移动路由协议的发展，路由协议的改进型协议也变得越来越多，下面主要针对两类基本的路由协议划分方法进行描述。表驱动按需驱以及混合路由协议表驱动路由协议试图维护个实时的正确的网络拓扑结构视图，网络中节点存储链路状态和网络拓扑结构的整个或者部分信息，在需要通信之前，建立好每个节点到达其他节点的路由，即使节点不需要进行通信时仍然要保留路由表中的路由信息，也称为先验式路由协议。网络中，拓扑结构旦改变，都会在全网中被及时广播到其他节点，所以网中的所有节点都将知道拓扑结构的变化。表驱动的路由协议并不适应于大型网络，因为他们需要维护每个节点的路由表，这就使得路由表的开销增加，而在该类型的路由协议中，数据分组的延时将会很小。按需驱动路由，正如名字表示的意思，仅当需要时才建立路由。换句话说，只有当个节点需要进行通信时，查看其路由表中有无到通信节点的相关路由，如果没有，源节点才在网络中初始化个路由发现过程。旦路径被成功建立，除非是节点不再需要路由向目的节点传送数据分组，否则在数据分组传送的过程中都需要对其维护更新。按需路由协议并不用对节点的路由相关信息进行周期性的更新，仅在需要进行数据通信时，路由发现过程才被启用，因此能将路由控制开销限制在当路由需要时。但是由于网络中节点具有移动性，拓扑结构随时可能变化，节点在传送数据时，往往需要临时性的进行个路由发现过程来实现对所需路由的查找，导致了定的分组延时。两种类型的路由协议的比较如表所示。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动网络表表驱动路由协议与按需驱动路由协议比较表驱动路由按需驱动路由周期性更新路由需要不需要控制开销较高较低延时性能较低较高资源消耗较高较低在该网络中除了上述两种类型的路由协议之外，还存在着类混合路由协议，这类路由协议是对上述两种路由协议的结合。例如，区域路由协议就是该种类型路由协议的个典型代表，其在个预先定义的区域内使用了表驱动的方法来为节点维护路由信息，同时在各区域之间使用了按需驱动的方法为节点实现路由的发现。单径路由和多径路由路由协议可根据网络中节点间路径的数目划分为单径路由以及多径路由协议。单径路由指的是在源节点需要与目的节点进行数据通信时，在路由发现过程中只发现条可用路由，单径路由所具备的网络延时较长且负载较高。多径路由指的是在源节点需要与目的节点进行通信时，在路由发现过程中查找多条可供数据传送的路径，而不需要像单径路由那样，旦条路径失效就要重新进行新路径的查找过程。协议是多径路由中的个典型代表。典型路由协议路由协议是种表驱动路由协议，该协议是对