第2章 移动自组网路由协议

移动自组网一、介绍移动自组网（Mobile Ad Hoc Network，简称MANET）是一种无线网络体系结构，由一组移动节点组成，这些节点通过无线链路相互连接，并在没有中央控制的情况下自组织地进行通信。

相比传统的固定网络，移动自组网具有更大的灵活性和适应性，可以在没有基础设施的情况下实现临时网络连接。

二、拓扑结构移动自组网通常采用分散式的拓扑结构，节点之间通过无线链路连接，并根据网络中的动态变化自主地选择最佳的路由路径。

这种拓扑结构可以适应节点的移动和网络拓扑的变化，从而满足不同应用场景的需求。

三、路由协议在移动自组网中，路由协议是实现节点之间通信的关键。

常见的路由协议有以下几种：1.AODV路由协议（Ad hoc On-demand Distance Vector）：AODV是一种基于距离向量的路由协议，它通过建立路由请求和路由反馈消息来动态地维护路由表，实现节点之间的通信。

2.DSR路由协议（Dynamic Source Routing）：DSR是一种基于源路由的协议，它使用源节点将整个路由路径编码到数据包中，并通过逐跳传输的方式实现路由。

DSR具有较低的开销，适用于小规模的移动自组网。

3.OLSR路由协议（Optimized Link State Routing）：OLSR是一种基于链路状态的路由协议，它通过建立邻居节点列表和多点中继集合来组织网络拓扑，并根据网络状态实时更新路由表。

四、应用场景移动自组网具有广泛的应用场景，如下所示：1.军事通信：移动自组网可以被应用于军事作战、军事演习等场景，通过快速、可靠的通信实现指挥和控制。

2.紧急救援：在自然灾害或紧急事故发生时，移动自组网可以在短时间内搭建起临时的通信网络，帮助救援人员进行沟通和协调。

3.智能交通：移动自组网可以用于城市交通管理系统，实现车辆之间的信息交换和协同，提高交通效率和安全性。

4.物联网：移动自组网可以作为物联网的底层网络结构，连接传感器、设备和云端，实现设备之间的即时通信和数据传输。

自组网协议简介自组网协议（Ad hoc network protocol）是一种用于无线网络中的通信协议，它允许设备在没有中央控制的情况下自动组成网络，实现互联互通。

自组网协议的设计目标是提供一种灵活、高效、自动化的网络架构，以应对各种环境和应用场景下的通信需求。

自组网协议的特点自组网协议具有以下几个特点：分布式控制自组网协议采用分布式控制机制，即网络中的每个节点都具有相同的权力和功能。

没有中心节点进行控制和管理，所有节点平等地参与到网络中，协同完成网络组织、路由选择和数据传输等任务。

自动组网自组网协议能够实现自动组网的功能，即在没有任何预先配置的情况下，设备能够自动发现和加入网络。

这种自动组网的特性使得自组网协议在无线传感器网络、紧急救援通信等场景中得到广泛应用。

动态路由自组网协议支持动态路由的能力，即网络中的节点能够根据网络拓扑的变化动态地调整路由路径。

当网络拓扑发生变化时，节点能够通过相互通信和协商，重新选择最优的路由路径，以保证数据的稳定传输。

网络容错性自组网协议具有较高的网络容错性，即当网络中的节点出现故障或者离线时，网络仍然能够正常运行。

自组网协议通过节点之间的多跳通信和路由重组，可以在一定程度上避免节点单点故障对整个网络的影响。

自组网协议的应用自组网协议在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个典型的应用场景：无线传感器网络无线传感器网络是自组网协议的重要应用领域之一。

在无线传感器网络中，大量的传感器节点分布在被监测区域内，通过自组网协议自动组成一个网络。

传感器节点之间可以相互通信和协作，实时地采集、处理和传输环境信息，用于环境监测、地质勘探、智能交通等领域。

紧急救援通信在紧急救援场景中，往往需要在短时间内建立起一个临时的通信网络，以便救援人员之间进行通信和协调。

自组网协议的自动组网和动态路由特性使得它成为紧急救援通信的理想选择。

救援人员只需要携带一些便携式设备，通过自组网协议即可建立起临时的通信网络，实现实时的信息交流。

无线传感器网络中的自组网路由协议研究第一章引言无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）作为一种新型的网络结构，具有广泛的应用领域，如环境监测、智能交通系统、农业物联网等。

在这些应用中，无线传感器节点之间需要进行高效、可靠的通信，而自组网路由协议作为无线传感器网络的核心技术之一，对构建和维护网络拓扑结构具有重要意义。

第二章自组网路由协议概述2.1 自组网概念及优势自组网（Ad hoc network）是指一种无线网络结构，在其中没有中央控制节点，所有节点通过协同工作来完成网络的组织和管理。

相比于传统的有线网络或基础设施型无线网络，自组网具有灵活性高、易部署、自组织性强等优点。

2.2 路由协议分类根据网络拓扑结构和路由信息的获取方式，自组网路由协议可以分为基于扁平拓扑的路由协议、基于集群结构的路由协议和基于层次结构的路由协议三类。

第三章无线传感器网络中的自组网路由协议研究现状3.1 单跳和多跳通信在无线传感器网络中，节点之间的通信可以通过单跳（unicast）或多跳（multicast）来实现。

在单跳通信中，源节点直接发送数据到目的节点，适用于目的节点在源节点的通信范围内的情况。

而在多跳通信中，网络中的中间节点会转发数据，使得远距离通信成为可能。

3.2 路由协议分类与比较根据网络拓扑结构和路由信息的获取方式，自组网路由协议可以进一步细分为以下几种类型：平面路由协议、层次路由协议、地理路由协议、多路径路由协议等。

不同类型的路由协议在网络拓扑结构、能耗、轨迹长度等方面有所不同。

3.3 典型路由协议描述介绍一些典型的自组网路由协议，包括经典的DSDV协议、AODV协议、DSR协议以及最新的LEACH协议等。

对这些协议的工作原理、优缺点、应用场景进行详细分析和比较。

第四章自组网路由协议的优化方法4.1 路由协议优化需求自组网路由协议优化的核心目标是提高网络的性能和可靠性，降低能耗。

移动自组网选播路由协议ARAD
彭革刚;李新宇;宋鹰;向黎生;沈清;李仁发
【期刊名称】《高技术通讯》
【年(卷),期】2013(023)003
【摘要】针对移动自组(ad hoc)网的特点,提出了一种适合ad hoc移动网络的选播路由协议——ARAD协议.该协议在充分考虑选播路由特点的基础上,将ad hoc 按需距离矢量路由(AODV)协议的路由发现机制与动态源路由(DSR)协议的缓存源路由技术相结合,在动态变化的ad hoc网络中实现了一种高效的选播路由.模拟结果表明,在动态的网络环境下,ARAD协议能够取得良好的性能.
【总页数】6页(P245-250)
【作者】彭革刚;李新宇;宋鹰;向黎生;沈清;李仁发
【作者单位】拓维信息系统股份有限公司博士后科研工作站长沙410205;拓维信息系统股份有限公司博士后科研工作站长沙410205;拓维信息系统股份有限公司博士后科研工作站长沙410205;拓维信息系统股份有限公司博士后科研工作站长沙410205;拓维信息系统股份有限公司博士后科研工作站长沙410205;湖南大学计算机与通信学院长沙410082
【正文语种】中文
【相关文献】
1.移动自组网络中一种基于选播策略的路由恢复方法 [J], 王建新;邓曙光;陈松乔;陈建二
2.基于水压的水下传感网络的选播路由协议 [J], 刘文博;王涛
3.基于混合策略的QoS选播路由协议 [J], 王涛娟;丁建强
4.移动自组网络中的选播技术 [J], 严伟;倪明选
5.移动自组网络中一种有效的选播路由协议 [J], 王建新;邓曙光;陈松乔;陈建二因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

自组网路由协议的分类1.按照路由协议所依据的基本路由算法不同：基于链路状态（LS ）的路由协议、基于距离矢量（DV ）的路由协议、源路由（SR ）协议、反向链路（LR ）协议；2.按照路由建立的方式不同：先应式路由协议、按需路由协议、混合路由协议；3.按照路由协议所依据的网络逻辑结构的不同：平面结构的路由协议、分层结构的路由协议；4.按照路由协议所适用的网络规模不同：中、小规模路由协议、大规模（可扩展）路由协议；5.按照接收业务数据的目的节点个数的不同：单播路由协议、多播路由协议；6.QOS 路由协议：具备一定功能的QOS 保证能力7.利用地理位置信息的路由协议英春,史美林.自组织网环境下基于QoS 的路由协议.计算机学报,2001,10,24(10):1026-1033 本文路由协议的主要思想是根据无线链路两个重要指标：平均错误分组率和生存时间进行路由发现、选择和维护。

相对跳数而言，它们向用户提供了最用可能满足特定QoS 需求的信息流的传输。

本文从QoS 路由角度提出一种自组网环境下的路由协议：LS-QoS 。

基于QoS 的路由是指根据当前网络的资源信息和数据流的QoS 需求进行路由选择的机制。

LS-QoS 充分利用了自组网无线信道的广播特性，参考链路的两个重要指标-平均错误分组率和生存时间进行路由选择。

在LS-QoS 协议中，移动节点是按需进行路由请求的，从而节省了无线带宽，减低了电源开销。

网络模型：自组网抽象为一个有向图模型G=(V,E),其中v 是移动及诶单的有限集合，E 是有向无线链路边的有限集合。

每个移动节点都分配一个全网唯一的节点标识符i ，i ∈V 。

每个节点i 根据无线信号传播模型具有大小为R 的传播半径，信道传输率为B 。

如果节点j 在节点i 的传播半径内，则存在一条从节点i 到j 的有向边E[i,j]，E[i,j]∈E 。

E 集合随着时间而变化。

采用链路状态法思想设计的原因：首先，可以有效地利用自组网中存在的单向无线链路。

自组网协议书甲方（发起方）：地址：联系电话：法定代表人：乙方（参与方）：地址：联系电话：法定代表人：鉴于甲方拟建立自组网（以下简称“网络”），乙方有意参与该网络的建设和运营，双方本着平等互利的原则，经协商一致，达成如下协议：第一条定义1.1 自组网：指由甲方发起，乙方参与，共同建立并运营的无线通信网络，该网络不依赖于传统电信运营商的基础设施，由参与方自行组织建设和维护。

1.2 网络建设：指自组网的硬件设备采购、安装、调试等活动。

1.3 网络运营：指自组网的日常维护、管理、服务提供等活动。

第二条网络建设2.1 甲方负责网络建设的总体规划和设计，乙方应根据甲方的要求提供必要的支持和协助。

2.2 乙方应按照甲方提供的技术标准和规范，负责其参与部分的网络建设工作。

2.3 双方应共同确定网络建设的时间表，并按计划推进网络建设工作。

第三条网络运营3.1 甲方负责网络运营的统一管理和协调，乙方应遵守甲方制定的运营规则和标准。

3.2 乙方应负责其参与部分的网络运营工作，包括但不限于设备维护、故障排查、服务提供等。

3.3 双方应定期召开运营会议，讨论网络运营中的问题和改进措施。

第四条费用分担4.1 网络建设费用由甲方和乙方根据各自参与程度和贡献比例分担。

4.2 网络运营费用由甲方和乙方共同承担，具体分担比例由双方根据实际情况协商确定。

第五条知识产权5.1 网络建设过程中形成的知识产权，包括但不限于专利权、著作权、商标权等，归甲方所有，乙方享有使用权。

5.2 乙方在网络运营过程中形成的知识产权，归乙方所有，甲方享有使用权。

第六条保密条款6.1 双方应对在合作过程中知悉的对方商业秘密和技术秘密负有保密义务。

6.2 未经对方书面同意，任何一方不得向第三方披露、泄露或使用对方的商业秘密和技术秘密。

第七条违约责任7.1 如一方违反本协议的任何条款，应承担违约责任，并赔偿对方因此遭受的一切损失。

7.2 因不可抗力导致无法履行或完全履行本协议的，双方均不承担违约责任。

随着近年来在计算机和无线通信领域的技术进步，移动无线计算将获得日益广泛的应用。

传统的基于接入点（AP，Access Point）的移动无线网络一般只应用于有线网络的边缘，随着到处存在的计算（Ubiquitous Computing）概念的提出，在一些缺乏网络基础设置、基站或ISP的场合，移动节点要互相通信，自身就必须要充当缺少的网络功能部件。

通常把具有无线通信设备的移动计算机用户相互构成的临时网络称为自组织网络。

移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Networks）的目的是通过在移动节点中增加路由功能，支持移动无线网络在缺乏基础设施的场合下高效鲁棒的运行。

1．1移动自组网简介1.1.1移动自组网产生背景由于有线通信方式对应用范围的限制，人们发明了移动无线通信。

近年来，无线网络在支持移动性方面的发展非常的迅速，但通常的来说，移动无线通信网通常以蜂窝移动通讯系统，无线局域网（IEEE802.11）方式出现，这样的移动网络依然要以通信基站或接入点（AP）为基础。

比如在蜂窝移动网络当中，移动终端与固定基站相互通信，移动终端本身不具备路由功能，由移动交换机负责路由与交换功能，同时充当网关，以有线方式接入固定网。

而在无线局域网当中，则用符合IEEE802.11协议的无线网卡把移动节点（笔记本，PDA 等）通过无线接入访问点连接到现有的固定网络。

这些移动通信方式都需要基站、访问服务点或者外地代理等这样的中心控制设备。

但是在某些特殊环境或紧急情况下不可能有预先安置好多固定接入设备，因此在这些情况下都迫切需要一个能够动态的、能够快速部署的、不依赖或很少依赖现有的有线网络设备，能够零时快速自动组网的移动通讯技术，这也就形成了另一类无线通信网络技术既无线自组网络技术。

无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点所组成的一个零时性多跳自治系统，它不依赖于预设的基础设施，具体可临时组网、快速展开、无控制中心、抗毁性强等特点，在军事方面和民事方面和民用方面都具有广阔的应用前景，是目前网络研究中的热点问题。