无线网络技术教程6-无线自组织网络(实验)

目标 D 下一跳 跳计数 序列号 C 2 1002
用路由序列号，解决环回现象
(b)中节点A路由表更新 目标 D 下一跳 跳计数 序列号 ∞ 1001
D
B
2
1000
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(a)中节点B初始路由表 目标 D 下一跳 跳计数 序列号 D 1 1000 目标 D
(b)中节点B路由表更新 下一跳 跳计数 序列号 ∞ 1001
6
6.2 MANET体系结构和协议原理

6.2.1 MANET的网络结构
对等式结构
如何把数据 传递过去？
☆优点：源与目标之间存在多条路径，健壮性好，相 对比较安全。 ☆缺点：关键位置节点能耗较大、寿命短。
分级结构(簇)
簇
内部节点
簇头
网关节点
对等式结构
分级结构
7
第6章 无线自组织网络 目录
☆Ad Hoc、MANET网络概述 ☆MANET路由协议
8
6.2.3 MANET的路由协议


MANET的两类路由协议
表驱动（先验式）路由协议：
每个节点维护路由表，包含到达其它节点路由信息；如果 拓扑变化，随时更新。 如：DSDV、WRP、FSR等

按需（反应式）路由协议：
节点平时不维护路由表，需发送数据时才查找路由。 如：AODV、TORA、DSRP、SSR等
(a)中节点C初始路由表 目标 D 下一跳 跳计数 序列号 A 3 1000 目标 D
(b)中节点C路由表更新 下一跳 跳计数 序列号 D 1 1001
第4步，C更新A的路由 表，结果是什么？
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2 按需路由协议

按需式：AODV路由协议

中间节点不需维护路由表。 Ad Hoc应用最广泛的按需路由协议之一。
C C A (a) D
A
B
D
(b)
B
初始：A通过B与D相连 更新：D移动，D和B断开，D和C连接
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DSDV路由协议

初始状态：图(a)中节点A和节点B起始路由表
节点A的路由表 节点B的路由表 跳计数 2 目标节点 D 下一跳 D 跳计数 1 下一跳 B
目标节点 D

更新状态：图(b)中节点D移动到新位置，节点B的路由更新

路由规则

当节点有数据要发送时，广播路由请求包RREQ，等 待目标节点反馈，建立路由表。
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AODV路由协议

实例
假设节点A要向G发送数据
B C E
A
D F G
AODV示例网络拓扑
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AODV路由协议
一、A广播路由请求包RREQ ，B接收RREQ， 并创建逆向路由（记录BA，A是B的上一跳）
节点B的路由表
C C A (a) B D (b) B D
目标节点
下一跳
跳计数
A
D
A
3
在C到D的路由信息到达A之前，产生路由环回现象，即 A或B想要向D发送的数据会在A和B之间来回转发，无法 到达真正的目标。
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DSDV路由协议

(a)中节点A初始路由表
目标 下一跳 跳计数 序列号
(b)中节点A路由表更新
• 总结
• 网络结构
• 对等式结构 • 分级结构(簇)
• 路由协议
• 表驱动（先验式）路由协议：DSDV
•
•
速度快，开销大
• 按需（反应式）路由协议：：AODV 速度慢，开销小
BA
B
C
E
RREQ 逆向路径
A
D
F G
16
AODV路由协议
二、D接收RREQ，并创建逆向路由，记录DBA。 C也收到了来自B的RREQ，省略未表
BA
B
C
E
RREQ 逆向路径
A
D
DBA
F
G
17
AODV路由协议
三、F接收RREQ，并创建逆向路由，记录FDBA
BA
B
C
E RREQ 逆向路径
A
D
DBA
F
4
6.1.2 移动Ad Hoc网络的定义

节点的双重角色
☆主机：采集和处理数据。 ☆路由器：运行路由协议，进行路由发现、维护、转发
等操作。
☆例如：
A和C互相不在信号范围内
需要B充当路由器的角色
5
A
B
C
6.1.3 MANET的特点

MANET协议的特点
☆拓扑结构，动态变化 无固定通信设施，网络节点随机移动 ☆资源有限 节点的能量和网络带宽有限 ☆多跳通信 无中心节点，节点之间通信，需要多跳转发 ☆安全性较低 无线信道，易受窃听、篡改、伪造等攻击
FDBA
G
18
AODV路由协议
四、G接收RREQ，按照逆向路由GFDBA，返回 路由响应包RREP给A，建立了从A到G的完整路由。
BA
B
C
E RREQ
RREP
A
D
DBA
F
FDBA
G
GFDBA
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3，典型路由协议的分析比较
表驱动和按需路由协议的性能高/低比较？
协议类别
路由协议 获取时延 控制开销 控制能耗 带宽开销 表驱动 DSDV 低 按需 AODV 高
高
高 高
低
低 低
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发展：DTN网络
DTN (Delay Tolerant Networks，容迟网络)
2002年提出，在一些特定的网络环境下，如：星际网 络，车辆网络， 经常出现网络断开的现象，不能保持
端到端的路径。
特点：
1.长延时 2.节点资源有限 3.间歇性连接 4.不对称数据速率 5.低信噪比和高误码率
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DSDV路由协议

表驱动式：DSDV路由协议
☆路由表项目：目标节点地址，下一跳，最近跳计数，序
列号（区分路由的新旧）；

路由表维护规则：
☆节点周期性互相通告当前路由表； 节点A路由表
☆收到更新通知后，及时更新自己的路由表；
☆如果节点长时间未收到邻居的更新，认为链路中断；
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DSDV路由协议

DSDV示例
3
6.1.2 移动Ad Hoc网络的定义

Ad Hoc
☆定义：由若干个无线终端构成一个临时性的、无中心的 网络，不需要任何基础设施（如路由器，交换机）。

MANET (Mobile Ad-hoc Networks)
☆定义：多个移动终端构成的Ad Hoc网络。
如果单个节点通信距离不足，谁来做路由器？
无线网络技术教程 ——原理、应用与仿真实验
第6章 无线自组织网络
目录
☆Ad Hoc、MANET网络概述 ☆MANET路由协议
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6.1 Ad Hoc网络概述

Ad Hoc网络的背景
☆1972年，美国国防部，启动分组无线网项目。 ☆分组无线网是Ad Hoc的前身。 ☆Ad Hoc是无线传感器网络的前身。 ☆1990年代开始，Ad Hoc网络的研究得到长足进展。 ☆2000年之后，研究热点转换为——无线传感器。 ☆目前，尚未大规模实用，仍处试验阶段。Ad Hoc和无线 传感器网络