【正文】 不需要周期性地廣播路由信息，節(jié)省了一定的網(wǎng)絡(luò)資源。另外，在負(fù)載較重的情況下，反應(yīng)式的路由協(xié)議中 AODV 協(xié)議的性能最為理想。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)而又沒有到目的節(jié)點(diǎn)的有效路由時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)路 由發(fā)現(xiàn)過程 :向網(wǎng)絡(luò)廣播一個(gè)路由請(qǐng)求分組 RREQ , AODV允許中間節(jié)點(diǎn)響應(yīng) RREQ，當(dāng)收到請(qǐng)求的中間節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)有一條“足夠新”的路由到達(dá)目的地時(shí) （ “足夠新”的意思是這條路由對(duì)應(yīng)的目的序列號(hào)大于或等于 RREQ 中的目的序列號(hào) )，中間節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)以單播的方式向源節(jié)點(diǎn)返回一個(gè) RREP 分組， RREP 沿著剛建立的逆向路徑傳輸回源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)收到該 RREP后則開始向?qū)?yīng)目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。 AODV 術(shù)語 Active route(有效路由 ) 通往目的節(jié)點(diǎn)的一條路由，路由表項(xiàng)標(biāo)記為有效。但有時(shí)候需要將某些 AODV 協(xié)議幀廣播發(fā)送到全網(wǎng)。沿著路由查 找過程己經(jīng)建立好的路徑，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)將用戶數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到距離目的節(jié)點(diǎn)較近的下一跳。 Originating node(源節(jié)點(diǎn) ) 發(fā)起 AODV 協(xié)議幀的節(jié)點(diǎn)，這一 AODV 協(xié)議幀很可能被無線自組網(wǎng)中的其 它節(jié)點(diǎn)重新 轉(zhuǎn)發(fā)。在協(xié)議幀中使用時(shí)，它幫助其它節(jié)點(diǎn)判斷源節(jié)點(diǎn)所發(fā)出信息的新舊程度。當(dāng)中間節(jié)點(diǎn)響應(yīng) RREQ 時(shí)，在將 RREP 發(fā)送 到源節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，同時(shí)發(fā)送一個(gè) RREP 幀到目的 TP 地址節(jié)點(diǎn)，這個(gè)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)的 RREP 幀就叫免費(fèi) RREP 幀。 RREQ ID 一 RREQ 幀的 ID，與源節(jié)點(diǎn)的 IP 地址一起標(biāo)識(shí)一個(gè)唯一的 RREQ。 Originator Sequence Number 一源節(jié)點(diǎn)序列號(hào)。 A 一需要應(yīng)答標(biāo)記，當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到這個(gè) RREP 幀后需要給于應(yīng)答。當(dāng)不分群的時(shí)候，這個(gè)字段設(shè)置為零。 Destination Sequence Number 一目的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了本地鏈路的修復(fù)，通知上游節(jié)點(diǎn) 不要進(jìn)行刪除動(dòng)作時(shí)設(shè)置這個(gè)標(biāo)志。 Unreachable Destination Sequence Number 一在路由表項(xiàng)中不可達(dá)目的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 序列號(hào)。 圖 RREPACK 協(xié)議幀格式 Type 一標(biāo)志幀的類型， RREPACK 幀設(shè)為 40 Reserved 一發(fā)送時(shí)為 0，接收時(shí)忽略，保留給將來擴(kuò)展時(shí)使用。這一章節(jié)將對(duì)以上情況進(jìn)行詳細(xì)描述。 AODV 依賴在網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有并維護(hù)自身的目的序列號(hào)來避免到該節(jié)點(diǎn)的所有路由出現(xiàn)環(huán)路。為實(shí)現(xiàn)序列號(hào)的循環(huán)，序列號(hào)采用 32 比特?zé)o符號(hào)整數(shù)，當(dāng)序列號(hào)增加到最大可能值時(shí)，再增加則值變?yōu)?0。 通往目的節(jié)點(diǎn)的下一跳鏈路丟失或過期時(shí)，節(jié)點(diǎn)也可以在它的路由表項(xiàng)中改變目的地序列號(hào)。 節(jié)點(diǎn)在 下列情況下可以改變路由表項(xiàng)中的目的地序列號(hào) : 節(jié)點(diǎn)本身是目的地節(jié)點(diǎn)，并為自己提供了一條新的路由 。在沒有該目的地的對(duì)應(yīng)表項(xiàng)的情況下，則建立表項(xiàng)，并利用控制報(bào)文記錄的源 IP 地址和前一跳節(jié)點(diǎn) IP地址建立到源節(jié)點(diǎn)的反向路由表項(xiàng)。 路由表序列號(hào)未知。由于我們認(rèn)為源和目的地址之間的路由是對(duì)稱的，那么沿著逆向路徑返回源節(jié)點(diǎn)的前一跳的有效路由生存期也同樣更新為大于等于當(dāng)前時(shí)間加上 ACTIVE ROUTE TIMEOUT。這種情況可能是 :目的節(jié)點(diǎn)之前對(duì)于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是未知的，或者曾經(jīng)有效的到目的節(jié)點(diǎn)的路由已經(jīng)過期或標(biāo)記為無效。每個(gè)節(jié)點(diǎn)只維護(hù)一個(gè) RREQ ID。 RREQ ID 和發(fā)起者的 IP 地址聯(lián)合起來標(biāo)志一個(gè)獨(dú)一無二的 RREQ 報(bào)文。 節(jié)點(diǎn)每秒鐘不應(yīng)該產(chǎn)生多于 RREQ_RATELIMIT 次的 RREQ 消息。對(duì)于每一次新的嘗試， IP 頭中的 TTL 字段根據(jù) 部分描述的機(jī)制進(jìn)行設(shè)置，以對(duì) RREQ 每次發(fā)送的距離進(jìn)行控制。 路由請(qǐng)求消息的控制傳播 為了防止不必要的網(wǎng)絡(luò)范圍的 RREQ 傳播，發(fā)起者節(jié)點(diǎn)應(yīng)該使用擴(kuò)展環(huán)搜索技術(shù) 。當(dāng)希望所有的重試經(jīng)過整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以通過將 TTL_START和 TTL INCREMENT 都配置成同樣 的值 NET DIAMETER 來實(shí)現(xiàn)。超過 TTL _THRESHOLD 則 TTL 的值設(shè)為 NET_DIAMETER 。 處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求 當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到 RREQ，它首先建立或更新到上一跳的無有效序列號(hào)的反向路由，然后檢查確定在至少 PATH DISCOVERY TIME 時(shí)間內(nèi)，它是否收到帶有同樣發(fā)起者 IP 地址和 RREQ ID 的 RREQ 報(bào)文。然后，節(jié)點(diǎn)使用 RREQ 中的發(fā)起者序列號(hào) (作為路由表項(xiàng)中的目的地序列號(hào) )，在路由表中建立或更新到發(fā)起者 IP 地址的反向路由。 (增加了 1 以后的值 ) 任何時(shí)候收到 }Q消息，到發(fā)起者 IP 地址的反向路由表項(xiàng)的生存期設(shè)置為 {現(xiàn)有生存期，最小生存期 }的最大值。 如果上述任何一種情況滿足，則節(jié)點(diǎn)不再?gòu)V播 RREQ。然而，即使收到的RREQ 消息的目的地序列號(hào)值大于節(jié)點(diǎn)所維護(hù)的當(dāng)前值，該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)也不能修改自己維護(hù)的相應(yīng)路由表項(xiàng)的目的序列號(hào)值。隨著 RREP 被轉(zhuǎn)發(fā)回發(fā)起 RREQ 消息的節(jié)點(diǎn)，跳數(shù)字段也在每一跳加 1。目的節(jié)點(diǎn)將它的序列號(hào) (可能是新增加的 )放入 RREP 的目的地序列號(hào)字段當(dāng)中，并把跳數(shù)字段值設(shè)置為 O。中間節(jié)點(diǎn)同時(shí)更新到 RREQ 發(fā)起者節(jié)點(diǎn)的路由表項(xiàng)，這一操作通過將通往目的地的下一跳放入反向路由表項(xiàng) (即 RREQ 消息中發(fā)起者 IP 地址字段的表項(xiàng) )的先驅(qū)表中實(shí)現(xiàn)。如果中間節(jié)點(diǎn)對(duì)每一個(gè)發(fā)出的 RREQ 進(jìn)行應(yīng)答，目的節(jié)點(diǎn)就不能收到任何 RREQ 的拷貝，也就不可能知道到發(fā)起者節(jié)點(diǎn)的路由。 發(fā)給 Rl 妞 Q 發(fā)起者的 RREP 和前面提到的一樣，而發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)的免費(fèi)RREP， 在 RREP 消息字段中包 含下面的值 : 跳數(shù) :節(jié)點(diǎn)路由表中到發(fā)起者節(jié)點(diǎn)的路由表項(xiàng)給出的跳數(shù) 。 免費(fèi) RREP 就這樣被發(fā)送到去往目的地節(jié)點(diǎn)路徑上的下一跳，就像目的地節(jié)點(diǎn)已 經(jīng)發(fā)出了到發(fā)起者節(jié)點(diǎn)的一個(gè) RREQ，而這一 RREP 正是對(duì)假想的 RREQ 進(jìn)行應(yīng)答一樣。 RREP 中的目的地序列號(hào)大于節(jié)點(diǎn)中的目的地序列號(hào)的拷貝，并且已知值為有效 。跳數(shù)設(shè)為新跳數(shù)，過期時(shí)間為當(dāng)前時(shí)間加上 RREP 消息中的生存期。任何節(jié)點(diǎn)傳送RREP 的時(shí)候，把 RREP 被轉(zhuǎn)發(fā)到的下一跳節(jié)點(diǎn)加入 對(duì)應(yīng)目的地節(jié)點(diǎn)的先驅(qū)列表中，對(duì)該先驅(qū)列表進(jìn)行更新。如果沒有其它 RREP 到達(dá) RREQ 消息的發(fā)起節(jié)點(diǎn)，發(fā)起者節(jié)點(diǎn)在超時(shí)以后重新嘗試路由發(fā)現(xiàn)。在 AODV 中，任何節(jié)點(diǎn)只處理具有同樣 RREQID 的第一個(gè) RREQ 消息，忽略任何后續(xù)的 RREQ報(bào)文。節(jié)點(diǎn)忽略所有從“黑名單”集 合處發(fā)來的 RREQ。收到 RREP ACK 的時(shí)間很可能就在剛剛發(fā)出帶“ A”標(biāo)志的 RREP 的時(shí)間之后。 Hello 消息 在 AODV 路 由協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)可以通過廣播本地 Hell。 跳數(shù) :0。到鄰居的路由如果存在，必須包含 Hello 消息中的最新目的地序列號(hào)。 維護(hù)本地連接性 每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該了解到它到有效下一跳的持續(xù)連接性，同時(shí)也應(yīng)該留意在過去 (ALLOWED_HELLO_OSS X HELLO_INTERVAL)時(shí)間內(nèi)發(fā)送 Hello 消息的鄰居。如果在 NEXT HOP WAIT 微秒內(nèi)沒有檢測(cè)到傳輸或者下一跳是目的地節(jié)點(diǎn) (因此不應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文 )，則使用下面的方法之一確定連接性。 如果到下一跳的鏈路無法通過上述任何方法檢測(cè)，轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該認(rèn)為鏈路丟失，并且按照 中的方法采取糾正行動(dòng)。 (2)如果節(jié)點(diǎn)收到去往某個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)報(bào)文，而節(jié)點(diǎn)沒有到該目的地節(jié)點(diǎn)的有效路由并且沒有在進(jìn)行修復(fù) 。對(duì)于情況 ((3)，不可達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)列表中應(yīng)該包含 RERR 的一些目的地節(jié)點(diǎn)，這些目的地節(jié)點(diǎn)在本地路由表中存在 著對(duì)應(yīng)的路由表項(xiàng)，路由表項(xiàng)的下一跳是所收到的 RERR 消息的發(fā)送者。如果只有唯一 個(gè)鄰居需要接收 RERR，則 RERR 應(yīng)該單播至該節(jié)點(diǎn)，否則將帶有不可達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)目 的 地序 列 號(hào)的 RERR 消 息 發(fā) 送到 本地 廣 播地 址 ( 目的 地 IP 地址= , TTL=1) 。 路由表項(xiàng)標(biāo)記為無效。如果一條無效路由收到數(shù)據(jù)報(bào)文，它的生存期字段更新為當(dāng)前時(shí)間加上 DELETE _PERIOD 。發(fā)起修復(fù)的節(jié)點(diǎn)等待路由發(fā)現(xiàn)周期來獲得對(duì) RREQ 進(jìn)行響應(yīng)的 RREP。如果新確定的到目的地節(jié)點(diǎn)的路由的跳數(shù)大于原來知道路由的跳數(shù)，則節(jié)點(diǎn)發(fā)出關(guān)于該目的地節(jié)點(diǎn)的 RERR，并設(shè)置“ N”比特標(biāo)記。 對(duì)路由中的鏈路中斷進(jìn)行本地修復(fù)有時(shí)候會(huì)導(dǎo)致到目的節(jié)點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度增加。 當(dāng)有效路由的鏈路中斷，通常有多個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)變得不可達(dá)。在 超時(shí)發(fā)生之前，如果有報(bào)文需要到達(dá)其它目的地節(jié)點(diǎn)，則其它路由將被修復(fù)。網(wǎng)絡(luò)模擬有著周期小、成本低等特點(diǎn)，而且可以使研究者更容易利用他人的研究成果，可以使研究者 更專注于自己所研究的部分而不必為系統(tǒng)的其他部分耗費(fèi)過多的精力。 NS2 采用面向?qū)ο?、離散事件驅(qū)動(dòng)的模擬方法，易于對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建模，模擬效率高，系統(tǒng)易于擴(kuò)展。所以為了兼顧網(wǎng)絡(luò)模擬效率和系統(tǒng)建模的靈活性，編程者可以使用面向?qū)ο?、解釋?zhí)行的腳本程序設(shè)計(jì)語言 Otcl 進(jìn)行模擬配置，并通過編寫 C++構(gòu)件擴(kuò)充系統(tǒng)的模擬能力。支持 Drop Tail、 RED、 CBQ、 WRR、 DRR 和 SFQ 等隊(duì)列管理和包調(diào)度機(jī)制 。*.tr39。這就需要利用到分裂對(duì)象模型，添加新的 C++類和 Otcl 類，然后再編寫 Otcl 腳本。 ，從而確定網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)量分布。仿真完成后，可以對(duì) trace 文件進(jìn)行分析研究。 ，重新進(jìn)行上述模擬過程。 v src=$i v dst=$j f $ dd=$dd,\ $1 一 $i$\title\$i$j\with linespoints done echo set term png medium 。$ echo set key left top box。 圖 AODV 協(xié)議吞吐量 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時(shí)間延遲 計(jì)算延遲的 awk 腳本 BEGIN{ recvdSize=0。 t 加 e=$2。 level=$4。 } sendTime[pkt id]=time。 } delay+=(recvTime[i)sendTime[i))。} if (recvdNum=0){ printf }nWarning:no packets were received,simulation may be too shortln。 模擬結(jié)果 圖 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包時(shí)間延遲 圖中橫坐標(biāo) 是不同的連接，比如 12， 45 等，縱坐標(biāo)表示的延遲量， pause time是暫停的時(shí)間，值越大，表示整個(gè)場(chǎng)景的移動(dòng)性越小，由圖可以看出， pause time越大網(wǎng)絡(luò)的延遲就越小，這說明傳感網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的延遲影響很大?？梢杂?NS2 下的 nam 工具來演示 RREQ 廣播情形，圖 是在某一時(shí)刻截取到的運(yùn)行場(chǎng)景圖。 圖 用 nam演示掉包 本章小節(jié) NS 是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)容只是他其中很小的一部分，本章首先概要得介紹了 NS 系統(tǒng)，然后在 NS 環(huán)境下構(gòu)建了一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，并在該網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行 AODV 路由協(xié)議。即使是對(duì)于一個(gè)并不大的程序，代碼的組織都是非常重要的，因?yàn)檫@關(guān)系到日后的維護(hù) 以及擴(kuò)展。 通過本章的 NS 模擬，對(duì) AODV 路由協(xié)議的性能及運(yùn)行原理有了直觀的了解。 圖 用 nam演示 RREQ 廣播 數(shù)據(jù)傳輸演示 無線網(wǎng)絡(luò)中存在大量的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間需要相互通信，可以用 nam 來演示這一過程，圖 是其中某個(gè)時(shí)刻的一個(gè)截圖，圖中的小黑點(diǎn)表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，當(dāng)前正在從 1 號(hào)節(jié)點(diǎn)傳往 38 號(hào)節(jié)點(diǎn)。 路由負(fù)載模擬 圖 34 路由負(fù)載模擬 由圖 可以很明顯的看出，隨著 pause time 的增大，路由負(fù)載呈遞減趨勢(shì)，這說明移動(dòng)性小的傳感網(wǎng)絡(luò)的路由負(fù)載要比移動(dòng)性大的好。 printf %ISs:%d}n,stopTime,stopTime。 } if (recvdNum!=0) {avgee delay=delay/recvdNum。 } } END{ delay=avgse delay=recvd Num=0。amp。 plotid=$6。 st 叩 Time=0。$1 echo $dd。$1 echo set ylabel \Transmission Speed(KB/s)\。 網(wǎng)絡(luò)吞吐量模擬 shell 腳本 一次計(jì)算多個(gè)連接的吞吐量并且畫圖顯示的 shell 腳本如下 : !/bin/csh grep AGT $$ srcl=1 dstl=2 src2=4 dst2=5 src3=4 dst3=6 src4=6 dst4=7 src5=7 dst5=8 src6=7 dst6=9 src7=8 dst7=9 i=$src 1 j=$dstl dd=plot \$1 一 $i$\