【正文】 其次我要 衷心感謝我的指導(dǎo)老師陳偉宏老師。 對仿真結(jié)果進行分析和性能評價 ，為路由協(xié)議的廣泛應(yīng)用提供了重要的依據(jù) 。 表 仿真結(jié)果比較 圖 表驅(qū)動路由協(xié)議 DSDV 按需驅(qū)動路由協(xié)議 丟包率 低 高 平均時延 低 高 吞吐量 低 高 路由開銷 高 低 圖 mobility_rate delay 圖 mobility_rate loss_rate 25 圖 mobility_rate throughput 圖 mobility_rate routecost 按需路由協(xié)議只有在需要一條路徑時才開始建立，如果節(jié) 點在發(fā)送分組時沒有到目的節(jié)點的路由時，需要啟動相應(yīng)的路由發(fā)現(xiàn)機制搜尋路由，這樣將會產(chǎn)生一定的時延，并且當(dāng)節(jié)點移動速度增加，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié) 構(gòu)會 占用大量的無線信道資源，從而必然降低協(xié)議的效率，增大協(xié)議的掉包率、具有較大的網(wǎng)絡(luò)時延；而對于 DSDV 協(xié)議來講，當(dāng) 節(jié)點移動速度的增加，網(wǎng)絡(luò)拓撲變化變快，要想實時維護拓撲結(jié)構(gòu)需要大量的 控制 信息，這些控制信息 同樣 將會占用大量的無線信道資源，從而影響用戶數(shù)據(jù)報文的發(fā)送，降低了系統(tǒng)吞吐量 。用 gnuplot 對所得的數(shù)據(jù)畫圖，得 AODV、 DSR、 DSDV 的分組 數(shù)據(jù)的 端到端平均時延 、 丟包率、平均吞吐量和 網(wǎng)絡(luò)路由開銷 性能曲線圖 。 如果程序較長，一般將 gawk 程序存為一個文件，即 Patterns 與 actions 寫在一個文件名為 programfile 的文件里，執(zhí)行格式如下： $gawk –f programfile inputfile1,inputfile2…… 繪圖 工具 gnuplot (1)gnuplot 簡介： gnuplot 是由 Colin Kelly 和 Thomas Williams 于 1986 年開始開發(fā)的科學(xué)繪圖工具，支持二維和三維圖形。 數(shù)據(jù)分析工具 gawk （ 1） gawk 簡介： awk 是一種程序語言，對于資料的處理具有很強的功能，可以是用很短的代碼輕易的完成對文本檔案作修改、分析、提高和比較等處理。 （ 10）發(fā)送節(jié)點在無線信道上發(fā)送該分組所期望的時間值。 exit 0 19 無線 Trace 文件格式 下 面是無線 Trace 文件的一個例子： s _1_ RTR 0 message 32 [0 0 0 0] [1:255 1:255 32 0] r _0_ RTR 0 message 32 [0 ffffffff 1 800] [1:255 1:255 32 0] s _0_ AGT 1 tcp 40 [0 0 0 0] [0:0 1:0 32 0] [0 0] 0 0 r _0_ RTR 1 tcp 40 [0 0 0 0] [0:0 1:0 32 0] [0 0] 0 0 s _0_ RTR 1 tcp 60 [0 0 0 0] [0:0 1:0 32 0] [0 0] 0 0 r _1_ AGT 1 tcp 60 [13a 1 0 800] [0:0 1:0 32 0] [0 0] 1 0 s _1_ AGT 1 ack 40 [0 0 0 0] [0:0 1:0 32 0] [0 0] 0 0 …… 無線 Trace 文件的記錄每條共有 21 欄，各欄表示的意義如下： （ 1）事件類型：共有四種事件類型，分別為： s：分組的發(fā)送事件； r：分組的接收事件； d：分組的丟棄事件； f：分組的轉(zhuǎn)發(fā)事件。 （ 2） TCP 流的隨機生成： cbrgen 工具可以用來隨機生成 TCP 流，命令格式如下： ./ns –type trace type nn num_of_nodes seed seed mc max connection rate rate out file 仿真參數(shù)的設(shè)置 本課題從兩方面來比較無線自組網(wǎng)路由協(xié) 議的性能： 當(dāng)節(jié)點不斷增加時各路由協(xié)議的性能變化 和 當(dāng)移動速 度不斷增加 時各路由 18 協(xié)議的性能變化 的 相關(guān)參數(shù)如表 所示。所謂點的配置就是在節(jié)點創(chuàng)建之前設(shè)定節(jié)點的各項屬性，可以使用模擬器對 ns 的內(nèi)部過程 nodeconfig{}來配置節(jié)點的屬性。 端到端平均時延 = 數(shù)據(jù)包總數(shù) 所用時間源節(jié)點數(shù)據(jù)包成功傳輸 （ ） （ 3）路由 開銷： 單位數(shù)據(jù)包個數(shù)所引起的額外路由分組個數(shù)，包括 RREQ（ Route Request，路由請求）、 RREP（ Route Reply，路由應(yīng)答）、 RRER（ Route Error，路由錯誤）等，該統(tǒng)計量反應(yīng)了路由協(xié)議的效率，計算 公式見式（ ） 。 TORA 協(xié)議包括 3 個基本模塊：路由 的創(chuàng)建、路由的維護和路由的刪除。 動態(tài)源路由協(xié)議 DSR DSR(Dynamic Source Routing)是一種基于源路由的按需路由協(xié)議，它使用源路由算法而不是逐跳路由的方法。源節(jié)點首先廣播一個攜帶目的節(jié)點信息的路由分組（ RREQ），其鄰居節(jié)點依次向周圍節(jié)點廣播此路由分組，廣播 RREQ 前會無線自組網(wǎng)路由協(xié)議 表驅(qū)動路由協(xié)議 按需驅(qū)動路由協(xié)議 DSDV CGSR WRP DSR TORA AODV 13 建立此節(jié)點到源節(jié)點的路由，直到路由分組到達目的節(jié)點或者一個中間節(jié)點，這個節(jié)點包含目的節(jié)點的路由信息，就不再廣播 RREQ。是無線自組網(wǎng)協(xié)議發(fā)展較早的一 種。 無線自組網(wǎng)路由協(xié)議分類 根據(jù)源端何時獲得路由信息，可以將路由分為兩大類，如圖 所示 。 整個模擬過程主要有三個部分：一為修改源碼，二為編寫 Tcl模擬腳本，三為分析結(jié)果。另外還有一個獨立的對象來記錄隊列日志。相關(guān)幫助文檔及論壇較多，可獲得的幫助較多，使問題解決較為容易。 安裝 Cygwin 后可用 allinone 方式安裝較為簡單。 NS2 采用這種分裂模型既提高了模擬效率，加快了模擬速度，又增強了模擬配置的靈活性和操作的簡便性。 NS2 使用了被稱為分裂對象模型的開發(fā)機制。它為模擬研 究有線和無線網(wǎng)絡(luò)上的 TCP/IP、路由和多播等協(xié)議提供了強有力的支持?？紤]到無線自網(wǎng)的動態(tài)性，網(wǎng)絡(luò)層需要負責(zé)分組的重新路由和移動管理等。還可與蜂窩移動通信系統(tǒng)等現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)相結(jié)合，利用移動的多跳轉(zhuǎn)發(fā)能力來擴展現(xiàn)有蜂窩移動通信系統(tǒng)的覆蓋范圍等。 （ 2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)：傳感器網(wǎng)絡(luò)是 無線自組網(wǎng) 技術(shù)應(yīng)用的另一大領(lǐng)域。發(fā)送裝置的天線類型多種多樣，發(fā)送功率的變化，無線信道間的相互干擾，地形和天氣等綜合因素的影響，造成網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)變化難測。 無線自組網(wǎng) 的前身是分組無線網(wǎng) (Packet Radio Network,PRNET)，對分組無 5 線網(wǎng)的研究源于軍事通信的需要。 具體研究過程可分為以下幾個部分： （ 1） 了解無線自組網(wǎng)，包括其產(chǎn)生、發(fā)展以及其特點和應(yīng)用領(lǐng)域。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 由于無線自組網(wǎng)絡(luò)的特殊性，傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)中使用的各種路由協(xié)議（如 RIP、 OSPF 等）無法直接被使用，因此，需要為無線自組網(wǎng)設(shè)計專門的路由協(xié)議和算法，還要對無線自組網(wǎng)的應(yīng)用、組網(wǎng)、管理等進行專門的研究。近年來，移動通信技 術(shù)得到了飛速發(fā)展和普及。通過比較，選取常用的表驅(qū)動路由協(xié)議 DSDV（ DestinationSequenced DistanceVector） 和按需驅(qū)動路由協(xié)議AODV(Ad hoc Ondemand Distance Vector Routing)、 DSR(Dynamic Source Routing)作為研究對象，利用網(wǎng)絡(luò)模擬器 NS2 進行仿真， 并 選取時延、丟包率、吞吐量等 參數(shù) 對仿真結(jié)果進行分析和性能評價。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日 期： 湖南城市學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 仿真結(jié)果表明：當(dāng)節(jié)點和數(shù)據(jù)流量不大時， DSR 路由協(xié)議的綜合性能最好；而 DSDV路由協(xié)議適合重負荷的情況； 在拓撲變化頻繁 時，可 采用按需路由協(xié)議 減少路由維護 的信道資源開銷，但不能滿足實時業(yè)務(wù)的要求。蜂窩移動通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng) (Wireless Local AreaNetwork,WLAN)、藍牙技術(shù) (Bluetooth)、家庭無線網(wǎng) (Home RF)等移動通信新技術(shù)也紛紛涌現(xiàn)。 許多國家的無線通信技術(shù)研究人員在這方面展開了大量的研究工作。 （ 2） 對無線自組網(wǎng)路由協(xié)議特別是幾種典型的路由協(xié)議進行學(xué)習(xí)和 研究 。早在 1972 年，美國的 DARPA 就啟動了分組無線 網(wǎng)項目 PRNET，研究戰(zhàn)場環(huán)境下利用分組無線網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。 （ 3） 多跳路由：由于節(jié)點發(fā)射功率的限制，節(jié)點的覆蓋范圍是有限的。采用傳感器網(wǎng)絡(luò) 能夠跟蹤從天氣到企業(yè)商品庫存等各種動態(tài)事物，極大的擴充互聯(lián)網(wǎng)的功能。 無線自組網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 參照 OSI/RM，無線自組網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)如圖 所示 [3]。 無線自組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層的一個重要問題是路由協(xié)議。 NS2 是一個開放源代碼軟件，任何人可以獲得、使用和修改其源代碼。采用 C++和 OTcl兩種開發(fā)語言進行開發(fā)。 NS2 是在 UNIX 系統(tǒng)上開發(fā)的，因此可以在 UNIX 和類 UNIX 系統(tǒng)上安裝。 支持 NS2 的必選軟件模塊，但對可選模塊的支持性差。 NS2 組成部分 （ 1）離散事件調(diào)度器（ Scheduler）：調(diào)度器是仿真器的心臟，它記錄當(dāng)前時間，調(diào)度網(wǎng)絡(luò)事件鏈表中的事件。 （ 5）代理 (Agent)：代理是實際產(chǎn)生和消費分組的對象，它們屬于傳輸層實體，運行在端主機，節(jié)點的每一個代理自動被賦與一個唯一的端口號 (模擬 udp/tcp 10 端口 )，代理知道與它相連的節(jié)點，以便把分組轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點，它也知道分組大小，業(yè)務(wù)類型，目的地址。 （ 1）源碼修改：這一步只有在模擬需要修改源代碼時才進行考慮。 一類是基于路由表驅(qū)動（ Table Driven）的路由協(xié)議。 使用 DSDV 時，網(wǎng)絡(luò)中的每一個移動節(jié)點都需要維護一個路由表。此過程中，會建立一個從源節(jié)點到目的節(jié)點的反 向路由，也就是從目的節(jié)點到源節(jié)點的路由。 DSR 主要包括兩個過程：路由發(fā)現(xiàn)和路由維護。在路由的建立和路由維護過程中，節(jié)點應(yīng)用“高度” Metric 來建立一個以目的節(jié)點為根的有向非循環(huán)圖。 路由 開銷 = 發(fā)數(shù)的數(shù)據(jù)分組數(shù) 發(fā)送的路由分組數(shù) （ ） （ 4）平均吞吐量：該參數(shù)是在接收數(shù)據(jù)時由網(wǎng)絡(luò)層的上層統(tǒng)計的，是指節(jié)點單位時間內(nèi)收到的數(shù)據(jù)分組數(shù)，它是一個容量概念，表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偭俊? channel Down target Up target Up target Up target mac Down target Down target Arp table target Addr demux entry Default target IP address Port demux Src/Sink Rtagent LL IFq ARP MAC NetIF Channel Radio Propagation Model Up target 16 移動結(jié)點基本配置 參數(shù) 如下： $ns nodeconfig –adhocRouting 配置 adhoc 網(wǎng)絡(luò)的路由類型 llType 數(shù)據(jù)鏈路層類型 macType MAC 層類型 ifqType 隊列類型 ifqLen 隊列長度 antType 天線類型 propType 無線信號傳輸模型 phyType 物理層類型 channelType 信道類型 topoInstance 拓撲對象 agentTrace 是否打開應(yīng)用層 Trace routerTrace 是否打開路由的 Tra