【正文】 table for the case with heavy load. When the topology changes frequently, we can reduce resources cost for route maintenance with ondemand routing protocol which cannot content the requirements of realtime businesses. Key words: Ad Hoc。 無線自組網(wǎng) （ Ad Hoc） 作為移動計算 機網(wǎng)絡(luò) 的一種特殊形式，不依賴于固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)組織靈活，節(jié)點不會 因為移動到基站發(fā)射距離之外而要越區(qū)切換，加上其具有生存性極強、 創(chuàng)建與移動極為方便的特點，彌補了蜂窩系統(tǒng)與有線網(wǎng)絡(luò)的不足，在許多 特殊情況下有著不可替代的作用，廣泛應(yīng)用于國防戰(zhàn)備、災(zāi)難援助、法律執(zhí)行等無法得到有線網(wǎng)絡(luò)支持或某些只是臨時需要通信但建立有線通信網(wǎng)絡(luò)代價太大的環(huán)境 [1]。 4 自 20 世紀(jì) 90 年代以來 ，國內(nèi)的一些大學(xué)和研究所也開始關(guān)注無線自組網(wǎng)技術(shù)，并對它進(jìn)行了一些研究，如解放軍理工大學(xué)、清華大學(xué)等。 （ 4） 在已構(gòu)建的仿真平臺上實現(xiàn) 路由協(xié)議 DSDV、 DSR、 AODV 基于 TCP連接 的仿真。 1991 年成立的 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)委員會采用了 “ Ad Hoc” 一詞來描述這種特殊的自組織對等式多跳移動網(wǎng)絡(luò)， 無線自組網(wǎng) 就此誕生。 （ 4） 無中心且所有節(jié)點地位平等：節(jié)點可以隨時加入 或 離開網(wǎng)絡(luò)，任意節(jié)點故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)運行，是一個無中心結(jié)構(gòu) 的 對等式網(wǎng)絡(luò)，抗毀性強。分散的傳感器通過 無線自組網(wǎng) 技術(shù)組成一個網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)傳感器之間和與控制中心之間的通信。、藍(lán)牙 (Bluetooth)和超寬帶 (LJwB:ultrawideband)等規(guī)范都是具體的物理層協(xié)議。然 而，由于無線鏈路的不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)傳輸層協(xié)議，在無線環(huán)境下性能下降明顯，所以必須改進(jìn)。它也是目前網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件之一?？紤]效果和操作便利等因素， NS 將數(shù)據(jù)通道和控制通道的實現(xiàn)相分離。表 和表 是不同平臺對 NS 的支持情況。 Pc+Linux 優(yōu)點：源代碼開放，界面友好，網(wǎng)絡(luò)功能豐富，較穩(wěn)定。 目前 NS2 支持四種事件調(diào)度器，分別為鏈表式（ linkedlist）、堆式（ heap）、時間隊列式（ calendar）和實時（ realtime）調(diào)度器，其中時間隊列式為默認(rèn)的事件調(diào)度器。 （ 6） NS 對象 (NsObject)： NsObject 是所有網(wǎng)絡(luò)實體的基類，包括節(jié)點 、鏈路、代理，業(yè)務(wù)記錄 (Trace)和數(shù)據(jù)源等。 （ 3）模擬結(jié)果分析：結(jié)果分析是真正體現(xiàn)模擬工作成效的重要一環(huán)，模擬結(jié)果分析主要是對 trace 文件進(jìn) 行分析。第二類是按需驅(qū)動（ OnDemand Driven）的路由協(xié)議，包括路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)兩個過程。標(biāo)有更大序列號的路由信息總是被接收。為避免路由循環(huán)，每一個路由分組中都包括一個 sequence ID（ SID）作為唯一標(biāo)識，如果一個節(jié)點收到一個 SID 比它當(dāng)前保留的 SID 小的數(shù)據(jù)包，表明該數(shù)據(jù)包是過時的，它將不予處理，而是簡單的丟棄。具體過程如下：源節(jié)點 S 將使用洪泛法發(fā)送路由請求消息（ RREQ）， RREQ 包含源和目的節(jié)點地址以及唯一的標(biāo)志號，中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā) RREQ，并附上自己的節(jié)點標(biāo)識。 路由協(xié)議性能評標(biāo)準(zhǔn) 主要包括以下幾個方面的指標(biāo) [8]： （ 1）丟包率：網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸是以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行的，理想狀態(tài)下發(fā)送了多少數(shù)據(jù)分組就能接收多少數(shù)據(jù)分組，但是由于信號衰減、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等諸多因素影響下，可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組丟失。移 動節(jié)點是由基本的節(jié)點再加上無線和移動節(jié)點所需要的一些功能構(gòu)成，它能夠在給定的拓?fù)浞秶鷥?nèi)移動，可以通過無線信道接收和傳送無線信號。這樣的移動節(jié)點就在一個 Z=0 的二維平面中 運動。后來這項工具漸漸流行開，并且得到其他個人和組織的繼續(xù)改進(jìn)和完善。 （ 4） Trace 名稱：共有三種不同的類型，分別為： RTR：路由器 Trace； AGT：代理 Trace； MAC： MAC 層 Trace。 （ 13） MAC 層封裝的分組類型。 gawk 包含 awk 的所有功能。相關(guān)參數(shù)設(shè)置： 21 gnuplot set xrange [{xmin： xmax}] 設(shè)置 X 軸的起點和終點 gnuplot set yrange [{ymin： ymax}] 設(shè)置 Y 軸的起點和終點 gnuplot set title ―name of the graph‖ 設(shè)置整個圖的標(biāo)題 gnuplot set xlabel ―name of the X axis‖ 設(shè)置 X 軸的標(biāo)題 gnuplot set ylabel ―name of the Y axis‖ 設(shè)置 Y 軸的標(biāo)題 gnuplot plot ?filename1‘ with linespoints, ?filename2‘ with linespoints…… 仿真 結(jié)果分析 nam演示 “ 節(jié)點變化 ” 運行場景 和 “ 移動速度變化 ” 的運行場景分別如圖 、圖 所示。這是因為 DSR 采用了源路由算法，其路由緩存中有多條 去往目的地的路由，當(dāng)主路由中斷不通時，可以從路由緩存里的信息迅速找到或建立另外到目的地的路由。 結(jié) 論 本論文主要論述了無線自組網(wǎng)路由協(xié)議的研究和使用 NS2 的仿真工作。 在拓?fù)渥兓l繁 的 無線自組 網(wǎng)環(huán)境中，采用按需路由協(xié)議 可減少實時路由維護(hù)的信道資源消耗 ；在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的環(huán)境中，如果業(yè)務(wù)對實時性要求較高時，應(yīng)盡量采用表驅(qū)動方式的路由協(xié)議 。另外，還要感謝我的同組同學(xué)對我的關(guān)心和幫助，我的每一個進(jìn)步都是和他們的幫助 是 緊密相連的。 另外， QoS 路由已經(jīng)成為一個非常重要的研究領(lǐng)域，而無線自組網(wǎng)的 QoS 路由是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的前沿性研究課題。對移動自組網(wǎng)中路由協(xié)議進(jìn)行研究是確保該網(wǎng)絡(luò)能否運行的關(guān)鍵。 AODV和 DSR 由于都屬按需路由協(xié)議，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變大時，需要 頻繁 發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程來發(fā)現(xiàn)到目的節(jié)點的路由，因此將產(chǎn)生較大的路由建立時延，路由偵聽開銷變大。不同的是 DSDV 協(xié)議借助周期廣播來維護(hù)路由信息，主動發(fā)現(xiàn)路由，它們的優(yōu)點是當(dāng)節(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)分組時，只 表 三種路由協(xié)議的定性比較 DSDV DSR AODV 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 平面 平面 平面 算法類型 距離矢量 源路由 距離矢量 分組轉(zhuǎn)發(fā) 逐跳 源路由 逐跳 選擇路由原則 最短路徑 最短路徑 最短路徑 多跳維護(hù) NO YES NO 周期廣播 YES NO NO 要去往目的節(jié)點的路由存在，所需的時延就很小，但需要花費較大的開銷，如果網(wǎng)絡(luò) 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)經(jīng)常改變則更是如此。當(dāng)一條記錄里有符合指定的模式時， gawk 就會 執(zhí)行 此條記錄 指定的動作（ actions）。 20 （ 18）發(fā)送分組的源 IP 地址：格式為 “ 節(jié)點號 .端口號 ” 。 （ 7）分組的 ID。當(dāng)然，任何其它軟件只要按照 nam 要求的數(shù)據(jù)格式輸出，同樣可以利用 nam 來進(jìn)行動畫演示。 NS2 提供了 setdest 工具用來隨機生成無線網(wǎng) 17 絡(luò)所需要的節(jié)點的運動場景文件。移動節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)接口連接到無線信道上。丟包率的計算公式 見式（ ）。此外，中間節(jié)點也可以使用路由緩存技術(shù)（ Routing Cache）來對協(xié)議作進(jìn)一步優(yōu)化。 源節(jié)點移動后會重新啟動路由發(fā)現(xiàn)過程，中間節(jié)點移動，那么其鄰居節(jié)點會發(fā)現(xiàn)鏈路失效并向上游節(jié)點發(fā)送鏈路失效消息（ RERR），一直傳到源節(jié) 點，然后源節(jié)點重新發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)，或者也可以由發(fā)現(xiàn)鏈路失效的節(jié)點自己發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)，此稱為自修復(fù)。每個節(jié)點必須周期性地與鄰節(jié)點交換路由信息，當(dāng)然也可以根據(jù)路由表的改變來觸發(fā)路由更新。它不需要花費資源來維護(hù)無用的路由，但路由發(fā)現(xiàn)過程比較昂貴而且不可預(yù)測 [6]。如何迅速準(zhǔn)確地選擇到達(dá)目的節(jié)點的路由，是 無線自組 網(wǎng)的一個重要和核心的問題。 （ 7）匹配器類 (Matcher)：匹配器類用來標(biāo)識有實例對象生成的類，用戶給出標(biāo)識匹配 器 類的關(guān)鍵字，匹配 器 類返回相應(yīng)的新建對象。 （ 3）節(jié)點（ Node）：節(jié)點是對實際網(wǎng)絡(luò)中分布在不同地理位置的主機、交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一抽象，是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個重要組成部分。 可選用 from all the pieces 或 allinone方式安裝，較為簡單。 9 表 綜合比較 Windows 和 Linux 對 NS2 的支持情況 平臺特點 安裝過程 模塊支持 使用過程 Pc+Windows 優(yōu)點：界面友 好，人性化設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)及硬件支持良好，應(yīng)用程序豐富。 NS2 可以說是 OTcl 的腳本解 釋器，它包含模擬事件高度器、網(wǎng)絡(luò)組件對象庫等。 NS2 一直以來都在吸收全世 8 界各地研究者的成果 [4]。在實際實施的時候，可以采用各種各樣的應(yīng)用層協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，比如 WAP(無線應(yīng)用協(xié)議 )協(xié)議等。其分為邏輯鏈路控制子層 (LLC)和媒介訪問子層 (MAC)。 （ 4）移動會議：在室外臨時環(huán)境中，工作團(tuán)體的所有成員可以通過 無線自組網(wǎng) 方式組成一個臨時網(wǎng)絡(luò)來協(xié)同完成一項大的任務(wù)，或協(xié)同完成某個計算任務(wù)。 無線自組網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域 由于 無線自組網(wǎng) 的特殊性，它適合用于無法或不便預(yù)先鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的場合，以及其他需要快速自動組網(wǎng)的場合等。 無線自組網(wǎng)的特征 無線自組網(wǎng)由一組帶有無線通信收發(fā)裝置的移動終端節(jié)點組成，網(wǎng)絡(luò)中每個終端可以自由移動且 地位相等，是一個多跳、臨時、無中心網(wǎng)絡(luò)，因此它具有以下主要特征： （ 1） 自組織：即網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)無需依賴于任 何預(yù)先架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。 2 無線自組網(wǎng) 無線自組網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展 “ Ad Hoc” 一詞來源于拉丁語，意思是 “ 專用的、特定的 ” 。 本課題研的研究 內(nèi)容 和方法 作為一種特殊無線移動網(wǎng)絡(luò)，路由協(xié)議是其重要的組成部分，也是研究的熱點問題。隨著無線自組網(wǎng)絡(luò)研究的發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)品的成熟，無線自組網(wǎng)必將越來越受到人們的重視，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，因而具有廣泛的研究價值與發(fā)展前景，給民用產(chǎn)品的開發(fā)也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 simulate。它不需要 現(xiàn)有信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持，可以在任何時候、任何地點快速構(gòu)建。 本科畢業(yè)論文 基于 NS2 的無線自組網(wǎng)路由協(xié)議的研究與仿真 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）作者簽名： 二○一○ 年 五 月 二十 日 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................... 1 關(guān)鍵詞 ..................................................................................................................... 1 Abstract.................................................................................................................. 2 Key words .............................................................................................................. 2 1 緒論 ............................................................................................................................ 3 課題研究的背景 .............................................................................................. 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 3 本課題研的研究內(nèi)容和方法 .....................................................