【導讀】AdHoc網(wǎng)絡是一種由移動節(jié)點組成、拓撲結構動態(tài)變化的自組織網(wǎng)絡。中沒有固定的網(wǎng)絡基礎設施。由于移動主機的通信范圍有限，相距較遠的主機需。為其他主機轉發(fā)報文。而對網(wǎng)絡性能進行最大限度的優(yōu)化。絡是至關重要的。本文介紹幾種典型的路由協(xié)議：DSDV，DSR和AODV，利用NS-2. 進行仿真，并對仿真結果進行分析。

　　

【正文】 分組數(shù) (ifqlen) 50 移動節(jié)點的數(shù)目 (nn) 50 路由協(xié)議 (rp) DSDV／ AODV／ DSR 表 配置移動節(jié)點的參數(shù) 在腳本文件中設置如下： 移動節(jié)點中各網(wǎng)絡構件的設置 [1] $ns nodeconfig adhocRouting $val(rp) \ 設置 無線節(jié)點參數(shù) $ns nodeconfig llType $val(ll) \ 設置 移動節(jié)點的鏈路層 $ns nodeconfig macType $val(mac) \ 設置 移動節(jié)點的 MAC 層 $ns nodeconfig ifqType $val(ifq) \ 設置 移動節(jié)點的隊列類型 $ns nodeconfig ifqLen $val(ifqlen) \ 設置 移動節(jié)點的隊列長度 $ns nodeconfig antType $val(ant) \ 設置 移動節(jié)點的天線類型 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 25 $ns nodeconfig propType $val(prop) \ 設置移動節(jié)點的無線信號傳輸模型 $ns nodeconfig phyType $val(if) \ 設置移動節(jié)點的物理層 $ns nodeconfig channelType $val(chan) \ 設置移動節(jié)點的無線信道類型 $ns nodeconfig topoInstance $topo \ 設置移動節(jié)點的拓撲對象 $ns nodeconfig agentTrace ON \ 設置是否打開應用層的 trace $ns nodeconfig routerTrace ON \ 設置是否打開路由的 trace $ns nodeconfig macTrace OFF \ 設置是否打開 MAC 層的 trace $ns nodeconfig movementTrace ON 設置是否打開移動節(jié)點位 置和移動信息的 trace 傳輸負載生成 傳 輸 負 載 生 成 使 用 cbrgen 工 具 ， 該 工 具 位 于 \home\alanbian \\\ indeputils \cmuscenegen 文件里，可以產(chǎn)生 TCP 或者CSR 數(shù)據(jù)流 .如果生成的是 CBR 流，長度固定為 512byte[6][15]。 傳輸負載生成命令 : ns –type cbr –nn 50 –seed 1 –mc 30 –rate cbr50301 參數(shù)含義如下 : type: 指 定產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的類型 nn: 指定節(jié)點的數(shù)量，該值在網(wǎng)絡定義時指定 seed: 隨機種子數(shù) mc : 指定節(jié)點間最大連接數(shù) rate : 每秒發(fā)送的包數(shù) 該命令表示，生成 cbr 場景文件，在該場景中有 50 個節(jié)點，節(jié)點間最多有30 條連接，某時刻產(chǎn)生 1 個 cbr 數(shù)據(jù)流，每秒中發(fā)送 512byte 字節(jié)。該工具使用時，在 ns 控制臺或者 tcl 腳本中同樣需要使用 source 命令 用。命令格式為： source cbr50301[6][15] [18]。 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 26 仿真程序運行 Tcl 腳本執(zhí)行 在 linux 下打開終端， 在提示符 $下輸入 ： cd /home/alanbian/adhoc，進入 文件里 執(zhí) 行 Tcl 腳本， $ ns 。 開始進行模擬，運行結果如圖 [6][15]。 圖 在終端下運行 tcl 腳本 生成 nam 場景 當運行完 tcl 腳本后 將在當前目錄下生成 文件，并 生成 nam 動畫，如圖 、圖 所示 。 nam(work animator)是基于 Tcl/Tk 的動畫顯示工具，用于演示模擬結果，可直觀地分析模擬進程 [6][15]。 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 27 圖 nam 初始時刻節(jié)點移動場景 圖 nam 運行時刻節(jié)點移動場景 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 28 生成 trace 數(shù)據(jù)記錄 tcl 運行后還會在當前目錄下生成 文件， 文件 存放的 是 整個 模擬過程中得到的各種數(shù)據(jù) 。 使用 gedit 打開顯示（圖 ） [6][15]。 圖 文件中 的數(shù)據(jù) 利用 awk 提取 文件中的數(shù)據(jù) awk 是一種程序語言，可以使用很短的代碼輕易地完成對文本檔案做修改、分析、提取和比較等處理 [6][15]。 當運行 完 Tcl 腳本后 ，使用 gawk 對 文件進 行數(shù)據(jù)分析。測量 CBR 分組時延 gawk 代碼存放 到文件 dclay． awk 中 。 執(zhí)行方法： $gawk –f delayaodv。 把結果 存 到 delayaodv 文 件中。 利用 Xgraph 繪出圖形 Xgraph 是 nsallinone 包中自帶的一個 小巧的繪圖工具，它可以根據(jù)數(shù)據(jù)文件里的數(shù)據(jù)繪制出相應的圖形 。 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 29 利用 Xgraph 直 觀 地反映不同 路由 協(xié)議的 性 能。分別對以上 得到 的 cbr _delay，cbr_delivery， cbr_overhead。 用下列命令便 得出相應圖形 [6][15]： $Xgraph filenamel， filename2options 其 中 filenamel， filename2 是所得文件兩列數(shù)據(jù)名稱， options 可設定 相關參數(shù) [6][15][18]。 仿真結果 及 分析 性能指標描述 為了比較各協(xié)議的性能，選 擇下列性能指標 [10][16]： 1． 平均 時延 (Average Delay)： 表示網(wǎng)絡模擬期間，拓樸結構中源節(jié)點發(fā)送的一個數(shù)據(jù)包被目的節(jié)點正確接收所需要的時間，是衡量網(wǎng)絡拓樸結構中信息包接收耗時一個性能參數(shù)。 2，分組傳送率 (Packet delivery ratio)：源節(jié)點應用層產(chǎn)生的分組數(shù)目與目的節(jié)點應用層收到的分組數(shù)目的比值。該指標反映了網(wǎng)絡的吞吐量，表明路由協(xié)議的有效性和適應網(wǎng)絡變化的性能。 3．路由開 銷 (Routing overhead)：整個仿真過程中傳送的路由控制分組的總數(shù)目。對于通過多跳發(fā) 送的分組，每跳都記作一次傳送。路由開銷是比較不同協(xié)議性能差別的重要指標。 它用于衡量協(xié)議的可擴展性、在低帶寬或擁塞情況下的性能和能耗效率。 性能指標 比較 與分析 網(wǎng) 絡仿真結果產(chǎn)生跟蹤文件 (Trace Tile)，經(jīng)過使用 Excel 進行統(tǒng)計分析生成 針對不 同 發(fā)送源的時延、分組傳送率和路由開銷比較圖 [16]。 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 30 1． 平均 時延 如圖 所示。仿真結果表明： 三種協(xié)議的時延隨著停留時間加長而降低，且越穩(wěn)定。因為隨著移動的減少，節(jié)點鏈路斷開的幾率下降，源節(jié)點與目的節(jié)點之間的路由失效次數(shù)隨之減少，時延也隨之降 低。 在剛開始時 AODV 的時延 明顯 比 DSR 和 DSDV 大。 在 停留時間 不斷增加的過程中， 絕 大部分時間 DSDV 的時延最短，這正體現(xiàn)了 DSDV 這種表驅動式路由協(xié)議時延短的特點。 圖 平均 時延比較 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 31 2．分組傳送率 如圖 所示： 停留時間越長， DSR,AODV 和 DSDV 三種協(xié)議的分組投遞率越高，越穩(wěn)定。因為當停留時間越長，發(fā)生信號干擾或路徑斷裂概率越小，可以傳送更多的數(shù)據(jù)包到達目的地 。 由于 DSDV 為目的節(jié)點只維護一個路由，當此路由實效時將沒有可替換的路由，所以在相同的特 征下， DSDV 的分組投遞率最小。 圖 分組傳輸率比較 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 32 3．路由開銷 如圖 所示： 隨著停留時間的增加 各路由協(xié)議的路由開銷不斷 降低 。 因為隨著停留時間的增加，鏈路越穩(wěn)定，源節(jié)點需要發(fā)送的控制包數(shù)目越少，需要付出的開銷也越小。 因為 DSDV 是一種表驅動式路由協(xié)議，需要周期性地向相鄰節(jié)點發(fā)送本地路由信息，因此其路由開銷明顯的大于其他三種源啟動式路由協(xié)議。 圖 路由開銷比較 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 33 第 5 章 結論與展望 結論和今后發(fā)展方向 本課題 的 研究 主要基于源代碼 開 放的網(wǎng)絡模擬軟件 NS2，通過實例仿真，利用編寫的腳本程序，對 Ad Hoc 網(wǎng)絡的 三 種路由協(xié)議 (DSDV、 AODV、 DSR)的仿真結果進行對比分析，從而對自組網(wǎng)絡 [7]路由協(xié)議 AODV(按需距離矢量路由協(xié)議 )、 DSR(動態(tài)源路由 協(xié)議 )、 DSDV(目的序號 距離矢量路由 協(xié)議 ) 的性能參數(shù)進行比較 。 下表給出了三種路由協(xié)議的數(shù)值比較，其中“ l”表 示 性能最好．“ 3”表示性能最差 。 指標 Ad Hoc 路由協(xié)議 DSDV AODV DSR 平均 時延 1 3 2 分組傳輸率 3 2 1 路由開 銷 3 2 1 表 三種協(xié)議性能比較 結果表明：不同的路由協(xié)議具有各自的優(yōu)缺點和適用場合，其中沒有一種路由協(xié)議是萬能的，所以應該因地制宜，根據(jù)不同的網(wǎng)絡需求選擇適當?shù)穆酚伤惴?，尋找一種適應各種應用環(huán)境并能被廣泛認可的路由協(xié)議仍是 Ad Hoc 網(wǎng)絡的研究的重點 。 在無線 Ad Hoc 網(wǎng)絡中進行網(wǎng)絡路由協(xié)議及性能分析， 對找出能夠使網(wǎng)絡的路由協(xié)議可靠性、網(wǎng)絡拓撲控制的有效性和安全性得到提高的方法， 從而可以改進了無線 Ad Hoc 網(wǎng)絡的可實現(xiàn)性，并增強了網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 34 進一步工作的方向 本課題的研究雖然 取得了初步的成功，但由于 時間有限， 尚有許多 內(nèi)容 有待進一步深入 研究 ，有很大的提高空間，主要包括如下 [3][5]： (1)本文研究的 Ad Hoc 路由協(xié)議，都有其自身的特點，如何在各種實際環(huán)境中發(fā)揮各自特點，建立較優(yōu)化的網(wǎng)絡需要進一步研究。 (2)分析并實現(xiàn)更加接近實際情況的 Ad Hoc 網(wǎng)絡模型，研究提升網(wǎng)絡拓撲性能的方案，是今后研究的重點。 青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 35 致謝 時光荏苒， 歲月如梭。 學士 畢業(yè)論文的完成，標志著我在 青島理工 大學 四 年的學習也即將結束。往昔的生活、校園的一草一木、一磚一瓦都歷歷在目，不禁感慨萬千 ！ 在此， 向過去 四 年 大學生活中 所有關心、幫助和教育過我的老師、同學和朋友們表示我最衷心的感謝。 首先，向對我論文給予幫助和指導 的 導 師張俊虎教授表達我最誠摯的感謝，師從張老師 是我一生的榮幸，論文從選題、撰寫到最后定稿，都傾注了張老師大量的心血，并為我提供了 大量的 學習 資料 和實踐機會。張老師淵博的知識、正直豁達的人品、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和對新興技術的富有前瞻性的見解使我在學術上受益匪淺。 再次， 感謝 青島理工 大學對我的教育和培養(yǎng) ！ 四年在青島理工大學的教育經(jīng)歷將是我一生的寶貴財富。 最后， 感謝我 深愛 的父母 !沒有他們的愛和鼓勵，我不可能完成我 在大學的學習。 正是他們的辛勞和愛護哺育了我的成長，他們對我殷切的期望和最無私的愛一直是我奮斗的力量源泉 ！ 2021 年 6 月 6 日青島理工大學畢業(yè)論文（設計） 36 參考文獻 [1 ] NS2 Network Simulator． [2] Eitan A,Tania Simulator for beginners． Lecture notes,2021— 2021. [3] , the Pair Queuing Paradigm for EndtoEnd congestion[J].IEEE Network. 2021,vol 16,. [4] 鄭少仁 ,王海濤 ,趙志峰等 .Ad Hoc 網(wǎng)絡技術 .北京 :人民郵電出版社 ,~76 [5] 方旭明 .移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡研究與發(fā)展現(xiàn)狀 .數(shù)據(jù)通信 ,~47 [6] 劉明 .基于 NS2 的 Ad Hoc 網(wǎng)絡路由協(xié)議模擬 [D].軟件工程 .. [7] 周曉龍 ,朱義勝 .無 線自組網(wǎng)應用及