【正文】 老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。為了讓我們盡快熟悉相關(guān)的仿真軟件，老師專門找?guī)熜纸o我們講解了NS2的相關(guān)知識(shí)。因?yàn)楸M管AODV的描述看起來似乎很簡單，但仔細(xì)閱讀rfc文檔后，發(fā)現(xiàn)AODV協(xié)議很多細(xì)節(jié)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)是很有講究，因此，如果能從最底層開始對AODV協(xié)議進(jìn)行仿真，應(yīng)該是項(xiàng)辛苦但收獲巨大的工作。在這次實(shí)驗(yàn)的過程中，由于是第一次接觸NS2這個(gè)軟件，而且能獲得的資料很少，圖書館總共也就只有幾本關(guān)于這方面的書，因此花費(fèi)了不少時(shí)間在熟悉這個(gè)軟件上。 路由開銷的比較，隨著時(shí)間的增加，AODV的路由開銷明顯小于DSDV路由協(xié)議的開銷。其繼承了DSDV協(xié)議的目的序列號(hào)機(jī)制。上一節(jié)點(diǎn)對該錯(cuò)誤進(jìn)行判斷，并做出相應(yīng)的處理。 源節(jié)點(diǎn)向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送RREQ請求當(dāng)源節(jié)點(diǎn)得到目的節(jié)點(diǎn)的RREP分組，則通過建立好的返向路徑對源節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包。 AODV協(xié)議仿真的可視化界面，使其更加清晰的表示出協(xié)議的運(yùn)行過程。第七列表示數(shù)據(jù)包類型：CBR表示數(shù)據(jù)包為TCP類型，AODV表示數(shù)據(jù)包為控制包。第二列為事件發(fā)生的時(shí)間。:ns [type cbr/poisson] [nn nodes] [seed seed] [mc connection] [rate rate]本次試驗(yàn)中設(shè)置數(shù)據(jù)流的流量類型為cbr，節(jié)點(diǎn)數(shù)目為21，所以執(zhí)行:ns type cbr nn 21 seed 2 mc 25 rate 4則生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)流場景。本論文利用Tcl腳本程序在場景文件中設(shè)置了21個(gè)節(jié)點(diǎn)。首先，進(jìn)入setdest目錄。： 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真的基本流程 AODV的仿真 AODV仿真場景的設(shè)計(jì)仿真場景的設(shè)計(jì)包含兩種 ：一種為節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)場景，另一種為網(wǎng)絡(luò)流量場景。這一步是修改代碼的額外工作量。同時(shí)也支持AVOD、DSDV、TORA等Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議以及Directed Diffusion（DD）、LEACH、GAF、AODV等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議[15]。： NS2網(wǎng)絡(luò)組件分類圖 NS2使用事件調(diào)度器來處理分組的時(shí)延并充當(dāng)定時(shí)器，依據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間的先后順序?qū)ζ溥M(jìn)行排序，并且根據(jù)其排列的順序進(jìn)行下一步的工作。C++用于實(shí)現(xiàn)程序模塊，Otcl語言用于編寫腳本。5 AODV的仿真模擬 NS2簡介NS是網(wǎng)絡(luò)模擬器的縮寫，是一種用于網(wǎng)絡(luò)仿真的優(yōu)秀的仿真軟件，主要應(yīng)用于IP網(wǎng)絡(luò)的仿真。在計(jì)時(shí)結(jié)束前，這些路徑在需要時(shí)將被修復(fù)，而如果沒有數(shù)據(jù)包使用到這條路徑，那么該路徑將不會(huì)被修復(fù)。如果它收到了RREP，它首先比較新路徑的跳數(shù)和原無效路徑的跳數(shù)，如果新路徑的跳數(shù)更大，節(jié)點(diǎn)將會(huì)發(fā)送設(shè)置了N標(biāo)志位的RERR。 RRER發(fā)送過程 本地修復(fù)當(dāng)鏈路中斷，以及對目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離不超過請求設(shè)置的最大跳，在上游節(jié)點(diǎn)中斷，可以選擇本地修復(fù)這條鏈路。對于情況③，無法到達(dá)節(jié)點(diǎn)列表應(yīng)由RERR中的目的節(jié)點(diǎn)組成。一個(gè)節(jié)點(diǎn)在以下3種情況中會(huì)準(zhǔn)備發(fā)送RERR：。即當(dāng)預(yù)期下一跳會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)，監(jiān)聽嘗試傳送的信道，如果再NEXT_HOP_WAIT毫秒內(nèi)監(jiān)聽不到傳送或下一跳就是目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，使用下面的其中一種方法來判定連通性：①收到任何來自下一跳的分組；②單播一個(gè)RREQ給下一跳，詢問到下一跳的路徑③單播一個(gè)ICMP響應(yīng)請求給下一跳如果使用上面的任何方法都不能監(jiān)測到到達(dá)下一跳節(jié)點(diǎn)的鏈路，那么這條鏈路則被認(rèn)定為是丟失的。一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用以下的鏈路或網(wǎng)絡(luò)層機(jī)制來維護(hù)上述相關(guān)節(jié)點(diǎn)的連通性的準(zhǔn)確信息。如果在過去DELETE_PERIOD時(shí)間之內(nèi)，節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到了鄰居的數(shù)據(jù)包，然后ALLOWED_HELLO_LOSS* HELLO_INTERVAL毫秒從未收到任何來自這個(gè)鄰居的數(shù)據(jù)包，它就會(huì)認(rèn)為到該鄰居的鏈路當(dāng)前已經(jīng)中斷。RREP ACK數(shù)據(jù)包不包含有關(guān)的信息的RREP。然而這又將產(chǎn)生新的問題，即第一個(gè)RREQ可能經(jīng)過的路徑中包含單向鏈路，但后續(xù)的RREQ可能經(jīng)過雙向鏈路到達(dá)，而它們將會(huì)被忽略。任何轉(zhuǎn)發(fā)RREP的節(jié)點(diǎn)，都會(huì)把發(fā)送RREP的下一跳加入到去往目的節(jié)點(diǎn)的路由項(xiàng)前驅(qū)表中，在同一時(shí)間，修改源節(jié)點(diǎn)路徑的生存期為現(xiàn)有的生存與（當(dāng)前時(shí)間+ ACTIVE_ROUTE_TIMEOUT）的較大值。經(jīng)過比較后，只有在以下幾種情況中會(huì)更新已有的路由項(xiàng)：(1) 原路由項(xiàng)中的序列號(hào)被標(biāo)志為無效；(2) RREP中的序列號(hào)大于原有的序列號(hào)；(3) 兩個(gè)序列號(hào)相等，不過這條路徑被標(biāo)志為不活動(dòng)的；(4) 序列號(hào)相等，但是新的跳數(shù)比原有的要小。而發(fā)往源節(jié)點(diǎn)的RREP不管RREQ有無設(shè)置G標(biāo)志位都一樣。 中間節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的RREP當(dāng)節(jié)點(diǎn)是中間節(jié)點(diǎn)時(shí)，它復(fù)制它所知道目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)到RREP中，并把它收到的RREQ中指示的上一跳節(jié)點(diǎn)添加到指向目的節(jié)點(diǎn)的路由項(xiàng)的前驅(qū)表中，而把去往目的節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)添加到指向源節(jié)點(diǎn)的反向路由項(xiàng)的前驅(qū)表中。因此，當(dāng)RREP到達(dá)源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)跳數(shù)表示到目的節(jié)點(diǎn)的距離。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到設(shè)置了G域的RREQ，當(dāng)它回復(fù)RREP給源節(jié)點(diǎn)時(shí)，它也必須同時(shí)單播一個(gè)非必要RREP給目的節(jié)點(diǎn)。注意，如果一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)對每一個(gè)RREQ都作出回復(fù)，那么目的節(jié)點(diǎn)可能收不到任何路由發(fā)現(xiàn)的信息。這些RREQ的TTL減1，而跳數(shù)則增1。(1) 將RREQ消息源節(jié)點(diǎn)序號(hào)的和相對應(yīng)的反向路由中的目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)作比較，如果前者比后者大，前者將取代后者。 處理和轉(zhuǎn)發(fā)路由請求當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到RREQ消息時(shí)，它首先創(chuàng)建或更新沒有有效的路由表項(xiàng)。當(dāng)需要對同一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)新的路由發(fā)現(xiàn)時(shí)，RREQ中的TTL將被初始化，成為原有失效的跳數(shù)加上TTL_INCREMENT。用來計(jì)算RING_TRAVERSAL_TIME的TTL_VALUE設(shè)置為IP頭中TTL的值。為了減少網(wǎng)絡(luò)的擁塞，同一個(gè)節(jié)點(diǎn)重復(fù)的請求會(huì)利用利用二元指數(shù)后退算法。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)期望能和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行雙向通信時(shí)，源節(jié)點(diǎn)會(huì)設(shè)置G標(biāo)識(shí)位。節(jié)點(diǎn)自己的序列號(hào)在復(fù)制到RREQ中后自我增值。如果新獲得的序列號(hào)減去當(dāng)前的序列號(hào)結(jié)果小于0，那么新獲得的序列號(hào)就會(huì)被忽略。這會(huì)防止與之前建立的到源節(jié)點(diǎn)的反向路徑出現(xiàn)沖突。(3) 到目的節(jié)點(diǎn)的鏈路終止或中斷。AODV路由查找使用廣播機(jī)制。AODV路由在Ad Hoc移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中單播，組播或廣播的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Destination IP Address目的節(jié)點(diǎn)的IP地址Destination Sequence Number目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)Originator IP Address源節(jié)點(diǎn)IP地址Lifetime 生存時(shí)間，收到RREP的節(jié)點(diǎn)認(rèn)為保留該路徑所需要的時(shí)間，以毫秒為單位。Destination IP Address目的節(jié)點(diǎn)的IP地址。U 未知序列號(hào)標(biāo)識(shí)符，表明目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)當(dāng)前未知。 AODV分組格式 RREQ分組格式 RREQ分組分組格式分組包含以下的域：Type 1J 加入標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)是否為多播。路由建立后，中間節(jié)點(diǎn)會(huì)定時(shí)監(jiān)聽從鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)來的Hello分組，如在定期時(shí)間內(nèi)未收到來自下游鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的Hello分組時(shí)，則判斷路徑發(fā)生斷裂，并向上游節(jié)點(diǎn)單播路由錯(cuò)誤分組RRER。一旦RREQ分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)D，或有“足夠的新“路由到目的地節(jié)點(diǎn)D（“足夠新“意味著這條路由相應(yīng)的序列號(hào)（Sequence Number）大于或等于RREQ消息的序列號(hào)）），該節(jié)點(diǎn)將按剛剛創(chuàng)建好的路線返回源節(jié)點(diǎn)S RREP分組，以單播的方式[11]。如自身是目的節(jié)點(diǎn)，立即向源節(jié)點(diǎn)回復(fù)應(yīng)答分組（RREP)。AODV適用于資源受限的自組織無線網(wǎng)絡(luò)，它不需要定時(shí)廣播路由信息，節(jié)省有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)的控制開銷。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是MANET網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域，所以可以將AODV協(xié)議移植到WSN中。在DSDV中，每個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要維護(hù)一個(gè)路由表。相反，按需路由協(xié)議并不需要周期性的維護(hù)不需要的路由，而是當(dāng)需要獲取路由的時(shí)候在發(fā)送數(shù)據(jù)請求數(shù)據(jù)包，因此所產(chǎn)生的路由控制信息比表驅(qū)動(dòng)路由要少很多。在中等的流量負(fù)載下，DSR的性能要比AODV協(xié)議好，而在高負(fù)載的情況下AODV的性能高于DSR。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可擴(kuò)展性，同時(shí)盡量避免了傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗，使網(wǎng)絡(luò)的生命周期延長。（3） 平面路由平面結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在路由功能上的地位相同，通過本地業(yè)務(wù)和反饋信息生成路由，并沒有引入分級(jí)管理機(jī)制。（2） 被動(dòng)路由又稱為按需路由（On Demand）路由，和主動(dòng)路由相反，被動(dòng)路由認(rèn)為在動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)中，沒有必要維持到所有節(jié)點(diǎn)的路由信息，它只會(huì)在沒有去目的節(jié)點(diǎn)路由時(shí)“按需“的路由發(fā)現(xiàn)。從路由發(fā)現(xiàn)策略的來看，可分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種類型的路由?；诰W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變異，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具有自我組織，自我配置功能。另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)容量小，低計(jì)算能力，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不能復(fù)雜。正因?yàn)榇嬖诖罅康膫鞲衅鞴?jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)一般不支持兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)不存在唯一的標(biāo)識(shí)符，故而采用空間位置尋址對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。也正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有其自身的優(yōu)勢，也有許多問題需要解決，無論是對現(xiàn)在研究人員來說，還是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際中的應(yīng)用來說，都具有很大的挑戰(zhàn)。根據(jù)其特點(diǎn)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要采取一種靈活的解決方案。物理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的抽樣量化，信號(hào)的調(diào)制，發(fā)送和接收，即負(fù)責(zé)比特流的傳輸工作。它結(jié)合了微機(jī)電系統(tǒng)（ Mechanical System，MEMS），傳感器技術(shù)，嵌入