Ad hoc网络路由协议概述：常见路由技术详解

Ad hoc网络路由协议概述：常见路由技术详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_42982240/article/details/136305002

Ad hoc网络是一种无需固定基础设施的自组织网络，节点之间可以直接通信，广泛应用于应急通信、军事通信等领域。本文将介绍Ad hoc网络中常见的路由技术及其特点。

1. 路由技术

1.1 存储转发

• 网络节点间歇性连接时，当前节点继续携带数据包，直到遇到合适的下一跳或者目的节点。
• 高时延，不适合实时性的通信业务。

1.2 贪婪

• 数据包转发到距离上最接近目的节点的邻居，减少转发的跳数。
• 存在贪婪失败造成的路由空洞，需要恢复策略。

图2 贪婪

1.3 预测

• 利用下一跳的速度和方向来预测其未来的位置，以选择更精确的下一跳。
• 需要目的和邻居的额外信息。

图3 预测

常用的预测模型可以分为以下几类：
图4 预测模型分类

1.4 路由发现

• 源节点通过泛洪发送路由请求RREQ，建立到目的节点的可用路由。
• 可能会导致严重的拥塞和宽带消耗。

图5 路由发现

1.5 链路状态

• 每次拓扑变化中，所有节点共享整个网络的链路状态信息，通过dijkstra算法得到节点间的最短距离。
• 不适合拓扑高度动态变化的网络，会造成大量开销。

图6 链路状态

1.6 分簇

• 当节点分布密集时，以集群的方式组织，每个区域由簇头节点控制，不同簇之间的通信需通过簇头节点。
• 分簇算法会产生额外开销。

图7 分簇

1.7 层次

• 以树的形式将网络划分级别，每层由至少一个根节点管理。
• 只适用于低移动性的网络。

图8 层次

2. 路由协议所用技术

Ad hoc网络常用的路由协议可分为如下几类：
图9 Ad hoc网络路由协议分类

接下来，作者将举几个常用的协议例子。

2.1 平面式-表驱动路由

• 路由技术：链路状态
• 特点：每个节点都维护网络中所有节点的路由信息。当网络拓扑结构发生变化时，节点通过交互信息来实时地维护网络路由信息表。
• 常用路由协议：DSDV、OLSR

2.2 平面式-按需驱动路由

• 路由技术：路由发现
• 特点：节点不实时地维护网络路由，只有在节点有数据要发送且无可用路由时，才激活路由发现机制寻找到达目的节点的路由。
• 常用路由协议：DSR，AODV

2.3 分簇式路由

• 路由技术：分簇
• 特点：网络节点按分簇算法分成相应的簇；簇首节点维护和管理簇内节点，负责簇内节点的通信，同时为簇间节点通信提供合适的路由信息；网关节点负责与相邻簇节点通信。

图10 分簇场景图

2.4 地理位置路由

• 定义：基于节点的位置信息进行路由决策，作为一种路由手段，常与预测路由技术结合。
• 特点：适应动态变化的网络。
• 常用路由协议：GPSR

地理位置路由协议常用的路由技术可以分为三类：
（1）确定性进度。转发节点根据某种确定性选择策略，将数据包转发给一个邻居，该邻居朝着目的节点前进。
常见的有：贪婪（选择邻节点中距离目标节点最近的节点作为下一跳）、罗盘（选择自身与邻节点和与目的节点夹角最小的那个邻节点作为下一跳）和最大前程（选择自身到目的节点连线上投影最长的那个邻节点作为下一跳）。
（2）随机性进度。类似于确进度的方法， 但下一个节点是从候选节点集中随机选择或根据概率分布选择。
常见的有：PAB3D（通过从当前相邻节点的子集中随机选择下一个节点）。
（3）面方法。指的是基于网络拓扑构建平面图，使用右手规则在平面图上选择下一跳节点的方式。
常见的有：GPSR协议的周边转发策略，即通过构建二维平面图，跳出路由空洞。

图11 周边转发

三类地理位置路由技术的性能优缺点如下表所示：

一般而言，会采用多种技术混合设计路由协议，使得路由算法在多种网络类型中具有良好性能。

本文原文来自CSDN博客