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MANET中主动、被动和混合路由协议的性能比较与评估

A. Ramesh, P. SumithaBhashini博士，K. Jaya Bharathi教授
  1. 印度海得拉巴ACE工程学院CSE系副教授
  2. 印度海得拉巴ACE工程学院ECE系教授兼系主任
  3. 印度海得拉巴ACE工程学院CSE系教授兼系主任
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摘要

移动自组网(MANET)是一种自组织、自配置、网络结构动态变化的多跳无线网络。这主要是由于节点的移动性。网络中的节点不仅充当主机，而且充当路由器，在网络中的其他节点之间路由数据。在移动自组织网络中，总是需要一个路由过程来找到一条路径，以便在源和目的之间适当地转发数据包。任何自组织网络路由协议的主要目的都是为了满足动态变化的拓扑结构的挑战，在任意两个节点之间以最小的路由开销和带宽消耗建立正确有效的通信路径。这种路由协议的设计问题并不简单，因为ad-hoc环境引入了固定网络中不存在的新挑战。本文对DSDV、AODV、DSR、TORA和AOMDV等各种自组网路由协议在能效方面的性能进行了评价，结果表明AOMDV比上述协议都要好。仿真是在Linux平台下使用网络模拟器NS-2.35进行的。用于评估的性能指标包括数据包传输率、吞吐量和能耗。

关键字
AOMDV, MANET, DSDV, DSR，分组传输比，吞吐量。

I.INTRODUCTION
移动自组织网络(MANET)是一种根据需要组合在一起的网络，不一定需要任何现有基础设施或任何其他类型的固定站的支持。这主要是由于节点的移动性。网络中的节点不仅充当主机，而且充当路由器，在网络中的其他节点之间路由数据。在移动自组织网络中，总是需要一个路由过程来找到一条路径，以便在源和目的之间适当地转发数据包。各种协议已经开发用于自组织网络，如DSDV(目的地-顺序距离矢量)，DSR(动态源路由)，AODV(自组织按需路由)，TORA(临时有序路由算法)和AOMDV(自组织按需多路径距离矢量路由)。这些协议提供了不同程度的效率。本文旨在寻找一种节能的路由协议。它还旨在限制网络中移动节点的功耗，以延长网络寿命。本文的主要目的是分析AOMDV协议的改进方法。这可以通过测量与网络大小相关的能量并考虑剩余电池电量[1]来实现。 This paper evaluates the performance of various adhoc routing protocols such as DSDV, AODV, DSR, TORA and AOMDV in terms of energy efficiency and showed that AOMDV is better in comparison with all the above protocols. The simulation is carried out using network simulator NS-2.35 under Linux platform. The performance metrics used for evaluation are packet delivery ratio, throughput, and energy consumption.

2相关工作
路由协议用于查找通信节点之间的有效路由。它们不使用任何接入点连接到其他节点[1]。它必须能够处理节点的高移动性。路由协议主要分为3类
-集中式与分布式
静态vs .自适应
-被动vs主动
在集中式算法中，所有的路由选择都由一个中心节点完成，而在分布式算法中，路由的计算由网络节点共享。在静态算法中，无论流量状况如何，源目的对使用的路由都是固定的。它只能在响应节点或链路故障时更改。这种算法不能在多种流量输入模式下实现高吞吐量。在自适应路由中，用于在源-目的对之间路由的路由可能会因拥塞而改变。
A.路由协议
manet中现有的路由协议可以分为三类。图1显示了这种分类以及现有MANET协议的一些示例。
图像
a)主动(表驱动)路由协议
在这类协议中，节点维护一个或多个关于网络中节点的路由表。这些路由协议定期或响应网络拓扑的变化更新路由表信息。这些协议的优点是源节点不需要路由发现过程来找到到目的节点的路由。另一方面，这些协议的缺点是，维护一致和最新的路由表需要大量的消息传递开销，这会消耗带宽和电力，并降低吞吐量，特别是在大量高节点移动性的情况下。有各种类型的表驱动协议:目的地顺序距离矢量路由(DSDV)、无线路由协议(WRP)、鱼眼状态路由协议(FSR)、优化链路状态路由协议(OLSR)、集群网关交换机路由协议(CGSR)、基于反向路径转发的拓扑传播(TBRPF)。
b)响应式(按需)路由协议
对于此类协议，源节点初始化路由发现机制，以便在源节点有数据包要发送时找到到目的节点的路由。当发现路由时，启动路由维护，对该路由进行维护，直到该路由不再需要或目的地不可达为止。这些协议的优点是减少了开销的消息传递。这些协议的缺点之一是发现新路由的延迟。不同类型的响应路由协议有:动态源路由(DSR)、Ad-hoc按需距离矢量路由(AODV)、Ad-hoc按需多路径距离矢量路由算法(AOMDV)和时间有序路由算法(TORA)。
c)混合路由协议
主动路由和被动路由都有各自的优缺点。在混合路由中，采用主动和被动路由方法的组合，其优于单独使用两者。它包含了两种协议的优点。例如，通过刷新活动目的地的路由，使AODV等响应路由协议具有一些主动特性，这肯定会减少延迟和开销，因此刷新间隔可以提高网络和节点的性能。这些协议可以结合其他协议的功能而不损害其自身的优点。混合协议的例子是区域路由协议，模糊可视链路状态[3]。

3性能指标
A.仿真参数
模拟器测量了以下值得注意的统计性能指标:
1.分组传送率
它是发送到目的地的数据包与源生成的数据包的比率。
2.能耗每个节点的平均能耗与总能耗的比值。
3.吞吐量
吞吐量度量度量网络持续向接收器提供数据的能力。吞吐量是每毫秒到达接收器的数据包数量。
B.仿真环境
我们的模拟使用Ns-2模拟器。表1中给出的下列参数用于模拟。
图像
以下是对上述图表的观察结果
1.与TORA、AODV、DSR和DSDV相比，使用AOMDV的网络能耗最小。3.与TORA、AODV、DSR和DSDV相比，使用AOMDV的网络的分组传输率更好

四、结果
图2显示了使用50个节点的DSDV、DSR、TORA、AODV和AOMDV的数据包传送率与时间的比较。结果表明，与AODV、TORA、DSR和DSDV相比，使用AOMDV的网络的分组传输率更好。与所有其他协议相比，TORA具有较差的分组传送率。
图像
图3显示了使用50个节点的DSDV、DSR、TORA、AODV和AOMDV的能耗与时间的比较。结果表明，与TORA、AODV、DSR和DSDV相比，使用AOMDV的网络能耗最小。TORA消耗的能量最大。AODV能耗低于TORA、DSR和DSDV。图4显示了使用50个节点的DSDV、DSR和AODV协议的吞吐量与时间的比较。结果表明，AODV的吞吐量比DSDV和DSR的吞吐量最大。
图像

4结论
本文评估了主动路由协议、被动路由协议和混合路由协议(AOMDV、AODV、DSDV、TORA和DSR)在不同网络环境下在MANET中的性能。从能效角度分析，AOMDV是AODV、TORA、DSR和DSDV的最佳协议。需要更多的研究来组合和集成本文中提出的一些协议，以保持manet功能更长的持续时间。

参考文献













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