关键字 |
| 马奈,TCP、CBR、 |
介绍 |
| 在移动环境中没有基础设施,节点必须自组织和创建一个无线ad hoc网络为了互相交流或交换消息。提供可靠和高效的网络服务在一个快速移动环境,如车载网络和战术的场景,然而,是非常具有挑战性的由于高机动性和外部干扰(例如,干扰对手的)。在这样一个“颠覆性”的环境中,传统的链接,网络,和传输协议无法正常运作;因此,一个重要的部分可以接收数据包的错误和/或可能会丢失。在移动Ad Hoc网络中,节点任意移动,因此网络可能会经历快速的和不可预知的拓扑变化。在MANET路由路径可能包含多个跃点,每个节点在MANET有责任作为路由器[4]。在MANET路由是一个具有挑战性的任务自从无线网络形成。主要原因是不断变化的网络拓扑结构,因为高度的节点移动性。一些协议已经开发完成这项任务。有各种流动模型如随机路点、参考点群移动模型(RPGM),曼哈顿流动模型,高速公路机动模型、高斯马尔可夫移动模型等,提出了评价[8 15]。几个绩效评估的MANET路由协议使用CBR交通所做的考虑各种参数如流动性、网络负载和暂停时间。 Biradar, S. R. et. al. [13] have analysed the AODV and DSR protocol using Mobility Model and CBR traffic sources. Biradar, S. R. et. al. [13] investigated that DSR performs better in high mobility and average delay is better in case of AODV for increased number of groups. Also Rathy, R.K. et. al. [10] investigated AODV and DSR routing protocols under Random Way Point Mobility Model with TCP and CBR traffic sources. They concluded that AODV outperforms DSR in high load and/or high mobility situations. In this paper we have investigated the performance of AODV and DSR On-Demand (reactive) routing protocol for performance comparison such as military battlefield. The purpose of this work is to understand there working mechanism and investigate that which routing protocol gives better performance in which situation or traffic. |
路由协议的描述 |
| 移动ad hoc网络路由协议分为三个不同的组:积极主动,反应性和混合协议。第一个协议开发来自静态网络和全球传播需要周期性的广告和连通性信息正确的操作,导致频繁的系统范围的广播。在Destination-Sequenced距离向量路由(DSDV),例如,每个移动节点在网络拥有一个路由表,它列出了所有可能的目的地和相应的跳数。 |
| 协议传输完整的转储和增量控制数据包,以更新路由信息在整个网络。这个潜在的大量的网络流量强烈限制了该协议的使用小的ad hoc网络。 |
| 被动协议只在需要时建立了一个路线,也就是说,如果一个节点是愿意传输数据,不知道目的地的路线。多数情况下,活性依赖于路由请求的传输协议和路由应答消息,需要建立和维护路由。路线仅记录,只要他们是有效的,到期后一些空闲时间。按需路由建立导致大幅减少所需的控制交通路由。在AODV和安全域给出两个例子的反应式路由协议。 |
| 混合协议主动和被动相结合的方面。大多数情况下,主动机制用于节点的本地社区内建立路线有限半径。因此,通过整个网络广播的路线是可以避免的。遥远的节点之间的路由仍然是由按需路由。混合路由的ZRP协议所示。 |
特别的按需距离矢量路由 |
| 特别的按需距离矢量路由协议(AODV)[2]中描述它试图最小化所需的广播的数量。它创建的路线在需求的基础上,而不是维护每个目的地的路线的完整列表。 |
路径发现过程 |
| 当试图发送一个消息到目标节点发起一个路径发现过程。一个路由请求消息(RREQ)播放所有邻国,它继续向他们的邻居广播消息等等。转发过程直到到达目标节点或直到一个中间节点知道„足够新鲜”路由到目的地(见图1 (a))。确保无路由循环和最近的路线信息每个节点维护两个计数器:序号和broadcast_id。broadcast_id和源节点的地址唯一标识RREQ消息。broadcast_id增加每RREQ由源节点发起。一个中间节点可以接收相同的路线的多个副本请求广播不同的邻居。在这种情况下,如果一个节点已经收到了RREQ相同的源地址和broadcast_id将丢弃数据包没有广播。当一个中间节点转发RREQ消息,它记录的邻居的地址,收到广播包的第一个副本。这样,从所有节点的反向路径自动回源正在建造中。 The RREQ packet contains two sequence numbers: the source sequence number and the last destination sequence number known by the source. The source sequence number is used to maintain „freshness‟ information about the reverse route to the source while the destination sequence number specifies the actuality a route to the destination must have before being accepted by the source. As soon as the route request broadcast reaches the destination or an intermediate node with a fresh enough route, the node responds by sending a unicast route reply packet (RREP) back to the node which it received the RREQ from (figure 1b. Actually, the packet is sent back reverse the path that has been built during broadcast forwarding |
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| 图1:AODV路径发现过程。 |
维持航线 |
| 如果源节点移动时,它可以发送一个新的RREQ包为了找到一个新的路由到目的地。如果一个中间节点沿着路径移动,其上游邻居注意到移动和发送失败的通知消息链接到它的每个活跃上游邻居告诉他们擦除的路线的一部分。链接失败通知源节点转发,只要没有达到。注意到源节点失效后可能再次启动路由发现协议。选择一个移动节点可以通过定期执行局部连通性维护广播你好消息。 |
动态源路由 |
| 动态源路由(域)协议[4]是一种按需路由协议基于源路由。源路由技术中的一个发送方确定的确切顺序节点,传播一个数据包通过。路由的中间节点列表是显式地包含在包的头。在安全域网络中每个移动节点需要维护一个路线,它使源路线。当想要发送一个数据包到其他主机,启动主机首先检查其路由缓存源路由到目的地。如果找到一个路由的数据包发送方传播方式。否则,源节点发起路由发现过程。 |
路由发现 |
| 路由发现开始时,源节点广播一个路由请求包可能在其所有邻居节点接收到无线传输范围。路由请求包含目的地主机的地址,被称为路线的目标发现,源”地址,路由记录字段和一个独特的识别号码。最后,源主机接收到路由应答包包含一个网络节点列表,它应该传播数据包通过,提供路由发现过程是成功的。一个简单的例子是如图2所示。 |
| 在路由发现路线记录字段是用来积累啤酒花已经采取的顺序。首先,发送方发起路由记录与单个元素包含列表本身。下一个邻居节点附加列表等等。每一个路由请求包还包含一个名为request_id独特的识别号码。request_id是一个简单的计数器,它增加,每当一个新源节点发送的路由请求包被。因此,每一个路由请求包可以通过其发起者的惟一确定的地址和request_id。当主机接收到路由请求包,它是重要的在下面描述的顺序来处理请求。这样我们确保没有循环期间会发生的广播包。 |
| 1。如果对h源节点地址,request_id我找到最近的路由请求的列表中,数据包就会被丢弃。 |
| 2。如果主机的请求”中列出的地址已经年代路线记录,包也丢弃。这样可以确保切除后的副本同样的请求,通过使用一个循环到达。 |
| 3所示。如果目的地址的路由请求匹配主机”地址,路由记录字段包含的完整列表节点,已通过以达到目的地从源节点。路由应答数据包被发送回源节点包含这条路线的副本。 |
| 4所示。否则,将该主机的地址添加到路由请求数据包的路由记录字段和重播包。 |
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| 路由答复是发回如果请求数据包到达目的地节点本身或者请求到达一个中间节点,这有一个活跃的route4目的地的路由缓存。请求数据包路由记录字段显示的顺序跳。如果生成节点的路由应答是目的地节点,只需要的路线记录字段路由请求并将其放入路线回复。如果响应节点是一个中间节点,它附加的缓存路线路线记录,然后生成路由答复。 |
线路维护 |
| 路由维护可以通过两个不同的过程: |
| •敌手承认在数据链路层 |
| •端到端应答 |
| 敌手承认在数据链路层允许的早期检测和重传数据包丢失或腐败。如果数据链路层决定了一个致命的传输错误(例如,因为超过的最大值),路线错误数据包发送信息包的发送方。路线错误包包含两部分信息:节点检测错误的地址和主机”地址,它试图传输的数据包。当一个节点收到路由错误数据包,错误的跳从路由缓存中删除所有包含这个跳路线被截断。 |
| 端到端确认可以使用,如果在两个主机之间无线传输不同样工作在两个方向。只要存在一个路线,两端主机能够沟通,路由维护是可能的。在两个方向上都可能有不同的路线。在这种情况下,回复或确认应用程序或传输层可以用来指示路线的状态从一个宿主传播到另一个。然而,端到端承认不可能找出跳,一直在错误。 |
仿真设置 |
| 我们使用网络模拟器(NS) 2在我们评估。NS-2是一个离散事件驱动模拟器(5、6)在加州大学伯克利分校的发展。我们使用Red Hat Linux环境与网络仿真器ns - 2.34版本。NS-2适合设计新的协议,比较不同的协议和交通评估。它是一种面向对象的仿真用c++写的,与一个OTcl翻译作为前端。NS模拟器使用两种语言,因为需要处理两件事: |
| •协议要求的详细仿真系统编程语言可以有效地操纵字节,数据包报头和实现算法, |
| •研究涉及略有不同参数或迅速探索的场景。生成的软件被称为流动发电机基于一个框架。在场景中,我们已经考虑四组有12个节点和一个组长。 |
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| 我们使用四个交通模式与不同数量的来源为每种类型的流量(TCP和CBR)。源目的地对可能在同一组或不同组。我们模拟的目的是评估这两个按需路由协议的性能差异。交通(CBR和TCP)的类型和来源的最大数量是由内置的工具NS2 [6]。使用的参数进行仿真总结在表1。 |
性能指标 |
| 一系列的量化指标可用于评估MANET路由协议的性能。我们使用以下指标评价两个随需应变的反应性能的路由协议(AODV和安全域) |
包交付部分 |
| 它的比例是数据包送到目的地产生的来源。它计算收到的数据包的数量除以目的地通过包起源于源数量。 |
| PDF =(公关/ Ps) * 100公关在哪里收到总包& Ps总包发送。 |
路由开销 |
| 是控制或路由的总数(RTR)生成的数据包路由协议在模拟。所有数据包在网络层发送或转发是考虑路由开销。 |
| 开销= RTR的数据包数量 |
归一化路由负载 |
| “传播”每个数据包的路由数据包数量“交付”的目的地。每个hop-wise传输的路由是算作一个传输。是控制的总和所有节点发送的数据包在网络发现和维护路线。海军研究实验室=路由数据包/收到的数据包 |
平均端到端延迟(秒) |
| 这包括所有可能的延迟造成的缓冲在路由发现延迟,排队在接口队列、传输延迟MAC,传播和传输时间。它被定义为一个数据包传输所花费的时间在MANET从来源到目的地。D = (Tr - t) Tr在哪里接收时间和Ts发送时间。 |
结果和讨论 |
包交货率: |
| CBR的交通都协议提供几乎所有源自数据包(约99 - 100%)当流动性较低的数量和来源也低(10)。但是包交付分数开始逐渐退化,有增加数量的来源(40)和节点的增加速度。安全域时表现更好的来源数量很低,但是当网络负载的增加,包交货率下降。AODV执行所有假定载荷条件下同样在CBR交通(图4)。但在TCP流量的情况下,安全域表现更好无论网络负载和速度(图5)。 |
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路由开销 |
| CBR交通,安全域比AODV协议路由开销明显低(图6)当流动性增加。我们已经调查,当数量的来源(10)低,安全域的性能和AODV不管流动相似。 |
| 但由于大量的来源(40),安全域开始为高迁移率优于AODV的场景。此外,安全域总比AODV路由开销较低。在安全域路由回复导致大部分的路由开销。还在TCP流量域执行比AODV(图7)。 |
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归一化路由负载 |
| CBR的交通、较低数量的来源(10)和低流动性,安全域执行好。但当流动性增加,AODV执行比安全域。但是当数量的来源是高(40)说,安全域执行比AODV所示(图8)。在TCP流量的情况下,在低网络负载(10)(AODV和安全域)给几乎相似的性能。但是当数量的来源是高说40 AODV执行比域所示(图9)。 |
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平均端到端延迟: |
| 在CBR交通,底端平均延迟域时AODV相当数量的来源(10)低,但随着网络负载的增加(40)说,延迟域比AODV高出太多(图8)。但在TCP流量的情况下,AODV表现得更好在所有条件(图10)。对所有的实时数据包交付,AODV是更好的选择。由于路由缓存域产生更多的延迟。底端平均延迟的TCP流量比CBR交通至少三倍。 |
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结论 |
| 在Manet CBR流量来源AODV表现的更好。但在TCP流量的情况下,安全域表现得更好在压力的情况下(高负载或高流动性)。域路由负载总是小于AODV在所有类型的流量。平均端到端延迟AODV小于安全域的类型的流量。所有AODV的性能比安全域在CBR交通和实时交付的数据。但安全域在TCP流量限制的带宽条件下表现更好。本文使用两个路由协议及其性能分析了对四个性能指标。本文可以增强通过分析其他MANET路由协议在不同移动模型和不同类型的流量来源对其他性能指标。 |
引用 |
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