自组织基本路由协议及混合型路由协议技术

自组网的路由技术主要是设计能自适应网络拓扑动态变化的分布式路由协议，并避免产生路由环路，尽可能减小路由开销，具有一定的可扩展性，使网络节点能根据网络情况的变化，具各分布式管理的路由功能。自组织网络是一个多跳的临时性的自治系统，在这种环境中，由于结点的无线通信覆盖范围的有限性，两个无法直接通信的移动结点可以借助其他结点进行分组转发来进行数据通信。自组网结点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交换，需要按路由协议进行分组转发决策。

IETF于1996年成立了自组网工作小组（MANET WG），其核心任务就是研究自组网环境下基于IP协议的路由协议规范和接口设计。

目前MANET WG已经提出了许多协议草案，比如DSR、AODV、TORA、ZRP等。这些自组网路由协议根据不同的角度可以进行不同的分类。按路由发现的策略划分，可以分为主动式路由协议、被动式路由协议和混合型路由协议。自组织网络主要有以下路由协议。

研究基于分布式算法，具有网络自组织和自设置功能的自组织基本路由协议，主要有两类：表驱动路由协议（主动式路由协议）和按需路由协议（反应式路由协议），如图所示。主动式路由协议尽力维护网络中每个节点至所有其他节点的一致的最新路由信息，并要求网络中的每个节点都建立和维护一个或多个存储路由信息的表格。在网络拓扑变化时周期性地广播路由更新信息。这样减少了获得路由的时延，但是需要花费较大的开销保持路由更新。按需路由协议只有在源节点需要时才建立路由，节点不需要花费代价来维护无用的路由信息，节省了一定的网络资源，但是路由发现过程时延比较大。

　 自组织网络路由协议按驱动模式的分类

迄今为止，已提出的主动式协议主要有WRP、DSDV等。下面简单介绍这两种协议。

（1）WRP协议

无线路由协议（wireless routmg protocol，WRP）是一个基于距离矢量的协议，其路由算法是对路径发现算法PFA的改进。它利用去往目标结点的路径长度和相应路径到倒数第二跳结点信息加速路由协议收敛速度，改善路由环路问题。WRP对PFAD的改进之处在于当结点i监测到与邻居结点j的链路发生变化时，i会检查所有邻居结点关于倒数第二跳信息的一致性，而PFA只会检查结点j关于倒数第二跳结点信息的一致性。这种改进可以进一步地减少出现路由环路的次数，加快算法的收敛速度。WRP协议的主要思想如下：

每个结点维护四张表，即距离表、路由表、链路费用表和消息重发表，并通过UPDATE消息通告给邻居结点。

设结点为i，信宿结点为j，结点i的邻居结点为k。

①距离表。距离表包括k的通告的相关内容有经过k到j的路由的距离Dijk的前趋结点Piik。

②路由表。每个表项包括信宿结点地址、到信宿的距离Dij、到j的最短路由j的前趋结点Pij、i的下一跳（后继）Sij等。

③链路费用表。通过结点乃的链路费用和从上一次收到无误消息后所经过

的时间。

④消息重发表。可包括多个重发表项，每个表项包括更新消息的序号、重发计数、ACK标志（是否发过相应的ACK）、更新消息列表。

WRP通过发送ACK实现可靠传输，结点通过接收ACK和其他消息来测试其邻居结点的存在性。如果结点没有发现数据分组，则周期性地发HELLO消息来得到与邻居结点的连通性消息。如果在一定的时间内收不到某邻居结点的任何消息，则认为与邻居结点的链路出现了故障；当有新的邻居结点时，把自己的路由表通告给新的结点。当结点收到一个更新消息后，采用路由发现算法进行路由表的更新，并克服“计数到无穷”问题。WRP对路由发现算法进行了改进，其独特性表现如下。

①距离表更新。对每一个更新消息（如k的通告），结点i检测其所有邻居结点{B∈Ni|b≠k}，凡是经过b结点到j且包括有花结点的路由，距离值需要重新计算为Dibj＝Dikj＋Dij，路由前趋更新为Pijb＝Pkj。

②路由表更新。当邻居P→J路由不包括i，且是邻居结点中到j的最短路由，则结点i选择邻居p作为其到j的下一跳结点，即更新Sij＝p。

（2）DSDV协议

目的序列距离矢量协议DSDV（destinatiON sequenced distance vector，DSDV）是一种基于Bellman_ord算法的主动路由协议。它被认为是最早的自组网路由协议。它的主要特点是采用了序列号机制来区分路由的新旧程度，防止可能产生的路由环路。它的缺点是不适应变化速度快的自组网，不支持单向信道。DSDV的主要设计思想如下：

①路由表结构。每个结点维护一个路由表，每个路由表项包括：信宿地址、到达信宿的度量值（如跳数）、信宿相关的序列号（由信宿发出）。

该序列号用以识别路由的新旧，作为路由更新