MANET与Internet互联中默认路由转发策略的改进
时间:08-13
来源:国外电子元器件
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需要指出的是,如果B发现以C为下一跳的目标节点根本不是到"default"的下一跳,则意味着C为IH。这样的局部路由失效,则按照AODV规范修复。另外,如果B是通过接收RERR而了解到无法通过C抵达某个目标节点,则按照上述方法处理。
4网关转发策略性能比较研究
4.1平台仿真环境建立
选择ns2作为仿真平台,测试两种转发策略在如下网络场景的性能:每个测试场景中包含两个网关,每个网关通过一个路由器连接一个作为信宿的固定节点,路由器与路由器、网关之间均通过10 Mb/s的有线网络互联。信源被安置在某个随机选择的MANET节点上,对应的信宿是两个固定节点中的一个。节点的运动遵守Random Waypoint MobilityModel,运动速度在[0,Vmax]中随机选择,运动暂停时间为5秒。每次仿真运行600个仿真秒,仿真结果曲线中的每个数据点代表在相同流量模型和Vmax下,以随机产生的运动场景运行10次仿真所得结果之均值。且所有的无线收发机的信号覆盖直径均为250 m。
4.2 CBR性能测试结果及原因分析
在每个仿真场景中,随机选择的两个MANET节点被设置为CBR信源,并在仿真开始后的第10仿真秒钟开始发送大小为512 B的CBR分组且持续至仿真结束。发送速度为10 packet/s。在两个固定Internet节点中随机选择一个作为CBR信宿。采用表1所示性能指标对不同网关转发策略的性能进行测定。
4.2.1分组递交率
两种转发策略在不同网络规模和不同移动速度下的分组递交率如图5所示,分组递交率随MANET网络规模的扩大以及MANET节点活跃程度(最大运动速度)的增加而下降。这是因为随着网络规模的扩大,源节点到网关的平均路径长度增加,发生断裂的概率也随之增加。在网络规模保持稳定的情况下,节点活跃程度的增加也会导致更多的链路断裂。而为重建断裂的连接,会有更多的路由和控制分组被发送到MANET中,控制流量就会增加,这在每个仿真结果曲线上都可以观察到。
另一方面,改进后的转发策略DefaultRoute_Improved由于克服了Internet主机路由缺失以及重复路由发现等问题,因此,其相对DefaultRoute_Wakikawa具有更高的分组递交率。
4.2.2分组传输时延
在完全相同的仿真环境下测试了两种协议的平均全局路由发现时延以及平均分组传输时延,仿真结果如图6、图7所示。图中可见改进的转发策略性能更优,主要体现在全局路由发现时间的缩短上。在RREP-I中增加的"ih_dst"字段携带了网关对于IH的可达性判断,因此源节点及到网关路径上的所有中间节点在接收到RREP-I后。不仅建立默认路由,而且可立即建立关于IH的路由表项。不用像Default-Route_Wikawiwa那样必须利用路由发现超时来建立该路由表项。大大减少了节点广播RREQ-I的次数,全局路由发现延迟也得到显著降低,则有更多的时间发送数据而不是等待超时,使互联性能得到改善。随着网络规模的扩大以及节点移动速度的增加,需要频繁进行全局路由发现时,改进型默认路由转发策略性能优越性更趋明显。
4网关转发策略性能比较研究
4.1平台仿真环境建立
选择ns2作为仿真平台,测试两种转发策略在如下网络场景的性能:每个测试场景中包含两个网关,每个网关通过一个路由器连接一个作为信宿的固定节点,路由器与路由器、网关之间均通过10 Mb/s的有线网络互联。信源被安置在某个随机选择的MANET节点上,对应的信宿是两个固定节点中的一个。节点的运动遵守Random Waypoint MobilityModel,运动速度在[0,Vmax]中随机选择,运动暂停时间为5秒。每次仿真运行600个仿真秒,仿真结果曲线中的每个数据点代表在相同流量模型和Vmax下,以随机产生的运动场景运行10次仿真所得结果之均值。且所有的无线收发机的信号覆盖直径均为250 m。
4.2 CBR性能测试结果及原因分析
在每个仿真场景中,随机选择的两个MANET节点被设置为CBR信源,并在仿真开始后的第10仿真秒钟开始发送大小为512 B的CBR分组且持续至仿真结束。发送速度为10 packet/s。在两个固定Internet节点中随机选择一个作为CBR信宿。采用表1所示性能指标对不同网关转发策略的性能进行测定。
4.2.1分组递交率
两种转发策略在不同网络规模和不同移动速度下的分组递交率如图5所示,分组递交率随MANET网络规模的扩大以及MANET节点活跃程度(最大运动速度)的增加而下降。这是因为随着网络规模的扩大,源节点到网关的平均路径长度增加,发生断裂的概率也随之增加。在网络规模保持稳定的情况下,节点活跃程度的增加也会导致更多的链路断裂。而为重建断裂的连接,会有更多的路由和控制分组被发送到MANET中,控制流量就会增加,这在每个仿真结果曲线上都可以观察到。
另一方面,改进后的转发策略DefaultRoute_Improved由于克服了Internet主机路由缺失以及重复路由发现等问题,因此,其相对DefaultRoute_Wakikawa具有更高的分组递交率。
4.2.2分组传输时延
在完全相同的仿真环境下测试了两种协议的平均全局路由发现时延以及平均分组传输时延,仿真结果如图6、图7所示。图中可见改进的转发策略性能更优,主要体现在全局路由发现时间的缩短上。在RREP-I中增加的"ih_dst"字段携带了网关对于IH的可达性判断,因此源节点及到网关路径上的所有中间节点在接收到RREP-I后。不仅建立默认路由,而且可立即建立关于IH的路由表项。不用像Default-Route_Wikawiwa那样必须利用路由发现超时来建立该路由表项。大大减少了节点广播RREQ-I的次数,全局路由发现延迟也得到显著降低,则有更多的时间发送数据而不是等待超时,使互联性能得到改善。随着网络规模的扩大以及节点移动速度的增加,需要频繁进行全局路由发现时,改进型默认路由转发策略性能优越性更趋明显。
5 结语
运行被动路由协议的MANET节点如采用传统的默认路由转发分组进入Internet的话,默认路由不一致、Internet主机路由缺失以及状态复制等问题将迫使MANET节点不得不长时间的处于超时状态并反复进行网关发现,如此使得传输时延和互联开销显著增加,仿真结果证实默认路由的不正确转发妨害了业务传输性能,而经过改进后的默认路由转发策略可有效改善互联性能。
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