AODV路由協(xié)議路由修復(fù)研究和改進(jìn)

1、    aodv路由協(xié)議路由修復(fù)研究和改進(jìn)    許宗成段渭軍黃亮摘 要： ad hoc網(wǎng)絡(luò)具備拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)性，該特性使得一般路由協(xié)議無(wú)法正常工作，且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)變化性，也會(huì)提升路由斷裂的發(fā)生率。aodv路由協(xié)議作為ad hoc網(wǎng)絡(luò)目前使用最為頻繁的一種路由協(xié)議，其重要性和高效率性不言而喻。主要對(duì)aodv路由協(xié)議的修復(fù)研究與改進(jìn)進(jìn)行分析和探討，從aodv協(xié)議的工作原理、修復(fù)研究以及改進(jìn)方法等幾個(gè)方面進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞： ad hoc網(wǎng)絡(luò)； aodv路由協(xié)議； 修復(fù)； 改進(jìn)： tn915.04?34 ： a ： 1004?373x（2014）05?0055?

2、030 引 言ad hoc網(wǎng)絡(luò)作為一種自組織網(wǎng)絡(luò)，其具備節(jié)點(diǎn)可在主機(jī)與路由之間相互切換以及可移動(dòng)等性能，且其具備的高度動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也對(duì)應(yīng)用的路由協(xié)議提出了更多的要求。ad hoc網(wǎng)絡(luò)和目前最常用的蜂窩技術(shù)不同，其與傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)最主要的區(qū)別在于它自身結(jié)構(gòu)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的相互通信和連通是建立在沒(méi)有任何基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施或者路由器的條件下開(kāi)展或運(yùn)行傳遞的，且該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流控制和動(dòng)態(tài)配置，運(yùn)行中使用的所有路由協(xié)議都具備分布式特性。這就是說(shuō)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的控制和自組性并不會(huì)過(guò)度依靠某些相對(duì)較為重要的節(jié)點(diǎn)，所有結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)在功能上和網(wǎng)絡(luò)組成中都是平等的，且任何一節(jié)點(diǎn)因故障或其他原因離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)或加入網(wǎng)

3、絡(luò)都是被允許的。ad hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為最近幾年研究活動(dòng)最為頻繁的領(lǐng)域之一，其最常使用的路由協(xié)議aodv協(xié)議也成為目前研究的方向之一。下面通過(guò)對(duì)aodv路由協(xié)議的工作原理和存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的描述，重點(diǎn)介紹了關(guān)于該協(xié)議的修復(fù)和改進(jìn)，現(xiàn)闡述如下。1 aodv路由協(xié)議及其原理1.1 aodv路由協(xié)議ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種擁有動(dòng)態(tài)化特性高的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也具備單向信道的特征，同時(shí)也有無(wú)線移動(dòng)終端局限性和有限無(wú)線傳輸帶寬等特征，ad hoc網(wǎng)絡(luò)的上述特點(diǎn)對(duì)路由協(xié)議提出了很高的要求，一般路由協(xié)議難以在該網(wǎng)絡(luò)中工作。自組按需請(qǐng)求型距離向量協(xié)議簡(jiǎn)稱aodv協(xié)議，該協(xié)議是建立在dsdv協(xié)議的條件上，通過(guò)借鑒d

4、sr中相關(guān)路由協(xié)議機(jī)制，對(duì)上述兩種協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)后產(chǎn)生的一種協(xié)議，也就是說(shuō)aodv協(xié)議糅合了dsdv和dsr兩者的優(yōu)點(diǎn)，如dsdv協(xié)議中設(shè)定的定期廣播、序列號(hào)以及逐跳路由，dsr中設(shè)計(jì)的路由維護(hù)機(jī)制以及按需路由發(fā)現(xiàn)。這在一定程度使得aodv路由協(xié)議擁有了按需路由協(xié)議所具備的特性及功能。與此同時(shí)，在ad hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生變化或出現(xiàn)改變時(shí)，它會(huì)快速收斂，斷路后也可憑借自身功能進(jìn)行自我修復(fù)，保證鏈路暢通，使得節(jié)點(diǎn)能通過(guò)建立正向路由到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。在運(yùn)行的過(guò)程中，還具備消耗的儲(chǔ)存資源少，計(jì)算量小，網(wǎng)絡(luò)帶寬占用資源少等優(yōu)點(diǎn)。ad hoc網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以及對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，需要借助a

5、odv路由協(xié)議的計(jì)算功能，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間多跳路由、自啟動(dòng)以及動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行記錄和計(jì)算。操作aodv路由協(xié)議過(guò)程中具有一定的開(kāi)環(huán)性，而在ad hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中拓?fù)涑霈F(xiàn)改變時(shí)，即結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)，可以快速收斂，有效地避免了bellman?ford“無(wú)窮計(jì)算”產(chǎn)生問(wèn)題的影響。若是鏈路出現(xiàn)中斷，該協(xié)議會(huì)對(duì)相關(guān)受到累及的節(jié)點(diǎn)給予鏈路中斷的信息通知，這就會(huì)使累及到的節(jié)點(diǎn)不會(huì)因路由中斷而受到影響。1.2 基本原理aodv協(xié)議中，若結(jié)構(gòu)中某個(gè)源節(jié)點(diǎn)在通向某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)會(huì)建立一個(gè)路徑，此時(shí)就會(huì)使得一個(gè)路徑發(fā)現(xiàn)程序被發(fā)起，這一時(shí)刻廣播路徑會(huì)自主向rreq發(fā)出請(qǐng)求，并安排一個(gè)能與之處于對(duì)方無(wú)線電覆蓋

6、范疇內(nèi)且相鄰的節(jié)點(diǎn)，而該范圍臨近節(jié)點(diǎn)會(huì)依據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)rreq，一直到源節(jié)點(diǎn)通過(guò)建立路由達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)或者達(dá)到某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，同時(shí)這個(gè)中間節(jié)點(diǎn)必須具備能夠達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)的新的路徑。而在rreq被上述相鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的過(guò)程中，中間節(jié)點(diǎn)在與之相對(duì)性的路由表中會(huì)對(duì)第一個(gè)拷貝rreq且轉(zhuǎn)發(fā)給其他節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行記錄，這種記錄同時(shí)也搭建了一條反向路徑。當(dāng)rreq達(dá)到中間節(jié)點(diǎn)或者目的節(jié)點(diǎn)后，那么中間節(jié)點(diǎn)就會(huì)與目的節(jié)點(diǎn)借助反向路徑單播一個(gè)rrep（路徑響應(yīng)分組），再轉(zhuǎn)發(fā)給路徑表上記錄的相鄰節(jié)點(diǎn)。在上述源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)并到目的節(jié)點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，路徑上的節(jié)點(diǎn)會(huì)依據(jù)路徑表上的記錄搭建一條源節(jié)點(diǎn)正確通向目的節(jié)點(diǎn)的路徑。路由的建立如圖

7、1所示。路由表項(xiàng)構(gòu)建完成后，路由中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須達(dá)到依據(jù)路由維持和管理路由表中各自設(shè)定的目標(biāo)，即任何一個(gè)路由表項(xiàng)都在路由表中保持或擁有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的目的地址，這是為了完成逐條轉(zhuǎn)發(fā)而設(shè)定的。同樣，在對(duì)路由表維護(hù)的時(shí)間段，與節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)項(xiàng)會(huì)被從路徑表中被抹除掉，前提是路由沒(méi)有被使用。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，若是在活動(dòng)路由的過(guò)程中發(fā)生了鏈路斷開(kāi)，這時(shí)就會(huì)對(duì)其他節(jié)點(diǎn)發(fā)出相關(guān)的修復(fù)消息對(duì)路由鏈路斷開(kāi)處進(jìn)行修復(fù)。2 ad hoc路由修復(fù)與改進(jìn)ad hoc網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在一定程度上具備很強(qiáng)的可移動(dòng)性，也就是說(shuō)路由節(jié)點(diǎn)會(huì)依據(jù)這種移動(dòng)特性在網(wǎng)絡(luò)中有目的移動(dòng)，同時(shí)無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建

8、各個(gè)節(jié)點(diǎn)也應(yīng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而成為中繼路由器的替補(bǔ)，而在這一階段鏈路就會(huì)因節(jié)點(diǎn)早網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)而斷路。因此，對(duì)aodv路由協(xié)議運(yùn)行時(shí)因節(jié)點(diǎn)移動(dòng)而導(dǎo)致路由斷路進(jìn)行修復(fù)對(duì)于保證通信的正常進(jìn)行就顯得非常重要。目前，對(duì)于斷鏈問(wèn)題修復(fù)主要有三種處理方法：（1） 斷路被發(fā)現(xiàn)后，廣播rerrep報(bào)文會(huì)從路由中斷鏈處的下游節(jié)點(diǎn)處主動(dòng)發(fā)起，而節(jié)點(diǎn)在收到該報(bào)文后就會(huì)通過(guò)已經(jīng)搭建好的正確通向目的節(jié)點(diǎn)的路徑實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移，一旦斷鏈上游節(jié)點(diǎn)在收到該報(bào)文后，上游節(jié)點(diǎn)也會(huì)搭建正確通向目的節(jié)點(diǎn)路徑，這樣就完成了路由的修復(fù)。（2） 斷鏈時(shí)充分發(fā)揮本地修復(fù)功能，并通過(guò)上游節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)rreq報(bào)文的傳播控制，在控制范圍內(nèi)完成本地修復(fù)。 （3）

9、 將源修復(fù)與本地修復(fù)相結(jié)合，依據(jù)設(shè)計(jì)者對(duì)斷鏈做出的實(shí)際判斷來(lái)選擇使用何種方式進(jìn)行修復(fù)。2.1 由下游節(jié)點(diǎn)發(fā)廣播報(bào)文當(dāng)在活動(dòng)路由進(jìn)行的過(guò)程中，某條中間鏈路正在使用，因故障原因或者其他出現(xiàn)了斷鏈情況，這時(shí)出現(xiàn)斷鏈位置的下游節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)路由表進(jìn)行檢查，會(huì)明確位于自己上游的節(jié)點(diǎn)屬于哪一條路由，并依據(jù)該節(jié)點(diǎn)到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)發(fā)起一個(gè)rerrer廣播消息。任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到該廣播消息后，都會(huì)對(duì)自身路由表進(jìn)行檢查，查看是否存在通往該目的節(jié)點(diǎn)的正確路徑及可用路由，若是并不存在與之相關(guān)的路由表項(xiàng)，則會(huì)創(chuàng)建并轉(zhuǎn)發(fā)；若是存在與之相關(guān)表項(xiàng)，而目的狀態(tài)無(wú)法到達(dá)，則會(huì)根據(jù)廣播消息對(duì)路由表進(jìn)行更新；若存在能到達(dá)相應(yīng)目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)

10、路由信息處于可以占用狀態(tài)，那么該廣播消息會(huì)不被理會(huì)或丟棄。然而，在廣播消息通過(guò)鏈路到達(dá)斷鏈位置的上游節(jié)點(diǎn)處時(shí)，就能立即建立正向的路由，完成修復(fù)。然而，該修復(fù)方法也存在一定的問(wèn)題。在廣播報(bào)文被下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起的過(guò)程中，路由表除了會(huì)對(duì)路由中某一下跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保存或記錄時(shí)，還對(duì)上一跳點(diǎn)相關(guān)信息進(jìn)行保存，這與aodv協(xié)議中到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的思想存在一定的沖突性。同時(shí)，下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)斷鏈的修復(fù)過(guò)程中，它們都會(huì)對(duì)上一節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行緩存，下游節(jié)點(diǎn)是不可預(yù)見(jiàn)的；因此，下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)斷鏈處路由的修復(fù)是沒(méi)有區(qū)別性的，也就是即使不存在數(shù)據(jù)傳輸，不存在該條路由，修復(fù)還是會(huì)被發(fā)起，這使得廣播報(bào)文的傳播量大大增加，加大了無(wú)線信道的負(fù)

11、荷。2.2 本地修復(fù)與源修復(fù)aodv在運(yùn)行的過(guò)程中，若是發(fā)現(xiàn)斷路，傳統(tǒng)的修復(fù)方法為源節(jié)點(diǎn)修復(fù)法，這就是說(shuō)rerr會(huì)被傳遞到源節(jié)點(diǎn)處，并通知其路由出現(xiàn)斷鏈時(shí)，而這時(shí)源節(jié)點(diǎn)會(huì)重新對(duì)路由進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而完成修復(fù)。這種修復(fù)方法比較可靠，但修復(fù)延時(shí)較長(zhǎng)，因此對(duì)aodv提出了本地修復(fù)法：由于節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)而導(dǎo)致斷鏈，而導(dǎo)致斷鏈的節(jié)點(diǎn)極有可能就在斷鏈處的附近或周邊，借助這種方式對(duì)斷鏈上游位置節(jié)點(diǎn)的ttl（生存時(shí)間）相對(duì)較小的rreq廣播報(bào)文來(lái)對(duì)斷鏈的路由進(jìn)行修復(fù)。然而，本地修復(fù)法受到路由使用效率的限制，特別適用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)，節(jié)點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)范圍移動(dòng)的可能情形中。使用opnet軟件對(duì)上述兩種修復(fù)方法的仿真結(jié)果圖

12、如圖2，圖3所示。本地小范圍修復(fù)同樣存在問(wèn)題，若是位于斷鏈處上游位置的相關(guān)節(jié)點(diǎn)周邊臨近節(jié)點(diǎn)較少，那么尋找下兩跳節(jié)點(diǎn)而發(fā)起修復(fù)必將失敗，這時(shí)上游節(jié)點(diǎn)也不可能尋到合適的總計(jì)節(jié)點(diǎn)，那么在此發(fā)起本地小范圍修復(fù)，也必然會(huì)是失敗。也就是說(shuō)，由同樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)引發(fā)的兩次尋找修復(fù)，都會(huì)因?yàn)橹苓吪R近節(jié)點(diǎn)不足且沒(méi)有合適的中繼節(jié)點(diǎn)而出現(xiàn)修復(fù)失敗的問(wèn)題，這樣會(huì)轉(zhuǎn)而尋求源節(jié)點(diǎn)修復(fù)，而在整個(gè)過(guò)程中會(huì)使得端到端延時(shí)、路由開(kāi)銷以及丟包率增加。2.3 路由斷鏈修復(fù)方法的改進(jìn)對(duì)上面描述進(jìn)行分析，可以知道不同的修復(fù)方法其優(yōu)勢(shì)不相同，所面臨的缺陷也具有差異性，因此，在斷鏈發(fā)生時(shí)最好配合使用各種修復(fù)方法，這便于提升修復(fù)性能。目前，對(duì)上述修

13、復(fù)方法的改進(jìn)主要如下：（1） 當(dāng)某條路由出現(xiàn)斷鏈且被某中間節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)時(shí)，在斷鏈上游節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)后，可以發(fā)出具有限制跳數(shù)作用的local rreq，這樣可以將路由重建或者斷鏈修復(fù)的整個(gè)過(guò)程限制在因拓?fù)涓淖児?jié)點(diǎn)移動(dòng)周邊范圍。若是在一段時(shí)間未能獲取rrep，可以通過(guò)上游節(jié)點(diǎn)向上發(fā)出route notfication，并對(duì)上一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行要求，發(fā)起rreq；若是整個(gè)向上過(guò)程直至源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的中點(diǎn)都未能獲取rrep或路由重建不成功時(shí)，應(yīng)該停止繼續(xù)在該節(jié)點(diǎn)繼續(xù)發(fā)送rreq，而是通知源節(jié)點(diǎn)重新建立一條通向目的節(jié)點(diǎn)的路徑，實(shí)現(xiàn)路由的重建。（2） 鏈路中斷后，首先對(duì)鏈路中斷位置的上一處節(jié)點(diǎn)位于的位置進(jìn)行判斷，在根據(jù)其

14、特點(diǎn)采取相應(yīng)的修復(fù)方法。若是該節(jié)點(diǎn)位置距離源節(jié)點(diǎn)相對(duì)較近，則選擇源節(jié)點(diǎn)修復(fù)；若是距離目的節(jié)點(diǎn)相對(duì)較近，則選擇本地修復(fù)。判斷方法：當(dāng)某條活動(dòng)路由出現(xiàn)斷鏈的情況后，假定路由表中中斷位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)有效的反向路由與之相對(duì)應(yīng)的跳數(shù)為hopl，而在程序錄入中的代碼“destinationip address”有效的路由表項(xiàng)與之相對(duì)應(yīng)的跳數(shù)為hopl2，若是（hopl+hopl2）/2hopl，這表明斷鏈路由位置的上一節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的距離遠(yuǎn)于到源節(jié)點(diǎn)的距離，這時(shí)就應(yīng)采取源節(jié)點(diǎn)修復(fù)，這便于源節(jié)點(diǎn)重建新的到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，有效地避免了因重建路由而產(chǎn)生的引入時(shí)延，且相對(duì)本地修復(fù)法節(jié)省了因需要重建路由而開(kāi)銷的費(fèi)

15、用。若是hopl>（hopl+hopl2）/2，那么則相反，應(yīng)選取本地修復(fù)，這有助于減少時(shí)延。3 結(jié) 語(yǔ)ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種具備無(wú)線移動(dòng)、自組織的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不需要在某種特定的結(jié)構(gòu)環(huán)境下工作，其工作環(huán)境是可多變化的。因此，ad hoc網(wǎng)絡(luò)非常適用于一些特殊場(chǎng)合或軍事場(chǎng)合。在缺乏相關(guān)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的條件下，ad hoc網(wǎng)絡(luò)通過(guò)憑借自身具備的特性及功能完成快速組網(wǎng)，而且構(gòu)建組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備可移動(dòng)的特性，這就是說(shuō)每個(gè)節(jié)點(diǎn)除了可以作為主機(jī)外，還具備路由器的功能，而這種優(yōu)秀特性也使該網(wǎng)絡(luò)具備非常廣的應(yīng)用前景。而aodv路由協(xié)議作為ad hoc網(wǎng)絡(luò)最常使用的路由協(xié)議，其

16、重要性不言而喻，因此，開(kāi)展相關(guān)aodv路由協(xié)議的修復(fù)研究和改進(jìn)是非常有意義的，這對(duì)于提升路由協(xié)議的高效工作有著極為明顯的促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)1 胡曦，李喆，劉軍.移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中基于鏈路穩(wěn)定性預(yù)測(cè)的按需路由協(xié)議j.電子與信息學(xué)報(bào)，2010（2）：284?289.2 葉亮，沙學(xué)軍，徐玉.ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由抖動(dòng)與路由維護(hù)j.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2010（5）：1397?1403.3 王琦進(jìn)，侯整風(fēng).一種節(jié)點(diǎn)低能量避免的aodv改進(jìn)協(xié)議j.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（4）：431?434.4 周杰.基于aodv的ad hoc網(wǎng)絡(luò)多路徑路由協(xié)議j.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，20

17、12（4）：451?455.5 謝佳，徐山峰.aodv、aomdv和aodv?uu路由協(xié)議性能仿真與分析j.中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2011（6）：592?594.6 王莎莎，朱國(guó)暉，王鑫.ad hoc網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡路由協(xié)議研究j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（3）：40?42.7 曾志宏，湯碧玉，楊琦.tinyos在cc2530下的移植及aodv路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（9）：41?44.8 胡海春，陳佳品，李振波.基于aodv且考慮延時(shí)能量節(jié)省的路由協(xié)議j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（3）：81?84. （3） 將源修復(fù)與本地修復(fù)相結(jié)合，依據(jù)設(shè)計(jì)者對(duì)斷鏈做出的實(shí)際判斷

18、來(lái)選擇使用何種方式進(jìn)行修復(fù)。2.1 由下游節(jié)點(diǎn)發(fā)廣播報(bào)文當(dāng)在活動(dòng)路由進(jìn)行的過(guò)程中，某條中間鏈路正在使用，因故障原因或者其他出現(xiàn)了斷鏈情況，這時(shí)出現(xiàn)斷鏈位置的下游節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)路由表進(jìn)行檢查，會(huì)明確位于自己上游的節(jié)點(diǎn)屬于哪一條路由，并依據(jù)該節(jié)點(diǎn)到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)發(fā)起一個(gè)rerrer廣播消息。任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到該廣播消息后，都會(huì)對(duì)自身路由表進(jìn)行檢查，查看是否存在通往該目的節(jié)點(diǎn)的正確路徑及可用路由，若是并不存在與之相關(guān)的路由表項(xiàng)，則會(huì)創(chuàng)建并轉(zhuǎn)發(fā)；若是存在與之相關(guān)表項(xiàng)，而目的狀態(tài)無(wú)法到達(dá)，則會(huì)根據(jù)廣播消息對(duì)路由表進(jìn)行更新；若存在能到達(dá)相應(yīng)目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)路由信息處于可以占用狀態(tài)，那么該廣播消息會(huì)不被理會(huì)或丟棄。

19、然而，在廣播消息通過(guò)鏈路到達(dá)斷鏈位置的上游節(jié)點(diǎn)處時(shí)，就能立即建立正向的路由，完成修復(fù)。然而，該修復(fù)方法也存在一定的問(wèn)題。在廣播報(bào)文被下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起的過(guò)程中，路由表除了會(huì)對(duì)路由中某一下跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保存或記錄時(shí)，還對(duì)上一跳點(diǎn)相關(guān)信息進(jìn)行保存，這與aodv協(xié)議中到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的思想存在一定的沖突性。同時(shí)，下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)斷鏈的修復(fù)過(guò)程中，它們都會(huì)對(duì)上一節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行緩存，下游節(jié)點(diǎn)是不可預(yù)見(jiàn)的；因此，下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)斷鏈處路由的修復(fù)是沒(méi)有區(qū)別性的，也就是即使不存在數(shù)據(jù)傳輸，不存在該條路由，修復(fù)還是會(huì)被發(fā)起，這使得廣播報(bào)文的傳播量大大增加，加大了無(wú)線信道的負(fù)荷。2.2 本地修復(fù)與源修復(fù)aodv在運(yùn)行的過(guò)程中，若是發(fā)

20、現(xiàn)斷路，傳統(tǒng)的修復(fù)方法為源節(jié)點(diǎn)修復(fù)法，這就是說(shuō)rerr會(huì)被傳遞到源節(jié)點(diǎn)處，并通知其路由出現(xiàn)斷鏈時(shí)，而這時(shí)源節(jié)點(diǎn)會(huì)重新對(duì)路由進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而完成修復(fù)。這種修復(fù)方法比較可靠，但修復(fù)延時(shí)較長(zhǎng)，因此對(duì)aodv提出了本地修復(fù)法：由于節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)而導(dǎo)致斷鏈，而導(dǎo)致斷鏈的節(jié)點(diǎn)極有可能就在斷鏈處的附近或周邊，借助這種方式對(duì)斷鏈上游位置節(jié)點(diǎn)的ttl（生存時(shí)間）相對(duì)較小的rreq廣播報(bào)文來(lái)對(duì)斷鏈的路由進(jìn)行修復(fù)。然而，本地修復(fù)法受到路由使用效率的限制，特別適用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)，節(jié)點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)范圍移動(dòng)的可能情形中。使用opnet軟件對(duì)上述兩種修復(fù)方法的仿真結(jié)果圖如圖2，圖3所示。本地小范圍修復(fù)同樣存在問(wèn)題，若是位于斷鏈

21、處上游位置的相關(guān)節(jié)點(diǎn)周邊臨近節(jié)點(diǎn)較少，那么尋找下兩跳節(jié)點(diǎn)而發(fā)起修復(fù)必將失敗，這時(shí)上游節(jié)點(diǎn)也不可能尋到合適的總計(jì)節(jié)點(diǎn)，那么在此發(fā)起本地小范圍修復(fù)，也必然會(huì)是失敗。也就是說(shuō)，由同樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)引發(fā)的兩次尋找修復(fù)，都會(huì)因?yàn)橹苓吪R近節(jié)點(diǎn)不足且沒(méi)有合適的中繼節(jié)點(diǎn)而出現(xiàn)修復(fù)失敗的問(wèn)題，這樣會(huì)轉(zhuǎn)而尋求源節(jié)點(diǎn)修復(fù)，而在整個(gè)過(guò)程中會(huì)使得端到端延時(shí)、路由開(kāi)銷以及丟包率增加。2.3 路由斷鏈修復(fù)方法的改進(jìn)對(duì)上面描述進(jìn)行分析，可以知道不同的修復(fù)方法其優(yōu)勢(shì)不相同，所面臨的缺陷也具有差異性，因此，在斷鏈發(fā)生時(shí)最好配合使用各種修復(fù)方法，這便于提升修復(fù)性能。目前，對(duì)上述修復(fù)方法的改進(jìn)主要如下：（1） 當(dāng)某條路由出現(xiàn)斷鏈且被某中間

22、節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)時(shí)，在斷鏈上游節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)后，可以發(fā)出具有限制跳數(shù)作用的local rreq，這樣可以將路由重建或者斷鏈修復(fù)的整個(gè)過(guò)程限制在因拓?fù)涓淖児?jié)點(diǎn)移動(dòng)周邊范圍。若是在一段時(shí)間未能獲取rrep，可以通過(guò)上游節(jié)點(diǎn)向上發(fā)出route notfication，并對(duì)上一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行要求，發(fā)起rreq；若是整個(gè)向上過(guò)程直至源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的中點(diǎn)都未能獲取rrep或路由重建不成功時(shí)，應(yīng)該停止繼續(xù)在該節(jié)點(diǎn)繼續(xù)發(fā)送rreq，而是通知源節(jié)點(diǎn)重新建立一條通向目的節(jié)點(diǎn)的路徑，實(shí)現(xiàn)路由的重建。（2） 鏈路中斷后，首先對(duì)鏈路中斷位置的上一處節(jié)點(diǎn)位于的位置進(jìn)行判斷，在根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的修復(fù)方法。若是該節(jié)點(diǎn)位置距離源節(jié)點(diǎn)相對(duì)較近，

23、則選擇源節(jié)點(diǎn)修復(fù)；若是距離目的節(jié)點(diǎn)相對(duì)較近，則選擇本地修復(fù)。判斷方法：當(dāng)某條活動(dòng)路由出現(xiàn)斷鏈的情況后，假定路由表中中斷位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)有效的反向路由與之相對(duì)應(yīng)的跳數(shù)為hopl，而在程序錄入中的代碼“destinationip address”有效的路由表項(xiàng)與之相對(duì)應(yīng)的跳數(shù)為hopl2，若是（hopl+hopl2）/2hopl，這表明斷鏈路由位置的上一節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的距離遠(yuǎn)于到源節(jié)點(diǎn)的距離，這時(shí)就應(yīng)采取源節(jié)點(diǎn)修復(fù)，這便于源節(jié)點(diǎn)重建新的到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑，有效地避免了因重建路由而產(chǎn)生的引入時(shí)延，且相對(duì)本地修復(fù)法節(jié)省了因需要重建路由而開(kāi)銷的費(fèi)用。若是hopl>（hopl+hopl2）/2，那么

24、則相反，應(yīng)選取本地修復(fù)，這有助于減少時(shí)延。3 結(jié) 語(yǔ)ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種具備無(wú)線移動(dòng)、自組織的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不需要在某種特定的結(jié)構(gòu)環(huán)境下工作，其工作環(huán)境是可多變化的。因此，ad hoc網(wǎng)絡(luò)非常適用于一些特殊場(chǎng)合或軍事場(chǎng)合。在缺乏相關(guān)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的條件下，ad hoc網(wǎng)絡(luò)通過(guò)憑借自身具備的特性及功能完成快速組網(wǎng)，而且構(gòu)建組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備可移動(dòng)的特性，這就是說(shuō)每個(gè)節(jié)點(diǎn)除了可以作為主機(jī)外，還具備路由器的功能，而這種優(yōu)秀特性也使該網(wǎng)絡(luò)具備非常廣的應(yīng)用前景。而aodv路由協(xié)議作為ad hoc網(wǎng)絡(luò)最常使用的路由協(xié)議，其重要性不言而喻，因此，開(kāi)展相關(guān)aodv路由協(xié)議的修復(fù)研究和

25、改進(jìn)是非常有意義的，這對(duì)于提升路由協(xié)議的高效工作有著極為明顯的促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)1 胡曦，李喆，劉軍.移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中基于鏈路穩(wěn)定性預(yù)測(cè)的按需路由協(xié)議j.電子與信息學(xué)報(bào)，2010（2）：284?289.2 葉亮，沙學(xué)軍，徐玉.ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由抖動(dòng)與路由維護(hù)j.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2010（5）：1397?1403.3 王琦進(jìn)，侯整風(fēng).一種節(jié)點(diǎn)低能量避免的aodv改進(jìn)協(xié)議j.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（4）：431?434.4 周杰.基于aodv的ad hoc網(wǎng)絡(luò)多路徑路由協(xié)議j.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012（4）：451?455.5 謝佳，徐山峰.aodv、a

26、omdv和aodv?uu路由協(xié)議性能仿真與分析j.中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2011（6）：592?594.6 王莎莎，朱國(guó)暉，王鑫.ad hoc網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡路由協(xié)議研究j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（3）：40?42.7 曾志宏，湯碧玉，楊琦.tinyos在cc2530下的移植及aodv路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（9）：41?44.8 胡海春，陳佳品，李振波.基于aodv且考慮延時(shí)能量節(jié)省的路由協(xié)議j.現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（3）：81?84. （3） 將源修復(fù)與本地修復(fù)相結(jié)合，依據(jù)設(shè)計(jì)者對(duì)斷鏈做出的實(shí)際判斷來(lái)選擇使用何種方式進(jìn)行修復(fù)。2.1 由下游節(jié)點(diǎn)發(fā)廣播報(bào)文當(dāng)

27、在活動(dòng)路由進(jìn)行的過(guò)程中，某條中間鏈路正在使用，因故障原因或者其他出現(xiàn)了斷鏈情況，這時(shí)出現(xiàn)斷鏈位置的下游節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)路由表進(jìn)行檢查，會(huì)明確位于自己上游的節(jié)點(diǎn)屬于哪一條路由，并依據(jù)該節(jié)點(diǎn)到達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)發(fā)起一個(gè)rerrer廣播消息。任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到該廣播消息后，都會(huì)對(duì)自身路由表進(jìn)行檢查，查看是否存在通往該目的節(jié)點(diǎn)的正確路徑及可用路由，若是并不存在與之相關(guān)的路由表項(xiàng)，則會(huì)創(chuàng)建并轉(zhuǎn)發(fā)；若是存在與之相關(guān)表項(xiàng)，而目的狀態(tài)無(wú)法到達(dá)，則會(huì)根據(jù)廣播消息對(duì)路由表進(jìn)行更新；若存在能到達(dá)相應(yīng)目標(biāo)的節(jié)點(diǎn)，同時(shí)路由信息處于可以占用狀態(tài)，那么該廣播消息會(huì)不被理會(huì)或丟棄。然而，在廣播消息通過(guò)鏈路到達(dá)斷鏈位置的上游節(jié)點(diǎn)處時(shí)，就能立

28、即建立正向的路由，完成修復(fù)。然而，該修復(fù)方法也存在一定的問(wèn)題。在廣播報(bào)文被下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起的過(guò)程中，路由表除了會(huì)對(duì)路由中某一下跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行保存或記錄時(shí)，還對(duì)上一跳點(diǎn)相關(guān)信息進(jìn)行保存，這與aodv協(xié)議中到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的思想存在一定的沖突性。同時(shí)，下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)斷鏈的修復(fù)過(guò)程中，它們都會(huì)對(duì)上一節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行緩存，下游節(jié)點(diǎn)是不可預(yù)見(jiàn)的；因此，下游節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)斷鏈處路由的修復(fù)是沒(méi)有區(qū)別性的，也就是即使不存在數(shù)據(jù)傳輸，不存在該條路由，修復(fù)還是會(huì)被發(fā)起，這使得廣播報(bào)文的傳播量大大增加，加大了無(wú)線信道的負(fù)荷。2.2 本地修復(fù)與源修復(fù)aodv在運(yùn)行的過(guò)程中，若是發(fā)現(xiàn)斷路，傳統(tǒng)的修復(fù)方法為源節(jié)點(diǎn)修復(fù)法，這就是說(shuō)rerr會(huì)被

29、傳遞到源節(jié)點(diǎn)處，并通知其路由出現(xiàn)斷鏈時(shí)，而這時(shí)源節(jié)點(diǎn)會(huì)重新對(duì)路由進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而完成修復(fù)。這種修復(fù)方法比較可靠，但修復(fù)延時(shí)較長(zhǎng)，因此對(duì)aodv提出了本地修復(fù)法：由于節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)而導(dǎo)致斷鏈，而導(dǎo)致斷鏈的節(jié)點(diǎn)極有可能就在斷鏈處的附近或周邊，借助這種方式對(duì)斷鏈上游位置節(jié)點(diǎn)的ttl（生存時(shí)間）相對(duì)較小的rreq廣播報(bào)文來(lái)對(duì)斷鏈的路由進(jìn)行修復(fù)。然而，本地修復(fù)法受到路由使用效率的限制，特別適用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)，節(jié)點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)范圍移動(dòng)的可能情形中。使用opnet軟件對(duì)上述兩種修復(fù)方法的仿真結(jié)果圖如圖2，圖3所示。本地小范圍修復(fù)同樣存在問(wèn)題，若是位于斷鏈處上游位置的相關(guān)節(jié)點(diǎn)周邊臨近節(jié)點(diǎn)較少，那么尋找下兩跳節(jié)點(diǎn)而

30、發(fā)起修復(fù)必將失敗，這時(shí)上游節(jié)點(diǎn)也不可能尋到合適的總計(jì)節(jié)點(diǎn)，那么在此發(fā)起本地小范圍修復(fù)，也必然會(huì)是失敗。也就是說(shuō)，由同樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)引發(fā)的兩次尋找修復(fù)，都會(huì)因?yàn)橹苓吪R近節(jié)點(diǎn)不足且沒(méi)有合適的中繼節(jié)點(diǎn)而出現(xiàn)修復(fù)失敗的問(wèn)題，這樣會(huì)轉(zhuǎn)而尋求源節(jié)點(diǎn)修復(fù)，而在整個(gè)過(guò)程中會(huì)使得端到端延時(shí)、路由開(kāi)銷以及丟包率增加。2.3 路由斷鏈修復(fù)方法的改進(jìn)對(duì)上面描述進(jìn)行分析，可以知道不同的修復(fù)方法其優(yōu)勢(shì)不相同，所面臨的缺陷也具有差異性，因此，在斷鏈發(fā)生時(shí)最好配合使用各種修復(fù)方法，這便于提升修復(fù)性能。目前，對(duì)上述修復(fù)方法的改進(jìn)主要如下：（1） 當(dāng)某條路由出現(xiàn)斷鏈且被某中間節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)時(shí)，在斷鏈上游節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)后，可以發(fā)出具有限制跳數(shù)作用

31、的local rreq，這樣可以將路由重建或者斷鏈修復(fù)的整個(gè)過(guò)程限制在因拓?fù)涓淖児?jié)點(diǎn)移動(dòng)周邊范圍。若是在一段時(shí)間未能獲取rrep，可以通過(guò)上游節(jié)點(diǎn)向上發(fā)出route notfication，并對(duì)上一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行要求，發(fā)起rreq；若是整個(gè)向上過(guò)程直至源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的中點(diǎn)都未能獲取rrep或路由重建不成功時(shí)，應(yīng)該停止繼續(xù)在該節(jié)點(diǎn)繼續(xù)發(fā)送rreq，而是通知源節(jié)點(diǎn)重新建立一條通向目的節(jié)點(diǎn)的路徑，實(shí)現(xiàn)路由的重建。（2） 鏈路中斷后，首先對(duì)鏈路中斷位置的上一處節(jié)點(diǎn)位于的位置進(jìn)行判斷，在根據(jù)其特點(diǎn)采取相應(yīng)的修復(fù)方法。若是該節(jié)點(diǎn)位置距離源節(jié)點(diǎn)相對(duì)較近，則選擇源節(jié)點(diǎn)修復(fù)；若是距離目的節(jié)點(diǎn)相對(duì)較近，則選擇本地修復(fù)。判斷方法：當(dāng)某條活動(dòng)路由出現(xiàn)斷鏈的情況后，假定路由表中中斷位置的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)有效的反向路由與之相對(duì)應(yīng)的跳數(shù)為hopl，而在程序錄入中的代碼“destinatio