FSR和Lanmar結(jié)合應(yīng)用于移動Adhoc網(wǎng)-新品速遞

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牟燕妮，郭偉(電子科技大學(xué)通信抗干擾技術(shù)重點實驗室四川成都610054)

1移動ADhoc網(wǎng)簡介移動Adhoc網(wǎng)(MobileAdhoeNetwork，MANET)也被稱為多跳無線網(wǎng)，是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動節(jié)點組成的一個多跳的臨時性的自治系統(tǒng)。在移動Adhoc舊中，所有終端不僅能自由移動，而且身兼兩職：既是主機，又是路由器。作為一種無中心分布控制網(wǎng)絡(luò)，移動Adhoc網(wǎng)與有線網(wǎng)和單跳無線網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上有較大的區(qū)別，他沒有基站一類的固定通信設(shè)施，可以在不能利用或不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下提供一種通信支撐環(huán)境，從而拓寬了移動網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合，在軍事領(lǐng)域(如戰(zhàn)場臨時通訊)和民用領(lǐng)域(如緊急搶險聯(lián)絡(luò))都具有廣闊的應(yīng)用前景，同時也能作為Internet網(wǎng)的接人部分使用，在下一代網(wǎng)絡(luò)(NextGenerationNetwork，NGN)中占有重要地位。目前，已存在數(shù)十種的以移動Adhoc網(wǎng)為使用環(huán)境的路由協(xié)議。對于這些協(xié)議，從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，可以分為3類：(1)平面路由網(wǎng)絡(luò)的邏輯視圖是平面結(jié)構(gòu)，路由協(xié)議在平面的邏輯空間里運作，節(jié)點的地位是平等的。他的優(yōu)點是完全分布式控制，沒有特殊節(jié)點，健壯性較好；他的缺點是可擴展性不好，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模受到限制。根據(jù)路由發(fā)現(xiàn)策略的不同，可分為先應(yīng)式和反應(yīng)式兩種。先應(yīng)式路由協(xié)議也被稱為表驅(qū)動路由協(xié)議、主動路由協(xié)議，他們的共同特點是：不管有無通信需求，都要進行路由信息交換。FSR就是一種先應(yīng)式的路由協(xié)議。反應(yīng)式路由協(xié)議也被稱為按需路由協(xié)議，他僅在需要路由時才由源節(jié)點來創(chuàng)建。(2)分級路由把節(jié)點劃分為不同的集群并對群內(nèi)外的節(jié)點指定不同的功能。他的優(yōu)點是可擴展性好，適合大規(guī)模的移動Adhoe網(wǎng)環(huán)境。缺點是存在功能相對集中的薄弱環(huán)節(jié)(群首或網(wǎng)關(guān))；并且為支持節(jié)點在不同集群之間漫游所進行的移動管理將帶來一定的開銷。Lanmar就是一種分級路由協(xié)議。(3)GPS輔助GPS(GlobalPositionSystem)定位系統(tǒng)可提供到幾米范圍的定位信息，也能提供統(tǒng)一的定時機制。在移動Adhoe網(wǎng)中，定位信息可用于定向路由，統(tǒng)一的時鐘可以實現(xiàn)全局的同步。2FSR和Lanmar的結(jié)合應(yīng)用由于Lanmar是一種分級路由協(xié)議，他需要一種先應(yīng)式路由協(xié)議的支持，為他提供一定的基礎(chǔ)路由信息支持。本文采用FSR協(xié)議是由于FSR其本身的一些特點。FSR(FisheyeStateRouting)是一個簡單、有效的LS(LinkState)型路由協(xié)議。FSR將魚眼技術(shù)引入到傳統(tǒng)的LS路由協(xié)議中(所謂魚眼就是魚眼對眼睛焦距內(nèi)的細節(jié)清晰撲捉，而對焦距以外的變得模糊)。FSR的基本思想是距離源節(jié)點近的節(jié)點以較高的頻率與源節(jié)點交換路由信息，遠距離的節(jié)點以較低的頻率交換，這樣有效的避免了信息的泛洪。如圖1所示，節(jié)點6為源節(jié)點，節(jié)點2，5，3為一跳范圍內(nèi)的節(jié)點，可用頻率人進行信息交換，

Lanmar(LandmarkRoutingProtoc01)是一個指定邏輯子網(wǎng)用于群體移動通信的分級協(xié)議。他基于這樣一種假設(shè)：網(wǎng)絡(luò)中有些節(jié)點趨向于在一起作為一個群體做相同的運動(戰(zhàn)場上的一個旅、同班的一組同學(xué)或會議中的一個合作組等)。不同的子網(wǎng)用于網(wǎng)掩碼區(qū)別。在Lanmar中，每個子網(wǎng)動態(tài)地選舉一個節(jié)點作為路標(Landmark)節(jié)點。如圖2所示。

路標之間用一種DV(距離矢量)來傳播到各子網(wǎng)的路標的路由信息。在本網(wǎng)范圍之內(nèi)，選擇一種平面先應(yīng)式的路由協(xié)議(這里用FSR路由協(xié)議)作為本地路由，只在本網(wǎng)范圍內(nèi)交換路由信息。子網(wǎng)的范圍是以距離跳數(shù)來計量的。例如，兩跳的子網(wǎng)范圍就是包括在節(jié)點兩跳范圍內(nèi)的所有子網(wǎng)成員。他選擇的標準是：如果一個節(jié)點在子網(wǎng)的中心，那他的范圍應(yīng)覆蓋子網(wǎng)內(nèi)絕大部分的節(jié)點成員；也就是，如果子網(wǎng)的形狀是一個圓，中心節(jié)點的范圍將覆蓋子網(wǎng)中的所有成員。一般來說，中心節(jié)點易被選為路標。對于FSR來說，子網(wǎng)范圍內(nèi)的節(jié)點用某一頻率進行信息交換，本子網(wǎng)范圍外的頻率降為o。FSR路由協(xié)議為本地網(wǎng)提供了鄰節(jié)點表和本地路由表。鄰節(jié)點表包括本節(jié)點的鄰居節(jié)點(一跳范圍的節(jié)點)；路由表提供到本地目的節(jié)點的下一跳節(jié)點地址和距離。Lanmar主要提供到各子網(wǎng)路標的路由信息。Lanmar和FSR的結(jié)合應(yīng)用主要在3個環(huán)節(jié)。2．1路標的選舉過程動態(tài)的路標選舉是Lanmar的主要特點。剛開始的時候，子網(wǎng)中沒有路標，通過FSR協(xié)議下鏈路狀態(tài)信息的周期性交換，每個節(jié)點可以了解到他所知道的本網(wǎng)范圍內(nèi)的成員的個數(shù)，m，當(dāng)某個節(jié)點的m大于一個門限值了，且網(wǎng)內(nèi)又沒有路標時，他就宣布自己為路標，并周期性的向鄰節(jié)點廣播這一消息。當(dāng)又有其他節(jié)點發(fā)現(xiàn)自己的，m值大于r，就會和當(dāng)前的路標競爭，一般以m值的大小決定勝負，獲勝者成為本網(wǎng)的路標。當(dāng)一個路標不能工作時，他的鄰節(jié)點在等待一定時間后，沒有收到他的任何消息，就確定他已死亡，新一輪的路標選舉將重新展開。2．2游離節(jié)點(Drifter)的處理過程通常，所有子網(wǎng)成員都應(yīng)在路標的范圍內(nèi)，然而，也有可能發(fā)生一些節(jié)點游離出子網(wǎng)范圍的情況(如，戰(zhàn)場上有的坦克可能掉隊或失蹤)。這就需要對其進行處理，使路標了解到到達他們的路徑。每個節(jié)點通過查看FSR提供的路由表，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己到本網(wǎng)路標的距離跳數(shù)大于子網(wǎng)的范圍時，自己就成了游離節(jié)點。他將把這個信息逐跳送回路標，使路標了解到到達他的路徑信息，從而保持聯(lián)系。2．3數(shù)據(jù)包的發(fā)送過程當(dāng)一個數(shù)據(jù)包到來時，先查看他的目的地址。如果目的地在本子網(wǎng)內(nèi)，則查找FSR路由協(xié)議提供的路由表，得到準確的路由直接進行發(fā)送。如果目的地是在其他子網(wǎng)內(nèi)，則查找Lanmar提供的路標信息，將數(shù)據(jù)包發(fā)向相應(yīng)子網(wǎng)的路標節(jié)點。在此過程中，當(dāng)數(shù)據(jù)包進入目的子網(wǎng)時，就可根據(jù)其本地子網(wǎng)范圍內(nèi)FSR協(xié)議提供的路由表得到準確的路由，可不經(jīng)過路標直接將包發(fā)往目的地。在這里，路標起到了方向指導(dǎo)的作用。通過FSR和Lanmar的有機結(jié)合，有效地完成全網(wǎng)的路由工作。FSR和Lanmar結(jié)合的優(yōu)勢(1)減少路由表大小FSR和Lanmar的結(jié)合應(yīng)用，每個節(jié)點只需保存到本子網(wǎng)成員的路由和到各個子網(wǎng)路標的路由表項就可，而無需記錄全網(wǎng)節(jié)點的路由信息，大大減小了路由表的大小。(2)減少路由開銷FSR和Lanmar都是周期性向鄰節(jié)點交換路由信息的，不采用事件觸發(fā)。FSR只在子網(wǎng)內(nèi)部交換路由信息，并不關(guān)心其他子網(wǎng)的節(jié)點情況，顯著減少了網(wǎng)絡(luò)中控制分組的數(shù)量，從而減少了路由控制開銷。(3)增強網(wǎng)絡(luò)健壯性FSR不關(guān)心子網(wǎng)范圍外的節(jié)點情況，當(dāng)遠出節(jié)點拓樸發(fā)生變化時，并不影響本地的路由狀態(tài)，適合于Adhoc網(wǎng)的移動狀態(tài)。路標是動態(tài)選舉的，當(dāng)一個路標不能工作時，新的路標將被選舉出來取代舊的進行工作，抗毀性好，適合軍事作戰(zhàn)。(4)易于擴展Lanmar的分群機制和分級路由機制，適合于大規(guī)模的無線移動網(wǎng)絡(luò)。

4結(jié)語本文主要介紹了在移動Adhoc網(wǎng)環(huán)境下，F(xiàn)SR和Lanmar的結(jié)合應(yīng)用。FSR是先應(yīng)式的路由方式，具有先應(yīng)式路由協(xié)議固有的缺點。但與Lanmar的結(jié)合使其得到大大的改善。隨著協(xié)議的不斷完善，將其更廣闊的應(yīng)用前景。