dsr與aodv協(xié)議的比較-畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題 目 DSR與AODV協(xié)議的比較 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 院 系 信息工程系專 業(yè) 電子信息工程指導(dǎo)教師 二一年 4 月 26 日目 錄摘要2引言31.Ad Hoc協(xié)議介紹41.1 DSR協(xié)議41.2 AODV協(xié)議52.DSR與AODV的對(duì)比分析63.DSR和AODV的仿真對(duì)比73.1 仿真模型73.2 建模層次73.3 OPNET仿真的步驟83.4 仿真結(jié)果84.仿真結(jié)果分析385.比較結(jié)論40參考文獻(xiàn)40致謝41ABSTRACT42DSR與AODV協(xié)的比較陶齊清南京信息工程大學(xué)信息工程系，南京 210044摘要：無線自組網(wǎng)(Mobile Ad Hoc Networks,MAN

2、ET)是一種特殊的無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),它具有網(wǎng)絡(luò)中的所有終端地位平等、自組織、無需事先布置任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)施或中心控制節(jié)點(diǎn)、動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和帶寬與能源受限等特點(diǎn)。近年來,對(duì)無線自組網(wǎng)的研究,尤其是對(duì)媒體接入控制和路由協(xié)議的研究一直都是研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)無線自組網(wǎng)中兩種著名的按需路由協(xié)議(DSR和AODV)進(jìn)行分析和研究,并利用OPNET仿真平臺(tái)對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)測,得出一些有意義的結(jié)論,為下一步設(shè)計(jì)新的路由協(xié)議提供有益的思路。重點(diǎn)研究了兩種著名的無線自組網(wǎng)按需路由協(xié)議DSR與AODV。通過分析比較常用的網(wǎng)絡(luò)模擬軟件,本文選擇圖形界面的OPNET作為仿真工具,并給出了基于該平臺(tái)的DSR和AODV路由機(jī)制

3、的實(shí)現(xiàn)模塊。最后,利用該平臺(tái)在兩種網(wǎng)絡(luò)場景下,對(duì)DSR與AODV協(xié)議進(jìn)行性能評(píng)測與分析。關(guān)鍵詞：Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)性能 OPNET仿真引言在網(wǎng)絡(luò)迅速澎湃的今天，網(wǎng)絡(luò)研究人員一方面不斷思考的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法，為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展做前瞻性的基礎(chǔ)研究；另一方面又要研究如何人利用和整合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最高效能。以前，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)一般采用的是經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)和計(jì)算等傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，其中，經(jīng)驗(yàn)這一方面最為簡便易行不過其成效在很大程度上依賴于規(guī)劃設(shè)計(jì)者具有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)結(jié)果中的主觀性成分比較突出。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，網(wǎng)絡(luò)流量不大的時(shí)候，以經(jīng)驗(yàn)為主，并輔之以試驗(yàn)和數(shù)學(xué)計(jì)

4、算等手段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)還是可行的。這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者一般都具有比較豐富的中小型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，而且網(wǎng)絡(luò)較小時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)和教學(xué)的估算比較容易進(jìn)行，結(jié)果也比較可信。因此，以經(jīng)驗(yàn)為主的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法被廣泛應(yīng)用。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，網(wǎng)絡(luò)元素類型不斷增多，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙遮厪?fù)雜，網(wǎng)絡(luò)流量紛繁交織時(shí)，以經(jīng)驗(yàn)為主的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法的弊端就越來越顯現(xiàn)出來了。首先，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)者相對(duì)來說缺乏大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此在設(shè)計(jì)過程中主觀成分更加突出。第二，一般情況下，不可能在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段開展與擬建網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可比的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)來獲得設(shè)計(jì)所需的依據(jù)，小規(guī)模的試驗(yàn)室可行的，但是其結(jié)果受試驗(yàn)規(guī)模的限制，不能充分滿足規(guī)劃設(shè)計(jì)的

5、需要。第三，數(shù)學(xué)計(jì)算和估算方法對(duì)于大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用往往非常困難，所以結(jié)果的可信度也較低，特別是對(duì)于分組交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，情況更是如此。因此，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)充，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復(fù)雜性迅速增加，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師面臨著新的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)不再適用于現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師門沒有預(yù)料到的問題會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能達(dá)不到要求甚至引起網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此，為了高效和可靠地設(shè)計(jì)現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，必須有更好的和更實(shí)用的設(shè)計(jì)手段和性能分析技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)性能分析的重要性在于它通過有效的性能模型，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師對(duì)所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的可操作性有更深入的理解，盡早發(fā)現(xiàn)問題并糾正，避免投入使用后再去修改。網(wǎng)絡(luò)性能分析一般有兩種方法：理

6、論分析和計(jì)算機(jī)仿真法。人們在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，分析技術(shù)只能在一些理想和比較簡單的情況下才能起到較好的作用，若用來評(píng)估復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)是極端困難的。網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)以其獨(dú)有的方法能夠?yàn)榫W(wǎng)路的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供客觀和可靠的定量依據(jù)，縮短網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期，提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中決策的科學(xué)性，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)仿真是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛯?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的模擬網(wǎng)絡(luò)行為。它能獲取特定的網(wǎng)絡(luò)特性參數(shù)，進(jìn)而可對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行研究和分析，達(dá)到改善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的目的。它 包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞抡妗f(xié)議仿真和通信量仿真，模擬網(wǎng)絡(luò)流量在實(shí)際中網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換等的過程。本文用的就是目前知名網(wǎng)絡(luò)仿真軟件OPNET。1.Ad Hoc協(xié)議介紹移動(dòng)

7、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)由一組無線移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成，是一種不需要依靠現(xiàn)有固定通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的、能夠迅速展開使用的網(wǎng)絡(luò)體系，所需的人工干預(yù)最少，是沒有任何中心實(shí)體、自組織、自愈的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)樵谝苿?dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中沒有中心單元，所以必須按使用分布式協(xié)議。隨著節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不斷變化，如何迅速準(zhǔn)確地選擇到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要和核心的問題。在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間采用多跳而不是一跳的方式來傳輸數(shù)據(jù)可以增加網(wǎng)絡(luò)容量和降低傳輸能量的消耗，但是也會(huì)帶來新的挑戰(zhàn)，如：如何在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間尋找一條或者多條最優(yōu)的路徑。因此路由協(xié)議在多跳Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中起著舉足輕重的作用。隨著研究人員的大量工作

8、，現(xiàn)有的路由協(xié)議有很多，路由協(xié)議的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是：滿足應(yīng)用需求的同時(shí)盡量降低網(wǎng)絡(luò)開銷，取得資源利用的整體有效性，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)吞吐量。在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)及無線信道的衰耗、干擾等原因造成了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頻繁變化，同時(shí)考慮到單向信道問題以及無線傳輸信道較窄等因素。針對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的這些特點(diǎn)，要求路由協(xié)議必須分布式操作，能夠盡量支持單向鏈路，同時(shí)應(yīng)避免路由環(huán)路現(xiàn)象。考慮到無線節(jié)點(diǎn)的特性，路由協(xié)議還應(yīng)盡量簡單，能夠支持節(jié)點(diǎn)的“休眠”操作以節(jié)省電源，能夠提供安全性保護(hù)等機(jī)制。按路由的驅(qū)動(dòng)模式的不同，可以將路由協(xié)議分為表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議和按需路由協(xié)議。1.1 DSR協(xié)議DSR協(xié)議的特別之處是它

9、運(yùn)用了源路由算法，即只有發(fā)送節(jié)點(diǎn)知道完整的到目的節(jié)點(diǎn)的多跳路由。這些路由被儲(chǔ)存在cache內(nèi)。被發(fā)送的數(shù)據(jù)分組在其分組頭內(nèi)攜帶源路由信息。一個(gè)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)欲發(fā)送數(shù)據(jù)到目的節(jié)點(diǎn)，但是當(dāng)它檢查自己緩存的中沒有到目的節(jié)點(diǎn)的路由時(shí)，它將啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過程。源節(jié)點(diǎn)用泛洪的方式給網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由請(qǐng)求分組（RREQ）。每一個(gè)收到該分組的節(jié)點(diǎn)向它的鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該分組，除非它就是目的節(jié)點(diǎn)或者在它的cache中存有到目的節(jié)點(diǎn)的有效路由。這樣的節(jié)點(diǎn)將會(huì)回復(fù)一個(gè)路由應(yīng)答分組（RREP）給源節(jié)點(diǎn)。RREQ和RREP分組也是服從源路由算法的。由RREQ分組建立了一條到目的節(jié)點(diǎn)的穿越網(wǎng)絡(luò)的路徑，RREP分組

10、利用該路徑反轉(zhuǎn)路由而到源節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn)則將收到的RREP分組所攜帶的路由信息儲(chǔ)存到它的cache內(nèi)以備后用。如果源路由中的任何一段鏈路由于一些原因而中斷了，則會(huì)有一個(gè)路由出錯(cuò)分組（RERR）通知源節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn)會(huì)將它的cache內(nèi)的包含那一跳的路由刪除。并且源節(jié)點(diǎn)將會(huì)啟動(dòng)新的路由建立過程。以下一些優(yōu)化措施來使協(xié)議更有效：（1）搶修：當(dāng)分組傳送過程遇到鏈路斷開時(shí)可由中間節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的cache來選擇另一條路由。在發(fā)送RERR分組之后，節(jié)點(diǎn)可能試圖搶修遇到路由出錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組而不是丟棄它。它首先搜索自己的路由緩存，若查找到到目的節(jié)點(diǎn)的路由，則通過用自己緩存中的路由替換分組中的源路由來搶修數(shù)據(jù)分組。（2）

11、無確認(rèn)路由修復(fù)：源節(jié)點(diǎn)在收到RERR分組時(shí)，可把它包含在下次發(fā)送的RREQ中，這樣可以幫助網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)獲得RERR信息，刷新cache。（3）混合偵聽：當(dāng)節(jié)點(diǎn)偵聽到并不是發(fā)給自己的分組時(shí)，它檢查存儲(chǔ)器，如果有通過自己的更好的路由，就發(fā)送RREP給源節(jié)點(diǎn)。這樣可以讓節(jié)點(diǎn)不需要直接參與路由過程也獲得路由信息。在另一方面，如果聽到的是RREP分組，對(duì)方就停止RREP的傳送，可以在一定程度上避免RREP分組泛濫。（4）隨機(jī)延遲：為了防止RREQ在泛洪過程產(chǎn)生沖突，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到RREQ分組時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)前隨機(jī)延遲一段時(shí)間。節(jié)點(diǎn)為某個(gè)路由請(qǐng)求啟動(dòng)路由建立過程，在收到RREP分組之前，如果還沒有超過最小時(shí)間限

12、制，節(jié)點(diǎn)不為該請(qǐng)求再次啟動(dòng)路由建立。（5）路由建立過程稍帶數(shù)據(jù)分組：在業(yè)務(wù)產(chǎn)生而節(jié)點(diǎn)沒有路由可用時(shí)，啟動(dòng)路由建立機(jī)制，在等待路由應(yīng)答的這段時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)分組或者被緩存或者被丟棄。如果在RREQ中捎帶數(shù)據(jù)分組，可以從一定程度上減少分組傳輸?shù)臅r(shí)延。但是，數(shù)據(jù)分組不能太大。當(dāng)然，如果中間節(jié)點(diǎn)收到路由請(qǐng)求分組并根據(jù)它的路由緩存發(fā)送分組，就會(huì)丟棄捎帶的數(shù)據(jù)分組。為了避免這種情況，中間節(jié)點(diǎn)在丟棄RREP分組之前，必須重新構(gòu)造數(shù)據(jù)分組。而且數(shù)據(jù)分組的路由分為兩段：前一段來自RREQ分組的路由記錄部分，后一段來自路由緩存，而且，該數(shù)據(jù)分組的源節(jié)點(diǎn)為啟動(dòng)路由建立的節(jié)點(diǎn)。1.2 AODV協(xié)議同DSR協(xié)議一樣，AOD

13、V協(xié)議也是一種按需路由協(xié)議，它根據(jù)業(yè)務(wù)需求建立和維護(hù)路由。AODV協(xié)議是由DSDV協(xié)議算法發(fā)展而來，它應(yīng)用傳統(tǒng)的路由表。AODV路由協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)和維護(hù)過程與DSR路由類似。不同的是AODV路由協(xié)議中，路由中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須維護(hù)路由表。AODV在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中隱式保存了路由請(qǐng)求和回答的結(jié)果，而DSR將結(jié)果顯式保存在路由請(qǐng)求和路由回答分組中。AODV路由的分組無需包含完整的路徑信息，采用逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的方式，從而減小了分組開銷。為了找到通往目的節(jié)點(diǎn)的路由，源節(jié)點(diǎn)將廣播一個(gè)RREQ分組，收到RREQ分組的中間節(jié)點(diǎn)根據(jù)RREQ中的信息，建立到源節(jié)點(diǎn)的路由，稱為反向路由。反向路由條目的目的節(jié)點(diǎn)是廣播RREQ

14、的源節(jié)點(diǎn)，下一跳節(jié)點(diǎn)是將RREQ發(fā)送給本節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)，然后它向周圍節(jié)點(diǎn)廣播次分組。如果目的節(jié)點(diǎn)收到RREQ則向源節(jié)點(diǎn)回復(fù)RREP。RREP沿著剛建立的反向路由向源節(jié)點(diǎn)傳送，在此過程中，收到RREP的節(jié)點(diǎn)建立到目的節(jié)點(diǎn)的路由，稱為“正向路由”。正向路由條目的目的節(jié)點(diǎn)是RREP分組的源節(jié)點(diǎn)，下一跳是將RREP發(fā)送給本節(jié)點(diǎn)的鄰節(jié)點(diǎn)。路由協(xié)議只維護(hù)那些正在使用的路由，而不在激活路由上的節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)并不影響該路由。AODV協(xié)議設(shè)計(jì)了兩種路由維護(hù)方式：源節(jié)點(diǎn)路由重建和本地修復(fù)。AODV協(xié)議的一個(gè)重要特征是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)路由條目包含了一個(gè)計(jì)時(shí)器，如果一段時(shí)間一條路由條目沒有使用，則路由條目過期。AODV協(xié)

15、議是DSDV協(xié)議和DSR協(xié)議的結(jié)合，它使用DSDV協(xié)議中的目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)防止緩存的路由信息過期以及環(huán)路的產(chǎn)生，路由建立是基于DSR協(xié)議中所采用的方法，不同點(diǎn)在于AODV協(xié)議是逐跳路由而不是源路由。2.DSR與AODV的對(duì)比分析DSR和AODV兩種路由協(xié)議具有一個(gè)公共特性：按需地初始化路由尋找進(jìn)程。這種反應(yīng)式協(xié)議極不同于傳統(tǒng)的主動(dòng)協(xié)議，后者尋找所有源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的路由，這種路由尋找與所尋找路由是否使用、或者是否需要無關(guān)。設(shè)計(jì)按需路由協(xié)議的主要?jiǎng)訖C(jī)是降低路由載荷。路由載荷重常常對(duì)窄帶無線鏈具有重大性能影響。盡管DSR和AODV兩種路由協(xié)議均具有按需特征，即只有在出現(xiàn)數(shù)據(jù)分組需要傳輸路由的時(shí)

16、候才開始初始化路由尋找進(jìn)程，但是兩者的很多路由機(jī)制卻極不相同。特別是，DSR協(xié)議使用源路由，而AODV協(xié)議使用表格驅(qū)動(dòng)路由體系和目的節(jié)點(diǎn)序列。DSR協(xié)議沒有定時(shí)器觸發(fā)的操作，而AODV協(xié)議在一定程度上依靠定時(shí)器觸發(fā)的操作。DSR和AODV兩種按需路由協(xié)議享有一些顯著的特性。特別是，兩個(gè)協(xié)議都是只有在數(shù)據(jù)分組沒有到達(dá)其目的節(jié)點(diǎn)的路由之時(shí)才尋找路由。DSR和AODV兩種路由協(xié)議的路由尋找都是根據(jù)查詢和應(yīng)答往返過程進(jìn)行的，按照一定的格式將路由信息存儲(chǔ)在路由的所有中間節(jié)點(diǎn)上。其中，DSR協(xié)議是按路由存儲(chǔ)器格式，而AODV協(xié)議是按路由表?xiàng)l目格式存儲(chǔ)。但是，兩個(gè)協(xié)議在動(dòng)態(tài)性方面存在幾個(gè)重要的區(qū)別，這可能引

17、起性能上的明顯差異。第一，DSR協(xié)議使用源路由訪問的路由信息明顯多于AODV協(xié)議。例如，在DSR協(xié)議中，源節(jié)點(diǎn)使用一次路由請(qǐng)求與路由應(yīng)答過程除了可以得到到目的節(jié)點(diǎn)的路由外、還可以得到到達(dá)路由上每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的路由。每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)也能夠得到到達(dá)路由上其他每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的路由?；旌鲜章爺?shù)據(jù)分組的傳輸還可以讓DSR協(xié)議訪問大量的路由信息。特別是，DSR協(xié)議能夠得到到達(dá)數(shù)據(jù)分組源路上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由。AODV協(xié)議沒有源路由和混合收聽，但是卻能夠收集數(shù)量有限的路有信息。特別是，路有獲取只受被轉(zhuǎn)發(fā)的路由分組的源節(jié)點(diǎn)的限制。這常常導(dǎo)致AODV協(xié)議更加頻繁地采用路由尋找泛洪，由此可能給網(wǎng)絡(luò)帶來很多載荷。第二，為了不斷

18、利用路由存儲(chǔ)，DSR協(xié)議對(duì)于在單獨(dú)一個(gè)路由請(qǐng)求與路由應(yīng)答過程中到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的所有路由請(qǐng)求RREQ分組做出應(yīng)答。因此，源節(jié)點(diǎn)知道到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的很多備用路由，這對(duì)于主路由中斷是有用的。訪問多條備用路由節(jié)省了路由尋找泛洪，這常常是一個(gè)性能瓶頸。但是，這樣可能存在路由應(yīng)答的泛洪。另一方面，在AODV協(xié)議中，目的節(jié)點(diǎn)只對(duì)第一個(gè)到達(dá)的路有請(qǐng)求分組RREQ做出應(yīng)答，而忽略和丟掉隨后到達(dá)的RREQ分組。AODV協(xié)議的路由表最多為每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)路由條目。第三，DSR協(xié)議的當(dāng)前版本沒有任何機(jī)制來刪除路由存儲(chǔ)器中期滿過時(shí)而失效的路由，也沒有任何機(jī)制來確定在面對(duì)多條路由選擇時(shí)優(yōu)先選擇較新的路由。這時(shí)失效路由如果

19、被使用的話，則可能污染其他的路由存儲(chǔ)器。有些過時(shí)條目確實(shí)被路由錯(cuò)誤分組所刪除。但是，由于混合收聽和節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，很可能被過時(shí)條目污染的路由存儲(chǔ)器多于被路由錯(cuò)誤分組所刪除的路由存儲(chǔ)器。相反，AODV協(xié)議使用一種比DSR協(xié)議保守得多的方法。當(dāng)面對(duì)從兩條路由 中選擇一條路由時(shí)，總是選擇較新的那條路由。而且，如果一個(gè)路由表?xiàng)l目最近未被使用，那么該條目期滿失效。但是，后一種技術(shù)存在路由閉環(huán)問題。如果在超過期滿時(shí)間之后從未被使用，那么這種方法有可能使有效路由期滿失效。由于源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送速率和節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性極不相同并且動(dòng)態(tài)變化，所以確定一個(gè)比較適合的期滿時(shí)間很困難。第四，在AODV協(xié)議中使用RERR分組的路由刪除操

20、作是有保留的。借助于前一條節(jié)點(diǎn)列表，路由錯(cuò)誤RERR分組傳輸?shù)竭_(dá)所有使用中斷鏈到達(dá)任何目的節(jié)點(diǎn)的路由上的節(jié)點(diǎn)。但是，在DSR協(xié)議中，路由錯(cuò)誤分組RERR只是簡單地沿著數(shù)據(jù)分組傳輸途中遇到中斷鏈的路由返回。使用了中斷鏈，但沒有處在數(shù)據(jù)分組上行傳輸路由中的節(jié)點(diǎn)不會(huì)立即得到路由錯(cuò)誤RERR分組的通知。3.DSR和AODV的仿真對(duì)比3.1 仿真模型采用OPNET仿真器，OPNET最早是在1986年由麻省理工大學(xué)的兩個(gè)博士創(chuàng)建的，并發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模擬非常有價(jià)值，因此于1987年建立了商業(yè)化的OPNET。OPNET近幾年贏得的大量獎(jiǎng)項(xiàng)是對(duì)其在網(wǎng)絡(luò)仿真中所采用的精確模擬方式及其呈現(xiàn)結(jié)果的充分肯定。在OPNET各種

21、產(chǎn)品中，Modeler幾乎包含其他產(chǎn)品的功能，針對(duì)不同的領(lǐng)域，它表現(xiàn)出不同的用途，能夠滿足大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的仿真需要，為技術(shù)人員提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，可以幫助他們設(shè)計(jì)和分析網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信協(xié)議。OPNET Modeler具有三層建模機(jī)制、離散事件驅(qū)動(dòng)、完備的模型庫、基于數(shù)據(jù)包的通信等特點(diǎn)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)仿真的方便性和靈活性。目前，通信網(wǎng)絡(luò)的仿真，智能化規(guī)劃優(yōu)化以及管理成為通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。而OPNET這一網(wǎng)絡(luò)仿真工具為解決通信網(wǎng)絡(luò)（包括固定網(wǎng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)）仿真和優(yōu)化以及網(wǎng)絡(luò)高效的管理提供了整套解決方案，是成為網(wǎng)絡(luò)仿真以及分析領(lǐng)域出類拔萃的軟件。仿真實(shí)現(xiàn)的DSR和AODV兩種路

22、由協(xié)議分別基本符合協(xié)議規(guī)范。路由協(xié)議模型檢測所有需要發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)的分組數(shù)據(jù)，調(diào)用適當(dāng)?shù)穆酚刹僮髯龀鲰憫?yīng)。RREQ分組在MAC層被當(dāng)做廣播分組來處理。RREP分組和數(shù)據(jù)分組都是單目標(biāo)分組，以預(yù)定的相鄰節(jié)點(diǎn)作為其MAC目的節(jié)點(diǎn)。RERR分組在DSR和AODV中的處理時(shí)不同的。AODV協(xié)議廣播RERR分組，DSR協(xié)議單目標(biāo)傳輸RERR分組。DSR和AODV使用MAC層的反饋信息刪除中斷鏈。當(dāng)MAC層不能將一個(gè)單目標(biāo)分組交付到下一跳的時(shí)候，則給路由層發(fā)送一個(gè)信號(hào)。例如，經(jīng)過預(yù)定次數(shù)的RTS分組重傳之后仍然沒有接收到CTS分組，或者數(shù)據(jù)分組發(fā)送之后沒有接收到其ACK應(yīng)答分組。3.2 建模層次OPNET采

23、用面向?qū)ο蟮慕７椒▉矸从硨?shí)際的網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)組件的結(jié)構(gòu)。實(shí)際的系統(tǒng)可以直觀地映射到模型中。利用OPNET對(duì)網(wǎng)絡(luò)建?？煞譃槿齻€(gè)層次：(1)進(jìn)程(Process)層次：在進(jìn)程層次中模擬單個(gè)對(duì)象的行為。使用有限狀態(tài)機(jī)(FSM)來對(duì)協(xié)議進(jìn)行模。OPNET內(nèi)建的400多個(gè)庫函數(shù)可以對(duì)各個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行全面的支持，并且Modeler中源碼完全開放用戶可以根據(jù)自己的需要添加和修改已有的源碼。(2)節(jié)點(diǎn)(Node)層次：建立由相應(yīng)協(xié)議模型構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)模型。該層次將進(jìn)程層次中的各個(gè)進(jìn)程互連成設(shè)備。可以反映設(shè)備的特性。(3)網(wǎng)絡(luò)(Network)層次：網(wǎng)絡(luò)層次負(fù)責(zé)將結(jié)點(diǎn)層次中建立起來的設(shè)備互連成網(wǎng)絡(luò)。位于三個(gè)

24、層次的最上層通過OPNET的三層建模機(jī)制建立起來的三層模型和實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、協(xié)議層次完全對(duì)應(yīng)，全面反映了網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性。3.3 OPNET仿真的步驟在定義了目標(biāo)問題后利用OPNET中對(duì)網(wǎng)絡(luò)仿真大體可以分成6個(gè)步驟：(1)配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(Topology)：通過OPNET提供的向?qū)Ш透飨嚓P(guān)編輯器完成建立場景、選擇設(shè)備和建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作。(2)配置業(yè)務(wù)量(Traffic)：通過選擇在該網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用程序并配置運(yùn)行參數(shù)，可以為所仿真網(wǎng)絡(luò)配置業(yè)務(wù)量。這樣就完成了對(duì)系統(tǒng)流量的建模工作。(3)收集統(tǒng)計(jì)量(Statistics)：統(tǒng)計(jì)量是是用于對(duì)所仿真網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能測量和評(píng)價(jià)的依據(jù)，通過選擇OPN

25、ET提供的各種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)完成配置和收集統(tǒng)計(jì)量的工作。(4)運(yùn)行仿真(Simulation)：通過前三步的工作，一個(gè)仿真場景已經(jīng)完全建立，需要通過運(yùn)行仿真來得到仿真運(yùn)行的數(shù)據(jù)。(5)調(diào)試模塊再仿真(ReSimulation)：通過分析仿真數(shù)據(jù)?？梢哉页鏊抡婢W(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸。此時(shí)可以復(fù)制先前網(wǎng)絡(luò)場景，通過修改拓?fù)?、更新設(shè)備、調(diào)整業(yè)務(wù)量而得到新的仿真場景，再次運(yùn)行仿真可得到優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。如果是對(duì)協(xié)議細(xì)節(jié)進(jìn)行仿真。則可修改協(xié)議模塊的相關(guān)細(xì)節(jié)字段，通過再次仿真可得到修正協(xié)議的運(yùn)行數(shù)據(jù)。(6)發(fā)布結(jié)果和拓?fù)鋱?bào)告(Report)：通過對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的不同場景(對(duì)應(yīng)著不同的方案)的仿真結(jié)果進(jìn)行分析，可以產(chǎn)生

26、研究報(bào)告，可以把相關(guān)圖表從OPNET中導(dǎo)出到文件中，以便于在報(bào)告中引用。3.4 仿真結(jié)果我們應(yīng)用OPNET軟件配置一個(gè)如下圖所示的50節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。利用配置不同的節(jié)點(diǎn)屬性，得到在同樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎聝煞N不同的按需路由協(xié)議DSR和AODV的不同的協(xié)議性能。這是一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)模型，在仿真路由協(xié)議時(shí)，如果要了解封包是否到達(dá)，不必要每隔很短時(shí)間去周期性地查看一次，而是收到封包，事件到達(dá)才去看。每一時(shí)刻，F(xiàn)SM將停留在特定狀態(tài)，之后收到事件，完成事件并跳轉(zhuǎn)狀態(tài)。路由協(xié)議要做的事有獲取周邊節(jié)點(diǎn)地址，建立拓?fù)湫畔ⅲ舐酚杀矸€(wěn)定下來，在收到封包將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這些事件中斷將引起相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。我們仿真時(shí)間1

27、小時(shí)，隨機(jī)數(shù)種子128，其他參數(shù)不變。第一步：建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）本仿真實(shí)驗(yàn)采用OPNET14.5軟件，在創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出開始向?qū)В梢杂脕碓O(shè)置網(wǎng)絡(luò)的一些背景環(huán)境建立一個(gè)新的項(xiàng)目，選擇菜單File/New/project，單擊OK。項(xiàng)目命名為MANET，場景命名為DSR_50_nodes，單擊OK按鈕。（2）依照設(shè)置向?qū)е械奶崾荆汗こ叹庉嬈髯铋_始用來新建一個(gè)工程，指定工程名字和第一個(gè)場景名字后，網(wǎng)絡(luò)配置小精靈（Startup Wizard）就出來：在Initial Topology（初始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）對(duì)話框中，點(diǎn)擊Create Empty Scenario（建立空?qǐng)鼍埃┪覀兛梢赃x擇手

28、動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，或者可以從特殊格式文件導(dǎo)入。從設(shè)備配置文件中直接導(dǎo)入，需要多廠商引進(jìn)的模塊；從XML 導(dǎo)入，可以將拓?fù)湫畔⑼耆鋈〕鰜?。我們一般建立一個(gè)空的場景，接下來根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，選擇全球網(wǎng)、企業(yè)或者校園網(wǎng)絡(luò)。(3)指定網(wǎng)絡(luò)的大小，可以是經(jīng)緯度、米、公里、英尺、英里等。(4) 接著選擇常用的模塊家族（Model Family），把它們包含（include）進(jìn)去后，Modeler將自動(dòng)建立新的物件拼盤 ，其中包含的內(nèi)容就是所include 的模塊家族，里面所有物件將合并到物件拼盤中，它們作為構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的候選組件。點(diǎn)擊Next，彈出Startup Wizard：Select Technologies

29、對(duì)話框，選擇wireless_lan_adv，將其值改為Yes,這樣就可用在新建的場景中創(chuàng)建wireless_lan_adv。單擊Next，再次確認(rèn)環(huán)境設(shè)置，點(diǎn)擊OK，就完成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新建工作。（5）對(duì)象模板對(duì)話框現(xiàn)在應(yīng)該在工程空間的上部。如果不在，通過點(diǎn)擊打開。確保從對(duì)象模板中的下拉菜單里選擇的是wireless_lan_adv。（6）從模板中把下列對(duì)象加入到工程工作區(qū)：Application Config，Profile Config，receiver_group_config,wlan_wkstn_adv和wlan_server_adv。為了從模板中添加一個(gè)對(duì)象，在對(duì)象模板中點(diǎn)擊它的圖

30、標(biāo)把鼠標(biāo)移動(dòng)到工作區(qū)左鍵點(diǎn)擊來放置對(duì)象，右鍵則結(jié)束。工作區(qū)內(nèi)應(yīng)包括以下對(duì)象。（7）對(duì)Application Config進(jìn)行配置選中app config右擊選擇Edit Attributes。在Application Definitions中新建一行Name為FTP。在應(yīng)用配置器物件的屬性Description中對(duì)FTP進(jìn)行編輯。將Command Mix設(shè)為50%。將InterRequest Time設(shè)為constant（20）。將File Size設(shè)為constant（1000）。（8）對(duì)Profile Config進(jìn)行配置在Profile Configuration中選擇Edit。將Row

31、s改為1，Profile Name改為FTP，點(diǎn)擊OK。在FTP下的Applications中選擇Edit，將應(yīng)用的開始時(shí)間Start Time Offset設(shè)為constant（0）。將持續(xù)時(shí)間Duration設(shè)為constant（10）。將Repeatability表中重復(fù)間隔時(shí)間Interrepetition Time設(shè)為uniform（10，20）。將Repeatability表中Number of Repetitions設(shè)為constant（3）。將Start Tine設(shè)為uniform（100，3400）。（9）對(duì)接收主詢Rx Group Config進(jìn)行設(shè)置將Receiver S

32、election Parameters中的距離門限D(zhuǎn)istance Threshold設(shè)為1500?？梢允箍赡艿慕邮罩髟兎秶用鞔_，從而有效過濾了一些無關(guān)的接收主詢。（10）對(duì)Workstation進(jìn)行配置將Ad Hoc路由協(xié)議設(shè)為DSR協(xié)議。在Application中對(duì)Supported Profiles進(jìn)行編輯。在表中添加一行，把它設(shè)為FTP。在Wireless LAN中將Data Rate設(shè)為1Mbps。對(duì)Workstation配置完成后，對(duì)它進(jìn)行復(fù)制和拷貝，形成49個(gè)節(jié)點(diǎn)。（11）對(duì)Server進(jìn)行配置將路由協(xié)議設(shè)為DSR，在Application中對(duì)Supported Servic

33、es進(jìn)行編輯。在表中添加一行，將它設(shè)為FTP，在Wireless LAN中將Data Rate設(shè)為1Mbps。（12）全局拓?fù)鋱D如下所示。如果要設(shè)置成AODV協(xié)議的50個(gè)節(jié)點(diǎn)，只要將所有workstation和server選中，對(duì)它編輯將協(xié)議設(shè)置為AODV協(xié)議，然后勾選Apply to selected objects，點(diǎn)擊OK。第二步：選擇統(tǒng)計(jì)量 為了測試我們網(wǎng)絡(luò)的性能，我們將收集許多可利用的統(tǒng)計(jì)量中的一個(gè)。步驟如下： （1）右擊工程工作區(qū)任意位置，從彈出的菜單中選擇Choose Individual Statistics。（2）在Choose Results 對(duì)話框中選擇如下統(tǒng)計(jì)量：在Gl

34、obal Statistics中選擇DSR，F(xiàn)TP，Wireless LAN中delay、load、media access delay、throughput在Node Statistics中選擇Client FTP，DSR，Server FTP在AODV場景中只要把DSR改為AODV即可。（3）點(diǎn)擊OK。 第三步：配置并運(yùn)行仿真 （1）點(diǎn)擊Configure/Run Simulation按鈕。 （2）設(shè)置duration為1 hour（s）。 （3）點(diǎn)擊Run。 第四步：顯示和分析結(jié)果（1）從Results菜單中選擇Compare Results。 （2）在Compare Results對(duì)話

35、框的右下角的下拉菜單中，把As Is改為time_average,如下圖。（3）點(diǎn)擊Show，如圖。(4)右擊圖標(biāo)，選擇Add Statistic，在Results for中選擇All Projects，最后點(diǎn)擊Add添加到上表中。（5）右擊圖標(biāo)，選擇Edit Graph Properties，對(duì)表做如下修改。平均路由發(fā)現(xiàn)時(shí)間分析：上部為AODV曲線，協(xié)議要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須維護(hù)路由表，并計(jì)算最短路徑，路由發(fā)現(xiàn)過程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的操作較多，而DSR路由在路由發(fā)現(xiàn)過程中只需記錄下所經(jīng)路徑，因此，路由發(fā)現(xiàn)時(shí)間比AODV協(xié)議短。平均路由請(qǐng)求包數(shù)與平均路由應(yīng)答包數(shù)分析：最高的曲線為AODV協(xié)議。DSR路

36、由使用源路由進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)，而AODV使用泛洪進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)，DSR路由在一次路由發(fā)現(xiàn)的過程中獲得的路由信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于AODV，因此，AODV所需要的路由發(fā)現(xiàn)更加頻繁，路由請(qǐng)求包數(shù)遠(yuǎn)大于DSR，相應(yīng)的，路由應(yīng)答包數(shù)也大于DSR。FTP下載與上傳反應(yīng)時(shí)間分析：第三條為DSR協(xié)議曲線。在路由已知的情況下，DSR能夠節(jié)省很多的路由發(fā)現(xiàn)時(shí)間。而AODV在每次發(fā)送數(shù)據(jù)包之前都必須進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)，因此其FTP下載與上傳反應(yīng)時(shí)間都比較長。無線局域網(wǎng)時(shí)延分析：底部為AODV協(xié)議曲線。由于DSR路由分組頭部必須攜帶完整的路徑信息，因此，增加了排隊(duì)時(shí)延和分組時(shí)延，所以局域網(wǎng)時(shí)延比AODV大。無線局域網(wǎng)吞吐量分析：由上表可

37、以看出AODV的吞吐量比DSR大，且在網(wǎng)絡(luò)重載情況下的吞吐量差別尤其明顯。DSR不斷采用路由存儲(chǔ)、沒有任何機(jī)制用于過時(shí)是失效路由期滿而被刪除，或者用于確定各條路由的新鮮度以便于在面對(duì)多條路由選擇時(shí)做出正確的選擇 。4.仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果揭示了DSR和AODV兩個(gè)按需路由協(xié)議之間的幾個(gè)重要特征差異。下面對(duì)此進(jìn)行歸類、討論和分析。(1)路由載荷DSR協(xié)議的路由載荷幾乎總是低于AODV協(xié)議。如果以分組為單位表示路由載荷，那么這種差異非常明顯。但是，如果以字節(jié)為單位表示路由載荷，那么這種差異就沒有那么明顯。DSR協(xié)議不斷采用路由存儲(chǔ)，因此很可能在路由存儲(chǔ)中找到所需路由，因此沒有AODV協(xié)議那樣頻繁地

38、調(diào)用路由尋找進(jìn)程；但是，DSR協(xié)議產(chǎn)生較多的路由應(yīng)答和路由錯(cuò)誤。因此，即使采用細(xì)致優(yōu)化的路由尋找進(jìn)程，AODV協(xié)議的路由載荷仍然由路由請(qǐng)求RREQ分組決定。DSR協(xié)議的路由載荷路由應(yīng)答由應(yīng)答RREP分組決定，主要是因?yàn)閬碜酝粋€(gè)目的節(jié)點(diǎn)的多個(gè)路由應(yīng)答，或者可能的多個(gè)路由存儲(chǔ)的路由應(yīng)答。在很多情形下，DSR協(xié)議大約一半的路由分組是RREP分組。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，DSR協(xié)議總是比AODV協(xié)議產(chǎn)生較多的RREP分組和RERR分組，但是產(chǎn)生的RREQ分組明顯少于AODV協(xié)議。因此，DSR協(xié)議節(jié)省的所有路由載荷主要來自RREQ分組的節(jié)省。(2)移動(dòng)性的影響仿真結(jié)果表明，移動(dòng)性對(duì)AODV和DSR兩個(gè)路由協(xié)議的

39、影響是不同的。在高速移動(dòng)條件下，鏈路中斷觸發(fā)新的路由尋找進(jìn)程。因此，AODV協(xié)議的路由尋找頻次與路由中斷次數(shù)成正比。DSR協(xié)議對(duì)鏈路中斷的反應(yīng)比較適度，產(chǎn)生的路由尋找沒有AODV協(xié)議那樣頻繁，其原因是每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)許多路由。因此，在DSR協(xié)議中的路由尋找進(jìn)程被推遲到路由存儲(chǔ)器中的所有有關(guān)路由全部中斷之后才執(zhí)行。但是，在高速移動(dòng)的條件下，DSR協(xié)議存儲(chǔ)路由過時(shí)失效的概率非常高。最后，當(dāng)一個(gè)路由尋找進(jìn)程被初始化后，接收到的大量路由應(yīng)答分組和MAC開銷有關(guān)，導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)通信干擾的增強(qiáng)。因此，存儲(chǔ)路由過時(shí)失效、MAC高開銷共同導(dǎo)致DSR協(xié)議在高速移動(dòng)條件下性能明顯下降。在低速移動(dòng)時(shí)，鏈路中斷概率低。但是，

40、節(jié)點(diǎn)常常成群地低速移動(dòng)，由此導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)大量通信，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞反過來導(dǎo)致鏈路層反饋，即使節(jié)點(diǎn)靜止、節(jié)點(diǎn)之間存在物理鏈路，鏈路層仍然會(huì)報(bào)告鏈路中斷。在AODV協(xié)議中這種虛假鏈路中斷導(dǎo)致調(diào)用新的路由尋找進(jìn)程。在低速移動(dòng)時(shí)，DSR協(xié)議很大程度上不會(huì)受到這種虛假鏈路中斷的影響，DSR存儲(chǔ)路由幾乎是最新路由。當(dāng)報(bào)告有虛假中斷時(shí)，DSR協(xié)議也仍然能夠通過中間節(jié)點(diǎn)搶救、源節(jié)點(diǎn)備用路由，根據(jù)存儲(chǔ)路由較好地解決問題。AODV協(xié)議基于定時(shí)器的路由期滿機(jī)制可能導(dǎo)致不必要的路由失效，這是因?yàn)槭褂靡粭l路由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組之間的間隔時(shí)間對(duì)于有關(guān)該條路由上不同節(jié)點(diǎn)的定時(shí)器的刷新是非常關(guān)鍵的。實(shí)際上，一組具有不

41、同移動(dòng)性的節(jié)點(diǎn)形成的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，很難預(yù)測DSR和AODV兩個(gè)路由協(xié)議的相對(duì)性能。(3)分組交付和路由選擇DSR協(xié)議在大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和通信源節(jié)點(diǎn)，以及移動(dòng)性較強(qiáng)的條件下的交付率和時(shí)延表現(xiàn)很差。但是DSR協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)狀況寬松的情況下的性能表現(xiàn)比較好。出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象的原因是DSR協(xié)議不斷利用路由存儲(chǔ)。DSR路由存儲(chǔ)在一定程度上提供明顯的有利作用。對(duì)于較重的載荷，路由存儲(chǔ)范圍太大，不利于性能。由于在面對(duì)多種選擇時(shí)路由長度是存儲(chǔ)路由選擇的唯一參數(shù)依據(jù)，所以常常選擇過時(shí)失效路由。選擇過時(shí)失效路由產(chǎn)生兩個(gè)問題。第一，盡管最終分組被丟掉，或者被推遲，但是仍然消耗了額外的網(wǎng)絡(luò)帶寬和接口的排隊(duì)時(shí)間。第二，可能

42、給其他節(jié)點(diǎn)的路由存儲(chǔ)帶來不利影響。使用適當(dāng)超時(shí)的存儲(chǔ)期滿時(shí)間，以及拓寬路由錯(cuò)誤傳播范圍能夠明顯提高DSR協(xié)議的性能。DSR協(xié)議由于缺乏路由而丟失的分組比AODV協(xié)議少得多，但是DSR協(xié)議由于接口隊(duì)列滿而丟失的分組卻比AODV協(xié)議多得多。一種有效的機(jī)制是給分組設(shè)置有效時(shí)間、刪除網(wǎng)絡(luò)中那些有效時(shí)間已經(jīng)結(jié)束的分組，這將改善AODV和DSR兩種路由協(xié)議的時(shí)延性能，尤其是DSR協(xié)議的時(shí)延性能改善更加明顯。(4)時(shí)延與路由選擇通過仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)端到端傳輸時(shí)延與跳數(shù)之間的相關(guān)性常常很小，但是載荷極低時(shí)除外。進(jìn)一步的仿真和跟蹤分析揭示：與一條多跳路由上的其他節(jié)點(diǎn)的各種緩存時(shí)延、排隊(duì)時(shí)延，以及獲取訪問無線媒介所需

43、時(shí)間比較，單個(gè)擁塞點(diǎn)的這些時(shí)延常常很大。端到端傳輸時(shí)延包含路由尋找時(shí)延。盡管時(shí)延較大意味著擁塞較嚴(yán)重，但是，AODV和DSR兩種路由協(xié)議均使用路由數(shù)長度作為挑選備用路由的唯一參數(shù)。AODV協(xié)議在這點(diǎn)上采用稍好的一種技術(shù)，這是因?yàn)槟康墓?jié)點(diǎn)只對(duì)第一個(gè)到達(dá)的RREQ分組做出應(yīng)答。這就自動(dòng)優(yōu)先選擇擁塞最輕的路由，而不是選擇最短路由。通過仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)DSR協(xié)議的平均路由長度總是短于AODV協(xié)議，但是AODV協(xié)議的時(shí)延常常比DSR協(xié)議小。在AODV和DSR兩種路由協(xié)議中，仔細(xì)使用有關(guān)擁塞參數(shù)能夠提供更好的性能。5.比較結(jié)論DSR和AODV兩個(gè)協(xié)議均使用按需路由尋找，但是路由算法機(jī)制不同。特別是，DSR協(xié)議

44、使用源路由和路由存儲(chǔ)，不依賴任何周期性操作，或者基于定時(shí)器的操作。DSR協(xié)議不斷采用路由存儲(chǔ)，為每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)維護(hù)多條路由。AODV協(xié)議使用路由表和目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)，為每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)維護(hù)一條路由。序列號(hào)提供一種防止路由閉環(huán)和確定路由新鮮度的機(jī)制。根據(jù)仿真得到的一般結(jié)果是：對(duì)于面向應(yīng)用的諸如時(shí)延和吞吐量之類的性能指標(biāo)，在節(jié)點(diǎn)較少、載荷較輕和移動(dòng)性弱的環(huán)境中DSR協(xié)議優(yōu)于AODV協(xié)議，但是在載荷越重、移動(dòng)性越強(qiáng)的環(huán)境中則AODV協(xié)議優(yōu)于DSR協(xié)議，并且隨著環(huán)境變得越來越苛刻AODV協(xié)議對(duì)DSR協(xié)議的性能優(yōu)勢越來越明顯；DSR協(xié)議產(chǎn)生的路由載荷總是低于AODV協(xié)議。DSR協(xié)議時(shí)延性能和吞吐性能差的主要原因

45、在于不斷采用路由存儲(chǔ)、沒有任何機(jī)制用于過時(shí)是失效路由期滿而被刪除，或者用于確定各條路由的新鮮度以便于在面對(duì)多條路由選擇時(shí)做出正確的選擇。在低載荷條件下，不斷進(jìn)行路由存儲(chǔ)似乎有助于DSR協(xié)議，并且DSR協(xié)議路由載荷保持在低水平狀態(tài)。用于存儲(chǔ)器由期滿而被刪除或者確定存儲(chǔ)器路由的新鮮度的機(jī)制有利于DSR協(xié)議性能的顯著改善。在路由尋找過程中，由源節(jié)點(diǎn)選定路由請(qǐng)求分組和路由應(yīng)答分組的傳遞路由，可以相當(dāng)程度地降低AODV協(xié)議的路由載荷。AODV協(xié)議因?yàn)椴煌５馗櫿谑褂玫穆酚?，所以AODV協(xié)議單獨(dú)使用一次路由尋找就能夠搜索多個(gè)正在通信的目的節(jié)點(diǎn)，從而到達(dá)控制路由載荷的目的。一般情況下，從以下幾個(gè)方面可以改

46、善AODV和DSR兩個(gè)協(xié)議的性能：1.使用有關(guān)擁塞的參數(shù)，而不是強(qiáng)調(diào)跳數(shù)最短路由來評(píng)估路由。2.刪除網(wǎng)絡(luò)中已老化的分組。因?yàn)槔匣纸M很可能被重傳，所以老化分組對(duì)于上層協(xié)議一半不重要。同時(shí)老化分組給路由算法層增加了不必要的載荷。路由算法層和MAC層之間的交付可能對(duì)路由協(xié)議性能有明顯影響。例如，盡管DSR協(xié)議產(chǎn)生的路由分組總量較少，但是DSR協(xié)議卻產(chǎn)生較多的單目標(biāo)路由分組。因此，DSR協(xié)議在路由載荷上的明顯節(jié)省并沒有預(yù)想的那樣轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)中的真正載荷的下降。這個(gè)觀察結(jié)果強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)非常需要研究協(xié)議層之間的交付作用。參考文獻(xiàn)1 劉衛(wèi)國，宋翰濤. 移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法的研究，2

47、0022 陳敏，OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真，清華大學(xué)出版社，20043 Feeney L. An Energy-consumption Model for Performance Analysis of Routing Protocols for Mobile Ad Hoc NetworksJ. ACM Trans. on Mobile Networks and Applications, 2001, 3(6): 239-249.4 Charles E.Perkins，Elizabeth M.Royer, Samir R.Das and Mahesh K.Marina， “Performance Co

48、mparison of Two On-Demand Routing Protocols for Ad Hoc Networks”5 Skeen D. Nonblocking Commit ProtocolsC. Proc. of ACM SIGMOD Conf., 1981.6 李萌. Ad hoc網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化多徑能量優(yōu)化路由. 清華大學(xué)電子工程系7 盛敏，田野，李建東. Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù). 西安電子科技大學(xué) 2007-5致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我第一次領(lǐng)略了OPNET的強(qiáng)大，能讓很復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)在自己的掌控之中。在安裝軟件時(shí)對(duì)VC和OPNET的聯(lián)調(diào)時(shí)費(fèi)了一番周折，最后搜尋網(wǎng)上資料，對(duì)其設(shè)置環(huán)境變量后問題得以解決。對(duì)于學(xué)習(xí)英語的幫助也很大，明白了想要學(xué)習(xí)先進(jìn)的軟件和技術(shù)就必須要有扎實(shí)的英語基礎(chǔ)。在這里感謝指導(dǎo)老師的提點(diǎn)和介紹的參考書，這些給了我很大的幫助，從什么都不懂到，逐步了解OPNET的魅力。同時(shí)加強(qiáng)了我的個(gè)人能力，和學(xué)習(xí)能力，探究問題的能力。在老師的諄諄教導(dǎo)下，我慢慢克服了難關(guān)，與同組同學(xué)的深入討論下，發(fā)現(xiàn)了更多的問題。這些都讓我認(rèn)識(shí)到合作的重要性，尤其對(duì)于我這種馬上要踏入社會(huì)，走上崗位的大學(xué)生而言，這些經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)難能可貴。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也