無線自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

1、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用無線自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 專業(yè)： 班級： 姓名： 學(xué)號： 成績： 項目任務(wù)：1、 AODV協(xié)議應(yīng)用2、 DSR協(xié)議應(yīng)用項目分析：1、 AODV AODV路由協(xié)議開始工作時，源節(jié)點首先會廣播一個攜帶有目的節(jié)點信息的路由分組RREQ，然后鄰居節(jié)點會依次向周圍的節(jié)點廣播這個RREQ。廣播RREQ前將會建立該節(jié)點到源節(jié)點的路由，直到路由分組到達目的節(jié)點或者下一個中間節(jié)點，這個節(jié)點包含了節(jié)點的路由信息，就不會再廣播RREQ。整個工作過程會建立一個從源節(jié)點到目的節(jié)點的反向路由。隨后該節(jié)點將沿著反向路由發(fā)回一個RREP，RREP到達源節(jié)點之后路由發(fā)現(xiàn)過程結(jié)束。為了避免路由環(huán)路，每個路由分組中

2、都包含了一個sequenceID作為唯一標(biāo)志，當(dāng)節(jié)點收到一個sequenceID比它當(dāng)前保留的的sequenceID小的數(shù)據(jù)包時，說明這個數(shù)據(jù)包是過期的，將不會進行處理，直接丟棄。發(fā)現(xiàn)多條路由時，源節(jié)點會選擇一條sequenceID大，跳數(shù)最少的最佳路由路徑。AODV是一種源驅(qū)動路由協(xié)議。當(dāng)一個節(jié)點需要給網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點傳送信息時，如果沒有到達目標(biāo)節(jié)點的路由，則必須先以多播的形式發(fā)出RREQ(路由請求)報文。RREQ報文中記錄著發(fā)起節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)層地址，鄰近節(jié)點收到RREQ，首先判斷目標(biāo)節(jié)點是否為自己。如果是，則向發(fā)起節(jié)點發(fā)送RREP(路由回應(yīng))；如果不是，則首先在路由表中查找是否有到達

3、目標(biāo)節(jié)點的路由，如果有，則向源節(jié)點單播RREP，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)RREQ進行查找。2、 DSR DSR中移動節(jié)點都維護一個存放路由的快速緩沖區(qū)。每當(dāng)某移動節(jié)點要發(fā)送分組時，首先查詢本地高速路由緩沖區(qū)，確定是否存在可用路由，如存在則沿路由發(fā)送數(shù)據(jù)，否則發(fā)送一個包含源和目標(biāo)節(jié)點地址的路由請求分組，啟動路由發(fā)現(xiàn)過程。中間節(jié)點收到該請求后，查詢本地緩沖區(qū)，如無到達目標(biāo)節(jié)點的路由，則將本節(jié)點地址加入請求分組后轉(zhuǎn)發(fā)，直至將分組轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)節(jié)點或有到達目標(biāo)節(jié)點路由的中間節(jié)點。該節(jié)點返回一個路由應(yīng)答分組，包含了從源到目標(biāo)路徑上所有節(jié)點的序列。每個發(fā)送的數(shù)據(jù)分組中都將包含該路徑節(jié)點序列。因此，中間節(jié)點不需保存路由信息

4、，不再需要周期性路由廣播和鄰居發(fā)現(xiàn)。DSR路由協(xié)議有兩個主要機制組成路由尋找機制和路由維護機制。路由尋找機制在源節(jié)點需要給目的節(jié)點發(fā)送一個分組并且還不知道到達目的節(jié)點的路由的時候使用。當(dāng)源節(jié)點正在使用一條到達目的節(jié)點的源路由的時候，源節(jié)點使用路由維護機制可以檢測出因為拓?fù)渥兓荒苁褂玫穆酚桑?dāng)路由維護指出一條源路由已經(jīng)中斷而不再起作用的時候，為了將隨后的數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)侥康墓?jié)點，源節(jié)點能夠盡力使用一條偶然獲知的到達目的節(jié)點的路由，或者重新調(diào)用路由尋找機制找到一條新路由。項目實施： 設(shè)定無線節(jié)點的通信半徑，代碼如下所示：A實驗參數(shù)設(shè)置，包括信道類型、無線傳播模型，網(wǎng)絡(luò)接口類型、MAC類型、接口隊列

5、類型、鏈路層類型、接口隊列所能接收的最大包的數(shù)量、移動節(jié)點個數(shù)、路由協(xié)議、場景尺寸等，代碼如下所示：set val(chan) Channel/WirelessChannel ;# Channel Typeset val(traffic) ftp ;# cbr/poisson/ftp進行ns實例化設(shè)置，開啟NAM顯示文件和開啟Trace跟蹤文件AODV，以及設(shè)置模擬時產(chǎn)生需要的結(jié)果文件等，代碼如下： InitializeGlobalVariables $ns_puts-nam-traceall#nam4wpan# 將物理層NAM設(shè)為啟動狀態(tài)（默認(rèn)情況下為關(guān)閉），所有都引用了物理層 Wirele

6、ssPhy類,代碼如下所示： set dist(15m) 8.54570e-07Phy/WirelessPhy set CSThresh_ $dist(15m)Phy/WirelessPhy set RXThresh_ $dist(15m)5）設(shè)置了拓?fù)涞姆秶腿止?jié)點移動情況記錄代碼如下： settoponewTopography $topoload_flatgrid$val(x)$val(y)設(shè)置God和channel setgod_create-god$val(nn) setchan_1_new$val(chan) 節(jié)點設(shè)置情況：配置節(jié)點屬性，在節(jié)點實例化之前對節(jié)點的參數(shù)進行配置，包括何

7、種路由協(xié)議、何種mac協(xié)議、關(guān)閉移動trace等。實現(xiàn)正確有效地隱藏節(jié)點實驗分析，代碼如下所示： $ns_node-config-adhocRouting$val(rp) -llType$val(ll) -macType$val(mac) . -channel$chan_1_對13個節(jié)點進行實例化，設(shè)置各節(jié)點非隨機移動代碼如下： forseti0$i$val(nn)incri setnode_($i)$ns_node $node_($i)random-motion0 建立源節(jié)點到目的節(jié)點的TCP連接，建立一個FTP數(shù)據(jù)流，且在時間設(shè)置代碼如下： procftpprosrcdststarttim

8、e globalns_node_ $ns_at$starttime$ftp($src)startsethighSpeed1.4ms Mac/802_15_4wpanNamPlaybackRate$lowSpeed調(diào)用函數(shù)ftppro，代碼如下所示： ftppro82$Stime1 ftppro41$Stime2定義通信協(xié)議仿真時，各幾點間產(chǎn)生的分組流動的顏色，代碼如下： Mac/802_15_4wpanNamFlowClr-pAODV-ctomato Mac/802_15_4wpanNamFlowClr-pack-s1-d4-cgreen在nam文件中定義節(jié)點的大小及對節(jié)點進行重置代碼如下：

9、forseti0$i$val(nn)incri $ns_at$End$node_($i)reset;定義仿真結(jié)束函數(shù)，然后啟動運行，代碼如下： $ns_at$Endstop exit0 $ns_run 項目結(jié)果：1、 AODV仿真開始時(0s)，節(jié)點間未交換路由信息，路由表尚未建立(AODV的按需機制決定)。仿真到0.02s 時，節(jié)點8 開始向節(jié)點2 發(fā)送數(shù)據(jù)，注意，在發(fā)送數(shù)據(jù)前，節(jié)點8 需要通過RREQ/RREP 與節(jié)點2 建立路由。仿真進行到0.25s 時，節(jié)點4 開始向節(jié)點1 發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣的，節(jié)點4 需要通過RREQ/RREP 與節(jié)點1 建立路由。在仿真過程(0.253s)中，兩條傳輸

10、的數(shù)據(jù)流會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的情況，其反映的是TCP 的擁塞控制。在3s 時，仿真實驗結(jié)束。結(jié)果如下圖：2、DSR仿真開始時(0s)，節(jié)點間未交換路由信息，路由表尚未建立(DSR的源路由決定)。仿真進行到0.02s 時，節(jié)點8 開始向節(jié)點2 發(fā)送數(shù)據(jù)，注意，在發(fā)送數(shù)據(jù)前，節(jié)點8 需要通過RREQ/RREP 與節(jié)點2 建立路由。仿真進行到0.25s 時，節(jié)點4 開始向節(jié)點1 發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣的，節(jié)點4 需要通過RREQ/RREP 與節(jié)點1 建立路由。在仿真過程(0.253s)中，兩條傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的情況，其反映的是TCP 的擁塞控制。3s 時，仿真實驗結(jié)束。結(jié)果如下圖：項目總結(jié)：1、 AOD

11、V協(xié)議如何進行路由發(fā)現(xiàn)和路由建立的？AODV路由發(fā)現(xiàn)：AODV借鑒了DSDV中的序列號的思想，利用這種機制就能有效地防止路由環(huán)的形成。當(dāng)源節(jié)點想與另外一個節(jié)點通信，而它的路由表中又沒有相應(yīng)的路由信息時，它就會發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程。每一個節(jié)點維持兩個獨立的計數(shù)器：節(jié)點序列號計數(shù)器和廣播標(biāo)識。源節(jié)點通過向自己的鄰居廣播 RREQ(Route Requests)分組來發(fā)起一次路由發(fā)現(xiàn)過程。反向路由的建立：在RREQ分組中包含了兩個序列號:源節(jié)點序列號和源節(jié)點所知道的最新的目的序列號。源節(jié)點序列號用于維持到源的反向路由的特性，目的序列號表明了到目的地的最新路由。當(dāng)RREQ分組從一個源節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)到不同的目的地

12、時，沿途所經(jīng)過的節(jié)點都要自動建立到源節(jié)點的反向路由。節(jié)點通過記錄收到的第一個RREQ分組的鄰居地址來建立反向路由，這些反向路由將會維持一定時間，一該段時間足夠RREQ分組在網(wǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)以及產(chǎn)生的RREP分組返回源節(jié)點。當(dāng)RREQ分組到達了目的節(jié)點，目的節(jié)點就會產(chǎn)生RREP分組，并利用建立的反向路由來轉(zhuǎn)發(fā)RREP。正向路由的建立：RREQ分組最終將到達一個節(jié)點，該節(jié)點可能就是目的節(jié)點，或者這個節(jié)點有到達目的節(jié)點的路由。如果這個中間節(jié)點有到達目的的路由項，它就會比較路由項里的目的序列號和RREQ分組里的目的序列號的大小來判斷自己已有的路由是否是比較新的。如果RREQ分組里的目的序列號比路由項中的序列號

13、大，則這個中間節(jié)點不能使用己有的路由來響應(yīng)這個RREQ分組，只能是繼續(xù)廣播這個RREQ分組。如果節(jié)點有到目的地的最新路由，而且這個RREQ還沒有被處理過，這個節(jié)點將會沿著建立的反向路由返回RREP分組。2、 DSR協(xié)議如何進行路由發(fā)現(xiàn)和路由建立的？1）產(chǎn)生路由請求：當(dāng)源節(jié)點需求與某目的節(jié)點進行通信時，它首先在本節(jié)點維護的路由緩存中查找是否有到達該目的節(jié)點的路由。若路由緩存中已包含了到達該目的節(jié)點的有效路由，則立即使用此路由發(fā)送數(shù)據(jù)分組，否則他將所有鄰居廣播RREQ分組，以啟動一個路由發(fā)現(xiàn)過程來找到一條到達目的節(jié)點的可用路由。2）節(jié)點對路由請求的處理：如果接收RREQ的節(jié)點是該路由請求的目的的節(jié)點，則向發(fā)起RREQ的源節(jié)點返回RREP分組。將收到的RREQ分組的源節(jié)點地址、RREQ分組中攜帶的源路由節(jié)點地址列表和本節(jié)點的地址按順序排列作為源路由封裝在RREP分組中發(fā)送給源節(jié)點，并將處理后的RREQ分組刪除。3）中間節(jié)點回復(fù)RREP分組4）處理并轉(zhuǎn)發(fā)路由回復(fù)3、 AODV與DSR協(xié)議的區(qū)別？ 1）AODV在每個中間節(jié)點隱式保存了路由請求和應(yīng)答的結(jié)果，并利用擴展環(huán)搜索的辦法來限制搜索發(fā)現(xiàn)過的目的節(jié)點的范圍。AODV支持組播功能，支持QoS，而且AODV中可以使用IP地址，實現(xiàn)同Internet連接，但是不支持單向信道。