基于最小代价连通性组播路由协议的研究与实现

论文摘要

移动Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有结点的地位平等,无需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能,而且具有报文转发能力。与普通的移动网络和固定网络相比,它具有无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑等特点。由于移动Ad hoc网络的特殊性,它在许多领域都有着广泛的应用价值。其中移动Ad hoc网络中的一个引人注意的用途就是多个节点相互协作完成一个任务,因此,组播起到了很重要的作用。而组播路由协议及其性能分析更是成为研究的热点。目前,人们对组播路由协议的研究已经取得了一些成果,OBAMP协议就是其中之一。该协议基于Boruvka算法,最后能建立一个接近于最小生成树的分布树,限制了整个网络中的信号的负载,因此即使在组播成员增加的时候,也可以保证该协议具有一个低延时和高递交率。然而OBAMP协议在网格建立的过程中没有充分考虑到各成员节点之间的连通性,造成了最后建立出的网格结构可能有一些相互分开的个体,然后不得不引入Outer-tree-create Procedure来弥补这一缺陷。因此如何保证网格各部分之间的连通性而且连接的代价尽量小是本文所要研究的重点。在对经典的路由协议研究的基础上,以及考虑移动Ad hoc网络的固有特征,本文提出了基于最小代价连通性的MCOBAMP路由协议。主要从两方面进行改进：一方面,MCOBAMP路由协议在构造网格的时候不仅考虑寻找最近的节点作为邻居,而且考虑找到的节点是否与源节点已建立了连接,从而保证建立的网格结构是连通的而且包含最小生成树。另一方面,在构建生成树的时候采用了环路判断并选择断开较大距离的链路的算法,比原OBAMP协议更具有实时性和有效性。本文详细描述了MCOBAMP路由协议,并在NS2网络仿真平台上实现了MCOBAMP、OBAMP组播路由协议,最后分析和比较仿真结果。仿真结果显示相比OBAMP协议,MCOBAMP组播路由协议不仅保证连通性,而且改进了数据包的递交率和平均端到端延时,进一步验证MC OBAMP协议的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 移动Ad hoc网络的应用
• 1.3.1 战场应用
• 1.3.2 城市与校园网格应用
• 1.4 本文的内容及组织结构
• 第2章 移动Ad hoc网络组播路由协议概述
• 2.1 移动Ad hoc网络组播相关技术
• 2.1.1 组动态的处理
• 2.1.2 网络动态的处理
• 2.2 移动Ad hoc网络的组播协议
• 2.3 OBAMP组播路由协议
• 2.4 小结
• OBAMP组播路由协议'>第3章 基于最小代价连通性的MC_OBAMP组播路由协议
• OBAMP协议的基本思想'>3.1 MC_OBAMP协议的基本思想
• OBAMP协议网格建立的过程'>3.2 MC_OBAMP协议网格建立的过程
• OBAMP协议树建立的过程'>3.3 MC_OBAMP协议树建立的过程
• OBAMP协议其它过程'>3.4 MC_OBAMP协议其它过程
• OBAMP协议中分布树效率ρ的计算方法'>3.5 MC_OBAMP协议中分布树效率ρ的计算方法
• OBAMP协议的数据结构'>3.6 MC_OBAMP协议的数据结构
• 3.6.1 成员节点及数据包的数据结构
• OBAMP协议网格建立的控制消息格式'>3.6.2 MC_OBAMP协议网格建立的控制消息格式
• OBAMP协议树建立的控制消息格式'>3.6.3 MC_OBAMP协议树建立的控制消息格式
• OBAMP协议其他过程的控制消息格式'>3.6.4 MC_OBAMP协议其他过程的控制消息格式
• 3.7 小结
• OBAMP组播路由协议的仿真实现'>第4章 MC_OBAMP组播路由协议的仿真实现
• 4.1 NS2网络仿真平台概述
• 4.1.1 NS2网络模拟的方法和步骤
• 4.1.2 NS2无线模块
• OBAMP组播协议功能模块的仿真实现'>4.2 MC_OBAMP组播协议功能模块的仿真实现
• OBAMP协议中移动节点的配置'>4.2.1 MC_OBAMP协议中移动节点的配置
• 4.2.2 接收消息的实现
• 4.2.3 转发消息的实现
• 4.2.4 发送消息的实现
• 4.2.5 NS2的编译与运行
• 4.3 小结
• 第5章 仿真实验及结果分析
• 5.1 仿真环境的设置
• 5.2 协议性能的评价指标
• 5.3 模拟结果分析
• 5.4 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文