移动自组网络的AODV路由算法优化

论文摘要

移动自组网的英文名称为Ad Hoc Network,自组网起初是为军事领域运用而开发,经过四十多年的研发,应用目标扩大到了局域通信网络、个人无线移动通信等广大的民用领域。专家预言,它将是未来移动通信技术的核心组成部分之一。由于移动自组网网络节点可以自由移动,使得其没有固定拓扑。所以因特网中传统的路由协议已经不适用于移动自组网络。因此,要解决好自组网络中的路由选择问题,就必须采用合适的路由算法,从而使移动自组网中路由协议算法方面的优化成为现在研究的热点与重点。本文首先介绍了移动自组网络的现状与发展前景；其次对现有的移动自组网络中的路由协议进行简单的阐述,并重点介绍其中的AODV路由协议,然后对改进过的AODV路由算法进行了简述。ADOV（Ad Hoc On Demand Distance Vector）路由协议是采用基于距离矢量算法的一种路由协议。AODV中的两个重要协议过程是路由发现和路由维护。但AODV原协议在路由发现过程中并未考虑链路的稳定性与移动节点的状态,一旦路由中断必须重新发现路由,导致了网络延迟高并增大了网络的开销。针对以上问题,本文提出了FRR-AODV （Fast Response Reroute--AODV）路由算法,FRR-AODV路由算法相对于ADOV从三大方面进行改进。首先提出了网络链路状态预测方法,能有效的预防路由链路断链；其次提出了预备路由路径算法,一旦路由中断能马上切换到预备路径,减少重路由所花费的开销；最后提出了一种路由修复的机制,若路由断裂,在预备路径不可用的情况下,尝试在断裂节点上一跳重新进行路径链接,而不用从源节点重新链接。最后本文通过NS2网络模拟器对FRR-ADOV路由算法与AODV协议在性能上进行对比分析,结果表明FRR-ADOV路由算法降低了路由中断次数、分组投递率以及端到端延迟,得出改进后的FRR-ADOV算法优于AODV路由协议的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究背景和意义
• 1.2 移动自组网存在的问题
• 1.3 移动自组网中路由协议的研究现状
• 1.4 本文的研究目的和任务
• 1.5 本文的组织结构
• 第二章 移动自组网简介
• 2.1 移动自组网的起源和定义
• 2.2 移动自组网的特点
• 2.3 移动自组网的应用
• 2.4 移动自组网的架构
• 2.4.1 移动自组网网络节点结构
• 2.4.2 网络拓扑结构
• 2.4.3 网络协议栈
• 2.5 移动自组网路由协议
• 2.5.1 移动自组网路由协议分类
• 2.5.2 典型的按需驱动路由协议
• 2.5.3 典型的表驱动路由协议
• 2.5.4 移动自组网典型路由协议的性能比较
• 2.6 本章小结
• 第三章 AODV路由协议分析
• 3.1 AODV协议介绍
• 3.1.1 AODV路由协议原理
• 3.1.2 AODV路由协议运行方式
• 3.1.3 AODV路由协议报文格式
• 3.1.4 AODV路由协议操作过程
• 3.1.5 AODV协议的缺点
• 3.2 AODV协议现有的改进方案
• 3.2.1 使用GPS辅助限制泛洪
• 3.2.2 使用备份路径恢复路由
• 3.2.3 节点本地修复结合备份路由快速恢复路由
• 3.2.4 主链路提前侦测避免路由中断
• 3.2.5 现有改进方案比较
• 3.3 本章小结
• 第四章 FRR-AODV路由算法设计
• 4.1 FRR-AODV路由算法的优化思想
• 4.2 路由链路稳定性检测原理
• 4.2.1 路由链路稳定性的概念
• 4.2.2 链路状态检测设计
• 4.3 备份路由算法原理
• 4.3.1 备份路由的定义
• 4.3.2 备份路由算法设计
• 4.4 路由链路修复原理
• 4.4.1 链路修复的定义
• 4.4.2 链路修复算法设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 网络模拟仿真实现
• 5.1 仿真工具NS2概述
• 5.1.1 NS2仿真工具描述
• 5.1.2 NS2仿真步骤
• 5.2 仿真环境设置
• 5.3 仿真结果分析
• 5.3.1 路由中断次数对比
• 5.3.2 报文开销幅度对比
• 5.3.3 分组投递率对比
• 5.3.4 端到端延迟对比
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢