移动自组网中基于多路径的分段式QoS路由协议研究

论文摘要

移动自组网（Mobile Ad-hoc NETworks,MANETs）是独立的网络自治系统,不依赖于任何预先架设的网络设施,是当前网络与通信领域研究的热点。然而,网络中节点的任意移动和网络拓扑结构的不断变化使得实现高效的路由成为一个重要和核心的问题。同时,随着网络的发展和用户需求的提高,一些业务要求网络能够在时延、带宽等服务质量（QoS）方面提供保证,因而,如何合理有效地利用无线网络资源,提高数据传输性能,已经成为一个十分突出的问题。本文首先分析了现有的移动自组网路由的特点,然后针对于大规模网络环境的广泛应用,提出了一种基于虚拟动态骨干网的多路径的分段式路由协议—Multipath-Based QoS-Aware Segment-bv-SegmentRouting Protocol（MQ-SSR）。它将一条长路径分为多段,每段寻找多条路径来满足特定的QoS要求。它是一种层次结构,整个网络被划分成若干个边长相等的网格,网格中最稳定的节点被选为簇头,簇头维护簇内路由表用于簇内路由,维护K-邻域路由表用于簇问路由。同时,网络中簇头节点组成了虚拟动态骨干网结构,以提供类似于有线网络中高速、宽带骨干网的能力。为了提高系统的容错性,在MQ-SSR的基础上,提出了分段式的节点不相交的多路径QoS路由协议—Node-Disioint Multipath-BasedQoS-Aware Segment-by-Segment Routing Protocol（NDQ-SSR）。该协议将一条路径划分为多段,通过对每个段中的锚点进行分类,然后根据节点的类型在段内寻找节点不相交的多条路径。这样能有效地选出满足QoS要求的路径,而且便于实现局部路由维护。模拟分析表明,本文提出的基于多路径的分段式路由协议有效地减小了路由管理开销和路由维护的代价,提高了网络的可扩展性、可靠性和抗毁性等;多路径为QoS提供了有力的保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 移动自组网的QoS保障
• 1.3 多路径问题
• 1.4 本文主要研究内容与论文组织
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 论文组织
• 第二章 移动自组网及路由协议概述
• 2.1 移动自组网概述
• 2.1.1 移动自组网的定义
• 2.1.2 移动自组网的特点
• 2.1.3 移动自组网的应用
• 2.1.4 移动自组网的体系结构
• 2.2 路由协议概述
• 2.2.1 主动型路由协议和反应型路由协议
• 2.2.2 平面型路由协议和层次型路由协议
• 2.2.3 基于拓扑结构路由协议和基于地理位置信息路由协议
• 2.2.4 几种典型的路由协议
• 2.3 QoS路由协议
• 2.3.1 常见QoS路由协议
• 2.4 典型的多路径路由协议
• 2.5 本章小结
• 第三章 移动自组网中分段式多路径QoS路由协议
• 3.1 网络模型
• 3.2 MQ-SSR详细设计
• 3.2.1 簇头选举算法
• 3.2.2 路由发现
• 3.2.3 路由维护
• 3.3 模拟分析
• 3.4 多路径稳定性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 分段式的节点不相交多路径QoS路由协议
• 4.1 NDQ-SSR详细设计
• 4.1.1 簇头选举算法
• 4.1.2 不相交多路径路由策略
• 4.1.3 路由维护
• 4.2 算法性能分析
• 4.2.1 正确性证明
• 4.2.2 性能分析
• 4.3 模拟分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 本文总结
• 5.2 未来的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果