無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

1、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 專(zhuān)業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 成績(jī)： 項(xiàng)目任務(wù)：1、 AODV協(xié)議應(yīng)用2、 DSR協(xié)議應(yīng)用項(xiàng)目分析：1、 AODV AODV路由協(xié)議開(kāi)始工作時(shí)，源節(jié)點(diǎn)首先會(huì)廣播一個(gè)攜帶有目的節(jié)點(diǎn)信息的路由分組RREQ，然后鄰居節(jié)點(diǎn)會(huì)依次向周?chē)墓?jié)點(diǎn)廣播這個(gè)RREQ。廣播RREQ前將會(huì)建立該節(jié)點(diǎn)到源節(jié)點(diǎn)的路由，直到路由分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)或者下一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)包含了節(jié)點(diǎn)的路由信息，就不會(huì)再?gòu)V播RREQ。整個(gè)工作過(guò)程會(huì)建立一個(gè)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的反向路由。隨后該節(jié)點(diǎn)將沿著反向路由發(fā)回一個(gè)RREP，RREP到達(dá)源節(jié)點(diǎn)之后路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程結(jié)束。為了避免路由環(huán)路，每個(gè)路由分組中

2、都包含了一個(gè)sequence ID作為唯一標(biāo)志，當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)sequence ID比它當(dāng)前保留的的sequence ID小的數(shù)據(jù)包時(shí)，說(shuō)明這個(gè)數(shù)據(jù)包是過(guò)期的，將不會(huì)進(jìn)行處理，直接丟棄。發(fā)現(xiàn)多條路由時(shí)，源節(jié)點(diǎn)會(huì)選擇一條sequence ID大，跳數(shù)最少的最佳路由路徑。AODV是一種源驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要給網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)傳送信息時(shí)，如果沒(méi)有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，則必須先以多播的形式發(fā)出RREQ(路由請(qǐng)求)報(bào)文。RREQ報(bào)文中記錄著發(fā)起節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層地址，鄰近節(jié)點(diǎn)收到RREQ，首先判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是否為自己。如果是，則向發(fā)起節(jié)點(diǎn)發(fā)送RREP(路由

3、回應(yīng))；如果不是，則首先在路由表中查找是否有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，如果有，則向源節(jié)點(diǎn)單播RREP，否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)RREQ進(jìn)行查找。2、 DSR DSR中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)存放路由的快速緩沖區(qū)。每當(dāng)某移動(dòng)節(jié)點(diǎn)要發(fā)送分組時(shí)，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(gè)包含源和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)地址的路由請(qǐng)求分組，啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程。中間節(jié)點(diǎn)收到該請(qǐng)求后，查詢本地緩沖區(qū)，如無(wú)到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，則將本節(jié)點(diǎn)地址加入請(qǐng)求分組后轉(zhuǎn)發(fā)，直至將分組轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)路由的中間節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)路由應(yīng)答分組，包含了從源到目標(biāo)路徑上所有節(jié)點(diǎn)的序列。每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)分組中都將包

4、含該路徑節(jié)點(diǎn)序列。因此，中間節(jié)點(diǎn)不需保存路由信息，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(gè)主要機(jī)制組成路由尋找機(jī)制和路由維護(hù)機(jī)制。路由尋找機(jī)制在源節(jié)點(diǎn)需要給目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)分組并且還不知道到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由的時(shí)候使用。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)正在使用一條到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的源路由的時(shí)候，源節(jié)點(diǎn)使用路由維護(hù)機(jī)制可以檢測(cè)出因?yàn)橥負(fù)渥兓荒苁褂玫穆酚桑?dāng)路由維護(hù)指出一條源路由已經(jīng)中斷而不再起作用的時(shí)候，為了將隨后的數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)能夠盡力使用一條偶然獲知的到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由，或者重新調(diào)用路由尋找機(jī)制找到一條新路由。項(xiàng)目實(shí)施： 設(shè)定無(wú)線節(jié)點(diǎn)的通信半徑，代碼如下所示：A實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，包括信道類(lèi)型、

5、無(wú)線傳播模型，網(wǎng)絡(luò)接口類(lèi)型、MAC類(lèi)型、接口隊(duì)列類(lèi)型、鏈路層類(lèi)型、接口隊(duì)列所能接收的最大包的數(shù)量、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、路由協(xié)議、場(chǎng)景尺寸等，代碼如下所示：set val(chan) Channel/WirelessChannel ;# Channel Typeset val(traffic) ftp ;# cbr/poisson/ftp進(jìn)行ns實(shí)例化設(shè)置，開(kāi)啟NAM顯示文件和開(kāi)啟Trace跟蹤文件AODV，以及設(shè)置模擬時(shí)產(chǎn)生需要的結(jié)果文件等，代碼如下： Initialize Global Variables $ns_ puts-nam-traceall #&#

6、160;nam4wpan # 將物理層NAM設(shè)為啟動(dòng)狀態(tài)（默認(rèn)情況下為關(guān)閉），所有都引用了物理層 WirelessPhy類(lèi),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(diǎn)移動(dòng)情況記錄代碼如下： set topo  new Topography $topo load_flatgrid $val(x) $val(

7、y)設(shè)置God和channel set god_ create-god $val(nn) set chan_1_ new $val(chan) 節(jié)點(diǎn)設(shè)置情況：配置節(jié)點(diǎn)屬性，在節(jié)點(diǎn)實(shí)例化之前對(duì)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行配置，包括何種路由協(xié)議、何種mac協(xié)議、關(guān)閉移動(dòng)trace等。實(shí)現(xiàn)正確有效地隱藏節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)分析，代碼如下所示： $ns_ node-config -adhocRouting $val(rp) -llType $val(ll)   -macType $val(mac) . -ch

8、annel $chan_1_ 對(duì)13個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)例化，設(shè)置各節(jié)點(diǎn)非隨機(jī)移動(dòng)代碼如下： for set i 0 $i < $val(nn)  incr i  set node_($i) $ns_ node $node_($i) random-motion 0 建立源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的TCP連接，建立一個(gè)FTP數(shù)據(jù)流，且在時(shí)間設(shè)置代碼如下： proc ftppro  src dst

9、60;starttime     global ns_ node_    $ns_ at $starttime "$ftp($src) start"set highSpeed 1.4ms   Mac/802_15_4 wpanNam PlaybackRate $lowSpeed  調(diào)用函數(shù)ftppro，代碼如下所示：   ftppro 8

10、 2 $Stime1   ftppro 4 1 $Stime2定義通信協(xié)議仿真時(shí)，各幾點(diǎn)間產(chǎn)生的分組流動(dòng)的顏色，代碼如下：   Mac/802_15_4 wpanNam FlowClr -p AODV -c tomato      Mac/802_15_4 wpanNam FlowClr -p ack -s 1 -d 

11、4 -c green在nam文件中定義節(jié)點(diǎn)的大小及對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重置代碼如下： for set i 0 $i < $val(nn) incr i    $ns_ at $End "$node_($i) reset"定義仿真結(jié)束函數(shù)，然后啟動(dòng)運(yùn)行，代碼如下： $ns_ at $End "stop" exit 0 $ns_ run 項(xiàng)目結(jié)果：1、 A

12、ODV仿真開(kāi)始時(shí)(0s)，節(jié)點(diǎn)間未交換路由信息，路由表尚未建立(AODV的按需機(jī)制決定)。仿真到0.02s 時(shí)，節(jié)點(diǎn)8 開(kāi)始向節(jié)點(diǎn)2 發(fā)送數(shù)據(jù)，注意，在發(fā)送數(shù)據(jù)前，節(jié)點(diǎn)8 需要通過(guò)RREQ/RREP 與節(jié)點(diǎn)2 建立路由。仿真進(jìn)行到0.25s 時(shí)，節(jié)點(diǎn)4 開(kāi)始向節(jié)點(diǎn)1 發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣的，節(jié)點(diǎn)4 需要通過(guò)RREQ/RREP 與節(jié)點(diǎn)1 建立路由。在仿真過(guò)程(0.253s)中，兩條傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流會(huì)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(shí)，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)束。結(jié)果如下圖：2、DSR仿真開(kāi)始時(shí)(0s)，節(jié)點(diǎn)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(jìn)行到0.02s 時(shí)，節(jié)點(diǎn)8

13、 開(kāi)始向節(jié)點(diǎn)2 發(fā)送數(shù)據(jù)，注意，在發(fā)送數(shù)據(jù)前，節(jié)點(diǎn)8 需要通過(guò)RREQ/RREP 與節(jié)點(diǎn)2 建立路由。仿真進(jìn)行到0.25s 時(shí)，節(jié)點(diǎn)4 開(kāi)始向節(jié)點(diǎn)1 發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣的，節(jié)點(diǎn)4 需要通過(guò)RREQ/RREP 與節(jié)點(diǎn)1 建立路由。在仿真過(guò)程(0.253s)中，兩條傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流會(huì)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(shí)，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)束。結(jié)果如下圖：項(xiàng)目總結(jié)：1、 AODV協(xié)議如何進(jìn)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(hào)的思想，利用這種機(jī)制就能有效地防止路由環(huán)的形成。當(dāng)源節(jié)點(diǎn)想與另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信，而它的路由表中又沒(méi)有相應(yīng)的路由信息時(shí)，它就會(huì)發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)

14、過(guò)程。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)維持兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器：節(jié)點(diǎn)序列號(hào)計(jì)數(shù)器和廣播標(biāo)識(shí)。源節(jié)點(diǎn)通過(guò)向自己的鄰居廣播 RREQ(Route Requests)分組來(lái)發(fā)起一次路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程。反向路由的建立：在RREQ分組中包含了兩個(gè)序列號(hào):源節(jié)點(diǎn)序列號(hào)和源節(jié)點(diǎn)所知道的最新的目的序列號(hào)。源節(jié)點(diǎn)序列號(hào)用于維持到源的反向路由的特性，目的序列號(hào)表明了到目的地的最新路由。當(dāng)RREQ分組從一個(gè)源節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到不同的目的地時(shí)，沿途所經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)都要自動(dòng)建立到源節(jié)點(diǎn)的反向路由。節(jié)點(diǎn)通過(guò)記錄收到的第一個(gè)RREQ分組的鄰居地址來(lái)建立反向路由，這些反向路由將會(huì)維持一定時(shí)間，一該段時(shí)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(diǎn)。當(dāng)RR

15、EQ分組到達(dá)了目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生RREP分組，并利用建立的反向路由來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)RREP。正向路由的建立：RREQ分組最終將到達(dá)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)可能就是目的節(jié)點(diǎn)，或者這個(gè)節(jié)點(diǎn)有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由。如果這個(gè)中間節(jié)點(diǎn)有到達(dá)目的的路由項(xiàng)，它就會(huì)比較路由項(xiàng)里的目的序列號(hào)和RREQ分組里的目的序列號(hào)的大小來(lái)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(hào)比路由項(xiàng)中的序列號(hào)大，則這個(gè)中間節(jié)點(diǎn)不能使用己有的路由來(lái)響應(yīng)這個(gè)RREQ分組，只能是繼續(xù)廣播這個(gè)RREQ分組。如果節(jié)點(diǎn)有到目的地的最新路由，而且這個(gè)RREQ還沒(méi)有被處理過(guò)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)將會(huì)沿著建立的反向路由返回RREP分組。2、 DSR協(xié)議如

16、何進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)和路由建立的？1）產(chǎn)生路由請(qǐng)求：當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需求與某目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，它首先在本節(jié)點(diǎn)維護(hù)的路由緩存中查找是否有到達(dá)該目的節(jié)點(diǎn)的路由。若路由緩存中已包含了到達(dá)該目的節(jié)點(diǎn)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(dòng)一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程來(lái)找到一條到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的可用路由。2）節(jié)點(diǎn)對(duì)路由請(qǐng)求的處理：如果接收RREQ的節(jié)點(diǎn)是該路由請(qǐng)求的目的的節(jié)點(diǎn)，則向發(fā)起RREQ的源節(jié)點(diǎn)返回RREP分組。將收到的RREQ分組的源節(jié)點(diǎn)地址、RREQ分組中攜帶的源路由節(jié)點(diǎn)地址列表和本節(jié)點(diǎn)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(diǎn)，并將處理后的RREQ分組刪除。3）中間節(jié)點(diǎn)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(gè)中間節(jié)點(diǎn)隱式保存了路由請(qǐng)求和應(yīng)答的結(jié)果，并利用擴(kuò)展環(huán)搜索的辦法來(lái)限制搜索發(fā)現(xiàn)過(guò)的目的節(jié)點(diǎn)的范圍。AODV支持組播功能，支持QoS，而且