ad hoc路由协议能耗分析

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1、AdHoc网络路由协议能量消耗分析摘要：在移动AdHoc网络中，路由协议的性能优劣是一个很重要的问题。而由于移动设备的小型化和便携性的要求，使得如何有效地减少电池能量消耗成为路由协议性能评价中的一个新的研究热点。该文选取了三种不同设计思想的路由协议DSDV、DSR和AODV路由协议，并从整个系统的总能量消耗和系统中各个节点的能量消耗两方面对它们进行了性能比较和评价。结果表明按需路由协议在以上两方面都具有较优的性能。关键词：DSDVDSRAODV1引言由于无线网络可以应用于移动设备，所以在过去的十年以来得到了迅速的发展。当前存在两种移动无线

2、网络。第一种是有基础设施的网络，在网络中的移动主机通过最近的基站进行相互之间的连接和通信。第二类的移动无线网络是无基础设施的，通常称为AdHoc网络。随着无线技术的进一步发展，这种AdHoc网络越来越受到人们的重视，尤其是关于该网络上的路由协议及其性能的评价成为了当前的一个研究热点。AdHoc网络是若干无线移动节点的集合，这些节点动态地任意移动，它们之间的链接可以随时间连续变化，网络不依赖于建设好的基础组织，不存在集中式的网络管理。这种网络主要有以下特点：动态拓扑、带宽有限、有限的物理安全性和受能量限制[1]的操作。AdHoc网络主要应用

3、于紧急搜索救援行动、希望快速交流信息的会议和不适合居住地区的数据获取。IETF的MANET工作组[2]提出了很多不同的路由协议，如DSDV、DSR和AODV等。而已经有很多人针对这些协议做了大量的性能分析和研究。如J.Broch等在[3]中分析了特定移动和业务场景下DSDV、DSR、AODV和TORA四种协议在丢包率、路由信息开销和路径长度方面的特性。P.Johansson等在[4]中在一个扩展的场景下比较了三种协议在丢包率、路由开销、吞吐率和延迟方面的特性。由于AdHoc路由协应用在以小电池组为能量来源的移动设备上，能量消耗也是AdHo

4、c路由协议性能分析的一个非常重要的方面。而要研究路由协议在能量消耗方面的性能应首先了解实际网卡的能量消耗特征。在文[5]中通过一系列的测量实验得出了无线网卡在AdHoc模式下的能量消耗数据，其结果为在802.11环境下设计和评价网络层协议提供了基础。当前关于如何在网络终端上提高能量有效性的研究正在快速发展着。有的技术是从网络层之下的MAC层入手来节省能量[6]，也有的技术是通过在路由协议之上的应用层添加能量管理策略来节省能量[7]。但是针对于三种基础路由协议DSDV、DSR和AODV自身在能量消耗方面的性能的比较很少。因此，该文着重从整个

5、系统能量消耗总量和各个节点能量消耗量两个方面来比较这三种路由协议在能量消耗方面的特点，并依据实验结果分析了三种协议自身的特点对能量消耗造成的影响。最后，根据实验结果的分析，笔者得出了一个在能耗方面具有较优性能的路由协议应具有按需的并采用多径方法的特性。2AdHoc路由协议介绍该文着重于分析DSDV、DSR和AODV三种路由协议在能量消耗的特性。所以，下面首先就分析中所涉及到的三种协议进行简单的介绍。（1）DSDV(Destination-SequencedDistance-VectorRouting)：目的序列距离矢量路由协议。它是在传统

6、Bellman-Ford路由选择算法的基础上改良发展而来的，是一个以路由表为基础的通讯协议。每一个移动节点必须存储一个路由表，其中记录了所有与该节点可能进行连接的节点和距离（跳数），路由表内的每一条记录同时包含了一个序列号，用于判断路径信息是否过时。该协议要求每个节点定期地通过网络发送和传播路由信息来维护路由表的一致性。因此，DSDV协议下有大量的控制包在网上传输。（2）DSR（DynamicSourceRouting）：动态源路由协议。每一个被传输的包都携带一个要到达目的地所必经的节点的完整序列，即要求发送者知道到达目的节点的完整路径，

7、这个特性就是源路由。DSR协议就是采用了这种源路由的方法，将路径信息直接记录在每一个包中。此协议由两个基础过程组成：路径发现过程和路径维护过程。其中路径发现过程是按需的（on-demand），即只有当需要某个路径时才开始寻找路径。路径发现过程是从源端以广播的方式来动态发现新路径。路径维护过程主要的工作是根据路由信息来通知各个节点整个网络拓扑的变化让节点更新路径缓存。相较于DSDV协议，其在网络上只有用于路径发现和维护所需的很少量的控制包。（3）AODV：按需的距离矢量路由协议。该协议使用了DSR中的按需路由发现和路由维护机制，又借鉴了DS

8、DV中逐跳路由和序列号的距离向量技术。在该协议中当一个节点需要和另一个节点通信时才以按需的方式建立路径。相较于DSR使用节点的路由缓存来维护路径信息，AODV使用了和DSDV相同的传统的路由表