基于改进的AODV多路径路由算法建模分析.pdf

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1、IsSN1009-3044E—maihinfo@dnzs．net．enCompu~rKnowledgeandTechnology电脑知识与技术http：／／www．dnzs．net．cnVo1．II，No．7，March2015Tel：+86—551—6569096365690964基于改进的AODV多路径路由算法建模分析王洁，李明明。4建生，熊小峰，乐光学(1．江西理工大学理学院，江西赣州341000；2．嘉兴职业技术学院信息分院，浙江嘉兴314000；3．嘉兴学院数理与信息工程学院，浙江嘉兴31400

2、0)摘要：为进一步有效地利用网络资源，减小网络开销，在AODV路由协议的基础上扩展多路径路由协议，根据路由信息请求、回复、保存过程中存在的网络能量损失为目标函数，得到基于多路径选择的路由算法来建立数学模型。通过仿真实验，对比分析已有经典的改进路由算法，具有更低网络能量损失、平均端到端时延和较高网络数据转发率。关键词：AODV；数学建模；数据转发率；端到端时延中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009—3044(2015)07—0052—051引言无线Mesh网络(WirelessMeshNet

3、work，WMN)，也称作多跳网络，网络中所有节点自动组建立子网并维护网络的连通性。对比AdHoc网络，无线Mesh网络更具优势，如表1所示1。但是无线Mesh网络对路由性能的要求也随之而升高，如何提高路由协议的有效性，将成为无线Mesh网络路由协议的主要研究重点之一。表1无线Mesh网络与AdHoc网络架构对比无线Mesh网络AdHoe网络网络拓扑路由器节点位置相对固定孤立拓扑跳数多跳单跳接入方式多跳、可靠的接入单跳接入灵活性多跳路由和转发单跳路由业务模式lnternet网关业务汇聚到对等业务路由器由于

4、无线Mesh网络传播条件的突变，网络拓扑上不可预测的突发状况容易导致通信链路断裂1。而一旦链路发生断裂，需要重启路由或者寻找新的通信链路完成通信，以降低路由开销【31。针对无线Mesh网络的路由不稳定性，宋文等人提出了公平感知路由算法，有效解决了目的节点的拥塞和延时问题，以网络节点传输的拥塞控制状态作为路由协议的评价指标，该路由算法基于DSR协议。而已有的DSR路由协议仅考虑“最短路径”忽视了路径上的业务通信量。根据按需路由机制对比分析DSR、AODV，其中AODV为主动式距离矢量路由协议(AdHocon

5、—demanddistancevector，AODV)，在中继节点缓存路由请求和响应记录，能够有效降低协议的开销。如何在无线Mesh网络中利用AOVD路由协议思想，降低协议开销，成为无线Mesh网络路由协议的研究重点。传统的按需距离矢量(AdHocO1"1一demanddistancevector，AODV)路由算法主要适用于单路径路由协议设计中，为了进一步优化路由协议，保证网络稳定性，国内外学者对AODV协议进行改进和扩展，成果显著。王忠恒等人提出了AODV—BR协议，该协议增强了AODV路由维护的功能

6、，算法优势在于有效降低网络链路中断率和丢包率u。洪利等人提出了基于链路可用性预测的AODV路由协议，该协议提高了分组的投递率并降低了分组端到端平均传输延时，提升了路由协议的可靠性。清华大学网络实验室于2008年提出了以信任模型可用性为前提的AODV路由协议，针对MANET安全机制，改进传统的AODV协议，提出ATAODV(AvailabilitytrustAODV)路由协议，该协议有效降低了丢包率]。杜青松等人针对在MANET网络环境下的性能缺陷问题设计了优化的AODV路由协议O-AODV协议，增加了路由

7、冗余度，提高了路由发现的效率，加快路由的本地修复能力。王龙峰针对平均队列长度来预测拥塞情况，提出了RAODV路由协议，该协议在收敛条件下有效降低了端到端平均时延和提高数据转发率。如何基于改进的AODV路由协议有效降低无线Mesh网络的丢包率，提升数据转发率，以满足多路径的无线Mesh网络节点的通信要求，成为本文研究重点。收稿日期：2015—02—25基金项目：浙江省嘉兴市科技计划项目(No：2012AY1027)，江西省教育厅青年基金(qJ13377)。作者简介：．E．~(1989-)，男，浙江衢州人，江

8、西理工大学硕士研究生，主要研究方向为计算机网络与分布式计算；李明明(1988～)(通讯作者)，湖北黄冈人，硕士，主要从事计算机网络、无线Mesh网络等方面的研究工作。52网络趣讯及安全一本栏目责任编辑：代影第11卷第07期(2015年03月)ComputerKnowledgeandTechnology电脑知识与技术无线Mesh网络中节点的多路径路由问题如图1所示，假设在某一时刻路径1—5—42在传输数据包，节点5的负载已经很大