水声通信组网技术第五讲-水声网络路由分解word版本.ppt

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1、水声通信组网技术第五讲-水声网络路由分解2021/9/8第五讲水声网络路由21.水声网络路由概述路由问题解决网络中结点如何将分组从源结点正确的发送到目的结点的问题即结点如何对分组进行转发的问题路由协议路由算法：在获知网络拓扑和链路状态的条件下，选择源结点到达目的结点的路径的法则。如最小代价路由选择算法（代价可以为时延、距离、能耗等）路由策略：解决路由的选择如何适应网络拓扑和状态变化的问题2021/9/8第五讲水声网络路由31.水声网络路由概述2021/9/8第五讲水声网络路由4水下通信网络是指将水下和水面结点

2、如各种水下传感器、水下航行器、水面浮标、水面船只舰艇等互联起来的网络。通过该网络，其中的任意两个结点之间可以随时进行信息交互。网络中结点可以移动，随时加入或离开网络，网络不需要任何固定基础设置支持，结点之间独立组网，这种网络又称为水下AdHoc网络，或水下自组织网络。可以通过无线声链路构成任意拓扑这种网络建立快捷、灵活可广泛应用于水下军事防御、海洋环境监测和保护、海洋地质灾害预报、矿产资源勘探等场合1.水声网络路由概述2021/9/8第五讲水声网络路由5Seaweb2005UUVExperimentsMont

3、ereyBay,May9-11,July20-22constellationof6SeawebrepeaternodesfixedonseabedSLOCUMUUVShipboardcommandcenterRacombuoygatewaynodeIridiumsatelliteconstellationARIESUUVGPSsatelliteconstellationNPS2021/9/8第五讲水声网络路由6——水下通信网络的特点独立组网：AdHoc特性无中心：组网无需任何预先架设的网络设施或中心结点动态拓

4、扑：结点移动，结点加入与离开多跳路由：源与目的之间由多段声链路组成，结点同时具有终端和转发的功能高延时：与无线电信号相比声信号传播时延很大带宽有限：声信道环境恶劣能耗受限：结点一般都是一次性能源供给1.水声网络路由概述2021/9/8第五讲水声网络路由7网络拓扑动态变化的特性使得传统的有线网路由协议产生大量的控制信息。不仅会消耗掉原本非常有限的带宽资源，而且还会增加信道竞争，大量消耗便携终端的能量。网络结构与现有蜂窝网和无线局域网的显著区别，使得这些无线网络的路由协议也无法应用于AdHoc网络中因此，现有的有

5、线和无线路由协议都不适合在AdHoc网络中运行，要针对AdHoc网络的特性对其路由协议设计。1.水声网络路由概述——AdHoc网络路由2021/9/8第五讲水声网络路由81.水声网络路由概述——网络特性为路由协议的设计提出了新的问题和挑战(1)动态变化的网络拓扑，使得常规路由协议需要花费很长的时间和较大的代价才能达到收敛状态(2)有限的传输带宽(3)结点能耗受限AdHoc网络路由协议应具备：强的自适应性开销小算法简单有效并应考虑如何节省能源等2021/9/8第五讲水声网络路由92路由协议的分类按路由结构分类：

6、平面(flat)路由协议分级(cluster-based)的路由协议按路由发现策略分类：主动路由协议（global/proactiveroutingprotocol）被动路由协议(on-demand/reactiveroutingprotocol)混合路由协议(hybridroutingprotocol)按路由信息的存放方式分类：源路由（sourcerouting）逐跳路由(hop-by-hop)按是否依赖定位分类：基于网络拓扑的路由协议基于位置的路由协议2021/9/8第五讲水声网络路由102路由协议的分类

7、——平面路由协议所有结点在形成和维护路由信息的责任上是等同的。路由协议的逻辑视图是平面结构，结点的地位是平等的。优点：不存在特殊结点，路由协议的鲁棒性较好，通信流量平均的分散在网络中，不需要结点移动性管理缺点：缺乏可扩展性，限制了网络的规模2021/9/8第五讲水声网络路由112路由协议的分类——分级路由协议网络由多个簇组成结点分为两种类型：普通结点和簇头结点。处于同一簇的簇头结点和普通结点共同维护所在簇内部的路由信息，簇头结点负责所管辖簇的拓扑信息的压缩和摘要处理，并与其它簇头结点交换处理后的拓扑信息优点：

8、适合大规模的自组织环境，可扩展性较好；缺点：簇头结点的可靠性和稳定性对全网性能影响较大，支持结点在不同簇之间漫游产生一定的开销2021/9/8第五讲水声网络路由12已提出的自组织网路由协议大多是基于平面路由思想自组织网目前主要以一种末端网络形式存在，应用规模都较小，使用簇思想的作用不明显在一定程度上抑制了簇思想在自组织网中的研究2021/9/8第五讲水声网络路由132路由协议的分类按路由发现的策略划