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自组网介绍

更新时间:2024-05-06点击次数:

自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制,用户终端是可以移动的便携式终端,自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机,终端需要运行各种面向用户的应用程序,如编辑器、浏览器等;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作,故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效,要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息,并能适应网络拓扑的快速变化,同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息,降低路由协议的开销,以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。


自组网路由协议的设计主要有三种思路:(1) 修改现有的常规路由协议,使其能够适应自组网的需要,如DSDV(Destination Sequenced Distance Vector)协议就是通过修改常见的RIP协议得来;(2) 采用按需发现的路由原则,不通过周期性广播路由信息来维持路由表,仅当需要建立路由时才发出请求以建立路由,从而有效地减少对网络资源的消耗,典型的有动态源路由(DSR)、AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)等;(3)基于服务质量(QoS)的路由,节点根据收集到的网络资源情况(而不是通常的跳数)选择一条最有可能满足用户QoS要求的路由,如LS-QoS(Link State-QoS)协议。


表驱动的路由协议适合于常规有线网络,但对无线自组网来说,由于网络自身存在的诸多限制,周期性广播控制信息分组会大量消耗网络带宽,维护路由表会大量消耗移动终端的资源,拓扑结构的快速变化会使很多路由信息很快变得过时,造成资源的浪费。即使将表驱动协议针对无线自组网进行改动,仍然在很大程度流行的几种典型按需路由协议中,DSR使用了源路由的机制,要求在每一个数据包头部包含完整的路径信息,大大增加了路由协议的开销,且断链发生需要重建路由时,需要将断链信息发回源节点,由源节点重新发起路由发现过程,带来了很大的延迟。AODV协议使用逐跳转发机制解决了这个问题,但它需要使用周期性的Hello信息来维持节点之间的连接状态,增加了开销,而且在发生断链时,则采用和DSR同样的方式进行重建路由。TORA协议除了自身的开销大外,还需要特殊硬件提供支持,如GPS设备提供全网节点的时间同步功能,并需要数据和控制两个独立的无线信道,其应用局限较大。


自组网的特点包括:


对等性:所有的节点在网络中的角色是平等的,它们可以在不通知其他节点的情况下自由进出网络,而不会对整个网络的稳定性造成影响。


动态拓扑结构:由于节点可以自由移动和启停,自组网的拓扑结构通常是动态变化的,支持多种组网方式,如点对点、星型和Mesh组网。


无中心性:自组网中没有中央控制器,所有节点的行为是通过分层协议和分布式算法协调的。


抗毁性:由于节点之间的独立性和平等性,自组网的节点故障不会影响到整个网络的运行。