无线mesh网环境中多网关路由和切换机制的研究.pdf

摘要 摘要 随着无线通信技术的发展，能够提供移动Intemet接入的无线网络正逐步改变 LocalArea 着人们的日常生活。目前得到广泛应用的无线局域网(Wireless Point，AP)接入有线网络。由于单跳无线的传输距离有限，这就限制了WLAN 的覆盖范围。同时，由于AP需要直接与有线网络相连，导致WLAN对有线网络 有着严重的依赖性，部署成本较高。为了扩大无线接入网的覆盖范围、降低部署 Mesh 成本，无线Mesh网络(WirelessNetwork)应运而生。 无线Mesh网络使用多跳连接的方式为宽带网络接入提供了一种新的选择， 作为一种对传统网络拓扑的的革命性技术创新，无线Mesh网络不但降低了网络 的部署成本，还大大拓展了无线网络的覆盖范围，并减少了对有线网络的依赖， 同时还能提供很高的网络带宽。但是目前的无线Mesh网络还处于研究阶段，现 有的网络协议和技术无法满足高性能宽带网络的要求。我们还需要针对无线 Mesh网络自身的特点，对现有协议和技术进行改造，使得无线Mesh网络所蕴含 的带宽资源得以充分的挖掘。 本文针对无线Mesh网络的特性，提出了适用于多网关环境的多网关多路径 路由协议。该协议利用无线Mesh网络非集中式的拓扑结构，以及存在冗余网关 的优势，将终端与多个网关建立映射，以数据流为单位进行网关和路径选择；同 时，又以数据包为单位，进一步实现了包的多路径传输，不但提高了数据传输的 并行度，减小了传输延迟，还充分利用了网络资源，提高了网络效率。 在多网关多路径路由协议的基础上，本文对传统的终端切换策略作出了改 进，将无线Mesh网络中的终端切换划分为网内切换和网间切换两个级别，分别 采用不同的切换策略进行切换处理。网内切换的切换延迟和网络开销小，优先级 较高；在无法进行网内切换的情况下，才触发网间切换，网间切换的开销较大， 但仍能保证大多数网络应用不被中断。采用网内切换和网间切换相结合的终端切 换策略，不但降低了平均切换延迟，还降低了平均网络开销。 由于无线Mesh网络没有专门的网络管理机制，而无线网络的拓扑结构变化 也很难控制。当网络拓扑改变时，传统方式是通过链路感知和路由更新被动的进 行调节，其反应速度缓慢，会使当前正在传输的的数据流被迫中断。为了增强无 线Mesh网络的鲁棒性，本文提出针对网络拓扑变化的网络主动调整机制。在某 些情况下，当网络拓扑发生可预知的改变时，为了尽可能的保证用户当前正在传 输的数据流不被中断，MeshN关和Mesh节点会按照一定的主动调整机制提前进 行相应的调节，使得在拓扑改变时，网络依然能够不受影响的继续运行。 本文对所提出的多网关多路径路由协议、终端切换策略和网络主动调整机制 摘要 进行了大量的仿真实验。验证了无线Mesh网络中，采用针对Mesh特性设计的协 议，无论在性能还是效率上都远好于使用传统协议；同时也验证了无线Mesh网 络相对WLAN的成本优势、性能优势和稳定性优势。 本文在现有对无线Mesh网络研究的基础上，合理利用网络特性，提出了高 性能的路由协议、切换策略和主动调整机制，同时在网络仿真方面做出了积极尝 试，对于无线Mesh网络的路由、切换和鲁棒性的相关研究具有理论指导和实践 意义。 关键词：无线Mesh网络，多网关多路径路由，终端移动切换，网络主动调整机 制 Abstract Abstract Wltll networks the ofwirelesscommunication development techniques，wireless life mobileIntemetaccess．Now changespeople’sdaily dr