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第三章 Ad hoc网络路由协议 21 3.1传统路由协议存在的问题 21 3.2 Ad hoc网络路由协议分类 22 3.2.1 主动路由协议 24 3.2.2按需路由协议 25 3.2.3混合路由协议 27 3.3 ZRP路由协议介绍 27 3.3.1 基本概念 28 3.3.2 ZRP路由协议的体系结构 29 3.3.3 ZRP路由协议的流程分析 31 3.3.4 区域内路由子协议IARP 32 3.3.5 边界多播解析路由子协议BRP 33 3.3.6 区域外路由子协议IERP 35 3.4 本章小结 36 第三章 Ad hoc网络路由协议 像所有的通信网络一样，Ad hoc网络也需要路由协议进行路径选择与数据转发。Ad hoc网络是一个多跳临时性的自组织网络，无线信道的变化不规则，节点随时移动、加入、退出等会引起网络拓扑结构的变化，Ad Hoc网络具有自主自治、分布多跳和动态网路拓扑等典型特性。因此Ad hoc路由协议的研究成为当前Ad hoc网络的研究热点。 3.1传统路由协议存在的问题 传统有线网络和蜂窝网络路由协议在Ad hoc网络环境中面临着众多的挑战。传统TCP/IP路由协议主要采用两种形式的路由思想[11]：距离-向量算法DVA(Distance Vector Algorithm)和链路-状态算法LSA(Link State Advertisement)。但是， DVA和LSA都不适合直接移植到移动自组网的复杂环境下，因为Ad hoc网络的固有特性为路由协议的设计提出了新的问题与挑战，主要包括[12]： (1)动态网络拓扑：动态变化的拓扑结构是移动自组网最显著的特点。在移动自组网环境下直接运行常规路由协议时，当网络拓扑变化后，常规路由协议通常需要花费很长时间和较大代价且不容易达到收敛状态。 (2)单向通道：常规路由协议通常认为底层的通信通道是双向的，但在采用无线通信的移动自组网中，由于发射功率或地理位置等因素的影响，可能存在单向通道。 (3)有限的无线传输带宽：由于无线通道本身物理特性，它所能提供的网络带宽相对有线通道要低得多。此外，考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪音干扰等多种因素，节点可得到的实际带宽远小于理论上最大带宽值。带宽受限对DVA和LSA在移动自组网中运行产生了一定的阻碍作用。 (4)无线移动终端的局限性：移动终端在带来移动性、灵巧、轻便等好处的同时，由于其固有的特性例如采用电池一类可耗尽能源提供电源，内存较小，CPU性能较低等，要求路由算法简单有效，实现的程序代码短小精悍，需要考虑如何节省能源等。而常规路由协议通常基于高性能路由器作为运行的硬件平台，没有上述限制。 3.2 ad hoc网络路由协议设计思路 自组网的路由协议有着其特定的应用空间。结合Ad hoc网络路由协议面临的主要问题，研究人员们从不同的角度提出了ad hoc路由协议，主要有三种思路： （1）通过修改现有的常规路由协议以适应在自组网环境工作,如目的序列距离矢量路由协议DSDV。DSDV是在RIP的基础上，通过引入序列号机制解决了距离矢量协议固有的路由环路和收链时间过长的问题。 （2）基于按需路由发现的路由原则: 按需路由是指节点不再周期性的广播路由信息分组，而是在发现没有去往目的地节点路由的时候按需发起路由请求。按需路由有效的减少了占用的网络资源，是自组网路由协议区别于常规路由协议的一个重要特征。 （3）基于QOS路由:自组网环境下的QOS路由是指节点收集网络的资源情况，选择一条最有可能满足用户QOS需求的路由，而不再是仅仅以最小跳数为尺度。 3.3 Ad hoc网络路由协议分类 对所提出的路由协议可基于不同角度进行不同的分类，常见的几种分类方式为： (1)根据网络逻辑视图分类。从这个角度可分为平面结构和层次结构两种[13]。对于平面结构的路由协议，网络的逻辑视图是平面结构，移动节点具有平等的地位。其优点是完全分布式控制，网络中没有特殊节点，节点移动性较为简单，网络流平均分布，且易于管理，路由协议没有管理节点移动性的任务；其缺点是可扩展性不好，限制了网络规模。DSR(Dynamic Source Routing)协议[14]，ABR(Associativity Based Routing)协议[15]等都是属于平面结构。对于层次结构的路由协议，网络节点按照不同分层算法形成不同的层，网络的逻辑视图是层次性的。在两级网络中，骨干网由较为稳定、综合性能较好的骨干节点组成；其优点是适合大规模移动自组织网络，扩展性较强，缺点是由于群首节点负责管理和维护本群的通信，当群首节点出现故障时，将会影响整个群的通信，即群首的稳定性和可靠性将在很大程度上决定着整个系统的稳定性和可靠性。CEDAR(Core Extracti