自組織基本路由協議及混合型路由協議技術

　　自組網的路由技術主要是設計能自適應網絡拓撲動態變化的分布式路由協議，并避免產生路由環路，盡可能減小路由開銷，具有一定的可擴展性，使網絡節點能根據網絡情況的變化，具各分布式管理的路由功能。自組織網絡是一個多跳的臨時性的自治系統，在這種環境中，由于結點的無線通信覆蓋范圍的有限性，兩個無法直接通信的移動結點可以借助其他結點進行分組轉發來進行數據通信。自組網結點之間是通過多跳數據轉發機制進行數據交換，需要按路由協議進行分組轉發決策。

　　IETF于1996年成立了自組網工作小組（MANET WG），其核心任務就是研究自組網環境下基于IP協議的路由協議規范和接口設計。

　　目前MANET WG已經提出了許多協議草案，比如DSR、AODV、TORA、ZRP等。這些自組網路由協議根據不同的角度可以進行不同的分類。按路由發現的策略劃分，可以分為主動式路由協議、被動式路由協議和混合型路由協議。自組織網絡主要有以下路由協議。

　　研究基于分布式算法，具有網絡自組織和自設置功能的自組織基本路由協議，主要有兩類：表驅動路由協議（主動式路由協議）和按需路由協議（反應式路由協議），如圖所示。主動式路由協議盡力維護網絡中每個節點至所有其他節點的一致的最新路由信息，并要求網絡中的每個節點都建立和維護一個或多個存儲路由信息的表格。在網絡拓撲變化時周期性地廣播路由更新信息。這樣減少了獲得路由的時延，但是需要花費較大的開銷保持路由更新。按需路由協議只有在源節點需要時才建立路由，節點不需要花費代價來維護無用的路由信息，節省了一定的網絡資源，但是路由發現過程時延比較大。

　 自組織網絡路由協議按驅動模式的分類

　　迄今為止，已提出的主動式協議主要有WRP、DSDV等。下面簡單介紹這兩種協議。

　　（1）WRP協議

　　無線路由協議（wireless routmg protocol，WRP）是一個基于距離矢量的協議，其路由算法是對路徑發現算法PFA的改進。它利用去往目標結點的路徑長度和相應路徑到倒數第二跳結點信息加速路由協議收斂速度，改善路由環路問題。WRP對PFAD的改進之處在于當結點i監測到與鄰居結點j的鏈路發生變化時，i會檢查所有鄰居結點關于倒數第二跳信息的一致性，而PFA只會檢查結點j關于倒數第二跳結點信息的一致性。這種改進可以進一步地減少出現路由環路的次數，加快算法的收斂速度。WRP協議的主要思想如下：

　　每個結點維護四張表，即距離表、路由表、鏈路費用表和消息重發表，并通過UPDATE消息通告給鄰居結點。

　　設結點為i，信宿結點為j，結點i的鄰居結點為k。

　　①距離表。距離表包括k的通告的相關內容有經過k到j的路由的距離Dijk的前趨結點Piik。

　　②路由表。每個表項包括信宿結點地址、到信宿的距離Dij、到j的最短路由j的前趨結點Pij、i的下一跳（后繼）Sij等。

　　③鏈路費用表。通過結點乃的鏈路費用和從上一次收到無誤消息后所經過

　　的時間。

　　④消息重發表。可包括多個重發表項，每個表項包括更新消息的序號、重發計數、ACK標志（是否發過相應的ACK）、更新消息列表。

　　WRP通過發送ACK實現可靠傳輸，結點通過接收ACK和其他消息來測試其鄰居結點的存在性。如果結點沒有發現數據分組，則周期性地發HELLO消息來得到與鄰居結點的連通性消息。如果在一定的時間內收不到某鄰居結點的任何消息，則認為與鄰居結點的鏈路出現了故障；當有新的鄰居結點時，把自己的路由表通告給新的結點。當結點收到一個更新消息后，采用路由發現算法進行路由表的更新，并克服“計數到無窮”問題。WRP對路由發現算法進行了改進，其獨特性表現如下。

　　①距離表更新。對每一個更新消息（如k的通告），結點i檢測其所有鄰居結點{B∈Ni|b≠k}，凡是經過b結點到j且包括有花結點的路由，距離值需要重新計算為Dibj＝Dikj＋Dij，路由前趨更新為Pijb＝Pkj。

　　②路由表更新。當鄰居P→J路由不包括i，且是鄰居結點中到j的最短路由，則結點i選擇鄰居p作為其到j的下一跳結點，即更新Sij＝p。