IMAODV路由協議在高速移動的網絡中的應用

1.2.4 鏈路修復的改進
由于IMAODV路由中每個節點對路由應答包具有偵聽功能，所以主路徑上節點的一跳鄰居都能夠偵聽到此包，所以都能通過主路徑上的節點建立到目的節點的路由，這樣就形成了多個到目的節點的備份路由。當主路由上的某條鏈路斷開時，便可以通過路由請求RREQ進行局部修復。為了減小路由請求的開銷，本文設置了路由請求的生存期為2跳，中間節點收到路由請求時，若路由生存期不為0，則查找自己是否有到目的節點的路由。若有，則按原AODV的方式進行應答，若沒有則繼續廣播路由請求消息，直到生存期變為0時丟棄包。當局部修復失敗時，節點再廣播路由錯誤包。
1.2.5 IMAODV路由協議
　IMAODV在路由請求、路由應答以及路由表中添加metric字段，以記錄路徑上每個節點的累計路由度量值。當源節點需要通信路由時，先初始化metric為0，再廣播這個RREQ包啟動路由發現過程。中間節點的路由表段中添加一個rt_metric，記錄從源節點到該節點路徑上的路徑度量最小值，中間節點收到非重復的RREQ包時，將自身的metric值累加到路由RREQ中的rq_metric上，再繼續轉發。如果節點已經收到了同一源節點相同的廣播ID的RREQ，且包的目的序列號大于路由表中序列號，則直接更新路由，若相等就通過比較rq_metric與rt_metric，選較小者作為本路由表項中的rt_metric，即更新路由表項再轉發包。當路由請求包到達目的節點時，目的節點將選擇一個擁有較小metric的路由，發送路由回復RREP。路由應答是以單播的方式傳送，接收到此包的節點時,首先根據接收包中下一跳信息判斷本節點是監聽節點還是正常的路由應答節點,如下一跳ID不等于本節點ID，則本節點是監聽節點，此時記錄到目的節點的路由后不再轉發,否則是主路徑上的節點，則按照傳統AODV路由應答的方式進行處理。圖3為IMAODV路由建立的流程。
在圖3中，路由建立或更新是根據路由序列號和路由度量值來決定的。如果是第一次收到路由請求包，則建立路由；若收到請求包中的目的節點序列號大于路由表中存儲的目的節點序列號或是等于路由表中存儲的目的序列號，但路由表中的路由度量值大于請求包中的路由度量值，則更新路由?！笆欠窈雎浴睓z查是否收到重復的包，若是，則丟棄；否則更新路由表和請求包信息再轉發。

2 仿真分析
2.1仿真環境
　仿真工具采用NS-2.30[7]版本，網絡的拓撲環境是一個包含50個移動節點的網絡模型，節點隨機分布在1 000 m×1 000 m的正方形區域內，并設置節點的移動速度在0 m/s~40 m/s之間,每個節點的無線接口帶寬為2 Mb/s,有效無線發射范圍為250 m,鏈路層采用無線802.11 MAC協議,在50個節點中隨機產生4對恒定比特率的CBR連接，每個分組的長度為512 B,每秒發送4個包,為了考察改進的協議在網絡仿真環境中的性能，本文將模擬節點速度在0~20 m/s時由于停留時間(pause time)、網絡中節點間最大連接數以及節點的速度的變化對網絡吞吐量的影響，還有節點移動速度變化對網絡平均端到端延遲的影響,設置了在相同環境下與AODV作比較，給出了仿真結果。
2.2 仿真結果及性能分析
圖4顯示了端到端延遲與節點移動速度的關系，由此可知IMAODV協議的平均端到端延遲隨節點移動速度的增大優于AODV協議，其原因是在路由度量中考慮了每一跳的延遲，且改進的HELLO機制的發送頻率與節點移動速度有關，能較快地發現路由斷鏈情況并做出相應處理。圖中節點最大速度為5 m/s時，由于處于低速狀態，IMAODV優勢并不突出，較AODV的延遲大，但是隨著節點的移動速度的增加，IMAODV的平均端到端延遲低于AODV；當節點最大移動速度達到40 m/s時，IMAODV的延遲約為AODV延遲的1/2。從總體來看,隨著節點移動速度的增加，IMAODV延遲有所下降。

圖5中IMAODV在路由度量值和HELLO消息機制中考慮到節點移動速度的影響，并且節點具有偵聽路由應答的功能，使其具有多條到目的節點的路由。這樣在斷鏈的時候能夠及時地恢復路由，進行數據傳輸，隨著節點速度的提高，IMAODV的吞吐量明顯優于AODV，如圖5所示,在節點最大移動速度為10 m/s和15 m/s時，IMAODV能提供比AODV高29.4%和34.3%的網絡吞吐量。
圖6中反映了節點停留時間與吞吐量的關系，此時場景中節點的最大移動速度為20 m/s,停留時間在40 s、50 s以及150 s時，IMAODV的吞吐量較AODV略有下降，原因是這些場景中中間節點的移動速度較小，由于新協議中路由度量是多個方面的折中考慮，所以在移動速度不明顯的時候，IMAODV的優越性就不太明顯，但總體性能較AODV好。