Ad hoc路由協(xié)議實現(xiàn)研究

1 引言
目前的路由協(xié)議僅是在仿真條件下研究，很少有真正的測試床實現(xiàn)。但仿真不能完全反映路由協(xié)議在實際工作中的真實狀態(tài)，無法獲得實際系統(tǒng)的精確行為。實現(xiàn)一個移動自組織網(wǎng)路由協(xié)議需要許多系統(tǒng)組件。許多路由協(xié)議必須事件支持，因此要增加對相應(yīng)事件的支持。這里探究在實際操作系統(tǒng)中實現(xiàn)Ad hoc路由協(xié)議所遇到的基本問題，并提出一種新的體系結(jié)構(gòu)解決方案。

2 Ad hoc路由協(xié)議實現(xiàn)的基本問題
2．1 一般路由體系結(jié)構(gòu)
當(dāng)前的路由體系結(jié)構(gòu)將按功能分為分組轉(zhuǎn)發(fā)和分組路由兩部分。其中，分組轉(zhuǎn)發(fā)功能是在操作系統(tǒng)內(nèi)核部分實現(xiàn)；而路由功能在用戶空間作為守護(hù)程序?qū)崿F(xiàn)。一般路由體系結(jié)構(gòu)為：內(nèi)核收到分組，查詢路由表并通過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口將分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳鄰居。內(nèi)核路由表實體由路由守護(hù)進(jìn)程根據(jù)其路由算法生成。轉(zhuǎn)發(fā)和路由功能分開的思想與基本 Unix系統(tǒng)機(jī)制一策略分開的思想一致。該機(jī)制高效，輕量，因為策略的設(shè)計可在很大的時間跨度上改變而不會影響機(jī)制。分組轉(zhuǎn)發(fā)可高效轉(zhuǎn)發(fā)每個分組，所以該機(jī)制應(yīng)位于內(nèi)核。這樣分組可盡快通過該節(jié)點。該分離原理使得現(xiàn)代操作系統(tǒng)的路由功能更高效靈活。同時在不改變系統(tǒng)內(nèi)核的情況下，也可不斷改進(jìn)路由功能。
2．2 按需路由實現(xiàn)的基本問題
Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可分為主動路由和反應(yīng)式路由兩類。主動路由協(xié)議(表驅(qū)動)通過周期性的交換控制信息維護(hù)一個到所有可能目的地的路由，而反應(yīng)式路由 (按需)僅當(dāng)有需要時才發(fā)起路由請求。主動路南協(xié)議如(DSDV)在路由體系中能像有線網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議(如RIP，OSPF，BGP)那樣很容易地在用戶空間中實現(xiàn)。而反應(yīng)式路由協(xié)議．如AODV和DSR則帶來以下挑戰(zhàn)：
(1)沒有路由分組的處理通常經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)模塊的分組都會匹配內(nèi)核路由表，如果人口沒有匹配的目的地址，內(nèi)核就會立即丟棄該分組。而在按需路由協(xié)議中這是不可取的，因為并不是所有的路由都是事先存在的，有些是在有路由需求的時才進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)得到的，所以正確方法是通知路由守護(hù)進(jìn)程路由請求，將分組緩存直到路由發(fā)現(xiàn)過程結(jié)束且更新路由表。但操作系統(tǒng)不支持這種新的分組轉(zhuǎn)發(fā)行為的機(jī)制，而且內(nèi)核不對這些任務(wù)(如排隊)所有未處理的分組提供足夠的支持。
(2)更新路由緩存按需路由協(xié)議通常是在用戶空間中緩存最近使用的路南，以減少路由發(fā)現(xiàn)開銷。路由緩存中的每個條目都有一個定時器，當(dāng)相應(yīng)的路由被使用時，需重新設(shè)置該定時器，而當(dāng)達(dá)到定時時間，要被刪除該條目。如果內(nèi)核路由表中的條目在事先定義的時間內(nèi)未被使用(如未被查找過)，該信息必須能夠被用戶空間的路由守護(hù)進(jìn)程獲得。而這在當(dāng)前的路由協(xié)議體系下很難實現(xiàn)，因為內(nèi)核中沒有可用的路由使用記錄。