ad+hoc网络组播路由协议的研究.pdf

国防科学技术大学 硕士学位论文 Ad Hoc网络组播路由协议的研究 姓名：马卫华 申请学位级别：硕士 专业：计算机技术 指导教师：姚丹霖 20090401 国防科学技术大学研究生院工程硕十学位论文 摘要 A dH o c 网络广泛应用于军事通信、实时通话、灾害重建等场合其无中心、 自组织、节点可移动等技术特点，使得它具有可快速临时组网、系统抗毁性高、 无需架设网络基础设施、高效率传输等绝对的优势而近些年来组播技术的发展 又弥补了网络带宽小、主机资源有限以及网络利用率低的不足，其在实时信息传 输、视频会议和远程交互等A dH o c 网络应用中有着关键性的作用 目前A dH o c 网络的组播路由协议可分为三类：基于树的组播路由协议、基于 网格的组播路由协议和混合型的组播路由协议本文研究分析了几种典型的组播 路由协议，重点对M A O D V ( M u l t i c a s tA dH o cO n - D e m a n dD i s t a n c eV e c t o r ) 和 O D M R P ( O n - D e m a n dM u l t i c a s tR o u t i n gP r o t o c 0 1 ) 协议进行分析，并利用Q u a l N e t 网络仿真软件对两种协议进行仿真，分析比较了在组播数据接收节点个数、节点 移动速度和组播源节点个数变化下的性能，结果显示O D M R P 协议整体性能要优 于M A O D V 协议，更适合A dH o c 网络多跳性与拓扑结构变化频繁的特点。

在详细分析O D M R P 协议路由机制的基础上，针对其存在的不足，提出了基 于时间预计机制的O D M R P ．T E ( o D M R Pw i t hT i m eE s t i m a t e ) 协议，该协议主要的 改进是： 第一，新增了一个时间信息表，并改进了路由请求应答报文J O I N —R E P L Y ，节 点可以根据时间信息表中的记录来预计传输当前数据到下一节点需要的时间 第二，节点根据数据传输的预计时间与路由更新周期的比较结果来发送路由 更新延迟请求包，通知组播源节点调整路由更新周期，从而达到减少网络开销， 提高数据传输效率的目的 通过仿真实验，验证了O D M R P ．T E 协议改进的有效性 最后，对全文工作进行了总结，分析了研究过程中存在的问题并对今后的研 究方向做了展望 主题词：A dH o c 网络，组播路由协议，O D M R P ，Q u a l N e t ，O D M R P ．T E 第i 页 国防科学技术大学研究生院工程硕十学位论文 AB S T R A C T A dH o en e t w o r kh a sb e e nw i d e l yu s e di nm i l i t a r yc o m m u n i c a t i o n s ，s i m u l t a n e o u s c o n v e r s a t i o n , a n dd i s a s t e rr e c o n s t r u c t i o ne t e ．T h et e c h n i c a lf e a t u r e so fn o n - c e n t r a l ， s e l f - o r g a n i z i n ga n dm o b i l en o d e sm a k ei th a v ea b s o l u t ea d v a n t a g e so fq u i c k l yb u i l d i n g u pat e m p o r a r yn e t w o r k , h i g hs u r v i v a b i l i t ys y s t e m , u n n e c e s s a r yn e t w o r ki n f r a s t r u c t u r e a n dh i g he f f i c i e n tt r a n s m i s s i o n ．I nr e c e n ty e a r s ，t h ed e v e l o p m e n to fm u l t i c a s tt e c h n o l o g y h a so v e r c o m et h ed e f e c t so fs m a l ln e t w o r kb a n d w i d t h , l i m i t e dh o s tr e s o u r c ea n dl o w n e t w o r ku t i l i z a t i o n ，i tp l a y sak e yr o l ei nA dH o cn e t w o r k a p p l i c a t i o n ss u c ha sr e a l - t i m e m e s s a g i n g ，v i d e oc o n f e r e n c ea n dr e m o t ei n t e r a c t i o n ． A tp r e s e n t ，m u l t i c a s tr o u t i n gp r o t o c o lo fA dH o en e t w o r kC a nb ed i v i d e di n t ot h r e e c a t e g o r i e s ，b a s e do nt h et r e e ，b a s e do nt h en e ta n dh y b r i dt y p eo fm u l t i c a s tr o u t i n g p r o t o c 0 1 ．T h ep a p e rs t u d i e ss e v e r a lt y p i c a lm u l t i c a s tr o u t i n gp r o t o c o l s ．a n a l y z e st h e M A O D V ( M u l t i c a s tA dH o cO n ．D e m a n dD i s t a n c eV e c t o r ) a n dO D M R P ( O n - D e m a n d M u l t i c a s tR o u t i n gP r o t o c 0 1 ) p r o t o c o l s ，t h e ni ts i m u l a t e sb yu s i n gQ u a l N e tn e t w o r k s i m u l a t i o ns o f t w a r e ，a n a l y z e st h e i rp e r f o r m a n c ew h e nt h en u m b e ro fm u l t i c a s td a t a r e c e i v i n gn o d e s ，t h es p e e do fn o d e sa n dt h en u m b e ro fm u l t i c a s td a t as e n d i n gn o d e sa r e c h a n g e d ．T h er e s u l ts h o w st h a tt h eo v e r a l lp e r f o r m a n c eo fO D M R Pp r o t o c o li ss u p e r i o r t o Ⅳ队O D V p r o t o c o la n d m o r es u i t a b l ef o rA dH o en e t w o r kf e a t u r e so fm u l t i —h o p sa n d t o p o l o g yc h a n g i n gf r e q u e n t l y ． B a s e do na n a l y z i n gt h er o u t i n gm e c h a n i s mo ft h eO D M R P p r o t o c o li nd e t a i lt h e O D M R P —T E ( O D M R Pw i t hT i m eE s t i m a t e ) p r o t o c o lw i t ht i m ee s t i m a t i n gm e c h a n i s m i sp r o p o s e da g a i n s tt h es h o r t c o m i n g so ft h eO D M R P p r o t o c 0 1 ．T h em a i ni m p r o v e m e n t s l i ei n ． F i r s t ，at a b l ei sa d d e dt om a i n t a i nt i m ei n f o r m a t i o na n dt h ep a c k e to fJ O I N - R E P L Y w h i c hi su s e dt or e s p o n dt or o u t i n gr e q u e s t si si m p r o v e d ．T h en o d e sw i l lp r e d i c tt i m e t h a ts e n d sd a t a p a c k e tf r o mo n en o d et oa n o t h e ra c c o r d i n gt ot h er e c o r di nt i m e t a b l e ． S e c o n d ，a c c o r d i n gt ot h et i m eo fs e n d i n gd a t aa n dt h er o u t i n gu p d a t ei n t e r v a l ，t h e n o d e ss e n dap a c k e to fd e l a yr o u t i n gr e q u e s t st oi n f o r mt h em u l t i c a s ts e n d i n gn o d et o a d j u s tt h er o u t i n gu p d a t ei n t e r v a lt h a tw i l lr e d u c et h eo v e r h e a d so fn e t w o r ka n di m p r o v e t h ee f f i c i e n c yo f d a t at r a n s m i s s i o n ． T h es i m u l a t i o ne x p e r i m e n ts h o w st h a tt h eO D M R P - T E p r o t o c o li se f f e c t i v e ． F i n a l l y ，i ns u m m a r y ，t h ep a p e ra n a l y z e st h ep r o b l e m si nt h ep r o c e s so fr e s e a r c h w o r ka n dp r e s e n t st h ep r o s p e c ti nt h ef u t u r er e s e a r c h ． K e yW o r d s ：A dH o cn e t w o r k ，m u l t i c a s。