張傳金， 王劍鋒， 姜永廣

0 引言

戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)既不同于傳統(tǒng)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，也與純粹的 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)[1-2]不同。戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)可能既包含了有線(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)的成份，又含有無(wú)線(xiàn) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的組成部分。戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)還可能具有衛(wèi)星鏈路與數(shù)據(jù)鏈鏈路。戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成分較多，其帶寬資源十分寶貴，設(shè)計(jì)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議時(shí)，必須盡量減少路由協(xié)議自身的傳輸開(kāi)銷(xiāo)。

我們將戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)看成為廣義的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，則不宜采用反應(yīng)式(按需)路由協(xié)議。因?yàn)榇蠖鄶?shù)按需路由是基于查詢(xún)/響應(yīng)的方法，并且采用了泛洪機(jī)制來(lái)散播查詢(xún)分組與維持路由，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)荷和移動(dòng)性增大時(shí)，按需路由往往效率很低。此外，反應(yīng)式路由協(xié)議無(wú)法保證各類(lèi)信息業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求，特別是不能滿(mǎn)足時(shí)延要求。因此，在戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)采用先應(yīng)式路由協(xié)議。路由算法大致可以分為距離矢量與鏈路狀態(tài)兩類(lèi)。傳統(tǒng)的距離矢量的優(yōu)勢(shì)，是協(xié)議與算法簡(jiǎn)單、信息量比較小而且計(jì)算效率高，可是由于無(wú)序號(hào)控制機(jī)制，使其具有收斂慢和產(chǎn)生路由環(huán)的致命弱點(diǎn)，不適合于高移動(dòng)性的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。而鏈路狀態(tài)路由雖然具有收斂快且無(wú)環(huán)路的優(yōu)點(diǎn)，但由于其報(bào)文格式長(zhǎng)、路由信息量較大，使其擴(kuò)充性受到很大的影響，不適合于戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。

由于戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)比較多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，即使采用分層的路由設(shè)計(jì)方法[3]，每一層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)也可能達(dá)到數(shù)十甚至上百個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)，路由協(xié)議自身的控制開(kāi)銷(xiāo)不容忽視。因此，戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議必須具有可擴(kuò)充性，能夠適應(yīng)組建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的需要。

戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，必須滿(mǎn)足戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境戰(zhàn)術(shù)節(jié)點(diǎn)的隨遇接入、任意互連、快速開(kāi)通、快速部署、網(wǎng)絡(luò)能快速重組以及能及時(shí)反應(yīng)拓?fù)渥兓刃枨?。?zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中連接的局域網(wǎng)較多，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可能至少連接了一個(gè)附屬的本地IP子網(wǎng)。若采用傳統(tǒng)的 IP子網(wǎng)路由交換方法，則路由協(xié)議控制開(kāi)銷(xiāo)將非常大；若采用廣義Ad Hoc以及ID與IP子網(wǎng)映射的方法，節(jié)點(diǎn)之間只交換 ID，既不交換互連子網(wǎng)的 IP，也不交換每個(gè)節(jié)點(diǎn)的附屬 IP子網(wǎng)的信息，則可以大大壓縮路由協(xié)議的控制開(kāi)銷(xiāo)。

戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)需要一種先應(yīng)式的、路由信息量小的、無(wú)路由環(huán)路的、可擴(kuò)充的路由協(xié)議。在這篇文章中，我們提出一種基于多點(diǎn)中繼、模糊視野泛洪機(jī)制以及目的地序號(hào)控制的距離矢量路由方法，并采取了高效率的消息壓縮機(jī)制，該路由方法能滿(mǎn)足戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的要求。

1 廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在每個(gè)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，除了本地連接的局域網(wǎng)外，將其它所有用于節(jié)點(diǎn)間互聯(lián)的無(wú)線(xiàn)接口與有線(xiàn)接口當(dāng)成為一個(gè)廣義的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)接口。組成廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)接口的各個(gè)物理接口，無(wú)論是有線(xiàn)還是無(wú)線(xiàn)接口，都不需要分配 IP子網(wǎng)地址。廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)接口也不需要分配IP地址。在廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)ID地址。

廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的每一條有線(xiàn)鏈路，相當(dāng)于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中在特定方向上的一條無(wú)線(xiàn)鏈路。在廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)ID與其本地IP子網(wǎng)之間為一種固定的靜態(tài)映射關(guān)系。無(wú)論網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙绾巫兓?，無(wú)論網(wǎng)絡(luò)如何重組，這種映射關(guān)系始終保持不變。采用這種設(shè)計(jì)，戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，將不再需要交換關(guān)于 IP子網(wǎng)的路由信息，只需要交換關(guān)于節(jié)點(diǎn)ID的路由信息。只要建立了節(jié)點(diǎn)ID路由，通過(guò)IP子網(wǎng)路由與節(jié)點(diǎn)ID路由之間的映射，就能實(shí)現(xiàn)IP子網(wǎng)之間的路由。這種方法是從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)出發(fā)，進(jìn)行減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)路由信息總量的宏觀(guān)控制。

廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)思想，能夠滿(mǎn)足戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)快速開(kāi)通、快速部署以及壓縮路由消息的長(zhǎng)度的需求。此外，還便于采用適用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的 Ad Hoc路由協(xié)議，適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用。

2 基于多點(diǎn)中繼與模糊視野路由的距離矢量路由方法

在路由信息量的微觀(guān)控制上，我們聯(lián)合采用多種方法來(lái)減少戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中交換的路由信息總量。

基于多點(diǎn)中繼與模糊視野路由的距離矢量路由方法(HSMPR)包含五個(gè)有機(jī)組成部分，即 Hello協(xié)議、目的地序號(hào)控制(DSDV)距離矢量路由方法、多點(diǎn)中繼(MPR)算法、模糊視野(HS)路由控制方法以及路由消息內(nèi)容信息聚類(lèi)壓縮，下面分別進(jìn)行敘述。

2.1 Hello協(xié)議

Hello協(xié)議用于建立和維護(hù)各節(jié)點(diǎn)之間的1-跳與2-跳鄰居的連通信息。節(jié)點(diǎn)周期性地發(fā)送Hello分組，通告自己的存在與存活。同時(shí)每個(gè) Hello分組中攜帶了發(fā)送節(jié)點(diǎn)的Hello間隔、發(fā)送節(jié)點(diǎn)的1-跳鄰居節(jié)點(diǎn)ID表、鏈路方向表以及鏈路MPR狀態(tài)表。

1-跳鄰居節(jié)點(diǎn)ID表描述了發(fā)送節(jié)點(diǎn)通告的所有1-跳鏈路鄰居的ID。

鏈路方向表描述了 1-跳鄰居表包含的各個(gè)鏈路的方向(對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng))。

鏈路MPR狀態(tài)表中包含了發(fā)送節(jié)點(diǎn)的MPR選擇信息(MPR節(jié)點(diǎn)或MPR選擇節(jié)點(diǎn))。

接收節(jié)點(diǎn)通過(guò) Hello報(bào)文建立和維持與發(fā)送節(jié)點(diǎn)之間的鄰居連通信息，通過(guò)Hello報(bào)文中攜帶的1-跳鄰居節(jié)點(diǎn)地址表進(jìn)行 2-跳鄰域內(nèi)的連通狀態(tài)的判斷，并建立自己的 2-跳鄰居表。

接收節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn) Hello間隔來(lái)確定鄰居鏈路的超時(shí)值。

Hello分組攜帶了發(fā)送節(jié)點(diǎn)的MPR挑選信息，鄰居節(jié)點(diǎn)接收到Hello分組后，可以確定自己是否為該Hello分組發(fā)送節(jié)點(diǎn)的MPR節(jié)點(diǎn)。若為其MPR節(jié)點(diǎn)，則應(yīng)對(duì)該Hello分組的發(fā)送節(jié)點(diǎn)承擔(dān)多點(diǎn)中繼的責(zé)任，即必須泛洪轉(zhuǎn)發(fā)從MPR挑選節(jié)點(diǎn)接收到的拓?fù)涓孪ⅰ?/p>

Hello分組還攜帶了發(fā)送節(jié)點(diǎn)與其所有 1-跳鄰居節(jié)點(diǎn)之間的鏈路方向?qū)傩?單向鏈路或?qū)ΨQ(chēng)鏈路標(biāo)志)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在Hello協(xié)議的基礎(chǔ)上，完成單向與雙向?qū)ΨQ(chēng)鏈路的識(shí)別，建立1-跳(包括單向的和對(duì)稱(chēng)的)鄰居表與2-跳對(duì)稱(chēng)鄰居表，進(jìn)而執(zhí)行MPR挑選算法。

Hello分組的發(fā)送周期可以通過(guò)配置來(lái)進(jìn)行設(shè)置，但應(yīng)該比拓?fù)淇刂频母轮芷诙?，最好不要超過(guò)拓?fù)淇刂聘轮芷诘囊话?，確保在一個(gè)拓?fù)淇刂聘轮芷趦?nèi)能夠發(fā)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)的1-跳鄰居。HSMPR路由協(xié)議啟動(dòng)初期，采取較短的Hello發(fā)送周期，這樣可以快速建立(1-跳和2-跳)鄰居關(guān)系并盡快完成MPR節(jié)點(diǎn)的挑選；在節(jié)點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定之后，以較大的Hello間隔周期發(fā)送，減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。在節(jié)點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定后，若節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了新鄰居，會(huì)觸發(fā)Hello報(bào)文的立即發(fā)送，無(wú)論Hello間隔是否到期。

Hello協(xié)議為MPR路由算法的基礎(chǔ)。

2.2 DSDV路由算法

目的地序號(hào)的距離矢量(DSDV)[4]協(xié)議來(lái)源于對(duì)傳統(tǒng)的Bellman-Ford路由(DBF)方法的改進(jìn)，其特點(diǎn)是利用目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)解決了 DBF算法的路由環(huán)路和無(wú)窮計(jì)數(shù)問(wèn)題。在DSDV中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)保存一張路由表，路由表維護(hù)本節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部所有可達(dá)的目的節(jié)點(diǎn)的路由。路由條目中保存目的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)，用以區(qū)別新舊路由。為維護(hù)路由表，節(jié)點(diǎn)周期性地廣播路由更新分組。收到路由更新分組后，節(jié)點(diǎn)比較其中的目的節(jié)點(diǎn)序列號(hào)和自己保存的同一目的節(jié)點(diǎn)的序列號(hào)，如果前者大，就更新自己的路由；如果路由序列相同，則選擇具有較少跳數(shù)的路由。路由更新分組要延遲一段時(shí)間發(fā)送，以防止路由表的波動(dòng)。

DSDV協(xié)議的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了路由環(huán)路，加快了收斂速度，同時(shí)減少了控制信息的開(kāi)銷(xiāo)。但是它的不足在于它難以適應(yīng)速度變化快的移動(dòng) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，不支持單向信道，并且為一種路由域內(nèi)全局性的泛洪機(jī)制，存在一定程度的帶寬資源浪費(fèi)。

2.3 MPR路由算法

多點(diǎn)中繼(MPR)算法，建立在Hello協(xié)議的基礎(chǔ)之上，為優(yōu)化鏈路狀態(tài)路由協(xié)議(OLSR)的核心算法[5]，特別適合于密集型的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)增強(qiáng)性擴(kuò)展[6]，也能夠在稀疏型網(wǎng)絡(luò)中使用。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)通過(guò)Hello協(xié)議報(bào)文的交換，獲得其 2-跳鄰居信息。根據(jù)其 2-跳鄰居信息，挑選出愿意為自己轉(zhuǎn)發(fā)路由更新消息的多點(diǎn)中繼節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)路由域內(nèi)挑選出的所有 MPR節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)連通控制子集(CDS)，由 CDS內(nèi)的節(jié)點(diǎn)來(lái)完成該區(qū)域內(nèi)的路由消息的(非重復(fù))泛洪。該路由域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)要么在CDS內(nèi)，要么為CDS內(nèi)節(jié)點(diǎn)1-跳可到達(dá)的。CDS內(nèi)的節(jié)點(diǎn)僅僅為該路由域內(nèi)的少量節(jié)點(diǎn)。

下面敘述我們采用的增強(qiáng)型MPR(EMPR)算法，它既適用于密集型網(wǎng)絡(luò)，又適用于稀疏型網(wǎng)絡(luò)。

在一個(gè)MPR路由域中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)由一個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)(ID，可為4字節(jié)的IP)來(lái)標(biāo)識(shí)。增強(qiáng)型 MPR(EMPR)挑選算法中將使用以下術(shù)語(yǔ)：

H1(v)：節(jié)點(diǎn)v的對(duì)稱(chēng)1-跳鄰居(與v連接的對(duì)應(yīng)接口地址)的集合。

H2(v)：節(jié)點(diǎn)v的嚴(yán)格對(duì)稱(chēng)的2-跳鄰居的集合。

C(v)：節(jié)點(diǎn)v的MPR節(jié)點(diǎn)集合。

當(dāng)為節(jié)點(diǎn)v確定轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)(MPR)時(shí)，先清除所有對(duì)稱(chēng)1-跳鏈路的MPR狀態(tài)，然后執(zhí)行以下步驟的MPR挑選操作：

① 對(duì)于H1(v)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)u，如果u的ID小于其所有1-跳對(duì)稱(chēng)鄰居，且u具有兩個(gè)未相互連通的對(duì)稱(chēng)1-跳鄰居(包括進(jìn)行MPR計(jì)算的本節(jié)點(diǎn))，則將u添加到C(v)中(將該1-跳對(duì)稱(chēng)鏈路標(biāo)記為MPR);

② 對(duì)于 H1(v)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn) u，如果 v不是 u的最小ID(1-跳)鄰居，則將u添加到C(v)中；

③ 對(duì)于H2(v)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)w，如果w只能通過(guò)H1(v)中的節(jié)點(diǎn)u覆蓋，則將u添加到C(v)中；反復(fù)執(zhí)行該步驟，直到不存在這樣的H2(v)節(jié)點(diǎn)為止；

④ 如果H1(v)中的節(jié)點(diǎn)u覆蓋的H2(v)中沒(méi)有被C(v)覆蓋(即沒(méi)有被標(biāo)記為 MPR的對(duì)稱(chēng) 1-跳鄰居所覆蓋)的未覆蓋節(jié)點(diǎn)最多，則將u添加到C(v)中。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)覆蓋的未覆蓋節(jié)點(diǎn)的數(shù)量相同時(shí)，則由節(jié)點(diǎn)ID來(lái)選擇添加到C(v)中的那個(gè)節(jié)點(diǎn)。反復(fù)執(zhí)行該步驟，直到H2(v)被H1(v)完全覆蓋為止。

與DSDV路由泛洪算法相比，MPR算法將路由信息限制在 CDS集合的范圍之內(nèi)，進(jìn)一步減小了路由域內(nèi)交換的路由信息總量。

2.4 模糊視野路由算法

模糊視野(HS)路由方法可以與其它路由協(xié)議結(jié)合使用，該方法以控制路由消息泛洪范圍的機(jī)制來(lái)壓縮路由域內(nèi)的路由信息總開(kāi)銷(xiāo)。由于這兩種方法所解決的是不同的問(wèn)題領(lǐng)域，它與其它路由機(jī)制一起運(yùn)作可以創(chuàng)建一種聯(lián)合的泛洪機(jī)制，使其產(chǎn)生的開(kāi)銷(xiāo)比單獨(dú)使用任何一種路由方法都低[6]。

HS算法的每個(gè)拓?fù)淇刂葡㈨?xiàng)中包含了一個(gè)向下計(jì)數(shù)的跳數(shù)域TTL，用于拓?fù)淇刂葡㈨?xiàng)的泛洪范圍控制。

HS算法在進(jìn)行了一次全局性的路由更新(RMU)消息傳遞(即將TTL域設(shè)置為代表無(wú)窮大的值，RMU消息將在整個(gè)CDS內(nèi)泛洪)之后，如果在過(guò)去的tes內(nèi)發(fā)生了一次鏈路狀態(tài)變化，則節(jié)點(diǎn)每隔tes被“喚醒”并發(fā)送一個(gè)RMU消息，其TTL值為s1。此外，如果在過(guò)去的2tes內(nèi)發(fā)生了一次鏈路狀態(tài)變化，則節(jié)點(diǎn)每隔2tes被“喚醒”并傳遞一個(gè)RMU消息，其 TTL 值為 s2。一般地說(shuō)，如果在過(guò)去的 2i-1×tes(i=1，2，3，…)內(nèi)發(fā)生了一次鏈路狀態(tài)變化，則節(jié)點(diǎn)每隔 2i-1×tes被“喚醒”并傳遞一個(gè)RMU消息，其TTL值為si。選擇s1=2將s1,s2,s3,s4,…替換為2,4,8,16,…,可以使一個(gè)加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)引起的總開(kāi)銷(xiāo)最小化。

在一個(gè)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，HS算法產(chǎn)生RMU消息的過(guò)程，可由下面的公式來(lái)描述：

如果i恰好等于2的冪值，則將RMU消息的跳數(shù)界限域的值設(shè)置為i。如果i不等于2的冪值，但能被2的j次冪除盡，則將RMU消息的跳數(shù)界限域的值設(shè)置為j。

為了使該算法適用于低移動(dòng)性網(wǎng)絡(luò)，可以設(shè)置一個(gè)周期全局廣播(全局泛洪)定時(shí)器tb,確保每隔tbs至少傳遞一個(gè)全局RMU消息。為了便于理解，下面以圖例來(lái)說(shuō)明HS產(chǎn)生RMU更新的過(guò)程。

圖1 HS算法產(chǎn)生拓?fù)涓孪⒌倪^(guò)程

圖1 展示了HS算法中RMU消息產(chǎn)生過(guò)程的一個(gè)例子，由于移動(dòng)性高，其結(jié)果每隔tes都產(chǎn)生了一個(gè)RMU。例如，考慮在時(shí)刻4te的情形。該時(shí)刻為te(與s1關(guān)聯(lián))的倍數(shù)，并且也為2te(與s2關(guān)聯(lián))和4te(與s3關(guān)聯(lián))的倍數(shù)。需要注意，如果在過(guò)去的te或2tes內(nèi)發(fā)生了一次鏈路狀態(tài)變化，則意味著在過(guò)去的4tes內(nèi)也發(fā)生了一次鏈路狀態(tài)變化。因而，如果節(jié)點(diǎn)已經(jīng)設(shè)置TTL域至少為s1(或s2)，也必須將其增大為s3。同樣，如果在過(guò)去的4tes內(nèi)沒(méi)有發(fā)生過(guò)一次鏈路狀態(tài)變化，那么在過(guò)去的te或2tes內(nèi)也沒(méi)有發(fā)生過(guò)一次鏈路狀態(tài)變化。因此，如果節(jié)點(diǎn)沒(méi)有發(fā)送過(guò)TTL值設(shè)置為s3的RMU，那么節(jié)點(diǎn)也就根本沒(méi)有發(fā)送過(guò)RMU。所以，在時(shí)刻4te(同樣在時(shí)刻12te、20te以及4kte的任何其它時(shí)刻，這里k為奇數(shù))，需要核查過(guò)去的4tes內(nèi)是否發(fā)生鏈路狀態(tài)變化。如果有，則發(fā)送一個(gè)TTL值設(shè)置為s3的RMU。因而，假設(shè)在高移動(dòng)性場(chǎng)景中，在時(shí)刻4te和12te，將發(fā)送一個(gè)TTL值等于s3的RMU。很明顯，HS算法能夠保證離參考節(jié)點(diǎn) si跳遠(yuǎn)的那些節(jié)點(diǎn)，將在最多 2i-1te秒后獲得該節(jié)點(diǎn)的鏈路狀態(tài)的變化情況。

HS算法在MPR算法的基礎(chǔ)之上，限制了某些路由消息的泛洪范圍，進(jìn)一步減少了路由域內(nèi)交換的路由信息總量。

2.5 路由消息聚類(lèi)壓縮

在對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行ID編址時(shí)，若能保持高2字節(jié)或3字節(jié)相同，則在原始路由更新報(bào)文發(fā)送之前，可以根據(jù)信息內(nèi)容組成，將各個(gè)HSMPR路由更新消息項(xiàng)的ID部分分離出來(lái)，集中形成多個(gè) ID的聚類(lèi)數(shù)據(jù)塊，然后對(duì)聚類(lèi)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行壓縮[8]，得到壓縮后的路由更新報(bào)文，再進(jìn)行傳輸。接收到壓縮的路由更新報(bào)文后，先進(jìn)行解壓縮操作，然后復(fù)原為原始的路由消息報(bào)文，再進(jìn)行正常的路由消息處理。

路由消息聚類(lèi)壓縮可以大大壓縮路由更新報(bào)文的長(zhǎng)度，進(jìn)一步減少路由域內(nèi)交換的路由信息總量。

3 HSMPR路由方法性能仿真

為便于性能對(duì)比，采用OPNET12.0.A仿真工具軟件，在分布在100 km×100 km區(qū)域上均勻分布32個(gè)數(shù)節(jié)點(diǎn)的平面Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，分別對(duì)OLSR和HSMPR兩種路由協(xié)議進(jìn)行仿真。

本次試驗(yàn)的主要目的是對(duì)不同規(guī)模大小的扁平網(wǎng)絡(luò)中采用兩種路由協(xié)議的性能比較。

仿真的扁平戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為32個(gè)節(jié)點(diǎn)的平面網(wǎng)絡(luò)，信道帶寬為2 Mb/s，有效通信距離為設(shè)置為只能與相鄰節(jié)點(diǎn)通信的范圍，仿真網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一小時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下仿真場(chǎng)景如圖2所示。

圖2 HSMPR路由協(xié)議仿真場(chǎng)景

圖3 為32個(gè)節(jié)點(diǎn)的平面網(wǎng)絡(luò)中HSMPR與OLSR的路由開(kāi)銷(xiāo)對(duì)比情況。

其中上面的統(tǒng)計(jì)線(xiàn)代表采用OLSR路由協(xié)議的情況，網(wǎng)絡(luò)的路由開(kāi)銷(xiāo)穩(wěn)定在 24 kb/s左右；下面的統(tǒng)計(jì)線(xiàn)代表采用HSMPR路由協(xié)議的情況，網(wǎng)絡(luò)的路由開(kāi)銷(xiāo)穩(wěn)定在10 kb/s左右。

從仿真結(jié)果來(lái)看，HSMPR路由方法，由于充分發(fā)揮了兩種多點(diǎn)中繼、模糊視野、距離矢量算法各自的優(yōu)點(diǎn)。在這種場(chǎng)景中，HSMPR路由與 OLSR路由的平均開(kāi)銷(xiāo)比為 10/24≈41.6%。對(duì)于戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)合采用HS、MPR以及DSDV的路由方法，是一種非常好的選擇。

圖3 32節(jié)點(diǎn)平面網(wǎng)絡(luò)中兩種協(xié)議的開(kāi)銷(xiāo)

這種路由方法用于戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，是每個(gè)節(jié)點(diǎn)不能了解全局的拓?fù)湫畔?，而在鏈路狀態(tài)路由方法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有全局的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺B(tài)勢(shì)信息。

4 結(jié)語(yǔ)

這篇文章提出了適用于戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的廣義Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)概念，并提出了采用節(jié)點(diǎn) ID與本地子網(wǎng)的固定映射關(guān)系，來(lái)解決 IP子網(wǎng)之間的路由問(wèn)題。在戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中，只需要解決節(jié)點(diǎn)ID之間的Ad Hoc路由，這種方法可以大大壓縮交換的路由信息量。采用MPR與HS以及DSDV融合的路由方法，可使路由協(xié)議的控制開(kāi)銷(xiāo)大大地降低，并且大大增強(qiáng)了戰(zhàn)術(shù)路由協(xié)議的可擴(kuò)充性，這種路由方法可以應(yīng)用于規(guī)模較大的戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中。下一步的工作是采用更加優(yōu)化的MPR算法，進(jìn)一步縮小CDS的大小，使這種路由方法更加優(yōu)化。

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