彭玉顏，陳春良，陳新

(福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福州 350108)

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彭玉顏，陳春良，陳新

(福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福州 350108)

針對(duì)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad-Hoc)中DSR路由算法在路由查詢時(shí)產(chǎn)生的洪泛廣播問(wèn)題，介紹了網(wǎng)關(guān)動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議(Gateway Dynamic Source Routing，GDSR)，著重闡述了該算法的新節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)路由查詢機(jī)制、節(jié)點(diǎn)路徑查詢機(jī)制、基于優(yōu)先級(jí)的對(duì)數(shù)函數(shù)退避算法等。本文實(shí)現(xiàn)了該路由算法，并在實(shí)際環(huán)境中測(cè)試驗(yàn)證了該路由協(xié)議。

Ad-Hoc；DSR；GDSR；CC1110

引　言

無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad-Hoc)主要用于不便使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)或者通信基礎(chǔ)設(shè)施的情況，比如臨時(shí)會(huì)議、應(yīng)急服務(wù)、災(zāi)難緊急通信、信息采集、軍事通信等[1]。如今物聯(lián)網(wǎng)已起步，無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)將能很好地運(yùn)用于物聯(lián)網(wǎng)中。無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議很多，DSR是常見(jiàn)的一種協(xié)議[2]。使用路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)收斂性效果好，但是容易引起不必要的退避和沖突，如果該網(wǎng)絡(luò)非常龐大，還會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞、效率低。因此，研究以及優(yōu)化該路由協(xié)議和相應(yīng)沖突退避算法非常有必要。

1　DSR網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

DSR協(xié)議幀格式為：固定頭部+幀類型+數(shù)據(jù)+固定尾部。幀類型有路由發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求幀RREQ、路由應(yīng)答幀RREP、路由維護(hù)幀RRER、應(yīng)答請(qǐng)求幀ASKP、確認(rèn)幀ASK、數(shù)據(jù)幀DATA。DSR的路由發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求幀RREQ、路由應(yīng)答幀RREP、路由維護(hù)幀RRER主要應(yīng)用于路由發(fā)現(xiàn)維護(hù)階段。

DSR路由協(xié)議主要包括路由發(fā)現(xiàn)、路由維護(hù)、退避策略3部分。其中，路由發(fā)現(xiàn)的過(guò)程主要是節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和尋找通信路徑的過(guò)程[3]。網(wǎng)絡(luò)中要通信的節(jié)點(diǎn)通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)廣播路由請(qǐng)求幀RREQ，來(lái)尋找到目的節(jié)點(diǎn)的路由信息，把經(jīng)過(guò)的中間節(jié)點(diǎn)寫入自身地址并一跳一跳地廣播出去，直至目的節(jié)點(diǎn)收到該分組為止，路由發(fā)現(xiàn)幀RREQ分組傳播過(guò)程如圖1所示。目的節(jié)點(diǎn)計(jì)算最佳路由之后，反饋路由應(yīng)答幀RREP分組至源節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)收到目的節(jié)點(diǎn)反饋回來(lái)的RREP分組之后，將路由信息保存在自身路由表中，然后就可以與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信[4]。

圖1　路由發(fā)現(xiàn)幀RREQ分組傳播過(guò)程

DSR路由協(xié)議的特點(diǎn)使其較為適用于移動(dòng)性不強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，又由于DSR網(wǎng)絡(luò)中不需要維護(hù)路由表，導(dǎo)致其路由表內(nèi)容簡(jiǎn)單，其節(jié)點(diǎn)內(nèi)存可以選擇較小容量，所以可選用較為廉價(jià)的硬件實(shí)現(xiàn)，大大降低了在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的系統(tǒng)成本。DSR的不足在于會(huì)出現(xiàn)洪泛式廣播、可能存在陳舊路由、重建路由，將增大系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)延、節(jié)點(diǎn)容易失去與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系，并且DSR協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能過(guò)于龐大[5]。

2　GDSR路由算法

2.1GDSR路由協(xié)議的概述

網(wǎng)關(guān)動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議(Gateway Dynamic Source Routing，GDSR)是在DSR路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、劃分廣播沖突區(qū)域，使得區(qū)域中廣播只在網(wǎng)關(guān)內(nèi)部轉(zhuǎn)發(fā)，其他沖突區(qū)域的節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)訪問(wèn)目的節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域的網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而獲得前往目的節(jié)點(diǎn)的路徑，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)還可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)定時(shí)查詢和維護(hù)節(jié)點(diǎn)。在GDSR網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)維護(hù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)表：入網(wǎng)路由表(表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議)和通信路由表(按需路由協(xié)議)，這使得其擁有入網(wǎng)路由請(qǐng)求和通信路徑發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求兩種路由請(qǐng)求方式，因此GDSR路由協(xié)議更加可靠。節(jié)點(diǎn)在入網(wǎng)時(shí)采用入網(wǎng)路由請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制尋找最佳節(jié)點(diǎn)作為入網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(上游節(jié)點(diǎn))；節(jié)點(diǎn)在通信路由發(fā)現(xiàn)時(shí)，采用有限貪婪路徑發(fā)現(xiàn)機(jī)制尋找路徑，即通過(guò)入網(wǎng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)以及鄰居節(jié)點(diǎn)查找路徑。

GDSR網(wǎng)絡(luò)選擇處于網(wǎng)絡(luò)中心或者起始狀況時(shí)的節(jié)點(diǎn)作為集中節(jié)點(diǎn)，也就是最初的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)通過(guò)上游節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，能在網(wǎng)關(guān)所在域進(jìn)行廣播。由于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)劃分成不同的沖突域，使DSR路由洪泛得到有效控制。圖2為GDSR網(wǎng)絡(luò)示意圖。

圖2　GDSR網(wǎng)絡(luò)示意圖

2.2GDSR網(wǎng)絡(luò)的建立

GDSR屬于分級(jí)式體系結(jié)構(gòu)，適用于有集中節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)或者層級(jí)型網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于采集數(shù)據(jù)型、通信接口匯聚型、命令控制型網(wǎng)絡(luò)非常實(shí)用。GDSR路由協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)建立之初為最初的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，沒(méi)有其他網(wǎng)絡(luò)接入，于是選擇為網(wǎng)絡(luò)集中節(jié)點(diǎn)，也就是最初的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。有了網(wǎng)絡(luò)的核心，后續(xù)通過(guò)該節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)也稱為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。與集中節(jié)點(diǎn)相連的上游節(jié)點(diǎn)如果頻度增加(其下游節(jié)點(diǎn)變多)，則升級(jí)為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。圖2中，網(wǎng)絡(luò)最初的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)D為集中節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)最初只有B、E、G、F時(shí)無(wú)其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)有A、C通過(guò)B加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，B的頻度增加，于是，D賦予B為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，A、B、C為單獨(dú)的一個(gè)域，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)從星狀網(wǎng)變成2級(jí)層次星狀網(wǎng)。其他新節(jié)點(diǎn)通過(guò)入網(wǎng)路由請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制選擇最佳路徑接入網(wǎng)絡(luò)，使得網(wǎng)絡(luò)不斷變大。當(dāng)工程應(yīng)用不同時(shí)，集中節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)或者人工選擇節(jié)點(diǎn)。

2.3GDSR入網(wǎng)路由請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制

新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，根據(jù)GDSR入網(wǎng)路由請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制，需要廣播入網(wǎng)路由請(qǐng)求包RREQ,接收RREQ對(duì)象為上游節(jié)點(diǎn)，也就是已經(jīng)通過(guò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)或者其他已加入網(wǎng)絡(luò)的上游節(jié)點(diǎn)。路由應(yīng)答時(shí)，接收到路由請(qǐng)求包RREQ的上游節(jié)點(diǎn)不再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而是發(fā)回路由反饋包RREP。

發(fā)送RREQ之后的新節(jié)點(diǎn)將接收到一條乃至多條路由反饋包RREP，將所有RREP包存入路由緩存表中；然后將根據(jù)各個(gè)RREP中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)、路由頻度、時(shí)延等情況進(jìn)行對(duì)比和計(jì)算最優(yōu)路徑，將該節(jié)點(diǎn)存入路由表中，并向該節(jié)點(diǎn)發(fā)送路由確認(rèn)幀RREPP；接著把緩存表直接復(fù)制進(jìn)入鄰居節(jié)點(diǎn)表，最后新節(jié)點(diǎn)填充路由確認(rèn)幀RREPP，發(fā)送給最佳路徑。

由于新節(jié)點(diǎn)有計(jì)算最佳路徑的過(guò)程，使得網(wǎng)絡(luò)可以避免有兩個(gè)沖突域的子網(wǎng)絡(luò)之間同時(shí)產(chǎn)生最優(yōu)節(jié)點(diǎn)，GDSR入網(wǎng)路由請(qǐng)求應(yīng)答的示意圖如圖3所示。

圖3　GDSR入網(wǎng)路由請(qǐng)求應(yīng)答的示意圖

2.4GDSR路由維護(hù)和節(jié)點(diǎn)退出機(jī)制

路由維護(hù)的目的是確定下游節(jié)點(diǎn)是否還在搜索網(wǎng)絡(luò)，避免有限貪婪轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)浪費(fèi)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)會(huì)、集中節(jié)點(diǎn)失去其鏈接的下游節(jié)點(diǎn)等問(wèn)題，同時(shí)，也可以及時(shí)了解到節(jié)點(diǎn)是否非主動(dòng)退出網(wǎng)絡(luò)。GDSR采用網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)定期查詢維護(hù)機(jī)制。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)所在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定期輪詢單播查詢，如果有節(jié)點(diǎn)沒(méi)有及時(shí)回復(fù)，那么需要再次廣播該節(jié)點(diǎn)，在確認(rèn)該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)退出網(wǎng)絡(luò)時(shí)，及時(shí)通知客戶端。

節(jié)點(diǎn)退出機(jī)制：當(dāng)有終端節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出(即需要報(bào)?；蛘吣承┰蛐枰鸪?時(shí)，如果沒(méi)有退出機(jī)制，會(huì)造成所在路徑失效，導(dǎo)致上下游節(jié)點(diǎn)鏈路問(wèn)題，因此在該節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)時(shí)，會(huì)發(fā)出廣播退出幀。接收到退出幀的上游節(jié)點(diǎn)在收到退出請(qǐng)求后，將本地路由表中該請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的路由信息清空，并向路由節(jié)點(diǎn)匯報(bào)。

2.5GDSR有限貪婪路徑發(fā)現(xiàn)機(jī)制

在DSR路由協(xié)議中，在和目的節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，源節(jié)點(diǎn)需要知道數(shù)據(jù)包發(fā)往目的節(jié)點(diǎn)的路徑，此時(shí)，源節(jié)點(diǎn)根據(jù)DSR路由協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)機(jī)制洪泛廣播路徑發(fā)現(xiàn)幀，每個(gè)節(jié)點(diǎn)收到轉(zhuǎn)發(fā)廣播之后，如果不是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，則把自己的節(jié)點(diǎn)地址加入路徑發(fā)現(xiàn)幀的路徑中，TTL加1，然后轉(zhuǎn)發(fā)該幀。采用洪泛廣播轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的DSR路由協(xié)議在路徑發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)收斂性方面效果較好，但由于接收到轉(zhuǎn)發(fā)幀的節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，造成洪泛的同時(shí)還可能引起路由環(huán)路。

在GDSR路由協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)在通信路徑發(fā)現(xiàn)時(shí)，采用有限貪婪路徑發(fā)現(xiàn)機(jī)制尋找路徑，即通過(guò)鄰居節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)路徑。每次向上查詢時(shí)，路徑中就加入該節(jié)點(diǎn)地址，當(dāng)查詢完畢就有了完整路徑。路徑發(fā)現(xiàn)機(jī)制處理流程圖如圖4所示。

圖4　GDSR有限貪婪路徑發(fā)現(xiàn)機(jī)制流程圖

2.6MAC協(xié)議退避策略

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較大時(shí)，無(wú)線節(jié)點(diǎn)數(shù)量也會(huì)很大。由于采用的是同頻傳輸，所以眾多節(jié)點(diǎn)在路由建立、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)會(huì)造成碰撞。利用CSMA/CA機(jī)制對(duì)信道檢測(cè)往往會(huì)造成連續(xù)的退避，增加時(shí)延。同時(shí)，隱藏終端和暴露終端的存在也增加了沖突的概率[6]：

① 當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)重復(fù)收到一個(gè)分組k次后，若k>4再進(jìn)行廣播，則該報(bào)文所能覆蓋新區(qū)域的期望值小于5%。隨著k的值增大，轉(zhuǎn)播分組后所能覆蓋的區(qū)域就會(huì)迅速減小。設(shè)定一個(gè)門限值，在未轉(zhuǎn)發(fā)幀之前若是收到超過(guò)門限值C的相同的廣播分組，則取消轉(zhuǎn)發(fā),此處C設(shè)置為4。

② 當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)越近，進(jìn)行廣播轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)所能覆蓋的額外范圍越小，相反，距離越遠(yuǎn)，增加的額外范圍就越大，能夠到達(dá)新節(jié)點(diǎn)的概率就越大，通過(guò)以上觀察，對(duì)中間節(jié)點(diǎn)的廣播轉(zhuǎn)發(fā)的隨機(jī)退避時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)先級(jí)劃分，即距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)近的退避時(shí)間長(zhǎng)，距離越遠(yuǎn)退避的時(shí)間越短，這樣就增加了距離遠(yuǎn)的終端節(jié)點(diǎn)的發(fā)送機(jī)會(huì)，減少了近處節(jié)點(diǎn)的發(fā)送機(jī)會(huì)。并且由于退避時(shí)間長(zhǎng)，很可能在退避過(guò)程中收到C個(gè)重復(fù)的廣播分組后而不再進(jìn)行廣播轉(zhuǎn)發(fā)[7]。

對(duì)于同樣的節(jié)點(diǎn)數(shù)，將退避時(shí)間進(jìn)行分段不但不會(huì)增加碰撞的概率，反而使其減小[8]。廣播退避流程如圖5所示。

圖5　節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)退避流程

2.7GDSR數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)

GDSR網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)能力與DSR網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)類似[9]，故不贅述。只是在對(duì)比收到的數(shù)據(jù)幀時(shí)，會(huì)比較路由表項(xiàng)的源地址和網(wǎng)關(guān)地址是否是自己的地址，或者網(wǎng)關(guān)地址是否與自己的網(wǎng)關(guān)地址相同，以確認(rèn)是否轉(zhuǎn)發(fā)。

2.8負(fù)載均衡

網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)由于路由多跳建立導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)負(fù)載不均衡，使某些節(jié)點(diǎn)比較優(yōu)秀，頻繁作為上游節(jié)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)抄收、數(shù)據(jù)傳輸階段這些節(jié)點(diǎn)頻繁轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，會(huì)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、網(wǎng)絡(luò)延遲甚至癱瘓，而有些卻很少使用，造成資源浪費(fèi)[10]。因此有必要加入負(fù)載均衡機(jī)制[11]。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中上游節(jié)點(diǎn)的使用頻度Freque來(lái)間接衡量路徑負(fù)載，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)使用頻度Freque。在路由建立階段，上游節(jié)點(diǎn)接收到新節(jié)點(diǎn)的路由請(qǐng)求包RREQ時(shí)，將自身的頻度填充進(jìn)入路由應(yīng)答幀RREP，然后發(fā)送。新節(jié)點(diǎn)收到RREP之后，經(jīng)過(guò)對(duì)比和計(jì)算，選擇頻度小或者跳數(shù)小的上游節(jié)點(diǎn)作為最佳路徑，相對(duì)小的作為次佳路徑，并向最佳路徑發(fā)送RREPP。上游節(jié)點(diǎn)收到RREPP之后，將下游節(jié)點(diǎn)存入路由表中，并且自身頻度Frequ加1，同時(shí)向自身上游節(jié)點(diǎn)通告增加了1節(jié)點(diǎn)，讓其頻度自加1。自動(dòng)負(fù)載均衡選擇最佳路徑的步驟、跳數(shù)頻度負(fù)載均衡示意圖略——編者注。

3　GDSR路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)

GDSR路由協(xié)議應(yīng)用于CC1110組成的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)節(jié)點(diǎn)采用CC1110無(wú)線單片機(jī)。本系統(tǒng)CC1110中心頻率設(shè)置為433.000 MHz，調(diào)制方式采用GFSK，串口數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)置為57 600 bps，數(shù)據(jù)速率為250 Kbps，發(fā)射功率設(shè)置為10 dBm[12-13]。

3.1GDSR路由協(xié)議幀結(jié)構(gòu)

在使用GDSR路由協(xié)議并采用CC1110無(wú)線單片機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，需要統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀格式，如下所示：

同步字幀長(zhǎng)度N目的地址源地址路由標(biāo)識(shí)序列號(hào)數(shù)據(jù)CRC2字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)N字節(jié)2字節(jié)

網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在發(fā)送和接收信息時(shí)都需要填寫或者讀取通信幀內(nèi)的信息。

3.2GDSR路由協(xié)議標(biāo)識(shí)

新節(jié)點(diǎn)在填充路由請(qǐng)求包RREQ時(shí)，其幀中的路由標(biāo)識(shí)為0x01，為廣播標(biāo)識(shí)；所得到的回應(yīng)為RREP，路由標(biāo)識(shí)為0x22，為單播標(biāo)識(shí)；收到回復(fù)RREP之后發(fā)送的反饋RREPP為0x63，為廣播標(biāo)識(shí)。貪婪獲取路徑時(shí)，源節(jié)點(diǎn)填充路徑查詢幀CPRQ，其幀中的路由標(biāo)識(shí)為0x60，為廣播標(biāo)識(shí)；收到的路徑反饋幀CPRP為0x62，為單播標(biāo)識(shí)。數(shù)據(jù)幀的路由標(biāo)識(shí)DATA為0x88，為單播標(biāo)識(shí)。

3.3GDSR路由表

GDSR是基于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的分級(jí)式設(shè)計(jì)的路由協(xié)議，所以在節(jié)點(diǎn)的路由表中有網(wǎng)關(guān)地址與網(wǎng)絡(luò)號(hào)。GDSR路由表中擁有兩種類型，即入網(wǎng)路由表項(xiàng)和通信路徑路由表項(xiàng)。信息數(shù)據(jù)記載了通信路徑路由表項(xiàng)的路徑。CC1110無(wú)線節(jié)點(diǎn)的路由表結(jié)構(gòu)如下所示：

節(jié)點(diǎn)地址網(wǎng)絡(luò)號(hào)網(wǎng)關(guān)地址跳數(shù)信息數(shù)組頻度狀態(tài)2字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)

4　性能分析

采用9個(gè)CC1110無(wú)線單片機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，分別建立DSR和GDSR網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)渑c跳數(shù)頻度負(fù)載均衡示意圖相同。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)測(cè)試容易受到環(huán)境、硬件節(jié)點(diǎn)的影響，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)時(shí)個(gè)別參數(shù)的數(shù)據(jù)會(huì)有偏差，故需要多次做兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的滿負(fù)荷數(shù)據(jù)包投遞實(shí)驗(yàn)。根據(jù)PC客戶端收到的數(shù)據(jù)包的時(shí)間和數(shù)量作為參數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從以下3個(gè)參數(shù)來(lái)討論GDSR路由協(xié)議在無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的性能[14]：

① 數(shù)據(jù)包傳送成功率：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定后，GDSR網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包發(fā)送成功率比DSR的高，這是由于GDSR建立的是有可靠網(wǎng)關(guān)、有效退避、雙重路由表的網(wǎng)絡(luò)；但是DSR路由協(xié)議的路由收斂能力比GDSR好，所以GDSR成功率不會(huì)比DSR高多少。兩種協(xié)議的數(shù)據(jù)包傳送成功率圖略——編者注。

② 網(wǎng)絡(luò)平均延遲：DSR網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)要通信時(shí)，按需發(fā)送洪泛路由請(qǐng)求使得網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常擁塞，造成網(wǎng)絡(luò)延遲；如果退避策略不優(yōu)秀，那么容易使得MAC層多次重發(fā)的延遲時(shí)間更長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)更堵等。GDSR協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)的初期延遲高，但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定后，延遲更低，這是由于新協(xié)議采用了“區(qū)域管理”限制洪泛濫、區(qū)分路由入網(wǎng)和路徑查詢、有效的退避策略的緣故。兩種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均延遲略——編者注。

③ 路由開(kāi)銷：GDSR網(wǎng)絡(luò)由于修改了路由查詢機(jī)制，使得路由開(kāi)銷明顯降低。兩種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)路由開(kāi)銷略——編者注。

結(jié)　語(yǔ)

GDSR路由協(xié)議從修改路由選擇機(jī)制、退避策略、路徑查找機(jī)制等方面入手，明顯改善了網(wǎng)絡(luò)的擁堵情況，減小了路由開(kāi)銷，縮短了節(jié)點(diǎn)的傳輸延遲，提高了數(shù)據(jù)包傳遞的效率。

編者注：本文為期刊縮略版，全文見(jiàn)本刊網(wǎng)站www.mesnet.com.cn。

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Peng Yuyan,Chen Chunliang,Chen Xin

(College of Physics and Information Engineering,Fuzhou University,Fuzhou 350108,China)

Aiming at the problem of DSR routing algorithm in Ad-Hoc that will generate the flood broadcast in the routing query,the gateway dynamic source routing protocol(GDSR) is introduced.The algorithm of the new node network routing query mechanism,the node path query mechanism and the backoff algorithm based on the priority of logarithmic function are introduced.In the real environment,the routing algorithm is verified.

Ad-Hoc;DSR;GDSR;CC1110

TN92

A

(責(zé)任編輯：薛士然2015-11-04)