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談無線網狀網路由技術與協議分析
摘要： 無線網狀網絡是由Ad Hoc網絡發展而來的一種多點對多點的無線網絡，目前無線網狀網絡的路由協議都從很大程度上參考Ad Hocl~絡的路由協議，其中經典型路由協議更是直接將Ad Hoc路由協議應用于無線網狀網絡環境。對經典型無線網狀網路由協議進行介紹，并對其中具有代表性的協議進行重點分析。關鍵詞： 無線網狀網絡 Ad Hoc 路由協議
一、無線網狀網的路由協議
傳統的路由協議是專為有線網絡設計的，并不適用于無線網狀網環境。因為傳統的路由協議不能夠很好處理無線網狀網環境中常見的拓撲結構和鏈接質的快速變化。無線網狀網絡都有一些顯著的特性，例如：高動態性，智能性，端對端最佳路徑選擇，多跳性，通常帶寬有限和計算能力不足。無線網狀網絡的高動態性的原因有兩個：第一，路由器本身可能移動，并造成網絡拓撲結構的快速變動。第二，即使路由器本身不移動，由于干擾、地理和環境等因素，無線電鏈路的質量仍可能發生快速變化。
從以上這些特性可以知道，完備的無線網狀網路由協議必須需要具備以下特點：①分布式操作；②快速收斂(適應更快的移動)；③可擴展性：④適用于大量的小型設備；⑤只占用有限的帶寬和計算能力主動式操作(減少初始延遲)：⑥在選擇路由時考慮無線電鏈路的質量和容量；⑦避免環路：⑧安全性。
由于無線網狀網是由Ad Hoc網絡發展而來的無線網絡。Ad Hoc網絡和無線網狀網絡之間具有一定的相似性，因此現有的主流無線網狀網路由協議也是從AdHoc網絡的路由協議發展而來的，主要包括三種類型的路由協--議：一種為先驗式路由協議：一種為反應式路由協議；另外一種就是二者的混合，稱為混合式路由協議。
二、先驗式路由協議
(一)簡介
先驗式路由協議是一種基于表格的路由協議。在這種協議中，每個節點維護一張或多張表格，這些表格包含到達網絡中其它所有節點的路由信息。當檢測到網絡拓撲結構發生變化時，節點在網絡中發送路由更新信息。收到更新信息的節點更新自己的表格，以維護一致的、及時的、準確的路由信息。不同的先驗式路由協議的區別在于拓撲更新信息在網絡中傳輸的方式和需要存儲的表的類型。先驗式路由協議不斷的檢測網絡拓撲和鏈路質量的變化，根據變化更新路由表，所以路由表可以準確地反映網絡的拓撲結構。源節點一旦需要發送報文，可以立即得到到達目的節點的路由。
(二)典型先驗式路由協議DSDV協議
DSDV的基本原理是：每一個節點維持一個到其它節點的路由表，表的內容為路由的“下一跳”節點。DSDV創新之處是為每一條路由設置一個序列號，序列號大的路由為優選路由，序列號相同時，跳數少的路由為優選路由。正常情況下，節點廣播的序列號是單調遞增的偶數，當節點B發現到節點D的路由(路由序列號為s)中斷后，節點B就廣播一個路由信息，告知該路由的序列號變為s l，并把跳數設置為無窮大，這樣，任何一個通過B發送信息的節點A的路由表中就包括一個無窮大的距離，這一過程直到A收到一個到達D的有效路由(路由序列號為s 1-1)為止。
在此方案中，網絡內所有的移動終端都建立一個路由表，包括所有的目的節點到達各個目標節點的跳躍次數(或標識距離矢量的路徑矩陣)。每個路由記錄都有一個由目標節點設定的序列號。序列號使移動終端可以區分當前有效路由路徑和已過時的路由路徑。路由表周期性地做全網更新以維護全網的通信有效性。通常，為了減少由于路由表更新而產生的大量路由信息傳遞，減少網絡路由開銷，可以采用兩種路由更新方式。第一種是全清除方式，即通過多個網絡協議數據單元將路由更新信息在全網中傳輸。如果網絡內終端出現移動，則產生的新路由分組信息不定期的傳達至網絡內所有終端。第二種是部分更新方式，或稱為增量更新方式，即在最后一次全清除傳輸后，只傳遞那些涉及變化了的路由信息進行傳輸，這些信息通常被放置在一個標準的NPDU里，從而減少路由信息的傳遞量。在增量更新方式中移動終端可以增加另外一個附加的表來存儲路由更新信息。
新路由信息的廣播信息包含目標節點的地址，到每個目標節點的跳數、接收信息的序列號，以及獨有的廣播序列號。新路由信息適用最新的序列號。如果兩次更新具有相同的序列號，則具有較小的距離矢量陣的路由具有優先權。因為它代表路徑最短(或跳數最少)。在通常情況下，從源節點到目的節點可能存在多條路徑，在最佳路由路徑的確定過程中，移動終端跟蹤不同路由路徑的時間，最佳路由路徑就是時間最短的路徑。在找到最佳路徑之前，該時間呈收斂性漲落。一旦路徑確定，這些信息就存放到每一個終端的路由表中，直到節點收到新的路由信息。
三、反應式硌由協議
反應式路由選擇協議是一種當需要一條從源節點到目的節點的路徑進行數據發送時才查找路由的路由選擇方式。節點并不保存整個網絡的及時準確的路由信息。當源節點要向目的節點發送報文時，源節點在網絡中發起路由查找過程，找到相應的路由后，才開始發送報文。為了提高效率，節點可以將找到的路由保存在緩存中供后續發送使用。反應式路由協議按需路由的特點可以較好地適應節點移動較為頻繁的無線網絡環境，節點發生移動后，只需要更新需要發送數據的相關路徑的路由信息即可。
四、混合式路由協議
混合式路由是將前面兩種路由方式結合起來，在局部范圍內使用先驗式路由協議，維護準確的路由信息，并可以縮小路由控制消息傳播的范圍。當目標節點較遠時，則使用反應式路由協議查找發現路由。ZRP協議就是混合式路由協議的代表。ZRP協議是一種專為多變的通信環境(如可重構無線網絡，RwN)設計的平鋪式路由協議。在每個節點定義一個區域，此區域包含一些節點，這些節點的距離(也就是跳數)在一個限定的范圍之內。這個距離被成為區域半徑rzone。每一個節點只需要知道它的路由區域內的拓撲結構，而且其路由信息隨著區域內的拓撲更新而更新。這樣，盡管網絡很大，但更新僅僅在局部區域進行。由于距離大于1，這樣區域就有大量重疊。
若s要與D通信，則s發送query消息，并一級一級廣播下去，直到到達D，D響應這個請求，表明路山為：S-H-B-D。
B知道路由路徑的機制成為路由累積。累積過程如下：query消息每經過一個節點，則在query消息中加上該節點的信息。為了限定信息大小并能反應出路由發現過程，在query消息中加入跳數限制，并且每經過一個節點，跳數減l，若跳數域為0，則丟棄該消息。區域內部采用先驗式路由協議。
可以看出ZRP僅需要一些相對小數量的query信息，這些信息只是發給周
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