自组织网的现有协议
自组织网络概述
移动自组织(Ad Hoc)网络是一种多跳的临时性自治系统,它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和之后于1973提出的PR(Packet Radio)网络。ALOHA网络需要固定的基站,网络中的每一个节点都必须和其它所有节点直接连接才能互相通信,是一种单跳网络。直到PR网络,才出现了真正意义上的多跳网络,网络中的各个节点不需要直接连接,而是能够通过中继的方式,在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。PR网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发802.11标准时,提出将PR网络改名为Ad Hoc网络,也即今天我们常说的移动自组织网络。
移动自组织网络。一方面,网络信息交换采用了计算机网络中的分组交换机制,而不是电话交换网中的电路交换机制;另一方面,用户终端是可以移动的便携式终端,如笔记本、PDA等,用户可以随时处于移动或者静止状态。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机,终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,这种分布式控制和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力,具有很强的鲁棒性和抗毁性。
作为一种分布式网络,移动自组织网络是一种自治、多跳网络,整个网络没有固定的基础设施,能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下,提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限,因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发,这样节点之间构成了一种无线多跳网络。
网络中的移动终端具有路由和分组转发功能,可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。移动自组织网络既可以作为单独的网络独立工作,也可以以末端子网的形式接入现有网络,如Internet网络和蜂窝网。
自从无线网络在70年代产生后,它在计算机领域里日趋流行,尤其是最近十年无线移动通信网络的发展更是一日千里。目前存在的无线移动网络有两种:第一种是基于网络基础设施的网络,这种网络的典型应用为无线局域网(WLAN)。第二种为无网络基础设施的网络,一般称之为自组织网(AD HOC)。这种网络没有固定的路由器,网络中的节点可随意移动并能以任意方式相互通信。
路由选择在自组织网中非常重要,它既是信息的传输策略问题,也涉及到网络的管理问题。目前自组织网的路由协议一般分为两种:路由表协议(table driven)和源始发的按需路由协议(source-initiated on-demand driven)。路由表协议包括有:DSDV、CGSR、WRP等,源始发的按需路由协议有:DSR、AODV、LMR、TORA、ABR、SSR等。 路由表协议需网络中的每一个节点都要周期性的向其它节点发
送最新的路由信息,并且每一个节点都要保存一个或更多的路由表来存储路由信息。当网络拓扑结构发生改变时,节点就在全网内广播路由更新信息,这样每一个节点就能连续不断地获得网络信息。
4.1.1、序列目的节点距离矢量路由协议(Destination-Sequenced Distance-Vector Routing)
DSDV是基于经典Bellman-Ford路由选择过程的改进型路由表
算法。DSDV以路由信息协议为基础。它仅适用于双向链路,是AD HOC 路由协议发展较早的一种。
依据DSDV,网络中的每一个节点都保存有一个记录所有目的节点和到目的节点跳数的路由表(routing table)。表中的每一个条目都有一个由目的节点注明的序列号(sequence number),序列号能帮助节点区分有效和过期的路由信息。标有更大序列号的路由信息总是被接收。如果两个更新分组有相同的序列号,则选择跳数(metric)最小的,而使路由最优(最短)。路由表更新分组在全网内周期性的广播而使路由表保持连贯性。
4.1.2、群首信关切换路由协议(Clusterhead Gateway Switch Routing)
CGSR和DSDV的不同之处在于寻址方式和网络组织过程。CSGR是有几种路由选择方式的分群的多跳移动无线网络。通过群首控制网络节点,信关隔离群,信道接入可以分配路由和带宽。群首选择算法用来选择一个节点作为群首并在群内应用分布式算法。信关为那些在两个或多个群首的通信半径之内的节点。节点发送数据包首先把它传送到群首,通过信关到另一个群首,一直重复此过程直到目的节点所在群的群首收到此数据包。然后,数据被传送到目的节点。用此方式,每个节点必须保存一个群成员表(cluster member table)和路由选择表(routing table)。群首方式的缺陷在于当群首频繁的变换时,节点忙于选择群首而不是数据转发,这样反而会影响路由协议的实行。因此,当群内成员发生变化时,产生了最小群变化协议(Least Cluster Change)。利用LCC,只有当一个群内有两个群首或一个节点在所有的群首通信范围之外时,群首才发生变换。
4.1.3、无线路由协议(The Wireless Routing Protocol)
WRP是以维护网络中所有节点间的路由信息为目的的基于表的协议。依据WRP,每一个节点都需保存距离表、路由表、链路开销表以及信息转发表(Message Retransmission List)。
节点通过更新分组告知其它节点链路的变化状况,通过接收相邻节点的确认分组以及其它信息来获知其它节点的情况。在WRP中,节点为网络中的每一个目的节点交流距离和下一跳到最后一跳的路由信息。WRP属于有特殊例外的路径搜寻算法。它通过强迫每一节点检查所有相邻节点发送的信息记录来避免无穷计(count-to-infinity)问题。这最终会消除环路现象和当链路断开时提供更快的路由收敛。 (Source-Initiated On Demand Routing)
这种路由选择方式只有当源节点需要时才建立路由。当一个节点需要到目的节点的路由时,它会在全网内开始路由发现过程。一旦检验完所有可能的路由排列方式或找到新的路由后就结束路由发现过程。路由建立后,由路由维护程序来维护这条路由直到它不再被需要或发生链路断开现象。
4.2.1、自适应源路由协议(Dynamic Source Routing)
DSR是基于源路由概念的按需自适应路由协议。移动节点需保留存储节点所知的源路由的路由缓冲器。当新的路由被发现时,缓冲器内的条目随之更新。
DSR主要由两部分组成:路由发现和路由维护。当一个节点欲发送数据到目的节点,它首先查询路由缓冲器看是否有到目的节点的路由。如果有,则采用此路由发送数据。另一方面,如果没有,源节点就开始路由发现程序。
路由维护通过路由错误分组(route error)和确认分组来实现。当链路层遇到传输问题时,错误分组开始传送。一旦收到错误分组,节点就会把发生错误的那一跳从路由存储缓冲器移走,并会在所有包含那一条的路由里删掉那一跳。除路由错误分组外,确认分组用来验证路由连接的正确运行。
4.2.2、自组织网按需距离矢量路由协议(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)
AODV实质上就是DSR和DSDV的综合,它借用了DSR中路由发现和路由维护的基础程序以及DSDV中跳到跳的路由选择、序列号码及周期性的更新信息的用法。
和DSDV保存完整的路由表不同的是,AODV通过建立基于按需的路由来减少路由广播的次数,这是AODV对DSDV的重要改进。和DSR相比,AODV的好处在于源路由并不需包括在每一个数据包中,这样会使路由协议的开销有所降低。AODV是一个纯粹的按需路由系统,那些不在路径内的节点不保存路由信息也不参与路由表的交换。
4.2.3临时排序路由算法(Temporally-Ordered Routing Algorithm)
TORA是基于‘逆向连接’概念的高度自适应、环路开放、分布式路由算法。TORA主要应用在动态移动网络环境内。它是源始发的路由协议,能向每一对源-目的节点提供多径路由。TORA的关键思想是把路由信息的传送限制在网络拓扑结构变化处附近较小的范围内。为了实现这一点,节点必需保留一跳之远的节点的路由信息。TORA主要实现三个基本功能:路由建立、路由维护、路由删除。
在路由建立和路由维护的过程中,节点应用‘高度(height)’ metric来建立一个以目的节点为根部的指导性的非循环的图表(Directed Acyclic Graph)。这样链路根据相邻两个节点的高度值来确定向上或向下的方向。
4.2.4、基于联合的路由协议(Associativity-Based Routing)
ABR协议是环路开放的、分组复用的,它为自组织网定义一个新的度量(metric)。这个metric就是联合稳定性程度(dgree of associativity stability)。在ABR,路由的选择基于节点的联合稳定性程度。节点周期性地发送信标来表明自身的情况。一旦相邻节点收到信标,它们的联合路由表就会被更新。每接收一个信标,节点就增加一个关于发送信标的节点的联合条目。联合稳定性通过节点和其它节点在时间和空间的连接稳定性来定义。高联合稳定性也许意味着节点的低移动率,而低稳定性意味着高移动率。当节点的相邻节点或节点本身移动出相邻的范围时,联合条目会被刷新。ABR的基本目标是为自组织网找出生命时间更长的路由。
4.2.5、信号稳定性路由协议(Signal Stability Routing)
SSR是基于自适应路由协议的按需路由协议。SSR选择路由是基于节点间信号的强度以及节点位置的稳定性。这种路由选择标准有选择强连接性路由的作用。SSR可分成两部分:DRP(Dynamic Routing Protcol)动态路由协议和SRP静态路由协议(Static Routing Protcol)。
DRP主要负责路由表(Routing Table)和信号稳定程度表(Signal Stability Table)的维护。所有的传送过程及接收都在DRP进行。SRP则负责处理节点接收的数据。
网络协议主要由哪三个要素组成?
网络协议是由三个要素组成:(1) 语义。语义是解释控制信息每个部分的意义。它规定了需要发出何种控制信息,以及完成的动作与做出什么样的响应。(2) 语法。语法是用户数据与控制信息的结构与格式,以及数据出现的顺序。(3) 时序。时序是对事件发生顺序的详细说明。(也可称为“同步”)。人们形象地把这...
网络通信的方式有那些?
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“知识共享”(CC协议)简单介绍
“知识共享”是 Creative Commons 在中国大陆地区的通用译名,简称CC。CC是一个国际组织的名称缩写,也是一种版权授权协议的统称。在互联网上流行的授权许可证主要包括BSD许可证及其系列、GNU系列、CopyLeft系列(包括前两者)以及CC系列。CC系列协议主要用于文字或艺术类创作内容上。使用CC协议的原因在于,...
OSI七层模型的每一层都有哪些协议?谢谢!
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哪些路由协议属于IGP,哪些属于BGP
注意,前面的EGP是分类,后面的那个EGP是具体的路由协议,不要混淆这两个概念。IGP:IGP(International GroupProgram)是世界上最大的专门为跨国公司提供员工福利计划的国际共保组织。迄今为止,IGP已经为660多个跨国公司的4400多个分支机构提供员工福利保障,位居世界500强的公司中有2\/3都是IGP的客户。
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1. 车联网是一种基于车内网、车载自组网和车载移动互联网的技术,它遵循特定的通信协议和数据传输标准,实现车与各种事物(包括车、路、行人、家庭以及互联网等)的互联互通。2. 通过这种互联互通,车联网旨在实现交通管理的智能化和车辆的智能化,同时为驾驶者提供实时动态信息服务。3. 车联网的实现分...
自组织网络的自组织网络特点
由于采用的是平面拓扑,因而没有地址变更的问题,从而使得这些移动终端仍然像在标准的计算机环境中一样。此外,在实际应用中,移动自组网除了可以单独组网实现局部通信以外,还可以作为末端子网通过网关连接到现有的网络基础设施上,例如Internet或者蜂窝网。作为末端子网,只允许产生于或者目的地是自治系统内部...
web是什么
2、超媒体(hypermedia)超媒体是超级媒体的简称。是超文本(hypertext)和多媒体在信息浏览环境下的结合。用户不仅能从一个文本跳到另一个文本,而且可以激活一段声音,显示一个图形,甚至可以播放一段动画。3、超文本传输协议(HTTP,HyperText Transfer Protocol)超文本传输协议是互联网上应用最为广泛的一...
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平塘县15730904119: zigbee路由的疑问 - ?
百姬灵健: 你买的webee应该也是zstack协议栈吧,目前的大部分zigbee协议开发都很简单,只需要做应用层的相关编程就可以了,至于网络层,很多都是不开源的 你提的这个问题,在初学阶段是很多人都考虑和担心过的问题,其实zigbee无线传感器网络属于Ad_hoc(移动自组织网络)中的一种,所以zigbee网络层的路由协议具有自组织特性,路由协议会自动进行路由的形成与维护.所以在你假设的情况下,C会自动发起路由请求,寻找到A的路径,直到最后经过B或者其他的路由节点与A进行通信,至于路由怎么实现这个功能,你可以查找下相关的文献 希望对你有帮助,欢迎追问!!
平塘县15730904119: 您好,我看到你关于zigbee的提问,我想问一下您是怎样实现组网的?求帮助 - ?
百姬灵健: ZigBee的终端没有组网功能,只能加入现有的网络.你必须有个协调器建立网络,终端才能加入.
平塘县15730904119: 主管要求做个无线协议,要求支持自组织、跳频.....大家认为需要多长时间??
百姬灵健: 商量好了,只实现主节点和从节点间的通讯.外加主节点之间的仲裁,不实现主节点之间的通讯,神马自组织的都取消,协议大大缩水了!这样的协议只能凑合着用,兼容性扩展性之类的就没了.谢谢各位关注!
平塘县15730904119: 移动自组织网络涉及到的无线网络安全技术有哪些 - ?
百姬灵健: 1.从移动自组织网络典型安全需求的角度出发,提出了移动自组织网络安会体系的 一种三维框架结构.安全体系结构对于理解安全概念、设计和实现具体应用的安全系统都 具有很重要的作用.然而,目前在移动自组织网络研究领域,还没有出...
平塘县15730904119: OSI和TCP IP的功能!! - ?
百姬灵健: OSI是由世界INTERNET组织提出的协议标准,是TCP/IP协议的前身,要问功能就是类似TCP/IP,TCP/IP是OSI的发展后的产品,OSI七层协议的功能: 1.物理层 物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础.物理层为设备...