DSDV路由协议分析与仿真
基于SUMO的路由协议仿真研究
基于SUMO的路由协议仿真研究苗晓锋;罗志辉;洪亮【摘要】This paper refers TIGER database, builds a realistic road map as simulation scene. It evaluates the applicability of three routing protocols including AODV, DSR and DSDV in Vehicular Ad-hoc NETwork(VANET) by the joint simulation of Simulation of Urban MObility(SUMO) traffic simulator and NS2 network simulation platform. Experimental results show that existing routing protocols exist the shortages of low packet transmission success, high normalized routing load and big average end-to-end delay under urban VANET environment, it can not meet the needs of existing VANET communications in urban scenarios and needs developing new routing protocol.%利用TIGER数据库,构建一个实际道路地图作为仿真场景,借助SUMO交通仿真器和NS2网络仿真平台,评估ADOV、DSR、DSDR 3种路由协议在城市场景车载自组网(VANET)中的适用性.实验结果表明,上述3种协议在城市VANET环境下,存在分组传输成功率低、归一化路由负载高、平均端到端延时大的缺点,难以满足现有城市VANET的通信需求,需要开发新的路由协议.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)001【总页数】3页(P107-109)【关键词】车载自组网;移动自组网路由协议;SUMO交通仿真器;TIGER数据库【作者】苗晓锋;罗志辉;洪亮【作者单位】西北工业大学自动化学院,西安710072;哥伦比亚大学工程与应用科学学院,纽约10025;延安大学西安创新学院,西安710100;哥伦比亚大学工程与应用科学学院,纽约10025;西北工业大学自动化学院,西安710072【正文语种】中文【中图分类】TP3931 概述车载自组网(Vehicular Ad-hoc NETwork,VANET)是一种以行驶车辆为节点，车辆间可以进行多跳无线通信的移动自组网(Mobile Ad-hoc NETwork,MANET)，它是移动Ad Hoc技术在交通领域的新应用，具有较好的前景。
AODV与DSDV路由协议性能仿真与比较
Ｌ Ｕ Ｌ ｏ— ｋ ｎ ， ＨＡＮＧ ａ ＸＵ Ｊａ— ｄ ｎ Ｉ ｕ ｕ Ｚ Ｙｕ ｎ ， ｉ ｏｇ
（１ ｅａｔ ｎ ｏ ｏ ｕ ｉａｉ ｎ ｉｅｒ ｇ ， ｏｔｗ ｓ Ｉｄ ｓ ｙＵ ｉｅｓｙ Ｘ ’ ｈ ｎｉ ０ ２ ｈｎ ； ．Ｄ ｐｒ ｍｅｔ ｆ ｍｍ ｎｃｔ ｎＥ ｇｎ ｅｉ Ｃ ｏ ｎ Ｎ ｒ ｅｔ ｎ ｕ ｔ ｎｖｒｉ ， ｉ ｎＳ ａ ｘ ７ ０ ７ Ｃ ｉａ ｈ ｒ ｔ ａ １
并通过改变业务源连接数 目、 节点 的移动速度 和业务 源的发包率等参数 分析 比较 ｒ这些参 数对这两个协议性 能的影响 ， 仿
真结果表 明 Ａ Ｄ Ｏ Ｖ适合于 中小规模 ， 业务源发包率较低 的场合 ， Ｓ Ｖ适合于 网络规模 小且节点移动速度较低 的场合 。 章 ＤＤ 文
的最 后 对 全 文 进 行 了总 结 。
ＡＤ Ｏ Ｖ和 Ｄ Ｄ 路 由协议 。 了对这两种路 由协议 的性能进行 比较 ， ＳＶ 为 使用 Ｎ ２ ｓ一 网络仿真软件 ， 真时选 取了分组平均递 仿
交率 、 到端 的平均时延 、 端 平均跳 数和归一化的路由协议开销这四个衡量指标对 Ａ Ｄ Ｏ Ｖ与 Ｄ Ｄ 路 由协议进行 了性能评估 ， ＳＶ
（ ．西北 工业 大学通信Ｔ程 系 ， １ 陕西 西 安 ７ ０ ７ １０ ２；
２ 解放 军信 息＿程大学 信息工程学院通信 Ｔ程系， ． 亡 河南 郑州 ４００ ） ５０２
无线网状网络的路由协议分析
无线网状网络的路由协议分析无线网状网络是由Ad Hoc网络发展而来的一种多点对多点的无线网络，目前无线网状网络的路由协议都从很大程度上参考Ad Hocl~络的路由协议，其中经典型路由协议更是直接将Ad Hoc路由协议应用于无线网状网络环境。
对经典型无线网状网路由协议进行介绍，并对其中具有代表性的协议进行重点分析。
一、无线网状网的路由协议传统的路由协议是专为有线网络设计的，并不适用于无线网状网环境。
因为传统的路由协议不能够很好处理无线网状网环境中常见的拓扑结构和链接质的快速变化。
无线网状网络都有一些显著的特性，例如：高动态性，智能性，端对端最佳路径选择，多跳性，通常带宽有限和计算能力不足。
无线网状网络的高动态性的原因有两个：第一，路由器本身可能移动，并造成网络拓扑结构的快速变动。
第二，即使路由器本身不移动，由于干扰、地理和环境等因素，无线电链路的质量仍可能发生快速变化。
从以上这些特性可以知道，完备的无线网状网路由协议必须需要具备以下特点：①分布式操作；②快速收敛(适应更快的移动)；③可扩展性：④适用于大量的小型设备；⑤只占用有限的带宽和计算能力主动式操作(减少初始延迟)：⑥在选择路由时考虑无线电链路的质量和容量；⑦避免环路：⑧安全性。
由于无线网状网是由Ad Hoc网络发展而来的无线网络。
Ad Hoc网络和无线网状网络之间具有一定的相似性，因此现有的主流无线网状网路由协议也是从AdHoc网络的路由协议发展而来的，主要包括三种类型的路由协--议：一种为先验式路由协议：一种为反应式路由协议；另外一种就是二者的混合，称为混合式路由协议。
二、先验式路由协议(一)简介先验式路由协议是一种基于表格的路由协议。
在这种协议中，每个节点维护一张或多张表格，这些表格包含到达网络中其它所有节点的路由信息。
当检测到网络拓扑结构发生变化时，节点在网络中发送路由更新信息。
收到更新信息的节点更新自己的表格，以维护一致的、及时的、准确的路由信息。
课题名称1移动自组织网络Ad-Hoc路由协议的模拟与性能比较
课题名称
1、移动自组织网络(Ad-Hoc)路由协议的模拟与性能比较
——TORA路由协议的模拟与性能研究
2、移动自组织网络(Ad-Hoc)路由协议的模拟与性能比较
——DSDV路由协议的模拟与性能研究
3、移动自组织网络(Ad-Hoc)路由协议的模拟与性能比较
——DSR路由协议的模拟与性能研究
4、移动自组织网络(Ad-Hoc)路由协议的模拟与性能比较---AODV路由协议的性能分析与模拟
3.首先介绍网络仿真工具NS2，安装流程，以及使用NS2进行仿真的步骤，然后叙述典型路由协议的仿真程序和对仿真结果的数据文件处理方法。主要通过gnuplot绘图对典型路由协议的常规性能，分组投递率、延时和路由开销以及能耗性能，系统生存时间、节点平均能耗和仿真阶段存货节点数的仿真结果进行分析比较。
4.首先分析DSR协议TORA路由、DSDV路由、AODV路由协议的能耗特性和DSR路由，TORA路由、DSDV路由、AODV路由协议的算法的优势与不足。
5.结合小组其他同学的研究成果对比DSR路由、TORA路由、DSDV路由、AODV路由协议的常规性能，分组投递率、延时和路由开销以及能耗性能，系统生存时间、节点平均能耗和仿真阶段存货节点数的仿真结果进行分析比较。
注：我们的是分别侧重介绍、研究和分析DSR路由、TORA路由、DSDV路由、AODV路由。
专业方向
通信工程
字数
每份8000字
时间要求
5月5号
系库选用
程序详细功能要求
1.简要介绍MANET（移动自组网）的起源、结构特点和应用方向，并总结国内外的研究现状，阐明本论文研究MANET（移动自组网）路由协议的意义。
AdHoc网络协议仿真与分析
探讨与研究 DISCUSSION AND RESEARCHAd Hoc网络协议仿真与分析文/陈蜀波 刘 堃摘 要：Ad Hoc应用越来越广泛，本文介绍和分析了当前Ad HOC网络中的主要路由协议算法，使用网络仿真软件NS2对Ad Hoc路由协议中的DSR、AODV、DSDV协议进行了仿真分析，由此得出这几个经典协议在无线通信中的差异。
关键词： Ad Hoc；NS2；路由协议随着现代信息技术的不断发展，人们对于移动无线通信网络的研究不断升温，其中，移动自组网（Mobile Ad Hoc Network MANET）成为了研究的热点。
移动自组网是一种带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的临时性的无中心网络。
整个网络没有固定的基础设施，在自主网中，每个用户终端不仅能够移动，而且兼有路由器和主机两种功能[1]。
NS2是network Simulator 2（网络仿真器版本2）的简写，它是一个离散时间模拟器，具有开放性好、扩展性强、适用于Windows和Linux系统平台的特点，是一个出色的研究网络拓扑结构、分析网络传输性能的仿真工具[2]。
1.Ad hoc网络路由协议与传统的通信网络相比，Ad hoc网络具有以下显著特点：无中心和自组织性、动态变化的网络拓扑结构、多跳路由、无线传输、移动终端的便携性、安全性差。
Ad hoc网络的以上特点使得传统的路由协议在Ad hoc网络环境中面临巨大的挑战，通常的网络协议都是基于固定的拓扑结构设计的，难以适应拓扑结构的变化。
网络节点的移动性使得网络拓扑结构不断变化，传统的基于因特网的路由协议无法适应这些特性，需要有专门的应用于无线网络的路由协议。
到目前为止，已经有相当多的Ad hoc网络路由协议标准推出。
根据路由表建立和维护的不同，可将路由协议分为三类：表驱动(Table—Driven)路由协议，按需(On-Demand)路由协议，以及两种模式的混合形式：混合式路由协议[3]。
基于不同路由协议的Ad hoc网络控制仿真研究
当无节 点移动 时 ， 用 间隔较长 的大数 据包 （ 使 包括 多 个 数据 单元 ） 行路 由更新 ， 近节点 收到包 含修 改 进 邻
的路 由表信息 后 。 比较 路 由序 列号 的大小 。 先 序列 号 大的路 由将被 采用 ， 列 号小 的路 由则 被淘 汰 ， 序 若相 同， 则采 用最佳 路 由（ 如最 短路径 ）ＤＳ 。 ＤＶ不适 应快 速 变化 的 白组 网 ， 不支 持单 向信 道 。
据接 口模 块 、 ｓ ａ Ｃ 网络 接 口模块 以及 ＮＳ Ｖｉ ｌ 抖 ｕ ２网 络仿 真模块 。 网络仿 真软 件 ＮＳ ２用来 实现真 实 网络 环 境 的模 拟 ， ＭＡＴ Ａ 数 据 接 口模 块 实 现 了控 制 ＬＢ 器 ／ 控 对 象 模 块 与 Ｖ ｓａ Ｃ ＋网 络接 口模 块 的 被 ｉ ｌ ＋ ｕ
按需 路 由协议 中 ，节 点不需 要维护 及 时准确 的
路 由信息 ， 向 目的节 点发送 报文 时 ， 节点才 在 网 当 源
络 中发起 路 由查 找 过程 ，找 到相应 的路 由。ＡＯ ＤＶ 协议 在建立 路 由的方式 上对 ＤＳ ｖ 进行 了改进 。它 Ｄ 的路 由表信 息包 括 网络 中每个 节点 的维 护路 由缓 存 表 ， 的内容是 到达源 节点 已知节 点 的路 由。 由发 表 路
现过 程 ： 节点 发 信息 时 ， 在 路 由表 中查 找路 由 ， 先 有
则按 照路 由发 送 信息 ，没 有 就进 行 路 由发 现 过程 。 Ｒ Ｅ 节点 广播 路 由请求 包 ） 送 给 自己所 有 的邻 Ｒ Ｑ（ 发 节点 ． 节点 在 接 收 到 Ｒ Ｑ 后 ， 在 自己 的路 由 邻 ＲＥ 先 表 中查 找是否 有 到 目的节点路 由 ， 果有 ， 如 则将路 由
节点密集型无人机自组网路由协议研究
high-density UAV "bee swarm" is simulated in the scene of node intensive UAV ad hoc network，several common ad hoc network
固定传输速率 CBR（Constant Bit Rate）应用以 1 个/s
的速率发送数据包，数据包大小为 512B，CBR 连接
数量 20 个。为了仿真更加精确，除了要考虑传送
引言
无 人 机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）最 早
产生于 20 世纪初期应用于军事领域。无人机拥有
多个领域，在民用领域用于抢险救灾，地质勘探［3］
等。然而，近年来随着无线通信技术的进步［4］以及
战场环境的日益复杂，无人机“蜂群”作战备受世界
很多优势，例如：机动性强 ，成本较低，战场敏感
总第 321 期
Vol. 41 No. 3
93
舰 船 电 子 工 程
Ship舰Electronic
船 电 子Engineering
工 程
2021 年第 3 期
节点密集型无人机自组网路由协议研究
李
操1
杨余旺 1
（1. 南京理工大学计算机科学与工程学院
摘
要
肖高权 2
谢勇盛 1
汤小芳 1
赵启超 1
210094）
DSDV路由协议分析与仿真
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)作为人与自然界进行信息沟通的一种方式，随着目前传感器节点小型化、多样化的发展，正得到越来越广泛的使用，人们对无线传感器网络各方面的研究也成为目前学术界的研究热点。路由协议是无线传感器网络在网络层上的一个关键研究课题，本文着重研究基于路由表的目的序列距离矢量路由协议。
在90年代之前，WSN的研究多集中在军事方面。1999年9月《商业周刊》将其列为21世纪最重要的21项技术之一后，WSN开始得到越来越多的网络研究者的关注。1999年美国加州大学伯克利分校的“智能尘埃”计划验证了传感器节点硬件小型化的可行性。把传感器、微处理器、电源及无线通信单元集成在1 的微小节点上，在传感器节点集成化、小型化以及能量管理方面取得了很大的进展。目前美国几乎所有著名院校都有研究小组在从事无线传感器网络相关技术的研究，一些大公司也都开始介入该领域的研发工作。加拿大、英国、德国、韩国、日本等国家的研究机构都对无线传感器络表现出了极大的兴趣，纷纷展开了该领域的研究工作。我国对无线传感器网络的发展也非常重视。从2002年开始，国家自然科学基金、中国下一代互联网示范工程、国家“863”等已陆续资助了多项和无线传感器网络相关的课题。
WSN的主要任务是对分布在传感节点监测范围内的数据进行查询，收集和处理，并将最终数据发布给终端节点，方便人们感知客观世界；而路由算法则是WSN中最重要的部分，它用来建立源节点与目的节点之间的路径，实现数据通信。DSDV是对传统的Bellman-Ford路由协议的改进，是一种无环路距离向量路由协议，同时也是一种表驱动主动路由协议。由于其算法简单，同时又具有获取路由的延时小，较适合具有实时要求的应用；引入目的节点序列号，既能区别路由的新旧，又能有效避免路由环路的产生和无限计数的问题；有效减少端到端的时延，从一定程度上满足各种应用对QoS的要求。在此对其进行研究，通过仿真，分析其有点以及存在的问题，并相对应的提出改进办法。
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2.2.2节点硬件结构7
2.2.3协议栈8
2.3路由协议的分类8
2.3.1按需驱动路由协议9
2.3.2表驱动路由协议11
2.4本章小结13
第3章NS2仿真软件15
3..3C++与Otcl的接口16
3.4Otcl脚本编写18
3.5NS2仿真流程19
3.6NS2相关工具介绍20
WSN的主要任务是对分布在传感节点监测范围内的数据进行查询，收集和处理，并将最终数据发布给终端节点，方便人们感知客观世界；而路由算法则是WSN中最重要的部分，它用来建立源节点与目的节点之间的路径，实现数据通信。DSDV是对传统的Bellman-Ford路由协议的改进，是一种无环路距离向量路由协议，同时也是一种表驱动主动路由协议。由于其算法简单，同时又具有获取路由的延时小，较适合具有实时要求的应用；引入目的节点序列号，既能区别路由的新旧，又能有效避免路由环路的产生和无限计数的问题；有效减少端到端的时延，从一定程度上满足各种应用对QoS的要求。在此对其进行研究，通过仿真，分析其有点以及存在的问题，并相对应的提出改进办法。
中文摘要I
英文摘要II
第1章绪论1
1.1课题背景1
1.2国内外研究现状和发展1
1.3本文研究内容及意义3
第2章无线传感器网络及其路由技术概论4
2.1无线传感器网络概述4
2.1.1无线传感器网络定义4
2.1.2无线传感器网络的特点4
2.1.3无线传感器网络的应用5
2.2无线传感器网络的结构7
2.2.1分层结构7
4.3.3定时器27
4.3.4序列号机制27
4.4本章小结27
第5章DSDV路由仿真29
5.1总体设计29
5.2DSDV路由仿真实现32
5.2.1仿真场景设置32
5.2.2仿真结果及分析33
第6章总结与展望38
6.1工作总结38
6.2未来展望38
致谢40
参考文献41
摘
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)作为人与自然界进行信息沟通的一种方式，随着目前传感器节点小型化、多样化的发展，正得到越来越广泛的使用，人们对无线传感器网络各方面的研究也成为目前学术界的研究热点。路由协议是无线传感器网络在网络层上的一个关键研究课题，本文着重研究基于路由表的目的序列距离矢量路由协议。
3.7本章小结21
第4章DSDV路由协议分析22
4.1协议的提出22
4.2工作原理22
4.2.1路由表的建立、更新和数据转发之间的关系23
4.2.2路由表的建立23
4.2.3路由表的更新23
4.2.4数据包的转发24
4.3DSDV相关的关键技术24
4.3.1避免路由环路24
4.3.2减少路由波动26
毕业设计(论文)
题目DSDV路由协议分析与仿真
学院(全称)信息科学与工程学院
专业、年级通信工程06级02班
学生姓名学号
指导教师
论文评阅人
重庆交通大学
2010年
前言
物联网的英文名称为“The Internet of Things”,简称：IOT。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。最早时期，物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。
本文在阐述无线传感器网络概念和特点的基础上，引入了无线传感器网络路由，介绍了现有无线传感器网络路由协议，并结合现有无线传感器网络路由协议，实现了一种基于路由表驱动的路由协议(DSDV)。本文详细分析了DSDV路由协议，实现了DSDV路由协议在NS2上的仿真，对在仿真过程中得到的数据进行分析，从中发现网络拓扑和找到路由路径，并对结果加以分析，进一步深化对DSDV路由协议的认识和了解。
随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，人们研制出了各种具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器。由许多微型传感器构成的无线传感器网络(WSN)引起了人们的极大关注。由设置在无人值守的监控区域内大量的具有通信与计算能力的微小传感器节点构成的智能自治测控网络系统称为无线传感器网络(Wireless sensor networks)。它包括传感器、感知对象和观察者。人们可以通过传感器网络直接感知客观世界，称为人与自然之间重要的交互方式。
NS2(Network Simulator, version 2)称为网络模拟器，又称网络仿真器。最初由UC Berkeley开发，专门用来研究大规模网络以及当前和未来的网络协议交互行为。由于NS2中所有源代码都开放，因此受到大量研究人员的亲睐，也是目前网络研究领域应用最广泛的网络仿真软件之一。随着越来越多人的研究，其功能更加强大，支持的协议和功能模块也更加丰富。它对有线和无线网络上的TCP、路由和多播等协议的仿真提供了强有力的支持。由于强大的功能和丰富的模块，网络传输协议、路由队列管理机制、路由算法、业务源流量产生器，以及无线网络的Ad hoc，WLAN和WSN路由，移动IP和卫星通信网络等的仿真模块均已实现。同时通过对局域网的仿真，从而实现了多播以及一些MAC子层协议。因此，考虑到其中多的优点，在本次课题研究中将采用NS2仿真软件进行路由仿真。