adhoc网络的路由协议教程
单向ad-hoc移动网络路由协议UAOR
单向ad-hoc移动网络路由协议UAOR
臧婉瑜;于勐;谢立
【期刊名称】《计算机学报》
【年(卷),期】2001(024)010
【摘要】单向ad-hoc移动网络是一种完全由移动主机构成的网络,传统的路由协议由于基于DBF方式其路由更新开销大,对网络拓扑结构改变收敛慢,不适合ad-hoc移动网络拓扑变化快和带宽有限等特点.文中提出了一种支持单向ad-hoc移动网络的路由协议UAOR,它采用按需方式查找路由,并根据主机之间的邻接关系和距离矢量来选择相对最稳定且最短的路由,具有路由更新开销小,快速适应网络拓扑结构改变等特点.
【总页数】8页(P1018-1025)
【作者】臧婉瑜;于勐;谢立
【作者单位】南京大学计算机科学与技术系，;南京大学计算机科学与技术系，;南京大学计算机科学与技术系，
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于NS2的无线Ad-Hoc网络路由协议研究 [J], 王琼佩;
2.Ad-Hoc网络路由协议分析及改进 [J], 陈强伟;赵建华;杨雪芹
3.单向Ad_Hoc移动网络的QoS路由协议 [J], 陈年生;李腊元;孙强
4.单向ad-hoc移动网络优化路由协议OUAOR [J], 臧婉瑜;于勐;谢立
5.分级单向ad-hoc路由协议 [J], 金彦亮;杨宇航
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《移动Adhoc网络》课件
在应急场景下，通信设施可能受到损 坏或无法使用，移动Adhoc网络能够 自组织、自修复，快速构建起可靠的 通信链路。
物联网中的移动Adhoc网络
物联网中的移动Adhoc网络主要用于实现物联 网设备之间的通信和信息交互。
随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备 需要相互连接和通信，移动Adhoc网络能够为 这些设备提供灵活、便捷的通信方式。
路由协议
动态源路由协议（DSR）
01
源节点负责发现路径，并维护路径信息。
按需距离矢量路由协议（AODV）
02
仅当需要时才查找路径，并使用反向路径进行路由错误通知。
临时顺序路由矢量协议（TORA）
03
考虑了节点的移动方向和速度，以预测未来拓扑结构。
MAC协议
01
无线MAC协议（WMMPS）：基于竞争的MAC协议，考虑了节 点的移动性和网络拓扑结构。
利用缓存技术，实现数据包的缓存与转发，降低 因节点移动导致的丢包率。
04
移动Adhoc网络的研究挑战与未来发展方 向
研究挑战
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
网络拓扑动态变化
由于节点的移动性，移 动Adhoc网络的拓扑 结构不断变化，给路由 协议的设计和实现带来 了挑战。
能量限制
移动Adhoc网络的节 点通常由电池供电，能 量限制是网络设计的一 个重要考虑因素。如何 在保证网络性能的前提 下降低能耗是一个关键
移动Adhoc网络的应用场景
军事通信
应急救援
移动Adhoc网络在军事领域中具有广泛应 用，如战场通信、情报传输等，能够满足 快速部署和抗干扰的需求。
在地震、火灾等紧急情况下，移动Adhoc 网络可以为救援人员提供临时通信支持， 保障信息传递的及时性和有效性。
AdHoc
于发送 节点在 处理完 上一 次的全部转
发生的一些变化信息。 量 增 １目标排序燕寓矢量路 由协议 储报文后 ， ．
目 标 排 序 距 离 矢 量 路 由 协 议 报文只能用一个 Ｎ Ｄ Ｐ Ｕ来传递 ，以减 Ｖｅｔ ｒＲｏ ｔ ｇ Ｓ ｃｏ ｕｉ ，Ｄ ＤＶ）是一种使 的路 由表来保 存增 量报 文所传递的数 ｎ
类：表驱动瞎 由 （ ａ ｌ ｄ ｖｎ Ｔ ｂ － ｒ ｅ ）协 （ ｅ ｍ ｎ Ｆ ｒ ） ｅ ｉ Ｂ ｌ ａ — ｏｄ 算法的路 由协 议。 ｌ 按
广播报文中包含的信息有 目的节
议 和 源 初 始化 路 由 ，又 称 随 选路 由 照这个 协议，每个移动 节点维护一张 点的地址 到达该 节点的跳数 、 本机收
２． 群 网关交换路 由协议 分 员改变时 ，移动节 点并不一定就 重新 就会发 出 的 更新消息报文 给相邻 的 舟群网关交换路 由 （ ｌｓ ｒ ｅｄ 选 择中心 节点 ，而是 在两个群组的 中 节点 。然后相 邻节点修 正 自己的距 离 Ｃｕｔ ｈ ａ ｅ
Ｇａｅ ｙ Ｓ ｔｈ Ｒｏ ｔ ｇ，Ｃ Ｒ） 心 节点 ＧＳ 寻找新的可能的路径。 任何 新 协议 与 Ｄ ＤＶ 议的不 同之处 在于 其 或者 一小 节点移动 出所有 组的中心 的路径信 息都 会转发 回更新消息的发 Ｓ 编址娄型和所采用的网络捌分的方案 节点的通信 范围时 ，才进行重 新选择 。 起节点 ．该 节点根据发 回的信 苣 更新
网络 中的典型的 问题 ， 如高能 耗、 低带 （ ｅｔ ａｌｎ Ｓｑ ｅ ｃｄ Ｄｓ ｎｅ 少开销 。移动节点 中维护着一张附 加 Ｄ ｓ ｎ ｔ — ｅｕ ｎｅ ｉ ａ ｃ－ ｉ ０ ｔ 现有 的路 由协 议可 以大致 分成两 用 改 进 过 的 典 型 贝 尔 曼 一 弗 德 据
AdHoc网络
AdHoc网络AdHoc网络是一个没有有线基础设施支持的移动网络。
在AdHoc网络中，所有的节点都是由移动主机构成的。
最初是应用于军事领域，是为了在战场环境下分组无线网络数据的通信。
AdHoc是一个拉丁词汇，在拉丁语中他的意思是“为了这个目的（forthispurpose）”。
Adhoc网络是一种独具特色的网络，作为一种新型的无线、多跳、无中心分布式控制网络，它无需网络基础设施，具有很强的自组织性、鲁棒性、抗毁性和容易构建的特点，其关键技术一直是研究的热点和难点。
文章主要对Adhoc网络的路由协议、服务质量、功率控制、安全问题和互联问题进行分析和探讨，最后展望了Adhoc网络的发展前景。
1、Adhoc网络特点随着移动通信技术的飞速发展和普及，人们对移动通信的需求越来越强烈，涌现出了众多的移动通信技术，Adhoc就是其中之一。
Adhoc网络是一种无线多跳网络，与传统的无线网络相比，它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心，而是由一组自主的移动节点临时组成，通过移动节点间的相互协作和自我组织，保持网络连接和实现数据的传递，主要应用于军事战场、医疗抢险以及抗洪救灾等特殊紧急环境。
Adhoc网络组网灵活、快速，使用非常方便，但必须为Adhoc设计专门的协议和技术，因为传统固定网络和移动蜂窝网络中的技术和协议无法直接复制到Adhoc网络，这是由Adhoc网络自身特性决定的。
因此有必要对Adhoc网络的路由协议、服务质量和功率控制等关键技术进行探讨。
2、关键技术探讨2.1路由协议路由协议是Adhoc网络的重要组成部分，开发良好的路由协议是建立Adhoc网络的首要问题。
与传统网络的协议相比，Adhoc网络路由协议的开发更具挑战性，这是因为传统网络的路由方案都假设网络的拓扑结构是相对稳定的，而Adhoc网络的网络拓扑结构是不断变化的。
另外，传统网络的路由方案主要依靠大量的分布式数据库，这些数据库保存在某些网络节点和特定的管理节点中，而Adhoc网络中的节点不会长期存储路由信息，并且这些存储的路由信息也不总是可靠的。
第2章 组建Ad-hoc无线局域网
是由专用的路由设备（如路由器）完成的。这是Ad-hoc无
线局域网与其他移动网络的最根本区别。 4．动态拓扑 Ad-hoc 无线局域网是一个动态的网络。网络节点可以 随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使网络的拓
扑结构随时发生变化。
第13页
第2章 组建Ad-hoc无线局域网
2.3.4 无线网络适配器 1.无线网络适配器 1）无线网络适配器（也简称为无线网卡）可以发送和 接收电磁波，是无线信号与计算机的接口。
W541U V2.0客户端应用程序有两种配置模式，一种是
“Station 模式”；另一种是“AP 模式”。
第25页
第2章 组建Ad-hoc无线局域网
1） Station 模式 （1）连接信息。
第26页
第2章 组建Ad-hoc无线局域网
（2）站点检测 。
第27页
第2章 组建Ad-hoc无线局域网
· 掌握Ad-hoc无线局域网的构成 ；
· 掌握Ad-hoc无线局域网的结构 ； · 知道Ad-hoc无线局域网的特点 ； · 理解无线网卡的功能 ； · 掌握Ad-hoc无线局域网的组建技术 。
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第2章 组建Ad-hoc无线局域网
教学重点
·Ad-hoc无线局域网概念 ； ·Ad-hoc无线局域网的构成 ； · Ad-hoc无线局域网的结构 ； · 无线网卡的功能作用； · Ad-hoc无线局域网的组建技术 。
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第2章 组建Ad-hoc无线局域网
3．无线网卡的应用
无线网卡的应用主要关注它的接口类型、支持的传输
速率、接收与发送电磁波的频段。无线网卡支持的传输速 率和接收与发送电磁波的频率是依据其支持的IEEE 802.11 标准来确定。
Ad Hoc 自组织网络
Ad Hoc 自组织网络12070423 程鹏Ad Hoc网络是基于预先架设网络基础设施的无线网络，他依赖于基站、无线接入点等现有基础设施网络。
自组织网络的应用需求有临时会议，紧急情况科学考察，探险，军事战场，接入网络服务商所需的时间和成本，现有服务和架构的性能或者能力，远离网络基础设施而希望保持与网络的连接。
Ad Hoc结构是一种省去了无线中介设备AP而搭建起来的对等网络结构，只要安装了无线网卡，计算机彼此之间既可实现无线互联；其原理是网络中的一台计算机主机建立点到点连接，相当于虚拟AP，而其他计算机就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。
自组织网的起源与1972年战场环境下的用于数据通信的分组无线网，1983年发展成支持大规模网络，适应战场快速变化环境需要的自适应网络协议的抗毁自适应网络。
1994年进一步发展为满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁星的移动信息系统。
1991年IEEE 802.11首次提出“Ad Hoc网络”——自组织、对等式、多跳无线移动通信网络。
1997年IETF 成立MANET工作组——基于IP的无线多跳网络路由。
2003年IRTF成立ANS研究组。
Ad Hoc网络是由一组带有无线通信收发装置的(移动)终端节点组成的一个多跳临时性自治系统。
每个(移动)终端同时具有路由器和主机两种功能：作为主机，终端需要运行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。
节点间路由通常由多跳(Hop)组成。
不需要网络基础设施，可以在任何地方、任何地点快速构建。
Ad Hoc网络的特点有：独立组网——不需要任何预先网络基础设施。
动态拓扑——节点移动/开机/关机，节点无线发送功率变化、无线信道干扰或者地形等因素影响。
自组织——无控制中心，节点故障不会影响到整个网络。
多跳路由——接收端和发送端可使用比两者直接通信小得多的功率进行通信，因此节省了能量消耗。
通过中间节点参与分组转发，能够有效降低对无线传输设备的设计难度和成本，同时扩大了自组织网络的覆盖范围。
ad-hoc协议的工作原理
ad-hoc协议的工作原理
ad-hoc协议是一种无固定网络基础设施的无线网络通信协议，其可以利用使用单独的计算机或者无线通信设备来构建一个临时的网络，不和任何固定网络相连接。
当几台计算机需要互相通信时，就可以采用ad-hoc协议，它不需要任何固定的网络
基础设施，就可以把多个计算机组成一个无线网络。
Ad hoc协议的工作原理主要包括:
1、路由器设置和维护：首先，当计算机之间需要建立连接时，每台计算机会作为一个路由器，通过设置路由表来建立连接的路径。
它将具体的连接信息和要连接的IP地址保存在路由表中，如邻居节点的IP地址、端口号以及其它信息。
2、数据包传送：当两台计算机连接在一起，它们就开始发送
和接收数据包。
每个计算机会根据路由表中的信息发送数据包，每个数据包都会有一个源地址和目的地址，当一个数据包发出后，它就会沿着路由表所示的路径通过网络传输到目的地，以实现计算机间的通信。
3、数据传输完毕：当所有的数据包传输完毕后，路由表会被
更新，新的节点就会被加入网络中。
4、节点离开：当一个节点离开网络时，它会发出一个关闭连
接的信号，路由表也会随之更新，以及一个新的连接和路由被建立。
Ad hoc协议可以成功实现无线网络的连接，因为它为每个节
点提供了安装简单的和可用的路由服务，而且它可以自动的构建、维护和释放无线网络，也可以实现多个节点间的通信。
这使得ad-hoc协议在具有限资源的局域网中能够有效地工作，而且它可以满足无线网络应用的多样性，从而能够有效地提高网络系统的灵活性和可靠性。
AdHoc网络QoS多径路由协议的研究
通 信行 为 ， 以便 能 够更 加 安 全可 靠 地 保 护 网络 承
载 的 信息 ， 加高 效 地使 用 网络 资 源． 体 而 言 ， 更 具
Ｑｏ ｓ是 指 网 络 为 用 户 提供 的 一 组 可 以预 测 的 服 务参数 ， 括时延、 包 时延 抖 动 、 宽 和 分组 丢失 率 带
郑 四 海 ： ，２岁 ， 士 生 ． 男 ３ 硕 主要 研 究 领域 为 高性 能 计 算 机 网 络
国家 自然 科 学 基 金项 目（ 准 号 ：０ ７ １７ ６ ７ ３ １ ） 教 育 部 博 士 点 基 金 项 目 （ｔ准 号 ；０ ６ ４ ７ ０ ） 湖 』 省 科 技 攻 关 项 目 批 ６６２３ ，０７４１ ， ４ ｔ ２０ ０ ９ １ ５ ， ｔ （ 准 号 ；０ ７ 批 ２ ０ＡＡ１ １ ６ ） 助 ０ Ｃ ３资
用式 （ ） 算 可用 带宽 ． １计
Ｂ ｉｉ ， ｖＩ ）一 Ｂ（ ）× Ｔ＿ ／ １ ｌ ａｂ （ ， ｄ ７ｉ ｌ 。 （） １
式 中 ： － （ ） 节点 可 用带 宽 ； 为节点 ， Ｂ 为 Ｂ（ ）
的最 大 传 输 带 宽 ； …ｔ 观 察 的 间 隔 时 间 ； Ｔ 为 Ｔ
证， 又便 于 协 议 的 实现 ． 排 队论 的角 度 考 虑 ， 从 网
个 很 重 要 的参 数 ， 由节 点 以及 邻居 节 点 的业 务 它 量综 合 决定 ， 这 段 时 间 内节 点 可 以成 功 地传 输 在 数据 ． 以空 闲时 间反 映 了节 点 的 可用 带宽 Ｌ ， 所 ２ 可 ］
应用 实 现 正 常功 能 所 需 的性 能级 别 保证 ． 文 在 本 研究 多径 路 由 和 Ｑ Ｓ路 由的 基 础 上 提 出 了一 种 ｏ Ｑ Ｓ 多 径 路 由 协 议 （ Ｓ ｍｕｔ ｐ ｔ ｙ ａ ｃ ｏ Ｑｏ ｌ —ａｈ ｄ ｎ ｍｉ ｉ ｓ ｕｃ ｏ ｔ ｇ ＱＭＰ Ｓ ， 后 进 行 了 仿 真 实 ｏ ｒｅｒ ｕ ｉ ， ｎ Ｄ Ｒ） 最