基于NS2的DSR和AODV协议的性能比较研究外文翻译资料

 2023-03-14 18:41:32

基于NS2的DSR和AODV协议的性能比较研究

原文作者 Ahmed Mohammed Fahad1, Sameer Alani2, Sarmad Nozad Mahmood3, Nadia Mohammed Fahad4

单位 1Faculty of computer system and software engineering, University Malaysia Pahang, Malaysia,

2Faculty of Information and Communication Technology, Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM) Malaysia,

2,3Computer Technical Engineering, Alkitab University, Iraq,

4Faculty of information technology, University of Al-Anbar,Iraq,

摘要：无线自组织网络（MANET）在没有传统通信基础设施的情况下非常有用，在军事和其他领域也有应用；MANET是一组能够相互通信的节点，不受基础设施或集中管理的限制。系统节点的可移动性使得节点可以被自动安排和设计。此外，由于无线网络在军事、工业和私人区域网络等不同领域的应用前景，MANET 在通信系统领域受到广泛关注。

此外，与有线网络不同，无线网络易于安装，价格低廉，性能可靠，而且不需要固定的基础设施。在 MANET 中，路由协议在发现源和目的地之间的途径方面起着重要作用。一般来说，被指定的路由协议系统旨在解决逐步发展的拓扑结构的困难。可以将 MANET 的路由协议分为三种：主动式、反应式和混合式。在这份报告中，通过改变了路由协议的拓扑结构（如队列大小和节点数量），并从平均端到端延迟、平均吞吐量和数据包交付率方面对比了两种反应式路由协议，AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector) 和 DSR(Dynamic Source Routing)的效率指标。

关键词：MANET, 路由协议, 网络, 自组织网络（Ad-Hoc）, QoS.

1. 简介

无线自组织网络在我们的日常生活中有许多不同的用途，例如由车辆导航系统收集和分发的交通数据，会议中的研究人员共享资源，不同人可以共享使用节点上的硬件和软件，或使用建筑物中的传感器探测火灾。这样的网络也被用于军事行动，以感知敌人的活动，以及在通信基础设施被破坏的灾区。MANETs 中的节点具有有限的连接时间和资源 [1] ，并且主要用于连接没有任何传统通信基础设施的地区的用户。MANETs 具有自我配置和自我管理的能力，尽管其节点由于计算能力低和电池电量有限而不能连续使用[2]. 。因此，节点只在通信期间连接，并经常因为拓扑变化、链路断裂和网络分区而断开网络连接。逐跳方法被用来建立网络线路，因为网络传输范围的节点是有限的。每个节点通过网络共享固定内容或数据，并管理其内容[3]。 无线网络使无线节点能够交换信息，和固定网络一样，可以分为基于基础设施的网络和 网络较少的网络[4]。在基于基础设施的网络中，节点通 过一个基站或与指定网络（如互联网）相连的接入点进行交互，如图1所示。因为网络拓扑结构变化的机会较少，基础设施网络通常是可靠的。基站的存在有利于有效的路由和资源管理，因为节点之间的路由是以一种集中的方式确定的。

图 1: 无线节点之间的通信

因此，路由被定义为网络中从一个主机到另一个主机的信息交换过程[5]。路由也是一种以最有效的方式将数据包转发到目的地的机制。路径效率是通过各种指标来确定的，如跳数、流量和安全性。在自组织网络中，每个主机节点都作为一个特定的路由器工作。因此，路由是 MANETs 的一个基本问题[6]，因为寻找和维护有效网络协议设计的主要障碍是源到目标的路径[7]。已经有许多录音协议被提出来处理网络的局限性，如移动节点的高安全风险和高不准确率[8]。路由协议可以分为图2所示的三种主要的路由协议。

单播

反应式

混合

主动式

MANETs 中的路由类型

AODV

ZRP

FSR

DSR

OLSR

DSDV

图 2: 路由协议类型

2. MANET路由协议的分类

MANET有三种类型的路由协议，如下所示。

2.1主动式路由协议

主动式或者表驱动的路由协议，如DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector Routing)，无论路径当前是否在使用，都保留的路由信息[9]。每个网络节点利用 路由表来传输数据包，并希望与其他网络节点连接。主 动式路由协议要求每个节点至少维护一个表来存储路由信息，以保持网络视角的一致性。 如果网络拓扑结构发 生变化，各节点就会通过网络发布最新的信息。路由表 被频繁地广播和修改以保持稳定性。这类协议有一种独 特的方式来沟通网络结构的变化，并且需要特定数量的路由相关表[7]。主动式路由协议的每个数据包的中位延迟时间较低，可以在需要时获取路由信息。然而，主动式协议使用相当多的网络容量来维护当前和更新的路由信息，这使得主动式路由协议不适合任何可重新配置的MANETs

2.2 反应式路由协议

反应式或者说按需式的路由协议不为没有通信的节点保留路由信息。通过这种方式，可以用较低的开销来管理没有被使用的路由。然而，如果一个节点决定向另一个节点发送数据包，在反应式协议搜索路径时可能会发生初始延迟，因为在数据包传输之前必须形成一个连接。。反应式路由中的路由发现过程需要用RREQ数据包充斥网络 [10].

有两个反应式协议类别：源路由和逐跳路由[11]。在源 路由协议中，从发送方到接收方的完整地址由每个数据 包携带。每个中间节点都考虑存储在每个数据包的头部 分的数据。因此，为了将数据包转发到目的地，中间节点不需要为每条活动路线更新路由数据。因此，为了将数据包转发到目的地，中间节点不需要为每条活动路线更新路由数据。此外，不需要通过定期广播hello信标来维持邻居的连接。在有新拓扑数据的情况下，由于每个节点都有能力更新其路由表，路径可以动态地适应不断变化的MANET环境。 这将数据包传送到更好、更新的路线[12]。

2.3 混合路由协议

新一代协议兼具了反应式和主动式的特性，被称为混合路由协议[13]。这些新协议的设计允许节点在靠近时一起工作。这通过形成一种骨干网减少了路由发现的开销，

从而提高了可扩展性。混合协议主动为相邻的节点保留 路径，同时也用路由发现技术识别到远处的节点的路由 。因此，每个节点都将网络视为不同的区域或将网络分割。迄今为止，大多数混合协议都被认为是基于区域的，尽管有些协议将节点分成集群或树[14]。代表性的混合路由协议有基于区域的分层链路状态路由、可扩展的地点更新路由、区域路由协议（ZRP）和基于树的分布式路由[15]。

3. AD HOC ON DEMAND DISTANCE VECTOR (AODV)

AODV 路由协议通过MANET 在 AODV 路由协议 的检测过程中描述了源节点的广播路由请求 (RREQ) 包通过了MANET 节点[16]。在确定等待响应和时间中，RREQ 包括有关路由的信息，例如发起方 IP 和广播 ID 以及目标号码序列。每个平均节点接收 RREQ 数据包并维护到源的反向路径，并在执行第一次检查是否接收到使用相同的发起者 IP 地址和广播 ID 之前，决定是忽略还是接受 RREQ 数据包。 其次，如果在接受 RREQ 数据包的情况下，还会存储基于节点的平均验证号在其路由表中的序列[17].

4. DYNAMIC SOURCE ROUTING (DSR)

DSR有利于在特设网络中发现从发送方节点到接收方节点的多个网络跳数的路由[18]。在DSR中，数据包头包含一个完整的节点序列来指定转发路线。由于数据包包括路由信息，中间跳数不需要存储路由信息，如图3所示。

9

8

2

7 1

5

3

4

6

5

2

3

4

1

9

图 3: 一个数据包从节点9路由到节点5

由于DSR不涉及定期传输的路由器广告或链接状态数据包，它的开销比其他协议低。

此外，DSR可以计算出单向链接的正确路线[19,20]。在源路由中，节点的顺序是由广播数据包的节点决定的。该序列使用节点地址在数据包头中列出。DSR协议包含了路由、路由发现和路由维护。路由发现指的是源节点为获得通往目的地的路径而采用的机制。同样，检测路由中断并获得纠正的路由的机制被称为路由维护。

5. 模拟环境

在模拟环境中，两种路由协议的比较是通过NS2.35网络模拟器完成的，该模拟器是为了模拟一个在物理上完成的无线ad-hoc多跳环境、媒体接入控制（MAC）和数据链路的模型。由于其自由移动，所使用的模型是随机航路模型。在这个模拟下做了两个场景。第一个场景是节点的数量从10个到50个。第二种情况是，队列大小也从10个变化到50个。所有的参数都显示在表1中。

参数名

值

单位

模拟器

Ns-2 (v2.35)

模拟时间

150

秒

节点数量

10 -20 - 30 - 40 – 50

节点（个）

队列大小

10 -20 - 30 - 40 – 50

网络区域

600m x 500m

平方米

传输类型

恒定比特率（CBR）

表1: 模拟参数

6. 性能指标

有各种性能指标用于评估该协议。这些指标用于计算目的地获得的信息量、丢包的数量；它们需要发送信息的时间和网络中节点的功耗。在本文中，三个性能指标被用于两个场景下的几个节点和队列大小，如下所示：

6.1 数据包交付率 (PDR)

目的获取的信息包的占源头发送的信息包的比例，决定了丢包率，这对网络造成了限制；公式1显示了如何计算数据包交付率：

公式1：数据包交付率计算

图 (4和5) 显示了DSR和AODV协议的两种方案的结果。

图4: 数据包交付率与节点数的关系

图5: 数据包交付率与队列大小的关系

6.2 吞吐量(TP)

吞吐量是成功接收的字节数，也是为目标节点收到的真实数据包。对于尽力到达的流量来说，最重要的是前两个指标。路由负载指标给出了对路由协议效率的评估，即用公式2计算提供的吞吐量：

公式1：吞吐量计算

图 (6 和 7) 显示了另一种情况下的吞吐量结果。

图6: 吞吐量与节点数量的关系

图7: 吞吐量与队列大小的关系

6.3 平均端到端延迟（E2E延迟）

这个术语 '平均E2E延迟 '指的是数据传输的平均时间。从源头到目的地跨网络移动的数据包。这一操作涉及所有潜在的延迟，如发现路由排队接口的延迟期间的临时存储和传输时间。公式3显示了如何计算E2E延迟:

公式3：E2E延迟计算

MAC上的编程和重传延迟如图(8和9)所示.

图8: 端到端延迟与节点数量的关系

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

英语原文共 5 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[596241]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章