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1、I I 目录 摘要 III ABSTRACT V 第 1 章 绪论 .- 1 - 1.1 无线自组网的产生和发展 .- 1 - 1.2 无线自组网的特征 .- 1 - 1.3 无线自组网应用领域 .- 2 - 1.4 无线自组网体系结构 .- 2 - 1.5 文章研究内容 - 3- 1. 6 本文研究的应用 - 3- 第 2 章 AD-HOC 网络的路由协议分类.- 7 - 2.1 表驱动路由协议- 7 - 2.2 单路径和多路径 .- 9 - 2.3 几种典型的无线自组网路由协议 - 11 - 2.3.1 目的序列距离矢量路由协议 DSDV.- 11 - 2.3.2 按需平面距离矢量路由协议
2、 AODV.- 12 - 2.3.3 临时排序路由算法 TORA.- 13 - 2.4 路由协议性能评标准 - 13 - 第 3 章 网络模拟器 NS2 - 15 - 3.1 NS2 简介.- 15 - 3.2 NS2 组成部分.- 17 - 3.3 NS2 模拟基本流程.- 18 - 第 4 章 ADAD HOCHOC 网络多路径仿真研究网络多路径仿真研究- 21 - 4.1 多路径协议介绍 - 21 - 4.1.1 AOMDV 协议 .- 21 - 4.1.2 移动节点的创建- 22 - 4.1.3 多路径计算 .- 22 - 4.2 无线自组网路由模拟的实现 .- 23 - 66II 4
3、.2.1 其他多路径路由协议- 23 - 4.2.2 TCP 代理的创建和设置 - 23 - 4.2.3 仿真参数的设置- 23 - 4.3 仿真结果分析 - 24 - 4.3.1 动画演示工具 nam.- 24 - 4.3.2 无线 Trace 文件格式- 24 - 4.3.3 数据分析工具 gawk- 26 - 4.3.4 绘图工具 gnuplot.- 26 - 4.3.5 仿真结果分析 - 27 - 第 5 章 总结和展望研究总结 - 33 - 参考文献 .- 35 - 致 谢- 37 - 摘要 I I 摘要 移动 Ad Hoc 网络由一组由无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的、不需要
4、固定 中心接入点的自治系统。网络搭建方便，不需要基础设施，并且网络节点地位对等，可 以自由移动。Ad hoc 网络在现代社会越来越多的运用于各个领域，如军事、医学、空间 探测等。无线 Ad hoc 网络作为一种典型的自组织网络，其路由协议一直是研究的重点。 Ad Hoc 网络的特殊性使得传统有线网络的技术无法在 Ad Hoc 网络使用，因此需要设计新 的协议和技术，如 MAC 协议，路由技术，QoS 体系，安全技术，信道接入技术等。 本文通过网络仿真软件 NS-2 以仿真 AOMDV 协议为例介绍了 NS-2 仿真路由协议的详 细步骤，并给出了 DSR、DSDV、AODV 三种路由协议的仿真结
5、果图和一些性能分析。 关键词：Ad hoc 网络,NS-2 仿真,DSDV 协议,DSR 协议,AOMDV 协议 电子科技大学成都学院毕业设计 66II ABSTRACT The mobile Ad Hoc network is an autonomous system, which is multi-hopped and with no fixed center access points, consisting of a set of mobile nodes of wireless transceiver. Network established without any aid of i
6、nfrastructure is convenient and also has equivalent node status which are free to move. The Ad Hoc is widely used in many fields such as military, medicine and space exploration etc. The routing protocol is always the focus of Ad Hoc as a typical self- organized network. The reason designing new agr
7、eement and specification such as MAC protocol, routing protocol, QoS system, security technology, channel access technology etc is the particularity which makes the traditional wired network not available. In this paper, NS-2 network simulation software to simulate AOMDV agreement as an example of t
8、he NS-2 simulation routing protocol detailed steps, and gives the DSR, DSDV, AODV simulation results of three routing protocols and some performance analysis chart. Key words: Ad Hoc network ,Simulation,NS-2,DSDV,AOMDV,DSR,Agreement 绪论 - 1 - 第 1 章 绪论 1.1 无线自组网的产生和发展 “Ad Hoc”一词来源于拉丁语，意思是“专用的、特定的”。无线自
9、组网通常也可称为 “无固定设施网”或“自组织网”。由于组网快速、灵活、使用方便，目前无线自组网已经得 到了国际学术界和工业界的广泛关注，其应用也越来越广泛，已经成为移动通信技术向 前发展的一个重要方向，将在未来的通信技术中占据重要地位。 无线自组网的前身是分组无线网(Packet Radio Network,PRNET)，对分组无线网的研 究源于军事通信的需要。早在 1972 年，美国的 DARPA 就启动了分组无线网项目 PRNET，研究战场环境下利用分组无线网进行数据通信。在此之后，DARPA 于 1983 年 启动了高残存性自适应网(Survivable Adaptive Network
10、,SURAN)项目，研究如何将 PRNET 的研究成果加以扩展，以支持更大规模的网络，1994 年，DARPA 又启动了全球移动信息 系统(Global Mobile Information Systems,GloMo) 项目，旨在对能够满足军事应用需要的、 高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究。1991 年成立的 IEEE 802.11 标准委员会采 用了“Ad Hoc”一词来描述这种特殊的自组织对等式多跳移动网络，无线自组网就此诞生。 IETF 专门成立了(Mobile Ad Hoc Network,MANET) 小组来研究无线自组网的相关问题1。 1.2 无线自组网的特征 无线自组网
11、由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成，网络中每个终端可 以自由移动且地位相等，是一个多跳、临时、无中心网络，因此它具有以下主要特征： （1）自组织：即网络的布设无需依赖于任何预先架设的网络设施。节点开机后就 可以快速、自动地组成一个独立的网络。 （2）动态拓扑：即网络中的节点可以任意移动，并且可以随时关闭电台。发送装 置的天线类型多种多样，发送功率的变化，无线信道间的相互干扰，地形和天气等综合 因素的影响，造成网络的拓扑结构变化难测。 （3）多跳路由：由于节点发射功率的限制，节点的覆盖范围是有限的。当要与其 覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的转发，即要经过多跳才能到达目的节
12、点。 电子科技大学成都学院毕业设计 66- 2 - （4）无中心且所有节点地位平等：节点可以随时加入或离开网络，任意节点故障 不会影响整个网络运行，是一个无中心结构的对等式网络，抗毁性强。 （5）灵活性好：无线自组网中的工作站可以随时加入或离开，这对于一些根据需 求而需要随时组建网络的应用非常适合。 1.3 无线自组网应用领域 由于无线自组网的特殊性，它适合用于无法或不便预先铺设网络设施的场合，以及 其他需要快速自动组网的场合等。目前为止，其主要的应用领域有： （1）军事应用：军事应用是无线自组网技术的主要应用领域。因其特有的无需架 设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，无线自组网是数字化战
13、场通信的首选技术。 （2）无线传感器网络：传感器网络是无线自组网技术应用的另一大领域。采用传 感器网络能够跟踪从天气到企业商品库存等各种动态事物，极大的扩充互联网的功能。 对于很多应用场合来说传感器网络只能使用无线通信技术，并且传感器的发射功率很小。 分散的传感器通过无线自组网技术组成一个网络，可以实现传感器之间和与控制中心之 间的通信。 （3）个人通信：个人局域网(Personal Area Network,PAN)是无线自组网技术的又一 应用领域，用于实现 PDA、手机、掌上电脑等个人电子通信设备之间的通信，并可以构 建虚拟教室和讨论组等崭新的移动对等(Mobile Peer-To-Pee
14、r)应用。 （4）移动会议：在室外临时环境中，工作团体的所有成员可以通过无线自组网方 式组成一个临时网络来协同完成一项大的任务，或协同完成某个计算任务。在室内办公 环境中，办公人员携带的包含无线自组网收藏器的 PDA 可以通过无线方式自动从台式机 上下载电子邮件，更新工作日程表等。 （5）其他应用：可应用于紧急和突发场合，如在发生了地震、水灾、火灾或遭受 其它灾难后，固定的通信网络设施无法正常工作的情况下组建无线自组网。还可与蜂窝 移动通信系统等现有移动通信系统相结合，利用移动的多跳转发能力来扩展现有蜂窝移 动通信系统的覆盖范围等。 1.4 无线自组网体系结构 参照 OSI/RM，无线自组网体
15、系结构如图 2.1 所示2。 绪论 - 3 - 图 2.1 无线自组网体系结构 下面介绍各层的基本情况： （1）物理层：物理层包括射频(RF)电路、调制和信道编码系统。IEEE802.11b/a/g、 蓝牙(Bluetooth)和超宽带(LJwB:ultr-awideband)等规范都是具体的物理层协议。 （2）数据链路层:：数据链路层负责在不可靠的无线链路上建立可靠和安全的逻辑 链路。其分为逻辑链路控制子层(LLC)和媒介访问子层(MAC)。以 IEEE802.11 为例，其 LLC 子层负责无线链路差错控制、流量控制、将网络层的分组组帧以及重传等，而 MAC 子层负责节点对无线媒介访问的控
16、制和帧的加解密操作等。 （3）网络层：网络层负责分组的路由，建立网络服务类型以及在传输与链路层之 间传输分组。考虑到无线自网的动态性，网络层需要负责分组的重新路由和移动管理等。 无线自组网在网络层的一个重要问题是路由协议。 （4）传输层：传输层负责提供端到端的可靠数据传输服务。然而，由于无线链路 的不稳定，传统的有线网传输层协议，在无线环境下性能下降明显，所以必须改进。 （5）应用层：无线自组网的应用层指定的是各种各样类型的业务。在实际实施的 时候，可以采用各种各样的应用层协议和标准，比如 WAP(无线应用协议)协议等。 1.5 文章研究内容 1、查阅 Ad Hoc 路由协议文献，了解典型多路径路由协议工作原理，并了解其优 缺点； 2、深刻理解 AOMDV 协议的实现过程和所需条件； 3、通过 NS2 仿真实现 AOMDV 协议； 电子科技大学成都学院毕业设计 66- 4 - 1.6 本文研究的应用 Ad Hoc 网络的许多特点使它能应用于民用和军事等领
