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1、 中科院计算所网络课程中科院计算所网络课程 10-10-自组织移动网络自组织移动网络 110自组织移动网络 第十单元第十单元 自组织移动网络自组织移动网络 10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战10.3 Ad hoc无线介质访问协议无线介质访问协议10.3.1 MACA-BI协议协议10.3.2 PAMAS协议协议10.3.3 DBTMA协议协议10.3.4 MARCH协议协议10.4 Ad hoc按需距离向量路由选择按需距离向量路由选择10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择 210自组织移动网络10.1
2、 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？lAd hocAd hoc无线网络无线网络是一个有两个或更多个具有无线通信和网络连接能力是一个有两个或更多个具有无线通信和网络连接能力的设备的集合。这些设备都可以跟在它们的无线范围内的另一个节点的设备的集合。这些设备都可以跟在它们的无线范围内的另一个节点直接通信直接通信，或者也可以跟它们的无线范围之外的节点通信。在后者的，或者也可以跟它们的无线范围之外的节点通信。在后者的情况下使用一个中间节点把分组从源向着目的地情况下使用一个中间节点把分组从源向着目的地中继或转发中继或转发。lAd hocAd hoc网络是网络是自组织自组织的和的和自适应的自适应的
3、。这就意味着所形成的网络可以。这就意味着所形成的网络可以动动态地重构态地重构而不需要任何系统管理。术语而不需要任何系统管理。术语“Ad hoc”Ad hoc”意味着意味着“可以取不可以取不同的形式同的形式”，并且，并且“可以是移动的、独立的或连网的可以是移动的、独立的或连网的”。Ad hocAd hoc节点节点或设备应该能够检测到其它同类设备的存在，并执行必要的握手过程，或设备应该能够检测到其它同类设备的存在，并执行必要的握手过程，以便允许通信和共享信息和服务。以便允许通信和共享信息和服务。310自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l由于由于Ad hocAd h
4、oc无线设备可以取不同的形式，例如掌上电脑、笔记本和因特网无线设备可以取不同的形式，例如掌上电脑、笔记本和因特网电话等，电话等，设备设备的计算、存储和通信能力可能的计算、存储和通信能力可能差别很大差别很大。Ad hocAd hoc设备应该不设备应该不但能够发现跟邻接设备或节点的连接性的存在，而且能够识别这些设备的但能够发现跟邻接设备或节点的连接性的存在，而且能够识别这些设备的类型以及它们对应的属性。由于一个类型以及它们对应的属性。由于一个Ad hocAd hoc无线网络无线网络不依赖任何固定的网不依赖任何固定的网络实体络实体，它本身基本上就是一个，它本身基本上就是一个无基础的网络无基础的网络。
5、不必有固定的基站，没有。不必有固定的基站，没有导线，也导线，也没有固定的路由器没有固定的路由器。然而，由于存在移动性，。然而，由于存在移动性，必须交换路由信息必须交换路由信息以反映链路连接性的变化。以反映链路连接性的变化。lAd hocAd hoc移动设备的多样性还意味着它们的移动设备的多样性还意味着它们的电池容量的差别电池容量的差别。由于。由于Ad hocAd hoc网网络的节点需要对由其它节点发送的数据分组进行转发，络的节点需要对由其它节点发送的数据分组进行转发，功耗功耗就成了关键的就成了关键的问题。问题。410自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l一个一个
6、Ad hocAd hoc移动设备移动设备作为服务器或服务提供者的能力作为服务器或服务提供者的能力跟它的计算能力、跟它的计算能力、内存和外存容量以及电池寿命有关。这就意味着在网络中的一些设备比内存和外存容量以及电池寿命有关。这就意味着在网络中的一些设备比其它设备功能强；一些设备可以是服务器，其它设备只能是客户机。此其它设备功能强；一些设备可以是服务器，其它设备只能是客户机。此外，为其它节点外，为其它节点中继分组会消耗自己的能量中继分组会消耗自己的能量，因此，一个移动节点在承，因此，一个移动节点在承诺为其它节点转发分组之前应该考虑自己的生存条件。诺为其它节点转发分组之前应该考虑自己的生存条件。l无
7、线传感器网络无线传感器网络是一种形式的是一种形式的Ad hocAd hoc无线网络。传感器通过无线连接，无线网络。传感器通过无线连接，它们在适当的时候把它们在适当的时候把信息中继信息中继到某些选定的节点。这些选定的节点再执到某些选定的节点。这些选定的节点再执行一些基于所收集的数据的计算（通过一个通常称作行一些基于所收集的数据的计算（通过一个通常称作数据融合数据融合的进程），的进程），从而得到从而得到最终的统计数据最终的统计数据（它们反映出对环境和战术条件的评估），允（它们反映出对环境和战术条件的评估），允许做出许做出关键的决策关键的决策。510自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无
8、线网络？无线网络？l有有多种多样的传感器多种多样的传感器，包括声的、地震的、图像的、热能的、方位的和，包括声的、地震的、图像的、热能的、方位的和温度传感器。这些传感器的建立需要高度温度传感器。这些传感器的建立需要高度集成的电子学集成的电子学，比如微电子机，比如微电子机械系统械系统MEMS。这些无线传感器网络的实现面临着一系列的。这些无线传感器网络的实现面临着一系列的挑战挑战，主要，主要包括：包括： (a)设备制造；设备制造； (b)电源生命保持；电源生命保持； (c)能量高效利用的协议；能量高效利用的协议； (d)分布式计算；分布式计算； (e)规模可伸展性；规模可伸展性； (f)数据传播通路
9、的产生；数据传播通路的产生； (g)安全性。安全性。610自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l无线传感器网络的设计面向无线传感器网络的设计面向低的数据吞吐率低的数据吞吐率（一般不超过（一般不超过512512位位/ /秒，可秒，可以低到以低到1 1位位/ /秒或更低）、秒或更低）、大的报文延迟大的报文延迟（数秒甚至数分钟的延迟都是可（数秒甚至数分钟的延迟都是可以接受的，通常禁止传送视频和音频数据）、以接受的，通常禁止传送视频和音频数据）、低成本低成本、低功耗低功耗和和自组织自组织的拓扑结构的拓扑结构。它的许多。它的许多应用都不需要移动性应用都不需要移动性。为了降
10、低网络设备的成本，。为了降低网络设备的成本，安全特征安全特征必须能够用廉价的硬件实现。低的逻辑门数量、受限的存储器必须能够用廉价的硬件实现。低的逻辑门数量、受限的存储器容量和少的可执行指令的条数限制了可以采用的安全算法的类型。无线容量和少的可执行指令的条数限制了可以采用的安全算法的类型。无线传感器网络还有一些其他方面的需求，包括网络传感器网络还有一些其他方面的需求，包括网络规模可扩展性规模可扩展性（设备轻（设备轻小，但数量可能很大，如仓库或超市的物品传感部件）、标准化引导的小，但数量可能很大，如仓库或超市的物品传感部件）、标准化引导的规模生产规模生产、容错容错以及对各种以及对各种恶劣环境恶劣环
11、境的适应性。的适应性。l 一个无线一个无线ad hocad hoc传感器网络传感器网络用较低的数据吞吐率和较大的报文延迟换取用较低的数据吞吐率和较大的报文延迟换取较低的成本和较少的电源功耗较低的成本和较少的电源功耗。主要目标是设计满足需求的。主要目标是设计满足需求的物理层、数物理层、数据链路层和网络层据链路层和网络层的通信协议。的通信协议。710自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l无线无线ad hocad hoc传感器网络的设备可以是传感器网络的设备可以是固定的、可携带的和移动的固定的、可携带的和移动的，网络，网络提供提供低数据速率的无线连接低数据速率的无线连
12、接。位置感知性位置感知性被认为是它的颇具特色的能力。被认为是它的颇具特色的能力。l无线无线ad hocad hoc传感器网络的典型应用有传感器网络的典型应用有库存管理库存管理、工业监控工业监控、保安系统保安系统、智能农业智能农业以及以及家庭消费电子产品家庭消费电子产品。无线传感器节点将被放置在天花板上、。无线传感器节点将被放置在天花板上、工矿企业的设备里、农场中、战场上以及家用电器内等地方。它们以最工矿企业的设备里、农场中、战场上以及家用电器内等地方。它们以最少的人工干预执行少的人工干预执行物体定位物体定位、危险感知危险感知和和环境监控环境监控等功能。成功的关键等功能。成功的关键是提供轻小的低
13、成本的节点，更重要地，节点必须只消耗超低的功率，是提供轻小的低成本的节点，更重要地，节点必须只消耗超低的功率，以避免频繁的电池更换。以避免频繁的电池更换。l 我们在本单元中我们在本单元中重点讨论无线移动重点讨论无线移动ad hoc ad hoc 网络网络。810自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l在一个在一个Ad hocAd hoc移动网络中的移动主机可以跟它的直接对等方通信，即仅移动网络中的移动主机可以跟它的直接对等方通信，即仅限于限于单个无线跳段单个无线跳段。然而如果有。然而如果有3 3个或更多个节点都在可通信的范围内个或更多个节点都在可通信的范围内（但互
14、相不必是单个跳段的路程），那么就是（但互相不必是单个跳段的路程），那么就是远程到远程远程到远程的移动节点通的移动节点通信。在典型的情况下，远程到远程通信跟信。在典型的情况下，远程到远程通信跟成组迁移成组迁移有关。不同类型的有关。不同类型的Ad Ad hochoc通信产生不同的交通特征。通信产生不同的交通特征。l一个一个Ad hocAd hoc路由包含源（路由包含源（SRCSRC）、目的地（）、目的地（DESTDEST）和可能的若干个中间节）和可能的若干个中间节点（点（ININ）。这些节点中任意一个的）。这些节点中任意一个的移动移动都可能都可能影响路由影响路由的有效性。路由的有效性。路由中的中的
15、源节点有一个下行链路源节点有一个下行链路，当它移动出下行邻居的无线覆盖范围的时，当它移动出下行邻居的无线覆盖范围的时候，现有的路由会立即变得无效。因此，所有的下游节点必须得到通知，候，现有的路由会立即变得无效。因此，所有的下游节点必须得到通知，它们才可能删除它们的无效路由表项。同样地，当一个它们才可能删除它们的无效路由表项。同样地，当一个目的地节点移动目的地节点移动出它的上游邻居的无线覆盖范围出它的上游邻居的无线覆盖范围的时候，该路由也将变得无效。在这里，的时候，该路由也将变得无效。在这里，上游节点必须得到通知，它们才能够删除它们的无效路由表项。最后，上游节点必须得到通知，它们才能够删除它们的
16、无效路由表项。最后，一个支持现有路由的一个支持现有路由的中间节点的移动中间节点的移动也可能使得该路由变得无效。也可能使得该路由变得无效。910自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l所有这些移动都使得许多常规的分布式路由协议对链路变化做出响应，所有这些移动都使得许多常规的分布式路由协议对链路变化做出响应，其结果是更新网络内所有的其余节点，以保持路由信息的一致性。然而，其结果是更新网络内所有的其余节点，以保持路由信息的一致性。然而，更新过程涉及在无线介质上的广播，引起带宽浪费和总的网络控制交通更新过程涉及在无线介质上的广播，引起带宽浪费和总的网络控制交通的增加。因此
17、，的增加。因此，Ad hocAd hoc网络需要新的路由协议网络需要新的路由协议。l除了上述移动类型之外，在两个移动子网之间的执行子网除了上述移动类型之外，在两个移动子网之间的执行子网- -桥接功能的节桥接功能的节点的移动可能把移动点的移动可能把移动子网分割子网分割成更小的子网。一个移动子网的性质说明，成更小的子网。一个移动子网的性质说明，如果源和目的节点都是该子网的成分，那么应该存在一条或多条路由，如果源和目的节点都是该子网的成分，那么应该存在一条或多条路由，除非该子网被某个子网除非该子网被某个子网- -桥接移动节点分区了。另一方面，某些节点的移桥接移动节点分区了。另一方面，某些节点的移动可
18、能引起动可能引起子网的合并子网的合并，形成更大的子网。，形成更大的子网。1010自组织移动网络10.1 什么是什么是ad hoc无线网络？无线网络？l当移动子网合并形成更大的子网时，路由算法可以通过更新所有节点的当移动子网合并形成更大的子网时，路由算法可以通过更新所有节点的路由表来接受新的子网。然而，这是非常低效的。有效的路由机制应该路由表来接受新的子网。然而，这是非常低效的。有效的路由机制应该放弃这一过程，并且选择放弃这一过程，并且选择只更新受到影响的节点的相关路由表只更新受到影响的节点的相关路由表，这已是，这已是移动节点的无线移动节点的无线数据链路层功能数据链路层功能的一个固有的部分。的一
19、个固有的部分。l从应用的角度看问题，可以使用移动子网支持从应用的角度看问题，可以使用移动子网支持漫游合作计算漫游合作计算。当两个合。当两个合作组聚和，或者当新的用户通过进入无线范围加入时，合作成员在规模作组聚和，或者当新的用户通过进入无线范围加入时，合作成员在规模上可能增大。上可能增大。l在现实中，可能存在源、目的地和中间节点的在现实中，可能存在源、目的地和中间节点的并发移动并发移动，因此在调用多，因此在调用多重的路由重构或修正过程时，需要有一些规则来重的路由重构或修正过程时，需要有一些规则来保证一致性保证一致性。如果所执。如果所执行的路由重构是适当的，这些过程最终应该行的路由重构是适当的，这
20、些过程最终应该收敛收敛。1110自组织移动网络10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战l大多数的实验大多数的实验Ad hoc网络是网络是基于基于ISM频段频段。为了防止干扰，。为了防止干扰，Ad hoc网络必须在某些允许的或指定的频谱范围上运行。大网络必须在某些允许的或指定的频谱范围上运行。大多数微波炉运行在多数微波炉运行在2.4GHz频带，因此可能会干扰无线频带，因此可能会干扰无线LAN系系统。频谱不仅被严格地控制和分配，而且也需要购买。可以统。频谱不仅被严格地控制和分配，而且也需要购买。可以动态建立和拆除的动态建立和拆除的Ad hoc网络，还不清楚谁应该为这个频谱网络，还
21、不清楚谁应该为这个频谱付费。付费。l跟蜂窝网络不同，跟蜂窝网络不同，在在Ad hoc无线网络中没有中心控制和全局无线网络中没有中心控制和全局同步同步。因此，。因此，TDMA和和FDMA机制在这里不适用机制在这里不适用。此外，现。此外，现有的许多有的许多MAC协议都不处理主机移动性。这样，为了支持协议都不处理主机移动性。这样，为了支持QoS，对于帧的调度和即时发送是困难的。，对于帧的调度和即时发送是困难的。1210自组织移动网络10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战l在一个在一个Ad hocAd hoc无线网络中，由于同一个介质被多个移动无线网络中，由于同一个介质被多个移动A
22、d hocAd hoc节点共享，节点共享，对于该对于该共享通道的访问必须通过一种共享通道的访问必须通过一种MACMAC协议以分布式的方式进行协议以分布式的方式进行。在。在没有静态节点的情况下，各个节点不能够依赖一个中心的协调进程。没有静态节点的情况下，各个节点不能够依赖一个中心的协调进程。MACMAC协议必须竞争对共享通道的访问协议必须竞争对共享通道的访问，同时要避免跟邻居节点的可能的，同时要避免跟邻居节点的可能的冲突。在为冲突。在为Ad hocAd hoc无线网络设计无线网络设计MACMAC协议的时候，必须考虑协议的时候，必须考虑移动性、隐移动性、隐藏终端和暴露终端藏终端和暴露终端的问题。的
23、问题。l在微电子学方面的进展使得制造小的可携带的高度集成的移动设备成为在微电子学方面的进展使得制造小的可携带的高度集成的移动设备成为可能，因此可能，因此Ad hocAd hoc网络的节点可以比较自由地移动网络的节点可以比较自由地移动，产生，产生动态的拓扑改动态的拓扑改变变。现有的距离向量和链路状态路由协议不能够适应在。现有的距离向量和链路状态路由协议不能够适应在Ad hocAd hoc无线网络无线网络中频繁的链路改变，使用它们会导致差的路由收敛和非常低的通信吞吐中频繁的链路改变，使用它们会导致差的路由收敛和非常低的通信吞吐量。显然我们量。显然我们需要为需要为Ad hocAd hoc移动网络设计
24、新的路由协议。移动网络设计新的路由协议。1310自组织移动网络10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战lInternetInternet用户数目爆炸性增长的部分原因是视频和声频会议一类应用的引用户数目爆炸性增长的部分原因是视频和声频会议一类应用的引入。这类多方参与的通信通过采用入。这类多方参与的通信通过采用组播路由协议组播路由协议而成为可能。组播主干试而成为可能。组播主干试验网络（验网络（MBoneMBone）互连多个互连多个能够把组播分组隧道通过非组播路由器传送的能够把组播分组隧道通过非组播路由器传送的组组播路由器播路由器。一些组播协议使用广播和剪枝的方法建立以源为根的组播
25、树。一些组播协议使用广播和剪枝的方法建立以源为根的组播树。其它的组播协议使用公用的核心节点作为组播树的根。所有这些方法都基其它的组播协议使用公用的核心节点作为组播树的根。所有这些方法都基于这样的事实，即路由器是静态的；一旦形成了组播树，树节点不会移动。于这样的事实，即路由器是静态的；一旦形成了组播树，树节点不会移动。然而，然而，Ad hocAd hoc移动网络不是这样的情况移动网络不是这样的情况。l大多数现有的网络协议不太考虑大多数现有的网络协议不太考虑功率消耗功率消耗的问题，因为它们假定存在着静的问题，因为它们假定存在着静态的主机和路由器，可以由有线电网供电。然而，今天的移动设备主要由态的主
26、机和路由器，可以由有线电网供电。然而，今天的移动设备主要由电池供电。电池供电。电池技术依然落后于微处理器技术电池技术依然落后于微处理器技术。锂离子电池仅能维持。锂离子电池仅能维持2-32-3小小时时。这样的设备运行时间限制意味着需要节约使用电能。特别地，对于一。这样的设备运行时间限制意味着需要节约使用电能。特别地，对于一个个Ad hocAd hoc移动网络，移动设备必须同时执行移动网络，移动设备必须同时执行端点系统端点系统（执行用户交互操作（执行用户交互操作和运行应用程序）和和运行应用程序）和中间系统中间系统（执行分组转发）的功能。为其它节点转发（执行分组转发）的功能。为其它节点转发分组需要消
27、耗功率，这在分组需要消耗功率，这在Ad hocAd hoc无线网中可能是相当显著的。无线网中可能是相当显著的。1410自组织移动网络10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战l在当前的在当前的InternetInternet上，上，TCPTCP依赖对来回路程时间（依赖对来回路程时间（RTTRTT）和分组丢失的测量）和分组丢失的测量得出网络中是否发生了拥塞的判断。不幸的是，得出网络中是否发生了拥塞的判断。不幸的是，TCPTCP不能够对移动性的存在不能够对移动性的存在和和网络拥塞网络拥塞加以区别。在一条连接上的节点移动可能引起分组丢失和长的加以区别。在一条连接上的节点移动可能引起分
28、组丢失和长的RTTRTT。因此，。因此，需要对需要对TCPTCP做一些增强或改进做一些增强或改进，保证传输协议能够执行适当，保证传输协议能够执行适当，不影响端到端的通信吞吐量。不影响端到端的通信吞吐量。l传统的客户传统的客户/ /服务器服务器RPCRPC（远地过程调用）过程是否适用于（远地过程调用）过程是否适用于Ad hocAd hoc网络？网络？Ad Ad hochoc网络包含异种设备和机器，网络包含异种设备和机器，并非每一个节点都能担当服务器的角色并非每一个节点都能担当服务器的角色。由。由客户机发起、请求服务器执行，然后等待返回结果的概念在带宽和功率都客户机发起、请求服务器执行，然后等待返
29、回结果的概念在带宽和功率都受限的条件下是没有吸引力的。也许在受限的条件下是没有吸引力的。也许在移动代理中做远地编程移动代理中做远地编程的概念更为的概念更为可取，因为这样可以减少在无线介质上于客户和服务器之间交换的信息量。可取，因为这样可以减少在无线介质上于客户和服务器之间交换的信息量。另外，在另外，在Ad hocAd hoc网络中移动设备如何访问一个远程的服务？一个设备如何网络中移动设备如何访问一个远程的服务？一个设备如何向网络中的其它成员通告它愿意提供的服务？所有这些问题都需要认真研向网络中的其它成员通告它愿意提供的服务？所有这些问题都需要认真研究。究。1510自组织移动网络10.2 Ad
30、hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战lAd hoc网络是内部网，除非它们连到了网络是内部网，除非它们连到了Internet。不。不在本地区的黑客攻击不了这样的网络。但当在本地区的黑客攻击不了这样的网络。但当Ad hoc网网络跟有线网络连接的时候情况就不同了。通过络跟有线网络连接的时候情况就不同了。通过对邻接对邻接节点的身份验证节点的身份验证，用户可以知道邻居用户是友善的，用户可以知道邻居用户是友善的，还是敌意的。在一条还是敌意的。在一条Ad hoc路径上传送的信息可以用路径上传送的信息可以用某种方式进行保护，但是可能有许多个节点参与传输某种方式进行保护，但是可能有许多个节点参与传输或转发
31、，必须通过或转发，必须通过对分组源发方的识别对分组源发方的识别使用流使用流ID或标或标记记对分组中继进行身份验证对分组中继进行身份验证。1610自组织移动网络10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战移动网络面临的挑战l综上所述，综上所述，Ad hocAd hoc网络网络需要具有需要具有自我组织自我组织的特征，它们必须的特征，它们必须执行路执行路由和分组转发功能由和分组转发功能。Ad hocAd hoc无线网络的无线网络的拓扑是动态改变的拓扑是动态改变的，因为随，因为随着时间变化，设备并不固定在特定的位置。节点非静止的事实意味着时间变化，设备并不固定在特定的位置。节点非静止的事实意味着着不宜采用
32、中心的介质访问控制机制不宜采用中心的介质访问控制机制。在。在Ad hocAd hoc网络中的路由协议网络中的路由协议需要需要处理节点的移动性和电源及带宽的限制条件处理节点的移动性和电源及带宽的限制条件。在。在Ad hocAd hoc无线网无线网络中的络中的组播需要是高效率组播需要是高效率的，使用洪泛则会引起对可用带宽的大量的，使用洪泛则会引起对可用带宽的大量消耗，并降低电池的使用寿命。消耗，并降低电池的使用寿命。Ad hocAd hoc设备依靠电池运行，通信协设备依靠电池运行，通信协议的低效率会显著地缩短这些设备的运行时间。现在的传输协议不议的低效率会显著地缩短这些设备的运行时间。现在的传输协
33、议不是为无线是为无线Ad hocAd hoc网络设计的，特别地，网络设计的，特别地，TCPTCP是一个端到端的协议，是一个端到端的协议，它不能够区分移动性和拥塞它不能够区分移动性和拥塞。最后，需要有新的方法来设计。最后，需要有新的方法来设计Ad hocAd hoc无线网络中的无线网络中的服务定位、服务提供和服务访问服务定位、服务提供和服务访问。总之，有许多具有。总之，有许多具有挑战性的问题需要我们去解决挑战性的问题需要我们去解决。1710自组织移动网络10.3 Ad hoc无线介质访问协议无线介质访问协议l无线无线MACMAC协议协议是一套规则或过程，它允许对无线共享介质的有是一套规则或过程，
34、它允许对无线共享介质的有效利用。我们把效利用。我们把节点节点定义成试图访问介质的主机。定义成试图访问介质的主机。发送方发送方是是一个试图在介质上发送的节点，一个试图在介质上发送的节点，接收方接收方是当前传输的接收者。是当前传输的接收者。MACMAC协议涉及每条链路的通信，但不是端到端的。协议涉及每条链路的通信，但不是端到端的。l在同步的在同步的MACMAC协议中，所有节点都同步到同一时钟。这是通过协议中，所有节点都同步到同一时钟。这是通过由一个时间主站定期广播信标实现的。所有的节点都倾听这由一个时间主站定期广播信标实现的。所有的节点都倾听这个信标，并把它们的时钟同步到主站的时间，因此需要有中个
35、信标，并把它们的时钟同步到主站的时间，因此需要有中心的协调机制来同步时间事件。心的协调机制来同步时间事件。1810自组织移动网络10.3 Ad hoc无线介质访问协议无线介质访问协议l在在异步的异步的MACMAC协议协议中，节点不必跟从同样的时钟，而是中，节点不必跟从同样的时钟，而是使用分使用分布式控制机制协调对通道的访问布式控制机制协调对通道的访问。因此，对通道的访问倾向。因此，对通道的访问倾向于采用基于竞争的机制。于采用基于竞争的机制。l按照通信起始者的不同，无线按照通信起始者的不同，无线MACMAC协议还可以分为协议还可以分为接收方起始接收方起始的的MACMAC协议协议和和发送方起始的发
36、送方起始的MACMAC协议协议。在接收方起始的在接收方起始的MACMAC协议协议中中，接收方必须首先联系发送方，通知发送方它已经准备好，接收方必须首先联系发送方，通知发送方它已经准备好接收数据。实际上，这是接收数据。实际上，这是一种形式的轮询一种形式的轮询。因为接收方不知。因为接收方不知道发送方是否确实有数据要发送。这也是道发送方是否确实有数据要发送。这也是一种被动形式的通一种被动形式的通信起始信起始，因为发送方不必发起一个请求。此外，该通信方式，因为发送方不必发起一个请求。此外，该通信方式只需要使用一个控制报文只需要使用一个控制报文，而在，而在RTS-CTSRTS-CTS方式中则需要使用两方
37、式中则需要使用两个控制报文。个控制报文。1910自组织移动网络10.3 Ad hoc无线介质访问协议无线介质访问协议l在发送方起始的在发送方起始的MACMAC协议中协议中，首先由发送方通知接收方它有数，首先由发送方通知接收方它有数据要发送。据要发送。MACAMACA（带冲突避免的多路访问）就是一个由发送（带冲突避免的多路访问）就是一个由发送方起始的方起始的MACMAC协议。发送方节点给接收方节点发送一个明确的协议。发送方节点给接收方节点发送一个明确的RTSRTS报文报文，表示它通信的意愿。随后接收方节点对该报文予以，表示它通信的意愿。随后接收方节点对该报文予以应答，说明它是否愿意接收来自发送节
38、点的数据。如果愿意，应答，说明它是否愿意接收来自发送节点的数据。如果愿意，它就给发送节点返回一个它就给发送节点返回一个CTSCTS报文报文。接着，发送方就开始。接着，发送方就开始发送发送数据数据。下面介绍现有的主要的。下面介绍现有的主要的Ad hoc MACAd hoc MAC协议。协议。2010自组织移动网络10.3.1 MACA-BI10.3.1 MACA-BI协议协议l带邀请的带邀请的MACAMACA协议协议（MACA By InvitationMACA By Invitation）是对）是对经典的三次握手经典的三次握手MACMAC协议的一种改变。如图协议的一种改变。如图10-110-1
39、所所示，示，MACA-BIMACA-BI仅使用仅使用两次握手两次握手。没有。没有RTSRTS，取而代，取而代之的是之的是RTR(RTR(准备好接收准备好接收) )。在。在MACA-BIMACA-BI中，中，一个节一个节点在收到邀请后才能够发送数据点在收到邀请后才能够发送数据。值得注意的是，。值得注意的是，接收节点不必知道源是否有数据要发送。因此接接收节点不必知道源是否有数据要发送。因此接收方需要预测该源节点是否有数据要给它发送。收方需要预测该源节点是否有数据要给它发送。邀请的时机会影响通信的性能邀请的时机会影响通信的性能。 2110自组织移动网络10.3.1 MACA-BI10.3.1 MAC
40、A-BI协议协议 2210自组织移动网络10.3.1 MACA-BI10.3.1 MACA-BI协议协议l一般说来，可以使用在一般说来，可以使用在源节点的分组队列长度和到达速率作源节点的分组队列长度和到达速率作为调整邀请发送的依据为调整邀请发送的依据。实现这一方法的一种可能的途径是。实现这一方法的一种可能的途径是通过捎带在源发给接收方每个分组中的信息，让接收方知道通过捎带在源发给接收方每个分组中的信息，让接收方知道发送方的上述状态发送方的上述状态。因此，对于恒定位速率（。因此，对于恒定位速率（CBRCBR）交通，）交通，MACA-BIMACA-BI的效率比较高，因为预测机制可以工作得很好。然的
41、效率比较高，因为预测机制可以工作得很好。然而，而，对于突发性交通，对于突发性交通，MACA-BIMACA-BI的性能可能不会比的性能可能不会比MACAMACA好好。l在非稳定交通的条件下，为了增强在非稳定交通的条件下，为了增强MACA-BIMACA-BI的通信性能，的通信性能，一一个节点在其队列长度或分组延迟超过某个可以接受的门槛值个节点在其队列长度或分组延迟超过某个可以接受的门槛值时，在时，在RTR(RTR(准备好接收准备好接收) )被传输之前，该发送方仍然可以发被传输之前，该发送方仍然可以发送一个送一个RTSRTS。这就意味着。这就意味着MACA-BIMACA-BI现在又返回到了现在又返回
42、到了MACAMACA。图。图10-210-2示出了在示出了在MACAMACA和和MACA-BIMACA-BI之间的差别。之间的差别。2310自组织移动网络10.3.1 MACA-BI10.3.1 MACA-BI协议协议 2410自组织移动网络10.3.1 MACA-BI10.3.1 MACA-BI协议协议l总之，总之，MACA-BIMACA-BI减少了发送减少了发送/ /接收轮换接收轮换的时间。在的时间。在MACAMACA中，每一次传送应该延迟一个从发送到接收的中，每一次传送应该延迟一个从发送到接收的轮换时间（最高达轮换时间（最高达2525微秒），以允许先前的发送方微秒），以允许先前的发送方转
43、变为接收方式。因为转变为接收方式。因为MACA-BIMACA-BI仅使用单个控制报文，仅使用单个控制报文，所以减少了轮换限制所以减少了轮换限制。此外，。此外，MACA-BIMACA-BI中保留了中保留了MACAMACA的功能，包括的功能，包括MACAMACA的无冲突特征。事实上，的无冲突特征。事实上，MACA-BIMACA-BI发生控制分组冲突的可能性是比较小的，因为跟发生控制分组冲突的可能性是比较小的，因为跟MACAMACA相比，它相比，它只使用了一半的控制分组数量只使用了一半的控制分组数量。2510自组织移动网络10.3.2 PAMAS协议协议l用于用于Ad hocAd hoc网络的网络的
44、感知功率的带信令的多路访问协议感知功率的带信令的多路访问协议（P Power-ower-A Aware ware M Multi-ulti-A Access Protocol with ccess Protocol with S Signalingignaling）是）是基于基于MACAMACA协议，但增加了分协议，但增加了分立的信令通道立的信令通道。RTS-CTSRTS-CTS对话就发生在这个通道上对话就发生在这个通道上。PAMASPAMAS通过通过有选择地关有选择地关闭不在发送或接收分组的设备的电源闭不在发送或接收分组的设备的电源来节约使用电池能量。来节约使用电池能量。l当节点当节点A A
45、要给节点要给节点B B发送数据时，它首先发送一个发送数据时，它首先发送一个RTSRTS报文，并且进入等待报文，并且进入等待CTSCTS状态。如果状态。如果CTSCTS报文没有到达，节点报文没有到达，节点A A就进入二进制指数后退状态，并在就进入二进制指数后退状态，并在随后尝试再发送随后尝试再发送RTSRTS。如果。如果CTSCTS报文到达了，节点报文到达了，节点A A就进入数据传输状态。对就进入数据传输状态。对于于接收节点接收节点B B说来，在发送说来，在发送CTSCTS报文的时候，它就进入了等待数据状态。报文的时候，它就进入了等待数据状态。如如果数据确实开始到达了，节点果数据确实开始到达了，
46、节点B B就开始在信令通道上发送忙音，进入接收数就开始在信令通道上发送忙音，进入接收数据状态据状态。（。（共有两个通道：数据和信令，后者包括控制和忙音共有两个通道：数据和信令，后者包括控制和忙音）。）。2610自组织移动网络10.3.2 PAMAS协议协议l在在PAMASPAMAS中，中，如果节点听到不是指向它们的传输，就如果节点听到不是指向它们的传输，就把自己关闭把自己关闭。每个节点独立地决定是否关闭自己的。每个节点独立地决定是否关闭自己的发射器。迫使一个节点发射器。迫使一个节点关电的条件关电的条件包括：包括：（a a）如果一个节点如果一个节点没有分组要发送没有分组要发送，那么在它的一个，那
47、么在它的一个邻接节点正在发送的情况下，它应该关电；邻接节点正在发送的情况下，它应该关电；（b b）如果一个节点如果一个节点有分组要发送有分组要发送，但当，但当至少有一个邻至少有一个邻接节点在发送、另一个节点在接收接节点在发送、另一个节点在接收的情况下，它应的情况下，它应该关闭自己的收发器。该关闭自己的收发器。2710自组织移动网络10.3.2 PAMAS协议协议l注意，当一个节点的注意，当一个节点的收发器关电时收发器关电时，它，它既不能既不能接收，也不能发送接收，也不能发送。应该使用探测装置来发现。应该使用探测装置来发现什么时候一个节点应该开电。关电时间长度是什么时候一个节点应该开电。关电时间
48、长度是很关键的，因为它影响延迟和吞吐量性能指标。很关键的，因为它影响延迟和吞吐量性能指标。此外，一个节点仅可以有选择地此外，一个节点仅可以有选择地关闭它的数据关闭它的数据接口接口，并且，并且让信令接口继续加电工作让信令接口继续加电工作。2810自组织移动网络10.3.3 DBTMA协议协议l双忙音多路访问双忙音多路访问（DBTMADBTMA）协议是把忙音多路访问（）协议是把忙音多路访问（BTMABTMA）的概念用于）的概念用于Ad Ad hochoc无线网络。无线网络。忙音多路访问忙音多路访问（BTMABTMA）可以解决隐藏终端的问题。然而）可以解决隐藏终端的问题。然而BTMABTMA依赖于无
49、线最后一跳的网络结构，在这里依赖于无线最后一跳的网络结构，在这里有一个中心基站有一个中心基站服务于多服务于多个移动主机。当基站从一个特定的移动主机接收分组的时候，它给无线个移动主机。当基站从一个特定的移动主机接收分组的时候，它给无线单元内的所有其它节点发送一个忙音信号。因此，隐藏终端感知到忙音，单元内的所有其它节点发送一个忙音信号。因此，隐藏终端感知到忙音，并且抑制其发射。并且抑制其发射。l在双忙音多路访问在双忙音多路访问（DBTMADBTMA）协议中）协议中使用两个带外忙音通知邻接节点将要使用两个带外忙音通知邻接节点将要进行的传输进行的传输。此外，。此外，单个共享通道单个共享通道被划分（时分
50、）成数据通道和控制通被划分（时分）成数据通道和控制通道道。数据分组在数据通道上发送，控制分组（例如。数据分组在数据通道上发送，控制分组（例如RTSRTS和和CTSCTS）在控制通）在控制通道上发送。特别地，道上发送。特别地，一个忙音标示发送忙，另一个忙音标示接收忙一个忙音标示发送忙，另一个忙音标示接收忙。这这两个忙音在频率上是分隔的两个忙音在频率上是分隔的，因此可以避免干扰。，因此可以避免干扰。( (共有三个通道：数据共有三个通道：数据和控制共享一个通道、两个忙音信道和控制共享一个通道、两个忙音信道) )。2910自组织移动网络10.3.3 DBTMA协议协议 3010自组织移动网络10.3.
51、3 DBTMA协议协议l双忙音多路访问（双忙音多路访问（DBTMADBTMA）的的操作原理操作原理相对简单。要发送的相对简单。要发送的Ad Ad hochoc节点首先发出一个节点首先发出一个RTSRTS报文。当接收节点接收到这个报文，报文。当接收节点接收到这个报文，确定它已经准备好并且愿意接受数据时，它发出一个接收忙确定它已经准备好并且愿意接受数据时，它发出一个接收忙音报文，后随一个音报文，后随一个CTSCTS报文。所有听到接收忙音的邻接节点都报文。所有听到接收忙音的邻接节点都被禁止发送。在接收到被禁止发送。在接收到CTSCTS报文时，源节点给周围节点发出一报文时，源节点给周围节点发出一个忙音
52、报文后再发送数据。听到发送忙音的邻接节点被禁止个忙音报文后再发送数据。听到发送忙音的邻接节点被禁止发送，并且忽略接收到的任何传输。分析和试验表明，发送，并且忽略接收到的任何传输。分析和试验表明，DBTMADBTMA在性能方面要优于在性能方面要优于RTS-CTS MACRTS-CTS MAC机制机制。 3110自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议l在在PAMAS(PAMAS(感知功率的带信令的多路访问感知功率的带信令的多路访问) )中我们看到，监听可能导致中我们看到，监听可能导致不必要的功率消耗。此外，今天的大多数无线站点都使用全向天线。不必要的功率消耗。此外，今天的大多数无线站点都使
53、用全向天线。有一个新的有一个新的MACMAC协议，它在采用全向天线的协议，它在采用全向天线的Ad hocAd hoc移动网络中利用了移动网络中利用了监听特征。这就是监听特征。这就是采用简化握手过程的介质访问协议采用简化握手过程的介质访问协议MARCHMARCH(Media Access with Reduced Handshake) )。l如图如图10-410-4所示，所示，MARCHMARCH通过减少控制开销量改善了无线多跳通过减少控制开销量改善了无线多跳Ad hocAd hoc网网络的通信吞吐量络的通信吞吐量。跟其它接收方启动的协议不同，。跟其它接收方启动的协议不同，MARCHMARCH的
54、运行不采的运行不采用交通预测机制。事实上，用交通预测机制。事实上，MARCHMARCH是利用全向天线的广播特征来减少是利用全向天线的广播特征来减少所需要的握手次数。在所需要的握手次数。在MARCHMARCH中，中，一个节点从收到的另一个节点发出一个节点从收到的另一个节点发出的的CTSCTS分组得知在其邻接节点数据分组的到达。然后它可以使用自己分组得知在其邻接节点数据分组的到达。然后它可以使用自己的的CTSCTS发起一个中继数据的邀请。发起一个中继数据的邀请。3210自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议 3310自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议l图图10-410-4示出了
55、全向天线的广播特征。节点示出了全向天线的广播特征。节点C C收到节点收到节点B B发送的发送的CTS1CTS1报文。这个特征意味着，报文。这个特征意味着，听到的听到的CTS1CTS1分组也可以用来向分组也可以用来向节点节点C C传达数据分组到达节点传达数据分组到达节点B B的信息的信息。接着，在数据分组被接着，在数据分组被节点节点B B接收以后，节点接收以后，节点C C可以通过可以通过CTS2CTS2分组邀请节点分组邀请节点B B转发那转发那个数据。个数据。 l图图10-410-4还说明，还说明，在第一跳之后在第一跳之后RTS-CTSRTS-CTS握手过程现在被简化握手过程现在被简化成单个成单
56、个CTSCTS(CTS Only)(CTS Only)，控制开销的减少量是路由长度的函，控制开销的减少量是路由长度的函数。对于一个数。对于一个L L跳的跳的Ad hocAd hoc路由路由，从源发送一个数据分组到，从源发送一个数据分组到目的地所需要的目的地所需要的握手次数握手次数，在，在MACAMACA中是中是2L2L，在，在MACA-BIMACA-BI中是中是L L，在，在MARCHMARCH中是（中是（L+1L+1）。因此，）。因此，当当L L比较大时，比较大时，MARCHMARCH将有跟将有跟MACA-BIMACA-BI类似的握手次数类似的握手次数。3410自组织移动网络10.3.4 M
57、ARCH协议协议l MARCHMARCH可以看成是一种可以看成是一种先请求后拖拉先请求后拖拉的协议，因为在通路中的后随节点只的协议，因为在通路中的后随节点只需发送邀请，就可以把数据拉向目的节点。在需发送邀请，就可以把数据拉向目的节点。在MARCHMARCH中的中的RTS-CTSRTS-CTS报文包报文包含：含：* *发送方和接收方的发送方和接收方的MACMAC地址地址；* *路由标识号路由标识号（RTIDRTID）。）。l图图10-510-5进一步地示出了进一步地示出了MARCHMARCH的操作。有两条在公共节点的操作。有两条在公共节点C C交叉的路由，交叉的路由，路由路由1 1由节点由节点A
58、 A、B B、C C和和D D构成，而构成，而路由路由2 2由节点由节点Y Y、C C和和Z Z构成。这些路由可构成。这些路由可以通过适当的路由协议建立。在基于关联的路由选择中，通过在路径上以通过适当的路由协议建立。在基于关联的路由选择中，通过在路径上的各个节点中建立路由登记项发现和激活所需要的路由。在路由发现阶的各个节点中建立路由登记项发现和激活所需要的路由。在路由发现阶段广播分组。段广播分组。当进入数据通信阶段时，在路径上的节点使用诸如当进入数据通信阶段时，在路径上的节点使用诸如MARCHMARCH这这样的基础协议样的基础协议。3510自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议 361
59、0自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议l为了开始在路径为了开始在路径1上的数据传输，上的数据传输，先从节点先从节点A往节点往节点B发送一个发送一个RTS1。如。如果这个分组被节点果这个分组被节点B成功接收，节点成功接收，节点B将用一个将用一个CTS1分组应答，以准许分组应答，以准许数据传输。同时，节点数据传输。同时，节点C也听到了也听到了CTS1。根据根据MAC地址和地址和RTID，节点节点C知道由它的上游节点知道由它的上游节点B发送的分组在路径发送的分组在路径1上上。然后节点。然后节点C调用一个定时调用一个定时器器Tw, Tw的值设置成足够的值设置成足够B接收和处理新的数据分组，在
60、超时的时候如果接收和处理新的数据分组，在超时的时候如果通道空闲，通道空闲，节点节点C给节点给节点B发送一个发送一个CTS2分组来获得该数据分组分组来获得该数据分组。类似。类似地，地，节点节点D听到由节点听到由节点C发送的发送的CTS2，并且随后通过，并且随后通过CTS3在在D设置的设置的Tw超时的时候邀请节点超时的时候邀请节点C中继这个数据分组。值得注意的是，作为路径中继这个数据分组。值得注意的是，作为路径2上上的节点的节点C的下游节点，节点的下游节点，节点Z也听到也听到CTS2分组。为了避免节点分组。为了避免节点Z误解而启误解而启动不必要的动不必要的CTS-Only握手，应用了握手，应用了R
61、TID的方法。的方法。 3710自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议l在在MARCHMARCH中，中，MACMAC层可以访问路由表层可以访问路由表，该路由表维持该，该路由表维持该节点所节点所参与的路径信息参与的路径信息以及在这些路由中它的以及在这些路由中它的上游和下游邻居上游和下游邻居。然。然而，而，这并不意味着这并不意味着MARCHMARCH执行第执行第2 2层路由选择层路由选择。事实上，它只。事实上，它只是查询这些表，以确定它是否应该是查询这些表，以确定它是否应该对一个特别地用于某条路对一个特别地用于某条路经的控制报文（经的控制报文（RTS/CTSRTS/CTS）做出响应）做出响
62、应。如果一个节点要启动。如果一个节点要启动路径路径1 1上的仅仅上的仅仅CTSCTS握手，它在握手，它在CTSCTS分组中包括它用于那条路分组中包括它用于那条路径的径的RTIDRTID。因此，通过检查在。因此，通过检查在CTS2CTS2中的中的RTIDRTID，仅仅节点，仅仅节点D D会会对该控制分组做出适当的反应，可以在它的对该控制分组做出适当的反应，可以在它的TwTw定时器期满后定时器期满后发起一次发起一次仅仅仅仅CTSCTS握手握手。3810自组织移动网络10.3.4 MARCH协议协议l简言之，简言之，MARCHMARCH（采用简化握手过程的介质访问）（采用简化握手过程的介质访问）不参
63、与路由选择，也不做数据分组交换的决定不参与路由选择，也不做数据分组交换的决定。然而，它对然而，它对MACMAC帧帧提供高速快捷的中继提供高速快捷的中继，并且在，并且在由源到目的地的路径上用不着每一跳段都执行由源到目的地的路径上用不着每一跳段都执行RTS-CTSRTS-CTS握手过程，从而握手过程，从而提高了网络性能提高了网络性能。3910自组织移动网络10.4 Ad hoc按需距离向量路由选择按需距离向量路由选择l已经为已经为Ad hocAd hoc网络提出了网络提出了多种路由算法多种路由算法，其中比较引人注目的是，其中比较引人注目的是Ad hocAd hoc按需距离向量按需距离向量（AODV
64、AODV）。）。AODVAODV（A Ad hoc d hoc O On-n-D Demand Distance emand Distance V Vectorector）算法不是像常规的距离向量算法那样维持整个路由表，而是算法不是像常规的距离向量算法那样维持整个路由表，而是在按需的基在按需的基础上建立路由础上建立路由，从而减少所需要的广播数目。，从而减少所需要的广播数目。AODVAODV是一个按需获得路由是一个按需获得路由的系统，因为不在所选通路上的节点不用维持相关的路由信息，不参与的系统，因为不在所选通路上的节点不用维持相关的路由信息，不参与相关的路由表交换相关的路由表交换。l如图如图10
65、-610-6所示，当一个所示，当一个源节点要发送一个报文源节点要发送一个报文给某个目的节点并且尚未给某个目的节点并且尚未得到前往那个目的地的有效路径时，它得到前往那个目的地的有效路径时，它启动一个通路发现过程启动一个通路发现过程，确定另，确定另一节点的位置。它一节点的位置。它给它的邻居广播一个路由请求（给它的邻居广播一个路由请求（RREQRREQ）分组）分组，邻居再，邻居再把该请求转发给它们的邻居，把该请求转发给它们的邻居，直到请求抵达目的地或一个有到达目的地直到请求抵达目的地或一个有到达目的地足够新的路由的中间节点足够新的路由的中间节点。4010自组织移动网络10.4 Ad hoc按需距离向
66、量路由选择按需距离向量路由选择 4110自组织移动网络10.4 Ad hoc按需距离向量路由选择按需距离向量路由选择lAODVAODV使用使用路由的路由的目的地目的地顺序号顺序号来保证所有的路由都是无回路来保证所有的路由都是无回路的，并且包含最近的路由信息。的，并且包含最近的路由信息。每个节点每个节点维持它自己的顺序维持它自己的顺序号号，每发出一个分组（请求或应答），该顺序号都加，每发出一个分组（请求或应答），该顺序号都加1 1，起，起着类似于时钟的作用着类似于时钟的作用。每个节点。每个节点还维持一个还维持一个广播广播IDID，该，该IDID随随着该节点启动的每个着该节点启动的每个RREQRR
67、EQ递增递增，跟该节点的，跟该节点的IPIP地址结合在一地址结合在一起唯一地标识一个起唯一地标识一个RREQRREQ。随同自己的序列号和广播。随同自己的序列号和广播IDID，源节源节点点在其在其RREQRREQ中还包括它具有的中还包括它具有的关于那个目的地的最近的序列关于那个目的地的最近的序列号号。中间节点中间节点仅当仅当它们具有到达目的地的路由，并且该路由它们具有到达目的地的路由，并且该路由对应的目的地序列号大于或等于在对应的目的地序列号大于或等于在RREQRREQ中的序列号时才可以中的序列号时才可以应答应答。4210自组织移动网络10.4 Ad hoc按需距离向量路由选择按需距离向量路由选
68、择l在转发在转发RREQRREQ的过程中的过程中，中间节点中间节点在它们的路由表中在它们的路由表中记录从其收到广播分记录从其收到广播分组的第一个邻居的地址组的第一个邻居的地址，从而建立一条反向通路。如果随后又收到同一，从而建立一条反向通路。如果随后又收到同一RREQRREQ的拷贝，这些分组会被静静地丢弃。一旦的拷贝，这些分组会被静静地丢弃。一旦RREQRREQ抵达目的地或抵达一抵达目的地或抵达一个具有足够新鲜路径的中间节点个具有足够新鲜路径的中间节点，那么目的地或中间节点就要给首先从，那么目的地或中间节点就要给首先从其收到其收到RREQRREQ的邻居的邻居单播往回发送一个路由应答（单播往回发送
69、一个路由应答（RREPRREP）分组）分组，作为响应，作为响应（参见前面的图（参见前面的图10-610-6）。）。当当RREPRREP沿着反向通路向后传输时，沿着这个通沿着反向通路向后传输时，沿着这个通路的节点都在它们的路由表中建立转发路径登记项，指向从其接收路的节点都在它们的路由表中建立转发路径登记项，指向从其接收RREPRREP的节点的节点。这些转发路径登记项表示活动的转发路径。跟每个路径登记项。这些转发路径登记项表示活动的转发路径。跟每个路径登记项相关联的是相关联的是路径定时器路径定时器，如果该登记项在指定的生命期内不被使用，就，如果该登记项在指定的生命期内不被使用，就会被删除。由于会被
70、删除。由于RREPRREP是沿着由是沿着由RREQRREQ建立的通路转发，因此建立的通路转发，因此AODVAODV仅支持使仅支持使用对称链路的情况用对称链路的情况。4310自组织移动网络10.4 Ad hoc按需距离向量路由选择按需距离向量路由选择l在在AODVAODV中，如果中，如果源节点移动源节点移动了，它必须了，它必须重新启动路由发现协议重新启动路由发现协议，寻找，寻找到达目的地的新路由。如果到达目的地的新路由。如果沿着路径的一个节点移动沿着路径的一个节点移动了，它的上游节了，它的上游节点注意到了该移动，并且给它的每个上游活动邻居点注意到了该移动，并且给它的每个上游活动邻居传播一个链路失
71、效传播一个链路失效通知报文通知报文（一个带有大距离参数的（一个带有大距离参数的RREPRREP），通知它们删除该路径的那），通知它们删除该路径的那个部分。这些节点再把链路失效通告传播到它们的上游邻居，如此进个部分。这些节点再把链路失效通告传播到它们的上游邻居，如此进行下去，行下去，直到抵达源节点直到抵达源节点。如果还需要使用这条路由，源节点可以选。如果还需要使用这条路由，源节点可以选择为那个目的地择为那个目的地重新启动路由发现过程重新启动路由发现过程。lAODVAODV的另一个的另一个附加成分附加成分是是hellohello报文报文，该报文由一个节点定期地在本，该报文由一个节点定期地在本地广播
72、，通知它的邻居自己的活动性以及关于自己的邻居中的其它节地广播，通知它的邻居自己的活动性以及关于自己的邻居中的其它节点。可以使用点。可以使用hellohello报文来报文来维持一个节点的本地连接性维持一个节点的本地连接性。然而对。然而对hellohello报文的使用报文的使用不是必须的不是必须的，节点可以倾听再次发射的数据分组，确信下，节点可以倾听再次发射的数据分组，确信下一跳段依然可达。如果没有听到再次发射，节点也可以使用其它技术，一跳段依然可达。如果没有听到再次发射，节点也可以使用其它技术，包括对包括对hellohello报文的接收。报文的接收。hellohello报文可以列出移动节点所听到
73、的其它报文可以列出移动节点所听到的其它节点节点，使得对网络连接性有较好的感知。，使得对网络连接性有较好的感知。4410自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l基于最短通路的路由选择不适合无线基于最短通路的路由选择不适合无线ad hocad hoc网络网络。在时间。在时间T T计算的最短计算的最短ad hocad hoc路由在时间路由在时间T+1T+1可能不再有效，因为在路径上的任何节点都可能可能不再有效，因为在路径上的任何节点都可能已经移动了，或者在路径上的链路特征可能已经改变。因此已经移动了，或者在路径上的链路特征可能已经改变。因此需要有一个需要有一个新的路由选
74、择方法新的路由选择方法。l关联关联涉及移动主机的空间、时序和连接的稳定性。特别地，涉及移动主机的空间、时序和连接的稳定性。特别地，关联是用一关联是用一个节点跟它的邻接节点的连接性来测量的个节点跟它的邻接节点的连接性来测量的。当一个节点迁移时，它跟邻。当一个节点迁移时，它跟邻居的关联改变，它的过渡期可以用居的关联改变，它的过渡期可以用关联时标或计数关联时标或计数来标识。就迁移而言，来标识。就迁移而言，在一个不稳定的时期之后，存在着一个稳定期，也就是说，在一个时期在一个不稳定的时期之后，存在着一个稳定期，也就是说，在一个时期内一个节点跟某些邻居保持连接性，恒定地跟它们相关联。在稳定期间，内一个节点
75、跟某些邻居保持连接性，恒定地跟它们相关联。在稳定期间，移动节点在开始打破它跟周围邻居的连接性关系并移动出当前无线单元移动节点在开始打破它跟周围邻居的连接性关系并移动出当前无线单元边界之前，会在当前的无线单元内度过某个长度的边界之前，会在当前的无线单元内度过某个长度的休眠时间休眠时间。4510自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l图图10-710-7示出了一个移动节点跟它的邻居的空间和时示出了一个移动节点跟它的邻居的空间和时序关系。当序关系。当移动节点移动节点在空间上从一点移动到另一点在空间上从一点移动到另一点时，它时，它听到来自它的邻居的信标听到来自它的邻居的信
76、标。它跟邻居节点的。它跟邻居节点的结盟结盟也随着时间和空间改变。特别地，移动节点从也随着时间和空间改变。特别地，移动节点从邻接节点邻接节点C C收集到更多的信标收集到更多的信标，因为它的移动框架是，因为它的移动框架是继续跟节点继续跟节点C C维持好的连接性；尽管它在时间和空间维持好的连接性；尽管它在时间和空间上都一直在移动，但有着上都一直在移动，但有着高的关联时标高的关联时标。4610自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择 4710自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l在在基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择（ABRABR）
77、中，）中，每个移动主机定期地发送标识它每个移动主机定期地发送标识它自己的短的信标自己的短的信标（类似于（类似于hellohello报文），并且不断地报文），并且不断地更新根据它在周围环更新根据它在周围环境中听到的其它信标而产生的关联境中听到的其它信标而产生的关联/ /计数计数。例如，在一个无线。例如，在一个无线ad hocad hoc网络网络中，每个无线单元直径为中，每个无线单元直径为1010米（米（r=5r=5），每个移动主机每秒钟发出一个信），每个移动主机每秒钟发出一个信标。因此，如果一个移动节点以标。因此，如果一个移动节点以2 2米米/ /秒的步行速度迁移，穿过一个无线秒的步行速度迁移，
78、穿过一个无线单元，有一个或多个邻接移动主机，那么，该移动主机将会纪录不大于单元，有一个或多个邻接移动主机，那么，该移动主机将会纪录不大于5 5的关联时标。假定这是一个门槛值，记作的关联时标。假定这是一个门槛值，记作A Athresholdthreshold, ,大于这个门槛值的任大于这个门槛值的任何关联时标意味着关联稳定。给过渡邻居发送分组是无用的，因为跟这何关联时标意味着关联稳定。给过渡邻居发送分组是无用的，因为跟这个邻居的链路连接性不久将被打破。在本质上，为了得到个邻居的链路连接性不久将被打破。在本质上，为了得到ad hocad hoc移动网移动网络中的稳定路由，络中的稳定路由，具有稳定的
79、链路是关键的具有稳定的链路是关键的。4810自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l在在ABRABR（Associativity-Based Long-lived RoutingAssociativity-Based Long-lived Routing）中，）中，当移动主机对它的邻接节点具有低的关联时标时，它呈现高当移动主机对它的邻接节点具有低的关联时标时，它呈现高度的移动状态度的移动状态。然而，如果观察到。然而，如果观察到高的关联时标高的关联时标（大于（大于A Athresholdthreshold），移动主机将被看成是处于），移动主机将被看成是处于稳定状态稳
80、定状态，这是执行，这是执行ad ad hochoc路由选择的理想时间点。因为在关联性上的互相依赖关路由选择的理想时间点。因为在关联性上的互相依赖关系，如果在一条路径上的所有移动主机都具有高的关联时标，系，如果在一条路径上的所有移动主机都具有高的关联时标，那么就产生互锁现象，在这里，对于一台主机而言，如果其那么就产生互锁现象，在这里，对于一台主机而言，如果其它主机都没有离开可达范围，并且进入移动状态，那么该主它主机都没有离开可达范围，并且进入移动状态，那么该主机的关联度是高的。机的关联度是高的。4910自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l上述讨论集中在对关联时标
81、的解释上。然而，在上述讨论集中在对关联时标的解释上。然而，在ABRABR中的稳中的稳定性指的不仅仅是定性指的不仅仅是关联时标关联时标。如表。如表10-110-1所示，它还包括信号所示，它还包括信号强度和电池生命期。强度和电池生命期。信号强度信号强度定义信号传播通道的质量，而定义信号传播通道的质量，而电池生命期电池生命期描述设备的当前电池生命期。在无线收发器技术描述设备的当前电池生命期。在无线收发器技术方面的进展使得方面的进展使得监视信号强度随时间变化并把这一信息存储监视信号强度随时间变化并把这一信息存储到存储器成为可能。类似地，在智能电池技术方面的进展使到存储器成为可能。类似地，在智能电池技术
82、方面的进展使得我们得我们能够监视采用电池供电的设备的剩余功率生命期能够监视采用电池供电的设备的剩余功率生命期。我。我们可能们可能使用这类信息来考虑路由的稳定性使用这类信息来考虑路由的稳定性。5010自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择 5110自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l传统的路由度量传统的路由度量关注的特征是：关注的特征是：* *对于链路变化的快速自适应（指路由恢复时间）；对于链路变化的快速自适应（指路由恢复时间）；* *到目的地的最小跳段数通路；到目的地的最小跳段数通路；* *传播延迟传播延迟( (介质延迟，跟传播距
83、离有关介质延迟，跟传播距离有关) )；* *避免回路；避免回路；* *链路容量（影响发送或转发延迟）。链路容量（影响发送或转发延迟）。l然而，在无线然而，在无线ad hocad hoc网络中，以网络中，以频繁的广播和过量的无线带频繁的广播和过量的无线带宽消耗宽消耗为代价的快速自适应是不可取的。为代价的快速自适应是不可取的。好的路由质量不应好的路由质量不应该包括跳段数目和往返路程传播的时延该包括跳段数目和往返路程传播的时延。5210自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择l由于具有较小跳段数值但有效期短的路由因频繁的数据流中断和需要做由于具有较小跳段数值但有效期短的路
84、由因频繁的数据流中断和需要做频繁的路由重构而效果很差，频繁的路由重构而效果很差，在在ad hocad hoc移动网络中路由长活性是最重要移动网络中路由长活性是最重要的。的。这种新的度量理念表明，这种新的度量理念表明，经典的最短通路度量既不必用于也不可用经典的最短通路度量既不必用于也不可用于于ad hocad hoc无线网络。无线网络。从另一个角度看问题，从另一个角度看问题，公平路由中继负载公平路由中继负载也是重要也是重要的，因为没有一个特别的移动节点应该不公平地承担支持许多条路由和的，因为没有一个特别的移动节点应该不公平地承担支持许多条路由和执行许多分组中继功能的任务。这是一个公平性的问题，执
85、行许多分组中继功能的任务。这是一个公平性的问题，均匀路由中继均匀路由中继负载可以减少在负载可以减少在ad hocad hoc移动网络中发生拥塞的可能性移动网络中发生拥塞的可能性。l从源到目的地有多条可能的路由的情况下，从源到目的地有多条可能的路由的情况下，如果一条路由由若干具有高如果一条路由由若干具有高的关联时标的移动节点组成，那么该路由将被该目的地选用，而不管是的关联时标的移动节点组成，那么该路由将被该目的地选用，而不管是否存在其它较少跳段数的短路由。否存在其它较少跳段数的短路由。然而，如果有两个或更多个路径的总然而，如果有两个或更多个路径的总体关联稳定度相同，那么将选择体关联稳定度相同，那
86、么将选择具有最少跳段数的路由具有最少跳段数的路由。如果多条路由。如果多条路由具有同样的最小跳段计数，那么将任意地具有同样的最小跳段计数，那么将任意地选择其中的一条路由选择其中的一条路由。这种。这种ABRABR路由选择算法在目的地节点上运行路由选择算法在目的地节点上运行。5310自组织移动网络10.5 基于关联的长活路由选择基于关联的长活路由选择lABRABR协议协议是由是由源起始的按需路由协议源起始的按需路由协议，它由三个阶段构成：，它由三个阶段构成：* *路由发现阶段；路由发现阶段；* *路由重构阶段；路由重构阶段；* *路由删除阶段。路由删除阶段。l开始，当开始，当源节点源节点需要一条路由
87、时，调用需要一条路由时，调用路由发现阶段路由发现阶段。当由。当由于于源源/ /目的地目的地/ /中间节点中间节点或子网或子网- -桥接移动主机迁移引起所建立桥接移动主机迁移引起所建立的路径的链路改变时，调用的路径的链路改变时，调用路由重构阶段路由重构阶段。当。当源节点源节点不再需不再需要该路由时，它发起要该路由时，它发起路由删除阶段路由删除阶段。5410自组织移动网络10.5.1 路由发现阶段路由发现阶段l路由发现阶段路由发现阶段由一个由一个广播查询广播查询（BQ）和一个）和一个等待应答等待应答（REPLY）构成。）构成。起初，除了目的地节点的邻居之外的所有节点都没有到达该目的地的路起初，除了
88、目的地节点的邻居之外的所有节点都没有到达该目的地的路由。由。要得到到达目的地的一条路由的一个节点要得到到达目的地的一条路由的一个节点广播一个广播一个广播查询（广播查询（BQ）报文报文，该报文通过，该报文通过ad hoc移动网络传播，寻找到达目的地有一条路由的移动网络传播，寻找到达目的地有一条路由的移动主机。在这里需要使用移动主机。在这里需要使用序列号序列号唯一地标识每个唯一地标识每个BQ，没有一个，没有一个BQ分分组会被多于组会被多于1次地广播。次地广播。l一旦一旦BQ分组被源广播了，所有收到该查询的分组被源广播了，所有收到该查询的中间节点中间节点都需要检查它们是都需要检查它们是否已经处理过这
89、个分组。如果已经处理过，就把该查询分组丢弃。否则否已经处理过这个分组。如果已经处理过，就把该查询分组丢弃。否则每个节点就检查它每个节点就检查它是否是目的地是否是目的地。如果。如果不是不是目的地，它目的地，它就把自己的移动就把自己的移动主机地址主机地址/标识符附加在查询分组的标识符附加在查询分组的IN标识符域标识符域，并把分组广播到它的邻，并把分组广播到它的邻居（如果有的话）。随同它的居（如果有的话）。随同它的路由中继负载、链路传播延迟、剩余电池路由中继负载、链路传播延迟、剩余电池生命期和路由跳段计数生命期和路由跳段计数，它还附加上，它还附加上跟其邻居的关联时标跟其邻居的关联时标。图。图10-8
90、示出示出了了关联时标捎带信息关联时标捎带信息是如何加进是如何加进BQ查询分组的。查询分组的。5510自组织移动网络10.5.1 路由发现阶段路由发现阶段 5610自组织移动网络10.5.1 路由发现阶段路由发现阶段l下一个后继中间节点下一个后继中间节点将删除它的上游邻居的跟路径将删除它的上游邻居的跟路径无关的时标，无关的时标，仅保留跟它自己及其上游邻居相关的仅保留跟它自己及其上游邻居相关的时标时标。以这种方式，。以这种方式，到达目的地的查询分组到达目的地的查询分组将仅含将仅含有有中间移动主机地址中间移动主机地址（因此记录了所经过的通路）（因此记录了所经过的通路）以及以及它们的关联时标它们的关联
91、时标（因此记录了支持该路由的中（因此记录了支持该路由的中间节点的稳定状态）和间节点的稳定状态）和中继负载中继负载，同时还含有，同时还含有路由路由转发延迟和跳段计数信息转发延迟和跳段计数信息。因此，如图。因此，如图10-910-9所示，所示，结果产生的结果产生的BQBQ分组是可变长的。分组是可变长的。5710自组织移动网络10.5.1 路由发现阶段路由发现阶段 5810自组织移动网络10.5.1 路由发现阶段路由发现阶段l在接收到第一个在接收到第一个BQBQ分组之后的适当时间，分组之后的适当时间，目的地目的地将将知知道所有可能的路由和它们的质量道所有可能的路由和它们的质量。然后它可以基于前。然后
92、它可以基于前述选择的标准述选择的标准选择最好的路径选择最好的路径，并且如图，并且如图10-1010-10所示，所示，通过选择的路径通过选择的路径往源回送一个往源回送一个REPLYREPLY分组分组。这就引起在。这就引起在路径上的中间节点把它们通往目的地的路径表记成有路径上的中间节点把它们通往目的地的路径表记成有效，这就意味者所有其它可能的路径都将是不活动的，效，这就意味者所有其它可能的路径都将是不活动的，不为那个目的地中继分组，即使它们听到了传输。因不为那个目的地中继分组，即使它们听到了传输。因此，这样就此，这样就避免重复分组到达目的地避免重复分组到达目的地。类似于。类似于BQBQ，REPLY
93、REPLY分组也是可变长的分组也是可变长的。5910自组织移动网络10.5.1 路由发现阶段路由发现阶段 6010自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段l虽然使用虽然使用基于关联的长活路由算法选择的路由基于关联的长活路由算法选择的路由倾向于是长活倾向于是长活的，但仍然的，但仍然有违犯关联稳定性的时候有违犯关联稳定性的时候，例如，移动设备用户，例如，移动设备用户可能决定要去休息室或者离开所在场点做其它的可能决定要去休息室或者离开所在场点做其它的事先未预料事先未预料到的到的处理。在这种情况下就要用到处理。在这种情况下就要用到路由重构过程路由重构过程来处理移动来处理移动性问题性问题(
94、(当由于源当由于源/ /目的地目的地/ /中间节点或子网中间节点或子网- -桥接桥接移动主机移动主机迁迁移引起所建立的路径的链路改变时，调用移引起所建立的路径的链路改变时，调用路由重构阶段路由重构阶段) )l基于关联的长活路由算法（基于关联的长活路由算法（ABRABR）把路由修复操作本地化把路由修复操作本地化，智能地避免过量的控制开销和打扰不相关的节点。智能地避免过量的控制开销和打扰不相关的节点。ABRABR路由路由恢复使用恢复使用部分路由恢复原则部分路由恢复原则，因此恢复过程是快速的。它在，因此恢复过程是快速的。它在运行过程中实时地修复断开的路径。运行过程中实时地修复断开的路径。6110自组
95、织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段lABRABR路由维护阶段包括下列路由维护阶段包括下列操作操作：* *部分路由恢复；部分路由恢复；* *无效路由删除；无效路由删除；* *有效路由更新；有效路由更新；* *新的路由发现。新的路由发现。lABRABR通过通过尝试快速定位一条有效替代路由来处理不可预料的移尝试快速定位一条有效替代路由来处理不可预料的移动动，除非必需，一般不采用广播查询（，除非必需，一般不采用广播查询（BQBQ）。以下的讨论分）。以下的讨论分别参照图别参照图10-11(a)10-11(a)、(b)(b)和和(c)(c)。6210自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路
96、由重构阶段 6310自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段l由于该路由协议是由源起始的，由于该路由协议是由源起始的，SRCSRC的移动将引入等效于路由初始化的的移动将引入等效于路由初始化的路由重构过程路由重构过程，即通过，即通过BQ-REPLYBQ-REPLY过程。这样做可以避免由并发节点移动过程。这样做可以避免由并发节点移动引起的多重路由重构冲突。引起的多重路由重构冲突。l当当DESTDEST移动移动时，时，DESTDEST的直接的直接上游邻居上游邻居将删除它的路由。然后执行一个将删除它的路由。然后执行一个LQ(H)LQ(H)过程，这里的过程，这里的H H表示跳段数。表示跳段数
97、。LQ(H)LQ(H)是一个本地查询过程，探知是一个本地查询过程，探知DESTDEST是否仍然可达。如果是否仍然可达。如果DESTDEST接收到该接收到该LQLQ，它将选择最好的部分路由，它将选择最好的部分路由（再次基于关联稳定性标准），并发送（再次基于关联稳定性标准），并发送REPLYREPLY；否则；否则LQ_TIMEOUTLQ_TIMEOUT期满，期满，该上游节点将反向跟踪下一个上游节点。在反向跟踪期间，新的上游节该上游节点将反向跟踪下一个上游节点。在反向跟踪期间，新的上游节点将删除通过那条链路的路由，并执行一个点将删除通过那条链路的路由，并执行一个LQ(H)LQ(H)过程，直到新的上游
98、过程，直到新的上游节点离开节点离开DESTDEST的距离大于从源到目的地跳段数的一半，或者发现了一个的距离大于从源到目的地跳段数的一半，或者发现了一个新的部分路由。如果没有找到部分路由，相关的上游节点将新的部分路由。如果没有找到部分路由，相关的上游节点将发送一个路发送一个路由通告分组由通告分组RNDIR=1RNDIR=1给源节点给源节点，以初始化一个，以初始化一个广播查询广播查询BQBQ过程。过程。图图10-1210-12示出了示出了本地查询本地查询LQLQ控制分组的格式，跟控制分组的格式，跟BQBQ相似，相似，LQLQ分组也是可分组也是可变长的变长的。6410自组织移动网络10.5.2 路由
99、重构阶段路由重构阶段 6510自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段l如图如图10-1310-13所示，所示，路由通告分组路由通告分组RNRN包含一个包含一个ORG IDORG ID域域，该域存储该域存储上游节点地址以及表明要执行的路由通告上游节点地址以及表明要执行的路由通告的类型的的类型的STEPSTEP标志标志。当当STEP=0STEP=0时，反向跟踪过程一时，反向跟踪过程一次一跳地执行次一跳地执行（在往上游的方向上）；（在往上游的方向上）；当当STEP=1STEP=1时，时，就意味着路由通告控制分组将往回直接传到源节点，就意味着路由通告控制分组将往回直接传到源节点，以引入以
100、引入BQ-REPLYBQ-REPLY周期，或者传给目的节点以删除无周期，或者传给目的节点以删除无效路由效路由。路由通告控制分组。路由通告控制分组RNRN还包含一个还包含一个DIRDIR标志，标志，表示表示RN1RN1传播的方向传播的方向。6610自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段 6710自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段l如果在路径上的如果在路径上的任一中间节点任一中间节点移动了，并破坏了关联稳定度，移动了，并破坏了关联稳定度，就需要执行路由重构过程。就需要执行路由重构过程。直接上游节点直接上游节点将引入将引入LQ(H)LQ(H)过程，过程，快速定位一个替
101、代的稳定的部分路由。快速定位一个替代的稳定的部分路由。LQ(H)LQ(H)过程的执行是基过程的执行是基于一个适当的于一个适当的H H值。如果该上游节点经过先前的活动路由离目值。如果该上游节点经过先前的活动路由离目的地节点的距离是的地节点的距离是x x跳段，那么将使用跳段，那么将使用H=xH=x，希望目的地节点仍，希望目的地节点仍然在然在x x跳段的范围内（通过其它的通路可达）或者更短。也可跳段的范围内（通过其它的通路可达）或者更短。也可能存在多条部分路由，能存在多条部分路由，DESTDEST将选择最好的可能路由。将选择最好的可能路由。 l然而，其直接下游节点将立即向前往目的地节点的通路上发送然
102、而，其直接下游节点将立即向前往目的地节点的通路上发送路由删除报文，即路由删除报文，即STEP=0STEP=0（逐跳）（逐跳） DIR=0DIR=0( (下游下游) )的的路由通告路由通告控控制报文制报文RNRN。无效路由登记项就是以这样的方式删除的。无效路由登记项就是以这样的方式删除的。6810自组织移动网络10.5.2 路由重构阶段路由重构阶段l如果不存在通往如果不存在通往DESTDEST的部分路由的部分路由，那么，那么下一个上游节点下一个上游节点将引入另一个本将引入另一个本地查询过程地查询过程LQLQ。这种反向跟踪过程继续进行，直到。这种反向跟踪过程继续进行，直到(a)(a)发现部分路由；
103、发现部分路由；(b)(b)反向跟踪的数目超过路由长度的一半。反向跟踪的数目超过路由长度的一半。l如果所有可能的如果所有可能的LQLQ都不成功，都不成功，SRCSRC将发生超时事件，可能引入一个广播查将发生超时事件，可能引入一个广播查询询BQBQ。l作为作为SRCSRC、DESTDEST和和ININ并发移动并发移动的结果，存在着由于多次调用路由重构过程的结果，存在着由于多次调用路由重构过程产生的冲突。然而，产生的冲突。然而，ABRABR通过保证最后只能有一个路由重构成功，能够解通过保证最后只能有一个路由重构成功，能够解决这样的冲突。每个决这样的冲突。每个LQLQ进程都加上一个进程都加上一个序列号
104、标记序列号标记，使得调用新的，使得调用新的LQLQ进进程时终止较早的程时终止较早的LQLQ进程。同样的思路，如果正在处理进程。同样的思路，如果正在处理LQLQ的节点听到用于的节点听到用于同一条连接的新的同一条连接的新的BQ,BQ,该该LQLQ过程将被中止。过程将被中止。6910自组织移动网络10.5.3 路由删除阶段路由删除阶段l当一条发现了的路由不再需要时，当一条发现了的路由不再需要时，SRCSRC将启动一个将启动一个路由删除路由删除（RDRD）广播）广播，使得所有的中间节点更新它们的路由表登记项。，使得所有的中间节点更新它们的路由表登记项。前面的图前面的图10-1310-13示出了示出了R
105、DRD控制报文的格式。使用控制报文的格式。使用完全广播完全广播而而不是定向广播，因为支持一条活动路径的节点在路径重构期不是定向广播，因为支持一条活动路径的节点在路径重构期间可能已经改变。类似于广播查询间可能已经改变。类似于广播查询BQBQ，RDRD控制分组有一个无控制分组有一个无限大的限大的LIVELIVE域值，取得完全的波浪式的广播。除了这种硬状域值，取得完全的波浪式的广播。除了这种硬状态方法，也可能采用软状态方法，此时，因在一定长度的时态方法，也可能采用软状态方法，此时，因在一定长度的时间内没有跟路由相关的交通活动而产生间内没有跟路由相关的交通活动而产生超时事件超时事件，从而使得，从而使得
106、该路由登记项变得该路由登记项变得无效无效，所以该方法要，所以该方法要在路径的每个节点上在路径的每个节点上都执行都执行。7010自组织移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格l由于长的分组头会导致低的通道利用率，在由于长的分组头会导致低的通道利用率，在ABR中，中，每个数据分组头仅包含邻接节点路由每个数据分组头仅包含邻接节点路由信息信息，而不是在路径上的所有节点。每个中间，而不是在路径上的所有节点。每个中间节点在把分组传播到上游或下游节点之前将更节点在把分组传播到上游或下游节点之前将更新包含在头中的下一跳信息。表新包含在头中的下一跳信息。表10-2列出了在列出了在分组头中的域分
107、组头中的域及各自的功能。及各自的功能。 7110自组织移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格 7210自组织移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格l表表10-310-3示出支持现有路由的一个节点的示出支持现有路由的一个节点的ABRABR路由表路由表。该表揭示出，支。该表揭示出，支持当前路由的每个节点将把输入分组从一个特别的持当前路由的每个节点将把输入分组从一个特别的上游节点映射到上游节点映射到对应的输出下游节点对应的输出下游节点。每个节点也将保持跟踪它。每个节点也将保持跟踪它到到DESTDEST的距离的距离（跳（跳段数），并记录它当前支持的总的路由的数目
108、，即它的段数），并记录它当前支持的总的路由的数目，即它的路由中继负路由中继负载载。 7310自组织移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格lABRABR邻居表邻居表通常由数据链路层协议更新，该协议产生、接收和解通常由数据链路层协议更新，该协议产生、接收和解释来自邻接移动主机的信标，并把这一信息向上传给较高协议层。释来自邻接移动主机的信标，并把这一信息向上传给较高协议层。关联时标登记项关联时标登记项是根据从各个邻接节点听到的同一信标的次数更是根据从各个邻接节点听到的同一信标的次数更新的。表新的。表10-4 10-4 示出了一个邻居表的结构。示出了一个邻居表的结构。7410自组织
109、移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格l为了为了避免移动主机重复处理和中继同样的避免移动主机重复处理和中继同样的BQBQ、RDRD或或LQLQ分组分组，需要使用已，需要使用已经看到过的经看到过的BQBQ、RDRD和和LQLQ表。如果接收到的控制分组类型、路由标识符和表。如果接收到的控制分组类型、路由标识符和序列号匹配在序列号匹配在“已经看到过已经看到过”的表中的一个登记项，那么该分组就要被的表中的一个登记项，那么该分组就要被丢弃。在一定长度的超时期后，或当一条路由不再为源节点需要时，这丢弃。在一定长度的超时期后，或当一条路由不再为源节点需要时，这些些“已经看到过已经看到过”
110、表中的内容将被删除。表中的内容将被删除。l然而，然而，超时期必须足够地长超时期必须足够地长，以允许邻居节点把该控制分组转发给它们，以允许邻居节点把该控制分组转发给它们的邻居。如图的邻居。如图10-1410-14所示，移动节点所示，移动节点B B是源节点。它发送第一个是源节点。它发送第一个BQBQ报文给报文给移动节点移动节点A A、C C和和D D。这些邻居节点然后把该。这些邻居节点然后把该BQBQ分组转发给它们的邻居，如分组转发给它们的邻居，如图中标有图中标有BQ2aBQ2a和和 BQ2bBQ2b的箭头所示。移动的箭头所示。移动节点节点B B应该应该忽略忽略BQ2aBQ2a和和 BQ2bBQ2
111、b分组分组，因为它们被看成是回送分组因为它们被看成是回送分组。因此至少在从邻居接收到回。因此至少在从邻居接收到回送分组之前，在送分组之前，在“已经看到过已经看到过”表中的表中的BQBQ登记项不应该被删除。登记项不应该被删除。7510自组织移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格 7610自组织移动网络10.5.4ARB分组头和相关表格分组头和相关表格l最后，由于最后，由于REPLYREPLY（应答）和（应答）和RNRN（路由通告）（路由通告）控制分组都使用控制分组都使用“定向传播定向传播”（所希望的接收（所希望的接收方的地址被包含在该控制分组中），不太可能方的地址被包含在该控制分组中），不太可能产生对已经发送出去的分组的回传，因此，对产生对已经发送出去的分组的回传，因此，对于这些分组的于这些分组的“已经看到过已经看到过”表是不必要的。表是不必要的。7710自组织移动网络Thanks！7810自组织移动网络
