本科毕业设计-基于matlab的ad hoc网络aodv协议的最小路由选择

表来进行。先应式算法的优点是通信时可以立即得到路由信息,缺点是当网络内结点发生变化时,必须重新交换路由信息以获得新路由的路径,这样增加了网络的负载,路由开销也随着网络的增大而越来越大。其代表协议有DSDV、OL2SR等

按需求(On-demand)算法:又称反应式路由算法。无线网络当需要路由来传送数据包时才被动的进行路由发现,即结点仅构建和维护当前需要用来发送数据包的路由信息。网络拓扑结构和路由表内容也是按需建立的,不需建立去往网络内各个结点的路径,因此不需要周期性的广播路由信息,节省了一定的网络资源。按需求算法具有较小的通信控制(路由维护更新)开销,但在需要发送数据时,因没有通向目的结点的路由信息,要临时启动路由发现机制来寻找路由,这会带来一定的时延。代表协议有AODV、DSR、DSRD、TORA协议等

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混合式算法:结合了先应式算法和按需求算法的优势。该算法按区域将无线网络划分为几个逻辑子网,在逻辑子网内采用先应式的主动算法,在区域间采用按需求的被动算法,通过调节区域划分的大小和子网内结点数量以综合提高结点和无线网络的路由能力。代表协议有ZRP协议等。

1.2.2 AODV的基本介绍

路由请求（RREQ），路由回复（RREP）和路由错误（RERR）是AODV定义的三种消息种类。这些消息通过UDP和通常的IP协议来接收。举个例子，发起请求的节点需要用它自己的IP地址作为消息中的Originator IP address（发起者IP）。对于广播，将采用IP协议指定的广播地址（255.255.255.255），这个地址意味着这种消息将不会被盲目转发。但是，AODV操作确实要求特定的消息（例如RREQ）得到广泛的散布，甚至有可能散布至整个专有网络。这些RREQ的散布的范围由IP头中的TTL来指定。作为一个特点，将不会采用IP协议中的分片传输。

只要一条通道连接的两个端点都有通向对方的正确路由，AODV是工作的。当某节点需要连接到一个新的目的节点时，它将广播一个RREQ（路由请求消息）来尝试找到一条到目的节点的路由。如果RREQ消息到达目的节点，这条路由将被找到。另外一种情况下，路由也可以找到，就是RREQ到达了一个中间节点，该中间节点拥有到目的节点的“足够新鲜”的路由。“足够新鲜”的路由首先要是一条到目的地的正确路由，该路由还需要拥有一个足够大的序列号，该序号不能小于RREQ 中的序列号。当向发起RREQ的节点单播一个RREP后，这条路由就建立了。所有接到请求的节点都会缓存一条

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回到发起节点的路由，所以RREP就可以通过单播从目的节点返回到发起节点，或者从一个能够找到目的节点的中间节点返回到发起节点。

节点将相邻节点（next hops）的连接状态保存在活动路由表里（active routes）。当活动路由表里有一条连接断开时，一条RERR消息（路由错误消息）将被用来通知其他节点发生了连接断裂。RERR消息指出了不再能到达的目的节点（甚至是目的子网）。为了实现这种报告机制，每个节点还要维护一个“先驱表”（precursor list），表中包含了一些邻居的IP，这些邻居可能会将它用作达到目的地的下一跳节点。先驱表里的信息可以很轻易的从回传RREP的过程中获得，因为按照定义，RREP就该是传往先驱节点的。如果RREP有一个非零的前缀长度，那么RREQ的发起者将被包括在先驱表里作为子网的路由。

1.2.3 AODV协议的性能

基于AODV路由协议工作原理的分析，其在网络使用中的性能如下]： 1. 基于传统的距离向量路由机制思路简单易懂；

2. 通过使用目的序列号有效地防止了循环的发生解决了传统的基于距离向量路由协议存在的无限计数问题，并且易于编程实现；

3. 支持中间节点回答能使源节点快速获得路由，但存在过时路由问题；

4. 快速响应活跃路径上断链，当链路失效能够被立即报告,这样路由可重新建立； 5. 具有网络的可扩充性；

6. 需要周期性地广播报文需要消耗一定的电池能源和网络带宽。

1.3 本文的主要工作

主要是通过MATLAB软件完成Ad hoc网络路由协议AODV的仿真。首先建立随机路由节点，通过对节点速度、时间、运动范围、节点个数等参数的限制，再计算各个节点之间的距离，最终实现源节点到目的节点的最佳路由选择。

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第二章 AODV协议工作过程

2.1 AODV路由协议分组格式

AODV路由协议通过路由消息传递信息，包含了路由请求RREQ(Route Request），路由回复RREP(Route Reply），路由错误RRER(Route Error）和路由回复确认RREP-ACK。在网络节点在维护通信时，还应用了一种TTL=1的RREP消息，这种消息叫做Hello报文。这些消息通过用户数据包协议(UDP，User Datagram Protocol）和通常的IP协议来接收。

2.1.1 RREQ 路由请求

在Ad Hoc网络中，当一个节点无法找到一个可用路由到目的节点时，它将会利用广播RREQ消息来寻找建立路由通路。路由请求消息的格式如表2-1所示。

类型 J R G D U 保留 跳数 RREQ ID 路由请求消息标识 目标节点IP地址 目的节点序列号 源节点IP地址 源节点序列号 表2-1 RREQ消息格式

路由请求消息的部分字段定义如下： 1. 类型：此字段值1；

2. J：Join flag加入标志，为多播保留； 3. R：Repair flag修复标志，为多播保留；

4. G：Gratuitous RREP flag免费路由回复标志，指是否该向目标节点IP地址域指定的节点发送一个免费路由回复消息；

5. D：Destination only flag仅允许目的节点回复标志，标志置位则仅允许目的节点回复本条路由请求；

6. U：Unknown sequence number未知序列号，指目标节点序列号未知；

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