文档介绍：摘要无线网状网络是一种新型的宽带无线网络,主要用于因特网的无线接入。路由是WMN中的一项关键技术。本文先介绍路由技术的概念以及一般有线网络的路由,然后以Ad hoc为例介绍无线多跳网络中的路由,并比较它们与有线网络路由的区别。接着着重介绍WMN路由协议。最后本文详细介绍分析一种适用于无线网状接入网的TBR协议及其改进协议。关键词 WMN;Ad hoc;路由协议;TBR
1 引言如今,无线通信技术正以前所未有的速度发展着,并日益广泛地融入到人们的生活之中。蜂窝移动通信网技术比较成熟,网络覆盖能力强,然而它在数据业务支持方面明显不足。无线局域网在近年来得到了较快的发展,成为无线接入的有效手段,但是它的覆盖范围又很有限。下一代无线通信网络究竟该朝哪个方向发展?虽然还没有定论,但能同时提供大覆盖范围、高数据速率和移动性支持则是共识。近年来,无线网状网络(Wireless work,WMN)以其特有的优势引起了人们的广泛关注,并可能成为下一代无线网络和因特网的重要组成部分。2 WMN概述 WMN是一种从移动Ad hoc网络中发展起来的新型网络技术,因此也是一种动态自组织、自配置的多跳宽带无线网络。与Ad hoc网络不同,WMN可以通过位置相对固定的无线路由器,将多种网络技术进行互联,并提供高速的骨干网。,。WMN作为未来无线城域核心网最理想的方式之一,具有可能挑战3G技术的能力,是构建B3G/4G的潜在技术之一。 WMN由客户节点、路由器节点和网关节点组成。客户节点也可以分为普通WLAN客户节点和具有路由与信息转发功能的客户节点两类。与传统的无线路由器相比,WMN路由器在很多地方均作了增强,除了提升多跳环境下的路由功能外,对MAC协议、多无线接口等技术也有所改进。有线宽带的连接,。WMN接入网的结构图如图1所示。
图1 WMN接入网结构图
按照结构层次,WMN的网络结构可以分为平面网络结构、多级网络结构和混合网络结构。其中,平面网络结构中所有节点均为对等结构,适用于节点数少又不连入核心网的场合;多级网络结构可以分为上下层两个部分,上层为MESH结构的路由器网关网络,下层为普通WLAN客户节点,它们只能通过接入上层的网络才能实现相互间的通信;混合网络结构即以上两种结构的混合,网络也分为上下两层,但其下层是具有路由与信息转发功能的客户节点。3 路由协议与Ad hoc网络路由协议路由是WMN中的一项关键技术,本文主要针对无线网状网络的路由协议进行研究。 路由技术的概念路由技术是计算机和通信技术相结合的产物,它随着网络的迅速发展而发展。简而言之,路由技术是指采用一种或多种策略,为数据分组从源地址到目的地址的转发选择一条或几条理想的路径。它是通过在路由设备(如路由器等)上运行路由协议来实现的。路由器间可进行相互通信,从而在每个路由器都建立一张路由表,用于存放网络中的路由转发信息。通过查找路由表中相应表项(下一跳地址等)来转发数据分组。 路由协议路由协议根据其设计理念,主要分为为两大类:距离向量路由协议和链路状态路协议。距离向量路由协议(如RIP)主要优点是简单且有效率,但是,这种方法存在收敛慢、易出现路由环路等问题。链路状态路由协议(如OSPF)的特点是,所有路由器均保存全网络拓扑信息并做周期更新,并且任何一个环节的改变引发即时更新。相对于传统的距离向量路由协议,链路状态路由协议有全网拓扑信息,因此可以防止出现路由环路且收敛速度较快。然而,这种协议通过全网广播来传递最新信息,因此,尤其是在高移动性(或严重无线电干扰)造成链路状态改变的时候,此类协议会耗费大量的网络资源并产生过多的控制开销,而使其变得不可行。路由协议(如OSPF,RIP)是专为有线网络设计的。它们不能够很好处理无线网状网环境中常见的拓扑结构和链接质量的快速变化。因此,路由协议,而要使用为无线网络专门设计的路由协议。 Ad hoc网络路由协议 Ad hoc网络是一种没有有线基础设施支持的无线移动网络,网络中的节点均由移动主机构成,移动主机之间可以直接通信,移动主机既是主机又是路由器,通过移动主机自由的组网实现通信。如图2所示,根据发现路由的驱动模式不同, Ad hoc网络的路由协议一般分为以下两种:一种称为表驱动(Table Driven)路由,或者预先式(Proactive)路由,如DSDV(Dynamic Destination-Sequenced Distance Vector)是一种典型的表驱动路由协议,基于Bellman-Ford算法;另一种称为按需(On Demand)路由,或者反应式(Reactive)路由,如DSR (Dynamic Source Routing)是一种典型的按需路由协议。