[发明专利]基于路径收集的Ad Hoc网络按需路由协议的建立和维护方法

说明书

技术领域

    本发明涉及网络路由协议，具体涉及一种基于路径收集的Ad Hoc网络按需路由协议的建立和维护方法。

背景技术

Ad Hoc网络是由许多带有无线收发装置的通信终端组成，无需现有基础设施、可动态重构的自治网络，具有建立快捷、灵活、抗毁性强等优点，适用于战场、救灾、环境监测等领域，具有广阔的发展前景。然而Ad Hoc网络在具有上述优点的同时，高度动态、能量有限、无线带宽低下等特点也给Ad Hoc路由协议的设计提出了巨大的挑战。Ad Hoc网络中按需路由协议存在“广播风暴”以及由节点移动造成的通信路径中断的问题。不加限制的泛洪广播引起大量的冗余分组转发，浪费了宝贵的无线带宽资源和节点有限的能量，同时还加剧了无线信道竞争访问、信号冲突的概率，进一步地增加了数据通信时延。由节点移动导致的通信路径中断则降低了数据分组的投递率，还会引发路由维护以及路由重构，增加路由协议的开销，降低了整个网络的工作效率。

AODV协议是Ad Hoc网络中按需路由协议，AODV协议采用DSR协议的按需发现、建立、维护路由的策略，同时又具有与DSDV协议相同的序列号机制。序列号机制用于保证路由无环。AODV是单路径路由、逐跳按需路由协议。

AOMDV协议是在AODV协议的多路径版本，AOMDV协议在一次路由建立的过程中建立多条链路不相交的路径，在路由维护时，只有当所有的路径都失效后才重新发起路由建立过程。

AODV_PA协议是在AODV协议的基础上，添加路径收集机制的协议，在一次路由建立过程中建立起路径中每个节点的路由。

    现有技术的客观缺点：

AODV协议一次路由建立时，不记录沿途节点的路由，路由发现效率低，并且AODV协议只保存一条活动路径，活动路径断裂时，通信路径断裂，增加丢包率、通信时延、路由开销。

AOMDV协议虽然一次建立了多条路径，但是AOMDV协议在选择路径的策略是选择最短路径，但是最短路径的稳定性并不是很好，同样易受到节点运动导致通信路径断裂的影响。

AODV_PA协议是单路径、路径收集协议，但是在路由发现的过程中，中间节点只接收第一个路由请求分组，忽略其他路由请求分组，造成协议获取路由信息的能力下降，同样地，AODV_PA协议的路由选择策略是最短路径，此策略未考虑节点运动对路由协议的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于双向链路、链路不相交多路径、逐跳传输的Ad Hoc网络按需路由协议。

本发明可以获得如下有益效果：

    （1）能够提高路由发现效率，减少路由开销；

（2）能够提高通信路径的稳定性，减少节点运动导致通信路径断裂的影响；

    （3）能够提高获取路由信息的能力。

本发明的技术方案如下：

一种基于路径收集的Ad Hoc网络按需路由协议的建立和维护方法，包括：

建立基于链路不相交多路径算法的多条路径；

记录每条路径中整条路径的有序节点ID，利用下游节点发送标识的无环机制达到路由无环；

在多条路径中选择时，优先选择最新建立的路径；

只维护使用过的路径。

所述的多路径算法，在节点收到路由请求分组时的具体步骤如下：

（1）当节点收到一个路由请求分组时，如果路由请求分组提供的反向路径和本次路由请求中节点已经收到的所有反向路径链路不相交，转到步骤（3）；

（2）当节点收到一个路由请求分组时，如果路由请求分组提供的反向路径和本次路由请求中节点已经收到的任何一条或者多条反向路径链路相交，转到步骤（4）；

（3）若该节点是目的节点，则只应答前三个路由请求分组，处理结束；若该节点是中间节点，则在路径表中查找该节点到达目的节点的正向路径，找到的路径必须和本次路由请求中节点已经使用的所有正向路径链路不相交，如果存在这样一条正向路径，该节点则使用此正向路径形成路由应答分组，并沿着刚刚收到的反向路径回传给源节点，处理结束；若不存在这样的正向路径，则转到步骤（4）；

（4）若收到的是第一个路由请求分组，则广播转发，处理结束；若不是第一到达的路由请求分组，则只是缓存收到的反向路径，然后直接丢弃路由请求分组，不应答也不转发，处理结束。

所述的多路径算法，在节点收到路由应答分组时的具体步骤如下：