[发明专利]基于BeagleBone‑Black的Ad‑Hoc路由协议验证方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动Ad-Hoc网络领域，具体涉及一种基于BeagleBone-Black的Ad-Hoc路由协议验证方法。

背景技术

在全球移动网络通信技术高速发展的大环境下，作为其领域的一个重要分支——移动Ad-Hoc网络早已成为了行业专家学者研究的热点。移动Ad-Hoc网络是一种有特殊用途的网络结构。

与传统通信网络相比，Ad-Hoc网络没有严格的控制中心，在自组织网络中所有结点功能相同，是一个完全对等式的网络。结点在启动后通过协议和特定算法协调各自行为，在没有任何网络设备的支持下迅速自组织成一个独立网络。组网简单快速的优势使得Ad-Hoc网络在传感器网络、军事通信、紧急通信服务等领域都有广泛应用。

由于Ad-Hoc网络移动多变的特性，使得路由协议的设计优化一直是研究重点。但现阶段在对路由协议的研究改进中，研究人员多数还是停留在理论与PC端软件仿真阶段，又由于真实的无线网络通信场景中，无线信道特性受到多方面条件的影响，对路由协议只进行PC端的软件仿真不能全面真实反应出路由协议的性能,同时还存在着以下缺点：

1）在PC端对路由协议的性能进行软件仿真，会忽略现实环境：如地理环境、其他信号源、气候条件或其他不定因素对路由协议工作的干扰，因此，得到的数据不能真实准确的反映出路由协议的性能。

2）只有单方面软件仿真的验证数据，使得数据的说服力不够，实验数据比较片面，不能获得全方位、准确详细的研究数据。

3）仿真软件的普适性不高，对不同的协议兼容性不高。使用起来比较复杂，使得软件的学习门槛和学习成本过高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是如何解决仅对路由协议进行PC端的软件仿真不能全面真实反应出路由协议的性能问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种基于BeagleBone-Black的Ad-Hoc路由协议验证方法，包括以下步骤：

步骤1 在PC机上对设备节点的软件系统内核进行编译并去除内核中无用的模块组件对内核进行裁剪编译，将编译好的内核移植到设备节点的BeagleBone-Black系统上，待正常启动BeagleBone-Black的Linux操作系统后，安装相应的LCD驱动并重启点亮显示屏。

步骤2 将需要验证的Ad-Hoc路由协议移植到系统上并运行，同时将外接无线网卡插入BeagleBone-Black系统的USB插孔，配置无线网卡参数使得节点能正常收发数据，整个设备单节点的系统初始化工作便完成；

步骤3 在户外实地场景中，同时开启多个设备节点，在多个硬件节点上运行路由协议，并配置设备节点工作模式为Ad-Hoc，经过一段时间，待网络稳定之后通过ping -x命令观察相应节点的路由工作情况；同时使用系统外接的传感器搜集外界环境信号，在相应备节点通过开启上层定制的MessageSender软件自动在网络中寻找目标主机并将搜集的外界环境信号进行转发，在目的主机端通过打开编写的Test软件记录的实验数据便可以准确的反应网络路由协议的性能指标如端到端的传输延时、数据的丢包率，其具体过程如下:

1)将实验所需的数据采集装置也就是传感器，通过网络设备节点所扩展的USB接口接入系统中，将传感器驱动程序拷贝至Linux系统中，修改相对应的配置文件；执行make命令，会在同一文件夹下生成.ko文件，运行support命令编译进内核；通过编写的上层测试软件提取传感器采集的数据，当目录文件夹下生成相应的数据文件时，便说明传感器及数据采集软件均已正常工作；

2)由于本方法采用无线网卡Ralink RT3070的驱动已经存在于内核中，因此不需要额外编写设备驱动；将无线网卡插入系统扩展的USB接口上，在系统中运行ifconfig命令，便可以看到网卡工作模式与情况；设置各设备节点的IP地址，通过ping –x命令检测网卡工作是否正常，至此无线网卡设置完成、工作正常；

3)在系统上移植路由协议，拷贝将需要进行协议验证的Ad-Hoc网络路由协议(本方法中为aodv路由协议)，修改config配置文件，通过make命令进行编译生成aodv.ko文件；当设备节点上的无线网卡正常工作后，设置网卡的工作模式为adhoc模式，运行.ko文件；在输出的信息中，当现实设备节点工作正常，能够发现周围邻居节点并添加到路由表中，说明Ad-Hoc路由协议工作正常；

步骤4 启动所有设备节点进行测试，得出验证结果,其具体过程如下：