負(fù)載均衡移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究.pdf

1、移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是20世紀(jì)末計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它使用無(wú)線信道來(lái)接入網(wǎng)絡(luò)，為通信的移動(dòng)化、個(gè)人化和多媒體應(yīng)用提供了潛在的手段，并成為寬帶無(wú)線接入的有效途徑之一。網(wǎng)絡(luò)層作為移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵協(xié)議層，節(jié)點(diǎn)之間通訊首先要尋找一條質(zhì)量高的路由，通訊質(zhì)量才能保證。特別是在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大的情況下，路由協(xié)議就顯得更為重要。 如今按需路由協(xié)議是移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最廣泛的一種路由協(xié)議。作為按需路由協(xié)議代表的AO

2、DV和DSR都是以最短路徑作為路由選擇的標(biāo)準(zhǔn)，它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)輕負(fù)載情況下表現(xiàn)良好。然而，在高業(yè)務(wù)量的情況下，AODV和DSR的性能都急劇惡化，部分原因是由于其在路徑選擇時(shí)傾向于使用相同的節(jié)點(diǎn)作為中間節(jié)點(diǎn)，大量的數(shù)據(jù)通過(guò)少量節(jié)點(diǎn)傳輸，引起網(wǎng)絡(luò)的阻塞，從而導(dǎo)致較高的分組時(shí)延，部分節(jié)點(diǎn)也會(huì)過(guò)早地電池耗盡。許多研究者認(rèn)識(shí)到，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時(shí)，最短路徑并非是MANET中用于路徑選擇的最佳度量。在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)可以有效地使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布均勻

3、，提高網(wǎng)絡(luò)整體性能，本課題即研究移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由負(fù)載均衡。 不少研究者提出多路徑(multi-path)方案來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡。多路徑最根本的思想是通過(guò)在節(jié)點(diǎn)維護(hù)路由信息，把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流分布在多條路徑上，以此來(lái)平衡網(wǎng)絡(luò)。然而，維護(hù)不同的路徑需要額外的路由表空間和計(jì)算開銷。另外，多路徑方案只有在多個(gè)路徑互不相交的情況下才有效，然而路徑互不相交在MANET中是很難獲得。Ganjali等人進(jìn)一步證明了多路徑的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布和單路徑

4、(single-path)幾乎是相同的。 DLAR是由Lee和Gerla提出的單路徑負(fù)載均衡方案。在路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，路由請(qǐng)求分組RREQ記錄所經(jīng)過(guò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的接口隊(duì)列信息，以此來(lái)獲得該節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況；目的節(jié)點(diǎn)則根據(jù)RREQ中的記錄選擇最佳路由。然而，為了獲取最新的負(fù)載信息，DLAR禁止擁有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)路徑信息的中間節(jié)點(diǎn)回復(fù)RREQ。對(duì)于擁有大量節(jié)點(diǎn)的MANET環(huán)境，可能導(dǎo)致RREQ風(fēng)暴。 Lee提出的WAL每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)其

5、自身負(fù)載選擇性地轉(zhuǎn)發(fā)RREQ，以阻止網(wǎng)絡(luò)在過(guò)載的節(jié)點(diǎn)上建立路由。這樣便有效地減少了RREQ廣播風(fēng)暴，但是由于這個(gè)協(xié)議完全是以一個(gè)分布式的形式運(yùn)作，缺少備選路由之間的比較，導(dǎo)致最后選擇的路由未必理想。 本論文提出了一種帶寬估算模型和負(fù)載均衡技術(shù)，并結(jié)合DLAR和WAL各自的優(yōu)點(diǎn)，基于AODV設(shè)計(jì)了新的負(fù)載均衡路由協(xié)議。同時(shí)考慮到時(shí)延因素，對(duì)新協(xié)議作進(jìn)一步改進(jìn)。新協(xié)議使每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況，有選擇地轉(zhuǎn)發(fā)RREQ路由選擇包，這