论文研究-一种改进AODV的QoS路由协议.pdf

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无线Ad hoc网络的应用环境要求它必须提供一定的服务质量保证(QoS),然而,无线信道固有的特点及节点移动造成网络拓扑的频繁变化,使得在无线Ad hoc网络中支持QoS面临许多新的挑战。对Ad hoc网络原有的路由协议AODV进行了改进,使其能够满足一定的QoS要求。然后通过NS-2对其进行了仿真,并比较了改进后的AODV协议和原AODV、DSDV协议的性能。
262009,45(25) Computer Engineering and Applications计算机工程与应用 每隔一定吋间,主动在自己直接通信范围内广播一个消息,通有35个节点,随机地分布在1000×800的范围里,物理信道的 知邻居节点自己的存在,这个消息通常称为“ Hello”;收到该信带宽为11Mb/s;以节点的最大移动速度和随机停顿时间两个 息的节点延长相应邻居节点的生存时间;节点周期地检测邻居参数控制网络拓扑变化程度,采用最大移动速度20m/s,随机 节点的有效性,如果超时,则认为该节点离开了原来的位置,经停顿时间20s;仿真时间200s。在业务方面,在35个节点的情 过该节点的路由中断。 景中分别随机产生1~10个CBR连接,每个报文长度为512个 在此对这一机制进行扩展,可以有效地传输链路状态信字节,每秒产生50个包。在仿真中,节点在链路层采用基于 息。具体做法是:在邻居列表中増加邻居节点承载的业务信息802.II标准的MAC协议。具体仿真参数见表I 表项,记录邻居节点对资源的占用情况;在Helo信息中增加 表1仿真参数设置 宇段记录该节点当前的业务量信息:已被占用的带宽值和队列 拓扑范围 1000×800 长度;当节点收到Hll消息,更新邻居节点生存时间,同时更 节点个数 新邻居节点的业务量信息;节点建立业务信息表,记录自己承 节点运动最大速度20m/s 载的业务占用的带宽以及自己的队列长度;综合自己和所有邻 节点暂停时间 居节点的业务信息,节点就可以掌握自己周围当前的无线资源 MAC层协议 802.1 使用情况,并很方便地计算出自己可用的剩余资源的情况。 路由协议 QOS-AODV/AODV/DSDV 2.23扩展路由表 业务产生速率 50 packets 业务连接数 扩展后的路由表在原路由表中增加了3项新的内容,包括 会话ID( Session ll),最小可用带宽,带宽请求保障节点表。 3.2结果分析 最小可用带宽在RREQ和RREP报文中具有不同的含义。 (1)平均时延性能对比 在RREQ报文中,最小可用带宽指从源节点到目的节点的路由 图3是仿真得到的改进后AODV协议和原始的AODV 上必须提供的最小带宽,在RREP报文中最小可用带宽指从源DSDⅤ协议在不同传输速率的情况下对于平均时延性能改善 节点到目的节点的路由上各节点能提供的可用带宽的最小值。的对比曲线。从图3可以看出在网络负载比较轻的情况下, 当节点收到RREQ消息后,将自己所能提供的可用带宽值与种协议差别不大。但随着网络负载的增加,原始的AODV、 RREQ报文中携带的最小带宽进行比较,若不能满足业务最小DSDⅤ协议会使得网络平均时延急剧的增加,而改进后的 带宽的要求,则丢弃该RREQ报文,否则继续向前转发 RREQ AODV协议却没有明显的增加,因为改进的AODV协议以路由 报文,直到到达目的节点。当RREQ报文到达目的节点后,目上的空间可用资源作为衡量和选择路由的主要标准,综合考虑 的节点将返回一个RREP报文,其最小带宽值被设定为无穷负载和路由的长度,效果优于AODV和DSDV协议。从图中可 大。每个接收到RREP报文的节点,都将自身的带宽与RREP以看出改进后的路由协议使得传输的平均时延不超过50ms。 报文所携带的最小带宽值继续比较,取其中较小的更新最小带 (2)分组接收率对比 宽值,并继续转发RREP报文。接收到RREP报文的节点将存 从图4分组接收率的对比曲线看,在网络负载较轻的情况 储最小带宽值,为以后的RRFQ服务,若RRFQ中的最小带宽下,由于不会产生拥塞,改进后的AODV和原先的AODV性能 要求不能满足路由上后续节点的要求,则提前抛弃这一请求,差异不大;随着网络负载的增加,改进后的AODV的分组接收 减少网络资源的消耗。 率明显好于AODV和DSDⅤ。当网络传输速率超过800Kbit 当路由上节点的链路容量降低时,需要向所有相关的节点之后,改进后的AODV的分组接收率仍然可以保持在70%以 发送CMP_QOS_IOsT消息。这些相关节点的信息存储在带宽上,而普通的AODV和DsDV的分组接收率明显下降。 请求保障节点表中。 (3)控制开销对比 图5是仿真得到的改进后的AODV和原始AODV、DSDV 3仿真环境及结果分析 开销所占比例的对比。其中路由开销所占比例定义为:网络中 3.1仿真环境 所有节点发送和接收到的路由信息的总比特数和所有节点发 在NS-2平台下对改进后的AODⅤ协议进行仿真,并和送和接收到的业务信息的总比特数之比。 原AODV,DSD路由协议进行了性能比较。在仿真中,网络中 由于对原有的Hell消息进行了扩充,并在原来的邻居列 0.8 e-qoS →qos +- dsdv +- dsdy 120 *+ dsdv 径- 100 0.5 880 0.3 30 40 0 20 A8§ 888导8 8s8导888 传输速率/( Kbit/s) 传输速率/( Kbit/s) 传输速率/( Kbit/s) 图3平均时延性能对比 图4分组接收率对比 图5控制开销对比 下转30页)

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2019-09-12
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