论文研究-基于负载均衡的DSR路由协议改进.pdf

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动态源路由DSR路由协议以最短路径优先为原则,但是没考虑负载均衡,产生拥塞区域、连接失败等不利结果。为减轻路由负载,提高协议性能,提出了一种基于负载均衡的DSR路由算法。在路由发现过程中节点根据自身负载情况决定接收或丢弃请求分组,从而避开负载过高节点;中间节点采用不应答路由请求分组策略;目的节点根据路径总负载选择合适的路由。该协议不仅考虑了中间节点的负载,而且还反映了路径上的负载,同时路径上也实现了负载均衡。在路由协议中,增加负载均衡机制,节约了网络的能源和带宽,提高了网络性能。
258 计算机应用研究 NR (2) 2性能分析 其中:为路径r上的节点;N为节点i当前已收到RREP分 组的数目。 本协议不仅考虑路由请求阶段,以阻止不必要的洪泛包转 c)路径的跳数HOP在其他机制相同的情况下,跳数酸发,而且也考虑路由回复阶段,遥过负载意识选择合适的路出。 小,意味着开销、端到端延迟越小。因此,将跳数作为一个选择阻止负载重的节点转发路由请求包,可以提高网络性能。因为 机制。 这样不仅可以减少拥塞,而且减少冗余控制包间的干扰。日的 根据路径上节点的队列可用率FQ、路径上节点已收到的形点根据一种机制,即路径上节点的队列可用率Q路径上节 RREP分组总数目NR和路径的跳数HOP,总的负载计算式为 点已收钊的RREP分组总数目NR和路径的跳数OP选择合适 routeload=ax(1-IFQ)+bxNR+cX HOP (3 的路由。其中,路径上节点的队列可用率/FQ代表的是当前网 其屮:常数a、b、c为预设参数,在模拟实验时设定合适的值。 络的通信负载状态;路径上节点已收到的RRFP分组总数目NR 目的节点在收到RREQ分组时,根据FQ、NR和HOP计算该代表的是未来网络的通信负载状态,同时还考虑路径跳数的 路径的总负载 route_oad;然后再等待一段时间,从收到的 影响。 RREQ分组中,选择 route load值最小的路径。 3结束语 1.2协议描述 因为是基于DSR路由协议改进的,所以DSR-LB也包含两 本文在DSH路由协议的基础之上对各个节点的负载情况 个阶段,即路由发现和路由维护 进行了改进,引入动态阈值的概念,该阈值实时地反映网络的 1.2.1路由发现 负载状态。在路由发现过程中,中间节点将自身的负载与动态 在路由发现选择路由时,同时考志通信负载均衡和最知值比较后,根据判断结果有选择地转发路由请求(RFQ)分 路径。 组,避免重负载节点出现在所建路径当中;其次中间节点不回 1)源节点的操作源节点需要到达月的节点的路由路径复路由应答(RREP),保证选择路由的过程中始终运用最新的 时,才开始发起路由发现的过程。假设地址为s的源节点想要负载信息;最后目的节点从接收到的几个路由请求中,通过延 发送数据包到地址为d的目的节点,首先源节点s在路由缓存时应答的方式,根据三种机制:路径上节点的队列可用率IFQ、 中检查是否存在到达目的节点d的路由。如果存在,则使用该路径上节点已收到的RREP分组总数目NR和路径的跳数 路由发送数据分组;否则开始s广播REQ分组,等待应答分BOP,选择相对较轻的负载路径回复应答,全面实现负载均衡。 组。如果源节点在收到RRE分组后,立即使用该路径转发业这样处理不但能够缩短节点的处理吋延,同时还能降低E 务数据。本文的HRQ分组格式是在DR协议的REQ分组的广播风暴,使网络处于负载相对平衡状态,提高网络的处理 格式的基础上添加了三个字段,如下所示 能力,保证数据传输的可靠性。 下一步工作是深入模拟和分析算法在各种条件下的效果 previous RREQ format IFQ HOP 并与其他几种路由算法进行比较与分析。 其中:F(为该条路径上节点的队列可用率(初始化为F(= 0):NR为该条路径上节点巳收到RREP分组数目之和(初始 参考文献: 化为MR=0);HOP表示请求分组被转发的次数(初始化为 [1] YANG Qin, WEN Y Y, ANG H Y. A routing protocol with energy and traffic balance awareness in wireless Ad hoe networks[C]//Proc HOP=0) of the 6th International Conference on Information Communications 2)中间节点的操作如果中间节点接收到路由请求 ignal Processing. 2007: 1-5. RREQ分组时,首先检查路出请求表中是否有对应的表项,如 [2] YI Y J, KWON I J, GERLA M. A load aware routing(LWR) hased cal information[C]//Proc of the 12 th IEEE International Sympo 果有,丢夼该路由请求分组,否则,节点检查路由请求分组的路 sium on personal. indoor and mobile radio communications, 2001 由记录中是否已含有该节点,如果有,丢弃该分组,否则,启动 65-69 中间节点判别机制。如果自身是重负载,则丢弁RBQ分组;[3]FS, GERLA M. Split multipath routing with maximally disjoint 含则,节点就把自己的地址加到路由请求分组的路由记录部 path in Ad hoc networks[ C]//Proc of IEEE International Conference on Communications. 2001. 3201-3205 分,根据式(1)(2)和加1操作分别更新/FQ、M和HOP的值,[41 JIANG Wen-i,Lzhn.img, ZENG Chun-qing,eal. Load bal 并继续广播RRFQ分组。如果中间节点接收到应答分组后,立 ancing routing algorithm for Ad hoc networks[C]//Proc of the 5 th It 刻更新MR值,记录到路由表中,并单播RREP分组 ernational Conference on Mobile ad hoc and sensor Networks, 2009 3)日的节点收到RREQ分组的操作日的节点在收到 334-339 [5 ZHANG Xiang-INo, KIM K I. Load-aware elRic for eficient balan RREQ分组时,根据式(3)计算该路径的负载代价 route load cing on multipath DSR protocol in mobile Ad hoc networks[ C]//prod 然后等待一段时间,从收到的RREQ分组屮,选择 route load of International Conference on advanced technologies for communica 值最小的路径,并单播RREP分组给源节点。如果有多条 tions.2008:395-39 route loac值相同的路径,从中选择最早达到的路径,并单播 6]沙毅,张婷,陈进,等.基于流量的Δdhoc网络负載均衡路由协 议[J].东北大学学报:自然科学版,2010,31(3):350-354 RREP分组给源节点。 [7 SOUIHLI O, FRIKHA M, HAMOUDA M B. Load-balancing in MA 1.2.2路由维护 NET shortest-path routing protocols[ J]. Ad hoc Networks, 2009, 7 当活跃路径上的链路中断时,源节点收到RERR分组,源 (2):431-442. [8] TOH C K, LE A N. CHO Y Z. Load balanced rouLing protocols for 节点就删除该路由表项。当路径失效时,源节点发起路由发现 Ad hoc mobile wireless networks[ J. Communications Magazine 例程 19,47(8):7

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