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AODV路由协议详解,从协议到帧解析
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2022-06-22
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AODV路由协议详解
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移动 网络概述
一词起源于拉丁语,可以翻译为“,意译为“特别的,临时的网
络”。
移动 网络(,)专指用于移动无线设备的 网络,
用于其它用途的 网络有无线网状网络(,)和无线传感
器网络(,)等。
移动 网络中的节点一般是可以通过无线方式与其它设备进行数据接收和转发的移动
设备,比如手机和手提笔记本。每一个节点既是接收数据的主机,也是负责转发数据的路
由器。因为节点的路由器身份,移动 允许在没有无线访问接入点(
)的情况下节点之间的数据双向传输,网络中的数据可能需要经过节点的多跳传输才
能到达目的节点。
移动 网络允许节点动态地进入和离开网络,网络拓扑动态的变化所可能造成的路由
失效,可以通过修复路由或重新发现新路由等办法解决。
总结一下,移动 网络具有以下特点:
!"自组织,无需无线访问接入点即可通信,每个节点都充当路由器。
#"自适应,允许网络拓扑的动态变化,可以进行路由的重新发现与修正。
$"易部署,无需部署无线访问接入点即可实现节点之间的通信。
%"网络控制频繁,由于网络拓扑可能经常变化,移动 网络需要大量的网络控制信息
来维护路由。
&"安全性与可靠性待加强,由于网络通过无线的方式传输,对比有线方式可靠性较差,且
容易受到攻击与窃听。移动 网络中节点需要相互信任,因为数据可能会经过中间节
点转发到目的节点,这也需要一定的机制检验节点的安全性。
由于移动 网络的以上特点,传统的路由协议如 '()('*+(*),路
由信息协议)和 -).(-).,开放式最短路径优先协议)无法很好的在
移 动 网 络 上 运 行 。 目 前 常 见 的 应 用 于 移 动 网 络 的 路 由
'*+"、/'(/'*+)、-/0(-1//0)和
2')(2'*+))等。本文将会使用 -/0 路由协议作为移动 网络的路
由协议。
AODV 协议概述
-/0 路由协议是为 网络中的节点(移动设备)进行相互数据传输而设计的,它是
一个按需路由协议,按需指节点不会存储网络中所有节点的路由信息,只有在需要向目的
节点传输数据时,才会检查路由表,如果没有路由,则会向网络广播发送路由请求,这是
路由发现过程,是为了来获取到目的节点的路由。
路由请求(''3)、路由回复(''))、路由错误(''')和活跃路由检测(44-)是
-/0 路由协议定义的四种信息类型。这些信息用 5/) 进行传输,所以可以使用 () 协议的
地 址 , 比 如 可 以 使 用 节 点 自 身 的 () 地 址 作 为 ''3 信 息 中 的 源 地 址 , 可 以 使 用
#&&6#&&6#&&6#&& 进行全域的广播。当源节点要与目的节点通信但双方还没有建立连接时,
或者连接已经建立但路由过期或者失效,源节点向地址 #&&6#&&6#&&6#&& 发送 ''3 消息寻
求到目的节点的路由,收到 ''3 消息的节点如果自身是目的节点,或者路由表中存在到
目的节点的合法路由,则产生 '') 消息单播到源节点,停止广播 ''3 消息;如果收到
''3 消息的节点不是目的节点和有到目的节点路由的中间节点,则把 ''3 消息继续广播
到除了接收端外的所有接口。当网络检测到链路故障,会发送 ''' 给特定节点,通知其他
节点更新路由。44- 信息是 '') 信息的一个特例,通过广播 44- 信息可以检测节点与
其直连节点之间的连接情况。
一旦源节点与目的节点成功建立连接,并且网络拓扑结构无变化和无链路故障发生, -/0
路由协议就停止发挥作用。当源节点需要跟新目的节点进行通信时,重复发送 ''3 的过
程来发现到新目的节点的路由。
路由循环(*+)和计数到无穷(7)是基于距离向量算法的路由协
议 都 需 要 解 决 的 问 题 , -/0 路 由 协 议 采 用 递 增 的 序 列 号 来 解 决 上 述 问 题 。
''3、'')、''' 信息报文中都含有序列号字段。使用序列号可以让节点分辨信息报文
的新旧情况,方便节点用新的信息报文来更新路由表中由旧信息报文产生的路由信息。
-/0 路由协议支持在小规模的网络中运行,节点数目范围在数十到数千,而且要求相互
通信的节点之间需要完全信任,因为数据在传输到目的节点的过程中可能会需要其他中间
节点分析数据和转发。
总的来说,-/0 路由协议具有以下的优点:
!"不需要实时维护路由表,只有需要时才寻求路由和更新路由表。
#"支持组播,扩展性里良好
$"中间节点可以代替目的节点回复,减少了路由发现过程的延时,提高了收敛速度
%"所有节点和信息报文中都有序列号,避免了路由循环和计数到无穷的问题
&"被国内外广泛研究,有许多基于 -/0 路由协议的改进协议
8"但与此同时也存在一些缺点:
9"路由发现过程需要广播报文,对网络资源消耗较大
:"安全性问题,网络中每个节点必须互相信任,到目的节点的消息能被转发的中间节点明
文接收,有一定的安全隐患
AODV 协议消息格式
这一节将会介绍 -/0 路由协议所定义的三种消息–''3、'')、'' 的数据格式。44-
消息为设定了特殊值的 '') 消息,会在 '') 的介绍中进行描述。最后还会对另外一种特
殊的消息 '')1;< 做一个简要描述。
RREQ 消息格式
当节点需要与某个目的节点传输数据,但没有目的节点的合法路由,可以向全网广播 ''3
消息,向网络寻求到目的节点的路由,并且在约定的时间内等待携带有到目的节点路由信
息的 '') 消息回来,若规定时间内无收到 '') 回复,则重发 ''3 消息,直到达到最大
发送次数。其他节点根据收到 ''3 消息的接口建立从当前节点到源节点的反向路由。表 !
是 ''3 的消息格式介绍,介绍了每个字段的名称与比特数。表 # 是对 ''3 各个字段的解
释。
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哇………
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