无线自组网多播协议的设计与仿真
计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ２０１０．３１（５）１００５?网络与通信技术?
无线自组网多播协议的设计与仿真
叶雪，乐红兵
（江南大学信息工程学院，江苏无锡２１４１２２）
摘要：在Ａｄｈｏｅ网络中，为了平衡能耗与鲁棒性，结合基于树和基于网格的多播协议的特点，给出了一个新的多播路由协议，基于Ｐｏｗｅｒａｗａｒｅ优化的备用路径的多播协议．（ｐｏｗｅｒａｗａｒｅ．ｂａｃｋｕｐａ－ｅｅｍｕｌｔｉｅａｓｔ，Ｐａ．ＢＴＭ）。该协议采用主树和备用树相结合使用的方法，当主树损坏后立即采用备用树进行工作，提高了鲁棒性，同时基于树的结构也减少了能量的消耗。最后，使用仿真工具ＧＩｏＭｏＳｉｍ对ＭＡＯＤＶ，ＯＤＭＲＰ及Ｐａ－ＢＴＭ模拟仿真。仿真结果表明，该协议在包分发率和能量效能等性能上有所改善，可以较好地提高网络生存时间．
关键词：Ａｄｈｏｅ网络；基于树；基于网格；多播；备用树多播协议
中图法分类号：ＴＰ３９３．０４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－７０２４（２０１０）０５．１００５－０４
ＤｅｓｉｇｎａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｄＨｏｃｎｅｔｗｏｒｋｍｕｌｔｉｃａｓｔｐｒｏｔｏｃｏｌ
ＹＥＸｕｅ，ＬＥＨｏｎｇ—ｂｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｕｔｈｅｒｎＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎＡｄｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂａｌａｎｃｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ，ａｎｅｗｍｕｌｔｉｃａｓｔｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｃａｌｌｅｄａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｂａｃｋｕｐｔｒｅｅｍｕｌｔｉｃａｓｔｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ（Ｐａ－ＢＴＭ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｒｅｅ－ｂａｓｅｄｍｕｌｔｉｃａｓｔｐｒｏｔｏｃｏｌａｎｄｍｅｓｈ－ｂａｓｅｄｍｕｌｔｉｃａｓｔｐｒｏｔｏｃ０１．Ｔｈｅｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ眦ｔｗｏｔＦｅｅｓｃａｌｌｅｄｐｒｉｍａｒｙｔｒｅｅａｎｄｂａｃｋｕｐｔｒｅｅ．ｗｈｅｎｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｔｒｅｅｉｓｂｒｏｋｅｎｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙｕ∞ｂａｃｋｕｐｔｒｅｅｔｎｍｓｔｅａｄｏｆｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｔｒｅｅ．Ｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｒｅｅ—ｂａｓｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｅｉ＇ｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｏｌＧｌｏＭｏＳｉｍｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｏｕｒｐｒｏｐｏｓｅｄｐｒｏｔｏｃ０１．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｌｏａｄ
ｂａｌａｎｃｅ，ｐａｃｋｅｔｄｅｌｉｖｅｒｄｒａｔｉｏ
ａｎｄｔｈｅｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｄｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋ；ｔｒｅｅ－ｂａｓｅｄ；ｍｅｓｈ－ｂａｓｅｄ；ｍｕｌｔｉｃａｓｔ；ｐａ－ＢＴＭ
０引言
在现有的Ａｄｈｏｃ多播路由协议研究中，将网络拓扑结构按照路由节点构成方式分为两个类型叫基于树（Ｔｒｅｅ－ｂａｓｅｄ）的多播路由协议如ＭＡＯＤＶａｌ以及基于网格（Ｍｅｓｈ—ｂａｓｅｄ）的多播路由协议如按需多播路由协议ＯＤＭＲＰｔ＇ｌ。研究结果…揭示了，在基于树（Ｔｒｅｅ－ｂａｓｅｄ）的多播协议中，由于树形的拓扑结构，使得可以拥有较大带宽的转发多播数据包，但同样由于在任意两节点问只有一条路径，当自组网拓扑结构动态变化后，树状结构很容易受到影响，拓扑结构出现分割，需要不断根据网络的变化进行重构树的过程，从而产生较大的维护路由开销。基于格网（Ｍｅｓｈ－ｂａｓｅｄ）的多播协议，由于在任意两节点问拥有多条路径，当网络结构发生变化时，不需因少量链路的失效而对整个网络结构进行重新的配置，冗余的路径增强了网络结构的动态适应能力，使得维护路由的开销减少，但由于数据通过多条路径的转发，增加了网络的负担，加大了节点能量的消耗，并浪费了网络带宽。结合两种拓扑结构的特点，本文提出了一种基于Ｐｏｗｅｒａｗａｒｅ优化的备用路径的多播协议Ｐａ－ＢＴＭ，平衡网络结构需求与能耗需求问的矛盾，延长整个网络的生存时阀。
ｌＭＡＯＤＶ协议与ＯＤＭＲＰ协议简介
ＭＡＯＤＶ蹦协议是在单播ＡＯＤＶ路由协议基础上设计的按需多播路由协议。在该协议中，当一个节点欲加入某个多播组接收数据或欲向某个多播组发送数据时，需要发起建立多播路由过程。ＭＡＯＤＶ协议的多播树中，每个多播树有一个组长，负责维护多播树的序列号，并使用ＧｒｏｕｐＨｅｌｌｏ消息向多播组广播该序列号，其它节点根据接收到的ＧｒｏｕｐＨｅｆｉｏ消息更新本地成员组的路径信息。
ＯＤＭＲＰⅢ协议按照信源的要求建立并更新组成员和多跳路由，其中包括了一个请求阶段和一个应答阶段。当组内信源要发送数据包时，会广播一个加入请求包，该包周期性的在全网广播以刷新成员信息和更新路由。ＯＤＭＲＰ协议在提供了稳定的路由的同时却造成了大量的控制开销，降低路由算法的性能。这一点特别是在当信源信宿之问路径过长和信源数量增多的时候，情形更加严重。
收稿日期：２００９－０５－２１；修订日期：２００９．１１．１６。
作者简介：叶雪（１９８２一），江苏无锡人，硕士研究生，研究方向为网络安全与信息安全：乐红兵（１９６７一），男，江苏无锡人，高级工程师，硕士生导师，研究方向为无线网络和分布式系统。Ｅ－ｍａｉｌ．．ｃｈｏｎｇｌ２０９＠１６３．锄
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