CN105049352B - 一种基于dsr协议的多路径改进方法 - Google Patents

Abstract

一种基于DSR协议的多路径改进方法，包括数据结构的改进和改进后的路由发现算法，与DSR协议相比，本发明协议在一次路由发现过程中可以产生两条路由线路，加上交替使用两条路由的路由选择方式，能够很好的改善网络局部拥塞状况，提高分组接收率和减少网络时延。

Description

一种基于DSR协议的多路径改进方法

技术领域

本发明涉及无线自组织网络领域，具体涉及一种基于DSR协议的多路径改进方法。

背景技术

近年来，无线组组织网络广泛应用于军事国防、移动办公、工业控制等诸多领域。无线自组织网络是指通信节点可以随意移动的网络，由于拓扑结构的不稳定性，无线自组织网络要求路由协议具有快速建立路由、快速适应拓扑结构变化的特点。动态源路由（Dynamic Source Routing，DSR）协议能够很好地满足移动自组织网络的要求，被广泛使用。但是DSR协议是一种单路径路由协议，一次路由发现过程只能获得一条路由。单路径路由协议的缺点是可靠性不高，一旦路由中的部分链路断开，只能启动路由发现过程，这会导致较大的网络传输时延与较高的丢包率。此外，对于目的节点相同的数据分组，源节点总是使用相同的路由进行发送，路由线路中的节点总是处于繁忙状态，会导致网络局部拥塞。

发明内容

鉴于上述不足之处，为了克服DSR协议单路径的缺点，本发明提供了一种基于DSR协议的多路径改进方案MSDSR。

本发明采用的技术方案：

改进1、中间节点转发RREQ（路由请求）分组的条件修改为：

该节点不是目的节点；

没有达到最大跳数；

RREQ中的源路由域中不存在本节点地址；

本节点第一次收到该RREQ分组，或者已经收到该RREQ分组，但该RREQ分组中的源路由域中的结点序列不在本节点的路由缓冲器中。

改进2、中间节点与目的节点收到RREQ分组后，提取RREQ分组的源路由域中已发现的结点序列，添加到本地路由缓冲器中。

改进3、目的节点在第一次收到RREQ分组后，启用定时器。定时器超时后，从本节点的路由缓冲器中选取两条路由，分别制作RREP（路由回复）分组传送到源节点。两条路由分别为：最短路径，与最短路径差异最大的路径。这里差异最大是指，路径中相同节点数最少。

改进4、改进数据分组选择路由的方式，使两次选择的路由不同，实现节点交替使用两条路由发送数据。

与DSR协议相比，MSDSR协议在一次路由发现过程中可以产生两条路由线路，加上交替使用两条路由的路由选择方式，能够很好的改善网络局部拥塞状况，提高分组接收率和减少网络时延。

附图说明

图1MSDSR协议路由发现流程图。

图2MSDSR与DSR协议分组接收率对比图。

图3MSDSR与DSR协议传输时延对比图。

具体实施方式

下面我们将结合附图对本发明作进一步的说明。

一种基于DSR协议的多路径改进方法，包括以下步骤：

1、关于数据结构的改进：

在路由申请表项类中加入区分RREQ分组转发次数的标志变量flag，flag在类的构造函数中被初始化为0。该标志用来指示RREQ分组被本节点转发的次数。更新方式为：本节点转发源节点发送过来的RREQ分组后，flag的值增加1。

在路由缓冲器类中加入记录上次使用的路由的变量last_route，last_route初始化为空。该变量的作用是辅助路由选择函数，使每次从路由缓冲器中选择的路由都与上次使用的路由不同（除非路由缓冲器中只有一条可用路由）。路由选择函数判断与最短路径差异最大的路径的方法是：两条路径的相同节点数最少。

在协议类中加入定时器timer。当收到目的节点为本节点的RREQ分组时，开启定时器。定时器的超时函数中组织两个RREP分组，分别携带两条路由：最短路由和与最短路由差异最大的路由。

2、改进后的路由发现算法，其流程如图1：

步骤1、源节点查询路由缓冲器中是否有到达目的节点的路由，如果没有转到步骤2。否则转到步骤12。

步骤2、源节点生成RREQ分组，并在分组的源路由域中添加本节点地址，将RREQ分组广播出去。

步骤3、收到RREQ分组的节点是中间节点转到步骤4，是目的节点则转到步骤7。

步骤4、判断该RREQ分组是否满足转发条件，满足转发条件转到步骤5，否则转到步骤6。

转发条件为：

①节点不是目的节点；

②没有达到最大跳数；

③RREQ分组的源路由域中不存在此节点；

④本节点第一次收到该RREQ分组，或者已经收到该RREQ分组，但该RREQ分组中的源路由域中的结点序列不在本节点的路由缓冲器中；

步骤5、向RREQ分组中添加本节点地址，将该RREQ分组的源路由域中的结点序列提取出来，倒序后添加到路由缓冲器中。将RREQ分组广播出去，同时更新对应路由申请表项的标志flag。转到步骤3。

步骤6、丢弃路由请求分组，转到步骤3。

步骤7、将本节点地址添加到RREQ分组的源路由域中，并将RREQ分组的源路由域中节点序列倒序后添加到路由缓冲器中。

步骤8、判断该RREQ分组是否是第一次收到，如果是第一次收到转到步骤9

步骤9、开启定时器，定时器超时转入步骤10.

步骤10、在路由缓冲器中选择两条到达源节点的路由，一条是最短路径，另一条是与最短路径差异最大的路由，将两条路由封装到RREP分组中，发送到源节点。

步骤11、源节点收到RREP分组，提取路由，添加到路由缓冲器中。

步骤12、源节点从路由缓冲器中选择到目的节点的路由，将数据分组发送出去。选择路由的方式如下：

选出到达目的节点的最短路由与上次使用的路由做对比，如果相同，则在路由缓冲器中寻找与最短路径差异最大的路由，并返回该路由；如果不同，则返回最短路由。

步骤13、结束。

与DSR协议相比，MSDSR协议在一次路由发现过程中可以产生两条路由线路，加上交替使用两条路由的路由选择方式，能够很好的改善网络局部拥塞状况，提高分组接收率和减少网络时延。如图2、图3所示。图2、图3的实验是通过在NS中仿真得到的，仿真场景是一个2000m×500m的矩形区域；在此区域中设置60个节点，节点在此区域中随机运动，最大运动速度20m/s。仿真时间为100s，暂停时间分别为20s、40s、60s、80s、100s，暂停时间是指网络中节点静止的时间，暂停时间20s，则场景中的节点前20s静止，20s后运动；暂停时间0s和100s是仿真中的两个极端情况，分别指网络中所有节点在仿真时间内不停运动和静止。在仿真时间内随机选择30对接点在随机时刻进行通信。

Claims (1)

1.一种基于DSR协议的多路径改进方法，包括以下步骤：

步骤1、源节点查询路由缓冲器中是否有到达目的节点的路由，如果没有转到步骤2，否则转到步骤12；

步骤2、源节点生成RREQ分组，并在分组的源路由域中添加本节点地址，将RREQ分组广播出去；

步骤3、收到RREQ分组的节点是中间节点转到步骤4，是目的节点则转到步骤7；

步骤4、判断该RREQ分组是否满足转发条件，满足转发条件转到步骤5，否则转到步骤6；

转发条件为：

①节点不是目的节点；

②没有达到最大跳数；

③RREQ分组的源路由域中不存在此节点；

④本节点第一次收到该RREQ分组，或者已经收到该RREQ分组，但该RREQ分组中的源路由域中的结点序列不在本节点的路由缓冲器中；

步骤5、向RREQ分组中添加本节点地址，将该RREQ分组的源路由域中的结点序列提取出来，倒序后添加到路由缓冲器中，将RREQ分组广播出去，同时更新对应路由申请表项的标志flag，转到步骤3；其中flag代表了RREQ分组转发次数的标志变量，flag在类的构造函数中被初始化为0，该标志用来指示RREQ分组被本节点转发的次数，更新方式为：本节点转发源节点发送过来的RREQ分组后，flag的值增加1；

步骤6、丢弃路由请求分组，转到步骤3；

步骤7、将本节点地址添加到RREQ分组的源路由域中，并将RREQ分组的源路由域中节点序列倒序后添加到路由缓冲器中；

步骤8、判断该RREQ分组是否是第一次收到，如果是第一次收到转到步骤9；

步骤9、开启定时器，定时器超时转入步骤10；

步骤10、在路由缓冲器中选择两条到达源节点的路由，一条是最短路径，另一条是与最短路径差异最大的路由，将两条路由封装到RREP分组中，发送到源节点；

步骤11、源节点收到RREP分组，提取路由，添加到路由缓冲器中；

步骤12、源节点从路由缓冲器中选择到目的节点的路由，将数据分组发送出去，选择路由的方式如下：

选出到达目的节点的最短路由与上次使用的路由做对比，如果相同，则在路由缓冲器中寻找与最短路径差异最大的路由，并返回该路由；如果不同，则返回最短路由；

步骤13、结束。