第7章 ad hoc

1、2024/3/31,1,7.1 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)概述,移動ad hoc 網(wǎng)絡(luò)面臨的問題,特殊的信道共享方式共享信道“隱藏終端”/“暴露終端”,RTS/CTS,A,B,C,D,,,,,A,B,C,D,,RTS: request to sendCTS: Clear to send,,RTS,,CTS,,data,,ACK,隱藏終端的存在而導(dǎo)致的碰撞A和C是隱藏終端,A、B、C、D終端工作在同一信道上,2024/3/31,2,7.

2、1 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)概述,（條件）共享信道，A向B發(fā)送數(shù)據(jù)，C處于A覆蓋范圍以外B的覆蓋范圍以內(nèi)，C 檢測不到A向B發(fā)送無線信號時，以為C本身可以發(fā)送數(shù)據(jù)，因而向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題叫做隱藏終端問題(Hidden Terminal Problem),,A 的作用范圍,,C 的作用范圍,A,B,C,D,,,隱藏終端問題,2024/3/31,3,7.1 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)概述,（條件）共

3、享信道，B 向A 發(fā)送數(shù)據(jù)，C處于B覆蓋范圍以內(nèi)A覆蓋范圍以外，而 C 又想和 D 通信。C 檢測到媒體上有信號，于是就不敢向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)，需延遲向D發(fā)送。其實 B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響 C 向 D 發(fā)送數(shù)據(jù),這就是暴露終端問題(Exposed Terminal Problem),,,,A,D,C,B,？,B 的作用范圍,C 的作用范圍,,,暴露終端問題,2024/3/31,4,7.2 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)體系,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),平面

4、結(jié)構(gòu),層次結(jié)構(gòu),2024/3/31,5,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,（表驅(qū)動）,2024/3/31,6,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,路由發(fā)現(xiàn)Route discovery由一個想要向一個目的節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)的信源S激活；此進程只在S需要發(fā)送數(shù)據(jù)并且不知道到D的路由時才啟動；路由維護Route maintenance節(jié)點S在給D發(fā)送數(shù)據(jù)時要能檢測出由于網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化導(dǎo)致源路由中斷的情況；當前的源路由不能用時S切換到另

5、一條已知的路由或者重新發(fā)起route discovery尋找新路由,,DSR協(xié)議由兩部分組成,2024/3/31,7,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,源節(jié)點向鄰居節(jié)點廣播路由請求報文（RREQ：Route Request）源節(jié)點地址目的節(jié)點地址路由記錄：記錄從源節(jié)點到目的節(jié)點路由中的中間節(jié)點地址請求ID中間節(jié)點接收到RREQ后，將自己的地址附在路由記錄中,A,B,C,D,E,F,,,,,,,,(A-),(A-F),(A-),

6、(A-B-),(A-B-C-),(A-B-C-),(A-B-C-E-),,DSR路由發(fā)現(xiàn)：路由請求,2024/3/31,8,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,DSR路由發(fā)現(xiàn),路由請求報文Route Request (RREQ),目的節(jié)點地址,路由記錄,請求ID,,字段,用于記錄從源節(jié)點到目的節(jié)點路由中的中間節(jié)點地址，當RREQ到達目的節(jié)點時，該字段中所有節(jié)點地址構(gòu)成了從源節(jié)點到目的節(jié)點的路由,由源節(jié)點管理，中間節(jié)點維護序列對列表，序列對

7、用于唯一標識RREQ，以防止收到重復(fù)的RREQ,源節(jié)點地址,2024/3/31,9,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,中間節(jié)點維護序列對列表重復(fù)RREQ檢測如果接收到的RREQ消息中的存在于本節(jié)點的序列對列表中如果接收到的RREQ消息中的路由記錄中包含本節(jié)點的地址如果檢測到重復(fù)，則中間節(jié)點丟棄該RREQ消息,A,B,C,D,E,F,,,,,,,,(A-),(A-F),(A-),(A-B-),(A-B-C-),(A-B-C-),(

8、A-B-C-E-),,DSR路由發(fā)現(xiàn)：中間節(jié)點處理,2024/3/31,10,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,目的節(jié)點收到RREQ后，給源節(jié)點返回路由響應(yīng)報文（RREP：Route Reply）拷貝RREQ消息中的路由記錄源節(jié)點收到RREP后在本地路由緩存中緩存路由信息,(A-B-C-D),A,B,C,D,E,F,,,,,,,,(A-B-C-D),(A-B-C-D),,DSR路由發(fā)現(xiàn)：路由響應(yīng),2024/3/31,11,7.3 移

9、動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,中間節(jié)點收到源節(jié)點的RREQ后處理流程,,若RREQ中存在于本節(jié)點的序列對列表中，表明該RREQ重復(fù)，則不處理；否則轉(zhuǎn)Step 2,,若中間節(jié)點地址已存在路由記錄中，則不處理；否則轉(zhuǎn)Step 3,,若RREQ目的節(jié)點就是本中間節(jié)點，則本節(jié)點向源節(jié)點發(fā)送路由響應(yīng)報文Route Reply (RREP)，同時將路由記錄中保存的路由存在RREP中；否則轉(zhuǎn)Step 4,,Step 4,該節(jié)點為中間節(jié)點，將中間節(jié)點地址添加

10、到RREQ中路由記錄中，同時向繼續(xù)鄰居節(jié)點廣播該RREQ,總結(jié),2024/3/31,12,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,B,A,F,C,E,D,,,,,,,,Route Request in DSR,,Represents a node that has received RREQ for D from A,source,destination,2024/3/31,13,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,B,A,F,C,E,D,,,

11、,,,,,Route Request in DSR,Broadcast transmission,,[A],,Represents transmission of RREQ,[X,Y] Represents list of identifiers appended to RREQ,[A],2024/3/31,14,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,B,A,F,C,E,D,,,,,,,,[A],[A],[A,B],[A,F],Ro

12、ute Request in DSR,2024/3/31,15,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,B,A,F,C,E,D,,,,,,,,[A],[A],[A,B],[A,F],Route Request in DSR,[A,B,C],[A,B,C],2024/3/31,16,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,B,A,F,C,E,D,,,,,,,,[A],[A],[A,B],[A,F],Route Request in DSR,[A,B,

13、C],[A,B,C],[A,B,C,E],2024/3/31,17,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,,,目的節(jié)點到源節(jié)點的路由即為源節(jié)點到目的節(jié)點的反向路由,非對稱信道,對稱信道,,,,否則目的節(jié)點需要發(fā)起到源節(jié)點的路由請求過程，同時將RREP稍帶在新的RREQ中,,如果目的節(jié)點的路由緩存中有到達源節(jié)點的路由，則直接使用,,,,,,DSR路由發(fā)現(xiàn)：非對稱信道,2024/3/31,18,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,每個節(jié)點緩存它通

14、過任何方式獲得的新路由轉(zhuǎn)發(fā)RREQ獲得從本節(jié)點到RREQ路由記錄中所有節(jié)點的路由，例如E轉(zhuǎn)發(fā)RREQ(A-B-C)獲得到A的路由(C-B-A)轉(zhuǎn)發(fā)RREP獲得從本節(jié)點到RREP路由記錄中所有節(jié)點的路由，例如B轉(zhuǎn)發(fā)RREP(A-B-C-D)獲得到D的路由(C-D)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組獲得從本節(jié)點到數(shù)據(jù)分組節(jié)點列表中所有節(jié)點的路由，例如E轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組(A-B-C)獲得到A的路由(C-B-A)監(jiān)聽相鄰節(jié)點發(fā)送的分組RREQ、RREP、

15、數(shù)據(jù)分組等,A,B,C,D,E,F,,,,,,,,(A-),(A-F),(A-),(A-B-),(A-B-C-),(A-B-C-),(A-B-C-E-),以上均假設(shè)信道是對稱的!,,DSR優(yōu)化：路由緩存（1）,Route Caching,2024/3/31,19,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,,DSR優(yōu)化：路由緩存（2）,中間節(jié)點使用緩存的到目的節(jié)點的路由響應(yīng)RREPRREP中的路由記錄=RREQ中的路由記錄+緩存的到目的節(jié)點的路

16、由,A,B,C,D,E,F,,,,,,,,(B-C-D),(A-B-C-D),,(A-),2024/3/31,20,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,,DSR優(yōu)化：路由緩存（3）,錯誤路由緩存網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化使得緩存的路由失效影響和感染其它節(jié)點，使用該路由緩存的路由將不可用當節(jié)點根據(jù)路由緩存回應(yīng)RREP時，其它監(jiān)聽到此RREP的節(jié)點會更改自己緩存的路由，從而感染錯誤路由緩存,設(shè)置緩存路由的有效期，過期即刪除,2024/3/31,21

17、,7.3 移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由,RREP風(fēng)暴節(jié)點廣播到某個目的節(jié)點的RREQ，當其鄰居節(jié)點的路由緩存中都有到該目的節(jié)點的路由時，每個鄰居節(jié)點都試圖以自己緩存的路由響應(yīng)，由此造成RREP風(fēng)暴RREP風(fēng)暴將浪費網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且加劇消息沖突,A,B,C,D,E,F,,,,,,,(B-A),,G,(C-B-A),(F-A),(E-C-B-A),,,,,G發(fā)起到A的路由發(fā)現(xiàn)過程,,DSR優(yōu)化：路由緩存（4）,2024/3/31,22,7.3