Ad Hoc網(wǎng)絡層協(xié)議的設計與仿真.pdf

1、Y摘要AdHoc是一種不依賴于固定設施的、自組織的無線網(wǎng)絡，其組網(wǎng)方便、快捷，不受時間和空間限制，既可應用于救援、會議、戰(zhàn)場、探險、遠距離或危險環(huán)境中的目標監(jiān)控等場合，還可用于末端網(wǎng)絡的擴展。AdHoc網(wǎng)絡的主要特點是無線傳輸、動態(tài)拓撲、多跳連接、信道共享和帶寬受限。對于它的網(wǎng)絡層需要完成鄰居發(fā)現(xiàn)、分組路由、擁塞控制和網(wǎng)絡互聯(lián)功能，是AdHoc網(wǎng)絡構(gòu)建的關鍵，相對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡受AdHoc網(wǎng)絡特點的制約最多，因此需要很好的設計。并且由于Ad

2、Hoc網(wǎng)絡通常采用跨層次設計，所以網(wǎng)絡層的功能要比一般有線、無線網(wǎng)絡要復雜。AdHoc網(wǎng)絡層協(xié)議應該適應不斷變化的自組織特點，包括傳統(tǒng)的單播、組播路由協(xié)議來完成路由的建立、維護與刪除，記錄網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)包的正確產(chǎn)生、發(fā)送和接收。同時還需要完成一部分傳統(tǒng)的傳輸層協(xié)議的內(nèi)容，比如擁塞控制、重傳控制、按序交付等，確保路由協(xié)議的魯棒性和可重建性?，F(xiàn)有提出的網(wǎng)絡層協(xié)議主要是單播路由協(xié)議，適應面太窄，而且沒有和數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層等各層綜合考

3、慮，不能應用于實際網(wǎng)絡。本論文在實際應用的約束條件下，設計了一種新的網(wǎng)絡層協(xié)議，包括路由協(xié)議，相應的數(shù)據(jù)包傳輸協(xié)議，IP地址分配協(xié)議，以及節(jié)點在特殊情況(比如開機、關機)下對網(wǎng)絡層的處理并在最后對其進行仿真。本文的主要安排如下第一章介紹AdHoc網(wǎng)絡引論，包括它的定義、特點、應用、體系結(jié)構(gòu)和關鍵技術。第二章介紹AdHoc網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路層、IP地址分配、單播路由協(xié)議、組播路由協(xié)議、傳輸層需要實現(xiàn)的功能、面對的主要問題、現(xiàn)有的協(xié)議及其相關的

4、比較，分析這些協(xié)議的優(yōu)缺點。第三章詳細講述了所設計的AdHoc網(wǎng)絡層協(xié)議的具體方案，包括設計的約束條件、路由協(xié)議設計方案、數(shù)據(jù)包傳輸設計方案、開關機的設計方案和IP地址配置方案。每一個方案中包含多個小方案，實現(xiàn)網(wǎng)絡層協(xié)議的具體功能。并提供了相應的處理流程。第四章則是對第三章提出的網(wǎng)絡層協(xié)議方案進行仿真，包括對仿真工具的介紹、仿真的各個層次的建立和編程以及仿真的結(jié)果，并將該協(xié)議和現(xiàn)有的部分主流協(xié)議進行比較?！娟P健詞】AdHoc網(wǎng)絡、網(wǎng)絡層

5、協(xié)議、路由、數(shù)據(jù)包傳輸、IP地址配置、OPNET浙江大學碩士論文1AdHoc網(wǎng)絡引論1.1AdHoc網(wǎng)絡概述AdHoc是一種不依賴于固定設施的、自組織的無線網(wǎng)絡，其組網(wǎng)方便、快捷，不受時間和空間限制，既可應用于救援、會議、戰(zhàn)場、探險、遠距離或危險環(huán)境中的目標監(jiān)控等場合，還可用于末端網(wǎng)絡的擴展。1.1.1AdHoc網(wǎng)絡的產(chǎn)生背景隨著信息技術的發(fā)展，人們對移動通信的需求越來越強。近年來，移動通信技術得到了飛速發(fā)展和普及。蜂窩移動通信系統(tǒng)、無

6、線局域P9(IEEE802.11【日和HiperLAN[21)藍牙技術(Bluetooth[31)、家庭無線網(wǎng)(HomeRF[41)等移動通信新技術紛紛涌現(xiàn)。這些技術的出現(xiàn)，極大方便了人們的生活，同時也推動了無線通信技術的發(fā)展。無線通信網(wǎng)絡按照其組網(wǎng)控制方式分為兩類:一類是集中式控制，無線網(wǎng)絡的運行要依賴預先部署的網(wǎng)絡基礎設施。典型的例子有:蜂窩移動通信系統(tǒng)，依靠基站和移動交換中心等基礎設施的支持基于接入點(accesspoint)和有

7、線骨千網(wǎng)模式工作的無線局域網(wǎng)。另一類是能夠臨時快速自動組網(wǎng)的移動通信技術。也就是AdHoc網(wǎng)絡通信技術，能夠應用于戰(zhàn)場上部隊的快速展開和推進、發(fā)生地震或水災后的營救、野外科學考察、臨時會議等場合?！癆dHoc“一詞來源于拉丁語，意思是“專用的、特定的”。AdHoc網(wǎng)絡通常也可以稱為“移動專用網(wǎng)絡”(MANETMobileAdHocNetworks)“無固定設施網(wǎng)’，、“自組織網(wǎng)”“對等網(wǎng)絡”或“移動分布式多跳無線網(wǎng)絡”等等。在本論文中，

8、用“AdHoc”來描述這種移動分組式網(wǎng)絡。由于組網(wǎng)快速、靈活。使用方便，目前得到越來越廣泛的應用，已經(jīng)成為移動通信技術發(fā)展的一個重要方向，在未來的通信技術中占有重要地位。1.1.2AdHoc網(wǎng)絡的發(fā)展歷史AdHoc網(wǎng)絡的前身是分組無線網(wǎng)(packetradionetwork)[561。早在1972年，是由美國國防部遠景研究規(guī)劃局(DARPA)啟動了分組無線網(wǎng)項目PRNET【月，研究在戰(zhàn)場環(huán)境下利用分組無線網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。在1983年DA

9、RPA啟動了高殘存性自適應網(wǎng)絡SURAN(survivableadaptivenetwork)項目，研究如何將PRNET的研究成果加以擴展，以支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡。在1994年，DARPA又啟動了全球移動信息系統(tǒng)GloMo(globalmobileinformationsystems)項目，旨在對能夠滿足軍事應用需要的、高抗毀性的移動信息系統(tǒng)進行全面深入的研究。成立于1991年的IEEE802.11標準妥員會采用了“AdHoc網(wǎng)絡”一詞來