無線傳感網學習筆記（8）—— DSDV路由協議 和 AODV路由協議

一、DSDV路由協議

1、概念：一種目的節點序列機理矢量的路由算法。（Destination-Sequenced Distance Vector）

2、組成：該路由爲先應式路由，採用分佈式Bellan-Ford算法。
 ① 先應式路由也稱表驅動路由，在實際需要前已預先建立好路徑，通過查表找到下一跳鄰居，路徑可以立即使用。但是路由的表規模可能會很大，表中的過時信息也會導致路由錯誤。

 ② 分佈式Bellman-Ford算法是一種距離矢量算法，每個節點都擁有一張路由表，表中的信息包括目的節點、下一跳節點以及該節點到目的節點的代價距離，並且路由表會在節點間進行交換。

 距離矢量算法應用於WSN並不合適，因爲當存在斷鏈時會出現環路問題，導致路由表中的代價距離至無窮大，使得資源被佔用消耗。

3、基本特徵：
 ① 每個節點都擁有到達所有目的節點的路由信息。
 ② 路由信息會週期性更新，即使沒有網絡拓撲變化，也存在流量的開銷控制。
 ③ 會維持一些從來不使用的路由。

4、優點：
 ① 保持了距離矢量DV算法的簡單性。
 ② 保證了無環路（引入了序列號機制）。
 ③ 對拓撲變化反應迅速，通過立即廣播進行更新。

（補充：目的序列號在每次廣播時僅使用偶數進行增加，只有當一個節點不可達時，使用奇數增加，並將路由度量值設置爲無窮大。當更新信息和節點自身信息進行對比確認路由時，將選擇更大序列號的路由，並且把序列號爲奇數的路由視作斷鏈）

二、AODV路由協議

1、概念：一種無線自組網按需距離矢量路由。（Ad hoc On-demand Distant Vector）

2、組成：該路由爲反應式路由，採用按需協議。
 ① 反應式路由按需進行路由發現和路由維護，源節點發起路由的發現過程，在找到至少一條路由後或已檢驗過所有潛在路由後結束髮現過程。
 ② 新建立的路由會被維護到發生斷鏈或不再被源節點需要，然後該路由被刪除。
 ③ 每個路由入口項都有生存時間。
 ④ 路由的控制消息包括路由請求消息（RREQ）和路由應答消息（RREP）。

3、協議過程 ：

① 路由發現：如果源節點無到目的節點的有效路由，它將發生路由發現過程。

• Step1：源節點創建路由請求消息RREQ，消息包含源節點地址、當前序列號、目的節點地址、目的序列號以及廣播ID。

• Step2：源節點廣播RREQ，並設置計時器，等待應答消息RREP。

• Step3：當某個節點收到RREQ時，它會通過廣播ID和源節點IP檢查是否已經接收過（每個節點都會爲收到的RREQ維持記錄：源節點IP地址和廣播ID）。

• Step4：節點在自身路由表中爲源節點設置反向路由入口項，信息包括源節點IP和序列號、到源節點的跳數和發送RREQ的鄰居IP。（爲了尋找建立路由的路徑）
  （注意：如果路由入口項在特定的生存時間內未被使用，該路由信息將被刪除）

• Step5：滿足以下條件，中間節點將響應RREQ，並傳播RREP給源節點。否則該節點將繼續根據路由錶轉發RREQ。

  • 節點的路由表中必須擁有到達目的節點的有效入口（未過期）
  • 與目的節點關聯的序列號必須大於等於RREQ中攜帶的目的節點序列號

• Step6：當其它中間節點收到RREP時，將在其路由表中設置一個到達目的節點的轉發路徑入口項，然後轉發RREP，直到源節點。

• Step7：當源節點第一次收到RREP時，它開始傳輸數據。
  （注意：如果RREQ丟失，源節點重新廣播RREQ，重起路由發現過程）
  

② 路由維護：只要源節點需要，發現的路由將一直被維護。

• 如果源節點發生移動，將重起路由發現過程。
• 如果目的節點或中間節點發送移動，將創建路由差錯消息RERR，它的前驅節點設置其路由標記無效，並重起路由發現過程。
• 鄰居節點週期性交換HEELO消息用來監視鏈路狀態，當路由中有一條鏈路斷開時，靠近源節點的中間節點檢測到並向它發送RERR，然後重起路由發現過程。
• 節點可以重啓，並創建路由環路，在接收到任何節點的RREQ時，該節點更新其序列號。