无线传感网学习笔记（8）—— DSDV路由协议和 AODV路由协议

原創

不乏希望

2020-02-21 20:03

一、DSDV路由协议

1、概念：一种目的节点序列机理矢量的路由算法。（Destination-Sequenced Distance Vector）

2、组成：该路由为先应式路由，采用分布式Bellan-Ford算法。
① 先应式路由也称表驱动路由，在实际需要前已预先建立好路径，通过查表找到下一跳邻居，路径可以立即使用。但是路由的表规模可能会很大，表中的过时信息也会导致路由错误。

② 分布式Bellman-Ford算法是一种距离矢量算法，每个节点都拥有一张路由表，表中的信息包括目的节点、下一跳节点以及该节点到目的节点的代价距离，并且路由表会在节点间进行交换。

距离矢量算法应用于WSN并不合适，因为当存在断链时会出现环路问题，导致路由表中的代价距离至无穷大，使得资源被占用消耗。

3、基本特征：
① 每个节点都拥有到达所有目的节点的路由信息。
② 路由信息会周期性更新，即使没有网络拓扑变化，也存在流量的开销控制。
③ 会维持一些从来不使用的路由。

4、优点：
① 保持了距离矢量DV算法的简单性。
② 保证了无环路（引入了序列号机制）。
③ 对拓扑变化反应迅速，通过立即广播进行更新。

（补充：目的序列号在每次广播时仅使用偶数进行增加，只有当一个节点不可达时，使用奇数增加，并将路由度量值设置为无穷大。当更新信息和节点自身信息进行对比确认路由时，将选择更大序列号的路由，并且把序列号为奇数的路由视作断链）

二、AODV路由协议

1、概念：一种无线自组网按需距离矢量路由。（Ad hoc On-demand Distant Vector）

2、组成：该路由为反应式路由，采用按需协议。
① 反应式路由按需进行路由发现和路由维护，源节点发起路由的发现过程，在找到至少一条路由后或已检验过所有潜在路由后结束发现过程。
② 新建立的路由会被维护到发生断链或不再被源节点需要，然后该路由被删除。
③ 每个路由入口项都有生存时间。
④ 路由的控制消息包括路由请求消息（RREQ）和路由应答消息（RREP）。

3、协议过程 ：

① 路由发现：如果源节点无到目的节点的有效路由，它将发生路由发现过程。

Step1：源节点创建路由请求消息RREQ，消息包含源节点地址、当前序列号、目的节点地址、目的序列号以及广播ID。
Step2：源节点广播RREQ，并设置计时器，等待应答消息RREP。
Step3：当某个节点收到RREQ时，它会通过广播ID和源节点IP检查是否已经接收过（每个节点都会为收到的RREQ维持记录：源节点IP地址和广播ID）。
Step4：节点在自身路由表中为源节点设置反向路由入口项，信息包括源节点IP和序列号、到源节点的跳数和发送RREQ的邻居IP。（为了寻找建立路由的路径）
（注意：如果路由入口项在特定的生存时间内未被使用，该路由信息将被删除）
Step5：满足以下条件，中间节点将响应RREQ，并传播RREP给源节点。否则该节点将继续根据路由表转发RREQ。
- 节点的路由表中必须拥有到达目的节点的有效入口（未过期）
- 与目的节点关联的序列号必须大于等于RREQ中携带的目的节点序列号
Step6：当其它中间节点收到RREP时，将在其路由表中设置一个到达目的节点的转发路径入口项，然后转发RREP，直到源节点。
Step7：当源节点第一次收到RREP时，它开始传输数据。
（注意：如果RREQ丢失，源节点重新广播RREQ，重起路由发现过程）