无线传感器及执行器网络：非地理组播

许多组播协议（DVMRP（Deering and Cheriton，1990）、MOSPF（Moy，1994）、CBT（Ballardie et al.，1993）、PIM（Deering et al.，1994））首先是在互联网环境下提出的，更一般地说，是在IP网络背景下提出的。这些协议是针对有线和基础设施网络特别设计的，与无线传感器网络环境不相关。主要原因是它们没有利用无线介质的广播特性。事实上，在无线环境中，消息从一个节点传送到任意数目的邻居可以在一次发射中实现。这种特性称为无线组播优势，意味着可以修改路由策略和用于测量其效率的指标：跳（边）数总和无法准确反映无线路径的效率，而用传输次数来度量效果会更好。上述协议没有提到的另一个重要问题是能耗最小化问题。该标准与基础设施网络不太相关，但在设备自供电的网络（如传感器与执行器网络）中至关重要。

过去10年内，针对移动Ad Hoc网络（MANET），提出了许多组播协议，这些协议充分考虑了无线组播的优势。可以根据两大标准对这些协议进行分类：它们是先应式的还是反应式的，它们是基于树的还是基于网格的。先应式协议提前计算和维护路由表，而反应式（也称按需）协议在需求出现时建立给定路由，且之后不进行维护。在动态拓扑中，反应式协议通常要比先应式协议性能更好些，因为在这种环境中，维护先应式路由信息的成本比较高。关于路由结构的形状问题，基于树的协议构建一棵从源节点到目标节点的树，而基于网格的方法通过考虑额外链路，故意增加冗余，以容忍拓扑变化。网状协议的鲁棒性通常要比树状协议高，但由此带来的开销也高。

基于树的组播方案实例包括AMRIS（Wu and Tay，1999）（该协议在一组源节点和目标节点之间预先构建一棵共享组播树），Ad Hoc按需距离矢量组播（Multi-cast Ad Hoc On-demand Distance Vector，MAODV）（Royer and Perkins，2000）（通过在依据AODV构建的路径顶端添加可激活的组播模式，对著名的自组网按需距离矢量（AODV）进行了扩展）、自适应需求驱动组播路由（Adaptive Demand-driv-en Multicast Routing，ADMR）（Jetcheva and Johnson，2001）（它构建了一种从每个节点到其目标节点的组播覆盖树，这些树的一部分可能会被不同源节点所共享）。基于网格的方法包括CAMP（Garcia-Luna-Aceves and Madruga，1999）（它是一种增加了冗余链路的、基于先应核的树状协议）或ODMRP（Lee et al.，1999）（一种计算为源节点和目标节点计算了多条路径的反应式协议）。某些协议，如AM-ROUTE（Xie et al.，2002），将树状方法与网状方法结合起来。最后，一些诸如核心提取分布式Ad Hoc组播路由（Multicast Core-extraction Distributed Ad hoc Routing，MCEDA）协议或参考文献（Jaikaeo and Shen，2002）提出的组播协议依赖于骨干结构。(www.xing528.com)

虽然正确使用了无线组播优势，但是这些协议更多地关注如何找到快速、鲁棒的组播路径，而不是实现能耗最小化。这主要是由于节能组播树需要额外花费时间，在高度动态环境中，这一点是非常关键的，因为当计算节能树时，它可能已经不复存在。但是，在接近静态的场景（如传感器与执行器网络）中，花费时间来构建一条节能路径是非常相关的。在有线网络（即不考虑无线优势）中，寻找最低成本组播树被认为是NP完全问题，即使当每条链路的成本相同时（该问题与Steiner树问题类似。在Steiner树中，所有边的权重等于1（Karp et al.，1972）。参考文献（Ruiz and Gomez-Skarmeta，2005）证明，在目标是实现重传数目最小化，而不是跳数最小化的无线网络中，寻找最低成本组播树问题仍然NP完全问题。已经提出了一些启发式协议，如参考文献（Ruiz et al.，2007）。但是，至于前面所描述的协议，这里所考虑的路由策略建立在覆盖整个网络的覆盖结构基础之上。构建和维护这种结构消息开销非常大，且在大型网络中可扩展性也不强。当节点位置已知时，可以实现更好、更高效的路由。