路由协议的概述

路由协议负责将数据分组从源结点通过网络转发到目的结点，它主要包括两个方面的功能：寻找源结点和目的结点间的优化路径，将数据分组沿着优化路径正确转发。Ad Hoc、无线局域网等传统无线网络的首要目标是提供高服务质量和公平高效地利用网络带宽，这类网络的路由协议的主要任务是寻找源结点到目的结点间通信延迟小的路径，同时提高整个网络的利用率，避免产生通信拥塞并均衡网络流量等，而能量消耗问题不是这类网络考虑的重点。在无线传感器网络中，结点能量有限且一般没有能量补充，因此路由协议需要高效利用能量，同时由于传感器网络结点数目往往很大，结点只能获取局部拓扑结构信息，路由协议要能在局部网络信息的基础上选择合适的路径。传感器网络具有很强的应用相关性，不同应用中的路由协议可能差别很大，没有一个通用的路由协议。此外，传感器网络的路由机制还经常与数据融合技术联系在一起，通过减少通信量而节省能量。因此，传统无线网络的路由协议不适应于无线传感器网络。

与传统网络的路由协议相比，无线传感器网络的路由协议具有以下特点：

（1）能量优先。传统路由协议在选择最优路径时，很少考虑结点的能量消耗问题。而无线传感器网络中结点的能量有限，延长整个网络的生存期成为传感器网络路由协议设计的重要目标，因此需要考虑结点的能量消耗以及网络能量均衡使用的问题。

（2）基于局部拓扑信息。无线传感器网络为了节省通信能量，通常采用多跳的通信模式，而结点有限的存储资源和计算资源，使得结点不能存储大量的路由信息，不能进行太复杂的路由计算。在结点只能获取局部拓扑信息和资源有限的情况下，如何实现简单高效的路由机制是无线传感器网络要解决的一个基本问题。

（3）以数据为中心。传统的路由协议通常以地址作为结点的标识和路由的依据，而无线传感器网络中大量结点随机部署，所关注的是监测区域的感知数据，而不是具体哪个结点获取的信息，不依赖于全网唯一的标识。传感器网络通常包含多个传感器结点到少数汇聚结点的数据流，按照对感知数据的需求、数据通信模式和流向等，以数据为中心形成消息的转发路径。

（4）应用相关。传感器网络的应用环境千差万别，数据通信模式不同，没有一个路由机制适合所有的应用，这是传感器网络应用相关性的一个体现。设计者需要针对每一个具体应用的需求，设计与之适应的特定路由协议。(www.xing528.com)

针对上述传感器网络路由协议的特点，在根据具体应用设计路由协议时，要满足下面的传感器网络路由协议的要求：

（1）能量高效。传感器网络路由协议不仅要选择能量消耗小的消息传输路径，而且要从整个网络的角度考虑，选择使整个网络能量均衡消耗的路由。传感器结点的资源有限，传感器网络的路由协议要能够简单而且高效地实现信息传输。

（2）可扩展性。在无线传感器网络中，检测区域范围或结点密度不同，会令网络规模大小不同；结点失败、新结点加入以及结点移动等，都会使得网络拓扑结构发生动态变化，这就要求路由协议具有可扩展性，能够适应网络结构的变化。

（3）鲁棒性。能量用尽或环境因素造成传感器结点的失败，周围环境影响无线链路的通信质量以及无线链路本身的缺点等，这些无线传感器网络的不可靠特性要求路由协议具有一定的容错能力。

（4）快速收敛性。传感器网络的拓扑结构动态变化，结点能量和通信带宽等资源有限，因此要求路由协议能够快速收敛，以适应网络拓扑的动态变化，减少通信协议开销，提高消息传输的效率。