Ad hoc路由算法以及如何利用它们提高网络性能

由上面的结果可以看出，在路由频繁变化的环境中，链路具有较大的时延（总时延在1～15 ms之间），且具有非常高的速率（2.5 Gb／s或者更高）。其中最重要的属性是路由的收敛时间和路由建立时延，因为这些因素对于路径可用性和吞吐量影响很大，同时路由算法的带宽需求并不严格。

在选择网络中使用的路由算法时，考虑使用商业现成的（COTS）硬件和算法，因其本身具有的经济性和可用性。传统的COTS算法被设计在一个与机载网络不同的网络环境中使用。在这种环境中，链路中断并不常见，且具有廉价的带宽。要求路由算法能够从中断中恢复重建，虽然其重建性能并不重要。本节中描述并仿真验证两种既有的算法：开放式最短路径优先（OSPF）和增强型网关路由协议（EIGRP）。接下来简要介绍Ad hoc路由算法以及如何利用它们提高网络性能。

1）商用现成的路由协议

有很多现成的算法可供选择，因为OSPF和EIGRP协议的普及性，选择两者进行仿真，在未来的研究中也可考虑其他算法包括BGP和IS-IS。

（1）开放式最短路径优先。OSPF是IETF通过征求意见（RFCs）正式定义的。这种链路状态算法能够在网络中向所有其他路由器周期性地广播其完整的路由表。此外，它会进行定期的路由计算、路由更新（与何时是否改变路由无关）。采用问候协议（HELLO）来通知其他路由器，问候分组的最大更新频率是1 s。可调谐参数包括路由死亡间隔、重传间隔、路由表时间间隔和SPF（最短路径优先）的计算参数。也可以使用管理子网（AS）参数进行分级配置。

（2）增强型网关路由协议。直接与OSPF进行对比，EIGRP或延长型IGRP是思科专有协议。是与链路状态属性相关的距离向量协议。与OSPF相比，当路由不可用时，其路由表只进行部分广播。当路由不可用时会进行重新路由计算。EIGRP还采用了问候协议并具有一个更加动态的更新频率（亚秒级的问候间隔）。当路由是不可用需要进行重新计算时进行路由死亡间隔设置。EIGRP还允许使用管理子网功能进行分层配置。(www.xing528.com)

2）Ad hoc路由协议（无线自组织网络路由协议）

与许多现成的路由算法相比，Ad hoc路由协议是经过标准化的进程，因此不适用于COTS设备。这些算法主要设计在移动低带宽环境中使用。因此，它们都适用于具有快速响应和低带宽要求的环境，针对均匀或分层组织网络，提出和设计了许多算法。可以是主动的、被动的或混合的。如果COTS算法的路由性能不足以满足路由算法性能寻优的要求，Ad hoc路由算法可能会针对未来任何形式的网络提供更高性能选择。

分层Ad hoc路由算法的结构如图5.8所示，将反映网络的自然结构并获得合理的性能。网络本身被自然地分为本地路由（端点位置处）和全球路由（骨干）部分。链路时延，是一个主要的性能影响因素，在本地区域中很小，同时全球范围内有很大的端到端时延。由于轨迹和天气变化而导致的大量的链路状态改变会造成本地路由的频繁重路由。但是，一般的路由保持不变。

在网络中使用分层移动Ad hoc路由算法的优点主要有3个。第一，能够最小化更新的数量，更新的大小及每个节点的路由带宽；第二，可实现路由算法收敛时间的最小化；第三，能够扩展至具有多节点、多终端的网络中。

图5.8　使用层次化移动Ad hoc路由算法的概念结构