高速移动自组网OLSR路由协议研究与改进_硕士毕业论文(最终稿1)

西 南 交 通 大 学

研 究 生 学 位 论 文

高速移动自组网OLSR路由协议研究与改进

Classified Index: TP393.04 U.D.C: 618.14

Southwest Jiaotong University

Master Degree Thesis

RESEARCH AND IMPROVEMENT OF OLSR PROTOCOL FOR

MANET

?Grade: 2004

?Candidate: Zhang Hong

?Academic Degree Applied for: Master

?Major: Computer Application Technology

? Supervisor: Dou Jun

Feb.2007

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 I 页

摘 要

本论文所反映研究工作的背景是四川省网络通信技术重点实验室与××研究院的合作预研项目：“无人机战术网”（UAS-TN – Unmanned Aircraft System Tactic Network）。由于该网络的节点工作于敌对的空间，通信条件恶劣；因此，有必要重新审视传统的自组网络的体系结构和相关路由技术，所以，本项目的研究重点是以自组网络中使用最广的路径信息交换协议和路径选择算法为对象，针对UAS-TN的需要进行适应性的改进。在本项研究中，笔者以自组网络中先应式路由协议的代表——OLSR（Optimized Link State Routing最优化链路状态）路由协议为对象，对该协议的性能进行了分析和仿真实验；根据实验结果进一步探讨了对该协议的改进方案。笔者具体的研究工作和贡献包括：

? 由于节点的高速移动性,现有的OLSR（Optimized Link State Routing）

路由协议在选取MPR（Multipoint Relay多点中继）集时没有考虑到一定的冗余,这样使得占用大量网络协议资源选择的路由信息在很短的时间内变的不可达,从而不得不重新选择路由,这样势必造成很大的带宽和资源浪费。本文的重点是重新定义MPR集算法,使其具有高实效性，适合自组网多变的拓扑，同时这样选择出的MPRs使得泛洪数据具有一定的冗余性，也是针对无线网可靠性不高所做的调整。 ? 由于新选择的MPRs具有一定的冗余性，在利用现有路由信息的条件下采

用适当的选择算法寻找一条基于多径路由协议后备路由，在主路由出现断链或阻塞时及时切换到后备路由，这样会大大减少路由丢包率和时延。由于传统的多路径会出现同一链路被多条路径重复选择而造成信道冲突数据包丢失的情况，本文的重点是利用现有的链路状态信息选择备用路由，实现路由协议的改进。 ? 通过仿真（OPNET）平台，实现重新定义适合快速移动Ad Hoc网络体系

结构的基于OLSR的MPR集和后备路由算法，并得出改进后的相关结果与

分析。

关键词：UAS-TN，路由协议，OLSR，MPR，后备路由

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 II 页

Abstract

The background of the work presented in this dissertation is the research project on Unmanned Aircraft System Group Tactic Network Architecture (UAS-TN), undertaking at Sichuan Network Communication Technology Key Laboratory (SC-Netcom Lab). It is necessary to rethink and rectify architectures of Ad hoc networks and relevant techniques in view that UAS will work in a hostile environment and move much faster than traditional nodes in Ad hoc networks. Therefore, the author’s work is dedicated to a popular routing protocol in Ad hoc network, i.e. OLSR (Optimized Link State Routing) protocol. The work presented in this dissertation includes analysis of OLSR and improvement, The author’s contribution can be summarized as:

A. The current OLSR chooses the MPRs without considering the redundancies

because of the USA’s high speed. The MPRs choosing by routing protocol will became useless fastly, so the first contribution is to improve the performance of OLSR by redefining the MPRs in ordr to fit for it, and redefining the MPRs is to suit for the Ad Hoc’s network architectures and improving the security and reliability. The dissertation’s keystone is redefining the MPRs.

B. Because of the redundancies redefining MPRs, the second contribution is to

improve the MPOLSR (Multi-Path OLSR) and bring forward the SR-OLSR (Standy_Routing based OLSR) arithmetic. The arithmetic can be used when the first routing is null or became useless. At the same time, the success rate of data transmission and time lapse will be improved, so the second contribution is choosing the standy_routing in order to avoid the collisions between channels by MPOLSR. C. Finally, getting and analyzing the result by simulating the OLSR. The

simulation tool is OPNET and the modul is OLSR reference by RFC 3626.

Keywords: UAS-TN, Routing Protocol, OLSR, MPR, Standby_Routing

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 III 页

目 录

摘 要 ........................................................ I Abstract ....................................................... II 目 录 ...................................................... III 第一章 绪论 ..................................................... 1 1.1 项目背景 ................................................................................................. 1

1.1.1 高速移动自组网网络体系结构 ................................................... 1 1.1.2 UAS-TN中的路由协议 ................................................................ 2 1.2 笔者的工作与贡献 ................................................................................. 3 1.3 论文结构 ................................................................................................. 4 第二章 MANET的OLSR路由协议及其仿真模型 ......................... 5

2.1 目前国内外对MANET路由协议的研究现状 ...................................... 5

2.1.1 MANET与本课题研究背景的关系 ............................................. 5 2.1.2 路由协议的分类及其代表 ........................................................... 6 2.1.3 按需路由协议和先应式路由协议之间性能比较 ....................... 8

2.1.4 路由技术小结 .............................................................................. 9 2.2 OLSR路由协议 ..................................................................................... 10

2.2.1 OLSR协议的基本思想 .............................................................. 10 2.2.2 OLSR协议的关键技术 .............................................................. 11 2.2.3 OLSR协议的表结构 .................................................................. 11 2.2.4 OLSR协议的消息格式 .............................................................. 13 2.2.5 OLSR协议的适用性 .................................................................. 14 2.3 OPENT环境下的OLSR协议仿真模型 ............................................... 14

2.3.1 OPNET仿真软件 ........................................................................ 14

2.3.2仿真模型 ..................................................................................... 16 2.3.3 OSLR路由协议中重要的数据结构及其程序流程 ................... 18

2.4测试与总结 ............................................................................................ 20

第三章 基于重新定义MPR集的OLSR改进方案 ....................... 21

3.1关于基于重新定义MPR集的OLSR改进方案的研究动机 .............. 21

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