1、地址分配
與因特網上節點通信的MANET物體的地址分配適合使用的是基于由一個或多個網關通告的網絡前綴的無狀態自動分配機制。采用這方案的理由是它能較好地處理MANET的網絡分割問題。有了無狀態自動分配機制,移動節點依據最鄰近網關通告的網絡前綴設置它的IP地址。具有相同網絡前綴的節點構成一個子網。當主機知道它與一個網關間的距離(由路由跳數度量)小于與它獲得當前地址的網關間的距離時,此主機將意識到自己處在一個不同的子網種。依據物體移動性,地址分配自動進行,因此,MANET節點和網關的路由表將必須調整。這可能導致連接中斷、包丟失、包轉發延時增大。
2、網關
用于在移動網絡和固定網絡間轉發分組的路徑可能也會影響通信性能。在設置地址前,MANET節點必須用一個網關來中轉其與固定網絡上通信對端之間的通信流量。網關發現與使用的MANET路由協議有關,并通過反應機制(Reactive Mechanism)和先驗機制(Proactive Mechanism)兩種機制之一完成。在反應機制中,當物體需要與因特網連接時,它發送一個請求消息,此消息在MANET中發散(或洪泛)傳播,當被網關收到后,其響應消息沿反向路徑傳送到請求的發起者。在先驗機制中,其方法是基于網關通告消息的周期性洪泛發送,這使得移動物體在沒有應用請求建立連接的要求時,能夠主動與網關建立接入因特網的路由。若物體接收到多于一個網關的路由,則選擇最鄰近的,但僅在先驗機制中,物體可以確定選擇的網關是最鄰近的,因為在反應機制中,網關更新僅發生在路由失效時。在連接正進行時,改變轉發網關將導致時間開銷,這是由包未被轉發或轉發失敗造成的,與長距離主機間的連接可能丟失包。
3、MANET路由協議
當物體在不同的子網中移動時,用于混合Ad Hoc網絡的MANET路由協議也將極大地影響網絡性能。標準MANET路由協議可以分成兩類:反應式MANET路由協議和先驗式MANET路由協議。反應式MANET路由協議僅在需要時進行路由發現,當路由改變時,需要在更長的包傳輸延時和更低的路由協議開銷間進行權衡。AODV屬于反應式MANET路由協議。先驗式MANET路由協議維持和規則性地更新全部路由信息集,需要在更高的路由協議開銷和更長收斂時間與更小的包傳輸延時之間進行權衡。OSLR屬于先驗式MANET路由協議。
反應式MANET路由協議在恢復路由錯誤上往往比先驗式MANE路由協議花的時間要少,特別在物體移動情況下,這是因為它用了更少的時間來聲明失效的路由,而只關心恢復特定路由。當物體在不同MANET的不同子網間移動,并尋找到新網關的路由以維持正進行的通信的暢通時,不同類型的MANET路由協議會做出不同的反應。觀察的重要參數是每種協議花費的協議收斂時間。
AODV僅關注獲得可用于對其傳輸數據到特定目標的鄰居的信息。為了獲知新的目的地,此協議在一定特定區域廣播RREQ報文,起初為1跳范圍。若未找到,則增加跳數以擴大廣播范圍。當RREQ報文到達了一個知道目的地的節點,則使用路由響應報文RREP回答。若活躍路由失效,發現失效鏈路的節點發送路由出錯報文,以便一個新的RREQ報文能夠被發起。AODV中的活躍路由通過周期性的HLLO消息維護。根據RFC3561,HELLO消息的發送周期是1S。若活躍目標的 HELLO消息在2s內未被收到,則認為路由不可達,通過出錯報文的廣播通知所有節點。
OLSR是一個先驗式路由協議,通過周期性的HELLO消息來建立鄰居鏈路,以及分發多點中繼(MuItiPoint Relays,MPR)。HELLC消息追蹤鏈路連接。由MPR分發的拓撲控制消息在全網中傳播鏈路狀態信息,當拓撲改變時,也被周期性廣播。控制流量由周期性的HELLO消息和拓撲控制消息組成。通過MPR的廣播和拓撲控制消息的重新分布來控制開銷,這勝過將每個路由器的鏈路狀態信息進行廣播。
在物體移動的情況下,每類路由協議所花費的用于幫助物體發現新網關、設置地址、尋找到固定網絡上給定目標的路由的時間,將極大地影響混合Ad Hoc網絡的性能。下面的表格列出了出了AODV和OLSR的主要時間值。能夠看到,AODV僅維持被請求過的目的地,因此,減少了網絡擁塞和路由表大小,但最重要的是,在對路由失效事件的反應上,AODV花的時間比OLSR小。甚至更多的是,AODV僅關注特定的而非每個可能的失效路由的修復。
MANET路由協議 | 路由/鄰居發現 | 路由改變的識別 |
AODV |
路由請求 路由響應 活躍節點的HELLO周期(1s) |
在2s內無HELLO消息 |
OLSR |
HELLO消息分布周期(2s) 拓撲控制消息分布周期(5s) |
在6s內無HELLO消息 |
兩種MANET路由協議的時間參數值對比