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簡單的無結構路由協議

發布時間:2012/3/29 19:38:33 訪問次數:1111

    Flooding路由協議的優點是顯然的,其實現74HC14D及其簡單,每個節點只需將接收到的數據包進行廣播,而無需進行查找路由表,選擇下一跳節點的計算,其次,其無需特殊的算法保持網絡拓撲信息的更新以及新路由的發現。但是Flooding路由協議的漏洞也是十分明顯且致命的,主要有以下3個方面。
    ①信息內爆(Implosion):所謂信息內爆是指網絡中的節點收到一個數據的多個副本的現象。如圖3-2所示,節點E在接收到節點B轉發過來的數據副本之后,又會接收到節點C轉發過來的數據副本,從而造成同一個數據分組在節點E當中存在兩份副本。
    ②部分重迭( Overlap)現象:由于無線傳感器網絡節點密集部署,因此在同一局部區域中,若干個節點對區域內同一個事件做出的反應相同,所感知的信息在數據性質上相似,數值上相同,那么這些節點的鄰居節點所接收到的數據副本也具有較大的相關性。
    ③網絡資源利用不合理:每個節點只是單純地將接收到的數據進行廣播,并沒有考慮到網絡中節點能量消耗的問題,不能發現下一跳節點的可行性,從而不具備自適應性,造成網絡資源浪費。盡管Flooding路由協議在數據傳輸時能量消耗巨大,網絡生命周期一般較短,不適應大規模的網絡,但其具有路徑容錯性好,傳輸延時短的優點,適用于對數據可靠性要求較高的應用場景。

                                              
    Gossiping路由協議,即閑聊路由協議是對Flooding路由協議的改進,當節點接收到數據之后,并不是像Flooding協議那樣,采用廣播形式將數據包發送給所有鄰居節點,而是按照一定概率隨機地將數據包轉發給鄰居節點中不同于發送節點的某一個節點,這個節點以相同的方式向其鄰居節點進行數據轉發直到數據到達匯聚節點。由于該方法在每次進行數據包轉發時,只向一個鄰居節點轉發,因此可以避免信息內爆的現象,但其仍不能解決重疊現象和網絡資源利用不合理的問題。
    Gossiping路由協議考慮了節點的能量消耗,因此在選擇下一跳時只選擇一個節點進行數據轉發,但在每次選取下一跳節點時,并沒有采用路徑優化相關算法,因此所選擇的路由往往不理想,這將導致數據包的端到端延時增加或者生命周期在沒到達目的節點之前就結束。為了說明這一現象,如圖3-3所示,假設任意兩節點間的端到端時延相同,節點間聯機表示兩節點間可通信。我佃知道,從源節點S到匯聚節點D時延最短的路徑一共要經過6跳,黑實線標出了其中的一條路徑。當采用Gossiping協議時,數據包的轉發路徑可能如黑虛線所示,一共需要經過11跳,這就必將增加了端到端的傳輸時延。若系統初始設置每個數據包的TTL=6,則資料包將在實心節點處被丟棄,對于例子中拓撲而言,除非隨機選擇的一條路徑恰好是最短路徑,即6跳,否則數據包將永遠到達不了匯聚節點D。

    Flooding路由協議的優點是顯然的,其實現74HC14D及其簡單,每個節點只需將接收到的數據包進行廣播,而無需進行查找路由表,選擇下一跳節點的計算,其次,其無需特殊的算法保持網絡拓撲信息的更新以及新路由的發現。但是Flooding路由協議的漏洞也是十分明顯且致命的,主要有以下3個方面。
    ①信息內爆(Implosion):所謂信息內爆是指網絡中的節點收到一個數據的多個副本的現象。如圖3-2所示,節點E在接收到節點B轉發過來的數據副本之后,又會接收到節點C轉發過來的數據副本,從而造成同一個數據分組在節點E當中存在兩份副本。
    ②部分重迭( Overlap)現象:由于無線傳感器網絡節點密集部署,因此在同一局部區域中,若干個節點對區域內同一個事件做出的反應相同,所感知的信息在數據性質上相似,數值上相同,那么這些節點的鄰居節點所接收到的數據副本也具有較大的相關性。
    ③網絡資源利用不合理:每個節點只是單純地將接收到的數據進行廣播,并沒有考慮到網絡中節點能量消耗的問題,不能發現下一跳節點的可行性,從而不具備自適應性,造成網絡資源浪費。盡管Flooding路由協議在數據傳輸時能量消耗巨大,網絡生命周期一般較短,不適應大規模的網絡,但其具有路徑容錯性好,傳輸延時短的優點,適用于對數據可靠性要求較高的應用場景。

                                              
    Gossiping路由協議,即閑聊路由協議是對Flooding路由協議的改進,當節點接收到數據之后,并不是像Flooding協議那樣,采用廣播形式將數據包發送給所有鄰居節點,而是按照一定概率隨機地將數據包轉發給鄰居節點中不同于發送節點的某一個節點,這個節點以相同的方式向其鄰居節點進行數據轉發直到數據到達匯聚節點。由于該方法在每次進行數據包轉發時,只向一個鄰居節點轉發,因此可以避免信息內爆的現象,但其仍不能解決重疊現象和網絡資源利用不合理的問題。
    Gossiping路由協議考慮了節點的能量消耗,因此在選擇下一跳時只選擇一個節點進行數據轉發,但在每次選取下一跳節點時,并沒有采用路徑優化相關算法,因此所選擇的路由往往不理想,這將導致數據包的端到端延時增加或者生命周期在沒到達目的節點之前就結束。為了說明這一現象,如圖3-3所示,假設任意兩節點間的端到端時延相同,節點間聯機表示兩節點間可通信。我佃知道,從源節點S到匯聚節點D時延最短的路徑一共要經過6跳,黑實線標出了其中的一條路徑。當采用Gossiping協議時,數據包的轉發路徑可能如黑虛線所示,一共需要經過11跳,這就必將增加了端到端的傳輸時延。若系統初始設置每個數據包的TTL=6,則資料包將在實心節點處被丟棄,對于例子中拓撲而言,除非隨機選擇的一條路徑恰好是最短路徑,即6跳,否則數據包將永遠到達不了匯聚節點D。

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