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网状网唱主角 核心是路由


http://www.sina.com.cn 2006年04月25日 10:11 通信世界

  阿德利亚科技(北京)有限责任公司

  无线网状网是最近兴起的无线网络科技,在城域宽带、无线(移动)市政、公共安全、应急救援等方面正获得越来越多的认可和应用。《福布斯》则对此评论道:无线网状网的成功应用预示着无线革命下一个阶段的来临——便宜、高速的无线因特网最终将覆盖所有城镇。著名研究机构ABI Research指出,无线网状网的市场将在未来5年中增长10倍。一项乐观
的研究则认为,由于无线网状网能够有力地提升现有网络的质量和覆盖,未来的市场将在百亿美元以上。而该网络技术的核心则在于路由技术上。

  借助计算机和无线通信的技术成就,移动无线计算技术已经得到更为广泛的应用。由于不再为有线所束缚,具备移动计算设备的用户可方便地自由移动,在没有通常的固定网络基础设施的情况下,用户可以组成一个移动的Ad hoc网络(MANET)或是移动无线网状网络。无线网状网是一个由无线的移动路由器(以及关联的主机)所组成的自治系统。在这个系统中,路由器可任意移动并再次组成一个网络而不需要任何有线骨干网或基础设施。

  除了移动无线网状网,近来,固定无线网状网的商业应用已经出现。其中一个例子就是社区无线网络。该网络被用于为社区提供互联网宽带接入——这些社区之前并不具备这种接入。在这些固定的无线网络中,每个无线路由器不仅为用户提供互联网接入,而且还成为了网络基础设施的一部分,并可通过这个无线网状网将数据路由到目的地。具备路由能力的无线网状网是高灵活性、高容错性的。它简化了视距问题,并以最小量的网络基础设施和连接成本,扩展了网络的覆盖范围。技术上,还有混合型的无线网状网——其中一些路由器处于移动状态下,而其他的则不然。

  不管在哪种情况下(无论是移动的、固定的或是混合的),无线网状网都具有一些突出的特性,如高动态、完全自治、良好的点对点支持、多跳传输以及只需有限的带宽和

能源开销等。无线网状网之所以必须是高动态性的,是因为两个原因:其一,路由器自身可以移动(如在移动或混合的无线网状网中),这导致了快速的拓扑变换;其二,即使路由器自身不移动(在固定的无线网状网中),但由于干扰、地理和环境等因素的影响,无线电链路的质量可能会改变得非常迅速。

  从上述无线网状网的特性可以看出,无线网状网路由协议应该具备这样明显的特性:分布式运作;快速收敛(为了使更快的移动性成为可能);可规模化;主动运作(为了减少初始延迟);选择路由时,同时考虑链路质量和延迟;避免路由回环;安全等。

  目前,已经有不少路由协议被提出或应用于无线网状网实例中。这些路由协议通常分为两个大类。(1)被动型路由协议(如AODV、DSR、TOPA):只在需要的时候才发现并维持路由。在需求的基础上适应流量变化,这些协议可更为有效地使用能源和带宽资源,但代价是增加了路由发现的延迟。(2)主动型路由协议(如DSDV、OSLR、OSPF-v2):该类协议假设网络中每一个可能的目的地对于每个点都是必要的,并在此假设下总是尝试维持到每个可能目的地的路由。在某些情况下,由被动路由协议导致的额外延迟是不可接受的。而如果带宽和能源资源允许的话,主动路由协议在这些情况下则更适合。

  上面的一些路由协议属于传统的范畴(如OSPF),而其他则是专被设计用于无线Ad hoc网络的(如AODV)。那些为有线网络所设计的传统路由协议,并不能很好处理无线网状网中常见的快速变化。而另一方面,许多Ad hoc路由协议却又缺乏灵活适应无线电链路质量变化的能力,而且在高速移动状态下,仍然有难以接受的丢包率和漫长的延迟。

  为了解决这些问题,自适应无线路由协议(Adaptive Wireless Routing Protocol)得以提出。该协议是一个自适应的、分布式的、主动的路由协议,专为无线网状网设计。它以非常引人的方式组合了MANET路由协议的诸多应有特性:分布式、自适应、主动路由;快速收敛(允许高移动性);灵活适应拓扑和链路质量变化(这对固定无线网状网来说至关重要);可规模化程度高(很低的计算和路由开销),对铺设大规模无线网状网来讲非常重要;简单(便于实现) ;无路由回环(在任何情况下)等。

  许多仿真和实验结果都一致显示:自适应无线路由协议(AWRP)在移动和固定无线网状网中均能良好工作,并在多种应用下和同类型协议显示出优越的性能。

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