對本地修復(fù)的優(yōu)化方案

綜上所述，備用路由是一種主動(dòng)的處理方法，本地修復(fù)是一種按需的方法，經(jīng)比較后者更符合自組網(wǎng)的特點(diǎn)。對于本地修復(fù)，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性不大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化不很劇烈時(shí)，使用本地修復(fù)技術(shù)可以帶來小的延遲和高的效率，但是當(dāng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性較高、拓?fù)渥兓^劇烈時(shí)，反而會(huì)帶來很多負(fù)面的效果，降低網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)性能。因此，本地修復(fù)路由的方法還有很多可以改進(jìn)的地方。

在AODV協(xié)議中，源節(jié)點(diǎn)需要和新的目的節(jié)點(diǎn)通信時(shí)會(huì)廣播RREQ信息來查找相應(yīng)路由，收到RREQ的節(jié)點(diǎn)建立起到源節(jié)點(diǎn)的反向路由，但源節(jié)點(diǎn)本身并不知道已經(jīng)找到了通往目的節(jié)點(diǎn)的路由，必須通過目的或中間節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)反向發(fā)送回來的RREP信息才能建立正向的路由。

可見，路由都是通過接收到的數(shù)據(jù)包或者控制信息反向建立起來，真正起建立到目的節(jié)點(diǎn)可用路由的作用的是反向發(fā)送回來RREP，而RREQ只是起查找目的和通知目的回饋RREP的作用，要想建立一條到目的的路由，必須在同一路徑上來回傳輸RREQ和RREP才能實(shí)現(xiàn)。

顯然，在路由建立時(shí)取消RREQ的使用是不可能的，但在路由建立以后發(fā)生斷鏈時(shí)，由于目的節(jié)點(diǎn)在以前的操作中已經(jīng)知道自身是傳輸?shù)哪康?，甚至在這條路由中的中間節(jié)點(diǎn)也知道自己是一條活動(dòng)路由的中間節(jié)點(diǎn)，所以可不必再使用RREQ進(jìn)行查找和通知目的發(fā)出RREP。當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)檢測到路由中間有斷路時(shí)，可以直接發(fā)出一個(gè)類似RREP的消息來通知建立正向路由，而查找的功能可以通過廣播來完成，從而節(jié)省了發(fā)送RREQ所造成的開銷和延遲，其具體操作如圖3所示。

圖3 改進(jìn)的路由修復(fù)方法
當(dāng)一條正在使用的路由中間鏈路發(fā)生斷路時(shí)，斷鏈處的下游節(jié)點(diǎn)檢查路由表，確定與自己失去連接的節(jié)點(diǎn)是哪一條路由中的上游節(jié)點(diǎn)，并針對該路由的目的節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)類似RREP消息的廣播消息，稱作RERREP(Repair RREP)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到RERREP消息后，檢查自己的路由表，看是否有通向其中所指目的節(jié)點(diǎn)的可用路由，如果沒有相應(yīng)表項(xiàng)，則在路由表中創(chuàng)建相應(yīng)的表項(xiàng)，并轉(zhuǎn)發(fā)；若有相應(yīng)路由表項(xiàng)，但是目的狀態(tài)是不可達(dá)，則根據(jù)RERREP消息內(nèi)容更新路由表；如果路由表中有相應(yīng)的到目的節(jié)點(diǎn)的路由信息且是當(dāng)前可用的，則丟棄該消息。當(dāng)廣播的RERREP消息擴(kuò)散到斷鏈處的上游某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，正向的路由就可以馬上建立起來。RERREP消息通過廣播就完成了路由查找的功能，而由于目的節(jié)點(diǎn)方知道自己是目的，中間節(jié)點(diǎn)也知道自己是中間節(jié)點(diǎn)，所以可以使用RERREP來完成RREP的功能，直接建立正向路由。顯然，通過這種由下游廣播RERREP消息的方法，可以減少重建失效路由的時(shí)間和RREQ開銷。

圖4 改進(jìn)的本地修復(fù)方法與本地修復(fù)方法延遲性能比較 圖5 改進(jìn)的本地修復(fù)方法與本地修復(fù)方法路由開銷比較
該方法中，廣播范圍是一個(gè)重要的參數(shù)，可通過設(shè)置TTL值來完成，故設(shè)定一個(gè)合適的TTL值是一個(gè)很重要的因素，需要在仿真中針對不同環(huán)境，通過性能比較來得出一個(gè)合適的值。另外，當(dāng)接收到RERREP的節(jié)點(diǎn)已經(jīng)有相應(yīng)的可用路由，就會(huì)丟棄RERREP包，這從另一個(gè)方面控制了RERREP消息的擴(kuò)散。
圖4為改進(jìn)的本地修復(fù)方法與本地修復(fù)方法延遲性能比較，圖5為改進(jìn)的本地修復(fù)方法與本地修復(fù)方法路由開銷比較。仿真結(jié)果表明在數(shù)據(jù)傳輸延遲和路由開銷方面，采用改進(jìn)的本地修復(fù)方法都使性能獲得了一定程度的提高，改進(jìn)方案的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：
1) 通過Hello信息判斷是否與相鄰節(jié)點(diǎn)失掉連接。Hello是一種TTL值為1的RREP消息，接收到的節(jié)點(diǎn)在路由表中建立相應(yīng)的表項(xiàng)，相鄰節(jié)點(diǎn)的信息通過計(jì)時(shí)器來判斷是否可用，超時(shí)就視為失掉連接；
2) 發(fā)現(xiàn)本地節(jié)點(diǎn)與相鄰節(jié)點(diǎn)失掉連接時(shí)，通過讀取路由表項(xiàng)中的相應(yīng)信息判斷節(jié)點(diǎn)自身是當(dāng)前路由中的上游節(jié)點(diǎn)還是下游節(jié)點(diǎn)；
3) 如果節(jié)點(diǎn)自身是下游節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建RERREP并廣播，如果節(jié)點(diǎn)自身是上游節(jié)點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)計(jì)時(shí)器，超
時(shí)仍沒收到RERREP時(shí)就向先驅(qū)列表中的節(jié)點(diǎn)發(fā)出RERR消息，否則轉(zhuǎn)4)；
4) 節(jié)點(diǎn)接收到RERREP包時(shí)，首先取出RERREP中的目的節(jié)點(diǎn)地址，然后在路由表中進(jìn)行檢索。如果在本地節(jié)點(diǎn)的路由表中沒有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路由，或者雖然有相應(yīng)的路由表項(xiàng)但是不可達(dá)和可達(dá)目的節(jié)點(diǎn)但其跳數(shù)大于RERREP中的跳數(shù)值加1，則節(jié)點(diǎn)更新自己的路由表。更新路由表是將RERREP中的信息拷貝到路由表中，建立新的到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的表項(xiàng)，或者更新已有的路由信息，重新建立可用的到目的節(jié)點(diǎn)的路由條目，或用更短的路由來代替現(xiàn)有的路由。完成了路由表的更新之后對TTL值進(jìn)行一次判斷，以決定是否轉(zhuǎn)發(fā)RERREP消息。轉(zhuǎn)發(fā)RERREP信息時(shí)，首先對跳數(shù)值加1， TTL值減1，然后將自己的地址設(shè)置在上一跳域里面，最后將其廣播出去。同時(shí)，在路由表更新后檢查自己的緩沖區(qū)，看是否有去向相應(yīng)目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包被緩沖，如果有，則將數(shù)據(jù)報(bào)按照已經(jīng)建立的路由發(fā)送出去并釋放緩沖區(qū)。

自組網(wǎng)AODV路由協(xié)議中斷鏈修復(fù)的改進(jìn)