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摘 要 无线网状网络是一种新型的宽带无线网络,主要用于因特网的无线接入。路由是WMN中的一项关键技术。本文先介绍路由技术的概念以及一般有线网络的路由,然后以Ad hoc为例介绍无线多跳网络中的路由,并比较它们与有线网络路由的区别。接着着重介绍WMN路由协议。最后本文详细介绍分析一种适用于无线网状接入网的TBR协议及其改进协议。
关键词 WMN;Ad hoc;路由协议;TBR
1 引言
如今,无线通信技术正以前所未有的速度发展着,并日益广泛地融入到人们的生活之中。蜂窝移动通信网技术比较成熟,网络覆盖能力强,然而它在数据业务支持方面明显不足。无线局域网在近年来得到了较快的发展,成为无线接入的有效手段,但是它的覆盖范围又很有限。下一代无线通信网络究竟该朝哪个方向发展?虽然还没有定论,但能同时提供大覆盖范围、高数据速率和移动性支持则是共识。近年来,无线网状网络(Wireless Mesh Network,WMN)以其特有的优势引起了人们的广泛关注,并可能成为下一代无线网络和因特网的重要组成部分。
2 WMN概述
WMN是一种从移动Ad hoc网络中发展起来的新型网络技术,因此也是一种动态自组织、自配置的多跳宽带无线网络。与Ad hoc网络不同,WMN可以通过位置相对固定的无线路由器,将多种网络技术进行互联,并提供高速的骨干网。该结构已经被纳入到802.16e,802.11s等标准中。WMN作为未来无线城域核心网最理想的方式之一,具有可能挑战3G技术的能力,是构建B3G/4G的潜在技术之一。
WMN由客户节点、路由器节点和网关节点组成。客户节点也可以分为普通WLAN客户节点和具有路由与信息转发功能的客户节点两类。与传统的无线路由器相比,WMN路由器在很多地方均作了增强,除了提升多跳环境下的路由功能外,对MAC协议、多无线接口等技术也有所改进。网关节点具有到Internet有线宽带的连接,WMN通过其网关节点接入Internet。WMN接入网的结构图如图1所示。

图1 WMN接入网结构图
按照结构层次,WMN的网络结构可以分为平面网络结构、多级网络结构和混合网络结构。其中,平面网络结构中所有节点均为对等结构,适用于节点数少又不连入核心网的场合;多级网络结构可以分为上下层两个部分,上层为MESH结构的路由器网关网络,下层为普通WLAN客户节点,它们只能通过接入上层的网络才能实现相互间的通信;混合网络结构即以上两种结构的混合,网络也分为上下两层,但其下层是具有路由与信息转发功能的客户节点。
3 Internet路由协议与Ad hoc网络路由协议
路由是WMN中的一项关键技术,本文主要针对无线网状网络的路由协议进行研究。
3.1 路由技术的概念
路由技术是计算机和通信技术相结合的产物,它随着网络的迅速发展而发展。简而言之,路由技术是指采用一种或多种策略,为数据分组从源地址到目的地址的转发选择一条或几条理想的路径。它是通过在路由设备(如路由器等)上运行路由协议来实现的。路由器间可进行相互通信,从而在每个路由器都建立一张路由表,用于存放网络中的路由转发信息。通过查找路由表中相应表项(下一跳地址等)来转发数据分组。
3.2 Internet路由协议
Internet路由协议根据其设计理念,主要分为为两大类:距离向量路由协议和链路状态路协议。
距离向量路由协议(如RIP)主要优点是简单且有效率,但是,这种方法存在收敛慢、易出现路由环路等问题。链路状态路由协议(如OSPF)的特点是,所有路由器均保存全网络拓扑信息并做周期更新,并且任何一个环节的改变引发即时更新。相对于传统的距离向量路由协议,链路状态路由协议有全网拓扑信息,因此可以防止出现路由环路且收敛速度较 |