通信論文異構無線網絡路由策略

　　這篇通信論文針對間歇性連接的異構無線網絡，研究結合WLAN的AP節(jié)點和無線蜂窩網絡BS節(jié)點的高性能、AdHoc網絡組網靈活以及DTN網能夠在間歇性連接鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)的特點來實現(xiàn)路由發(fā)現(xiàn)，當存在自私節(jié)點和惡意節(jié)點時對節(jié)點可信度進行評估，并根據(jù)應用程序QoS需求提供路由選擇的自適應路由策略，具有重要的理論和實際意義�！�網絡安全技術與應用》現(xiàn)有的網絡安全技術，包括身份認證、防火墻技術、入侵檢測技術、加密技術等進行了詳細的討論。本書可以作為高等院校信息安全、通信、計算機等專業(yè)的本科生和研究生教材，也可以作為網絡安全工程師、網絡管理員的參考用書，或作為網絡安全培訓教材。

　　摘要:異構無線網絡能夠利用各種網絡的鏈路迅速建立連接、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，在軍事、水災、火災、地震等重大災害上具有重要的應用價值。因此，設計一種能夠提高數(shù)據(jù)發(fā)送效率和網絡抗毀性的異構無線網絡自適應路由策略具有重要意義。首先介紹了無線局域網、無線蜂窩網絡、自組網、延遲容忍網絡等各種無線網絡的特點;然后對各種異構無線網絡路由進行分類并闡述;最后總結現(xiàn)有異構無線網絡路由的不足，并對未來研究工作進行了展望。

　　關鍵詞:異構無線網絡;路由;間歇性連接;延遲容忍網絡

　　引言

　　隨著無線局域網(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)、無線蜂窩網絡、自組網(AdHocNetwork)、延遲容忍網絡(DelayTolerantNetworks，DTN)[1]等無線網絡的迅速發(fā)展，未來的無線網絡是多種技術、多種網絡互相融合所形成的具有多種接入方式、提供多種服務質量要求的異構無線網絡的聯(lián)合體。設計一種整合各種無線網絡且能夠滿足不同應用程序服務質量(QualityofService，QoS)需求的自適應路由策略成為未來無線網絡的研究熱點。每種網絡都有自己的特點，WLAN高帶寬、低成本，訪問點(AccessPoint，AP)節(jié)點性能高，無線蜂窩網通訊范圍大，基站(BaseStation，BS)節(jié)點性能高，但這2種網絡都存在組網不靈活的缺點;AdHoc網節(jié)點移動性強、組網靈活，但是在鏈路中斷時無法傳送數(shù)據(jù);DTN網能在長時延、頻繁中斷的鏈路上傳送數(shù)據(jù)。

　　異構無線網絡能夠融合WLAN、無線蜂窩網、AdHoc網、DTN網等多種網絡技術，使人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行信息的獲取與處理，極大地改變人們的生活方式和工作方式，并且在網絡遭受破壞、單一網絡無法提供數(shù)據(jù)傳遞時，能夠綜合利用各種網絡的鏈路迅速建立連接、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，增強網絡的抗毀性，在軍事、水災、火災、地震等重大災害上具有重要的應用價值。

　　因此，設計一種能夠提高數(shù)據(jù)發(fā)送成功率和網絡抗毀性的異構無線網絡自適應路由策略具有重要意義。目前國內外學者已經針對WLAN、無線蜂窩網絡、AdHoc網、DTN網組成的異構無線網絡的路由策略展開了大量的研究。按照網絡是否連通，路由策略可以分為連通的異構無線網絡路由和間歇性連接的異構無線網絡路由。其中，連通異構無線網絡路由在網絡中斷時無法傳遞數(shù)據(jù)，而間歇性連接的異構無線網絡路由則可以在網絡中斷情況下有效傳遞數(shù)據(jù)。本文將各自對其給出如下研究闡釋。

　　1連通的異構無線網絡路由

　　文獻[2]提出了WLAN、AdHoc網的融合方案，當移動節(jié)點和AP節(jié)點連接失敗時，采用AdHoc網絡的多跳路由策略進行連接。文獻[3]在蜂窩網中引入AdHoc模式，允許雙模節(jié)點以AdHoc模式轉發(fā)數(shù)據(jù)包，提高了蜂窩網的數(shù)據(jù)發(fā)送效率。文獻[4-5]論述了一種綜合考慮WLAN、3G蜂窩網絡、AdHoc網的路由策略，但AP/BS節(jié)點范圍外的移動節(jié)點之間無法實現(xiàn)路由。文獻[6]針對WLAN、3G蜂窩網絡、AdHoc網組成的異構無線網絡提出了一種綜合利用AP/BS節(jié)點、AdHoc多跳路由策略等所有鏈接可能來構建端到端移動節(jié)點之間連接的路由策略，但在網絡鏈路存在間歇性連接時無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送。

　　目前，國內學者一般只是針對各種無線網絡與Internet互聯(lián)以及兩兩無線網絡互聯(lián)的異構無線網絡的路由策略進行研究，而并未對WLAN、無線蜂窩網絡、AdHoc網、DTN網組成的間歇性連接異構無線網絡的路由策略有效涉及深度探討。此后，文獻[7-8]又分析研發(fā)了AdHoc網接入Internet的動態(tài)網關布局及選擇策略，實現(xiàn)了AdHoc網與Internet的互聯(lián)。文獻[9]研究了一種集成無線蜂窩網絡和AdHoc網絡的路由策略，將AdHoc網絡的中繼功能加入到傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)中，提高了系統(tǒng)的性能。另外，文獻[10]則針對集成無線蜂窩網絡和AdHoc網絡的互聯(lián)方案，提出了一種基于模糊多目標決策方法的路由選擇策略，該策略在路由選擇時考慮了時延、丟包率、能量、成本等因素。進一步地，文獻[11]即圍繞衛(wèi)星網絡和AdHoc網絡的互聯(lián)問題，設計了相應的互聯(lián)路由協(xié)議，提高了衛(wèi)星網絡的性能。

　　2間歇性連接的異構無線網絡路由

　　文獻[12]針對MANET和DTN混合網，全面研發(fā)構建了一種簡單的混合路由策略DT-DYMO，該策略首先基于AODV的RREQ消息查找連通區(qū)域內的目的節(jié)點，若找到直接使用AODV發(fā)送消息，否則將消息發(fā)送給RREQ查找過程中發(fā)現(xiàn)的DTN節(jié)點，由該節(jié)點“存儲-攜帶-轉發(fā)”消息。文獻[13]提出了一種基于分組的混合路由協(xié)議HYMAD，該路由將移動節(jié)點分成多個組，在組內使用MANET中的距離矢量路由發(fā)送消息，在組間則采用DTN的Spray-and-Wait路由。文獻[14]針對AdHoc網和DTN網設計了一種路由協(xié)議，當存在到達目的節(jié)點的端到端路徑時，使用常規(guī)路由協(xié)議轉發(fā)報文;當不存在端到端路徑時，節(jié)點通過綜合主機位置、主機移動模式、能量等上下文信息選擇下一跳節(jié)點來“存儲-攜帶-轉發(fā)”數(shù)據(jù)，但同樣沒有考慮WLAN和無線蜂窩網絡。

　　文獻[15]則基于WLAN、AdHoc網、DTN網組成的具有不同連接特性的異構無線網絡而定制設計了一種根據(jù)鏈路時延情況而對數(shù)據(jù)進行復制的自適應路由協(xié)議，能夠實現(xiàn)網絡中斷時的數(shù)據(jù)發(fā)送，但沒有充分利用高性能、高可靠的AP節(jié)點來參與路由，性能也未臻至優(yōu)良。文獻[16-17]針對WLAN和AdHoc網、DTN網組成的存在間歇性連接的異構無線網絡提出了一個MeDeHa架構。MeDeHa架構在移動節(jié)點之間鏈路性能好、無中斷時，采用常規(guī)的路由轉發(fā)策略發(fā)送數(shù)據(jù);在鏈路存在長時延、間歇性連接時，采用“存儲-攜帶-轉發(fā)”策略來優(yōu)勢支持數(shù)據(jù)發(fā)送，并且利用了高性能的AP節(jié)點進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)和存儲，提高了數(shù)據(jù)發(fā)送成功率。

　　文獻[18-19]重點論述了WLAN、3G蜂窩網絡、AdHoc網、DTN網互聯(lián)起來的異構無線網絡的路由問題，為能在間歇性連接的網絡成功發(fā)送數(shù)據(jù)提出了基于超級節(jié)點的架構，由超級節(jié)點來臨時存儲源節(jié)點的數(shù)據(jù)，當目的節(jié)點和超級節(jié)點能夠連接時，由超級節(jié)點將數(shù)據(jù)轉發(fā)給目的節(jié)點，從而提高數(shù)據(jù)的發(fā)送成功率。文獻[20]則從WLAN、蜂窩網絡、AdHoc網、DTN網互聯(lián)起來的間歇性連接異構無線網絡的研究出發(fā)，通過部署邊界服務器來實現(xiàn)“存儲-攜帶-轉發(fā)”功能，從而提高數(shù)據(jù)的發(fā)送成功率，但沒有充分利用高性能、高可靠的AP節(jié)點來參與路由。文獻[21]針對普通AdHoc網和具有間歇性連接特點的DTN網設計了一種基于聲譽策略的可信路由協(xié)議，可以解決黑洞攻擊問題，但沒有考慮WLAN和無線蜂窩網絡。

　　目前，國內學者也陸續(xù)轉向了間歇性連接的異構無線網絡路由的分析研究并提出了一些策略。如文獻[22-23]針對普通AdHoc網和DTN網絡組成的具有間歇性連接特點的異構無線網絡，利用分而治之的思想，提出了一種將AdHoc網的AODV路由協(xié)議和DTN網中的SprayandWait路由協(xié)議相融合的路由方案，使得網絡規(guī)模擴大時性能保持相對穩(wěn)定，提高了網絡的抗毀性。文獻[24]即專就AdHoc網和DTN網組成的異構無線網絡提出了一種基于穩(wěn)定閉域的混合路由策略，在穩(wěn)定閉域內使用AODV路由協(xié)議提高路由轉發(fā)的效率，當數(shù)據(jù)分組轉發(fā)到閉域邊界后，將轉換為改進的Prophet路由繼續(xù)在非連通區(qū)域內尋路。

　　針對間歇性連接的移動網絡環(huán)境，文獻[25]提出了一種新的DTN路由協(xié)議IEDR。IEDR在網絡中斷時利用節(jié)點間相遇的機會交換數(shù)據(jù)，并將無線接入點AP作為輔助數(shù)據(jù)傳播的有效途徑，擴大網絡連通范圍。文獻[26]則基于當下的車載自組網(VehicularAdHocNetwork，VANET)同樣設計了一種結合AODV協(xié)議和DTN的“存儲-攜帶-轉發(fā)”策略的按需路由協(xié)議DT-AODV來提高數(shù)據(jù)傳遞率。

　　3結束語

　　目前，國內外對WLAN、無線蜂窩網絡、AdHoc網、DTN網組成的具有間歇性連接特點的異構無線網絡已經發(fā)布了一定的研究成果，但其中設計的路由策略不能充分利用各種網絡特點來求得有效的路由發(fā)現(xiàn)，當網絡中存在大量自私節(jié)點和惡意節(jié)點時，無法根據(jù)應用程序QoS需求有效地選擇路由。

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