科技信息 计算机与网络 鹣动Ａｄ Ｈｏｃ网络路由关键技术分析 西安医学院公共课部计算机教研室 杨世欣 ［摘 要］无线Ａｄ Ｈｏｃ网络已成为无线网络一个研究热点；本文介绍Ａｄ Ｈｏｃ网络的基本概念及特点，重点阐述Ａｄ Ｈｏｃ网络路由技 术分类，详细分析、比较几种路由关键技术，提出一种比较实用的路由应用思路。 ［关键词］Ａｄ Ｈｏｃ 先验式路由协议１．引言 反应式路由协议 移动Ａｄ Ｈｏｅ网络…的前身是分组无线网（Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）， 是针对军事通信的需要而研究的。１９７２年，美国ＤＡＲＰＡ就开始了分组 新消息，就可以重传更新消息到邻居节点。 ＧＳＲ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）类似于ＤＳＤＶ，是一种链路状态路由协 议。每个节点存储邻居列表、拓扑表、下一跳表和距离表四张表格。每个 无线网项目ＰＲＮＥＴ（Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的研究。９０年代以后，随着一 些技术的公开，Ａｄ Ｈｏｅ网络技术开始成为移动通信领域一个公开的研 究热点。 ２．移动ＡｄＨｏｃ网络特点 与传统无线网络相比，Ａｄ Ｈ０ｃ网络具有以下几个显著特征： 无中心和自组织性；动态变化的网络拓扑结构；受限的带宽和变化 的链路容量；资源受限；多跳组网；分布式控制。 ３．移动Ａｄ Ｈｏｃ路由协议分类 移动Ａｄ ｈｏｅ网络的路由协议大致可以分为先验式（Ｐｒｏａｃｔｉｖｅ）路由 协议、反应式（Ｒｅａｃｔｉｖｅ）路由协议以及混合式路由协议Ｉ２１。先验式路由协 议又称为表驱动路由协议，在这种路由协议中，每个节点维护一张包含 到达其它节点的路由信息的路由表。当检测到网络拓扑结构发生变化 时，节点在网络中发送更新消息，收到更新消息的节点将更新自己的路 由表，以维护一致的、及时的、准确的路由信息。反应式路由协议，又称 为按需路由协议，是一种当需要发送数据时才查找路由的路由算法。在 这种路由协议中，节点不需要维护及时准确的路由信息，当向目的节点 发送报文时，源节点才在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由。 ４．移动Ａｄ Ｈｏｃ网络几种关键路由技术 ４．１先验式路由协议 图ｌ是现有主要的先验式路由协议，先着重介绍如下几种： 图１先验式路由协议 ＤＳＤＶ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）路由协议是一种无环 距离向量路由协议，它是传统的分布式Ｂｅｌｌｍａｎ Ｆｎｒｄ路由算法的改进， 它是在路径自由度方面作了一定改善的表格方案。在ＤＳＤＶ中，每个节 点都维持一个路由表，这个路由表包含到每一个可达的目的节点的跳 数（或表示为矢量路径矩阵）。每一个路由表项都有一个由目的节点设 定的序列号。序列号使移动节点可以区分当前的路由线路和过时的路 由线路。路由表周期性的作全网更新以维持全网的通信有效性。ＤＳＤＶ 协议因为需要周期性的更新，所以它为了建立一个可用的路由表需要 较长时间使路由协议收敛，因此它不适合于延时敏感业务。 ＣＧＳＲ（Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）是ＤＳＤＶ的扩充版， 它用于单频两级网络。ＣＧＳＲ中，若干节点形成一个簇，并且每个簇中选 出一个簇头。在簇头的传输范围内的所有节点形成一个簇。一个网关节 点能和两个或更多的簇头通信。在一个动态网络中，频繁的簇头选择会 引起性能衰减，因此ＣＧＳＲ使用了一个ＬＣＣ（Ｌｅａｓｔ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｃｈａｎｇｅ）算法。 在ＬＣＣ算法中，仅当两个簇头进入同一个簇时或者有一个节点移出所 有簇头的范围之外的时候，才会改变簇头。当一个源节点传递数据分组 到它的簇头时，簇头将它转发到网关节点。这个过程不断重复，直至数 据分组到达目的节点。 ＷＲＰ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｃｏｏ１）健基于无环路的发现算法。它也是 一种距离向量路由协议，每个节点包含距离表、路由表、链路费用表和 消息重传表四张表。距离表包含通过每个邻居节点到达每个目的节点 的距离。它也包含每条路径上的邻居节点的下一跳节点。路由表包含到 目的节点的距离、本节点的前趋节点和后续节点以及标识这个表项是 一个简单路径或是一个回路或是无效路径的标签。通过存储前趋节点 和后续节点有助于探测回路也有助于解决无穷计数问题。链路费用表 包含从本节点到所有邻居节点的链路的费用。消息重传表包含自从邻 居节点接收到最近的无错的消息以来的超时次数。通过这些信息，节点 能够了解邻居节点是否确认它的更新消息，如果邻居节点没有确认更 节点在其邻居列表中仅仅有其邻居节点的链路状态，在拓扑表中包含 到每个目的节点的链路状态信息和该信息的时间戳，在下一跳表中包 含到每一个目的节点的最短距离。与所有的链路状态协议一样，ＧＳＲ是 当链路改变时产生路由消息。一旦收到路由消息，节点就看此消息的序 列号是否比存储在表中的序列号新，如果比存储在表中的序列号新，那 么更新其拓扑表。这也使得ＧＳＲ的拓扑更新需要较长的时间，使它只 适用于规模较小的网络，不适用于规模较大的网络。对于规模较大的网 络，ＦＳＲ协议工作得更好。 ＦＳＲ（Ｆｉｓｈ Ｅｙｅ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）Ｘ￣ＧＳＲ进行了改进。ＦＳＲ的更新消息 只包含附近节点的信息，因此也就显著地减小了更新消息的大小。在 ＦＳＲ中，每个节点有其邻居节点的准确信息。其信息的准确性随距离的 增加而减少。鱼眼的范围定义为在某一跳数内可达的节点。鱼眼的中心 节点有鱼眼范围内的所有节点的最准确信息。ＦＳＲ并不须清除知道所 有节点的信息，但是当数据包传递得越靠近目的节点时，信息得准确性 就越高，数据包也就越能准确地传递。ＦＳＲ比较适合相对较大的移动 ＡｄＨｏｃ网络。 ４．２反应式路由协议 图２反应式路由协议 ＡＯＤＶ（Ａｄ ＨＯＣ Ｏｎ—ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ）是ＤＳＤＶ的改进 型 ，通过按需路由来降低ＤＳＤＶ中控制报文的数目，从而提高系数效 率。为了查找到达这目的节点的路由，源节点广播一个路由请求消息。 它的邻居收到广播消息后再次广播，直到请求消息到达目的节点或知 道目的节点路由的中间节点。目的节点或知道路由的中间节点沿原来 的路径向源节点返回路由响应消息。源节点收到响应后，它就可以得知 到达目的节点的路由。ＡＯＤＶ还包括路由维护部分，实现当路径上的中 间节点移动时对缓存中路由的修改和删除。 ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ ＲｏｕｔｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏ１）是一种源节点选路的路由协 议。ＤＳＲ协议是专门为移动Ａｄ Ｈｏｃ网络设计的一种寻径协议，其最显 著的特点是每个要发送的数据包都带有完整的地址列表。通过这张表， 每个数据包都可以找到目的地，而不需要中间节点存储路径信息。 ＡＢＲ（Ａｓｓｏｃｉａｂｉｌｉｔｙ Ｂａｓｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ）协议是无环、无死锁的路由协议。 ＡＢＲ中定义了一种新的度量，即连接稳定性程度。较高程度的连接稳定 性意味较低的节点移动性，较低程度的连接稳定性意味着较高的节点 移动性。路由的选择是以节点间的连续稳定性作为度量依据。这样ＡＢＲ 能够在移动Ａｄ Ｈｏｃ网络的环境中获得存活时间较长的路由。ＡＢＲ包括 三个阶段：路由发现、路由重建、路由删除。 ＳＳＲ（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｒｏｕｔｉｎｇ）中路由的选择是以节点间的信号强度 和节点的位置稳定性作为度量依据的。ＳＳＲ的这种路由选择标准能够 选择有更强连通性的路由。ＳＳＲ被分成两个相互合作的协议，ＤＲＰ （Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｃｏｏ１）和ＳＲＰ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）。ＤＲＰ负责维 持路由中的ＳＳＴ（Ｓｉｎｇａｌ ＳｔａｂｉｌｉｔｙＴａ｝）ｌｅ）和ＲＴ（ＲｏｕｔｉｎｇＴａｂｌｅ）。ＳＳＴ记录 了邻居节点的信号强度。所有的传输首先被ＤＲＰ处理。在更新了所有 合适的路由表项以后，ＤＲＰ将收到的数据包传给ＳＲＰ。如果本节点就是 目的节点，ＳＲＰ就将数据包传到堆栈中，否则，就查找路由表将数据包 转发出去。 ５．总结 先验式路由协议通过连续地检测链路质量，时刻维护准确的网络 拓扑和路由信息，所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。源节点 一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协 议的时延较小，但是路由协议的开销较大。反应式 （下转第２３５页） —－－——２３３．－—．— 科技信息． 计算机与网络 浅谈多姨傩技术在计算栅教学巾响应用 辽宁省城市建设学校 王志阳 ［摘要］当前已进入现代多媒体时代，随着现代教学技术的日益普及，大多数学校及教师都能够利用多媒体技术辅助教学 ．本文结 合在课堂教学中应用多媒体技术并分析其理论和实际问题。 ［关键词］多媒体技术教学 多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一 学生能够不断提高自身的计算机应用水平，我经常告诉学生应该通过 代电子技术发展和竞争的焦点。多媒体技术是指以计算机为核心，交互 相关书籍或者计算机网络中的多媒体教学软件进行学习，这样培养学 地综合处理文本、图形、图像、视频、活动视频和动画等多种媒体信息， 生利用课余时间进行自主学习充实计算机相关知识。现如今在互联网 并通过计算机进行有效控制，使这些信息建立逻辑连接，以表现出更加 上有许多有关计算机类学习自主学习的多媒体教程，所以我们一定要 丰富、更加复杂信息的信息技术和方法。 养成自主学习的好习惯。 一、多媒体技术在教学中应用现状 三、多媒体技术在教学中发展趋势 １、多媒体技术在教学中应用优点 １、网络化 使一些在传统教学手段下很难表达的教学内容或无法观察到的现 多媒体技术在教学中的应用也随着网络技术的发展向网络化方向 象能形象、生动、直观地显示出来，扩展了教学活动空间，丰富了教学活 发展，多媒体技术的创新和发展将使诸如服务器、路由器、转换器等网 动，提高教学效率，为学生的课外自主学习提供便利。 络设备的性能越来越高，包括用户端ＣＰＵ、内存、图形卡等在内的硬件 ２、多媒体技术在教学中应用缺点 能力空前扩展，人们将受益于无限的计算和充裕的带宽，它使网络应用 在实际教学中教师对多媒体教学手段的使用存在盲目性，有的认为 者改变以往被动地接受处理信息的状态，并以更加积极主动的姿态去参 只要使用了多媒体就是先进的，把它作为衡量课程质量的评估标准。其 与眼前的网络虚拟世界。 实，新技术的运用并不是对原有技术的全盘否定，各种教学手段都有其 ２、智能化 独特的作用，并非所有课程内容的教学都有必要使用多媒体教学手段。 多媒体技术充分利用了计算机的快速运算能力，综合处理声、文、 我认为多媒体技术只作为一种辅助教学手段，其使用应以提高教 图信息，用交互式弥补计算机智能的不足。 学质量为宗旨。在整个教学过程中教师的主导性和学生的主体性地位 随着多媒体计算机的视频音频接口软件不断改进，尤其是采用了硬 是不应丧失的，多媒体技术是达到教学目的的手段之一。 件体系结构设计和软件、算法相结合的方案，使多媒体计算机的性能指 ３、合理应用多媒体技术在教学中的必要性 标进一步提高，但要满足多媒体网络化环境的要求，还需对软件作进一 多媒体技术在教学中起到的是辅助性的作用，而不能取代教师的 步的开发和研究，使多媒体终端设备具有更高的部件化和智能化，对多 主导性，也不能取代学生的主体性。教学的过程需要教师的组织，引导 媒体终端增加如文字的识别和输入、汉语语音的识别和输入、自然语言 学生的思考，也需要学生的配合，是一个“教”与“学”的有机结合。在整 理解和机器翻译、图形的识别和理解、机器人视觉和计算机视觉等智能。 个教学过程中，教师不能以多媒体代替自身的讲授，应根据教材的特 ３、虚拟现实技术 点，依据不同班级学生的特点，确定教学的方式。多媒体技术的应用并 根据多媒体技术和教学改革发展方向虚拟现实技术作为一种新型 不是越多越好，而是要在以教学为目的，以宗旨为指导的前提下适当地 的教学媒体，目前已引起教育界的极大关注。 使用。 随着计算机技术的发展，虚拟现实的硬件与软件成本的逐渐降低， 二、如何在计算机教学过程中应用多媒体技术 这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学中，最终在现代教育领域 １、激发学生的学习兴趣 中发挥其重要作用。 为了开阔学生的思路，激发兴趣，我们可以应用多媒体技术，展示 为了全面提高多媒体技术应用和计算机教学要求，在中职教育中 计算机各种配件，使学生对计算机配件的外形及其位置功能进行了解， 应该充分发挥多媒体技术在教学中的重要性，不断改变多媒体技术教 在这种学生注意、记忆、思维凝聚在一起的状态下进行教学，让学生对 学手段并结合教学方法提高教学质量。 计算机配件有立刻看到实物的好奇心，为以后的计算机硬件安装打好 铺垫。 参考文献 ２、利用多媒体技术进行交互式教学 ［１］艾德才主编．计算机多媒体应用基础北京：中国水利水电ｊ：版 多媒体技术和网络技术由于能够提供图文声并茂的多种感官的综 社．２００１ 合刺激机，非常有利于情境的创设和保持，界面友好、形象直观，而且还 ［２］何克抗．多媒体教育应用的重大意义及发展趋势现代远距离教 按照超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息，提供丰富 育，１９９７ 多彩的人机交互方式，学生可以得到立即反馈，了解自己学习的结果， ［３］卞喜玉，潘月秋，李明琳．浅谈课堂教学与多媒体资源的整合鲁 从而调整以后的学习方法或学习程序。这种交互式学习有利于激发学 东大学学报 生学习兴趣，发挥学生的认知主体作用。 ［４］张璞扬，张权谈课堂教学与多媒体技术的辩证关系教育与现代 ３、培养学生自主学习能力 化 随着计算机硬件的不断更新计算机应用软件也随之变化，为了使 ［５］申蔚，夏立文．虚拟现实技术［Ｍ］．北京：希望电子出版社，２００２ （上接第２３３页） 路由协议中的节点不用持续维护网络的拓扑结构， 种较好的折衷方案。在局部范围内使用先验式路由协议，维护准确的路 仅当需要时，才查找相应的路由，这就节省了路由维护的开销，特别是 由信息，并可缩小路由控制消息传播的范围，当目标节点较远时，通过查 当网络负荷不是很重时，节省的开销更加可观。与先验式路由协议相 找发现路由，这样既可以减少路由协议的开销，时延特性也得到了改善。 比，反应式路由协议的开销较小，但是数据报传送的时延较大，不适用 于延时敏感性应用。在Ａｄ ｈｏｃ网络中单纯采用先验式或反应式路由协 参考文献 议都不能完全解决路由问题。在高速动态变化的Ａｄ ｈｏｅ网络中，使用 ［１］土金龙，土呈贵，吴启晖，龚玉萍Ａｄ Ｈｏｃ移动无线网络．北京：国 单纯的先验式路由协议会产生大量的控制报文，并且很多控制报文经常 防工业出版社．２００３ 是无用的；如果单独采用反应式路由协议，需要为每个报文查找路由， ［２］杨家玮，盛敏，刘勤移动通信基础北京：电子工业出版社，２００８． 这也是不合理的（特别是当连续向某个目的节点发送多个报文时）。由此 ［３ 陈林星，曾曦，曹毅移动Ａｄ Ｈｏｃ网络——自组织分组无线网络 可见，应用结合先验式和反应式路由协议优点的混合式路由协议是一 技术．北京：电子工业出版社．２００６ （上接第２３４页） ｝ （ＰＶＯＩＤ）（ｐＰａｃｋ），（ＳＩＺＥ＿Ｔ）ｒｆｌ—ｕｌＰｏｓｉｔｉ０ｎＩｎＰａｃｋ）； ５．结论 ｄｗＨａｖｅＲｅａｄ＋＝ｍｕｌＰｏｓｉｔｉｏｎＩｎＰａｃｋ； 本文介绍了流媒体对接收到的多媒体流进行实时解码后的播放技 ） 术。可以看出，ＤｉｒｅｃｔＳｈｏｗ对媒体开发提供了强大的支持性。有了Ｄｉ— ｅｌｓｅ ｉｆ（ｎｌ—ｐＤａｔａＬｉｓｔ一＞ＩｓＦｌｕｓｈｉｎｇＯ）｛ｒｅｔｕｍ Ｅ—ＦＡＩＬ；｝ ｒｅｃｔＳｈｏｗ，开发媒体变得多么轻松与简便。 ｅｌｓｅ（Ｓｌｅｅｐ（１０）；】 ） 参考文献 ） ［１］陆其明ＤｉｒｅｃｔＳｈｏｗ开发指南清华大学出版社，２００３．１２，第一版 ｐｄｗＢｙｔｅｓＲｅａｄ＝ｄｗＢｙｔｅｓＴｏＲｅａｄ； ［２］陆其明ＤｉｒｅｃｔＳｈｏｗ实务精选．科学出版社，北京电子出版社，２００４ ｒｅｔｕｒｎ Ｓ ＯＫ； ７，第一版 ．－－——２３５．—－——
