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簡(jiǎn)單的無(wú)結(jié)構(gòu)路由協(xié)議

發(fā)布時(shí)間:2012/3/29 19:38:33 訪問(wèn)次數(shù):1133

    Flooding路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是顯然的,其實(shí)現(xiàn)74HC14D及其簡(jiǎn)單,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需將接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行廣播,而無(wú)需進(jìn)行查找路由表,選擇下一跳節(jié)點(diǎn)的計(jì)算,其次,其無(wú)需特殊的算法保持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌母乱约靶侣酚傻陌l(fā)現(xiàn)。但是Flooding路由協(xié)議的漏洞也是十分明顯且致命的,主要有以下3個(gè)方面。
    ①信息內(nèi)爆(Implosion):所謂信息內(nèi)爆是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)的多個(gè)副本的現(xiàn)象。如圖3-2所示,節(jié)點(diǎn)E在接收到節(jié)點(diǎn)B轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)副本之后,又會(huì)接收到節(jié)點(diǎn)C轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)副本,從而造成同一個(gè)數(shù)據(jù)分組在節(jié)點(diǎn)E當(dāng)中存在兩份副本。
    ②部分重迭( Overlap)現(xiàn)象:由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密集部署,因此在同一局部區(qū)域中,若干個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)域內(nèi)同一個(gè)事件做出的反應(yīng)相同,所感知的信息在數(shù)據(jù)性質(zhì)上相似,數(shù)值上相同,那么這些節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)所接收到的數(shù)據(jù)副本也具有較大的相關(guān)性。
    ③網(wǎng)絡(luò)資源利用不合理:每個(gè)節(jié)點(diǎn)只是單純地將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行廣播,并沒(méi)有考慮到網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量消耗的問(wèn)題,不能發(fā)現(xiàn)下一跳節(jié)點(diǎn)的可行性,從而不具備自適應(yīng)性,造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。盡管Flooding路由協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)能量消耗巨大,網(wǎng)絡(luò)生命周期一般較短,不適應(yīng)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),但其具有路徑容錯(cuò)性好,傳輸延時(shí)短的優(yōu)點(diǎn),適用于對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

                                              
    Gossiping路由協(xié)議,即閑聊路由協(xié)議是對(duì)Flooding路由協(xié)議的改進(jìn),當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)之后,并不是像Flooding協(xié)議那樣,采用廣播形式將數(shù)據(jù)包發(fā)送給所有鄰居節(jié)點(diǎn),而是按照一定概率隨機(jī)地將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給鄰居節(jié)點(diǎn)中不同于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn),這個(gè)節(jié)點(diǎn)以相同的方式向其鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)直到數(shù)據(jù)到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)。由于該方法在每次進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),只向一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā),因此可以避免信息內(nèi)爆的現(xiàn)象,但其仍不能解決重疊現(xiàn)象和網(wǎng)絡(luò)資源利用不合理的問(wèn)題。
    Gossiping路由協(xié)議考慮了節(jié)點(diǎn)的能量消耗,因此在選擇下一跳時(shí)只選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),但在每次選取下一跳節(jié)點(diǎn)時(shí),并沒(méi)有采用路徑優(yōu)化相關(guān)算法,因此所選擇的路由往往不理想,這將導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的端到端延時(shí)增加或者生命周期在沒(méi)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之前就結(jié)束。為了說(shuō)明這一現(xiàn)象,如圖3-3所示,假設(shè)任意兩節(jié)點(diǎn)間的端到端時(shí)延相同,節(jié)點(diǎn)間聯(lián)機(jī)表示兩節(jié)點(diǎn)間可通信。我佃知道,從源節(jié)點(diǎn)S到匯聚節(jié)點(diǎn)D時(shí)延最短的路徑一共要經(jīng)過(guò)6跳,黑實(shí)線標(biāo)出了其中的一條路徑。當(dāng)采用Gossiping協(xié)議時(shí),數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑可能如黑虛線所示,一共需要經(jīng)過(guò)11跳,這就必將增加了端到端的傳輸時(shí)延。若系統(tǒng)初始設(shè)置每個(gè)數(shù)據(jù)包的TTL=6,則資料包將在實(shí)心節(jié)點(diǎn)處被丟棄,對(duì)于例子中拓?fù)涠,除非隨機(jī)選擇的一條路徑恰好是最短路徑,即6跳,否則數(shù)據(jù)包將永遠(yuǎn)到達(dá)不了匯聚節(jié)點(diǎn)D。

    Flooding路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是顯然的,其實(shí)現(xiàn)74HC14D及其簡(jiǎn)單,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需將接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行廣播,而無(wú)需進(jìn)行查找路由表,選擇下一跳節(jié)點(diǎn)的計(jì)算,其次,其無(wú)需特殊的算法保持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌母乱约靶侣酚傻陌l(fā)現(xiàn)。但是Flooding路由協(xié)議的漏洞也是十分明顯且致命的,主要有以下3個(gè)方面。
    ①信息內(nèi)爆(Implosion):所謂信息內(nèi)爆是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)的多個(gè)副本的現(xiàn)象。如圖3-2所示,節(jié)點(diǎn)E在接收到節(jié)點(diǎn)B轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)副本之后,又會(huì)接收到節(jié)點(diǎn)C轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)副本,從而造成同一個(gè)數(shù)據(jù)分組在節(jié)點(diǎn)E當(dāng)中存在兩份副本。
    ②部分重迭( Overlap)現(xiàn)象:由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密集部署,因此在同一局部區(qū)域中,若干個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)域內(nèi)同一個(gè)事件做出的反應(yīng)相同,所感知的信息在數(shù)據(jù)性質(zhì)上相似,數(shù)值上相同,那么這些節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)所接收到的數(shù)據(jù)副本也具有較大的相關(guān)性。
    ③網(wǎng)絡(luò)資源利用不合理:每個(gè)節(jié)點(diǎn)只是單純地將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行廣播,并沒(méi)有考慮到網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量消耗的問(wèn)題,不能發(fā)現(xiàn)下一跳節(jié)點(diǎn)的可行性,從而不具備自適應(yīng)性,造成網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。盡管Flooding路由協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)能量消耗巨大,網(wǎng)絡(luò)生命周期一般較短,不適應(yīng)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),但其具有路徑容錯(cuò)性好,傳輸延時(shí)短的優(yōu)點(diǎn),適用于對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

                                              
    Gossiping路由協(xié)議,即閑聊路由協(xié)議是對(duì)Flooding路由協(xié)議的改進(jìn),當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)之后,并不是像Flooding協(xié)議那樣,采用廣播形式將數(shù)據(jù)包發(fā)送給所有鄰居節(jié)點(diǎn),而是按照一定概率隨機(jī)地將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給鄰居節(jié)點(diǎn)中不同于發(fā)送節(jié)點(diǎn)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn),這個(gè)節(jié)點(diǎn)以相同的方式向其鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)直到數(shù)據(jù)到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)。由于該方法在每次進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),只向一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā),因此可以避免信息內(nèi)爆的現(xiàn)象,但其仍不能解決重疊現(xiàn)象和網(wǎng)絡(luò)資源利用不合理的問(wèn)題。
    Gossiping路由協(xié)議考慮了節(jié)點(diǎn)的能量消耗,因此在選擇下一跳時(shí)只選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),但在每次選取下一跳節(jié)點(diǎn)時(shí),并沒(méi)有采用路徑優(yōu)化相關(guān)算法,因此所選擇的路由往往不理想,這將導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的端到端延時(shí)增加或者生命周期在沒(méi)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)之前就結(jié)束。為了說(shuō)明這一現(xiàn)象,如圖3-3所示,假設(shè)任意兩節(jié)點(diǎn)間的端到端時(shí)延相同,節(jié)點(diǎn)間聯(lián)機(jī)表示兩節(jié)點(diǎn)間可通信。我佃知道,從源節(jié)點(diǎn)S到匯聚節(jié)點(diǎn)D時(shí)延最短的路徑一共要經(jīng)過(guò)6跳,黑實(shí)線標(biāo)出了其中的一條路徑。當(dāng)采用Gossiping協(xié)議時(shí),數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑可能如黑虛線所示,一共需要經(jīng)過(guò)11跳,這就必將增加了端到端的傳輸時(shí)延。若系統(tǒng)初始設(shè)置每個(gè)數(shù)據(jù)包的TTL=6,則資料包將在實(shí)心節(jié)點(diǎn)處被丟棄,對(duì)于例子中拓?fù)涠裕请S機(jī)選擇的一條路徑恰好是最短路徑,即6跳,否則數(shù)據(jù)包將永遠(yuǎn)到達(dá)不了匯聚節(jié)點(diǎn)D。

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