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无线Ad hoc网络下DSR协议及其实验床的改进及性能评价

作　者: 廖志
导　师: 舒炎泰
学　校: 天津大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: Ad hoc网络 动态源路由协议 实时多媒体业务 无线网关
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 147次
引　用: 3次
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内容摘要


在众多的无线Ad hoc网络路由协议中,由卡耐基梅隆大学提出的动态源路由(DSR,Dynamic Source Routing)协议非常具有代表性。但是,其路由维护过程控制开销过大、链路失效判断也不够准确,因此,它不能为其上层业务提供具有足够大带宽、较低延迟和较高可靠性的路由。为了能在Ad hoc网络中传输需要大带宽、低延迟的实时多媒体业务,我们针对原DSR协议的不足之处做了改进,提出了一种新的链路失效监测算法。新算法规定,链路的DSR前驱节点应按照一个动态变化的时间间隔主动向后继节点请求ACK分组;ACK分组的超时时间应随着ACK的RTT值的变化而动态改变。改进后的DSR协议为上层业务提供的可用带宽和对链路失效的判断的准确度都大大提高。另外,为了将Ad hoc网络接入其他网络或者Internet,我们对原DSR协议进行了扩展,为其引入了无线网关节点的概念,还为其增加了网关发现、网关失效处理等新过程。利用扩展后的DSR协议,Ad hoc网络能通过DSR的无线网关访问Internet,这一扩展大大提高了Ad hoc网络的应用价值。随后,我们在Linux环境下搭建了改进和扩展后的DSR协议的实验床,为了让该实验床能更好的为多媒体业务服务,我们为其增加了优先级队列,DSR控制包和UDP包在优先级队列中都享有较高的优先级。最终,我们利用该实验床和原DSR的实验床进行了大量对比性实验,实验的结果有力的证明了新协议在性能方面得到了显著的提升,更加适合实时多媒体业务的传输。我们还利用新协议的实验床在户外做了在Ad hoc网络内进行有声视频采集并通过DSR无线网关传输到外网的实验,该实验成功地展现了我们改进和扩展后的DSR协议对真实的实时多媒体业务的支持能力及其实际应用价值。

全文目录


第一章 绪论  8-13
  1.1 课题研究背景  8-10
    1.1.1 无线Ad hoc网络的发展及研究现状  8-9
    1.1.2 Ad hoc网络的Internet接入  9
    1.1.3 Ad hoc网络中的实时多媒体业务传输  9-10
  1.2 选题动机  10
  1.3 论文工作  10-11
  1.4 论文结构  11-13
第二章 AD HOC网络路由协议概述  13-20
  2.1 引言  13
  2.2 AD HOC 网络路由协议介绍  13-20
    2.2.1 Ad hoc 网络路由协议的设计要求  14-15
    2.2.2 Ad hoc 网络路由协议的分类  15-16
    2.2.3 四种典型Ad hoc网络路由协议特性比较  16-18
    2.2.4 研究现状  18-20
第三章 DSR协议及其在LINUX下的实验床  20-31
  3.1 DSR介绍  20-23
    3.1.1 DSR的路由发现过程  20-21
    3.1.2 DSR的路由维护过程  21-22
    3.1.3 DSR存在的问题  22-23
  3.2 DSR的实验床  23-31
    3.2.1 Linux系统的优势  23
    3.2.2 系统硬件和软件支持  23-24
    3.2.3 Netfilter基础和概念  24-26
      3.2.3.1 Netfilter在IPv4 中的结构  25-26
    3.2.4 DSR的实验床  26-31
      3.2.4.1 DSR在网络协议栈中的位置  26-27
      3.2.4.2 DSR分组结构  27-28
      3.2.4.3 DSR选项结构  28
      3.2.4.4 DSR数据结构  28-29
      3.2.4.5 程序流程  29-31
第四章 DSR协议的INTERNET接入扩展  31-40
  4.1 问题的提出  31
  4.2 INTERNET无线接入技术分类  31-33
  4.3 DSR协议的INTERNET接入扩展  33-35
    4.3.1 DSR无线网关的概念及分类  33-34
    4.3.2 对DSR路由发现过程的扩展——网关发现过程  34-35
    4.3.3 对DSR路由维护的扩展——网关失效处理过程  35
  4.4 DSR实验床INTERNET接入的具体实现  35-40
    4.4.1 无线网关节点  35-36
      4.4.1.1 DSR节点分类  35-36
      4.4.1.2 无线网关节点的内部结构  36
    4.4.2 新增加的Netfilter钩子  36-37
    4.4.3 网关选择算法  37-38
    4.4.4 DSR的选项及数据结构的改变  38-40
      4.4.4.1 对DSR头部的扩充  38-39
      4.4.4.2 GWREQ/GWREP/GWERR分组  39
      4.4.4.3 网关列表  39-40
第五章 针对实时多媒体业务传输的DSR协议改进  40-51
  5.1 引言  40
  5.2 DSR路由维护机制的改进  40-47
    5.2.1 取消DSR的重传机制  40-41
    5.2.2 链路失效误判问题  41-42
    5.2.3 路由维护开销问题  42-43
    5.2.4 改进后的路由维护过程  43-47
      5.2.4.1 新的链路监测算法  43-45
      5.2.4.2 对新算法的几点说明  45-47
  5.3 DSR实验床的优先级调度的改进  47-51
    5.3.1 实验床的新架构简介  47-48
    5.3.2 内核模块部分  48-49
    5.3.3 优先级队列部分及调度策略  49
    5.3.4 DSR协议进程部分  49-50
    5.3.5 包限速器  50-51
第六章 改进后的DSR协议的性能评价  51-71
  6.1 实验综述  51-52
  6.2 关于多媒体业务传输的实验  52-64
    6.2.1 链路监测的准确性  52-55
    6.2.2 路径最大有效带宽对比  55-60
    6.2.3 模拟多媒体业务下的综合性能对比分析  60-64
  6.3 DSR无线网关的性能  64-66
    6.3.1 WiFi接入型DSRWG的性能  64-65
    6.3.2 GPRS接入型DSRWG的性能  65-66
  6.4 真实场景下的综合应用实验  66-71
第七章 结论与展望  71-74
  7.1 论文总结  71-72
  7.2 存在的问题  72-73
  7.3 研究展望  73-74
参考文献  74-77
发表论文及科研情况说明  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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