摘 要： 根據無線Mesh網絡的結構特點，對現有的路由協議進行了分析，并針對其中一種典型的路由協議AODV延時過大的缺點進行了優化，即I-AODV。其在AODV中引入表驅動的機制，增加維護的鄰居節點數目，獲得更多節點的路由信息，在路由建立時達到降低網絡延時的目的。最后通過仿真軟件NS-2進行了模擬測試，測試結果表明，I-AODV的網絡延時等網絡性能明顯得到了改善。
關鍵詞： 無線Mesh網絡；路由協議；AODV；I-AODV；網絡延時
無線Mesh網WMN（Wireless Mesh Networks）也稱無線網狀網或無線網格網，是一種新型的無線“多跳”寬帶網絡，一種高容量、高速率的分布式網絡。WMN是由移動Ad hoc網絡發展演變而來，并結合了WLAN（Wireless Local Area Networks）的一些關鍵技術，但更類似于移動Ad hoc網絡的結構和性能。
1 WMN路由協議設計
由于WMN的結構與移動Ad hoc網絡和WLAN都有所不同，因此必須設計適合WMN的路由協議。WMN從本質上來說是屬于移動Ad hoc網絡，而無線“多跳”網絡所共同面對的一個關鍵問題就是如何選擇合適的路由。因此，其路由協議設計原則上可以沿用移動Ad hoc網絡的路由協議，但需要考慮其自身的特點。
WMN的網絡結構如圖1所示。從圖1可以看出，Mesh骨干網和終端用戶網具有各自的特點。WMN的骨干網路由器（MR）移動性非常低，并且不受能耗限制，而終端用戶則由電池供電，需要節能效率高的路由協議。又由于終端節點的計算、通信和存儲能力有限，因此要求WMN路由協議簡單、高效、穩定，并能較好地適應網絡拓撲的動態變化。
2 WMN網絡路由協議
參照移動Ad hoc網絡路由協議的設計，WMN網絡路由協議可以大致分為表驅動路由協議、按需路由協議和分級路由協議。表驅動式路由協議主要包括DSDV、WRP和GSR等；按需路由協議主要包括DSR、AODV和TORA等；分級路由協議主要包括ZRP、ZHLS和DST等，如圖2所示。
3.5 仿真結果及分析
本文在相同的仿真環境里對AODV、I-AODV路由協議進行仿真和比較其路由協議性能，分別采用建立時間、路由開銷、端到端平均延遲和平均跳數4個性能指標來對仿真結果進行分析，仿真結果如圖7所示。
分析實驗數據可以得出：
?。?）從路由建立時間來看，I-AODV比AODV要小，這主要是由于I-AODV協議中每個節點存放了相鄰2跳節點的信息，節省了一部分路由建立時間。
?。?）從路由開銷來看，I-AODV的路由開銷和AODV相比并沒有提高，反而還略有下降，這主要是由于增加了hello包攜帶的信息和增加了每個節點維護的鄰節點數目所導致的。本文只是增加了一跳范圍內節點，如果再增加一跳或兩跳，那么因此而增加的路由開銷將是非常可觀。
?。?）從端到端平均延時來看，I-AODV比AODV要略為小些，路由建立時間短，平均延時也必將隨著減小，這也是由于每個節點增加了維護的鄰節點數量的原因。
?。?）以跳數來看，I-AODV路由建立的平均跳數也比原AODV要小。跳數越小，網絡性能越好，特別是在目的節點距離比較近的情況下，就能直接找到路由，而不需要通過廣播路由報文來尋找和建立路由。
從上面的分析可以得出結論：在相同的環境下，對AODV進行了優化后，I-AODV明顯地提高了網絡性能，其減少了路由建立時間、端到端的延時和平均跳數，而且路由開銷并沒有顯著增加。因此，I-AODV更能適應WMN網絡。
WMN由于具有高可靠性、可擴展性以及良好的建設成本，已經引起了越來越多的重視和發展，而路由技術作為WMN的關鍵技術之一，有著非常廣泛的研究和實用價值。本文詳細介紹了基于WMN的AODV路由協議，并進行適當的優化，提出了I-AODV路由協議，即在AODV中引入分層的思想，對Hello報文進行改進，增加了維護的鄰節點（2跳）數目，并分析了I-AODV在理論上的可行性。最后，利用NS-2仿真軟件進行模擬實驗，實驗結果證明了改進后的路由協議I-AODV在網絡綜合性能上比原AODV具有明顯改善。
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