无线自组织网络的应用

无线网络技术及其应用无线自组织网络的应用

专业：

班级：

姓名：

学号：

成绩：

项目任务：

FSR协议应用

项目分析：

“鱼眼”技术最初由Klein rock 和Stevens 提出来，可用来减少表示图形图像的数据。鱼眼能清晰地捕捉焦点附近的像素，但清晰度随着离焦点的距离增大而降低。“鱼眼”技术在路由中用来维护精确的距离和路由质量信息，但也会随着距离变大而逐渐不精确。鱼眼范围是指在一定路由距离(即Hop Count)范围内的节点的集合，节点11为中心节点，黑色为其1跳的邻居，灰色为2跳的邻居，白色为3跳的邻居，鱼眼范围为3时则节点11可以“看到”全局网络的信息。

其使用鱼眼技术，在不同鱼眼域中的节点以不同频率（由节点距离决定）只向邻居节点广播链路更新信息，能大大减少链路状态更新信息，从而降低洪泛开销。通过节点之间相互交换链路状态消息，每个FSR路由器都能获知全网拓扑信息。根据这些最新的信息，FSR为每个目标节点计算最短路径。由于链路更新频率由距离决定，因此对于域内的节点路由都是精确的，而对于域外节点，离目标节点越远，路由精确度便越低，这是因为距离较近的更新较快，较远的更新较慢。但是，不会像按需路由那样需花时间去寻找路由，因此能维持较低时延。而且，随着离目标节点越来越近，路由信息越来越精确，正好弥补了路由的不精确性。移动网络中，逐渐精确的路由减小了节点移动对路由精确度的影响。链路崩溃时，FSR不会发出任何控制信息，而且也不包含在下一个更新信息中，而是简单删除邻居列表和拓扑结构表中信息，适合于拓扑高度变化的网络环境。目标序列号的使用不仅使得FSR能使用最新的链路状态信息去维护拓扑结构，而且

还避免了环形路由的形成，因此较适合高移动性无线网络。

项目实施：

FSR代码解释如下：

#仿真变量设置val变化

set val(chan) Channel/WirelessChannel ;# channel type

……

set val(stop) 101.0 ;# time of simulation end

# Threshold是界限的意思

#RTSThreshold 是规定了低频射频信号的包的大小，设置的越小，那么相同数据就需要越多的包来发送.

#引用了WirelessPhy类，设定信号传输的范围psy 物理层

#RXThresh_指的是receiving threshold (RTX)，它是由节点传输范围250m计算出来的

#CSThresh_指的是carrier-sense threshold (CTX)，它是由载波侦听范围550m计算出来的。

#CSThresh_与RXThresh_这两个值是功率的threshold值。通过在tcl脚本中设置它们的大小，

#就可以相应设置节点传输范围和载波侦听范围。计算出RXThresh_的值要用到threshold工具,

#在indep-utils/propagation目录下。

Phy/WirelessPhy set CPThresh_ 10.0 ;# Capture threshold (db)Ns2中802.11a/b/g参数设置

Phy/WirelessPhy set CSThresh_ 1.559e-11 ;# Carrier sense threshold(W)#550m

#200m 8.91754e-10

#300m 1.76149e-10

Phy/WirelessPhy set RXThresh_ 1.76149e-10;# Receive power threshold(W)

Phy/WirelessPhy set Rb_ 2*1e6 ;# Bandwidth #带宽

Phy/WirelessPhy set Pt_ 0.2818 ;# Transmission power (W)#传输功率

Phy/WirelessPhy set freq_ 914e6 ;# frequency

Phy/WirelessPhy set L_ 1.0 ;# system loss factor

# 单位增益，全向天线

# set up the antennas to be centered in the node and 1.5 meters above it天线设立在节点中心1.5米以上

#对节点位置进行设置，不能超过拓扑范围

Antenna/OmniAntenna set X_ 0

……

Antenna/OmniAntenna set Gr_ 1.0

#设置延时函数，带宽

LL set mindelay_ 50us

LL set delay_ 25us

LL set bandwidth_ 0 ;# not used

#ns实例化，设置记录文件

set ns [new Simulator]

#仿真拓扑设置

#设置拓扑范围和全局节点记录，来便于控制节点的位置和运动范围set topo [new Topography]

$topo load_flatgrid $val(x) $val(y)

create-god $val(nn)

#打开trace文件夹

#Open the NS trace file

set tracefile [open FSR.tr w]#跟踪文件

$ns trace-all $tracefile

……

set chan [new $val(chan)];#Create wireless channel

#配置节点实例化前对节点的参数进行配置.

$ns node-config -adhocRouting $val(rp) \#路由协议

-llType $val(ll) \ #逻辑链路层

-macType $val(mac) \#MAC类型

-ifqType $val(ifq) \#队列类型

-ifqLen $val(ifqlen) \#队列长度

-antType $val(ant) \天线类型

-propType $val(prop) \#无线信道传输模式

-phyType $val(netif) \#物理层类型

-channel $chan \#拓扑对象

-topoInstance $topo \ #关闭应用层对象的

-agentTrace ON \#关闭路由

-routerTrace ON \#启用

-macTrace ON \#关闭移动

-movementTrace ON

#建立14个节点，并设置每个节点的位置

set n0 [$ns node]

$n0 set X_ 597

$n0 set Y_ 500

$n0 set Z_ 0.0

$ns initial_node_pos $n0 40

……

$ns initial_node_pos $n13 40

#代理和数据流的设置

#设置了2条为TCP的数据流

#Setup a TCP connection

#创建一个TCP代理对象tcp0

#将tcp0绑定在节点7上，作为分组发送器

set tcp0 [new Agent/TCP]

$ns attach-agent $n7 $tcp0

#创建分组的接收代理对象sink1

set sink1 [new Agent/TCPSink]

$ns attach-agent $n13 $sink1

$ns connect $tcp0 $sink1

$tcp0 set packetSize_ 1500

#代理和数据流的设置

#设置了2条传输层为mUDP的数据流

#Setup a UDP connection

set udp2 [new Agent/UDP]

$ns attach-agent $n0 $udp2

#创建一个空代理对象null4

#将null4绑定在节点上，作为分组的接收器

#空代理将接收的分组不做任何处理直接丢弃，

#因此空代理作为UDP代理接收器是合适的，因为UDP协议是一种无连接的不可靠的协议，

set null4 [new Agent/Null]

$ns attach-agent $n9 $null4

$ns connect $udp2 $null4

$udp2 set packetSize_ 1500

……

$udp3 set packetSize_ 1500

#建立一个从FTP至TCP，且在时间为1.0秒开始，100.0秒停止

#Setup a FTP Application over TCP connection

set ftp0 [new Application/FTP]

$ftp0 attach-agent $tcp0

$ns at 1.0 "$ftp0 start"

$ns at 100.0 "$ftp0 stop"

#设置了应用层是CBR

#CBR：Constant Bitrate，固定码率，静态比特率的意思。

#CBR：是指编码器每秒钟的输出数据量(或解码器的输入码率)应该是固定值（常数）

#VBR：可变码率，Variable Bitrate

set cbr1 [new Application/Traffic/CBR]

$cbr1 attach-agent $udp2

……

$ns at 100.0 "$cbr1 stop"

#tcp0这个点从1毫秒开始到100毫秒结束

#Setup a CBR Application over UDP connection

set cbr2 [new Application/Traffic/CBR]

$cbr2 attach-agent $udp3

$cbr2 set packetSize_ 1000

……

$ns at 100.0 "$cbr2 stop"

结束设置

#Define a 'finish' procedure

proc finish {} {

……

exit 0

}

#告诉MobileNode模拟已结束

for {set i 0} {$i < $val(nn) } { incr i } {

$ns at $val(stop) "\$n$i reset"

}

#结束nam与模拟器

$ns at $val(stop) "$ns nam-end-wireless $val(stop)"

……

$ns run

项目结果：

项目总结：

（1）FSR 路由协议具有怎样的特点？

FSR 在功能上与链路状态路由相似，都在每个节点维护一个全局拓扑结构图，区别在于路由信息分发的方法。链路状态路由的更新消息要占用相当多带宽，如果更新周期小的话可能要占用更多带宽。为减少更新信息的数量而不严重影响路由的精确度，FSR 使用了鱼眼技术。拓扑结构表中距离最小的节点的记录，将被高频率地分发给邻居节点，而其他记录则用低频率分发出去，总之，通过对路由表中不同记录使用不同的交换周期，路由更新开销将大大减少。这种策

略对于较近的节点能及时更新信息，但对较远节点会带来较大的反应时间。不过，随着数据包距离目标节点越来越近，路由也越来越精确，这正好是对较远节点路由不精确的弥补。随着网络规模变大，为了保证低控制开销，可将网路划分为多个域，并使用不同更新频率来分发更新信息。

（2）FSR 路由协议存在哪些不足？如何解决？

1.信息接收

节点接收到链路状态更新信息后，首先检查邻居列表。如果发送者是一个新节点，那么将它插入到列表中，否则更新列表中发送者的时间戳。对于链路状态更新信息中的每条记录，应考虑以下几种情况：

(1)如果信息发送者是一个新的目标节点，便会产生一个新的拓扑记录，同时填充相应的信息。标志“Need To Send”为真；

(2)否则，用最新的拓扑信息更新拓扑表。如果接受的信息的序号比表中相应节点记录的序号大，那么用接受的信息代替表中的记录。标志“Need To Send”为真。

(3)对不满足上述两点的目标来说，如果接受信息的序号比本地记录的序号小，那么收到信息将被丢弃，节点拓扑表中的相应记录将在下一个更新周期内被送出。标志“Need To Send”为真。无论出现何种情形，一旦拓扑表有变化，路由表将被重新计算。

2.链路崩溃

MANET 中，链路崩溃经常发生。每个节点都用软状态方法去探测链路是否崩溃，即如果在时间间隔NEIGHBOR_TIMEOUT 之内，节点还未能从邻居那里接收到链路状态消息，那么就认为该链路崩溃。节点会从邻居列表中删除该邻居，同时也从拓扑表中删除其链路状态记录。FSR 不依赖MAC 的反馈，如果MAC 能在链路崩溃时提供反馈，FSR 将利用这些反馈去更新邻居表，同时提供更新的路由信息。