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路由协议范文1
【关键词】路由协议;RIP协议;OSPF协议;BGP协议;威胁
路由协议就是在路由指导IP数据包发送过程中事先约定好的规定和标准。由于路由设备的基本功能是通过寻址与转发实现网络的互联互通，因此路由设备成为现代通信网络的基础设施。随着移动通信网络、固定网络以及因特网的发展，网络的主要应用基于网际协议（Internet Protocol，IP）化的趋势更加明显，从而使路由设备的地位和作用越发重要。
1.路由协议概述
1.1 RIP协议概述
RIP（Routing information Protocol，路由信息协议）是应用较早、使用较普遍的内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），适用于小型同类网络的一个自治系统（AS）内的路由信息的传递。RIP协议是基于距离矢量算法（Distance Vector Algorithms，DVA）。它使用“跳数”，即metric来衡量到达目标地址的路由距离。
RIP协议的工作过程，路由器启动后，路由表中只有那些与其直接连接的网络地址。在每个路由器启动后，路由器以广播的形式向相邻的路由器发送自己完整的路由表。收到报文的路由器依据该信息来更新自己的路由表。最终所有的路由器都会有一份完整的路由表，得知整个网络的状态，达到汇聚状态。如图1中，R2的路由表开始只有与它直连的网络2和网络3的路由信息。接着它收到R1和R3发给它的路由表，它根据收到路由表中的路由信息，将自己路由表中没有的路由信息添加进来，并将原有的距离加1。当R2把它从R1，R3获得的路由信息汇聚起来发给R1，R3后，R1，R3也将自己的路由表更新，这时，就达到了汇聚状态。
在达到汇聚状态后，路由器每隔30秒向与他相连的网络广播自己的路由表，如果180秒（6个更新周期）一个路由项没有得到确认，则该路径失效。若经过240（8个更新周期）秒路由项仍没有得到确认，它就被从路由表中删除。30，180，240秒的延时都是由计数器控制的，它们分别是：更新计时器（Update Timer）， 无效计时器（Invalid Timer）和刷新计时器（Flush Timer）。
路由器在收到某一邻居路由器的路由信息后，对本路由表中没有的项目，增加该路由项。前提条件是，该路由项的度量值少于16，即可达，因为这是新的目的网络;对本路由表中已有的路由项，当下一跳的地址不同时，只在度量值减少的情况下更新该路由项的度量值，若下一跳的地址不同，但度量值相等，即代价一样，那此时保留旧表;若下一跳的地址相同，只要度量值有改变就更新该路由项的度量值，因为这里路由项的度量值，要以最新的消息为准。
1.2 OSPF协议概述
OSPF（Open Shortest Path First，最短路径优先）也是一个内部网关协议，用于在单一自治系统内决策路由。与RIP相对，OSPF是链路状态路由协议，而RIP是距离向量路由协议。目前，OSPF协议是自治系统内主要采用的路由协议。
OSPF协议不仅能计算两个网络结点之间的最短路径，而且能计算通信费用。可根据网络用户的要求来平衡费用和性能，以选择相应的路由。在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，这样做减少了OSPF路由实现的工作量。OSPF属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定化。每个路由器都维护一个相同的、完整的全网链路状态数据库。这个数据库很庞大，寻径时， 该路由器以自己为根，构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。路由器彼此交换，并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，并独立计算路由。
OSPF协议路由的计算过程为：每台OSPF路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态通告LSA，并通过更新报文将LSA发送给网络中的其他OSPF路由器;每台OSPF路由器都会收集其他路由器发来的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库LSDB，LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述，LSDB是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述;OSPF路由器将LSDB转换成一张带权的有向图，这张图便是对整个网络拓扑结构的真实反应，各个路由器得到的有向图是完全一样的;每台路由器根据有向图，使用SPF（最短路径优先）算法计算出一棵以自己为根的最短路径树，这棵树给出了到自治系统各个节点的路由。
1.3 BGP协议概述
BGP（Border Gateway Protocol）是一种自治系统间的动态路由协议，它的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由信息，通过交换带有自治系统号序列属性的路径可达信息，来构造自治区域的拓扑图，从而消除路由环路并实施用户配置的路由策略。与OSPF和RIP等在自治区域内部运行的协议对应，BGP是一种EGP（Exterior Gateway Protocol）协议，而OSPF、RIP、ISIS等为IGP（Interior Gateway Protocol）协议。BGP协议经常用于ISP之间。
BGP协议从1989年以来就已经开始使用。它最早的三个版本分别是RFC1105（BGP-1）、RFC1163（BGP-2）和RFC1267（BGP-3），当前使用的是RFC4271（BGP- 4）。 随着INTERNET的飞速发展，路由表的体积也迅速增加，自治区域间路由信息的交换量越来越大，影响了网络的性能。BGP支持无类别域间选路CIDR（Classless Inter Domain Routing），可以有效的减少日益增大的路由表。BGP-4正迅速成为事实上的Internet边界路由协议标准。
BGP协议具有以下特性：
①BGP路由协议的着眼点在于控制路由的传播和选择最好的路由，而OSPF、RIP、IGP协议的着眼点在于发现和计算路由。
②通过携带AS路径信息以及BGP的路由通告原则，可以解决自治系统之间与内部的路由环路问题。
③BGP为路由信息附带丰富的路由属性，路由策略利用这些属性，可以灵活的控制选路。
④BGP-4支持无类别域间选路CIDR（Classless Inter Domain Routing），也称为supernetting（超网），这是对BGP-3的一个重要改进。
⑤与OSPF，RIP等IGP协议相比，BGP的拓扑图要更抽象一些。在BGP中，拓扑图的端点是一个AS区域，边是AS之间的链路。
⑥使用TCP作为其承载协议，端口号是179，提高了协议的可靠性。
⑦路由更新时，BGP只发送增量路由（增加、修改、删除的路由信息），大大减少了BGP传播路由时所占用的带宽，适用于在Internet上传播大量的路由信息。
简述BGP协议路由信息的传送过程。P代表所要宣告的网络地址前缀，A，B，C，D，E，F分别代表路由器所在的自治系统号。开始时，自治系统A中的边界路由器向自治系统B和C发送路由宣告，“从自治系统A可以到达网络P”。自治系统B和C中的边界路由器收到后，将自己的自治系统号加到AS-PATH路径中，再向他的其它EBGP邻居发送。当自治系统D收到了来自自治系统B和C的到达同一网络P的路由信息，此时虽然两个自治系统到达P的AS-PATH路径长度相同，自治D可以根据所配置的路由策略来决定选择哪一条路径。最终自治系统D选择了来自自治系统C的路径。
2.路由协议威胁分析
路由协议受到的威胁和攻击，可能伤害个人用户甚至整个运营网络。下面主要介绍了对路由协议产生影响的威胁行为。
影响路由协议的威胁行为：
下面列出了对路由协议产生影响的公认威胁行为[7]，这些威胁行为并不是针对某个特定的路由协议，而是存在目前所使用的大多数路由协议中。
（1）蓄意暴露信息
该威胁行为是指，攻击者控制了路由器，故意将路由信息给其它实体，而该实体本不会接收到这些暴露的信息。
该威胁行为是从设备的安全漏洞入手，跟路由协议本身的关系不大。但如果攻击者将路由信息发送给另外一个攻击者，该攻击者可以修改报文内容，这会对网络带来很大的影响。
（2）嗅探
所谓嗅探，就是攻击者监听和记录授权路由器之间的路由交换，以获得路由信息。
该威胁行为单独存在的时候并不会对网络造成危害，仅仅是获得路由信息，而路由信息本身并不存在机密性的内容。但该项威胁行为暴露出路由协议的一个脆弱性，即路由协议没有对路由信息加密保护的安全机制。
（3）欺骗
这里的欺骗是指一个非法设备假装一个合法身份。欺骗本身也不是一个真正的攻击，当它执行其它威胁行为时，才会导致威胁后果。例如，如果一个攻击者成功地伪造了一个路由器的身份，这个攻击者就会发送虚假的路由信息，可能会导致网络的崩溃。
对于路由协议的很多攻击都利用了该威胁行为，该威胁行为暴露了路由协议一个很大的脆弱性，即缺乏身份认证机制。
（4）不正当宣称
该威胁行为是指，当一个拜占庭路由器（合法的路由器做了错误的事）或者一个未授权的路由器宣告它控制了一些网络资源，而实际上它并没有，或者它所宣告的路由信息并没有被授权。
（5）虚假陈述
该威胁行为是指攻击者以错误的方式修改了路由信息。上一个威胁行为是由路由信息的源端产生的，该威胁行为主要是由路由信息的转发端产生的。例如，在RIP协议中，攻击者可能将路径长度从一跳增加到两跳。在BGP协议中，攻击者可能从AS-PATH中删除一些AS号。
攻击者可以通过删除，插入和替换来实现该威胁;也可以通过重放过期数据假装最新数据来实现。攻击者可以是网络外未授权的路由器，也可以是拜占庭路由器。
该威胁行为暴露了路由协议具有以下脆弱性。
①路由协议没有内在机制保证对等体之间通讯的消息的完整性和对等实体的真实性。
②路由协议中没有安全机制来保证路由器宣告的路由信息的真实性。
③路由协议中没有安全机制来抵挡重放攻击。
该威胁行为几乎暴露了路由协议存在的所有脆弱性，而正是由于该威胁行为的存在，对网络的稳定带来了极大地隐患。
（6）拒绝服务攻击
该威胁行为是指通过一些攻击手段使得路由器不能提供正常的服务，从而可能使整个网络中断服务。实现该威胁行为的方式有很多，如路由黑洞导致某条IP地址前缀不可达，或对某条路由的路径属性篡改会导致报文延迟或拒绝服务等，某个远程攻击者使用错误或伪造的路由消息关闭一个连接也被认为是拒绝服务攻击。而且对于承载路由协议的传输链路的攻击，也可能会导致路由器受到拒绝服务攻击。例如，BGP协议使用TCP作为其传输层协议，TCP RST攻击能重置两个对等体之间的连接;TCP容易受到SYN泛洪攻击，会使得初始化三次握手不结束，BGP协议也就无法建立连接。
显然，该威胁行为暴露了路由协议没有防止拒绝服务攻击的安全机制。而拒绝服务攻击是目前因特网上常采用的攻击手段，因为该攻击较简单，实现难度低，但带来的危害却是巨大的。网络中出现的很多安全事件，都是由该攻击造成的。因此，有效地防止拒绝服务攻击，是作为因特网基础设施的路由器所应该具有的安全机制。
3.结论
RIP（路由信息协议）是路由器生产商之间使用的第一个开放标准，是最广泛的路由协议，在所有IP路由平台上都可以得到。
路由协议范文2
关键词WMN；Adhoc；路由协议；TBR
1引言
如今，无线通信技术正以前所未有的速度发展着，并日益广泛地融入到人们的生活之中。蜂窝移动通信网技术比较成熟，网络覆盖能力强，然而它在数据业务支持方面明显不足。无线局域网在近年来得到了较快的发展，成为无线接入的有效手段，但是它的覆盖范围又很有限。下一代无线通信网络究竟该朝哪个方向发展？虽然还没有定论，但能同时提供大覆盖范围、高数据速率和移动性支持则是共识。近年来，无线网状网络（WirelessMeshNetwork，WMN）以其特有的优势引起了人们的广泛关注，并可能成为下一代无线网络和因特网的重要组成部分。
2WMN概述
WMN是一种从移动Adhoc网络中发展起来的新型网络技术，因此也是一种动态自组织、自配置的多跳宽带无线网络。与Adhoc网络不同，WMN可以通过位置相对固定的无线路由器，将多种网络技术进行互联，并提供高速的骨干网。该结构已经被纳入到802.16e，802.11s等标准中。WMN作为未来无线城域核心网最理想的方式之一，具有可能挑战3G技术的能力，是构建B3G/4G的潜在技术之一。
WMN由客户节点、路由器节点和网关节点组成。客户节点也可以分为普通WLAN客户节点和具有路由与信息转发功能的客户节点两类。与传统的无线路由器相比，WMN路由器在很多地方均作了增强，除了提升多跳环境下的路由功能外，对MAC协议、多无线接口等技术也有所改进。网关节点具有到Internet有线宽带的连接，WMN通过其网关节点接入Internet。WMN接入网的结构图如图1所示。
图1WMN接入网结构图
按照结构层次，WMN的网络结构可以分为平面网络结构、多级网络结构和混合网络结构。其中，平面网络结构中所有节点均为对等结构，适用于节点数少又不连入核心网的场合；多级网络结构可以分为上下层两个部分，上层为MESH结构的路由器网关网络，下层为普通WLAN客户节点，它们只能通过接入上层的网络才能实现相互间的通信；混合网络结构即以上两种结构的混合，网络也分为上下两层，但其下层是具有路由与信息转发功能的客户节点。
3Internet路由协议与Adhoc网络路由协议
路由是WMN中的一项关键技术，本文主要针对无线网状网络的路由协议进行研究。
3.1路由技术的概念
路由技术是计算机和通信技术相结合的产物，它随着网络的迅速发展而发展。简而言之，路由技术是指采用一种或多种策略，为数据分组从源地址到目的地址的转发选择一条或几条理想的路径。它是通过在路由设备（如路由器等）上运行路由协议来实现的。路由器间可进行相互通信，从而在每个路由器都建立一张路由表，用于存放网络中的路由转发信息。通过查找路由表中相应表项（下一跳地址等）来转发数据分组。
3.2Internet路由协议
Internet路由协议根据其设计理念，主要分为为两大类：距离向量路由协议和链路状态路协议。
距离向量路由协议（如RIP）主要优点是简单且有效率，但是，这种方法存在收敛慢、易出现路由环路等问题。链路状态路由协议（如OSPF）的特点是，所有路由器均保存全网络拓扑信息并做周期更新，并且任何一个环节的改变引发即时更新。相对于传统的距离向量路由协议，链路状态路由协议有全网拓扑信息，因此可以防止出现路由环路且收敛速度较快。然而，这种协议通过全网广播来传递最新信息，因此，尤其是在高移动性（或严重无线电干扰）造成链路状态改变的时候，此类协议会耗费大量的网络资源并产生过多的控制开销，而使其变得不可行。
传统的Internet路由协议（如OSPF，RIP）是专为有线网络设计的。它们不能够很好处理无线网状网环境中常见的拓扑结构和链接质量的快速变化。因此，在无线网络中不能直接使用传统的Internet路由协议，而要使用为无线网络专门设计的路由协议。
3.3Adhoc网络路由协议
Adhoc网络是一种没有有线基础设施支持的无线移动网络，网络中的节点均由移动主机构成，移动主机之间可以直接通信，移动主机既是主机又是路由器，通过移动主机自由的组网实现通信。
如图2所示，根据发现路由的驱动模式不同，Adhoc网络的路由协议一般分为以下两种：一种称为表驱动（brDriven）路由，或者预先式（Proactive）路由，如DSDV（DynamicDestination-SequencedDistanceVector）是一种典型的表驱动路
由协议，基于Bellman-Ford算法；另一种称为按需（OnDemand）路由，或者反应式（Reactive）路由，如DSR（DynamicSourceRouting）是一种典型的按需路由协议。此外，还有一种混合式路由协议——ZRP（ZoneRoutingProtocol）[1]。
图2AdHoc路由协议按驱动方式的分类
表驱动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。其优点是发送报文时可立即得到正确的路由信息，然而表驱动路由需要大量的控制报文，开销太大，不具有良好的扩展性。而按需路由协议则有所不同，其节点仅当需要时才查找相应路由，节省了路由维护的开销，但在进行数据传输时需要寻找路由，造成不可预测的路由延迟，因而不适应对时延敏感性应用[2]。从上述的分析中可以看出，无论是表驱动路由还是按需路由，对规模较大的自组织网络的支持都不是很好，而混合式又过于复杂而不适合实际应用。
4WMN路由协议
4.1WMN与Adhoc的比较
虽然在WMN的路由设计时可以参考一些现有的用于adhoc网络的路由协议。但事实上WMN与移动Adhoc网络（MANET）还是有较大区别的。主要体现在：
（1）MANET的网络拓扑注重的是移动，而WMN的移动性低，网络拓扑总体呈现静态或弱移动。
（2）MANET的节点能量有限，功率节省是其路由设计的一个重要方面，而WMN关注的是高吞吐量的路由协议，侧重无线宽带大容量传输。
（3）MANET的业务侧重于网内通信，而WMN的业务侧重于网间通信，主要用于因特网或宽带多媒体接入。
（4）此外，MANET的节点类型单一，即兼具路由与主机功能、地位平等的客户端节点，而WMN的节点类型一般有三种。
正是由于WMN和Adhoc网络两者之间的差别决定了为AdHoc网络设计的路由协议可能不适合WMN，因此，我们必须充分考虑WMN的特点，设计最适合WMN的路由协议，以提高WMN的性能。
4.2WMN路由协议的设计因素
根据无线多跳网络的路由设计思想结合WMN自身的特点，在设计WMN路由时要考虑下面若干因素：
（1）多路由判据：许多以最小跳数作为路由判据的路由协议往往不是最优的。为了解决因为路径质量差而影响网络吞吐量等性能的问题，要求WMN采用新的由多种路由判据结合，且能正确反映出链路质量对各指标的影响的路
由。参考文献[3]中对几种典型的路由判据进行了比较研究。链路质量源路由（LQSR）[3]根据链路质量来选择路由，它有三个路由判据，分别为期望传输次数（ETX），每跳的往返时间（per-hopRTT），每跳数据对（per-hopPacket-Pair）。文中将这三个路由判据与使用最小跳数（HOP，HopCount）作为判据进行比较。对于WMN中的固定节点，ETX可以获得最好的性能，而最小跳数方法在节点移动时获得的性能最佳。这也说明在参考文献[3]中所使用的路由判据在WMN中加入移动节点时的性能还不够完善。
（2）可扩展性：随着网络规模的增大，利用广播机制进行路由查找的方法会消耗很多网络资源。同时，由于大规模网络建立路径时将花费很长时间，使端到端的延时变大，一旦路径建立起来，由于路径发生变化又需要消耗很大的网络资源进行路由重建。此外，由于分级路由比较复杂并且不易于管理，而基于地理位置信息的路由取决于GPS或类似的定位设备，这些都增加了WMN的成本与复杂性。[4]这就要求新的可扩展的路由协议。
（3）负载均衡能力：在WMN中，所有节点通过路由协议共享网络资源。因此，WMN路由协议必须满足负载均衡的这一要求。如当网络中某些节点发生拥塞，并成为整个网络的瓶颈节点时，新的业务流应能“绕过”该节点。
（4）路由容错能力：在WMN中，路由发生错误时，需要尽快完成路由重建，以避免服务中断。在WMN中，由于MR移动性小，路由错误往往是由数据冲突造成的，并非实际链路断裂造成，这就要求WMN的路由协议必须具有较强的容错能力。
4.3WMN路由协议方案
目前出现的一些WMN路由协议的方案主要有以下几种类型：
（1）跨层路由：以往的研究都集中在网络层上，然而对于WMN，因为网络的时变特性，路由性能并不理想，所以可以从MAC层中提取一些状态参数信息作为路由判据。此外，还可以综合考虑合并MAC层与路由层之间的一些功能。文献[2]提出基于跨层设计的思想，提出从底层采集路
由判据的方法来进行路由选择，考虑了MAC层冲突、包成功传输率与数据成功传输率等参数。在路由协议中，根据这些判据可以选择具有较少发生冲突、数据包传输可靠和高数据传输率的路径进行数据传输。研究表明，跨层设计可以使路由协议收集到底层的实际数据传输情况，从而做出正确的路径选择，这对网络性能的提高具有很大的意义。[4]
（2）多路径路由：在源节点与目的节点间有多条路径可供选择，使用多路径路由的主要目的是为了达到更好的负载均衡能力和更高的容错能力。当一条链路因为链路质量下降或移动而断开时，另一条可用路径将会被选用。而不像传统路由，等待重新建立一条新的路径，从而使端到端的时延、吞吐量、容错能力等都有所增强。多路径路由是目前的一个研究热点，文献[5]中提到基于DSR的多径源路由协议（MSR，Multi-pathSourceRouting）。然而多路径路由的缺点是比较复杂，尤其对于仅依靠表驱动的路由协议。采用多径技术后数据包到达顺序可能得不到保证。此时，上层协议是否需要修改还有待研究。
（3）分级路由：在文献[6]中提到分级路由，它要求有一定的自组织配置把网络节点进行分簇。每个分簇有一个或多个簇头。通过使用分级技术，在簇内和簇间使用不同的路由协议，分别发挥各种路由的优点，从而实现大规模的WMN路由。若所有的数据业务都通过簇头转发，那么簇头将成为整个网络的瓶颈。若数据业务不通过簇头转发，该路由协议的设计将变得更加复杂。
（4）基于地理位置信息的路由：与基于拓扑结构的路由机制的相比，基于地理位置路由机制只根据邻近的或目的的节点的位置信息转发数据包，见文献[7]。因此，比起其它路由协议，拓扑结构的变化对按地理位置信息路由的影响较小。但是基于地理位置信息的路由需要依靠GPS或类似的定位设备，从而增加了成本与复杂性，并且获得目的节点的位置信息还要给网络带来很大的开销。
4.4TBR协议及其改进协议
下面本文将详细介绍分析一种实用的适用于无线网状接入网的路由协议——TBR（Tree-BaseRouting）协议及其改进协议。
1）TBR协议
TBR协议是一种表驱动路由协议，适合弱移动性的无线网状网络。
在TBR协议中首先要确定网络的根节点，可以是一个也可以多个，本文中只考虑仅有一个根节点的情况。当确定好根节点后，就可以使用TBR协议确定网络的拓扑树了。根节点周期性广播出RANN（RootAnnouncement）消息，用累加的序列号来区别每个RANN。每个收到RANN的节点将发出这些RANN消息的源节点地址缓存，作为其潜在父节点，然后再把RANN用更新的累加参数广播出去。在经过一个预定周期收到所有可能的父节点发来的RANN消息后，该节点选择一个到根节点有最佳参数的潜在父节点作为父节点，并更新自己的路由表。这样，该节点就可以获得到根节点的确定路径，然后该节点发出RREP消息到根节点进行注册。每一个中间节点都收到这个RREP消息，然后向其选定的上一级节点转发，并且更新前一个发出RREP的节点为其下一跳子节点。
按这种方式，根节点就可以知道所有的参与节点并且建立了一个拓扑树，可到达任一个节点。如果一个节点在规定的时间内没有收到RANN消息，就不参与这个树的建立过程，直到收到有效的RANN。由于网络的拓扑是动态变化的，根节点需要周期性地发送RANN来维护拓扑。TBR协议可以通过经常性地广播路由信息来提高稳定性及降低延迟，但它的开销较高、可扩展性较差。
如果子节点丢失，父节点会产生路由错误信息并转发至根节点。相反，如果父节点丢失，则子节点会查看它的路由缓存表并选择一个新的父节点（如果有），然后单播一个经过此父节点到根节点的RREP消息。
对于TBR协议中网内节点间的通信的情况，当源节点要发送消息给目的节点时，源节点如果没有直接到达目的节点的路径，就会发送消息到根节点，再由根节点发给目的节点。这样做的缺点是：网内的节点经常发送数据流经过根节点，使根节点容易拥塞，导致网络性能下降与能量资源浪费。
2）TBR的改进协议
文献[8]提出了一种TBR的改进协议，其核心理念是创新的采用一种根驱动路由协议来解决网内通信问题。
此协议首先要求根节点在全网范围提供最佳路由。要求根节点不仅要建立拓扑树，而且还要建立全网网络拓扑。要做到这一点，可以在收到RANN消息后，每个节点在返回的RREP消息中捎带自身邻节点信息，包括所有相邻节点的地址及相应通信开销参数，该参数可以是跳数或其它开销。
其次，文中采用了两个额外的消息：RouteSet（RSET）和RouteNotification（RNTF）。当源节点要发送数据给目的节点时，根节点可以推荐一个最佳参数路由，由根节点单播发送RSET消息，把路由信息告诉目的节点。然后，收到RSET的目的节点再单播发送RNTF消息来通知中间节点。
对于网内路由的优化，文献[8]中采用的方法是：节点只在第一次拓扑图建立时才在发送的RREP消息中捎带上邻节点信息。拓扑图的计算，采用Dijkstra算法。根节点在收到全部的信息后，进行一次最佳路由计算。而后只有节点的链路状况发生改变时，才在此节点用RREP消息捎带上更新的邻节点信息给根节点，根节点再算出新的最佳路由，从而减少了开销和Dijkstra算法的计算次数。
文中提出将这种根驱动的路由协议用于WMN网内通信，而网间通信采用原来的TBR协议，可以在MeshWLAN中达到较好的性能。
当然这种基于根驱动的路由协议，也有其不足之处。文献[8]中仅考虑单个根节点的情况，而采用多个根节点可以将计算分布到各个根节点，并且这样有利于增强网络的扩展性，单个根节点的失效不会引发全网瘫痪，所以采用多个根节点才是符合实际应用的最佳选择。
5结语
WMN作为一种新型的宽带无线网络具有许多独特的优点，在家庭、企业和公共场所等诸多领域都有广阔的应用前景。WMN的路由协议作为其关键技术，具有重要的理论意义和实际意义。本文在简要地概括了有线网络和AdHoc网络路由协议的基础上，根据WMN网络特点，介绍了几种WMN的路由协议。应当指出，这方面的工作还有许多值得探索的课题，如考虑安全性能及Qos保障的路由协议。
参考文献
[1]Z.J.Hass,M.R.Pearlman.“TheZoneRoutingProtocol（ZRP）forAdHocNetworks”,InternetDraft,1997,Availablefrom.draft-ietf-manet-zone-zrp-00.txt
[2]LuigiIannone,etal.“Cross-LayerRoutinginWirelessMeshNetworks”,ComputerNetworks.March2005,445~487
[3]R.Draves,J.Padhye,andB.Zill.“ComparisonsofRoutingMetricsforStaticMulti-HopWirelessNetworks,”ACMAnnualConf.SpecialInterestGrouponDataCommunication（SIGCOMM）,Aug.2004,pp.133-44
[4]方旭明等.下一代无线因特网技术:无线Mesh网络.人民邮电出版社.2005年5月第1版.pp.108–110
[5]LeiWang,lianfangZhang,YantaiShuandMiaoDong.“MultipathSourceRoutinginWirelessAdhocNetwork”.2000CanadianConferenceonElectricalandComputerEngineering,Vol.1,pp.479-483
[6]E.M.Belding-Royer.“Multi-levelHierarchiesforScalableadhocRouting,”ACM/KluwerWirelessNetworks（WINET）,vol.9,no.5,Sept.2003,pp.461-78
路由协议范文3
关键词：无线传感器；协议；分层路由
在平面路由过程中，各个节点的作用都是一样的，都是由局部的反馈与操作而生成路由。此类协议的过程是由目的节点先发查询的命令道监测的区域，待所监测节点接收到相关命令之后，开始向目的节点派发相关的检测数据。平面路由的协议没那么复杂，可是缺乏资源的通信优化的管理，对网络变化不太敏感。而分层路由协议得整个网络一般都分成一些连续的区域，也就是簇，每个簇是由多个或者一个簇头内的成员所组成，高一级的网络是由低一级的网络簇头所构成，是由高层簇头和目的节点来进行基站的通讯。分层路由的扩展性比较好，比较适合大范围无线传感器的网络的环境。然而对全网的性能有较大影响的是簇首的节点能稳定与可靠运行，另外信息的处理以及采集同样会造成大量的簇首能量的消耗。
1 几种常见的分层路由的协议
1.1 LEACH协议
LEACH协议是最早的无线传感器的网络协议，主要是以分层技术以及分簇的结构为基础的，具有非常重要的作用，尤其在无线传感器网络路由协议当中，像APTEEN、PEGASIS以及TEEN等基于分簇的一些协议一般是由LEACH所发展的。结果表明，LEACH能将生命的周期延长15%，相对于一般平面的路由协议与静态的分层路由算法相比。
LEACH主要是按所分的轮来进行操作的，各轮都有两个运行的阶段组成，分别是簇稳定阶段与簇的建立阶段。一般稳定运行的阶段所持续的时间要比簇的建立的阶段要长许多，为了达到减少开销的目的。
在簇建立阶段,将所有节点划分为若干簇,每个簇随机选举一个簇头。随机性确保簇头与Sink点之间数据传输的高能耗成本均匀地分摊到所有传感器节点。具体产生机制是:每个传感节点生成0, 1之间的随机数,如果选定的值小于某一个阈值T,则选该节点为簇头。T计算方法如下:
T=
其中,p为节点中成为簇头的百分数(如0.05),r是当前的轮数。
在簇首节点被选取后，主要通过广播来通知全网络。其它的网络节点是由信号强度来判断所属的簇，并进一步通知相关的簇首节点，最终建立簇。而后会采用TDM算法来分歧数据传送的时间片尾每个簇中的节点。
稳定阶段是通过传感器的节点把所采集到得数据传送到相关的簇首节点。而后对所有簇中的节点所采集到得数据通过汇总后再进行传送最终传给汇聚点。随着稳定阶段时间的推迟，会进入新的簇的建立，并进入下一回的簇重构，如此反复循环。通过不同的CDMA代码对每个簇进行通信防止另外的簇内节点的干扰。
1.2 PEGASIS与分层PEGASIS
1.2.1 PEGASIS
PEGASIS协议改进的基础是LEACH，主要思想是把节点构造成一条链,每一个节点都通过其邻居节点进行数据的收发,并且在该链中只有一个节点与汇聚点或基站进行通信,从一个节点到另一个节点连续性的聚集、融合数据并传输到基站,该链式路径使用贪心算法构造。
1.2.2 分层PEGASIS
分层PEGASIS协议主要是为了减少数据包到汇聚点传送的延时，它是对PEGASIS的扩展。该协议使具有CDMA传输能力的节点构造成一个分层传输的节点树,在每一层选出上一层进行通信的节点,以实现数据的并行传输,并且减少延时。
1.3 TEEN和APTEEN
1.3.1 TEEN
TEEN协议的实现机制是响应型，LEACH的实现机制是主动型的传感器网络，它们非常的相似在实现机制上。TEEN在簇的建立过程中,随着簇首节点的选定,簇首除了通过TDMA方法实现数据的调度,还向簇内成员广播有关数据的硬阈值和软阈值两个参数。硬阈值是开始进行数据传输的最低限度,软阈值则规定被检测数据的变动范围。在簇的稳定阶段,节点通过传感器不断地感知其周围环境。当节点首次检测到数据到达硬阈值,便打开收发器进行数据传送,同时将该检测值存入节点内部变量SV中。节点再次进行数据传送时要满足两个条件:当前的检测值大于硬阈值；当前的检测值与SV的差异等于或大于软阈值。只要节点发送数据,变量SV便置为当前的的检测值。一旦新一回合的簇首已经确定,该簇首将重新设定和以上两个参数。
1.3.2 APTEEN
APETTN对TEEN协议扩展的体现有：
(1)随着簇首节点的确定,簇首向簇内所有成员广播以下参数:
①属性(A):用来表示用户期望获取信息的一组物理参数。
②阈值:该参数由硬阈值(HT)和软阈值(ST)构成。
③调度:采用TDMA调度方式,为簇内每个节点分配相应的时间片。
④计数时间(CT):表示有一个节点成功发送报告的最大时间周期。
(2)运行APTEEN协议的节点在发送数据时会采用与TEEN相同的数据发送机制。协议规定如果节点在计数时间CT内没有发送任何数据,便强迫节点检测和向汇聚点传送数据,以改变TEEN不能在周期数据传送系统中应用的不足。
(3)为了更好地实现协议在混合网络系统中的应用,APTEEN采用了修改后的TDMA调度方法。
(4)APTEEN可以支持三种不同的查询类型,包括分析过去数据的历史性查询、快速浏览网络的一次性查询和在一段时间内持续监控某一事件的连续查询。
2 路由协议的比较
无线传感器网络路由协议首先要解决的问题是搞好节能的策略。以数据为中心和支持数据融合是绝大多数WSN应用的基本要求,可扩展性和鲁棒性则是路由协议应满足的基本要求。在解决主要问题和满足基本要求的基础上,能很好地利用节点的位置信息提供安全性和QoS支持的路由协议将有很好的发展前景。
LEACH、PEGASIS、分层PEGASIS、TEEN、APTEEN均具有分层路由协议的特点,并且后四种都是在LEACH基础上改进而来的。仿真结果表明:LEACH协议的方法比直接传输的方法节省70%的能量,比最小传输能量路由协议节省能量40%~ 80%。PEGASIS比LEACH协议优秀100% ~300%,分层的PEGASIS比传统的PEGASIS协议高60%。TEEN和APTEEN在能量分布和网络生存时间指标上均优于LEACH协议。APTEEN的性能位于TEEN和LEACH的之间。
3 结 语
无线传感器网络的路由协议主要运用的技术有数据融合与数据命令以及节点的聚类，主要对能量的效率进行多方位以及多角度的开展。尽管在路由算法的研究方面取得了很多进展,但还有一些根本性的问题有待进一步研究,使网络具备更好的可伸缩性和更强的适应网络拓扑变化的能力。
参考文献：
[1]于海斌,曾 鹏.智能无线传感器网络系统[M].北京:科学出版社,2008.
[2]唐 勇,周明天,张 欣.无线传感器网络路由协议研究发展[J].软件学报,2007.
[3]江 贺,刘文杰,张宪超.无线传感器网络路由协议研究进展[J].小型微型计算机系统,2008.
路由协议范文4
【关键词】无线自组网 车载自组网 路由协议
1 车载自组网主要特点
车载自组网是极其特殊的移动自组织 网络 ，它同样存在一般无线自组网所固有的问题，如隐藏点问题、暴露点问题、信道捕获问题等。不过也带有自身独特的特性。
车载自组网的主要特点包括：由于节点高速移动性(速度大致在5}42m/s之间)，导致网络拓扑结构变化快，路径寿命短。
（1）无线信道质量不稳定，受多种因素影响，其中包括路边建筑、道路情况、车辆类型和车辆相对速度等。
（2）节点通过发动机可以提供源源不断的电力支持，车辆的承载空间也可以确保天线的尺寸和其他额外的通信设备，同时还具有强大的 计算 能力和存储能力等。
（3）节点移动具有一定的 规律 性，只能沿着车道单/双向移动，具有一维性。
道路的静态形状使得车辆移动是受限制的，车辆轨道一般可预测。
2 车载自组网路由研究
2.1传统无线自组网路由协议
到目前为至，根据自组网的特性研究人员已经提出了一些路由协议。这些移动自组网的路由协议，可以根据不同的分类原则，从多个角度加以分类：
(1)表驱动型路由(table driven),按需驱动型路由(on demand-driven)和混和型路由(hybrid)。
(2)平面型路由(flat)和层次型路由(hierarchical)。
(3)单路径型路由(single-path)和多路径型路由(multi-path)。
(4) gps辅助型路由(gps assisted)和非gps辅助(non-gfs assisted)型路由。
在以上这几种自组网路由协议分类中，表驱动型路由、按需驱动型路由和混和型路由的分类方式是目前使用的最为普遍的。
2.2车载自组网路由协议设计面临的问题
在车载自组网中，网络节点能量有限且一般没有能量补充，因此路由协议需要高效利用能量;同时由于wsns节点数目通常很大，节点只能获取局部的网络拓扑结构信息，路由协议还要能在局部网络信息的基础上选择合适的路径。
因此移动自组网路由协议，如aodv, dsr等，并不适合车载自组网，这主要是由于以下几个原因：
（1）频繁而可预测的拓扑变化。由于车载自组网络中车辆运动的绝对和相对速度快(在大多数道路情况下，车辆的运行速度超过801cm/h，甚至更高)，车载自组网的拓扑结构变法十分频繁。
（2）通信链路生命期短。观察和实验结果显示，即使假定车辆的信号范围是500米，通信链路的有效生命周期也仅平均为1分钟。并且，如果消息的传递需要多跳完成，有效传输时间将进一步被减小。
（3）频繁的网络分隔。由于车载自组网络的高速移动性，网络会被频繁地分割(或重新组合)成很多部分。一个车辆很有可能无法与离它不是很远的另一车辆通信。
（4）有限的冗余度。在车载自组网络中，系统的冗余能力，或者临时性地，或者功能性地受到了限制。
（5）丰富的资源。在车载自组网中，节点往往没有这些硬件资源的限制，而对协议其它方面的性能有更高的要求。
2.3分布式路由协议
根据数据传输的紧急程度不同，我们可以把适合vanets中的路由协议分为两类，一类是和安全相关的紧急应用中的消息分发机制，一类是非紧急应用的路由协议。消息分发传递的数据是突发的、少量的，通信时间短，而且通常没有固定的消息接收者，这类通信要求数据传递时延小、可靠性高。经典路由算法的路由建立需要较长的时间，不适合紧急消息分发。非紧急应用的路由协议往往用来在车辆间实现资源的共享，或者通过车载自组网向车辆提供internet接入服务。这种数据通信的持续时间较长，能够容忍一定的时延和数据丢失。
（1）dpp路由
dpp路由协议处理高速路车载自组网的消息传播。其主要思想是把高速路上的车辆划分为簇，每个簇都有一个簇头和一个簇尾，簇内节点的数据根据目的地的方向分别被传给簇头或簇尾。簇头和簇尾负责转发收到的数据给下一个相邻簇，并保存数据直到收到对数据被正确接收的确认。
（2）sar(sgaially aware routing )路由
算法的主要思想是利用静态的数字地图数据构建 网络 的拓扑图，然后根据图算法找到从源节点到目的节点的一条路径。数据包根据发现的路径，采用源路由方法，被传递到目的节点。此外，如果车辆找不到前向数据的邻居节点，它采用下面三种方法之一来恢复路由:①缓存该数据一定的时间然后重新发送；②放弃源路由，采用贪婪前向算法；③重新根据数字地图 计算 另一条路径。
（3）cblr路由
cblr路由算法假设所有的车辆能够通过gps获得自身的位置，它把网络划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个在簇头通信范围内的成员组成。簇头和簇成员通过下面的方法产生：车辆广播一个消息，如果它收到簇头的回复，则把自己作为簇头的成员;如果没有收到，则其自身成为簇头。簇头为了维持自己的簇，每隔一定的时间发送一消息通知成员。
（4）osr路由
gsr，其主要的目的是解决城市中障碍物的问题。gsr要求车辆装备有gps设备和当前车载自组网工作区域的数字地图。服务请求者根据的dijkstra算法在数字地图上找出从服务请求者到目的节点的最短路径，然后数据按照这条路径来路由数据包。
3 结束语
随着人们对个人通信要求的提高，人们越来越希望有一种更安全、高效率的方式移动到目的地。目前，虽然一些新的策略已经被引入到车载无线自组网路由协议的设计中，如充分挖掘用户需求，使用位置、能量信息等，在一定程度上解决了vanets路由协议的自适应性和自配置性问题，但总的说来，车载自组网中路由研究还处于探索阶段，还需要对各种车载网环境中的路由问题进行全面的分析和设计。
参考 文献 ：
[1]史美林，英春.自组网路由协议综述[j].通信学报，2001，22.
[2]程伟明.无线移动自组网及其关键技术[j].数据通信，2002，3.
路由协议范文5
【关键词】无线传感器网络；定向扩散；路由协议；梯度
1.引言
无线传感器网络（WSN，wireless sensor networks）是由大量成本低、功耗小以及自组织的无线传感器节点所构成，能够对外界环境信息进行实时采集、监测。在智能家居、工农业环境监测、国防工业、生物医疗等领域均有较宽广的应用前景[1]。WSN路由协议的发展经历了从传统的需求机制下的路由协议到数据驱动的路由协议两个阶段，发展出洪泛、谣传、定向扩散等多种不同类型的路由协议。无线传感器网络节点在处理数据和通信上均受到能量限制，与传统的有线网络路由协议不同，网络能量由节点自身电池供应。因此实现能量的有效利用是无线传感器网络路由协议设计首先需要考虑的目标[2]。本文在定向扩散路由协议的基础上，提出了一种基于节点的辐射角度来建立兴趣扩散，进而建立梯度机制，重点讨论了在节点稳定传输数据时，节点在移动情况下，如何与其相邻节点交换信息，进行梯度的自我调整。分析仿真结果，该改进算法能够很好地节省网络能量消耗。
2.WSN路由协议研究分析
WSN路由协议作为当前研究的热点，在现阶段已经出现了多种经典的路由协议。其中，SPIN（Sensor Protocol For Information Via Negotiation）路由协议是一种原始的无线通信路由协议，它主要是对泛洪协议的改进，是一种以数据为中心的自适应路由协议，通过节点之间的协商机制和资源自适应机制，解决Flooding协议和Gossiping协议的内爆和重叠现象。节点在传送数据前通过协商，以减少网络中传输的数据量。节点只广播其他节点所没有的数据以减少冗余数据，从而有效减少能量消耗[3]。LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hier-archy）路由协议是网络周期性地随机选取簇头，其他的非簇头节点则以邻近的原则加入簇中，形成虚拟簇。簇内节点将收集到的信息发送给簇头，再由簇头转发给路由节点，网络中的信息传输任务平均分配给各个节点，以此延长网络生命周期。但是簇首的能量消耗大，为了避免某些节点过早死亡，需要定期更换簇头[4]。DD（Direeted Diffusion）路由协议是一种以数据为中心的、基于查询的路由算法，路由节点周期性地通过泛洪的方式广播一种称为“兴趣”的数据包，以便让网络中节点知道它需要收集什么样的信息。“兴趣”在网络扩散中也经历了多个路由路径，采集到和“兴趣”相关的数据的节点则通过“兴趣”扩散阶段建立的路径将“兴趣”数据传送到传感器节点。由于DD路由协议在网络拓扑方面比较复杂，因此现阶段也有将分簇思想引入到DD协议中，以此来抑制泛洪的传播。定向扩散路由协议中的梯度指的是相邻节点跳数的差值，它是相邻节点间链路的梯度值。在进行路由转发时候选取与该节点相连接的最大梯度所对应的路径进行数据转发[5]。
3.定向扩散算法的理论评价
3.1 泛洪数据传输
Flooding是一种传统的网络路由协议，如图1所示。节点S希望发送数据到节点R，使用泛洪数据传输，则节点S首先通过将它的数据副本传送给他的邻近节点，邻近节点又将数据传输给它们的邻居节点（S除外）。如此继续，直到数据传输到目标节点R为止或者该数据的生命周期为零[6]。
图1 泛洪数据传输示意图
在泛洪数据传输范围内，数据源将所有的时间发送给网络内的每个节点。如果第二层次的节点传送能力不比泛洪数据传送好的话，则定向传送方法不适宜运用于WSN中。在分析评价中，DD协议的能量消耗为每个数据源到全部接受者发出和接收过程消耗能量之和。该方式比组播和定向扩散消耗的能量都要高。
3.2 组播
在WSN数据组播中，每个数据源沿着最短的多路径传送到它的目标接收者。如果不考虑构造树型的耗费，组播是最好的方式，对于组播而言，数据传送的费用由它每个数据源的具体最短路径树中连接数的2倍决定。在简单的方格拓扑结构中，对每个数据源和数据接受者来说，也有许多最短的路径[7]。如果采用从接收者到发送者的对角线距离，则是最短路径；如果选择水平的连接，这个路径规章被重复，直到到达数据源。因此，组播方式中最短路径选择中则不包括垂直的连接[8]。
3.3 定向扩散
定向扩散的方式和组播方式相类似，假定扩散的局部算法建造的树是每个数据源发出的最短路径的树的“集合”。即扩散的最短路径是在组播中按照相同的规定来选择最短的路径。虽选用相同的路径选择方案，但定向扩散的数据源也会发出相同的目标定位估计，考虑到扩散能抑制重复的应用，扩散中传送的数据的消耗是所有最短树集合路径的2倍[9]。
3.4 对比
通过对3中传播方式耗费能量的比较，可知泛洪数据传送的能耗比组播方式高好几倍，但是组播方式的能耗比定向扩散的耗费高。
4.定向扩散路由协议的改进及仿真实现
4.1 定向扩散路由协议的改进算法
在进行定向扩散路由协议的改进算法前，假设无线传感器网络具有如下性质：
（1）网络中各个节点都是（下转封三）（上接第64页）处于静止状态的。
（2）网络中的传感器节点发送信号都具有一个射频发射角，该角度大小由网络中节点密度确定，节点密度越大，射频发射角度也越大。
（3）每个节点都有相同的感知能力。
算法具体描述如下：
假设兴趣区域为矩形，其坐标为（ad1，bd1，ad3，bd3），于是，兴趣区域中心点坐标为：
ad=ad1+ad32，bd=bd1+bd32 （1）
Sink节点坐标为（a0，b0），假定a0
od=bd-b0ad-a0 （2）
传感器节点根据节点密度、兴趣区域大小计算自己的射频发射角度：
α=2（γ-β），γ=arctgbd-b0ad-a0
（3）
β=arctgbd3-b0xd3-a0 （4）
并将（a0，b0）、（ad，bd）和α添加到兴趣报文中，作为包含兴趣分组的字段，接收到兴趣报文的节点i（ai，bi）不直接对兴趣进行处理，而是先从兴趣报文中提取出（ao，bo），（ad，bd），发射角度α等信息。先判断自己是否在兴趣区域内，是的话则继续转发兴趣。若不是，则说明节点i是中间节点，然后处于b0和bd之间，若该条件成立，则说明节点i处于兴趣泛洪的方向上；反之，则不转发兴趣。若节点i在兴趣泛洪的方向上，再检查自己是不是在传感器节点的射频发射角度范围内，即ai*tgβ
4.2 仿真结果及分析
仿真基于NS-2仿真平台，仿真工作主要针对节点转发兴趣报数目分析和节点能量开销。在转发兴趣报文数目分析中，研究5种不同的传感器分布环境，分别设定300，250，200，150，100，50个节点数目情况下进行仿真，节点随机分布在500m×500m的区域。假设传感器节点数目为1，源节点数目为5，MAC层采用频段为802.11，信道带宽为1Mbit/s，数据分组大小为6byte，设置兴趣重发时间间隔为50s。在能耗方面，由于网络密度的不同，节点能耗也不同，将节点随机分布在600m*600m的区域，设定在300，250，200，150，100，50个节点数目下的场景，持续时间为500s，一个传感器节点和三个源节点，他们的最初能量为1200J，接收节点能量损耗为0.938J，发送节点能量损耗为0.678J。
图2 数据发送流程图
如图3所示，在相同的网络仿真环境下，采用改进的定向扩散路由算法DD-1，可以减少网络内传播的兴趣信息包数目，这与理论是相符合的[10]。也反映了该路由协议能量的有效性，对节点分布密集的网络而言，改进的定向扩散路由协议性能较没改进的性能更加优越。
图3 不同网络环境下的兴趣报文数
如图4所示：通过在不同节点数目环境下进行模拟仿真，改进的定向扩散路由协议DD-1，能够有效减少网络的能量开销。原因为利用射频角度的方法，使得不在正确方向上传输的节点不参与兴趣的转发。大大节省了节点的能量消耗，降低了节点的能量开销，有助于延长整个网络的生命周期。
图4 不同网络环境下的节点能量开销
5.结论
定向扩散路由协议是无线传感器网络中以数据为中心的重要路由协议，采用传统的泛洪算法对于网络能量消耗较大[11]，本文在定向扩散的基础上，通过WSN节点产生兴趣后计算节点射频角度的范围，对兴趣区域内的报文数进行转发。改进后的路由算法随着网络规模的增大，改进算法能够很好节省网络能耗开销。
参考文献：
[1]吴建荣，万健，徐向华.定向扩散路由协议的改进分析[J].杭州电子科技大学学报，2008，28（5）：135-138.
[2]冯延蓬，仵博.基于簇首定向扩散的无线传感器网络路由协议研究[J].计算机测量与控制，2010.18（1）：240-242.
[3]王卫亚.基于定向扩散的双向路由协议[J].计算机工程，2009，35（3）：123-125.
[4]王维，李颖，李洪生.基于定向天线的移动自组网路由协议研究[J].通信技术，2010，43（7）：126-130.
[5]李兰英，宋健伟.基于分簇和定向扩散混合路由协议的研究[J].哈尔滨理工大学学报，2010，15（4）：73-76.
[6]邬春学，叶胤鹏，许博威.基于梯度阈值和时延的定向扩散路由协议[J].计算机工程，2012，38（7）：77-79.
[7]高景菊，张文娟，谭永杰.无线传感器网络中分簇定向扩散路由协议研究[J].周口师范学院学报，2012，29（2）：101-104.
[8]周晓芳，屈玉贵.一种基于多优化函数的跨层定向扩散路由协议[J].中国科学技术大学学报，2009，39（8）：798-803.
[9]梁小宇，刘泉，刘新华.一种基于分簇的优化定向扩散路由协议[J].武汉理工大学学报，2011，33（8）：521-528.
路由协议范文6
关键词：辅助定位按需路由；卫星网络；安全路由；串空间
中图分类号：TP393.08
0引言
卫星网络的路由协议主要包括静态和动态两大类，其中静态路由协议主要基于虚拟拓扑、覆盖域以及虚拟节点提前计算出路由表；动态路由则主要基于数据驱动和负载均衡动态选择路由。由于静态路由协议中的路由表在运行过程中不改变，涉及到的安全问题不大，因此，目前对卫星网络路由协议的安全研究主要集中于动态路由。
现有的卫星网络路由协议形式多样，因此国内对卫星网络安全路由协议的研究主要是设计一种安全的路由协议[1-2]，而较少考虑对现有的路由协议进行改进，因此，设计出的协议与AdHoc网络中的路由协议区别不明显，没有明显的卫星网络的应用背景，容易过分强调安全性，并且对改进后的协议大多采用非形式化的分析方法，缺乏有力的分析证明。
本文主要基于Karapantazis等[3]提出的辅助定位按需路由（Location AssistedOn demandRouting，LAOR）协议进行改进，它将AdHoc网络的按需路由算法的思想引入到卫星网络中形成一种新的路由协议，相比集中式协议具有较小的路由开销，且在终端高比特率情况下，实现了更小的平均端到端时延和平均时延抖动以及更高的传输率。本文首先介绍LAOR协议，在此基础上进行改进，并用串空间对改进后协议进行安全性分析。
1LAOR路由协议
LAOR路由协议适用于使用星际链路的近地轨道（LowEarthOrbit，LEO）卫星网络。该算法将按需路由的思想引入到卫星网络中以最小化端到端时延和时延抖动，同时将信令开销降到最低，为此，每对数据源/目的站点都独立地调用路径发现过程。
LAOR协议以使用星际链路（InterSatelliteLink，ISL）的Walker星座为场景，研究最常见的星座类型，每个卫星有4条星间链路：2条轨道内星间链路和2条轨道间星际链路，且在反向旋转的2个相邻轨道上，没有建立轨道间星际链路，即没有考虑跨缝星间链路。
LAOR路由协议包括三个进程：1）形成请求区域；2）路径发现；3）路由入口管理。其中形成请求区域是指利用网络拓扑结构的可预见性，将空间部分的区域减少到可以广播一个路由请求的程度。路由入口管理的目的则是管理失效的路由选择信息。
下面重点介绍LAOR路由协议的路由控制消息分组格式。
源卫星的路由请求（RouteREQuest，RREQ）分组包含以下字段：
pkt_type_id：表明这是一个RREQ分组；pkt_src：源卫星的地址；pkt_src_seqnum：源卫星的序列号；pkt_dst：目的卫星的地址；pkt_dst_seqnum：最近一次从目的卫星监听到的序列号；pkt_path_cost：该字段记录从源卫星至数据包到达的卫星的路径代价；pkt_path_expiration_time：形成的路径由于星际链路关闭而失效的瞬时时间；pkt_timestamp：从源卫星发出RREQ分组的瞬时时间。
目的卫星的路由回复（RouteREPly，RREP）分组包含以下字段：
pkt_typeid：表明这是一个RREP分组；pkt_src：产生RREP的源卫星的地址；pkt_dst：产生RREQ分组的源卫星的地址；pkt_dst_seqnum：产生RREP卫星的序列号；pkt_path_cost：源卫星到目的卫星的代价，与RREQ分组中相应字段的值；pkt_path_expiration：通往源卫星的路径到期时间；pkt_timestamp：该字段等于RREQ分组相应字段的值。
计算机应用第33卷
2LAOR协议可能受到的攻击
由于卫星网络传输时延较大，且处在无任何防护的太空，并采用无线传输[4]，LAOR路由协议本身又没有考虑身份认证，通信过程容易被窃听。恶意节点可以非法接入网络，参与路由协议执行，或者截获合法节点的路由控制分组并修改，或者截获合法节点的控制分组并在未来的某个时刻重放，或者直接发送虚假路由更新请求，下面具体介绍容易遭受的攻击。
2.1黑洞攻击
被劫持的过渡卫星或者恶意卫星，谎称自己具有通向某一节点的最近路由，在缺乏安全保护的情况下，数据包会不断流向该恶意节点，从而形成信息黑洞[5]。
2.2假冒
恶意节点假冒合法节点的身份参与网络运行，并发送虚假的路由更新请求，直接后果就是路由表被破坏，网络信息被错误传递或丢失。
2.3拒绝服务攻击
如果某个恶意节点大量地发包，则卫星将消耗大量的计算资源处理，网络性能降低。如果处理过程还包括复杂的密码算法，造成的危害更大。
2.4拜占庭攻击
拜占庭攻击指的是认证节点造成的路由中断或效率降低。某个恶意卫星或某组卫星可以截取、篡改、伪造包，创造路由环路，选择性丢包，人为包延时等。
2.5重放攻击