对本地修复的优化方案

对本地修复的优化方案

综上所述，备用路由是一种主动的处理方法，本地修复是一种按需的方法，经比较后者更符合自组网的特点。对于本地修复，在节点移动性不大、网络拓扑结构变化不很剧烈时，使用本地修复技术可以带来小的延迟和高的效率，但是当节点的移动性较高、拓扑变化较剧烈时，反而会带来很多负面的效果，降低网络的整个性能。因此，本地修复路由的方法还有很多可以改进的地方。

在AODV协议中，源节点需要和新的目的节点通信时会广播RREQ信息来查找相应路由，收到RREQ的节点建立起到源节点的反向路由，但源节点本身并不知道已经找到了通往目的节点的路由，必须通过目的或中间节点向源节点反向发送回来的RREP信息才能建立正向的路由。

可见，路由都是通过接收到的数据包或者控制信息反向建立起来，真正起建立到目的节点可用路由的作用的是反向发送回来RREP，而RREQ只是起查找目的和通知目的回馈RREP的作用，要想建立一条到目的的路由，必须在同一路径上来回传输RREQ和RREP才能实现。

显然，在路由建立时取消RREQ的使用是不可能的，但在路由建立以后发生断链时，由于目的节点在以前的操作中已经知道自身是传输的目的，甚至在这条路由中的中间节点也知道自己是一条活动路由的中间节点，所以可不必再使用RREQ进行查找和通知目的发出RREP。当目的节点检测到路由中间有断路时，可以直接发出一个类似RREP的消息来通知建立正向路由，而查找的功能可以通过广播来完成，从而节省了发送RREQ所造成的开销和延迟，其具体操作如图3所示。

图3 改进的路由修复方法
当一条正在使用的路由中间链路发生断路时，断链处的下游节点检查路由表，确定与自己失去连接的节点是哪一条路由中的上游节点，并针对该路由的目的节点发出一个类似RREP消息的广播消息，称作RERREP(Repair RREP)。每个节点接收到RERREP消息后，检查自己的路由表，看是否有通向其中所指目的节点的可用路由，如果没有相应表项，则在路由表中创建相应的表项，并转发；若有相应路由表项，但是目的状态是不可达，则根据RERREP消息内容更新路由表；如果路由表中有相应的到目的节点的路由信息且是当前可用的，则丢弃该消息。当广播的RERREP消息扩散到断链处的上游某个节点时，正向的路由就可以马上建立起来。RERREP消息通过广播就完成了路由查找的功能，而由于目的节点方知道自己是目的，中间节点也知道自己是中间节点，所以可以使用RERREP来完成RREP的功能，直接建立正向路由。显然，通过这种由下游广播RERREP消息的方法，可以减少重建失效路由的时间和RREQ开销。

图4 改进的本地修复方法与本地修复方法延迟性能比较 图5 改进的本地修复方法与本地修复方法路由开销比较
该方法中，广播范围是一个重要的参数，可通过设置TTL值来完成，故设定一个合适的TTL值是一个很重要的因素，需要在仿真中针对不同环境，通过性能比较来得出一个合适的值。另外，当接收到RERREP的节点已经有相应的可用路由，就会丢弃RERREP包，这从另一个方面控制了RERREP消息的扩散。
图4为改进的本地修复方法与本地修复方法延迟性能比较，图5为改进的本地修复方法与本地修复方法路由开销比较。仿真结果表明在数据传输延迟和路由开销方面，采用改进的本地修复方法都使性能获得了一定程度的提高，改进方案的具体实现方法如下：
1) 通过Hello信息判断是否与相邻节点失掉连接。Hello是一种TTL值为1的RREP消息，接收到的节点在路由表中建立相应的表项，相邻节点的信息通过计时器来判断是否可用，超时就视为失掉连接；
2) 发现本地节点与相邻节点失掉连接时，通过读取路由表项中的相应信息判断节点自身是当前路由中的上游节点还是下游节点；
3) 如果节点自身是下游节点，创建RERREP并广播，如果节点自身是上游节点，设定一个计时器，超
时仍没收到RERREP时就向先驱列表中的节点发出RERR消息，否则转4)；
4) 节点接收到RERREP包时，首先取出RERREP中的目的节点地址，然后在路由表中进行检索。如果在本地节点的路由表中没有到达目的节点的路由，或者虽然有相应的路由表项但是不可达和可达目的节点但其跳数大于RERREP中的跳数值加1，则节点更新自己的路由表。更新路由表是将RERREP中的信息拷贝到路由表中，建立新的到达目的节点的表项，或者更新已有的路由信息，重新建立可用的到目的节点的路由条目，或用更短的路由来代替现有的路由。完成了路由表的更新之后对TTL值进行一次判断，以决定是否转发RERREP消息。转发RERREP信息时，首先对跳数值加1， TTL值减1，然后将自己的地址设置在上一跳域里面，最后将其广播出去。同时，在路由表更新后检查自己的缓冲区，看是否有去向相应目的节点的数据包被缓冲，如果有，则将数据报按照已经建立的路由发送出去并释放缓冲区。

自组网AODV路由协议中断链修复的改进