车联网中路由协议的可扩展性研究

【摘 要】主要针对VANETs网络中的三个典型路由协议AODV、DSDV、DSR进行了仿真分析，通过改变节点数，对数据分组的平均端到端时延、归一化路由开销和分组递交率这三个重要性能指标做了对比，分析了三种协议适用的网络环境，了解它们的可扩展性，仿真的结果表明DSDV协议可扩展性差，ADOV协议和DSR协议有一定的可扩展性。

【关键词】车联网 路由协议 AODV DSDV DSR

[Abstract] Three typical routing protocols of AODV， DSDV and DSR in VANETs were simulated and analyzed. By adjusting the number of nodes， three indicators of average end-to-end delay， normalized routing overhead and delivery ratio of packets were compared for these routing protocols. Network environments suitable for these three protocols were analyzed. Their scalabilities were addressed. Simulation results show that DSDV protocol has worse scalability， while AODV and DSR protocols have better scalabilities.

[Key words]VANETS routing protocol AODV DSDV DSR

1 引言

2 VANETs中的协议类型

当前，VANETs中的消息传播机制可分为三类[3]：基于拓扑（Topology based）、基于地理位置（Position based）、基于广播（Broadcast based）。

文章主要研究基于拓扑的消息传播机制，对其中的典型路由协议的可扩展性进行研究，即通过网络中的节点数增加时协议性能指标的变化情况来了解不同网络协议的可扩展性。

基于拓扑的消息传播机制主要是利用链路信息来选择从源节点至目的节点的消息传播路径，依据它们的驱动方式，可划分为先应式（Proactive）[4]和反应式（Reactive）[5]两类，二者也分别称为表驱动路由和按需路由。

表驱动路由的工作机理为：网络中每个节点都事先建立其到网络内其他各节点的路由表，并且实时对路由表进行维护。当有数据传送请求时，只需查询事先建立的路由表来确定发送路由，从而降低数据传递时延，如DSDV（Destination Sequenced Distance Vector，目的序列距离矢量路由协议）[6]。

按需式路由协议无需预先建立路由表，只有当节点需要数据传输时，才启动路由发现工作，而且节点只需建立到其他部分节点的路由表，如AODV（Ad-hoc Ondemand Distance Vector，按需距离向量路由协议）[7]、DSR（Dynamic Source Routing，动态源路由）[8]。

可扩展性是指网络在一定的条件下可以扩展到的规模。可扩展性受很多因素的影响，网络中节点的移动速度与网络负载的改变都会在很大程度上影响网络的可扩展性。因此需要一种较为公平的仿真方案，使得可扩展性尽量与网络的规模相关，而尽量与节点移动速度和网络负载无关。

3 仿真环境及参数

4 仿真结果及分析

4.1 分组平均递交率

分组平均递交率示意图如图1所示，该性能参数能反映网络所能支持的最大吞吐量，它可以直观地反映路由协议适应网络变化的能力以及路由协议的正确性和完整性。

在网络负载方面，由于网络规模是递增的，所以不宜用路由负载来衡量，故用传送每个数据报文所需要的控制报文数量来衡量路由开销。这个性能参数是用来衡量协议效率以及可扩张性在低带宽情况以及拥塞时的性能和能耗效率。

4.3 端到端平均时延

5 结束语

参考文献：

[2] 李元振，廖建新，李彤红，等. 城市场景车载Ad Hoc网络竞争转发关键参数分析[J]. 电子学报， 2011（5）： 1154-1158.

[3] 吕代刚，王静蕾，李英豪. VANETs路由协议综述[J]. 电子技术应用， 2015（4）： 16-19.

[4] 孙宝林，李腊元. 多跳无线移动Ad Hoc网络路由协议的研究分析[J]. 小型微型计算机系统， 2004（10）： 1737-1741.

[5] 刘焕敏，朱培栋，汪思敏. Ad Hoc网络按需路由协议实现技术研究[J]. 计算机工程与应用， 2004，40（33）： 158-160.

[9] 任伟，董育宁，赵海涛. 一种改进的基于地理位置的无线Mesh网络路由协议[J]. 南京邮电大学学报： 自然科学版， 2012（1）： 75-83.