Mesh路由技術應用發展解析

2021-04-13 08:40:43 字數 2813 閱讀 1283

除了移動無線網狀網外,最近也出現了越來越多的固定無線網狀網的商業應用。其中乙個典型的例子是「社群無線網路」。它用於為先前沒有網際網路寬頻接入的社群提供接入。在這些固定「社群無線網路」中,每乙個無線路由器不僅為其使用者提供網際網路接入,並且是這個網路基礎結構中的一部分——將資料在無線網狀網路中無線路由到其目的地。

乙個基於3層路由的無線網狀網具備高度的靈活性和與生俱來的容錯性。該網路簡化了視距傳輸問題,並以最小量的網路基礎設施和互聯成本擴充套件網路的規模和覆蓋。在現實生活中,也有混合型的無線網狀網存在:網路中一部分網狀網路由器是移動的,而其他網狀網路由器是固定的。

無論是哪種情況(移動或固定或混合),無線網狀網路都有一些顯著的特性,例如:高動態性,智慧型性,端對端最佳路徑選擇,多跳性,通常頻寬有限和計算能力不足。無線網狀網路的高動態性的原因有兩個:第一,路由器本身可能移動(如在移動或混合無線網狀網路中),並造成網路拓撲結構的快速變動。第二,即使路由器本身不移動(如在固定無線網狀網路),由於干擾、地理和環境等因素,無線電鏈路的質量仍可能發生快速變化。

從以上這些特性可以知道,完備的無線網狀網路由協議必須需要具備一下特點:

*     分布式操作

*     快速收斂(保證更快的移動)

*     可擴充套件性

*     適用於大量的小型裝置

*     只占用有限的頻寬和計算能力

*     主動式操作(減少初始延遲)

*     在選擇路由時考慮無線電鏈路的質量和容量

*     避免環路

*     安全性等

注1:社群無線網路概念在美國等發達國家非常流行,在中國還處於開發階段。

除了為有線網路設計的傳統路由協議外(如ospf,rip),也有大量為移動adhoc網路設計的路由協議,這類路由協議一般被分為兩個大類:

反應式路由協議(如aodv、dsr、tora)。該類協議只在需要的時候才發現並維持路由。為了適應流量的需要,它們能夠更有效地使用電源和頻寬資源,其代價是增加路由發現的延遲。

主動式路由協議(如dsdv、oslr)。該類協議總是維持到達每個可能的目的地的路由——協議假設這些路由都可能被用到。在某些情況下,由反應式路由協議所造成的額外延遲可能是不可接受的。對於這些情況,如果頻寬和電源資源允許,那麼主動式路由協議更受歡迎。

許多現有adhoc路由協議在處理快速拓撲變化方面取得了顯著的改善。例如,aodv協議是一種反應式距離向量路由協議。其基本想法是只在需要的時候才發現並計算路由,利用查詢(query)/響應(response)包來發現目的地的路線。不過,由於實際資料報傳輸之前,路線須被發現。使用反應式路由協議會增加初始延遲(initialdelay)。而且,當移動性和負荷均高時,此種反應式路由協議可蒙受巨大協議負荷。**結果顯示這些協議在高移動性和高負荷下有無法容忍的丟包和延時發生。此外絕大多數現有的協議,無論是傳統的還是類似ad hoc的,在適應無線電常見的鏈路質量快速變化時,在可擴充套件性和穩定性方面還存有嚴重的問題。

最近一項新的無線路由協議,阿德利亞的自適應無線路由(awr),可解決上述問題,並在下一段介紹。

阿德利亞自適應無線路由協議(adaptivewirelessrouting protocol,簡稱awr)是專為無線網狀組網設計的自適應的、分布式的主動式路由協議。

在awr中,每個路由器都維持乙個包含所有必要資訊的路由表,以便將資料**到其目的地。每個路由表的條目都經過了特別的處理,能夠相互分辨出是舊有的還是新的路由,從而有效避免路由環路。

在awr中,每個節點都持續跟蹤其與周邊節點的連線狀況,並敏感地發現斷掉的連線。為在動態變化的網路中保持路由表的一致性,每個節點都周期性地與周邊節點相互溝通並交換資訊,還會在出現重要新資訊時立刻進行再溝通。除了路由環路避免機制(該機制消除了致使大多數距離向量路由協議備受困擾的路由環路問題)外,乙個特殊的訊息機制也被引入,用於進一步加強收斂速度,以及通過讓路由盡可能本地化來減少路由開銷。為進一步改善路由的自適應性和穩定性,awr維持多條到達每個目的地的路由,這是為了快速的錯誤恢復和負載均衡。在任何時刻,所有的路由都保證是不會發生環路的。

awr在移動和固定的無線網狀網路中都表現非常出色。它綜合了多種具有吸引力的特點:

* 完全分布式結構,提供鏈路和節點運作效能短時異常後的自我恢復,確保沒有系統級的單點故障;

* 動態性,自適應性,

主動式路由:自動組網,自我恢復,減少初始延遲;

* 快速收斂:保證高移動性和大幅度提公升服務能力;

* 對拓撲結構和鏈結質量的變化靈活自適應;

* 通過考慮鏈路質量,最大化使用者的吞吐量(對無線網狀網來說極其重要)

* 高度的可擴充套件性(低的計算和通訊開銷)。對於鋪設大規模的無線網狀網來說尤其重要;

* 任何時刻簡便地實現無路由環路

* 每個目的地擁有多條無環路的路由以便快速故障恢復和負載平衡

* 安全性(所有路由包都有加密和認證)

* 支援多電台、多跳的無線網狀網路

* 獨有的區分由移動性、路由器故障等造成的暫時性無線訊號衰減和實質性的無線鏈路丟失的能力

上圖顯示了awr在一段時間前對比其它四個著名的路由協議aodv,dsr,olsr和dsdv的**測試結果。測試由世界電聯(itu)所推薦的**軟體cp2執行。如圖中所示,awr相對其它協議均有突出的效能優勢:

awr有最高的資料報送達率;

awr有最小的平均延遲;

awr在移動性增加和流量負載增加時均有最好的韌性;

awr在複雜環境(如高移動性,大流量)下表現特別突出,大大超過其他同類協議;

awr規格化的路由負載相比其它主動式路由協議更小,並且在移動性,網路規格和流量負載逐漸增加時相當穩定(對路由協議的可擴充套件性來說非常需要的屬性)。

awr作為無線路由協議的佼佼者,並不侷限於無線網狀網的應用。更多的無線網路,只要涉及無線網路中的節點故障,拓撲變化或鏈路質量變化,都可以使用awr路由協議。現在,awr又有新的提公升,在效率上又有進步。

雷達技術的發展應用

電子科技大學格拉斯哥學院2017劉子超 本人學生一枚,對雷達技術的發展應用提出一點總結和看法,如有認識錯誤歡迎指出。前言現代的雷達技術是在二戰時期出於巨大的戰爭壓力而研發成功的,至於支撐其的理論基礎 都卜勒效應和麥克斯韋的電磁場理論等 則可追溯到19世紀。它的研究最早是為了防止船舶相撞,後來被廣泛應...

OCR技術的發展及應用

一 ocr技術的發展歷程 ocr optical character recognition 的概念誕生於1929年,由德國的科學家tausheck首先提出,並且申請了專利。幾年後,美國科學家handel也提出了對文字進行識別的想法,但這種夢想直到計算機誕生後才變成為現實。現在這一技術已經由計算機來...

應用部署技術發展簡史

網際網路企業生產環境的應用部署所經歷的過程,大致可分三個階段 用純粹的物理機部署應用,這是所有早期物聯網公司必然經歷的乙個階段。一台伺服器,至少32核cpu 64g記憶體,如果只部署乙個應用,那就太浪費了。於是,多個應用程序,db,快取程序等等都部署在同乙個機器上。這樣部署固然能高效的利用好昂貴的物...