Protokół routingu bezprzewodowego

Wireless Routing Protocol (WRP) to proaktywny protokół routingu emisji pojedynczej dla mobilnych sieci ad hoc (MANET).

Opis

WRP wykorzystuje ulepszoną wersję protokołu routingu opartego na wektorze odległości , który wykorzystuje algorytm Bellmana-Forda do obliczania ścieżek. Ze względu na mobilny charakter węzłów w sieci MANET, protokół wprowadza mechanizmy zmniejszające pętle tras i zapewniające niezawodną wymianę komunikatów.

WRP, podobnie jak routing wektora odległości z sekwencjonowaniem docelowym (DSDV), dziedziczy właściwości rozproszonego algorytmu Bellmana – Forda. Aby przeciwdziałać problemowi liczenia do nieskończoności i aby umożliwić szybszą konwergencję, wykorzystuje unikalną metodę utrzymywania informacji o najkrótszej odległości do każdego węzła docelowego w sieci i przedostatnim węźle przeskoku na ścieżce do każdego węzła docelowego. Ponieważ WRP, podobnie jak DSDV, utrzymuje aktualny widok sieci, każdy węzeł ma łatwo dostępną trasę do każdego węzła docelowego w sieci. Różni się od DSDV obsługą tabel i procedurami aktualizacji. Podczas gdy DSDV utrzymuje tylko jedną tablicę topologii, WRP używa zestawu tabel w celu zachowania dokładniejszych informacji. Tablice obsługiwane przez węzeł to: tablica odległości (DT), tablica tras (RT), tablica kosztów łączy (LCT) i lista retransmisji komunikatów (MRL).

ID zawiera widok sieci sąsiadów węzła. Zawiera macierz, w której każdy element zawiera odległość i przedostatni węzeł zgłoszony przez sąsiada dla określonego celu. RT zawiera aktualny widok sieci dla wszystkich znanych miejsc docelowych. Zachowuje najkrótszą odległość, poprzedni węzeł (przedostatni węzeł), następny węzeł (następny węzeł do osiągnięcia celu) oraz flagę wskazującą status ścieżki. Stan ścieżki może być prostą ścieżką (poprawna), pętlą (błąd) lub nieoznaczonym węzłem docelowym (pusty). LCT zawiera koszt (np. liczbę przeskoków do celu) przekazywania wiadomości przez każde łącze. Koszt zepsutego łącza jest nieskończony. Zawiera również liczbę okresów aktualizacji (przerw między dwiema kolejnymi aktualizacjami okresowymi), które upłynęły od ostatniej udanej aktualizacji otrzymanej z tego łącza. Ma to na celu wykrycie przerwania linków. MRL zawiera wpis dla każdego komunikatu aktualizującego, który ma być retransmitowany, i utrzymuje licznik dla każdego wpisu. Licznik ten jest zmniejszany po każdej retransmisji komunikatu aktualizacji. Każdy komunikat o aktualizacji zawiera listę aktualizacji. Węzeł oznacza również każdy węzeł w RT, który musi potwierdzić przesłany przez siebie komunikat aktualizacji. Gdy licznik osiągnie zero, wpisy w komunikacie aktualizacyjnym, dla których nie otrzymano potwierdzeń, mają być ponownie przesłane, a komunikat aktualizacyjny jest usuwany. W ten sposób węzeł wykrywa przerwanie łącza na podstawie liczby okresów aktualizacji pominiętych od ostatniej udanej transmisji. Po odebraniu komunikatu o aktualizacji węzeł nie tylko aktualizuje odległość dla sąsiadów transmisji, ale także sprawdza odległość innych sąsiadów, stąd konwergencja jest znacznie szybsza niż DSDV.

metoda

Każdy węzeł wdrażający WRP prowadzi tabelę tras i odległości oraz kosztów łączy. Utrzymuje również „listę retransmisji wiadomości” (MRL).

Wpisy w tablicy routingu zawierają odległość do węzła docelowego, poprzednie i następne węzły wzdłuż trasy i są oznaczone w celu identyfikacji stanu trasy: czy jest to prosta ścieżka, pętla czy nieprawidłowa trasa. (Przechowywanie poprzednich i kolejnych węzłów pomaga w wykrywaniu pętli i unikaniu problemu z liczeniem do nieskończoności — wady routingu wektora odległości).

Tabela kosztów łącza zawiera koszt łącza do jego najbliższych sąsiadów (węzły w bezpośrednim zasięgu transmisji) oraz liczbę przekroczeń limitu czasu od pomyślnego odebrania komunikatu od sąsiada.

Węzły okresowo wymieniają tablice routingu ze swoimi sąsiadami za pośrednictwem komunikatów aktualizujących lub za każdym razem, gdy zmienia się tablica stanu łącza. MRL przechowuje listę sąsiadów, którzy jeszcze nie potwierdzili komunikatu o aktualizacji, więc w razie potrzeby można je ponownie przesłać. W przypadku braku zmian w tablicy routingu węzeł musi przesłać wiadomość „hello”, aby potwierdzić swoją łączność.

Po odebraniu komunikatu o aktualizacji węzeł aktualizuje swoją tabelę odległości i ponownie ocenia najlepsze trasy. Przeprowadza również kontrolę spójności z sąsiadami, aby pomóc wyeliminować pętle i przyspieszyć konwergencję.

niedociągnięcia

WRP ma taką samą zaletę jak DSDV. Ponadto ma szybszą zbieżność i wymaga mniejszej liczby aktualizacji tabel. Jednak złożoność obsługi wielu tabel wymaga większej pamięci i większej mocy obliczeniowej od węzłów w bezprzewodowej sieci ad hoc. Przy wysokiej mobilności narzut sterowania związany z aktualizacją wpisów w tablicy jest prawie taki sam jak w przypadku DSDV, a zatem nie jest odpowiedni dla bardzo dynamicznych, a także bardzo dużych sieci bezprzewodowych ad hoc.

WRP wymaga dużej pamięci i zasobów do utrzymania swoich tabel. Protokół nie nadaje się do dużych mobilnych sieci ad hoc, ponieważ ma ograniczoną skalowalność.