Протокол беспроводной маршрутизации

Протокол беспроводной маршрутизации (WRP) — это протокол проактивной одноадресной маршрутизации для мобильных одноранговых сетей (MANET).

Описание

WRP использует расширенную версию протокола маршрутизации вектора расстояния , который использует алгоритм Беллмана-Форда для расчета путей. Из-за мобильного характера узлов в MANET протокол вводит механизмы, которые уменьшают количество петель маршрута и обеспечивают надежный обмен сообщениями.

WRP, как и маршрутизация с вектором расстояния по маршруту назначения (DSDV), наследует свойства распределенного алгоритма Беллмана – Форда. Чтобы решить проблему счета до бесконечности и обеспечить более быструю сходимость, он использует уникальный метод хранения информации о кратчайшем расстоянии до каждого узла назначения в сети и предпоследнего узла перехода на пути к каждому узлу назначения. Поскольку WRP, как и DSDV, поддерживает актуальное представление о сети, каждый узел имеет легко доступный маршрут к каждому узлу назначения в сети. Он отличается от DSDV обслуживанием таблиц и процедурами обновления. В то время как DSDV поддерживает только одну таблицу топологии, WRP использует набор таблиц для хранения более точной информации. Узел поддерживает следующие таблицы: таблица расстояний (DT), таблица маршрутизации (RT), таблица стоимости каналов (LCT) и список повторной передачи сообщений (MRL).

DT содержит представление сети соседей узла. Он содержит матрицу, каждый элемент которой содержит расстояние и предпоследний узел, о котором сообщил сосед для определенного пункта назначения. RT содержит обновленную информацию о сети для всех известных пунктов назначения. Он сохраняет кратчайшее расстояние, узел-предшественник (предпоследний узел), узел-преемник (следующий узел, достигающий пункта назначения) и флаг, указывающий состояние пути. Статус пути может быть простым путем (правильный), циклом (ошибка) или не отмеченным узлом назначения (нулевой). LCT содержит стоимость (например, количество переходов для достижения пункта назначения) ретрансляции сообщений по каждому каналу. Стоимость битой ссылки бесконечна. Он также содержит количество периодов обновления (интервалов между двумя последовательными периодическими обновлениями), прошедших с момента получения последнего успешного обновления по этой ссылке. Это сделано для обнаружения разрывов ссылок. MRL содержит запись для каждого сообщения обновления, которое должно быть передано повторно, и поддерживает счетчик для каждой записи. Этот счетчик уменьшается после каждой повторной передачи сообщения обновления. Каждое сообщение об обновлении содержит список обновлений. Узел также отмечает каждый узел в RT, который должен подтвердить переданное им сообщение обновления. Как только счетчик достигнет нуля, записи в сообщении обновления, для которых не были получены подтверждения, должны быть переданы повторно, и сообщение обновления удаляется. Таким образом, узел обнаруживает разрыв канала по количеству периодов обновления, пропущенных с момента последней успешной передачи. После получения сообщения обновления узел не только обновляет расстояние для соседей передачи, но также проверяет расстояние других соседей, следовательно, сходимость происходит намного быстрее, чем DSDV.

Метод

Каждый узел, реализующий WRP, хранит таблицу маршрутов, расстояний и стоимости каналов. Он также поддерживает «список повторной передачи сообщений» (MRL).

Записи таблицы маршрутизации содержат расстояние до узла назначения, предыдущего и следующего узлов на маршруте и помечены для идентификации состояния маршрута: является ли это простым путем, кольцевым или недействительным маршрутом. (Сохранение предыдущих и последующих узлов помогает обнаруживать петли и избегать проблемы счета до бесконечности – недостатка дистанционной векторной маршрутизации.)

Таблица стоимости канала хранит стоимость канала до ближайших соседей (узлов в пределах диапазона прямой передачи), а также количество тайм-аутов с момента успешного получения сообщения от соседа.

Узлы периодически обмениваются таблицами маршрутизации со своими соседями посредством сообщений об обновлении или всякий раз, когда изменяется таблица состояний каналов. MRL поддерживает список соседей, которые еще не подтвердили сообщение обновления, поэтому при необходимости их можно передать повторно. Если в таблице маршрутизации нет изменений, узлу необходимо передать сообщение «привет», чтобы подтвердить свое соединение.

Когда получено сообщение об обновлении, узел обновляет свою таблицу расстояний и повторно оценивает наилучшие пути маршрута. Он также выполняет проверку согласованности со своими соседями, чтобы устранить петли и ускорить сходимость.

Недостатки

WRP имеет те же преимущества, что и DSDV. Кроме того, он обеспечивает более быструю сходимость и требует меньшего количества обновлений таблиц. Но сложность обслуживания нескольких таблиц требует большего объема памяти и большей вычислительной мощности от узлов одноранговой беспроводной сети. При высокой мобильности затраты на управление, связанные с обновлением записей таблицы, почти такие же, как и в DSDV, и, следовательно, не подходят для высокодинамичных, а также для очень больших одноранговых беспроводных сетей.

WRP требует большого объема памяти и ресурсов для обслуживания своих таблиц. Протокол не подходит для крупных мобильных одноранговых сетей, поскольку он имеет ограниченную масштабируемость.