基于NS2的无线自组网路由协议的研究与仿真本科毕业论文 推荐Word文档下载推荐.docx

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使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

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作者签名：

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湖南城市学院本科毕业设计（论文）诚信声明

本人郑重声明：

所呈交的本科毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本科毕业设计（论文）作者签名：

二○一○年五月二十日

目录

摘要I

关键词I

AbstractII

KeywordsII

1绪论1

1.1课题研究的背景1

1.2国内外研究现状1

1.3本课题研的研究内容和方法2

2无线自组网2

2.1无线自组网的产生和发展2

2.2无线自组网的特征3

2.3无线自组网应用领域3

2.4无线自组网体系结构4

3网络模拟器NS25

3.1NS2简介5

3.2NS2组成部分7

3.3NS2模拟基本流程8

4无线自组网路由协议9

4.1无线自组网与传统移动通信网络的区别9

4.2无线自组网路由协议分类9

4.3几种典型的无线自组网路由协议10

4.3.1目的序列距离矢量路由协议DSDV10

4.3.2按需平面距离矢量路由协议AODV10

4.3.3动态源路由协议DSR11

4.3.4临时排序路由算法TORA11

4.4路由协议性能评标准12

5无线自组网路由协议的仿真12

5.1移动节点12

5.1.1移动节点的结构13

5.1.2移动节点的创建13

5.1.3移动节点的运动14

5.2无线自组网路由模拟的实现15

5.2.1无线自组网路由协议场景的构建15

5.2.2TCP代理的创建和设置15

5.2.3仿真参数的设置15

5.3仿真结果分析16

5.3.1动画演示工具nam16

5.3.2无线Trace文件格式17

5.3.3数据分析工具gawk18

5.3.4绘图工具gnuplot18

5.3.5仿真结果分析19

结论23

参考文献25

致谢27

李聪颖

（湖南城市学院计算机科学系2010届信息管理与信息系统专业，益阳，413000）

摘要：

无线自组网是一个多跳、临时、可自由移动的无中心网络。

它不需要现有信息基础网络设施的支持，可以在任何时候、任何地点快速构建。

其自身的特殊性决定了路由协议的特殊性和重要性，因此，需要为无线自组网设计专门的路由协议和各种算法。

本文研究了无线自组网的体系结构和分层情况，然后分析其路由协议。

通过比较，选取常用的表驱动路由协议DSDV（Destination-SequencedDistance-Vector）和按需驱动路由协议AODV（AdhocOn-demandDistanceVectorRouting）、DSR（DynamicSourceRouting）作为研究对象，利用网络模拟器NS2进行仿真，并选取时延、丢包率、吞吐量等参数对仿真结果进行分析和性能评价。

仿真结果表明：

当节点和数据流量不大时，DSR路由协议的综合性能最好；

而DSDV路由协议适合重负荷的情况；

在拓扑变化频繁时，可采用按需路由协议减少路由维护的信道资源开销，但不能满足实时业务的要求。

关键词：

无线自组网；

路由协议；

仿真；

NS2；

性能分析

ResearchandSimulationoftheAdHocRoutingProtocolBasedonNS2

LICong-ying

（2010YearStudentoftheInformationManagementandInformationSystemDept.HunanCityUniversity,Yiyang,Hunan,413000,China）

Abstract:

AdHocisamulti-hop,temporary,freemobilenetworkwithnocenter.Itdoesn’tneedexistedinfrastructuretosupportanditisconstructedrapidlyatanytimeandanyplace.TheparticularityofAdHocdeterminesthespecificityandimportanceofRoutingProtocol.SoweshoulddesignprofessionalroutingprotocolsandalgorithmsforAdHoc.

ThisarticleresearchesthearchitectureandstratificationofAdHoc,andthenanalyzestheroutingprotocol.Bycomparison,selectthecommonlyusedtable-drivenroutingprotocolDSDVandon-demanddrivenroutingprotocolAODVandDSRforthestudy,usethenetworksimulatorNS2tosimulate.Thedelay,lossrateandthroughputareselectedasparameterstoanalyzetheroutingprotocolsandweevaluatetheirperformance.

Theresultsshowthatwhennodesanddatatrafiicsarenotlarge,theoverallperformanceofDSRisthebest;

andDSDVissuitableforthecasewithheavyload.Whenthetopologychangesfrequently,wecanreduceresourcescostforroutemaintenancewithon-demandroutingprotocolwhichcannotcontenttherequirementsofreal-timebusinesses.

Keywords:

AdHoc;

routingprotocol;

simulate;

NS2;

performanceanalysis

1绪论

1.1课题研究的背景

随着信息技术的不断发展，人们对移动通信的需求越来越强。

近年来，移动通信技术得到了飞速发展和普及。

蜂窝移动通信系统、无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork,WLAN）、蓝牙技术（Bluetooth）、家庭无线网（HomeRF）等移动通信新技术也纷纷涌现。

这些技术的出现，极大地方便了人们的生活，同时也推动了无线通信技术的发展。

无线自组网（AdHoc）作为移动计算机网络的一种特殊形式，不依赖于固定网络设施，网络组织灵活，节点不会因为移动到基站发射距离之外而要越区切换，加上其具有生存性极强、创建与移动极为方便的特点，弥补了蜂窝系统与有线网络的不足，在许多特殊情况下有着不可替代的作用，广泛应用于国防战备、灾难援助、法律执行等无法得到有线网络支持或某些只是临时需要通信但建立有线通信网络代价太大的环境[1]。

其应用范围可以覆盖工业、商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场合。

随着无线自组网络研究的发展和相关产品的成熟，无线自组网必将越来越受到人们的重视，应用领域也越来越广泛，因而具有广泛的研究价值与发展前景，给民用产品的开发也带来了巨大的经济和社会效益。

无线自组网的路由协议作为影响网络性能的一个重要因素，是确保无线自组网正确运行的关键。

对该领域进行深入而广泛的研究将为无线自组网的应用提供重要科学依据。

1.2国内外研究现状

由于无线自组网络的特殊性，传统固定网络和移动通信网中使用的各种路由协议（如RIP、OSPF等）无法直接被使用，因此，需要为无线自组网设计专门的路由协议和算法，还要对无线自组网的应用、组网、管理等进行专门的研究。

许多国家的无线通信技术研究人员在这方面展开了大量的研究工作。

目前已有很多研究机构加入到了无线自组网技术的研究中，如美国加州大学克鲁兹分校JJ.Garcia-Luna_aceves教授领导的“计算机通信研究小组”；

美国国家标准和技术研究所“无线通信技术小组”；

IETF也专门成立了MANET工作组，负责无线自组网的路由协议标准化工作[1-2]。

自20世纪90年代以来，国内的一些大学和研究所也开始关注无线自组网技术，并对它进行了一些研究，如解放军理工大学、清华大学等。

国家将无线自组网技术明确地列入在2006年制定的《国家中长期科学的技术发展规划纲要》中。

1.3本课题研的研究内容和方法

作为一种特殊无线移动网络，路由协议是其重要的组成部分，也是研究的热点问题。

本课题主要是对无线自组网单播路由协议进行深入的研究与学习，然后利用NS2构建模拟平台，在此平台下实现以下几种典型的路由协议DSDV、DSR和AODV的仿真。

目前对各路由协议基于UDP连接的仿真比较成熟，而基于TCP连接的仿真相对较少，因此本课题的路由仿真的数据流为tcp流，然后根据仿真的结果分析和比较各协议在随节点不断增加和节点移动速度不断增加两种情况下的性能。

具体研究过程可分为以下几个部分：

（1）了解无线自组网，包括其产生、发展以及其特点和应用领域。

（2）对无线自组网路由协议特别是几种典型的路由协议进行学习和研究。

（3）认识和熟悉NS2网络模拟器，熟悉Tcl/OTcl编程语言。

（4）在已构建的仿真平台上实现路由协议DSDV、DSR、AODV基于TCP连接的仿真。

（5）根据仿真结果对这三种协议在随节点增加和移动速率增加的情况下的性能进行分析和评价。

2无线自组网

2.1无线自组网的产生和发展

“AdHoc”一词来源于拉丁语，意思是“专用的、特定的”。

无线自组网通常也可称为“无固定设施网”或“自组织网”。

由于组网快速