在今天的多样通信方式下，无线网络给了我们很多梦寐以求的东西。就如现在的Ad-hoc网络它的使用让更多技术成为可能。关于它的路由协议我们将详细研究一下。我们都知道，无线通信系统虽然在应用场合､成本､最大接入速率等方面存在差异,但却有一些共同的特点,即网络在使用前必须首先部署基础设施,如基站､移动交换中心､接入点或卫星等｡但在某些特定的应用条件下,如灾难事故现场､瞬息万变的战场等,人们需要快速建立能够通信的网络,而这种需要基础设施的网络无法满足快速部署的要求｡
Ad-hoc网络是一种无基础设施的移动自组织网络,由若干期望相互通信的移动用户组成的对等网络,在不借助任何固定基础设施或者中心设备情况下,直接通过无线链路连接而成的一种自治系统｡在这种系统中,所有节点都可以随机移动,且都能以与其它节点的保持联系,即每个移动节点同时充当路由器和终端的双重角色｡当两个用户终端无法进行直接通信时,通常借助于其它节点的路由功能而实现通信｡
路由协议是Ad-hoc网络中移动节点互相通信的基础,也直接影响通信业务的QoS､安全性等指标,路由协议的研究已经受到了学术界的高度关注｡互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force, IETF)专门成立了移动Ad-hoc网络工作组,称为MANET,其主要工作就是针对Ad-hoc网络的路由进行研究｡国内外许多大学和研究机构也都在从事Ad-hoc的路由研究｡
Ad-hoc网络由于具有多跳､动态拓扑､无线链路传输等特点,其路由协议与传统的有线网络有很大的区别｡传统的路由协议通常采用:距离向量路由协议(Distance Vector Routing Protocol);链路状态路由协议(Link State Routing Protocol)｡由于Ad-hoc网络的拓扑结构由于移动而变化,因此,无法保证每个节点都能及时掌握最新的拓扑结构信息,路由算法的收敛性差｡同时,传统的距离矢量算法中存在路由环路问题,基于距离矢量的Ad-hoc路由算法必须避免路由环路,但在现有的协议中,路由环路解决方案往往比较复杂｡
目前已有的MANET路由包括前摄式(proactive)､后摄式(reactive)和混合式三种类型｡
前摄式路由协议也称表驱动(table driven)协议,典型的先应式协议有DSDV和WRP等｡路由发现策略与传统有线路由协议类似,各节点必须维护通往全网所有节点的路由｡这种路由协议的优点是当节点需要发送数据分组时,只要去往宿点的路由存在,路由时延就很小｡但主动路由需要发费较大开销用于维护全网路由表的一致性,尽可能使得路由更新能够及时反映当前拓扑结构的变化｡由于拓扑结构的快速变化可能使得这些路由更新变成过时信息,路由协议始终处于不收敛状态｡
后摄式路由协议又称按需(on demand)协议,与先应式路由不同,反应式路由认为在动态变化的自组织网络中,没有必要事先维护通往其它节点的路由,仅在源节点有分组要发送但没有去往宿节点的路由时,才按分组发送的需要进行路由发现｡拓扑结构和路由表内容是按需建立的,仅是整个拓扑结构信息的一部分｡其优点是不需要周期性的路由信息广播,节省了一定的网络资源,缺点是发送数据分组时,如果没有通往宿节点的路由,路由发现会引起较大延时｡典型的反应式路由有AODV和DSR等｡
从数据分组的传送时延角度来说,先应式陆游协议要优于反应式路由协议;从路由协议的效率角度考虑,反应式路由协议的开销小于先应式路由协议;从获取最优路由的效率角度考虑,先应式路由协议所发现的路由要优于反应式路由协议｡但总起说来,尽管上述两种协议都有不尽人意的地方,相比起来,反应式路由协议更适合于无线自组织网络｡
常用的混合式路由协议有CGSR和ZRP｡其中,CGSR(Cluster Head Gateway Switch Routing)协议是在DSDV协议基础上结合集群路由机制设计的｡CGSR采用LCC(Least Cluster Change)算法形成集群结构｡除了群首节点外,CGSR还规定了其他两种类型的节点｡一个群首的内部节点是指位于该群首的无线通信范围内的节点,网关节点则是指同时位于多个群首的无线通信范围之内的节点｡ZRP(Zone Routing Protocol)是第一个利用集群结构混合使用按需和主动路由策略的自组网路由协议｡
Ad-hoc网络中的节点既是一个主机又是一个路由器,可以在网络中寻找和保持到其他节点的路由｡Ad-hoc网络路由协议的目的是在源节点与目的节点之间建立一条有效的路由,及时可靠地发送数据｡
路由也可能受到各种攻击,如果路由被攻击,很可能导致网络的瘫痪｡近年来,路由协议的安全问题已经受到研究人员的高度关注,特别是现有的Ad-hoc路由协议容易受到攻击｡路由攻击主要有两类:被动式攻击和主动式攻击｡
被动式攻击指恶意节点并不破坏路由协议的执行过程而仅仅通过侦听路由的通信过程获取对它有用的路由信息｡由于无线电波的开放性,对这类恶意节点的检测相当困难｡
主动式攻击指恶意节点阻止路由的建立､更改包的传送方向､中断路由的使用､以及利用虚假数据骗取网络的认证和授权等破坏性行为｡主动式攻击可进一步分为外部攻击和内部攻击｡外部攻击是指位于网络外部的攻击者对网络发起的攻击,而内部攻击是指经过了认证和授权已成为网络成员的恶意节点在网络内部发起的攻击｡
路由黑洞攻击是内部攻击的一种主要方法,它是恶意节点对源节点宣称自己有到目的节点的最佳路由,从而使得源节点选中它所在的路由｡通过这种方法,恶意节点可以轻易拦截下所有的数据｡
