一种无线Ad-Hoc网络跨层服务发现协议研究

摘要

Ad-Hoc网络是一种特殊的无线通信网络。网络中各节点的地位平等,无需设置任何中心控制节点,具有很强的自组织性和抗毁性。因此,该网络被广泛应用于军事,灾难营救,偏远野外作业以及临时性的大型会议等场合,从而成为目前无线通信网络的研究热点之一。
　　 由于Ad-Hoc网络的动态拓扑结构,有效的服务发现机制就显得至关重要,它是Ad-Hoc网络中各节点共享服务的基础,也是Ad-Hoc协议栈中不可或缺的组成部分。本文的研究工作就是设计出一种在Ad-Hoc网络中有效的服务发现机制,从而提高Ad-Hoc网络中服务发现的效率。
　　 作者首先分析了现有的服务发现机制的特点、分类以及应用环境,指出传统的严格分层的服务发现机制对Ad-Hoc网络不再适用。接着,作者对路由发现机制和服务发现机制的流程进行了比较,发现这两种机制虽然处在网络不同层(前者处在网络层,后者处在应用层),但两种发现机制有很多相似之处。由此可知:传统的分层设计思想对这两种位于不同层的发现机制进行严格的区分,导致这两种相似的机制被重复实现和执行,造成控制信息冗余,服务发现效率低下。针对这一问题,作者借鉴目前Ad-Hoc网络中流行的跨层设计思想,打破层与层之间的严格限制,提出了一种新的服务发现算法:将服务发现信息合成到路由发现中去,从而减少层问冗余的控制信息,提高服务发现效率。在给出该算法的同时,作者还给出一个利用此算法实现Ad-Hoc网络服务发现的典型应用实例。作者对Ad-Hoc路由算法筛选后,最终选择了带宽利用率高、能及时对网络拓扑结构变化作出响应的按需路由协议AODV(Ad-Hoc On-Demand Distance VectorAlgorithm)来承载服务发现信息。最后,作者使用网络仿真器OPNET(OptimalNetwork Engineering Tools)对新算法进行了仿真,仿真结果表明新算法能够减少总的控制信息,减少端到端的时延,从而证明了新算法的有效性。