AODV协议的路由发现与维护机制详解

AODV（Ad hoc On-demand Distance Vector）是一种针对快速移动自组织网络（MANET）设计的按需路由协议，特别适用于节点众多的无线网络环境。其工作原理基于路由发现和维护，只有在需要时才启动，以减少不必要的通信开销。 1. **路由发现过程**: - 源节点（S）在没有到达目的节点（D）的有效路由时，会广播RREQ路由请求帧。 - 中间节点接收到RREQ后，会检查是否已有到达目的节点的更新路由。如果自己不是D且没有更优路径，会转发RREQ。 - 传播过程中，中间节点会更新自己的路由表，形成一条指向RREQ发起者的反向路由。 - 目标节点（D）或持有有效路由的中间节点收到RREQ后，会产生RREP路由应答帧。 - RREP通过反向路由单播回源节点S，完成路由建立。 2. **路由表结构**: - 路由表存储目的节点的IP地址、序列号、有效性标志、下一跳IP、跳数、前驱节点列表、生存时间和状态信息。 - 序列号用于标识路由信息的新旧程度，源节点和目的节点都需要维护自己的序列号。 3. **路由帧格式**: - AODV的主要帧类型包括RREQ（路由请求）、RREP（路由应答）、RERR（路由错误）和HELLO（活跃路由检测）。 - RREQ帧包含了源节点到目的节点的旧序列号，中间节点通过比较来判断是否有更新的路由。 4. **路由请求与应答**: - 当源节点S需要数据包发送而无路由时，会广播RREQ，请求其他节点帮忙转发。 - RREP帧包含最新的序列号，当目的节点或中间节点收到并确认后，更新路由并响应源节点。 5. **路由控制流程**: - AODV仅在需要时激活，通过控制RREQ和RREP的传播，动态地发现和维护路由。 - 防止环路的机制包括节点序列号，确保路由信息的正确传递。 AODV通过按需的路由请求、序列号管理和有效的路由更新机制，实现MANET中可靠的数据包传输，减少了网络资源的消耗，适合于动态变化的无线网络环境。