
收 稿日期 : 2006-10-07; 修 回日期 : 2006-12-31 基 金项 目: 国 家自 然科学 基金 资助项 目( 60503016) ; 东北 电力大 学博 士科研 启动 基金资
助项目 ( BSJXM-200502)
作 者简介 : 左国明 ( 1979-) , 男, 河南 新郑人 , 硕士 研 究 生, 主 要 研 究方 向 为 无 线移 动 自 组 网 路 由 协 议、群 集智 能 ( zgm324@ 163. com) ; 于 万 钧
( 1966-) , 男, 吉林德 惠人 , 副 教授 , 博 士, 主要研 究方 向为工 作流 技术、数据 挖掘 、移 动 agent等; 胡 兆 玮( 1980- ) , 男, 山 西忻 州 人, 硕 士 研究 生, 主 要
研究方 向为信 息安 全与访 问控制 ; 李倩倩 ( 1983-) , 女, 山东 济宁人 , 硕士研 究生, 主 要研究 方 向为 工 作流 技 术; 杨 博 ( 1974- ) , 男, 河 南 新乡 人, 副 教
授, 博士, 主要 研究 方向为 分布 式网络 优化 、复 杂网络 聚类 、算 法分析 .
基 于 改 进 蚁 群 算 法 的 Ad hoc 路 由 算 法
*
左国明
1
, 于万钧
1
, 胡兆玮
1
, 李倩倩
1
, 杨 博
2
( 1. 东北 电力 大学 信 息工 程学 院, 吉 林 吉林 132012; 2. 吉林 大学 计算 机科 学与 技术 学院 , 长春 130021)
摘 要: 在基 于蚁群 优化 算法 ( ACO) 的 Ad hoc 路由 算法 的基 础上 提出 了一 种改 进的 基于 蚂蚁算 法的 Ad hoc 路
由算 法。该 算法 吸收 了 AODV 的 优点 , 并 且在 实现 方面 得到 了 改 善。 分析 表 明, 该 算 法 能 大 大 提高 系 统 的 可 靠
性、鲁棒 性, 增强 了通 信网 络的 自适 应能 力。
关键 词: 无线移 动自 组织 网络 ; 蚁群优化 ; 蚂 蚁代 理; 按 需路 由
中图 分类 号: TP393; TP301. 6 文献 标志码 : A 文章 编号 : 1001-3695( 2008) 01-0059-03
Ad hoc network routing algorithm based on ant colony optimization algorithm
ZUO Guo-ming
1
, YU Wan-jun
1
, HU Zhao-wei
1
, LI Qian-qian
1
, YANG Bo
2
( 1. College of Information Engineering, Northeast Dianli University, Jilin Jilin 132012, China; 2. College of Computer & Technology, Jilin
University, Changchun 130021, China)
Abstract: This paper proposed anovel Ad hoc network routing algorithmbased on ACO on previous people s’basis. Thisal-
gorithmnot only combined the on-demand routing capability of Ad hoc on-demand distance vector( AODV) routing protocol’s
merit, butalso improved on it’s implement. Through analyzed this algorithm, this algorithm would improve the network’s reli-
ability, robustness and network’s correspond adaptive ability.
Key words: mobile Ad hoc networks; ACO( ant colony optimization) ; ant agent; on-demand routing
0 引言
与传统有线网络和蜂窝网络相比, 无线移动自组织网无固
定基础设施; 每个节点都 可以随 时进入 或离开 网络, 并且它 们
之间的地位 是平 等 的; 所有 节点 都 可作 为路 由 转发 节点。 因
此, 开发一种较好的动态 路由 协议 就成 为 Ad hoc 网络 设计 的
关键。一般来说应具备以下功能
[ 1]
:
a) 能感知网络拓扑结构的 变化。Ad hoc 路由协 议要能 感
知网络拓扑的动态变化, 因为每个节点都可以随时进入或离开
网络, 良好的路由协议要能够监测到网络拓扑结构的变化。
b) 维护网络拓扑的连接。每个节 点都可 以随时 改变位 置
或离开进入 网 络, 因 此网 络 拓 扑结 构 是 频繁 变 化 的。Ad hoc
网络路由协议为了使节点之间的链路具有较强的连接性, 必须
动态更新链路状态及对自己进行重新配置。
c) 高度自适 应 的 路由。 这是 设 计 Ad hoc 网 络路 由 的 关
键。鉴于 Ad hoc 网络拓 扑结 构的快 速变 化, 需要 设计 一种 高
度自适应路由机 制 来处 理这 种 变化。据 此, Ad hoc 网络 路 由
协议大致可 以分 为先 验式 ( proactive) 路 由协 议、反应 式( reac-
tive) 路由协议以及两者相结合的路由协议。
蚁群优化方 法 是意 大 利 学者 M. Dorigo 等 人
[ 2]
最 早 提 出
的, 又称蚂蚁算 法。它是 一 种性 能优 良 的启 发 式随 机优 化 算
法, 具有自组织及自动学 习的能 力, 在 它提出 初期主 要是为 解
决旅行商问题( TSP) 。后来, G. D. Caro 等人
[ 3]
将蚁群算法 应
用到网络路由中去, 并称这种算法为 AntNet。
1 AODV 路由协议和 ACO 路由算法
1. 1 AODV 路由协议
AODV
[ 4]
路由协议是 一 种按 需路 由 协议。 它是 根据 业 务
需求建立起 来 的。在 AODV 路由 协 议 中, 当 一个 节 点 ( 源 节
点) 需要向目的节点发送数据时, 如果 它的路 由表项 中不存 在
到达目的节点的路由时, 它将会发起路由建立过程。源节点向
它所有邻居节点广播路由请求信 息 RREQs( route requests) ; 收
到 RREQs 的邻居节点建立 反向路 由, 目 的节 点为 原来 的源 节
点。如果此相邻节点存在通向目的节点的路由时, 则沿反向路
由发送应答信息 RREPs( route reply) , 并据此建立正向路由; 否
则, 此邻居节点将向它所有邻居节 点广播 RREQs, 直 到某个 中
间节点存在通往 目的 节 点的 路 由或 直接 到 达目 的节 点 为止。
在此过程中建立反向路由以备发送应答信息。最后, 此节点沿
反向路由向源节点发 送应 答信 息 RREPs, 收 到 RREPs 的节 点
建立到目的节点的路 由———称 为正向 路由。在建 立路 由过 程
中, 利用序列号来避免环路的产生。
为了维护路由, 在 AODV 路由 协议中, 每 个节点 周期性 地
向邻居节点广播 hello 信息, 表 示此 节点 存在。如 果一 个节 点
在一定时间内没有接收到 hello 信息, 则 说明 该链 路中 断。 当
第 25 卷第 1 期
2008 年 1 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol. 25 No. 1
Jan. 2008