ISSN 1000-0054
CN
11-2223/N
清华大学学报 (自然科学版)
J T singhua U niv (Sci& T ech),
2007 年 第 47 卷 第 1 期
2007, V ol.47, N o.1
26/41
100-103
移动自组网与
Inter n et
的多网关互连
张凯捷, 向 勇, 史美林
(清华大学 计算机科学与技术系, 北京 100084)
收稿日期: 2005-11-09
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (60273010)
作者简介: 张凯捷 (1978-), 男 ( 汉), 江 苏, 博士 研 究生。
通讯联系人: 史美林, 教授, E -m ail: shim l@ m ail.tsinghua.edu.cn
摘 要: 为了将移动自组网与
In tern et
相连,提出了一个通
用的独立于路由协议的互连框架。阐述了地址自动配置和分
组路由的过程。针对多网关的情况,给出了基于动态公告
TTL
值和动态公告间隔的自适应网关发现算法,提高网关
发现的效率。并在网关切换过程中,通过预先建立与新网关
之间路由的方法,实现快速平滑的切换。仿真实验表明: 应
用这两种算法能够显著提高分组递交率并降低端到端延迟。
互连协议的平均开销约为路由协议的 20% , 不会给网络带
来太多的负担。
关键词: Internet互连; 移动自组网; 网关发现; 网关切换
中图分类号:
TP
393.03 文献标识码:
A
文章编号: 1000-0054(2007)01-0100-04
Multiple gateways-based Internet
connectivity for mobile ad hoc networ ks
ZHANG Kaijie
,
XIANG Yong
,
SHI Meilin
(
Departm e nt of Com puter S cien c e and Te chnology
,
Tsinghua University
,
Beijing 100084
,
China
)
Abstract
:A commonframeworkwhich is independentof underlying
routin g protocols is presented to connect m ob ile ad hoc netw orks to
th e w ired In tern et. A d d ress au to co n fig u ratio n a nd rou tin g are
discussed. W hen m ultiple gatew ays exist, the fram ew o rk adopts an
adaptive gatew ay discovery algorith m based on th e dyn am ic T T L of
th e advertisem ent and the dynam ic interval betw een tw o
advertisem ents to achieve h ig h efficiency. W h en gatew ay han d o ff
occurs, th e fram ew ork obtains fast han d o ff perform ance by
pre-establishing a route to the new gatew ay. Sim ulations show that
th ese tw o algorithm s efficiently im pro ve th e pack et delivery ratio
and reduce the end-to-end packet delay. T he average control
overhead is about 20% of that of th e ro uting protocol, thus it w ill
n o t ad d to o m u c h lo ad to th e n etw o rk .
Key words
: Internet connectivity; m obile ad hoc netw orks; gatew ay
discovery; gatew ay handoff
移动自组网(
mobileadhocnetworks
,以下简
称“自组网”)是由有一组移动节点临时组成的、自治
的、无中心的、多跳的无线网络。最初对自组网的研
究只是将其作为一个独立的网络,将自组网与
In tern et
相连,可以扩展自组网的应用,同时自组网
多跳通信的特点为无线接入提供更大的覆盖范围。
将自组网与
In tern et
互连一般有两种方式: 一
是对路由协议进行扩展。文[1]利用 D SR 的源路由
特性进行互连功能的扩充,这种方式依赖于特定的
路由协议,不具有通用性; 二是引入与路由协议独
立的机制,运行于网络层或应用层。目前大部分相关
工作是将 M obile IP 应用到自组网多跳的环境
中
[2, 3]
。M obile IP 是为了全局互连而设计的,对本地
互连支持不够,无法解决多网关情况下本地互连中
的问题。文[4]中使用 C luster G atew ay 为移动节点
提供
MobileIP
或
NAT
服务,不适合按需路由协
议,也无法应用于多网关的情况。文[5]中的方案是
基于
IP v
6的。
本 文 针 对 自 组 网 与 In tern et 本 地 互 连 的 情 况 ,
提出了一个基于多网关的路由协议无关的互连协议
框架,并给出了自适应的网关发现算法和快速网关
切换算法,提高互连的性能。由于按需路由协议是在
节点发起通信的时候才进行路由的建立,在互连时
比主动路由协议遇到更多的问题,因此主要针对按
需路由协议的特点进行互连协议的设计。
1
互连协议的基本框架
图 1 描述了互连的基本结构,自组网中有一个
或多个网关,网关同时具有无线和有线接口。使用多
个网关可以提高连通性,实现负载平衡。多个网关具
有相同的地址前缀,避免移动节点在网关间切换时
因改变
IP
地址而导致连接中断。但多网关的情况也
产生了路由上的复杂性,引入了一个网关控制器来
解决路由上的问题,网关控制器与网关通过有线链