無線Mesh網絡環(huán)境中多網關路由和切換機制的研究.pdf

1、隨著無線通信技術的發(fā)展，能夠提供移動Internet接入的無線網絡正逐步改變著人們的日常生活。目前得到廣泛應用的無線局域網(Wireless Local Area Network，WLAN)是一種單跳的無線接入網，無線終端均需要通過訪問點(Access Point，AP)接入有線網絡。由于單跳無線的傳輸距離有限，這就限制了WLAN的覆蓋范圍。同時，由于AP需要直接與有線網絡相連，導致WLAN對有線網絡有著嚴重的依賴性，部署成本較高。為了

2、擴大無線接入網的覆蓋范圍、降低部署成本，無線Mesh網絡(Wireless Mesh Network)應運而生。 無線Mesh網絡使用多跳連接的方式為寬帶網絡接入提供了一種新的選擇，作為一種對傳統(tǒng)網絡拓撲的的革命性技術創(chuàng)新，無線Mesh網絡不但降低了網絡的部署成本，還大大拓展了無線網絡的覆蓋范圍，并減少了對有線網絡的依賴，同時還能提供很高的網絡帶寬。但是目前的無線Mesh網絡還處于研究階段，現有的網絡協議和技術無法滿足高性能寬帶

3、網絡的要求。我們還需要針對無線Mesh網絡自身的特點，對現有協議和技術進行改造，使得無線Mesh網絡所蘊含的帶寬資源得以充分的挖掘。 本文針對無線Mesh網絡的特性，提出了適用于多網關環(huán)境的多網關多路徑路由協議。該協議利用無線Mesh網絡非集中式的拓撲結構，以及存在冗余網關的優(yōu)勢，將終端與多個網關建立映射，以數據流為單位進行網關和路徑選擇；同時，又以數據包為單位，進一步實現了包的多路徑傳輸，不但提高了數據傳輸的并行度，減小了傳輸

4、延遲，還充分利用了網絡資源，提高了網絡效率。 在多網關多路徑路由協議的基礎上，本文對傳統(tǒng)的終端切換策略作出了改進，將無線Mesh網絡中的終端切換劃分為網內切換和網間切換兩個級別，分別采用不同的切換策略進行切換處理。網內切換的切換延遲和網絡開銷小，優(yōu)先級較高；在無法進行網內切換的情況下，才觸發(fā)網間切換，網間切換的開銷較大，但仍能保證大多數網絡應用不被中斷。采用網內切換和網間切換相結合的終端切換策略，不但降低了平均切換延遲，還降低了

5、平均網絡開銷。 由于無線Mesh網絡沒有專門的網絡管理機制，而無線網絡的拓撲結構變化也很難控制。當網絡拓撲改變時，傳統(tǒng)方式是通過鏈路感知和路由更新被動的進行調節(jié)，其反應速度緩慢，會使當前正在傳輸的的數據流被迫中斷。為了增強無線Mesh網絡的魯棒性，本文提出針對網絡拓撲變化的網絡主動調整機制。在某些情況下，當網絡拓撲發(fā)生可預知的改變時，為了盡可能的保證用戶當前正在傳輸的數據流不被中斷，Mesh網關和Mesh節(jié)點會按照一定的主動調整

6、機制提前進行相應的調節(jié)，使得在拓撲改變時，網絡依然能夠不受影響的繼續(xù)運行。 本文對所提出的多網關多路徑路由協議、終端切換策略和網絡主動調整機制進行了大量的仿真實驗。驗證了無線Mesh網絡中，采用針對Mesh特性設計的協議，無論在性能還是效率上都遠好于使用傳統(tǒng)協議；同時也驗證了無線Mesh網絡相對WLAN的成本優(yōu)勢、性能優(yōu)勢和穩(wěn)定性優(yōu)勢。 本文在現有對無線Mesh網絡研究的基礎上，合理利用網絡特性，提出了高性能的路由協議、