基于网络编码的路由协议的实现与仿真(2)
为了缓解网络拥塞、提高网络的吞吐量，研究人员提出了网络编码思想：网络中的节点不再仅仅具有存储转发的功能，更允许节点对来自不同链路的数据包进行编码组合后再发送，从而减少传输次数，提高网络吞吐量，研究人员从理论上证明应用网络编码可以使网络达到传输上限。
目前的网络编码机制主要分为确定性和随机性两种方案，针对不同的网络环境及资源能力，可选择相应的合适的编码方案。确定性编码方案如线性网络编码及网络编码的代数方法等，通过对全局网络结构进行分析，并对每个节点的输入流选取适当的系数进行线性组合来实现网络编码。该方案需要了解整个网络的情况，复杂度比较高，不易于分布式的实现，一旦网络拓扑发生变化，必须修改整个编码方案，鲁棒性较差。而随机网络编码方案采用分布式的设计思想，其编码组合的系数可以随机选择，能以较大的概率成功地实现网络编码。
在随机性编码方案中，又以COPE方案为代表，它充分利用了无线网络中节点具有广播的功能并且相邻节点之间能够共享无线信道这一特性，将节点设置为混杂模式使其能侦听其邻居节点之间的通信，将编码及解码过程简化为简单的异或运算，从而降低了算法的复杂度，易于实现。目前，作为一种提高无线网络吞吐量的技术，COPE方案已经得到了研究者们的认可，并被进行了广泛的研究。
1.2 研究现状
1.3 论文组织结构
本文通过对AODV协议的原理及其在NS2下仿真的理解学习，分析了它存在的固有黑洞漏洞，提出了处理的方法。并进一步研究了COPE协议,与传统的AODV协议进行了性能比较。本文共分五章，论文组织结构如下：
第1章简要介绍了课题研究意义和背景；
第2章简要介绍了网络协议及网络仿真软件NS2；
第3章介绍AODV协议的基本原理及其在NS2仿真软件下的实现，并简要阐述了AODV协议的黑洞问题及应对手段；
第4章介绍了COPE协议的基本原理及其基于AODV协议的编写；
第5章对编写的COPE协议与AODV协议进行了数据分析比较；
结论部分对整个论文工作进行总结，并指出今后可以进一步研究的地方。
2 路由协议及网络仿真工具简介
2.1 无线自组网的路由协议
在无线网络中，每个移动节点兼备路由器和主机两种功能。作为主机，移动节点需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，它需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表参与数据分组转发工作和路由文护工作。考虑到无线网络中节点是移动的，网络的拓扑结构不断变化，传统的用于因特网的路由协议（如RIP、OSPF等）无法适应无线网络的实际需要，同时由于移动节点的计算能力和存储容量较低并且能源受限，要求路由协议尽量简单，这又增加了无线网络中路由协议设计的难度。
2.1.1 无线网络路由协议的分类
无线自组网的路由协议大致可以分为先验式（Proactive）路由协议、反应式（Reactive）路由协议，如图2.1所示。先验式路由协议又称为表驱动路由协议，在这种路由协议中，每个节点文护一张包含到达其它节点的路由信息的路由表。当检测到网络拓扑结构发生变化时，节点在网络中发送更新消息，收到更新消息的节点将更新自己的路由表，以文护一致的、及时的、准确的路由信息，所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小，但是路由协议的开销较大；反应式路由协议，又称为按需路由协议，是一种当需要发送数据时才查找路由的路由算法。在这种路由协议中，节点不需要文护及时准确的路由信息，当向目的节点发送报文时，源节点才在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由。