基于HWMP协议的无线Mesh网络负载均衡策略研究

基于HWMP协议的无线Mesh网络负载均衡策略研究

论文摘要

无线网状网(WMN:Wireless Mesh Network)是基于无线自组网发展而来的一种相对静态的无线网状网络。无线网状网是不同于以往任何一种有线或无线的网络技术,它的技术关键是通过邻近节点的多跳中继后接入网络,并且具有自组织、自愈性等特点。它满足了人们日益增长的对网络的高速度、高吞吐量的追求,并且它的低成本和易安装等特性,也让它更广泛地应用在各种场景中。无线网状网是一项新生的技术,有很多值得研究的课题。本文的重点就是从解决网络负载均衡入手来提高网络的吞吐量和速度。文章首先介绍了无线网状网的特点、网状网的结构、网状网与无线局域网和无线自组网的区别、网状网的关键技术、路由协议和无线网络的应用。这其中重点介绍了无线网状网的路由协议,因为路由协议对网络性能的优化起到十分重要的作用。路由协议的描述是根据网络拓扑结构的不同分别展开,介绍了几种典型的先应式路由协议、按需路由协议和混合路由协议。文章其次是介绍了网络负载均衡的策略研究。这其中先是简单介绍了无线网状网负载不均产生的原因,然后是重点介绍了各种已存在的解决负载不均的策略。在针对网关负载不均的应对策略中,主要介绍了基于移动边界的负载均衡(MBLB)策略和基于分区主机的均衡负载(PHLB)策略。在针对中央负载不均的应对策略中,主要介绍了基于环的路由策略。文章再次是针对网关负载不均现象提出了基于HWMP协议的多网关选择策略。文章首先详细地介绍了HWMP协议;然后对多网关环境下的网关选择问题进行了描述;其次是在分析了已有的网关选择参数的基础上,提出了基于HWMP协议的多网关选择策略;最后详细描述了网络的基本工作过程和网关选择的基本过程。同时,本章还在NS2的实验平台上进行了仿真实验。实验结果证实:在以本策略为基础的多网关环境下,网络吞吐量和速度有了明显提升。文章然后是针对中央负载不均的情况提出了多路径路由策略。文章首先是比较了现有的各种多路径路由协议的优劣;然后提出了基于HWMP协议的多路径路由策略,策略的主要特点是以节点自身传输能力、路径质量和拥塞情况等为路径选择依据。实验发现该策略在网络吞吐量和端到端延时方面均得到有效改善。论文最后对文章做了总结,并对未来工作提出了研究方向。未来主要是研究如何以最少的网络代价来解决数据在多条路径上同时传输时,数据流的分配和数据流在目的节点汇聚后数据流的重新排列问题。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 无线Mesh的特点
  • 1.3 无线网状网的网络结构
  • 1.4 与其他无线网络的区别
  • 1.4.1 无线网状网与无线局域网的区别
  • 1.4.2 无线网状网与自组网的区别
  • 1.5 无线网状网的关键技术
  • 1.5.1 空间复用度
  • 1.5.2 多信道技术
  • 1.5.3 路由优化
  • 1.6 几种典型的路由协议
  • 1.6.1 先应式路由协议
  • 1.6.2 按需路由协议
  • 1.6.3 混合路由协议
  • 1.7 无线网状网的应用
  • 1.8 文章主要内容与结构
  • 第二章 负载均衡的策略研究
  • 2.1 网关负载均衡
  • 2.1.1 基于移动边界的负载均衡(MBLB)
  • 2.1.2 基于分区主机的均衡负载(PHLB)
  • 2.1.3 基于概率分割的负载均衡
  • 2.1.4 关于网关负载的几种典型研究
  • 2.2 中央负载均衡
  • 2.3 小结
  • 第三章 基于HWMP的多网关选择策略
  • 3.1 HWMP协议
  • 3.1.1 HWMP简介
  • 3.1.2 按需路由模式
  • 3.1.3 前摄式树状路由模式
  • 3.1.4 混合路由模式
  • 3.1.5 HWMP的问题
  • 3.2 网关选择问题描述
  • 3.3 网关选择依据
  • 3.4 决策函数
  • 3.5 多网关选择的工作过程
  • 3.6 仿真实验与分析
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 基于HWMP的中央负载均衡策略
  • 4.1 现有多路径路由协议的研究
  • 4.2 基于HWMP的多路径路由协议
  • 4.2.1 参数设置
  • 4.2.2 协议基本工作过程
  • 4.3 仿真实验与分析
  • 4.4 小结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 论文总结
  • 5.2 下一步研究重点
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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