随着工业自动化的发展，无线网络在其中扮演着越来越重要的角色，许多自动化设备之间的通信都使用无线通信，而无线自组织网是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统，可以应用于多种场合，这其中就包括可以移动的自动化设备之间的通信。为了实现通信，路由协议是必不可少的，而设备之间经常需要多播业务，MAODV路由协议就是一种多播路由协议，可以实现一个自动化设备和一组自动化设备之间的通信。
下面对MAODV路由算法进行详细地描述，并把每个自动化设备看成是一个节点。

MAODV算法描述

1． 节点加入多播组过程
当节点想加入多播组时，就广播路由请求信息join RREQ给多播组。如果不是多播组成员的中间节点收到 join RREQ，它就再把这个RREQ广播给邻节点。
当join RREQ在网络中广播的时候节点同单播AODV算法一样建立逆向路由条目,并在多目标路由表中相应的条目也会更新。但这个路由条目不会被激活，除非此路由被选为多播树的一部分。 
多播树上的节点收到join RREQ后，如果自己所记录的多播组序列号大于等于join RREQ中多播组序列号，则它可以响应此join RREQ。而多播组群首总是能对join RREQ响应。响应的节点通过更新路由表中请求节点的下一跳信息来更新它的路由和多播路由表，然后单播RREP给源节点。当RREP沿着逆向路径回传时，此路径上的每一个节点收到RREP后都在路由和多播路由表中添加对应的路由条目，前向路由就建立了。
当源节点向多播组广播join RREQ时经常会收到好几个RREP回复。源节点在一定时间内选有最大序列号和到多播树成员跳数最短的路由，并激活所选择路由的下一跳信息，然后沿着所选路径单播激活消息（MACT）。此路径上的节点收到MACT后，激活多播路由表中相应条目，此过程一直到发起RREP的树成员。MACT分组保证了多播树是单径的，节点只会沿着多播路由表中激活的路由转发数据包。此过程见图1。

                             图1.  加入多播组的过程

2． 节点离开多播组的过程（剪枝过程）
在正常的网络运行当,组播成员很有可能想终止与多播组的关系，如果节点不是树中的叶子节点，脱离和组关系后还充当树中路由器的作用，所以把组地址置0就可以了；节点如果是叶节点（到对应组只有一个激活的下一跳），则发送剪枝消息使自己从树中剪去，即发送P标志MACT分组给上游节点，然后删除多播表中有关此组信息的所有条目，上游节点收到这个P标志的MACT后，删除多播表中发送节点条目，如果自己是组成员或不是叶节点，剪枝过程就结束，否则继续给自己的上游节点发送P标志MACT。　
3． 节点给多播组发送数据的过程
节点想给多播组发送数据但没有到多播组的有效路由时，广播RREQ，目的地址为组地址，这个路由发现过程和单播AODV路由协议时一样，找到路由后单播数据包给多播组，多播树上的节点收到后沿着所建立的多播树的树枝将数据包转发给所有组成员。
4． 树的链路断开时的处理
当节点移动或其他原因造成多播树的链路断开时，下游节点会进行修复过程，下游节点
广播join RREQ来重新加入多播组，扩展域Mgroup_hop为自己到群首距离，只有具有最新的序列号且到群首的跳数小于此join RREQ中的Mgroup-hop的树成员才能回复。而相应的上游节点如果不是组成员且是叶节点，则设置定时器等待树枝通过它重建，如果一定时间后没有对应组激活的下游节点，则发送剪枝消息使自己从树中剪去。　
如果链路修复失败，网络被分割，新分出来的网络需要新的群首，如果发起修复的节点是组成员，则成为新群首，否则通过发送G标志的MACT来选择新的群首。
5． 树的重建
当原本已分开的网络部分又连接在一起时，就会带来分开的树又合并的问题。节点会收到一个组hello分组，它所包含的信息与节点所保持的信息有所不同。如果节点是多播组的成员且是含有地址较低的群首的那部分树的成员，那么它就会启动树的重新构造过程。

性能分析

本文利用ＮＳ－２仿真软件对MAODV进行性能仿真，由于MAODV受分组递交率和网络开销影响较大，所以选取这两个指标进行性能评估：
2 分组递交率：即目的节点接收到的数据包个数与源发送的数据包个数之比，反映了网络传输的可靠性，递交率越高可靠性越大。
    
2 网络开销: 即为传递数据包，平均每个数据包所需要的路由包的个数。它反映了网络的拥塞程度和节点电源的效率，开销大的协议拥塞的概率就大，且会延迟接口队列中数据包的发送。
 
仿真环境是35个移动节点，一个组，组成员20个，其运动的拓扑范围为1500m*300m，业务源发包率为4 packet/s, 数据包长为512bytes 。下面给出节点移动速度和CBR业务连接数改变时的仿真图：

        图2  参数改变时分组递交率的仿真图                                       图3 参数改变时网络开销的仿真图

由图2可以看出，随着CBR业务源连接数的增加，MAODV路由协议的分组递交率降低，尤其是当CBR连接数增大到25个时，分组递交率在70%以下，而随着节点移动速度的增加，分组递交率也呈下降趋势。由图3可以看出，MAODV路由协议的开销不大，在0.2到0.4之间，随着CBR业务连接数的增加，开销略有增加，随着节点移动速度的增加，开销也较少的增加。总体来说，MAODV路由协议适合于移动速度不太大，业务源数目不是很多的中等规模的网络。

结束语

移动自组网是有着很高实用价值的一个新兴研究领域，路由协议是自组网的核心技术之一，目前对单播路由协议的研究较成熟，而多播协议还有待进一步研究。本文对MAODV多播路由协议算法进行了详细的描述，并通过仿真分析了它的性能。MAODV多播路由协议还需要在Qos保障、路由安全等方面进行深入研究，使用最简单的方法和最少量的额外开销获得最有效、最快捷和最安全的多播路由将是人们长期努力的方向。

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