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路由協議范文1
【關鍵詞】路由協議;RIP協議;OSPF協議;BGP協議;威脅
路由協議就是在路由指導IP數據包發送過程中事先約定好的規定和標準。由于路由設備的基本功能是通過尋址與轉發實現網絡的互聯互通，因此路由設備成為現代通信網絡的基礎設施。隨著移動通信網絡、固定網絡以及因特網的發展，網絡的主要應用基于網際協議（Internet Protocol，IP）化的趨勢更加明顯，從而使路由設備的地位和作用越發重要。
1.路由協議概述
1.1 RIP協議概述
RIP（Routing information Protocol，路由信息協議）是應用較早、使用較普遍的內部網關協議（Interior Gateway Protocol，IGP），適用于小型同類網絡的一個自治系統（AS）內的路由信息的傳遞。RIP協議是基于距離矢量算法（Distance Vector Algorithms，DVA）。它使用“跳數”，即metric來衡量到達目標地址的路由距離。
RIP協議的工作過程，路由器啟動后，路由表中只有那些與其直接連接的網絡地址。在每個路由器啟動后，路由器以廣播的形式向相鄰的路由器發送自己完整的路由表。收到報文的路由器依據該信息來更新自己的路由表。最終所有的路由器都會有一份完整的路由表，得知整個網絡的狀態，達到匯聚狀態。如圖1中，R2的路由表開始只有與它直連的網絡2和網絡3的路由信息。接著它收到R1和R3發給它的路由表，它根據收到路由表中的路由信息，將自己路由表中沒有的路由信息添加進來，并將原有的距離加1。當R2把它從R1，R3獲得的路由信息匯聚起來發給R1，R3后，R1，R3也將自己的路由表更新，這時，就達到了匯聚狀態。
在達到匯聚狀態后，路由器每隔30秒向與他相連的網絡廣播自己的路由表，如果180秒（6個更新周期）一個路由項沒有得到確認，則該路徑失效。若經過240（8個更新周期）秒路由項仍沒有得到確認，它就被從路由表中刪除。30，180，240秒的延時都是由計數器控制的，它們分別是：更新計時器（Update Timer）， 無效計時器（Invalid Timer）和刷新計時器（Flush Timer）。
路由器在收到某一鄰居路由器的路由信息后，對本路由表中沒有的項目，增加該路由項。前提條件是，該路由項的度量值少于16，即可達，因為這是新的目的網絡;對本路由表中已有的路由項，當下一跳的地址不同時，只在度量值減少的情況下更新該路由項的度量值，若下一跳的地址不同，但度量值相等，即代價一樣，那此時保留舊表;若下一跳的地址相同，只要度量值有改變就更新該路由項的度量值，因為這里路由項的度量值，要以最新的消息為準。
1.2 OSPF協議概述
OSPF（Open Shortest Path First，最短路徑優先）也是一個內部網關協議，用于在單一自治系統內決策路由。與RIP相對，OSPF是鏈路狀態路由協議，而RIP是距離向量路由協議。目前，OSPF協議是自治系統內主要采用的路由協議。
OSPF協議不僅能計算兩個網絡結點之間的最短路徑，而且能計算通信費用?？筛鶕W絡用戶的要求來平衡費用和性能，以選擇相應的路由。在一個自治系統內可劃分出若干個區域，每個區域根據自己的拓撲結構計算最短路徑，這樣做減少了OSPF路由實現的工作量。OSPF屬動態的自適應協議，對于網絡的拓撲結構變化可以迅速地做出反應，進行相應調整，提供短的收斂期，使路由表盡快穩定化。每個路由器都維護一個相同的、完整的全網鏈路狀態數據庫。這個數據庫很龐大，尋徑時， 該路由器以自己為根，構造最短路徑樹，然后再根據最短路徑構造路由表。路由器彼此交換，并保存整個網絡的鏈路信息，從而掌握全網的拓撲結構，并獨立計算路由。
OSPF協議路由的計算過程為：每臺OSPF路由器根據自己周圍的網絡拓撲結構生成鏈路狀態通告LSA，并通過更新報文將LSA發送給網絡中的其他OSPF路由器;每臺OSPF路由器都會收集其他路由器發來的LSA，所有的LSA放在一起便組成了鏈路狀態數據庫LSDB，LSA是對路由器周圍網絡拓撲結構的描述，LSDB是對整個自治系統的網絡拓撲結構的描述;OSPF路由器將LSDB轉換成一張帶權的有向圖，這張圖便是對整個網絡拓撲結構的真實反應，各個路由器得到的有向圖是完全一樣的;每臺路由器根據有向圖，使用SPF（最短路徑優先）算法計算出一棵以自己為根的最短路徑樹，這棵樹給出了到自治系統各個節點的路由。
1.3 BGP協議概述
BGP（Border Gateway Protocol）是一種自治系統間的動態路由協議，它的基本功能是在自治系統間自動交換無環路的路由信息，通過交換帶有自治系統號序列屬性的路徑可達信息，來構造自治區域的拓撲圖，從而消除路由環路并實施用戶配置的路由策略。與OSPF和RIP等在自治區域內部運行的協議對應，BGP是一種EGP（Exterior Gateway Protocol）協議，而OSPF、RIP、ISIS等為IGP（Interior Gateway Protocol）協議。BGP協議經常用于ISP之間。
BGP協議從1989年以來就已經開始使用。它最早的三個版本分別是RFC1105（BGP-1）、RFC1163（BGP-2）和RFC1267（BGP-3），當前使用的是RFC4271（BGP- 4）。 隨著INTERNET的飛速發展，路由表的體積也迅速增加，自治區域間路由信息的交換量越來越大，影響了網絡的性能。BGP支持無類別域間選路CIDR（Classless Inter Domain Routing），可以有效的減少日益增大的路由表。BGP-4正迅速成為事實上的Internet邊界路由協議標準。
BGP協議具有以下特性：
①BGP路由協議的著眼點在于控制路由的傳播和選擇最好的路由，而OSPF、RIP、IGP協議的著眼點在于發現和計算路由。
②通過攜帶AS路徑信息以及BGP的路由通告原則，可以解決自治系統之間與內部的路由環路問題。
③BGP為路由信息附帶豐富的路由屬性，路由策略利用這些屬性，可以靈活的控制選路。
④BGP-4支持無類別域間選路CIDR（Classless Inter Domain Routing），也稱為supernetting（超網），這是對BGP-3的一個重要改進。
⑤與OSPF，RIP等IGP協議相比，BGP的拓撲圖要更抽象一些。在BGP中，拓撲圖的端點是一個AS區域，邊是AS之間的鏈路。
⑥使用TCP作為其承載協議，端口號是179，提高了協議的可靠性。
⑦路由更新時，BGP只發送增量路由（增加、修改、刪除的路由信息），大大減少了BGP傳播路由時所占用的帶寬，適用于在Internet上傳播大量的路由信息。
簡述BGP協議路由信息的傳送過程。P代表所要宣告的網絡地址前綴，A，B，C，D，E，F分別代表路由器所在的自治系統號。開始時，自治系統A中的邊界路由器向自治系統B和C發送路由宣告，“從自治系統A可以到達網絡P”。自治系統B和C中的邊界路由器收到后，將自己的自治系統號加到AS-PATH路徑中，再向他的其它EBGP鄰居發送。當自治系統D收到了來自自治系統B和C的到達同一網絡P的路由信息，此時雖然兩個自治系統到達P的AS-PATH路徑長度相同，自治D可以根據所配置的路由策略來決定選擇哪一條路徑。最終自治系統D選擇了來自自治系統C的路徑。
2.路由協議威脅分析
路由協議受到的威脅和攻擊，可能傷害個人用戶甚至整個運營網絡。下面主要介紹了對路由協議產生影響的威脅行為。
影響路由協議的威脅行為：
下面列出了對路由協議產生影響的公認威脅行為[7]，這些威脅行為并不是針對某個特定的路由協議，而是存在目前所使用的大多數路由協議中。
（1）蓄意暴露信息
該威脅行為是指，攻擊者控制了路由器，故意將路由信息給其它實體，而該實體本不會接收到這些暴露的信息。
該威脅行為是從設備的安全漏洞入手，跟路由協議本身的關系不大。但如果攻擊者將路由信息發送給另外一個攻擊者，該攻擊者可以修改報文內容，這會對網絡帶來很大的影響。
（2）嗅探
所謂嗅探，就是攻擊者監聽和記錄授權路由器之間的路由交換，以獲得路由信息。
該威脅行為單獨存在的時候并不會對網絡造成危害，僅僅是獲得路由信息，而路由信息本身并不存在機密性的內容。但該項威脅行為暴露出路由協議的一個脆弱性，即路由協議沒有對路由信息加密保護的安全機制。
（3）欺騙
這里的欺騙是指一個非法設備假裝一個合法身份。欺騙本身也不是一個真正的攻擊，當它執行其它威脅行為時，才會導致威脅后果。例如，如果一個攻擊者成功地偽造了一個路由器的身份，這個攻擊者就會發送虛假的路由信息，可能會導致網絡的崩潰。
對于路由協議的很多攻擊都利用了該威脅行為，該威脅行為暴露了路由協議一個很大的脆弱性，即缺乏身份認證機制。
（4）不正當宣稱
該威脅行為是指，當一個拜占庭路由器（合法的路由器做了錯誤的事）或者一個未授權的路由器宣告它控制了一些網絡資源，而實際上它并沒有，或者它所宣告的路由信息并沒有被授權。
（5）虛假陳述
該威脅行為是指攻擊者以錯誤的方式修改了路由信息。上一個威脅行為是由路由信息的源端產生的，該威脅行為主要是由路由信息的轉發端產生的。例如，在RIP協議中，攻擊者可能將路徑長度從一跳增加到兩跳。在BGP協議中，攻擊者可能從AS-PATH中刪除一些AS號。
攻擊者可以通過刪除，插入和替換來實現該威脅;也可以通過重放過期數據假裝最新數據來實現。攻擊者可以是網絡外未授權的路由器，也可以是拜占庭路由器。
該威脅行為暴露了路由協議具有以下脆弱性。
①路由協議沒有內在機制保證對等體之間通訊的消息的完整性和對等實體的真實性。
②路由協議中沒有安全機制來保證路由器宣告的路由信息的真實性。
③路由協議中沒有安全機制來抵擋重放攻擊。
該威脅行為幾乎暴露了路由協議存在的所有脆弱性，而正是由于該威脅行為的存在，對網絡的穩定帶來了極大地隱患。
（6）拒絕服務攻擊
該威脅行為是指通過一些攻擊手段使得路由器不能提供正常的服務，從而可能使整個網絡中斷服務。實現該威脅行為的方式有很多，如路由黑洞導致某條IP地址前綴不可達，或對某條路由的路徑屬性篡改會導致報文延遲或拒絕服務等，某個遠程攻擊者使用錯誤或偽造的路由消息關閉一個連接也被認為是拒絕服務攻擊。而且對于承載路由協議的傳輸鏈路的攻擊，也可能會導致路由器受到拒絕服務攻擊。例如，BGP協議使用TCP作為其傳輸層協議，TCP RST攻擊能重置兩個對等體之間的連接;TCP容易受到SYN泛洪攻擊，會使得初始化三次握手不結束，BGP協議也就無法建立連接。
顯然，該威脅行為暴露了路由協議沒有防止拒絕服務攻擊的安全機制。而拒絕服務攻擊是目前因特網上常采用的攻擊手段，因為該攻擊較簡單，實現難度低，但帶來的危害卻是巨大的。網絡中出現的很多安全事件，都是由該攻擊造成的。因此，有效地防止拒絕服務攻擊，是作為因特網基礎設施的路由器所應該具有的安全機制。
3.結論
RIP（路由信息協議）是路由器生產商之間使用的第一個開放標準，是最廣泛的路由協議，在所有IP路由平臺上都可以得到。
路由協議范文2
關鍵詞WMN；Adhoc；路由協議；TBR
1引言
如今，無線通信技術正以前所未有的速度發展著，并日益廣泛地融入到人們的生活之中。蜂窩移動通信網技術比較成熟，網絡覆蓋能力強，然而它在數據業務支持方面明顯不足。無線局域網在近年來得到了較快的發展，成為無線接入的有效手段，但是它的覆蓋范圍又很有限。下一代無線通信網絡究竟該朝哪個方向發展？雖然還沒有定論，但能同時提供大覆蓋范圍、高數據速率和移動性支持則是共識。近年來，無線網狀網絡（WirelessMeshNetwork，WMN）以其特有的優勢引起了人們的廣泛關注，并可能成為下一代無線網絡和因特網的重要組成部分。
2WMN概述
WMN是一種從移動Adhoc網絡中發展起來的新型網絡技術，因此也是一種動態自組織、自配置的多跳寬帶無線網絡。與Adhoc網絡不同，WMN可以通過位置相對固定的無線路由器，將多種網絡技術進行互聯，并提供高速的骨干網。該結構已經被納入到802.16e，802.11s等標準中。WMN作為未來無線城域核心網最理想的方式之一，具有可能挑戰3G技術的能力，是構建B3G/4G的潛在技術之一。
WMN由客戶節點、路由器節點和網關節點組成?？蛻艄濣c也可以分為普通WLAN客戶節點和具有路由與信息轉發功能的客戶節點兩類。與傳統的無線路由器相比，WMN路由器在很多地方均作了增強，除了提升多跳環境下的路由功能外，對MAC協議、多無線接口等技術也有所改進。網關節點具有到Internet有線寬帶的連接，WMN通過其網關節點接入Internet。WMN接入網的結構圖如圖1所示。
圖1WMN接入網結構圖
按照結構層次，WMN的網絡結構可以分為平面網絡結構、多級網絡結構和混合網絡結構。其中，平面網絡結構中所有節點均為對等結構，適用于節點數少又不連入核心網的場合；多級網絡結構可以分為上下層兩個部分，上層為MESH結構的路由器網關網絡，下層為普通WLAN客戶節點，它們只能通過接入上層的網絡才能實現相互間的通信；混合網絡結構即以上兩種結構的混合，網絡也分為上下兩層，但其下層是具有路由與信息轉發功能的客戶節點。
3Internet路由協議與Adhoc網絡路由協議
路由是WMN中的一項關鍵技術，本文主要針對無線網狀網絡的路由協議進行研究。
3.1路由技術的概念
路由技術是計算機和通信技術相結合的產物，它隨著網絡的迅速發展而發展。簡而言之，路由技術是指采用一種或多種策略，為數據分組從源地址到目的地址的轉發選擇一條或幾條理想的路徑。它是通過在路由設備（如路由器等）上運行路由協議來實現的。路由器間可進行相互通信，從而在每個路由器都建立一張路由表，用于存放網絡中的路由轉發信息。通過查找路由表中相應表項（下一跳地址等）來轉發數據分組。
3.2Internet路由協議
Internet路由協議根據其設計理念，主要分為為兩大類：距離向量路由協議和鏈路狀態路協議。
距離向量路由協議（如RIP）主要優點是簡單且有效率，但是，這種方法存在收斂慢、易出現路由環路等問題。鏈路狀態路由協議（如OSPF）的特點是，所有路由器均保存全網絡拓撲信息并做周期更新，并且任何一個環節的改變引發即時更新。相對于傳統的距離向量路由協議，鏈路狀態路由協議有全網拓撲信息，因此可以防止出現路由環路且收斂速度較快。然而，這種協議通過全網廣播來傳遞最新信息，因此，尤其是在高移動性（或嚴重無線電干擾）造成鏈路狀態改變的時候，此類協議會耗費大量的網絡資源并產生過多的控制開銷，而使其變得不可行。
傳統的Internet路由協議（如OSPF，RIP）是專為有線網絡設計的。它們不能夠很好處理無線網狀網環境中常見的拓撲結構和鏈接質量的快速變化。因此，在無線網絡中不能直接使用傳統的Internet路由協議，而要使用為無線網絡專門設計的路由協議。
3.3Adhoc網絡路由協議
Adhoc網絡是一種沒有有線基礎設施支持的無線移動網絡，網絡中的節點均由移動主機構成，移動主機之間可以直接通信，移動主機既是主機又是路由器，通過移動主機自由的組網實現通信。
如圖2所示，根據發現路由的驅動模式不同，Adhoc網絡的路由協議一般分為以下兩種：一種稱為表驅動（brDriven）路由，或者預先式（Proactive）路由，如DSDV（DynamicDestination-SequencedDistanceVector）是一種典型的表驅動路
由協議，基于Bellman-Ford算法；另一種稱為按需（OnDemand）路由，或者反應式（Reactive）路由，如DSR（DynamicSourceRouting）是一種典型的按需路由協議。此外，還有一種混合式路由協議——ZRP（ZoneRoutingProtocol）[1]。
圖2AdHoc路由協議按驅動方式的分類
表驅動路由協議通過連續地檢測鏈路質量，時刻維護準確的網絡拓撲和路由信息。其優點是發送報文時可立即得到正確的路由信息，然而表驅動路由需要大量的控制報文，開銷太大，不具有良好的擴展性。而按需路由協議則有所不同，其節點僅當需要時才查找相應路由，節省了路由維護的開銷，但在進行數據傳輸時需要尋找路由，造成不可預測的路由延遲，因而不適應對時延敏感性應用[2]。從上述的分析中可以看出，無論是表驅動路由還是按需路由，對規模較大的自組織網絡的支持都不是很好，而混合式又過于復雜而不適合實際應用。
4WMN路由協議
4.1WMN與Adhoc的比較
雖然在WMN的路由設計時可以參考一些現有的用于adhoc網絡的路由協議。但事實上WMN與移動Adhoc網絡（MANET）還是有較大區別的。主要體現在：
（1）MANET的網絡拓撲注重的是移動，而WMN的移動性低，網絡拓撲總體呈現靜態或弱移動。
（2）MANET的節點能量有限，功率節省是其路由設計的一個重要方面，而WMN關注的是高吞吐量的路由協議，側重無線寬帶大容量傳輸。
（3）MANET的業務側重于網內通信，而WMN的業務側重于網間通信，主要用于因特網或寬帶多媒體接入。
（4）此外，MANET的節點類型單一，即兼具路由與主機功能、地位平等的客戶端節點，而WMN的節點類型一般有三種。
正是由于WMN和Adhoc網絡兩者之間的差別決定了為AdHoc網絡設計的路由協議可能不適合WMN，因此，我們必須充分考慮WMN的特點，設計最適合WMN的路由協議，以提高WMN的性能。
4.2WMN路由協議的設計因素
根據無線多跳網絡的路由設計思想結合WMN自身的特點，在設計WMN路由時要考慮下面若干因素：
（1）多路由判據：許多以最小跳數作為路由判據的路由協議往往不是最優的。為了解決因為路徑質量差而影響網絡吞吐量等性能的問題，要求WMN采用新的由多種路由判據結合，且能正確反映出鏈路質量對各指標的影響的路
由。參考文獻[3]中對幾種典型的路由判據進行了比較研究。鏈路質量源路由（LQSR）[3]根據鏈路質量來選擇路由，它有三個路由判據，分別為期望傳輸次數（ETX），每跳的往返時間（per-hopRTT），每跳數據對（per-hopPacket-Pair）。文中將這三個路由判據與使用最小跳數（HOP，HopCount）作為判據進行比較。對于WMN中的固定節點，ETX可以獲得最好的性能，而最小跳數方法在節點移動時獲得的性能最佳。這也說明在參考文獻[3]中所使用的路由判據在WMN中加入移動節點時的性能還不夠完善。
（2）可擴展性：隨著網絡規模的增大，利用廣播機制進行路由查找的方法會消耗很多網絡資源。同時，由于大規模網絡建立路徑時將花費很長時間，使端到端的延時變大，一旦路徑建立起來，由于路徑發生變化又需要消耗很大的網絡資源進行路由重建。此外，由于分級路由比較復雜并且不易于管理，而基于地理位置信息的路由取決于GPS或類似的定位設備，這些都增加了WMN的成本與復雜性。[4]這就要求新的可擴展的路由協議。
（3）負載均衡能力：在WMN中，所有節點通過路由協議共享網絡資源。因此，WMN路由協議必須滿足負載均衡的這一要求。如當網絡中某些節點發生擁塞，并成為整個網絡的瓶頸節點時，新的業務流應能“繞過”該節點。
（4）路由容錯能力：在WMN中，路由發生錯誤時，需要盡快完成路由重建，以避免服務中斷。在WMN中，由于MR移動性小，路由錯誤往往是由數據沖突造成的，并非實際鏈路斷裂造成，這就要求WMN的路由協議必須具有較強的容錯能力。
4.3WMN路由協議方案
目前出現的一些WMN路由協議的方案主要有以下幾種類型：
（1）跨層路由：以往的研究都集中在網絡層上，然而對于WMN，因為網絡的時變特性，路由性能并不理想，所以可以從MAC層中提取一些狀態參數信息作為路由判據。此外，還可以綜合考慮合并MAC層與路由層之間的一些功能。文獻[2]提出基于跨層設計的思想，提出從底層采集路
由判據的方法來進行路由選擇，考慮了MAC層沖突、包成功傳輸率與數據成功傳輸率等參數。在路由協議中，根據這些判據可以選擇具有較少發生沖突、數據包傳輸可靠和高數據傳輸率的路徑進行數據傳輸。研究表明，跨層設計可以使路由協議收集到底層的實際數據傳輸情況，從而做出正確的路徑選擇，這對網絡性能的提高具有很大的意義。[4]
（2）多路徑路由：在源節點與目的節點間有多條路徑可供選擇，使用多路徑路由的主要目的是為了達到更好的負載均衡能力和更高的容錯能力。當一條鏈路因為鏈路質量下降或移動而斷開時，另一條可用路徑將會被選用。而不像傳統路由，等待重新建立一條新的路徑，從而使端到端的時延、吞吐量、容錯能力等都有所增強。多路徑路由是目前的一個研究熱點，文獻[5]中提到基于DSR的多徑源路由協議（MSR，Multi-pathSourceRouting）。然而多路徑路由的缺點是比較復雜，尤其對于僅依靠表驅動的路由協議。采用多徑技術后數據包到達順序可能得不到保證。此時，上層協議是否需要修改還有待研究。
（3）分級路由：在文獻[6]中提到分級路由，它要求有一定的自組織配置把網絡節點進行分簇。每個分簇有一個或多個簇頭。通過使用分級技術，在簇內和簇間使用不同的路由協議，分別發揮各種路由的優點，從而實現大規模的WMN路由。若所有的數據業務都通過簇頭轉發，那么簇頭將成為整個網絡的瓶頸。若數據業務不通過簇頭轉發，該路由協議的設計將變得更加復雜。
（4）基于地理位置信息的路由：與基于拓撲結構的路由機制的相比，基于地理位置路由機制只根據鄰近的或目的的節點的位置信息轉發數據包，見文獻[7]。因此，比起其它路由協議，拓撲結構的變化對按地理位置信息路由的影響較小。但是基于地理位置信息的路由需要依靠GPS或類似的定位設備，從而增加了成本與復雜性，并且獲得目的節點的位置信息還要給網絡帶來很大的開銷。
4.4TBR協議及其改進協議
下面本文將詳細介紹分析一種實用的適用于無線網狀接入網的路由協議——TBR（Tree-BaseRouting）協議及其改進協議。
1）TBR協議
TBR協議是一種表驅動路由協議，適合弱移動性的無線網狀網絡。
在TBR協議中首先要確定網絡的根節點，可以是一個也可以多個，本文中只考慮僅有一個根節點的情況。當確定好根節點后，就可以使用TBR協議確定網絡的拓撲樹了。根節點周期性廣播出RANN（RootAnnouncement）消息，用累加的序列號來區別每個RANN。每個收到RANN的節點將發出這些RANN消息的源節點地址緩存，作為其潛在父節點，然后再把RANN用更新的累加參數廣播出去。在經過一個預定周期收到所有可能的父節點發來的RANN消息后，該節點選擇一個到根節點有最佳參數的潛在父節點作為父節點，并更新自己的路由表。這樣，該節點就可以獲得到根節點的確定路徑，然后該節點發出RREP消息到根節點進行注冊。每一個中間節點都收到這個RREP消息，然后向其選定的上一級節點轉發，并且更新前一個發出RREP的節點為其下一跳子節點。
按這種方式，根節點就可以知道所有的參與節點并且建立了一個拓撲樹，可到達任一個節點。如果一個節點在規定的時間內沒有收到RANN消息，就不參與這個樹的建立過程，直到收到有效的RANN。由于網絡的拓撲是動態變化的，根節點需要周期性地發送RANN來維護拓撲。TBR協議可以通過經常性地廣播路由信息來提高穩定性及降低延遲，但它的開銷較高、可擴展性較差。
如果子節點丟失，父節點會產生路由錯誤信息并轉發至根節點。相反，如果父節點丟失，則子節點會查看它的路由緩存表并選擇一個新的父節點（如果有），然后單播一個經過此父節點到根節點的RREP消息。
對于TBR協議中網內節點間的通信的情況，當源節點要發送消息給目的節點時，源節點如果沒有直接到達目的節點的路徑，就會發送消息到根節點，再由根節點發給目的節點。這樣做的缺點是：網內的節點經常發送數據流經過根節點，使根節點容易擁塞，導致網絡性能下降與能量資源浪費。
2）TBR的改進協議
文獻[8]提出了一種TBR的改進協議，其核心理念是創新的采用一種根驅動路由協議來解決網內通信問題。
此協議首先要求根節點在全網范圍提供最佳路由。要求根節點不僅要建立拓撲樹，而且還要建立全網網絡拓撲。要做到這一點，可以在收到RANN消息后，每個節點在返回的RREP消息中捎帶自身鄰節點信息，包括所有相鄰節點的地址及相應通信開銷參數，該參數可以是跳數或其它開銷。
其次，文中采用了兩個額外的消息：RouteSet（RSET）和RouteNotification（RNTF）。當源節點要發送數據給目的節點時，根節點可以推薦一個最佳參數路由，由根節點單播發送RSET消息，把路由信息告訴目的節點。然后，收到RSET的目的節點再單播發送RNTF消息來通知中間節點。
對于網內路由的優化，文獻[8]中采用的方法是：節點只在第一次拓撲圖建立時才在發送的RREP消息中捎帶上鄰節點信息。拓撲圖的計算，采用Dijkstra算法。根節點在收到全部的信息后，進行一次最佳路由計算。而后只有節點的鏈路狀況發生改變時，才在此節點用RREP消息捎帶上更新的鄰節點信息給根節點，根節點再算出新的最佳路由，從而減少了開銷和Dijkstra算法的計算次數。
文中提出將這種根驅動的路由協議用于WMN網內通信，而網間通信采用原來的TBR協議，可以在MeshWLAN中達到較好的性能。
當然這種基于根驅動的路由協議，也有其不足之處。文獻[8]中僅考慮單個根節點的情況，而采用多個根節點可以將計算分布到各個根節點，并且這樣有利于增強網絡的擴展性，單個根節點的失效不會引發全網癱瘓，所以采用多個根節點才是符合實際應用的最佳選擇。
5結語
WMN作為一種新型的寬帶無線網絡具有許多獨特的優點，在家庭、企業和公共場所等諸多領域都有廣闊的應用前景。WMN的路由協議作為其關鍵技術，具有重要的理論意義和實際意義。本文在簡要地概括了有線網絡和AdHoc網絡路由協議的基礎上，根據WMN網絡特點，介紹了幾種WMN的路由協議。應當指出，這方面的工作還有許多值得探索的課題，如考慮安全性能及Qos保障的路由協議。
參考文獻
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路由協議范文3
關鍵詞：無線傳感器；協議；分層路由
在平面路由過程中，各個節點的作用都是一樣的，都是由局部的反饋與操作而生成路由。此類協議的過程是由目的節點先發查詢的命令道監測的區域，待所監測節點接收到相關命令之后，開始向目的節點派發相關的檢測數據。平面路由的協議沒那么復雜，可是缺乏資源的通信優化的管理，對網絡變化不太敏感。而分層路由協議得整個網絡一般都分成一些連續的區域，也就是簇，每個簇是由多個或者一個簇頭內的成員所組成，高一級的網絡是由低一級的網絡簇頭所構成，是由高層簇頭和目的節點來進行基站的通訊。分層路由的擴展性比較好，比較適合大范圍無線傳感器的網絡的環境。然而對全網的性能有較大影響的是簇首的節點能穩定與可靠運行，另外信息的處理以及采集同樣會造成大量的簇首能量的消耗。
1 幾種常見的分層路由的協議
1.1 LEACH協議
LEACH協議是最早的無線傳感器的網絡協議，主要是以分層技術以及分簇的結構為基礎的，具有非常重要的作用，尤其在無線傳感器網絡路由協議當中，像APTEEN、PEGASIS以及TEEN等基于分簇的一些協議一般是由LEACH所發展的。結果表明，LEACH能將生命的周期延長15%，相對于一般平面的路由協議與靜態的分層路由算法相比。
LEACH主要是按所分的輪來進行操作的，各輪都有兩個運行的階段組成，分別是簇穩定階段與簇的建立階段。一般穩定運行的階段所持續的時間要比簇的建立的階段要長許多，為了達到減少開銷的目的。
在簇建立階段,將所有節點劃分為若干簇,每個簇隨機選舉一個簇頭。隨機性確保簇頭與Sink點之間數據傳輸的高能耗成本均勻地分攤到所有傳感器節點。具體產生機制是:每個傳感節點生成0, 1之間的隨機數,如果選定的值小于某一個閾值T,則選該節點為簇頭。T計算方法如下:
T=
其中,p為節點中成為簇頭的百分數(如0.05),r是當前的輪數。
在簇首節點被選取后，主要通過廣播來通知全網絡。其它的網絡節點是由信號強度來判斷所屬的簇，并進一步通知相關的簇首節點，最終建立簇。而后會采用TDM算法來分歧數據傳送的時間片尾每個簇中的節點。
穩定階段是通過傳感器的節點把所采集到得數據傳送到相關的簇首節點。而后對所有簇中的節點所采集到得數據通過匯總后再進行傳送最終傳給匯聚點。隨著穩定階段時間的推遲，會進入新的簇的建立，并進入下一回的簇重構，如此反復循環。通過不同的CDMA代碼對每個簇進行通信防止另外的簇內節點的干擾。
1.2 PEGASIS與分層PEGASIS
1.2.1 PEGASIS
PEGASIS協議改進的基礎是LEACH，主要思想是把節點構造成一條鏈,每一個節點都通過其鄰居節點進行數據的收發,并且在該鏈中只有一個節點與匯聚點或基站進行通信,從一個節點到另一個節點連續性的聚集、融合數據并傳輸到基站,該鏈式路徑使用貪心算法構造。
1.2.2 分層PEGASIS
分層PEGASIS協議主要是為了減少數據包到匯聚點傳送的延時，它是對PEGASIS的擴展。該協議使具有CDMA傳輸能力的節點構造成一個分層傳輸的節點樹,在每一層選出上一層進行通信的節點,以實現數據的并行傳輸,并且減少延時。
1.3 TEEN和APTEEN
1.3.1 TEEN
TEEN協議的實現機制是響應型，LEACH的實現機制是主動型的傳感器網絡，它們非常的相似在實現機制上。TEEN在簇的建立過程中,隨著簇首節點的選定,簇首除了通過TDMA方法實現數據的調度,還向簇內成員廣播有關數據的硬閾值和軟閾值兩個參數。硬閾值是開始進行數據傳輸的最低限度,軟閾值則規定被檢測數據的變動范圍。在簇的穩定階段,節點通過傳感器不斷地感知其周圍環境。當節點首次檢測到數據到達硬閾值,便打開收發器進行數據傳送,同時將該檢測值存入節點內部變量SV中。節點再次進行數據傳送時要滿足兩個條件:當前的檢測值大于硬閾值；當前的檢測值與SV的差異等于或大于軟閾值。只要節點發送數據,變量SV便置為當前的的檢測值。一旦新一回合的簇首已經確定,該簇首將重新設定和以上兩個參數。
1.3.2 APTEEN
APETTN對TEEN協議擴展的體現有：
(1)隨著簇首節點的確定,簇首向簇內所有成員廣播以下參數:
①屬性(A):用來表示用戶期望獲取信息的一組物理參數。
②閾值:該參數由硬閾值(HT)和軟閾值(ST)構成。
③調度:采用TDMA調度方式,為簇內每個節點分配相應的時間片。
④計數時間(CT):表示有一個節點成功發送報告的最大時間周期。
(2)運行APTEEN協議的節點在發送數據時會采用與TEEN相同的數據發送機制。協議規定如果節點在計數時間CT內沒有發送任何數據,便強迫節點檢測和向匯聚點傳送數據,以改變TEEN不能在周期數據傳送系統中應用的不足。
(3)為了更好地實現協議在混合網絡系統中的應用,APTEEN采用了修改后的TDMA調度方法。
(4)APTEEN可以支持三種不同的查詢類型,包括分析過去數據的歷史性查詢、快速瀏覽網絡的一次性查詢和在一段時間內持續監控某一事件的連續查詢。
2 路由協議的比較
無線傳感器網絡路由協議首先要解決的問題是搞好節能的策略。以數據為中心和支持數據融合是絕大多數WSN應用的基本要求,可擴展性和魯棒性則是路由協議應滿足的基本要求。在解決主要問題和滿足基本要求的基礎上,能很好地利用節點的位置信息提供安全性和QoS支持的路由協議將有很好的發展前景。
LEACH、PEGASIS、分層PEGASIS、TEEN、APTEEN均具有分層路由協議的特點,并且后四種都是在LEACH基礎上改進而來的。仿真結果表明:LEACH協議的方法比直接傳輸的方法節省70%的能量,比最小傳輸能量路由協議節省能量40%~ 80%。PEGASIS比LEACH協議優秀100% ~300%,分層的PEGASIS比傳統的PEGASIS協議高60%。TEEN和APTEEN在能量分布和網絡生存時間指標上均優于LEACH協議。APTEEN的性能位于TEEN和LEACH的之間。
3 結 語
無線傳感器網絡的路由協議主要運用的技術有數據融合與數據命令以及節點的聚類，主要對能量的效率進行多方位以及多角度的開展。盡管在路由算法的研究方面取得了很多進展,但還有一些根本性的問題有待進一步研究,使網絡具備更好的可伸縮性和更強的適應網絡拓撲變化的能力。
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路由協議范文4
【關鍵詞】無線自組網 車載自組網 路由協議
1 車載自組網主要特點
車載自組網是極其特殊的移動自組織 網絡 ，它同樣存在一般無線自組網所固有的問題，如隱藏點問題、暴露點問題、信道捕獲問題等。不過也帶有自身獨特的特性。
車載自組網的主要特點包括：由于節點高速移動性(速度大致在5}42m/s之間)，導致網絡拓撲結構變化快，路徑壽命短。
（1）無線信道質量不穩定，受多種因素影響，其中包括路邊建筑、道路情況、車輛類型和車輛相對速度等。
（2）節點通過發動機可以提供源源不斷的電力支持，車輛的承載空間也可以確保天線的尺寸和其他額外的通信設備，同時還具有強大的 計算 能力和存儲能力等。
（3）節點移動具有一定的 規律 性，只能沿著車道單/雙向移動，具有一維性。
道路的靜態形狀使得車輛移動是受限制的，車輛軌道一般可預測。
2 車載自組網路由研究
2.1傳統無線自組網路由協議
到目前為至，根據自組網的特性研究人員已經提出了一些路由協議。這些移動自組網的路由協議，可以根據不同的分類原則，從多個角度加以分類：
(1)表驅動型路由(table driven),按需驅動型路由(on demand-driven)和混和型路由(hybrid)。
(2)平面型路由(flat)和層次型路由(hierarchical)。
(3)單路徑型路由(single-path)和多路徑型路由(multi-path)。
(4) gps輔助型路由(gps assisted)和非gps輔助(non-gfs assisted)型路由。
在以上這幾種自組網路由協議分類中，表驅動型路由、按需驅動型路由和混和型路由的分類方式是目前使用的最為普遍的。
2.2車載自組網路由協議設計面臨的問題
在車載自組網中，網絡節點能量有限且一般沒有能量補充，因此路由協議需要高效利用能量;同時由于wsns節點數目通常很大，節點只能獲取局部的網絡拓撲結構信息，路由協議還要能在局部網絡信息的基礎上選擇合適的路徑。
因此移動自組網路由協議，如aodv, dsr等，并不適合車載自組網，這主要是由于以下幾個原因：
（1）頻繁而可預測的拓撲變化。由于車載自組網絡中車輛運動的絕對和相對速度快(在大多數道路情況下，車輛的運行速度超過801cm/h，甚至更高)，車載自組網的拓撲結構變法十分頻繁。
（2）通信鏈路生命期短。觀察和實驗結果顯示，即使假定車輛的信號范圍是500米，通信鏈路的有效生命周期也僅平均為1分鐘。并且，如果消息的傳遞需要多跳完成，有效傳輸時間將進一步被減小。
（3）頻繁的網絡分隔。由于車載自組網絡的高速移動性，網絡會被頻繁地分割(或重新組合)成很多部分。一個車輛很有可能無法與離它不是很遠的另一車輛通信。
（4）有限的冗余度。在車載自組網絡中，系統的冗余能力，或者臨時性地，或者功能性地受到了限制。
（5）豐富的資源。在車載自組網中，節點往往沒有這些硬件資源的限制，而對協議其它方面的性能有更高的要求。
2.3分布式路由協議
根據數據傳輸的緊急程度不同，我們可以把適合vanets中的路由協議分為兩類，一類是和安全相關的緊急應用中的消息分發機制，一類是非緊急應用的路由協議。消息分發傳遞的數據是突發的、少量的，通信時間短，而且通常沒有固定的消息接收者，這類通信要求數據傳遞時延小、可靠性高。經典路由算法的路由建立需要較長的時間，不適合緊急消息分發。非緊急應用的路由協議往往用來在車輛間實現資源的共享，或者通過車載自組網向車輛提供internet接入服務。這種數據通信的持續時間較長，能夠容忍一定的時延和數據丟失。
（1）dpp路由
dpp路由協議處理高速路車載自組網的消息傳播。其主要思想是把高速路上的車輛劃分為簇，每個簇都有一個簇頭和一個簇尾，簇內節點的數據根據目的地的方向分別被傳給簇頭或簇尾。簇頭和簇尾負責轉發收到的數據給下一個相鄰簇，并保存數據直到收到對數據被正確接收的確認。
（2）sar(sgaially aware routing )路由
算法的主要思想是利用靜態的數字地圖數據構建 網絡 的拓撲圖，然后根據圖算法找到從源節點到目的節點的一條路徑。數據包根據發現的路徑，采用源路由方法，被傳遞到目的節點。此外，如果車輛找不到前向數據的鄰居節點，它采用下面三種方法之一來恢復路由:①緩存該數據一定的時間然后重新發送；②放棄源路由，采用貪婪前向算法；③重新根據數字地圖 計算 另一條路徑。
（3）cblr路由
cblr路由算法假設所有的車輛能夠通過gps獲得自身的位置，它把網絡劃分為多個簇，每個簇由一個簇頭和多個在簇頭通信范圍內的成員組成。簇頭和簇成員通過下面的方法產生：車輛廣播一個消息，如果它收到簇頭的回復，則把自己作為簇頭的成員;如果沒有收到，則其自身成為簇頭。簇頭為了維持自己的簇，每隔一定的時間發送一消息通知成員。
（4）osr路由
gsr，其主要的目的是解決城市中障礙物的問題。gsr要求車輛裝備有gps設備和當前車載自組網工作區域的數字地圖。服務請求者根據的dijkstra算法在數字地圖上找出從服務請求者到目的節點的最短路徑，然后數據按照這條路徑來路由數據包。
3 結束語
隨著人們對個人通信要求的提高，人們越來越希望有一種更安全、高效率的方式移動到目的地。目前，雖然一些新的策略已經被引入到車載無線自組網路由協議的設計中，如充分挖掘用戶需求，使用位置、能量信息等，在一定程度上解決了vanets路由協議的自適應性和自配置性問題，但總的說來，車載自組網中路由研究還處于探索階段，還需要對各種車載網環境中的路由問題進行全面的分析和設計。
參考 文獻 ：
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路由協議范文5
【關鍵詞】無線傳感器網絡；定向擴散；路由協議；梯度
1.引言
無線傳感器網絡（WSN，wireless sensor networks）是由大量成本低、功耗小以及自組織的無線傳感器節點所構成，能夠對外界環境信息進行實時采集、監測。在智能家居、工農業環境監測、國防工業、生物醫療等領域均有較寬廣的應用前景[1]。WSN路由協議的發展經歷了從傳統的需求機制下的路由協議到數據驅動的路由協議兩個階段，發展出洪泛、謠傳、定向擴散等多種不同類型的路由協議。無線傳感器網絡節點在處理數據和通信上均受到能量限制，與傳統的有線網絡路由協議不同，網絡能量由節點自身電池供應。因此實現能量的有效利用是無線傳感器網絡路由協議設計首先需要考慮的目標[2]。本文在定向擴散路由協議的基礎上，提出了一種基于節點的輻射角度來建立興趣擴散，進而建立梯度機制，重點討論了在節點穩定傳輸數據時，節點在移動情況下，如何與其相鄰節點交換信息，進行梯度的自我調整。分析仿真結果，該改進算法能夠很好地節省網絡能量消耗。
2.WSN路由協議研究分析
WSN路由協議作為當前研究的熱點，在現階段已經出現了多種經典的路由協議。其中，SPIN（Sensor Protocol For Information Via Negotiation）路由協議是一種原始的無線通信路由協議，它主要是對泛洪協議的改進，是一種以數據為中心的自適應路由協議，通過節點之間的協商機制和資源自適應機制，解決Flooding協議和Gossiping協議的內爆和重疊現象。節點在傳送數據前通過協商，以減少網絡中傳輸的數據量。節點只廣播其他節點所沒有的數據以減少冗余數據，從而有效減少能量消耗[3]。LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hier-archy）路由協議是網絡周期性地隨機選取簇頭，其他的非簇頭節點則以鄰近的原則加入簇中，形成虛擬簇。簇內節點將收集到的信息發送給簇頭，再由簇頭轉發給路由節點，網絡中的信息傳輸任務平均分配給各個節點，以此延長網絡生命周期。但是簇首的能量消耗大，為了避免某些節點過早死亡，需要定期更換簇頭[4]。DD（Direeted Diffusion）路由協議是一種以數據為中心的、基于查詢的路由算法，路由節點周期性地通過泛洪的方式廣播一種稱為“興趣”的數據包，以便讓網絡中節點知道它需要收集什么樣的信息?！芭d趣”在網絡擴散中也經歷了多個路由路徑，采集到和“興趣”相關的數據的節點則通過“興趣”擴散階段建立的路徑將“興趣”數據傳送到傳感器節點。由于DD路由協議在網絡拓撲方面比較復雜，因此現階段也有將分簇思想引入到DD協議中，以此來抑制泛洪的傳播。定向擴散路由協議中的梯度指的是相鄰節點跳數的差值，它是相鄰節點間鏈路的梯度值。在進行路由轉發時候選取與該節點相連接的最大梯度所對應的路徑進行數據轉發[5]。
3.定向擴散算法的理論評價
3.1 泛洪數據傳輸
Flooding是一種傳統的網絡路由協議，如圖1所示。節點S希望發送數據到節點R，使用泛洪數據傳輸，則節點S首先通過將它的數據副本傳送給他的鄰近節點，鄰近節點又將數據傳輸給它們的鄰居節點（S除外）。如此繼續，直到數據傳輸到目標節點R為止或者該數據的生命周期為零[6]。
圖1 泛洪數據傳輸示意圖
在泛洪數據傳輸范圍內，數據源將所有的時間發送給網絡內的每個節點。如果第二層次的節點傳送能力不比泛洪數據傳送好的話，則定向傳送方法不適宜運用于WSN中。在分析評價中，DD協議的能量消耗為每個數據源到全部接受者發出和接收過程消耗能量之和。該方式比組播和定向擴散消耗的能量都要高。
3.2 組播
在WSN數據組播中，每個數據源沿著最短的多路徑傳送到它的目標接收者。如果不考慮構造樹型的耗費，組播是最好的方式，對于組播而言，數據傳送的費用由它每個數據源的具體最短路徑樹中連接數的2倍決定。在簡單的方格拓撲結構中，對每個數據源和數據接受者來說，也有許多最短的路徑[7]。如果采用從接收者到發送者的對角線距離，則是最短路徑；如果選擇水平的連接，這個路徑規章被重復，直到到達數據源。因此，組播方式中最短路徑選擇中則不包括垂直的連接[8]。
3.3 定向擴散
定向擴散的方式和組播方式相類似，假定擴散的局部算法建造的樹是每個數據源發出的最短路徑的樹的“集合”。即擴散的最短路徑是在組播中按照相同的規定來選擇最短的路徑。雖選用相同的路徑選擇方案，但定向擴散的數據源也會發出相同的目標定位估計，考慮到擴散能抑制重復的應用，擴散中傳送的數據的消耗是所有最短樹集合路徑的2倍[9]。
3.4 對比
通過對3中傳播方式耗費能量的比較，可知泛洪數據傳送的能耗比組播方式高好幾倍，但是組播方式的能耗比定向擴散的耗費高。
4.定向擴散路由協議的改進及仿真實現
4.1 定向擴散路由協議的改進算法
在進行定向擴散路由協議的改進算法前，假設無線傳感器網絡具有如下性質：
（1）網絡中各個節點都是（下轉封三）（上接第64頁）處于靜止狀態的。
（2）網絡中的傳感器節點發送信號都具有一個射頻發射角，該角度大小由網絡中節點密度確定，節點密度越大，射頻發射角度也越大。
（3）每個節點都有相同的感知能力。
算法具體描述如下：
假設興趣區域為矩形，其坐標為（ad1，bd1，ad3，bd3），于是，興趣區域中心點坐標為：
ad=ad1+ad32，bd=bd1+bd32 （1）
Sink節點坐標為（a0，b0），假定a0
od=bd-b0ad-a0 （2）
傳感器節點根據節點密度、興趣區域大小計算自己的射頻發射角度：
α=2（γ-β），γ=arctgbd-b0ad-a0
（3）
β=arctgbd3-b0xd3-a0 （4）
并將（a0，b0）、（ad，bd）和α添加到興趣報文中，作為包含興趣分組的字段，接收到興趣報文的節點i（ai，bi）不直接對興趣進行處理，而是先從興趣報文中提取出（ao，bo），（ad，bd），發射角度α等信息。先判斷自己是否在興趣區域內，是的話則繼續轉發興趣。若不是，則說明節點i是中間節點，然后處于b0和bd之間，若該條件成立，則說明節點i處于興趣泛洪的方向上；反之，則不轉發興趣。若節點i在興趣泛洪的方向上，再檢查自己是不是在傳感器節點的射頻發射角度范圍內，即ai*tgβ
4.2 仿真結果及分析
仿真基于NS-2仿真平臺，仿真工作主要針對節點轉發興趣報數目分析和節點能量開銷。在轉發興趣報文數目分析中，研究5種不同的傳感器分布環境，分別設定300，250，200，150，100，50個節點數目情況下進行仿真，節點隨機分布在500m×500m的區域。假設傳感器節點數目為1，源節點數目為5，MAC層采用頻段為802.11，信道帶寬為1Mbit/s，數據分組大小為6byte，設置興趣重發時間間隔為50s。在能耗方面，由于網絡密度的不同，節點能耗也不同，將節點隨機分布在600m*600m的區域，設定在300，250，200，150，100，50個節點數目下的場景，持續時間為500s，一個傳感器節點和三個源節點，他們的最初能量為1200J，接收節點能量損耗為0.938J，發送節點能量損耗為0.678J。
圖2 數據發送流程圖
如圖3所示，在相同的網絡仿真環境下，采用改進的定向擴散路由算法DD-1，可以減少網絡內傳播的興趣信息包數目，這與理論是相符合的[10]。也反映了該路由協議能量的有效性，對節點分布密集的網絡而言，改進的定向擴散路由協議性能較沒改進的性能更加優越。
圖3 不同網絡環境下的興趣報文數
如圖4所示：通過在不同節點數目環境下進行模擬仿真，改進的定向擴散路由協議DD-1，能夠有效減少網絡的能量開銷。原因為利用射頻角度的方法，使得不在正確方向上傳輸的節點不參與興趣的轉發。大大節省了節點的能量消耗，降低了節點的能量開銷，有助于延長整個網絡的生命周期。
圖4 不同網絡環境下的節點能量開銷
5.結論
定向擴散路由協議是無線傳感器網絡中以數據為中心的重要路由協議，采用傳統的泛洪算法對于網絡能量消耗較大[11]，本文在定向擴散的基礎上，通過WSN節點產生興趣后計算節點射頻角度的范圍，對興趣區域內的報文數進行轉發。改進后的路由算法隨著網絡規模的增大，改進算法能夠很好節省網絡能耗開銷。
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路由協議范文6
關鍵詞：輔助定位按需路由；衛星網絡；安全路由；串空間
中圖分類號：TP393.08
0引言
衛星網絡的路由協議主要包括靜態和動態兩大類，其中靜態路由協議主要基于虛擬拓撲、覆蓋域以及虛擬節點提前計算出路由表；動態路由則主要基于數據驅動和負載均衡動態選擇路由。由于靜態路由協議中的路由表在運行過程中不改變，涉及到的安全問題不大，因此，目前對衛星網絡路由協議的安全研究主要集中于動態路由。
現有的衛星網絡路由協議形式多樣，因此國內對衛星網絡安全路由協議的研究主要是設計一種安全的路由協議[1-2]，而較少考慮對現有的路由協議進行改進，因此，設計出的協議與AdHoc網絡中的路由協議區別不明顯，沒有明顯的衛星網絡的應用背景，容易過分強調安全性，并且對改進后的協議大多采用非形式化的分析方法，缺乏有力的分析證明。
本文主要基于Karapantazis等[3]提出的輔助定位按需路由（Location AssistedOn demandRouting，LAOR）協議進行改進，它將AdHoc網絡的按需路由算法的思想引入到衛星網絡中形成一種新的路由協議，相比集中式協議具有較小的路由開銷，且在終端高比特率情況下，實現了更小的平均端到端時延和平均時延抖動以及更高的傳輸率。本文首先介紹LAOR協議，在此基礎上進行改進，并用串空間對改進后協議進行安全性分析。
1LAOR路由協議
LAOR路由協議適用于使用星際鏈路的近地軌道（LowEarthOrbit，LEO）衛星網絡。該算法將按需路由的思想引入到衛星網絡中以最小化端到端時延和時延抖動，同時將信令開銷降到最低，為此，每對數據源/目的站點都獨立地調用路徑發現過程。
LAOR協議以使用星際鏈路（InterSatelliteLink，ISL）的Walker星座為場景，研究最常見的星座類型，每個衛星有4條星間鏈路：2條軌道內星間鏈路和2條軌道間星際鏈路，且在反向旋轉的2個相鄰軌道上，沒有建立軌道間星際鏈路，即沒有考慮跨縫星間鏈路。
LAOR路由協議包括三個進程：1）形成請求區域；2）路徑發現；3）路由入口管理。其中形成請求區域是指利用網絡拓撲結構的可預見性，將空間部分的區域減少到可以廣播一個路由請求的程度。路由入口管理的目的則是管理失效的路由選擇信息。
下面重點介紹LAOR路由協議的路由控制消息分組格式。
源衛星的路由請求（RouteREQuest，RREQ）分組包含以下字段：
pkt_type_id：表明這是一個RREQ分組；pkt_src：源衛星的地址；pkt_src_seqnum：源衛星的序列號；pkt_dst：目的衛星的地址；pkt_dst_seqnum：最近一次從目的衛星監聽到的序列號；pkt_path_cost：該字段記錄從源衛星至數據包到達的衛星的路徑代價；pkt_path_expiration_time：形成的路徑由于星際鏈路關閉而失效的瞬時時間；pkt_timestamp：從源衛星發出RREQ分組的瞬時時間。
目的衛星的路由回復（RouteREPly，RREP）分組包含以下字段：
pkt_typeid：表明這是一個RREP分組；pkt_src：產生RREP的源衛星的地址；pkt_dst：產生RREQ分組的源衛星的地址；pkt_dst_seqnum：產生RREP衛星的序列號；pkt_path_cost：源衛星到目的衛星的代價，與RREQ分組中相應字段的值；pkt_path_expiration：通往源衛星的路徑到期時間；pkt_timestamp：該字段等于RREQ分組相應字段的值。
計算機應用第33卷
2LAOR協議可能受到的攻擊
由于衛星網絡傳輸時延較大，且處在無任何防護的太空，并采用無線傳輸[4]，LAOR路由協議本身又沒有考慮身份認證，通信過程容易被竊聽。惡意節點可以非法接入網絡，參與路由協議執行，或者截獲合法節點的路由控制分組并修改，或者截獲合法節點的控制分組并在未來的某個時刻重放，或者直接發送虛假路由更新請求，下面具體介紹容易遭受的攻擊。
2.1黑洞攻擊
被劫持的過渡衛星或者惡意衛星，謊稱自己具有通向某一節點的最近路由，在缺乏安全保護的情況下，數據包會不斷流向該惡意節點，從而形成信息黑洞[5]。
2.2假冒
惡意節點假冒合法節點的身份參與網絡運行，并發送虛假的路由更新請求，直接后果就是路由表被破壞，網絡信息被錯誤傳遞或丟失。
2.3拒絕服務攻擊
如果某個惡意節點大量地發包，則衛星將消耗大量的計算資源處理，網絡性能降低。如果處理過程還包括復雜的密碼算法，造成的危害更大。
2.4拜占庭攻擊
拜占庭攻擊指的是認證節點造成的路由中斷或效率降低。某個惡意衛星或某組衛星可以截取、篡改、偽造包，創造路由環路，選擇性丟包，人為包延時等。
2.5重放攻擊