Ad Hoc網(wǎng)絡(luò )性能測試關(guān)鍵技術(shù)研究

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可以得到路由協(xié)議的效率參數。

網(wǎng)絡(luò )綜合性能評估

網(wǎng)絡(luò )綜合性能評估必須充分考慮不同網(wǎng)絡(luò )環(huán)境對網(wǎng)絡(luò )性能的影響，結合網(wǎng)絡(luò )應用背景對網(wǎng)絡(luò )性能進(jìn)行綜合評估。

網(wǎng)絡(luò )環(huán)境對網(wǎng)絡(luò )性能的影響主要有以下幾個(gè)方面：

(a) 網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍：結點(diǎn)的數目和分布率(通常結點(diǎn)較多的情況下)決定了網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍，

(b) 網(wǎng)絡(luò )連通性：通常是網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)的平均鄰居數目，在圖論的意義下，也就是網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)的“度”[13]。

(c) 拓撲變化頻率：表征了網(wǎng)絡(luò )拓撲變化速率。

(d) 鏈路容量：有效的鏈路帶寬，即可利用的鏈路帶寬，標稱(chēng)帶寬與可用帶寬的差別主要由于接入協(xié)議，編碼和數據幀封裝時(shí)導致的錯誤。

(e) 非對稱(chēng)鏈路：網(wǎng)絡(luò )中非對稱(chēng)鏈路數量會(huì )對網(wǎng)絡(luò )性能產(chǎn)生影響。同時(shí)，不同的路由協(xié)議在非對稱(chēng)鏈路網(wǎng)絡(luò )中的工作效率也是不同的。

(f) 網(wǎng)絡(luò )流量模型：路由協(xié)議在平衡流量網(wǎng)絡(luò )或突發(fā)性網(wǎng)絡(luò )中的表現是不同的。

(g) 移動(dòng)性：結點(diǎn)的移動(dòng)特性對網(wǎng)絡(luò )的性能也會(huì )產(chǎn)生影響，例如在軍事上，通信結點(diǎn)一般都以集群的方式向某一方向或地域運動(dòng)，所以同一集群各個(gè)結點(diǎn)之間移動(dòng)的相關(guān)性較強，而不同集群之間的移動(dòng)相關(guān)性則不是十分明顯。這一點(diǎn)對路由協(xié)議性能產(chǎn)生重要影響。

(h) 休眠結點(diǎn)數量：網(wǎng)絡(luò )中休眠結點(diǎn)數量多可以延長(cháng)終端的待機時(shí)間，同時(shí)可以有效地減小網(wǎng)絡(luò )中路由協(xié)議的開(kāi)銷(xiāo)。協(xié)議對休眠結點(diǎn)的處理方法以及效率也是影響網(wǎng)絡(luò )性能的因素之一。

在特定的網(wǎng)絡(luò )應用環(huán)境中，可能會(huì )具有上述某些重要特征，不同的網(wǎng)絡(luò )應用會(huì )對不同層次的協(xié)議有不同的性能要求。對同一層次的協(xié)議，不同的應用也會(huì )對各個(gè)網(wǎng)絡(luò )性能參數有不同的要求。例如：協(xié)議A在大規模網(wǎng)絡(luò )中性能非常好，協(xié)議B在小規模網(wǎng)絡(luò )中性能優(yōu)于A(yíng)，如果應用場(chǎng)合是一個(gè)小規模網(wǎng)絡(luò )，應該優(yōu)先選擇B協(xié)議。實(shí)際測量中的情況不是這個(gè)簡(jiǎn)單，需要多方面的性能綜合考慮，可以根據應用特點(diǎn)的不同，給網(wǎng)絡(luò )不同的性能測試內容賦予不同的加權值，這樣可以更加客觀(guān)地反映網(wǎng)絡(luò )的性能，如表1所示。

其中，

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所以加權值是歸一化參數。

如果各個(gè)參數之間具有相關(guān)性，如移動(dòng)性和連通性之間相互影響，簡(jiǎn)單地用加權值并不能科學(xué)地反映網(wǎng)絡(luò )性能差別，利用層次分析法[9]，可以更加準確地對不同網(wǎng)絡(luò )的性能進(jìn)行評估。

網(wǎng)絡(luò )測試環(huán)境設計

1. 結點(diǎn)分布范圍與移動(dòng)特性

分布范圍一般有三種模式：

(a) 均勻分布(隨機分布)

所有結點(diǎn)的地理位置是完全隨機的。在給定范圍內，如30km*30km或50km*50km，結點(diǎn)可以在任何位置請求與其它結點(diǎn)進(jìn)行通信，同時(shí)網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)以隨機的方式移動(dòng)。

(b) 直線(xiàn)型分布

12 ALT=圖4：“星型”分布。>

直線(xiàn)型分布也是一種非常常用的結點(diǎn)分布形式，如車(chē)隊在高速公路行進(jìn)中的情況就符合這種分布特征。實(shí)現的這種分布式特征的方法是，讓結點(diǎn)在一個(gè)狹長(cháng)區域隨機移動(dòng)。用這種方式下，結點(diǎn)之間的通信主要依靠直線(xiàn)拓撲結構的網(wǎng)絡(luò )，如圖3所示。。

(c) 星型分布

在許多分區結構的網(wǎng)絡(luò )中，成員結點(diǎn)與群首通信組成了本地網(wǎng)絡(luò )，也稱(chēng)為“群”或“簇”。這樣的網(wǎng)絡(luò )，結點(diǎn)分布是一種星形分布。如圖4所示：

分群網(wǎng)絡(luò )中，可以構造多個(gè)星型分布的子網(wǎng)，這樣可以測試網(wǎng)絡(luò )在分群網(wǎng)絡(luò )的性能。

2. 網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)的流量

網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)的流量也會(huì )對網(wǎng)絡(luò )性能產(chǎn)生影響。在測試平臺中，針對不同的應用環(huán)境，應該配置不同的結點(diǎn)數據流量規則，以合理地對網(wǎng)絡(luò )性能進(jìn)行測試。

(a) 均衡流量

這種方式下，各個(gè)結點(diǎn)流量均相同，從應用層看，就是各個(gè)結點(diǎn)的業(yè)務(wù)類(lèi)型相同或相近，需要提供相同的數據傳輸業(yè)務(wù)保障能力。

(b) 非均衡流量

在某些應用場(chǎng)合，如軍事應用中，各個(gè)結點(diǎn)之間所承擔的任務(wù)不同，結點(diǎn)的數據業(yè)務(wù)需求也不相同。例如，指揮官所在的網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)可能需要大容量的實(shí)時(shí)數據業(yè)務(wù)，而單兵使用的通信結點(diǎn)可能數據量較小。對應于分群網(wǎng)絡(luò )，群首結點(diǎn)的數據通信需求要遠大于成員結點(diǎn)。

本文小結

由于網(wǎng)絡(luò )的分布性，結點(diǎn)移動(dòng)的不確定性和無(wú)線(xiàn)鏈路的不可靠性，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò )性能測試成為目前無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)中的難點(diǎn)之一，本文討論了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò )測試的體系結構。同時(shí)認為由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò )的具體應用場(chǎng)合不同，要根據網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)對相關(guān)內容進(jìn)行測試，同時(shí)要對測試內容綜合評估。網(wǎng)絡(luò )測試環(huán)境對網(wǎng)絡(luò )性能有重要影響，所以要針對具體的網(wǎng)絡(luò )應用背景選擇網(wǎng)絡(luò )環(huán)境進(jìn)行性能測試。只有各個(gè)方面的因素綜合考慮，并采用不同的測試環(huán)境和測試手段才能夠準確地評估Ad Hoc網(wǎng)絡(luò )的性能。

參考文獻

[1]、 Elizabeth M.Royer and C-K Toh. A Review of Current Routing Protocols for Ad hoc Mobile Wireless Networks. IEEE Personal Communications Magazine, April 1999

[2]、V.Bharghavan,A.Demers,S.Shenker,and L.Zhang. MACAW:A Media Access Protocol for Wireless LANs. Proceeding of ACM SIGCOMM 1994

[3]、 J.Deng and Z.J.Haas. Dual Busy Tone Multiple Access: A New Medium Access Control for Packet Radio Networks. IEEE ICUPC'98, October 1998

[4]、Matthias Grossglauser, Davis Tse, Mobility Increases the Capability of Ad Hoc Wireless Networks, INFOCOM2001.

[5]、Zygmunt. J. Hass, A New Routing Protocol for the Reconfigurable Wireless Networks, http://www.ee.cornell.edu/~hass/wnl.html

[6]、 Josh Broch , David A Maltz, etc . A Performance Comparison Of Multi-Hop Wireless Ad Hoc Network Routing Protocols, MobiCom'98 1998 ACM