OLSR路由協議基礎知識【路由協議】
OLSR 協議基礎介紹
本文描述了一個針對移動 Ad Hoc 網路的鏈路狀態協議 OLSR。該協議是針對移動無線區域網需求的經典鏈路狀態演算法的優化協議。協議中關鍵概念是MPRs。MPR 稱之為多中繼依賴節點，它是協議中訊息洪泛過程中被選定為廣播訊息的節點。通過選定的 MPRs 來廣播拓撲資訊，這一技術和經典洪泛機制(即每個節點轉發接收到的訊息副本)相比較充分減少了網路傳輸的開銷。在 OLSR 協議中，鏈路狀態只有通過選定為 MPR 的節點反應出來，因此該機制的第二優化點是實現最少化的控制訊息。該機制的第三個優化點是被選擇為 MPR 的節點可以選擇只報告自身和 MS 之間的連結狀態。這和傳統鏈路狀態演算法應用背景不同，鏈路狀態資訊離散的分佈在網路中，OLSR 協議需要通過這些資訊計算最佳路由(按跳數)。因此該協議主要適用於密集型的行動網路環境。
專為移動自組織網路而構建的 OLSR 協議，它是一個表驅動的主動協議。協議中節點通過拓撲資訊的定期交換，實現網路拓撲的探測以及路由計算。其中MPRs 機制為 OLSR 協議提供了有效的方法從而減少網路中流量的傳輸以及多餘的網路流控制。被選為 MPR 的節點有特殊的使命，即在網路中廣播鏈路狀態資訊。事實上，OLSR 協議為所有目的地址提供最短路徑的唯一需求是 MPRs 提供的 MS的鏈路狀態資訊。此外 MPRs 提供的鏈路狀態資訊也可以用於其他功能。一個節點被它的多個鄰居節點選定為 MPR 時，會在控制訊息中週期性的宣告這個訊息。這樣，節點就向網路釋出通知訊息，表明通過它可到達選定它為 MPR 的所有節點。在路由計算時，MPR 經常是網路中構建給定節點到目的地址的路由組成的一部分。此外，協議中使用的多中繼節點機制有效的控制了網路中控制訊息的泛濫。一個節點從一跳鄰居節點中選擇了 MPRs 是具有對稱性的，即雙向聯絡。由此選擇通過 MPR 集合構建的路由自動避免了單向鏈路資料傳輸的相關問題。由於 OLSR 是獨立於其他協議開發的，因此該協議對底層鏈路層沒有任何假設。
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OLSR 關鍵概念介紹
- OLSR 協議的標準中存在較多專業術語，其中關鍵概念有以下這些：
- 節點：一個 MANET 網路中的路由器，並執行 OLSR 協議。
- OLSR 介面：一個執行 OLSR 協議的網路裝置介面。一個節點可能會有多個 OLSR 介面，每個介面有不同的 IP 地址。
- 非 OLSR 介面：不執行 OLSR 協議的網路裝置介面。
- 主要地址：一個節點的主要地址，被用於 OLSR 協議控制資訊的初始地址，是節點 OLSR 介面的一個 IP 地址。
- 鄰居節點：如果節點可以監聽到節點 X，則節點 X 是節點的鄰居節點。
- 2 跳鄰居：通過鄰居節點監聽到的節點是 2 跳鄰居節點，注意這裡可以包含節點自身以及某些 1 跳鄰居節點。
- 嚴格 2 跳鄰居：即不是節點自身或其鄰居節點，而是嚴格通過鄰居節點監聽到的節點，即鄰居的鄰居，但又不是本節點的鄰居的所有節點。
- MPR：某個節點被它的一跳鄰居節點選定為 MPR，則需要轉發選定它的鄰居節點的多有廣播資訊。
- MS：選定某個節點為 MPR 則該節點自身為 MPR 節點的 MS 節點。
- 鏈路：兩個不同 OLSR 節點介面之間相互監聽形成鏈路。
- 對稱鏈路：兩個 OLSR 介面之間已經認證的雙向鏈路。
- 非對稱鏈路：即兩個 OLSR 介面之間單向鏈路。
- 對稱一跳鄰居：鄰居間至少有一條對稱鏈路。
- 對稱 2 跳鄰居：有對稱鏈路的 2 跳鄰居。
- 對稱嚴格 2 跳鄰居：有對稱鏈路的嚴格 2 跳鄰居。
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MPR 機制簡介
MPR 機制是為了最大程度的減少訊息流的開銷，通過減少對相鄰節點之間的冗餘傳播訊息，從而達到減少訊息開銷的目的。網路中所有節點都會在它的一跳對稱鄰居節點中選擇一組節點作為 MPR 節點組，該 MPR 組會重傳節點的訊息。而不是該節點 MPR 的鄰居節點只會接受和處理節點發出的廣播訊息，而不會重傳它接受的訊息。每個節點在它的一跳對稱鄰居中選擇 MPR 集合，則這些選定出的MPR 集合一定覆蓋一個二跳嚴格對稱節點範圍。一個包含 N 個 MPR 的集合記為MPR(N)，則這 N 個 MPR 節點對其鄰域內多有一跳對稱鄰居滿足以下條件：每個MPR(N)內的節點的嚴格二跳鄰居節點必然存在一個對稱鏈路連線到 MPR(N)。MPR 集合越小，則路由協議的控制流開銷也越少。
同樣每個 MPR 會維護一個節點集合，記錄了所有選定它為 MPR 的 MS 集合。這個集合稱之為“Multipoint Relay Selector set”，節點從鄰居傳送的週期性的 HELLO 資訊中獲取該集合的資訊。MPR的 MS 集合中任意節點想傳送廣播給整個網路的資訊都會被 MPR 節點重新轉發。當然 MPR 集合會隨時間而改變，例如節點 N 選擇其他 MRP 集合，這樣的改變會在節點 N 的 HELLO 資訊中體現。