OLSR路由协议基础知识【路由协议】

OLSR 协议基础介绍

本文描述了一个针对移动 Ad  Hoc 网络的链路状态协议 OLSR。该协议是针对移动无线局域网需求的经典链路状态算法的优化协议。协议中关键概念是MPRs。MPR 称之为多中继依赖节点，它是协议中消息洪泛过程中被选定为广播消息的节点。通过选定的 MPRs 来广播拓扑信息，这一技术和经典洪泛机制(即每个节点转发接收到的消息副本)相比较充分减少了网络传输的开销。在 OLSR 协议中，链路状态只有通过选定为 MPR 的节点反应出来，因此该机制的第二优化点是实现最少化的控制消息。该机制的第三个优化点是被选择为 MPR 的节点可以选择只报告自身和 MS 之间的链接状态。这和传统链路状态算法应用背景不同，链路状态信息离散的分布在网络中，OLSR 协议需要通过这些信息计算最佳路由(按跳数)。因此该协议主要适用于密集型的移动网络环境。

专为移动自组织网络而构建的 OLSR 协议，它是一个表驱动的主动协议。协议中节点通过拓扑信息的定期交换，实现网络拓扑的探测以及路由计算。其中MPRs 机制为 OLSR 协议提供了有效的方法从而减少网络中流量的传输以及多余的网络流控制。被选为 MPR 的节点有特殊的使命，即在网络中广播链路状态信息。事实上，OLSR 协议为所有目的地址提供最短路径的唯一需求是 MPRs 提供的 MS的链路状态信息。此外 MPRs 提供的链路状态信息也可以用于其他功能。一个节点被它的多个邻居节点选定为 MPR 时，会在控制消息中周期性的声明这个消息。这样，节点就向网络发布通知消息，表明通过它可到达选定它为 MPR 的所有节点。在路由计算时，MPR 经常是网络中构建给定节点到目的地址的路由组成的一部分。此外，协议中使用的多中继节点机制有效的控制了网络中控制消息的泛滥。一个节点从一跳邻居节点中选择了 MPRs 是具有对称性的，即双向联系。由此选择通过 MPR 集合构建的路由自动避免了单向链路数据传输的相关问题。由于 OLSR 是独立于其他协议开发的，因此该协议对底层链路层没有任何假设。

• OLSR 关键概念介绍 

1. OLSR 协议的标准中存在较多专业术语，其中关键概念有以下这些：
2. 节点：一个 MANET 网络中的路由器，并运行 OLSR 协议。
3. OLSR 接口：一个运行 OLSR 协议的网络设备接口。一个节点可能会有多个 OLSR 接口，每个接口有不同的 IP 地址。
4. 非 OLSR 接口：不运行 OLSR 协议的网络设备接口。 
5. 主要地址：一个节点的主要地址，被用于 OLSR 协议控制信息的初始地址，是节点 OLSR 接口的一个 IP 地址。
6. 邻居节点：如果节点可以监听到节点 X，则节点 X 是节点的邻居节点。
7. 2 跳邻居：通过邻居节点监听到的节点是 2 跳邻居节点，注意这里可以包含节点自身以及某些 1 跳邻居节点。
8. 严格 2 跳邻居：即不是节点自身或其邻居节点，而是严格通过邻居节点监听到的节点，即邻居的邻居，但又不是本节点的邻居的所有节点。
9. MPR：某个节点被它的一跳邻居节点选定为 MPR，则需要转发选定它的邻居节点的多有广播信息。
10. MS：选定某个节点为 MPR 则该节点自身为 MPR 节点的 MS 节点。
11. 链路：两个不同 OLSR 节点接口之间相互监听形成链路。
12. 对称链路：两个 OLSR 接口之间已经认证的双向链路。
13. 非对称链路：即两个 OLSR 接口之间单向链路。
14. 对称一跳邻居：邻居间至少有一条对称链路。
15. 对称 2 跳邻居：有对称链路的 2 跳邻居。
16. 对称严格 2 跳邻居：有对称链路的严格 2 跳邻居。 

• MPR 机制简介

MPR 机制是为了最大程度的减少消息流的开销，通过减少对相邻节点之间的冗余传播消息，从而达到减少消息开销的目的。网络中所有节点都会在它的一跳对称邻居节点中选择一组节点作为 MPR 节点组，该 MPR 组会重传节点的消息。而不是该节点 MPR 的邻居节点只会接受和处理节点发出的广播消息，而不会重传它接受的消息。每个节点在它的一跳对称邻居中选择 MPR 集合，则这些选定出的MPR 集合一定覆盖一个二跳严格对称节点范围。一个包含 N 个 MPR 的集合记为MPR(N)，则这 N 个 MPR 节点对其邻域内多有一跳对称邻居满足以下条件：每个MPR(N)内的节点的严格二跳邻居节点必然存在一个对称链路连接到 MPR(N)。MPR 集合越小，则路由协议的控制流开销也越少。

同样每个 MPR 会维护一个节点集合，记录了所有选定它为 MPR 的 MS 集合。这个集合称之为“Multipoint Relay Selector set”，节点从邻居发送的周期性的 HELLO 信息中获取该集合的信息。MPR的 MS 集合中任意节点想发送广播给整个网络的信息都会被 MPR 节点重新转发。当然 MPR 集合会随时间而改变，例如节点 N 选择其他 MRP 集合，这样的改变会在节点 N 的 HELLO 信息中体现。