無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡探究綜述

1、無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡探究綜述【摘要】無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)是無(wú)線局域網(wǎng)和移動(dòng)自組織 網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的產(chǎn)物，作為一種能夠提供高帶寬網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù) 的全新架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)目前越來(lái)越多的得到人 們的重視。本文對(duì)近年來(lái)mesh網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡的研 究方向進(jìn)行了歸納總結(jié)，并提出了自己的設(shè)想和方向?！娟P(guān)鍵詞】mesh網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡網(wǎng)關(guān)綜述一、簡(jiǎn)介無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)無(wú)線鏈路把固定的和移動(dòng)的節(jié)點(diǎn) 連接起來(lái)，構(gòu)成的一個(gè)多跳的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)。在這種網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)由mesh路由器和mesh客戶兩種節(jié)點(diǎn) 組成。mesh路由器可以是靜止的或者具有較小的移動(dòng)性，構(gòu) 成mesh網(wǎng)絡(luò)的骨干，為mesh客戶端提供in

2、ternet接入。mesh 客戶端也具有路由器或中繼器的作用，可以為其它mesh客 戶端提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。部分的mesh路由器集成網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋功 能，此類節(jié)點(diǎn)我們稱其為網(wǎng)關(guān)。由于所有的流量都將引自或 者引向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。因此網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是整個(gè)mesh網(wǎng)絡(luò)的核心， 同時(shí)也成為全網(wǎng)的性能瓶頸。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞，會(huì)極大的 影響mesh網(wǎng)絡(luò)用戶獲得服務(wù)，同時(shí)由于擁塞造成網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) 大量丟包，進(jìn)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的吞吐量極大下降。如何有效的負(fù) 載網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的流量，盡量避免網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處發(fā)成擁塞成為 近來(lái)mesh網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。二、目前主要研究思路2. 1路徑選擇法此類方法在進(jìn)行路徑選擇的時(shí)候，避開擁塞的鏈路和目 的節(jié)點(diǎn)（即網(wǎng)

3、關(guān)），以達(dá)到在不同的網(wǎng)關(guān)之間均衡負(fù)載的目 的。此類方法多由dsr或者aodv算法改良而來(lái)，并根據(jù)自 己的需求采用合適的度量方式，比如經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)的流量總和、 各節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列總長(zhǎng)度以及各段鏈路的延遲等對(duì)鏈路擁塞 程度進(jìn)行判定，選擇擁塞較小、帶寬較高的鏈路進(jìn)行傳輸。 跳數(shù)往往是必備的一個(gè)度量，因?yàn)槎嗵逆溌芬馕吨嗑W(wǎng) 絡(luò)資源的浪費(fèi)。文章1通過(guò)自己定義節(jié)點(diǎn)活動(dòng)度的概念進(jìn) 行度量，文章2則通過(guò)計(jì)算經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)的緩存隊(duì)列長(zhǎng)度總和 進(jìn)行選擇。文章3則通過(guò)自下而上的方式，從外圍到中心 的方式來(lái)建立路由，分配網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的流量。此類方法的缺點(diǎn)也是顯而易見的。首先只能通過(guò)鏈路狀 態(tài)進(jìn)行路由選擇，而無(wú)法獲得網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，

4、也就無(wú)法真 正的避免網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的擁塞；其次只是在路由初期通過(guò)一定的 策略避免擁塞，當(dāng)擁塞發(fā)生之后無(wú)法進(jìn)行有效的擁塞調(diào)整， 同時(shí)缺乏全局的分配，必然會(huì)造成一些資源的浪費(fèi)。2. 2流量遷移法文章4和文章5提出了流量遷移的方法，此類方式沿 用了 ad hoc網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，只是在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到擁塞 時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)擁塞解除的機(jī)制，已達(dá)到分配流量、避免擁塞 的目的。此類方法在一開始啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)算法，對(duì)mesh網(wǎng) 絡(luò)內(nèi)的路由器進(jìn)行初次劃分，并把路由器和自己的服務(wù)網(wǎng)關(guān) 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，發(fā)送數(shù)據(jù)流，同時(shí)在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處通過(guò)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)緩 存隊(duì)列長(zhǎng)度或者對(duì)丟包率等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的條 件之后認(rèn)定擁塞發(fā)生，啟動(dòng)擁塞接觸機(jī)制

5、，擁塞網(wǎng)關(guān)在自己 服務(wù)的路由器中選擇一個(gè)進(jìn)行流量遷移。被選定的路由用泛 紅的方式發(fā)送網(wǎng)關(guān)請(qǐng)求信息，未擁塞的網(wǎng)關(guān)收到后進(jìn)行回 復(fù)，之后路由器將流量遷移到新的網(wǎng)關(guān)。此類方法的優(yōu)點(diǎn)是算法帶來(lái)的額外開銷較少，缺點(diǎn)是對(duì) mesh網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的流量缺乏全局的分配。同時(shí)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)整體流 量較大的時(shí)候，路由器遷移至后有可能再次擁塞，之后發(fā)生 抖動(dòng)的情況。2. 3域劃分法三、新的研究方向3. 1內(nèi)部流量的研究?jī)?nèi)部流量可以在外部流量的信道及時(shí)隙分配完畢之后， 采用dsr協(xié)議進(jìn)行，同時(shí)采納多徑的思想，以達(dá)到分配流量, 負(fù)載網(wǎng)絡(luò)均衡的目的。對(duì)于內(nèi)部距離較遠(yuǎn)或者源、目的節(jié)點(diǎn) 均靠近網(wǎng)關(guān)（不同網(wǎng)關(guān)）的情形，可以將mesh網(wǎng)絡(luò)內(nèi)

6、部的 通信轉(zhuǎn)化為外部流量，即將流量引入網(wǎng)關(guān)，然后通過(guò)網(wǎng)關(guān)之 間的有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，已達(dá)到節(jié)省mesh網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)資 源的目的。3. 2多徑在mesh網(wǎng)中的應(yīng)用為了達(dá)到均衡負(fù)載的目的，應(yīng)當(dāng)選取多徑同時(shí)傳輸?shù)姆?式。mesh網(wǎng)絡(luò)中為了達(dá)到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡應(yīng)用多徑路由 主要從以下幾個(gè)方面：(1)外部流量的多徑；a,域內(nèi)部mr 節(jié)點(diǎn)通往單一網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的多徑；由于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)是流量的集中 地，所以擁塞極易出現(xiàn)在離網(wǎng)關(guān)最近的鏈路和節(jié)點(diǎn)上，此處 多徑路由可以降低網(wǎng)關(guān)附近鏈路或者節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞的可能 性。同時(shí)，在擁塞發(fā)生時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整多徑流量分配的方 式高效的解決擁塞問(wèn)題。b,域邊界mr節(jié)點(diǎn)通往多網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn) 的多徑

7、；此種多徑的應(yīng)用本身就帶有負(fù)載網(wǎng)關(guān)均衡的目的。 處于不同網(wǎng)關(guān)中間部分的節(jié)點(diǎn)可以建立到不同網(wǎng)關(guān)的路徑， 并在需要時(shí)將流量分配到不同的網(wǎng)關(guān)上。如果某一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié) 點(diǎn)發(fā)生擁塞，可以通過(guò)調(diào)整流量分配的方式解決擁塞，避免 了路由調(diào)整的開銷。(2)內(nèi)部流量的多徑；內(nèi)部流量的多徑 路由能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，在不影響外部流量的情況下盡 量保證內(nèi)部流量的暢通。同時(shí)，在外部流量?jī)?yōu)先且外部流量 變化的情況下，能夠減少內(nèi)部路由發(fā)現(xiàn)的開銷，提高網(wǎng)絡(luò)通 信效率。四、總結(jié)隨著無(wú)線移動(dòng)通信的高速發(fā)展和intemet的廣泛應(yīng)用， 無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)作為一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，得到進(jìn) 一步的重視和開發(fā)，會(huì)逐漸成為無(wú)線移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)

8、的基本網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)，滲透到未來(lái)各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。參考文獻(xiàn)1 hossam hassanein , audrey zhou, “routing with load balancing in wireless ad hoc networks, ” proceedings of the 4th acm international workshop on modeling, analysis and simulation of wireless and mobile systems, july 2001, p.89-96.2 s. j. lee and m. gerla, “dynamic load-aw

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