TATbed無線自組織網絡測試平臺設計與實現

摘要：設計了并建立了一個無線自組織網絡測試平臺系統——TATbed(Tsinghua Ad hoc network Test bed)。通過開發底層網卡驅動、路由算法協議模塊，使得普通PC機成為獨立的自組織網絡終端；同時通過監測、統計多個終端之間的數據傳輸狀況獲得網絡的實測性能指標。目前平臺中已經實現對多種路由算法協議的測試支持。

    關鍵詞：自組織網絡 測試平臺 路由算法

多跳自組織網絡（Ad hoc network）由多個獨立的具有路由（交換）功能的用戶通信終湍組成。網絡中的相鄰終端可直接建立端到端的通信鏈路；非相鄰終端罎可動態地搜索路由，數據包借助其他終端轉發，以多跳方式傳遞至索路由，數據包借助其他終端轉發，以多跳方式傳遞至最終的目的終端。在自組織網絡中，無線信道環境的快速變化及終端的移動性造成了網絡拓撲結構不斷變化。因此，如何搜索、維護有效的路由成為自組織網絡研究中的難點問題。近年來，研究者提出了多種路由協議草案，如DSR、AODV、SAR等，其性能的評估數據基本上利用網絡模塊軟件如OPNet、NS-2/GloMoSim等仿真得到。由于仿真軟件中采用的無線信道、終端分布、終端運動等模型與真實的網絡環境相比均有一定的簡化，所以在自組織網絡技術進入實現商業應用之前，構建實際的Ad hoc網絡硬件測試平臺對其各層次的網絡協議算法設計進行性能測評是十分必要的。但現有的各種無線終端均不支持任何自組織路由協議。

    本文設計并實際建立了一個無線自組織網絡測試平臺系統TATbed。通過加載相應的底層驅動及測試系統軟件，使得配有無線網卡的普通PC機成為獨立的自組織網絡的實際終端；測試平臺對各種路由算法協議提供了統一的模塊接口，設定相應的路由算法和測試參數蝗，即可通過檢測各個終端間的數據傳輸狀況，得到此路由算法的實際性能的統計結果。同時，測試平臺可兼容各種無線網卡標準，如IEEE802.11系列、HiperLan系列等。目前TATbed測試平臺已經集成了多種Ad Hoc網絡的專有路由算法協議，AODV、DSR、SAR、FSR、ZRP等，并可真實地再現Ad hoc網絡應用所處的實際環境（包括終端的移動性與客觀信道的實際情況），為研究Ad hoc網絡在多種環境下的性能與特點提供可操作平臺，對進一步研究Ad hoc網絡的結構設計和其各層網絡協議算法設計的測試、評估、優化更具有參考價值。

本文結構如下，第一節介紹測試平臺系統的總體結構，第二節介紹系統的關鍵模塊設計，第三節介紹其實際應用和總結。

1 平臺結構

TATbed無線自組織網絡測試平臺的設計目標是開發支持多種Ad hoc網絡路由算法協議的測試終端以構建實際的Ad hoc測試網絡，并通過檢測各個終端間的數據傳輸過程對自組織網絡的各種實測性能指標進行統計、評估。

TATbed測試平臺由一定數量的獨立的自組織網絡終端構成。在實際平臺設計中，在配有無線網瞳的PC機（筆記本電腦）基礎上開發了支持多種路由算法協議的自組織網絡終端，每個終端依據設定的路由算法協議自行組建Ad hoc網絡并進行數據傳輸。圖1為TATbed平臺的實際測試示意圖。

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