1.外文资料翻译译文

在高性能计算领域中Java的研究、实践和经验

第八章

网络层——路由器

在这一章中，我们基于网络层地址的IPv6的最后一个组成部分：路由器。我们提出了一个基线协议设计为典型的传感器网络的约束和工作负载的路由。通过集中在边界路由器的路由状态，我们的协议以实现每个节点的路由状态和邻(N)的网络通信成本。在实践中，全局通信开销是依靠现有的交通进一步降低。路由信息流通过路由器搭载广告方法利用环境数据流量产生的链路质量估计，用边界路由器使环和次优路径检测，并提供默认路由信息。

8.1推断连通图

为网络层提供可达性，它必须在使用中配置路由到目的地。面临的挑战是以确保网络的形式，并保持一致的路径。在使用中，一般尽量减少一些路由度量(如距离，延迟，利用率，或一些组合)。虽然管理员可以配置静态路由，通过手动配置转发表条目，这样做很快就变得不可行的大型网络，特别是动态拓扑。相反，大多数实际网络使用动态路由协议，发现网络的拓扑结构和传播的努力，以形成一致的和有效的路径到各种目的地的路由信息。

无线自组无线网络的动态路由协议，特别是具有挑战性的是因为底层的连接图是不严格定义。传统的有线网络具有相对稳定的拓扑结构，无论是向上或向下的链接，提供非常高的成功率(如大于99.9%)或根本没有沟通。然而，在无线网络中，相邻节点的链接是由环境因素决定的，往往有一个广泛的损失率随时间变化。即使链路的相对高的损失率往往会提供一些有限的通信，和路由协议必须决定是否使用这些链接。此外，随时间变化的链路质量，由于不断变化的物理和电磁因素，路由协议必须不断评估的链接，考虑它们的影响，在整体的路由度量和路径成本，并适应如果需要的话。

传感器网有不同的设计考虑，那些传统上认为现有的IP路由协议。虽然现有的有线网络的域内路由协议已经证明了他们的操作在大规模的网络，他们往往有大量的内存和通信需求。链路状态协议要求节点保持整个网络的状态，每个节点周期性地将其链路状态向所有其他节点传递。环路自由距离矢量协议假设可靠，低延时通信，以确保路由状态的一致性[ 3 ]。用于移动自组网(自组网)的知识产权路由协议。

开发的无线链路，许多需要频繁的洪水发现和维护路线。假设高和不相关的节点的移动性，移动自组网络协议通常很少花精力在评估链路质量和一些没有解决的非对称链路。许多人认为，链路估计完全执行低层，而不取决于路由以上。然而传感器网往往由固定节点，使节点更大机会评估环节。

传感器网络节点的严格的资源约束路由的问题更具挑战性。有限的内存往往意味着一个节点只能保持状态的一组有限的节点，远远小于网络节点的数目，有时比在无线电范围内的邻居的数目。有限的吞吐量、链路的MTU小，能量有限的约束多节点与相邻节点通信。这些限制限制的链接到相邻节点的发现和评价。它们也限制了路由信息的数量，路由协议可以进行通信和维护，形成一致的路径。

图8.1：路由体系结构。知识产权框架与部分信息下的路由一致，缺省路由通过其他可能更具有能力的设备来维护路由信息，使其能达到任何任意的网络设备的可达性。IP框架如何形成或路线是否最优没有位置。我们的路由协议形式默认路由边界路由器和改变路线，在传感器网络所有节点提供可达性。因为典型的传感器网络应用程序的工作负载只需要通信通过一个边界路由器的路由优化。通过集中的路由机制在边界路由器和接受任意传感器网络节点之间的通信最理想的路线，为传感器网络节点的状态和沟通的需求仍然很小。

有限的资源意味着节点必须执行部分信息的路由。在知识产权框架中，这意味着节点有一个有限的目的地和一个默认的路线，为所有其他节点的下一跳信息。知识产权需要基本的可达性，但不需要对路线的形成或是最佳的位置进行定位。

在这一章中，我们表明了IP框架符合典型的传感器网络的约束和工作量。路由协议配置默认路由到一个边界路由器。每个节点，然后提供他们所选择的默认路由的边界路由器，允许边界路由器保持一个跨越树与主机路由到每个节点。使用生成树，边界路由器转发数据包的路由在数据包转发的头。我们在图8.1中显示了整体的路由体系结构。

通过集中精力在边界路由器的路由，我们的基本路由协议在传感器网络节点的最小资源要求。传感器网络节点维护小恒为一个单一的路由配置状态：默认路由。虽然在边界路由器的内存需求是线性的节点的数目，边界路由器往往是不太受限。对于传感器网络节点的通信开销也最小。唯一的通信要求是偶尔的广播从路由器和单播传输从叶节点到边界路由器。使用滴流，广播传输的数量是低的，在稳定状态和网络密度(约每小时在一个给定的无线电区域)的网络密度。在实践中，全局通信开销是依靠现有的交通进一步降低。路由器利用路由路由器广告信息和利用环境数据流量产生的链路质量估计，使环和次优路径检测，并提供缺省路由信息的边界路由器。

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