Ad Hoc網絡性能測試關鍵技術研究

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可以得到路由協(xié)議的效率參數。

網絡綜合性能評估

網絡綜合性能評估必須充分考慮不同網絡環(huán)境對網絡性能的影響，結合網絡應用背景對網絡性能進行綜合評估。

網絡環(huán)境對網絡性能的影響主要有以下幾個方面：

(a) 網絡覆蓋范圍：結點的數目和分布率(通常結點較多的情況下)決定了網絡覆蓋范圍，

(b) 網絡連通性：通常是網絡結點的平均鄰居數目，在圖論的意義下，也就是網絡結點的“度”[13]。

(c) 拓撲變化頻率：表征了網絡拓撲變化速率。

(d) 鏈路容量：有效的鏈路帶寬，即可利用的鏈路帶寬，標稱帶寬與可用帶寬的差別主要由于接入協(xié)議，編碼和數據幀封裝時導致的錯誤。

(e) 非對稱鏈路：網絡中非對稱鏈路數量會對網絡性能產生影響。同時，不同的路由協(xié)議在非對稱鏈路網絡中的工作效率也是不同的。

(f) 網絡流量模型：路由協(xié)議在平衡流量網絡或突發(fā)性網絡中的表現是不同的。

(g) 移動性：結點的移動特性對網絡的性能也會產生影響，例如在軍事上，通信結點一般都以集群的方式向某一方向或地域運動，所以同一集群各個結點之間移動的相關性較強，而不同集群之間的移動相關性則不是十分明顯。這一點對路由協(xié)議性能產生重要影響。

(h) 休眠結點數量：網絡中休眠結點數量多可以延長終端的待機時間，同時可以有效地減小網絡中路由協(xié)議的開銷。協(xié)議對休眠結點的處理方法以及效率也是影響網絡性能的因素之一。

在特定的網絡應用環(huán)境中，可能會具有上述某些重要特征，不同的網絡應用會對不同層次的協(xié)議有不同的性能要求。對同一層次的協(xié)議，不同的應用也會對各個網絡性能參數有不同的要求。例如：協(xié)議A在大規(guī)模網絡中性能非常好，協(xié)議B在小規(guī)模網絡中性能優(yōu)于A，如果應用場合是一個小規(guī)模網絡，應該優(yōu)先選擇B協(xié)議。實際測量中的情況不是這個簡單，需要多方面的性能綜合考慮，可以根據應用特點的不同，給網絡不同的性能測試內容賦予不同的加權值，這樣可以更加客觀地反映網絡的性能，如表1所示。

其中，

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所以加權值是歸一化參數。

如果各個參數之間具有相關性，如移動性和連通性之間相互影響，簡單地用加權值并不能科學地反映網絡性能差別，利用層次分析法[9]，可以更加準確地對不同網絡的性能進行評估。

網絡測試環(huán)境設計

1. 結點分布范圍與移動特性

分布范圍一般有三種模式：

(a) 均勻分布(隨機分布)

所有結點的地理位置是完全隨機的。在給定范圍內，如30km*30km或50km*50km，結點可以在任何位置請求與其它結點進行通信，同時網絡結點以隨機的方式移動。

(b) 直線型分布

12 ALT=圖4：“星型”分布。>

直線型分布也是一種非常常用的結點分布形式，如車隊在高速公路行進中的情況就符合這種分布特征。實現的這種分布式特征的方法是，讓結點在一個狹長區(qū)域隨機移動。用這種方式下，結點之間的通信主要依靠直線拓撲結構的網絡，如圖3所示。。

(c) 星型分布

在許多分區(qū)結構的網絡中，成員結點與群首通信組成了本地網絡，也稱為“群”或“簇”。這樣的網絡，結點分布是一種星形分布。如圖4所示：

分群網絡中，可以構造多個星型分布的子網，這樣可以測試網絡在分群網絡的性能。

2. 網絡結點的流量

網絡結點的流量也會對網絡性能產生影響。在測試平臺中，針對不同的應用環(huán)境，應該配置不同的結點數據流量規(guī)則，以合理地對網絡性能進行測試。

(a) 均衡流量

這種方式下，各個結點流量均相同，從應用層看，就是各個結點的業(yè)務類型相同或相近，需要提供相同的數據傳輸業(yè)務保障能力。

(b) 非均衡流量

在某些應用場合，如軍事應用中，各個結點之間所承擔的任務不同，結點的數據業(yè)務需求也不相同。例如，指揮官所在的網絡結點可能需要大容量的實時數據業(yè)務，而單兵使用的通信結點可能數據量較小。對應于分群網絡，群首結點的數據通信需求要遠大于成員結點。

本文小結

由于網絡的分布性，結點移動的不確定性和無線鏈路的不可靠性，Ad Hoc網絡性能測試成為目前無線網絡技術中的難點之一，本文討論了Ad Hoc網絡測試的體系結構。同時認為由于Ad Hoc網絡的具體應用場合不同，要根據網絡特點對相關內容進行測試，同時要對測試內容綜合評估。網絡測試環(huán)境對網絡性能有重要影響，所以要針對具體的網絡應用背景選擇網絡環(huán)境進行性能測試。只有各個方面的因素綜合考慮，并采用不同的測試環(huán)境和測試手段才能夠準確地評估Ad Hoc網絡的性能。

參考文獻

[1]、 Elizabeth M.Royer and C-K Toh. A Review of Current Routing Protocols for Ad hoc Mobile Wireless Networks. IEEE Personal Communications Magazine, April 1999

[2]、V.Bharghavan,A.Demers,S.Shenker,and L.Zhang. MACAW:A Media Access Protocol for Wireless LANs. Proceeding of ACM SIGCOMM 1994

[3]、 J.Deng and Z.J.Haas. Dual Busy Tone Multiple Access: A New Medium Access Control for Packet Radio Networks. IEEE ICUPC'98, October 1998

[4]、Matthias Grossglauser, Davis Tse, Mobility Increases the Capability of Ad Hoc Wireless Networks, INFOCOM2001.

[5]、Zygmunt. J. Hass, A New Routing Protocol for the Reconfigurable Wireless Networks, http://www.ee.cornell.edu/~hass/wnl.html

[6]、 Josh Broch , David A Maltz, etc . A Performance Comparison Of Multi-Hop Wireless Ad Hoc Network Routing Protocols, MobiCom'98 1998 ACM