无线路由协议根据不同的分类标准可分为多个维度,以下是基于资料的系统分类及详细解析:
一、按路由信息更新机制分类(核心维度)
1. 表驱动(主动式/Proactive)
原理:节点持续维护全网路由表,定期广播更新(如OSPF的链路状态通告)。
典型协议:DSDV(目标序列距离矢量)、OLSR(优化链路状态路由)、FSR(鱼眼状态路由)。
优点:低路由发现延迟,适合高实时性场景(如视频传输)。
缺点:控制开销大,对拓扑变化敏感,扩展性差(大规模网络易拥塞)。
2. 按需驱动(反应式/Reactive)
原理:仅在需要通信时触发路由发现,通过泛洪广播寻找路径(如RIP的请求-响应机制)。
典型协议:AODV(自组织按需距离矢量)、DSR(动态源路由)、TORA(临时按序路由)。
优点:控制开销小,适应动态拓扑(如移动自组网)。
缺点:路由发现延迟高,泛洪可能引发网络拥塞。
3. 混合式(Hybrid)
原理:结合主动与被动机制,局部区域主动维护路由,跨区域按需发现(如ZRP的分区策略)。
典型协议:ZRP(区域路由协议)、HWMP(混合无线网状协议)。
优点:平衡开销与延迟,适合大规模分层网络(如无线Mesh网)。
二、按网络逻辑结构分类
1. 平面路由(Flat)
特点:所有节点地位平等,通过泛洪或洪泛完成路由发现(如AODV)。
适用场景:中小规模Ad Hoc网络,结构简单但扩展性受限。
2. 分层路由(Hierarchical/Cluster-based)
特点:节点分簇(Cluster),簇头负责路由聚合,减少通信开销(如LEACH的分簇算法)。
典型协议:CGSR(簇头网关交换路由)、HSR(分层状态路由)。
优点:扩展性好,能耗均衡(适合大规模WSN)。
3. 基于位置的路由(Geographic)
特点:依赖GPS或定位算法,按地理坐标转发数据(如GEAR的地理区域路由)。
典型协议:LAR(位置辅助路由)、GPSR(贪婪周边无状态路由)。
优点:路径优化精准,节能(避免泛洪)。
缺点:需定位硬件支持,可能遇“路由空洞”问题。
三、按功能特性分类
1. 能量感知路由
目标:优化能耗,延长网络寿命(如LEACH的动态簇头轮换)。
协议:TEEN(阈值敏感节能网络)。
2. 服务质量路由(QoS)
目标:保障带宽、时延等QoS指标(如SPEED协议的实时传输)。
协议:SAR(有序分配路由)。
3. 以数据为中心路由
特点:基于数据属性而非地址通信,支持数据融合(如SPIN的元数据协商)。
协议:定向扩散(DD)、谣传路由(Rumor)。
4. 安全路由
目标:抵御虚假路由、Sinkhole攻击等(如支持加密认证的协议)。
四、按应用场景分类
场景 | 典型协议 | 特点 |
---|---|---|
无线传感器网络(WSN) | LEACH, TEEN, SPIN | 低功耗、数据聚合、分簇管理 |
移动自组网(MANET) | AODV, DSR, OLSR | 动态拓扑适应、按需路由 |
工业物联网 | RPL(低功耗有损网络路由) | 高可靠性、QoS保障 |
无线Mesh网 | HWMP, MPR-OLSR | 多跳中继、混合路由 |
五、按技术标准演进分类
IEEE 802.11标准 | 特点 | 典型路由支持 |
---|---|---|
802.11a/b/g | 早期标准(5GHz/2.4GHz),速率≤54Mbps | 基础Ad Hoc路由(如DSR) |
802.11n (Wi-Fi 4) | MIMO技术,速率达600Mbps,双频支持 | OLSR, AODV |
802.11ac (Wi-Fi 5) | 千兆级速率,波束成形 | 混合路由(ZRP) |
802.11ax (Wi-Fi 6) | 多用户OFDMA,四倍ac速率,高密度场景优化 | QoS路由(SPEED) |
六、其他细分维度
路由表建立时机:主动路由(预维护) vs. 按需路由(临时建立)。
多路径支持:如多径AODV,提升可靠性。
数据融合支持:减少冗余传输(如分簇协议)。
总结与建议
无线路由协议的选择需综合考量:
- 网络规模:小规模用平面路由(AODV),大规模用分层路由(LEACH)。
- 动态性:高动态拓扑选按需协议(DSR),静态网络选主动协议(OLSR)。
- 能耗要求:WSN首选能量感知协议(TEEN)。
- QoS需求:实时应用需SPEED或SAR协议。
- 安全需求:优先支持加密认证的协议。
注:随着Wi-Fi 6/7和物联网发展,混合式协议与QoS路由将成为主流,同时安全设计亟待加强。