Ad Hoc网络性能测试关键技术研究

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可以得到路由协议的效率参数。

网络综合性能评估

网络综合性能评估必须充分考虑不同网络环境对网络性能的影响，结合网络应用背景对网络性能进行综合评估。

网络环境对网络性能的影响主要有以下几个方面：

(a) 网络覆盖范围：结点的数目和分布率(通常结点较多的情况下)决定了网络覆盖范围，

(b) 网络连通性：通常是网络结点的平均邻居数目，在图论的意义下，也就是网络结点的“度”[13]。

(c) 拓扑变化频率：表征了网络拓扑变化速率。

(d) 链路容量：有效的链路带宽，即可利用的链路带宽，标称带宽与可用带宽的差别主要由于接入协议，编码和数据帧封装时导致的错误。

(e) 非对称链路：网络中非对称链路数量会对网络性能产生影响。同时，不同的路由协议在非对称链路网络中的工作效率也是不同的。

(f) 网络流量模型：路由协议在平衡流量网络或突发性网络中的表现是不同的。

(g) 移动性：结点的移动特性对网络的性能也会产生影响，例如在军事上，通信结点一般都以集群的方式向某一方向或地域运动，所以同一集群各个结点之间移动的相关性较强，而不同集群之间的移动相关性则不是十分明显。这一点对路由协议性能产生重要影响。

(h) 休眠结点数量：网络中休眠结点数量多可以延长终端的待机时间，同时可以有效地减小网络中路由协议的开销。协议对休眠结点的处理方法以及效率也是影响网络性能的因素之一。

在特定的网络应用环境中，可能会具有上述某些重要特征，不同的网络应用会对不同层次的协议有不同的性能要求。对同一层次的协议，不同的应用也会对各个网络性能参数有不同的要求。例如：协议A在大规模网络中性能非常好，协议B在小规模网络中性能优于A，如果应用场合是一个小规模网络，应该优先选择B协议。实际测量中的情况不是这个简单，需要多方面的性能综合考虑，可以根据应用特点的不同，给网络不同的性能测试内容赋予不同的加权值，这样可以更加客观地反映网络的性能，如表1所示。

其中，

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所以加权值是归一化参数。

如果各个参数之间具有相关性，如移动性和连通性之间相互影响，简单地用加权值并不能科学地反映网络性能差别，利用层次分析法[9]，可以更加准确地对不同网络的性能进行评估。

网络测试环境设计

1. 结点分布范围与移动特性

分布范围一般有三种模式：

(a) 均匀分布(随机分布)

所有结点的地理位置是完全随机的。在给定范围内，如30km*30km或50km*50km，结点可以在任何位置请求与其它结点进行通信，同时网络结点以随机的方式移动。

(b) 直线型分布

12 ALT=图4：“星型”分布。>

直线型分布也是一种非常常用的结点分布形式，如车队在高速公路行进中的情况就符合这种分布特征。实现的这种分布式特征的方法是，让结点在一个狭长区域随机移动。用这种方式下，结点之间的通信主要依靠直线拓扑结构的网络，如图3所示。。

(c) 星型分布

在许多分区结构的网络中，成员结点与群首通信组成了本地网络，也称为“群”或“簇”。这样的网络，结点分布是一种星形分布。如图4所示：

分群网络中，可以构造多个星型分布的子网，这样可以测试网络在分群网络的性能。

2. 网络结点的流量

网络结点的流量也会对网络性能产生影响。在测试平台中，针对不同的应用环境，应该配置不同的结点数据流量规则，以合理地对网络性能进行测试。

(a) 均衡流量

这种方式下，各个结点流量均相同，从应用层看，就是各个结点的业务类型相同或相近，需要提供相同的数据传输业务保障能力。

(b) 非均衡流量

在某些应用场合，如军事应用中，各个结点之间所承担的任务不同，结点的数据业务需求也不相同。例如，指挥官所在的网络结点可能需要大容量的实时数据业务，而单兵使用的通信结点可能数据量较小。对应于分群网络，群首结点的数据通信需求要远大于成员结点。

本文小结

由于网络的分布性，结点移动的不确定性和无线链路的不可靠性，AdHoc网络性能测试成为目前无线网络技术中的难点之一，本文讨论了AdHoc网络测试的体系结构。同时认为由于AdHoc网络的具体应用场合不同，要根据网络特点对相关内容进行测试，同时要对测试内容综合评估。网络测试环境对网络性能有重要影响，所以要针对具体的网络应用背景选择网络环境进行性能测试。只有各个方面的因素综合考虑，并采用不同的测试环境和测试手段才能够准确地评估Ad Hoc网络的性能。

参考文献

[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