現有的車輛隨意網路路由協定

2.1.1 所討論的前四點特性，使得車輛隨意網路的路由遭受許多挑戰，不僅降低路由成 功率，也使得許多現有應用於行動隨意網路的的路由協定變得不適合使用於車輛隨意網 路之中。

2.1.2 現有的車輛隨意網路路由協定

現今車輛隨意網路上的路由協定，可以藉由區分封包路由方式的不同，以下列幾種主要 的方式分類 [17][18]：

• 以傳統隨意網路路由為基礎 (Ad-hoc based Routing)：

由於車輛隨意網路延續隨意網路 (Ad-hoc Network) 的基本特性，因此多數應 用在隨意網路中的路由協定可以直接應用於車輛隨意網路上：如 Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) [19] 或是 Dynamic Source Routing (DSR) [20] 等。不過車輛隨意網路的特性與隨意網路之間仍存有許多不同 （如高機 動性，以及2.1.1 所述的特性），直接使用造成路由成功率低落。

• 以位置資訊為基礎 (Position-based Routing)：

許多車輛上已配備衛星定位系統，其提供的位置資訊可用來協助路由協定的設 計。最常用的方式是結合相對位置與貪婪法 (Greedy)，也就是以最靠近路由 終點位置的周遭節點當作為下一個轉送標的。貪婪邊界無狀態路由 Greedy

Perimeter Stateless Routing (GPSR) [21] 是 其 中 最 為 知 名 的 路 由 協 定 ； Movement Prediction-Based Routing (MOPR) [31] 則基於 GPSR 加入了位置預 測的機制，達到更高的路由成功率。但是車輛隨意網路高速移動的特性、加上 衛星定位系統可能的定位精度誤差，造成使用這類演算法時的挑戰。

• 以群集為基礎 (Cluster-based Routing)：

以群集為基礎的路由協定將地圖中的車輛分為數個群集 (Cluster)，每個群集擁 有各自的代表。群集內的車輛以群集內通信協定 (Inter-cluster communication) 直 接 傳 遞 訊 息 ； 群 集 與 群 集 則 以 群 集 間 的 通 信 協 定 (Intra-cluster communication) 溝通。如何挑選合適的群集結構與決選出穩定的群集代表關鍵 地影響這類路由協定的表現。並且為了維護群集結構的資訊，在拓樸變動快速 的車輛隨意網路環境中需花費龐大的額外成本。這類路由協定常見的代表為 Clustering for Open IVC Networks (COIN) [22]、Aggregate Local Mobility (ALM) [32]。

• 以廣播為基礎 (Broadcast Routing)：

以廣播為基礎的路由協定透過洪水法 (Flooding) 將封包散布到四周的所有車 輛，使得封包到達目的地的機會增加；然而，這麼做會產生許多被複製的相同 訊息封包，而且同一臺車輛也可能會收到多個完全的封包，造成網路的壅塞。

高封包的複製率也造成許多網路資源的浪費。

• 以特定位置廣播為基礎 (Geocast Routing)：

這類的路由協定 [23]：如 Dynamic Time-Stable Geocast Routing (DTSG) [33]、

LBM (Localtion Based Multicast) [34]、Location-Aided Routing (LAR) [35]。可

以視為是以位置資訊為基礎的多路徑路由版本 (Multicast)。基本概念是一個節 點所選擇的下一個傳遞標的不再只是單一節點，而是以一群被定義為 「Zone of Relevance (ZoR)」 的區域為目標。封包只會在 ZoR 中散布，可視為是廣播 範圍受限的洪水法。透過減少相同封包被複製的個數，在路由成功率與封包複 製率 (Packet Duplicate Rate) 之間權衡與取捨。

除此之外，車輛隨意網路也具備機會網路以及容許延遲網路的特性，因此基於此兩種類 型的路由協定也可能應用在車輛隨意網路。此類型的路由協定主要都使用了多路徑路由 的特性，同時以多個封包進行路由過程，增加路由成功的可能性；這類型的路由協定主 要包含幾個部分 [39][40]： 1) 緩衝 (Buffer) 的使用：由於封包可能儲存在節點中進行 移動，此儲存的容量通常具有限制。 2) 緩衝的管理機制：緩衝的容量有所限制，必然 需要一個管理的機制使得緩衝達到容量上限時，如何進行刪除、新增等操作。 3) 轉送 的評估依據：鄰近的節點可能有零個至多個選擇，當鄰近節點具有一個以上的時候，是 否將封包轉送至那些節點需要有評估的方式進行是否傳送的決策、及封包傳送個數的選 擇。以下以探討幾個基於此類型網路特性下常見的路由協定：

• Epidemic Routing [41]：

此路由協定類似於以廣播為基礎的洪水法，由於加入了緩衝的使用因而稍加不 同。在路由過程中，每當兩個節點相遇時，兩個節點會交換各自緩衝內等待傳 送的封包資訊，以「摘要向量」 (Summary Vector) 稱之，並且這個摘要向量 之間會互相補足。整體觀之，封包會像是傳染病一般在節點之間傳送。此路由

協定對於緩衝的管理使用隊列實現，因此有先進先出的特性，當緩衝達到容量 上限後，時間戳記越久的封包會先被刪除。

• PRoPHET [42]：

PRoPHET 為基於 Epidemic Routing 的多路徑路由。此路由協定假設網路的節 點遵循一定的行為模式，若節點曾到訪過某個區域，則其再次到達該區域的機 會越高。根據這個前提，假定在將封包送往目的地的過程之中，某節點遇到另 一節點的次數越多，該節點可能是更可靠的協助轉送者，因此封包轉送至該節 點可能更有可能到達路由目的地。

• Maxprop [43]：

Maxprop 是一種類似於 Epidemic Routing 的多路徑路由，其改進緩衝的管理 機制，將緩衝分成高風險以及低風險的區段，主要以封包資訊已歷經多少 Hop Count 做為判斷。位於高風險區段的緩衝封包會優先從緩衝當中被刪除，此管 理方式可改善 Epidemic Routing 的路由表現。

• GeOpps [44]：

GeOpps 考慮網路節點的 GPS 資訊協助多路徑路由。除此之外，其更利用衛 星導航系統 (Navigation System, NS) 的路徑作為封包路由選擇的依據。由於現 有的衛星導航系統已是成熟的技術，且許多商用的衛星導航系統也將車流、路 況等資訊納入考量，因此藉由衛星導航系統的資訊協助封包路由也可獲得不錯 的效果。