鄰居資訊式廣播

鄰居資訊式廣播[41]，主要是透過蒐集鄰居的資訊，並將鄰居資訊做為廣播決策的 依據。在無線隨建網路中，節點之間會周期性地交換 Hello 封包，用以確認鄰居節點是 否存活或是否於傳遞範圍內。鄰居資訊式廣播透過平時交換 Hello 封包時，將鄰居資訊 [15]夾帶在 Hello 封包中進行交換。鄰居資訊式廣播蒐集的資訊深度不一，可能為一層 (1-hop)鄰居資訊、二層(2-hop)鄰居資訊，或是更多層的鄰居資訊；一層的鄰居資訊，即 是節點訊息傳播範圍內的節點，二層的鄰居資訊，則是在 Hello 封包中加入自己的鄰居 列表，因此每一個節點可以得知其鄰居的鄰居列表。大多數的鄰居資訊廣播模式，主要 使用二層鄰居資訊進行節點的過濾。

2.3.1 自我修剪泛流式 自我修剪泛流式 自我修剪泛流式 自我修剪泛流式(Flooding with Self-pruning)

自我修剪泛流式廣播[14]為最簡單的鄰居資訊廣播方法，主要使用一層的鄰居資訊。

當節點收到廣播訊息時，會將自己的鄰居資訊放入封包，並進行廣播，當其他節點收到 封包時，可以比對自己的鄰居列表與封包中的鄰居列表，進而得知是否尚有節點未被涵 蓋，來決定是否轉送封包。

2.3.2 可調變廣播演算法 可調變廣播演算法 可調變廣播演算法 可調變廣播演算法(Scalable Broadcast Algorithm, SBA)

可調變廣播演算法(SBA)[25]屬於鄰居資訊廣播的一種，在可調變廣播演算法中，

需使用二層的鄰居資訊。節點與節點之間，透過 Hello 封包來交換鄰居資訊。當節點收

到廣播訊息時，會先檢查此訊息是否已接收並廣播過，若是新的訊息，則會進入 RAD 的等待時間，在等待時間內會持續地接受重複的廣播封包，並更新由封包中取得的鄰居 資訊，等到 RAD 時間結束後，比對自己的鄰居列表是否已全部被涵蓋，若未完全被涵 蓋，則進行廣播；若已完全被涵蓋，則不廣播。

2.3.3 多點傳輸 多點傳輸 多點傳輸 多點傳輸演算法 演算法 演算法(Multipoint Relaying) 演算法

多點傳輸演算法[12][30]需使用二層的鄰居資訊，比起 SBA 在 RAD 等待時間蒐集 鄰居資訊的方式，多點傳輸演算法則是在廣播時，指定部分鄰居進行廣播的動作。當節 點廣播訊息時，會從鄰居列表中，挑選部分的鄰居成為 Multipoint relays (MPRs)節點，

僅有被指定為 MPRs 的節點在收到封包時，可繼續轉送封包，其餘節點則只接收封包而 不廣播。在多點傳輸演算法中，如何挑選 MPRs 節點極為重要。在[30]中採用的方式主 要是從第二層鄰居列表中，挑選可於 1-hop 內涵蓋到的節點為 MPRs 節點，若這些節點 無法涵蓋所有的第二層鄰居，再從第一層鄰居中挑選可以涵蓋其餘第二層鄰居的節點，

直到 MPRs 可以涵蓋所有第二層鄰居為止。

2.3.4 支配 支配 支配 支配修剪 修剪 修剪式 修剪 式 式(Dominant Pruning, DP) 式

Dominant Pruning[14]亦屬於鄰居資訊廣播法的一種，需利用二層的鄰居資訊，主要 的概念與多點傳輸演算法相似。與多點傳輸演算法的差異在於挑選欲傳送的節點時，是 透過 Greedy set cover 演算法去計算需由哪些鄰居節點進行廣播，可由最少的節點覆蓋 第二層的鄰居節點。當鄰居節點收到封包時，僅有封包中有標註需廣播的節點進行廣播，

其他節點則不廣播。

2.3.5 連通支配集廣播演算法 連通支配集廣播演算法 連通支配集廣播演算法 連通支配集廣播演算法(CDS-Based Broadcast Algorithm)

連通支配集廣播演算法[26]主要是利用連通支配集(Connected Dominating Set, CDS)

[2][9][42]演算法來計算較佳的轉發節點。藉由連通支配集演算法，所有的節點可以被歸 到一個群組中，或是群組邊緣與其他群組連接的節點。而找出最小連通支配集(MCDS) 則可以找出最佳化的最少節點，涵蓋最大的範圍。然而，要計算連通支配集，需要有全 體的網路節點資訊，且連通支配集問題為一 NP-Complete 問題，雖然有近似解，但於節 點所需蒐集的資訊與計算的負擔極重。

2.3.6 戳記式演算法 戳記式演算法 戳記式演算法 戳記式演算法

戳記式演算法[44][45]屬於鄰居資訊式廣播法的一種，可細分為三種，依蒐集與利 用的鄰居資訊深度，又分為基本戳記法、進階戳記法及混合戳記法。基本戳記法主要是 將路徑上接收並廣播封包的節點資訊加入到封包中，防止廣播來源節點收到重複的訊息。

進階戳記法則是將第一層鄰居資訊加入到封包中後廣播，進階戳記法具有與自我剪修泛 流式同樣的效果。混合戳記則是將蒐集到的鄰居資訊，與廣播目標節點的第一層鄰居比 較，若目標節點的第一層鄰居，存著在一個或多個節點已涵蓋在蒐集到的鄰居資訊中，

表示有其他節點也會廣播訊息給目標節點，因此判斷是否需要進行廣播的動作。本文的 預先戳記法主要是改良戳記式演算法，因此將會在下一章中詳盡地說明戳記式演算法。

3. 戳記式演算法 戳記式演算法 戳記式演算法 戳記式演算法

在本章節中，我們將會介紹戳記式演算法在廣播時的訊息傳遞模擬，並在下一章中，

提出預先戳記法進行比較。在進行說明前，我們假設存在一個網路節點拓撲關係圖 G，

此拓撲關係圖將適用於無線網路與有線網路。拓撲中的每個節點記為 V，節點之間的傳 送範圍如果能互相涵蓋，並建立一個傳輸路徑，則以 E 來標示該路徑，節點之間可能 因為防火牆、網域或其他因素，雖然在覆蓋範圍內，但卻不一定互為鄰居，只有單向的 通道可傳輸。藉由上述的規則，我們得到一個 G(V,E)的拓樸圖。在此拓撲中的每一個節 點，擁有唯一的編號，記為 IDv。而當前節點傳送範圍所涵蓋到的範圍內的其他節點，

我們稱之為鄰居(Neighbor)，並以 N(v)表示之。

0 1

2

3

4

5 6

7

0

1 2

3 4

5 6

7

圖圖

圖圖 3-1 八節點拓撲圖八節點拓撲圖八節點拓撲圖八節點拓撲圖

我們以上述的規則建立一個八個節點的無線網路傳輸圖，並將可傳送的路徑連接後，

移除節點的傳輸範圍，形成一個八個節點的拓撲結構，其中節點 5 與節點 6 之間為單向 連接，圖 3-1 表示之。

從圖 3-1 的拓撲結構中，我們可以得知以其中的連結關係為

我們將以此拓撲結構，同時表達有線網路與無線網路兩種情境下的訊息傳遞，然而，

兩者之間其實存在著差異。第一，在有線網路中，封包可以將欲廣播的節點訊息加入到 header 中，其他非廣播目標的節點可以透過 header 的資訊，在發送訊息時可過濾掉。而 無線網路中，當一個節點進行廣播時，其涵蓋範圍內的所有節點都會接收到訊息，因此 在無線網路中，主要目標是讓最少的節點進行廣播，以達到節省冗餘廣播封包的效果。

第二，在有線網路中，由於節點在發送時會先過濾掉已經被傳遞過的節點，因此當一個 節點收到訊息後，會拋棄後來接收到的同樣訊息。而在無線網路中，當一個節點收到訊 息時，會有一小段時間的間隔，去接收其他節點傳送過來的封包，並更新封包的資訊，

同時也會更新 Stamp 欄位。在說明戳記法與預先戳記法時，我們將會分別說明上述兩點 帶來的影響。