中 華 大 學 碩 士 論 文
題目：
U無線網狀網路中伴隨路由的位址配置機制
U
系 所 別： 資訊工程學系碩士班 學號姓名： M09302022 陳希維 指導教授： 劉懷仁 博士
嚴力行 博士
I
摘要
無線網狀網路(Wireless Mesh Network)是由無線網狀路由器(Wireless Mesh Router)與無線網狀客戶端(Wireless Mesh Client)所構成。這些設備可以裝載一個 或兩個無線網路卡來完成整體網路架構。若是使用兩個網路卡以上的話，每個設 備可以使用兩張網卡分配不同的頻道，可以避免同頻道的干擾。它們之間傳遞是 以多重跳躍(Multi Hop)的方式把資料傳送到閘道器(Gateway)，再連上網際網路。
由於在傳統上隨意網路(Ad Hoc Network)的環境是使用單一網路卡、單一頻 道，已經與無線網狀網路是可以使用兩張無線網路卡不同。所以在隨意網路上討 論的位址配置(Configuration) ，不適和應用在無線網狀網路上。
所以我們本篇探討的議題是IP位址的配置與路由(Routing)的完成，我們所使 用的方法是以DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)協定的概念，來完成我 們的目的。我們在IP配置完成的同時，也一併完成到閘道器的路由路徑(Routing Path)，並能提升整體網路的產出量(Throughput)。本篇使用Qualnet網路模擬軟體 來驗證我們的方法，確實能提升整體網路的產出量。
致謝
時間過的很快，研究所的生活很快地就結束了。但是畢業不代表一切 的結束，我會秉持研究所得到研究的熱心帶到工作上。首先我要感謝 我的兩位指導教授-嚴力行教授與劉懷仁教授，教導我一切研究問題 上的引導。也感謝高速網路實驗室中的每一位成員，能夠在我最無助 的時後給我打氣。最後謝謝曾經教導過我的老師或是曾指點過我的 人，都非常地感激。再一次地感謝我的指導老師，您們辛苦了，謝謝。
III
目錄
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅶ
1 簡介 1
2 背景知識與相關研究 5
2.1 無線網狀網路的架構 5
2.2 頻道分配相關研究 9
2.3 IP 位址分配相關研究 10
2.4 無線網路中路由通訊協定 13
3 伴隨路由的位址配置機制 18
3.1 單一網路介面 18
3.11 Uplink 路由的建立 18
3.12 Downlink 路由的建立 19
3.2 多個網路介面 21
3.3 討論與分析 21
3.3.1 位址配置方面 21
3.3.2 路由方面 22
3.3.3 路由表方面 23
3.3.4 容錯的功能 23
4 模擬與實驗結果 25
4.1 單一頻道環境 27
4.1.1 模擬環境 27
4.1.2 實驗流程 33
4.1.3 實驗結果 - GMR Throughput 與 Client Average Throughput 33 4.2 多頻道環境 34
4.2.1 模擬環境 34
4.2.2 實驗流程 35
4.2.3 實驗結果 - GMR Throughput 35
5 結論與未來的展望 38
參考文獻 39
V
圖目錄
1.1 混合型的 WMN 2
1.2 單一與兩個網路介面使用頻道相同與不同 3
2.1 WMN 之公共建設架構 5
2.2 WMN 之 WMC 互連架構 6
2.3 WMN 之綜合架構 7
2.4 目前 802.11s 的架構圖 8
2.5 HWMP 路由選擇 15
2.6 HWMP 可能的選擇路徑 16
3.1 Uplink 路由的建立 19
3.2 節點送出 DHCP Request 到 DHCP Server 紀錄的資訊 20
3.3 完成 Downlink 路由的建立 21
3.4 在兩個無線網路介面下，配置完成頻道的拓樸網路 22
3.5 使用介面輪替方法來避免接受與傳送封包發生同頻干擾 23
3.6 DHCP Discover 從 Node F 傳遞到 Node A 的路徑 24
3.7 F 的訊息序列圖 24
3.8 路由路徑的比較 25
3.9 在多個頻道中的網路拓樸情形 25
4.1 單一頻道中的網路拓樸情形 27
4.2 HMWP 之以 GMR 為樹根的樹狀結構 32
4.3 我們方法與 AODV、DSR、Bellman-Ford，HWMP 在單一頻道環境產出量的
比較 33
4.4 同一時間內，兩對節點進行點對點傳送資料 34
4.5 多重頻道分配拓樸圖 35
4.6 我們的方法與 AODV，Bellman-ford，HWMP 之 Throughput 比較 36
4.7 我們的方法與 AODV，Bellman-ford，HWMP 之 Throughput 比較 37
VII
表目錄
2.1 HWMP 計算 Ca 之參數表 14
4.1 節點與節點之間連結的傳輸速率 28
4.2 所有連結之 Ca 值 31
4.3 GMR 到各節點所有可能路徑的 Ca 總值 32
第一章 簡介
近年來無線網路(WLAN)蓬勃發展，其中令人注意的是Wireless fidelity(WiFi)。
WiFi是以IEEE 802.11[1]為技術規格的無線區域網路(Wireless local area network)。在 1999年時，使用的頻帶為2.4GHz，且頻寬為11Mbps，稱為802.11b。演變到現在有 802.11a、802.11g，分別使用的頻帶為5GHz及2.4GHz，可到達最大的頻寬都為 54Mbps。
802.11基本網路的架構有兩種，第一個是隨意型(Ad hoc mode)，整體網路當中 是 沒 有 存 取 點 (Access point) ， 每 台 電 腦 互 相 連 結 。 第 二 種 是 公 共 建 設 型 (Infrastructured mode)，整體網路上的電腦全部要透過存取點，彼此之間才能連結或 連上網際網路。
Wifi網路中的熱點(Hotspots)，是公眾(Public)的無線網路存取點。熱點可以在機 場、醫院、商店、購物中心等等的地方，它的架構就是公共建設型。人們的筆記型 電腦、個人數位助理(PDA)、手機等等，如果有裝載無線網路卡的話，就可以利用 這些熱點連上網際網路(Internet)。在Wifi中仍有數個的缺點，由於Wifi是無線客戶端 (Wireless Client)以無線的方式連結到存取點，客戶端獲得服務的機會受存取點的電 波涵蓋範圍的限制。客戶端之間是不能直接溝通，會增加存取點的負擔。熱點與熱 點之間還是以有線的方式連結的，會增加佈線的成本。
無線網狀網路(Wireless mesh network)，簡稱WMN，是以多次跳躍隨意網路 (Multi-hop ad hoc network)的方式形成的網路結構，最終連結到目的地是網狀閘道器
2
(Gateway mesh router)，簡稱GMR，連上網際網路。其中WMN的技術以IEEE 802.11 為主。在無線網狀網路中，客戶端與客戶端能直接溝通，能利用其它的客戶端幫忙 做轉傳的動作。客戶端不受存取點的電波涵蓋範圍的限制，並且在同樣的涵蓋範圍 之下能減少使用存取點。另外熱點與熱點之間是以無線的方式傳送，可以省下佈線 的麻煩。
WMN的設備可以分成為三類，第一是GMR，第二是無線網狀路由器(Wireless mesh router)，簡稱WMR，第三是無線網狀客戶(Wireless mesh client)，簡稱WMC。
GMR是不會移動的,通常是以電源線提供電力。一端以有線的方式與網際網路連結, 另一端以無線的方式與WMR連結。WMN中通常有一個或多個的GMR。WMR通常 是不會移動或很少移動的，其中部份WMR以無線的方式直接連接到GMR。無法直 接連接GMR的WMR，則藉由其它WMR或WMC以無線多重跳躍的方式連結到 GMR，再經由GMR連上網際網路。WMC可以是一般的電腦，也可以是個人數位助 理，它們都可以隨意地移動，適當以電池當作電力的來源。連上網際網路的方式也 是藉由WMR或WMC以無線多重跳躍連結到GMR。
Wired Internet Backbone
Wired link Wireless link
Gateway
Mesh Router Gateway
Mesh Router
Mesh Router
Mesh Router
Mesh
Client Mesh
Client
Mesh
Router Mesh
Client Mesh
client
Mesh client
Mesh Router Mesh
Router
Mesh Client
Mesh Router
圖1.1: 混合型的WMN
圖1.1: WMR與WMC互相連結形成的WMN架構。WMR與WMC都可擔任Relay 的角色。
Source data rate= k
Node A Node B Node C
Throughput= k 2
1 Source data rate= k Throughput= k Node A Node B Node C
(a) (b)
圖1.2: (a)每個節點使用單一網路介面。每個介面使用相同頻道 (b)每個節點使用兩個網路介面。每個介面使用不同頻道
在WMN架構中，每個WMC與WMR可使用兩個以上網路介面。使用多個網路 介面的好處是，可以提升整體網路的產出量。我就以圖1.2為例說明。在圖1.2(a)中，
當節點A經由節點B傳送資料到節點C，由於節點A、B、C都只有一個網路介面，使 用相同的頻道。節點B在接收資料時，不能同時傳送資料給節點C。所以此例子中，
節點C最好的產出量(Throughput)為節點A來源資料速率(Source data rate)的一半。如 果我們同時使用兩個網路介面如圖1.2(b)，節點A、B與節點B、C之間的聯繫(Link) 使用不同頻道，節點B就可以同時進行接收資料與傳送資料的動作，此時節點C的產 出量就等於節點A的來源資料速率。
在無線網路當中，由於每個節點上的介面都需要一個IP位址。如何有效地分配 位址是很重要的。已有文獻[2][3][4]討論到在隨意網路中配置位址，不過這些方法只 適用於在單一網路介面的情況之下，且都必須搭配另外的路由協定(Routing Protocol) 才能完成路由。本篇我們討論的是如何在多個頻道(Multi Channel)上，以動態的方式
4
完成位址分配，在完成位址配置同時，也完成每位客戶端到閘道器的路由路徑，達 到整體網路拓樸形成樹狀結構(Tree-based)。
以下的章節部份，我們將在第二章介紹WMN的架構，隨意網路中IP位址配置，
以及路由的相關研究。在第三章中，我們提出在WMN架構下的IP位址配置與路由的 方法。接著第四章是我們方法與其它路由通訊協定的模擬實驗。
第二章 背景知識與相關研究
2.1 無線網狀網路的架構
WMN的應用非常廣，在都會區的WMN，可避免挖馬路佈線的困難與不經濟。
在飛機、船、公車、辦公大樓、工廠、家內，可避免使用太多的橋接器，以節省金 錢。學者曾提出三種不同型態的WMN架構[5]。圖2.1為第一種架構，是WMR互連，
在這WMR底下連結個別的基地台(Base Station)，例如：手機基地台 、網路存取點、
感測器基地台等等。連結到基地台的無線客戶端以網狀的方式互相連接，這種是公 共建設(Infrastructure)的架構。
Internet
Wired link
Wireless link
Mesh Router Mesh Router
Mesh Router
Mesh Router
Mesh Router Mesh Router
Mesh Router Mesh Router
Mesh Router Mesh Router
Access point Cellular
base station Sink node Wimax base station
Sensor node Sensor node
圖2.1: 公共建設架構
6
圖2.2為第二種架構，是純粹由WMC所構成的網狀網路。這類似傳統的Mobile Ad Hoc Networks(MANETs)
Wireless link
Mesh Client
Mesh Client Mesh Client
Mesh Client Mesh Client
Mesh Client
Mesh Client Mesh Client
Mesh Client
Mesh Client
圖2.2: WMC互連架構
圖2.3為第三種架構，是第一種與第二種架構的混合體。第一種型態的WMC只 能透過基地台連接，第二種型態是用WMC互相連結。第三種型態的架構是WMC可 以互相連接，也可以與WMR連接。可避免橋接器的涵蓋(Coverage)範圍太小，導致 某些WMC連結不到橋接器。
Wimax ,Wifi, sensor network,
cellular network, etc.
Wired link
Wireless link Mesh Router
Mesh Router
Mesh Router Mesh Router
Mesh Client
Mesh Router
Mesh client Internet
Mesh Client
Mesh Router
Mesh client
Mesh client
圖2.3: 綜合架構
在WMN當中有眾多尚未解決的議題，分述如下:
1. 服務品質(QoS)的問題[5]: 由於在WMN中的WMC與WMR都是以多重跳躍 的方式把資料轉傳到閘道器，所以會產生延遲時間(Delay Time)的問題。如何在可容 忍的時間範圍之內把資料傳送到閘道器，並降低延遲變異(Jitter)，是可值得研究的 方向。
2. 在WMN架構下，有效率的路由路徑[5]: 當網路上的WMC與WMR所選的路 徑中幫忙轉傳(Relay)節點是相同或是所選的節點位置彼此是很接近的話有可能會產 生頻道干擾的情況，這些都會影響閘道器上的產出量(Throughput)，所以選擇好的路 由路徑是必要的。
3. 延展性(Scalability)的問題[5]: 在WMN的結構變大的同時，由於節點之間傳 送資料的碰撞機會變大，會造成延遲時間增大，所以能夠在節點變多的同時，能保 有可接受的延遲時間，是一個很重要的議題
4. 安全性的問題[5]: 由於在WMN是分散式的架構下，無集中式(Centralized)分 配公眾鑰匙(Public key)。所以在WLAN的安全機制，不適合應用在WMN上。由於隨 意型網路與WMN的架構也不同，所以使用在隨意型網路上的安全機制也不是有效
8
率的。
5. 頻道分配(Channel Assignment)的問題[6]: 在多個頻道無線網路中分配，每個 節點之間的聯結(Link)所使用的頻道，可簡化為下面兩個小問題(Subproblems)。
(1) Neighbor to interface binding (2) Interface to channel binding
在(1)中節點該使用那一個介面與周圍鄰居連結，因為每個節點的介面是有限 的。(2)提到那一個介面使用那一個頻道，也因為頻道的數量是有限的。
6. IP配置的問題: IP網路當中，每個網路介面需要一個IP位址，如何有效率的動 態分配IP且快速的得到IP位址，是很重要的問題。在[2][3][4]中有提到在隨意網路中 解決IP位址分配(IP address assignment)，但是都限定單一網路介面的情況之下，而且 並不同時考慮路由的問題。
目前WMN的標準IEEE802.11s[7]的制定情況的架構圖為圖2.4。
圖2.4 目前802.11s的架構圖 在目前所制定的802.11s標準的特色有
I. 可支援單一，多重頻道的環境。
II. 可支援多重路由及動態路由的情況。
III. 具有QoS效率的特性。
IV. 無縫隙路由與安全機制的整合。
隨意網路與WMN的特性不同之處如下:
I. 隨意網路的資料流是節點到節點(Peer To Peer)，而WMN的資料大部份是往來自 GMR(與網際網路連結)。
II. 隨意網路上所有節點的硬體裝置資源是相同的，而WMN上有公共建設的WMR 與一般使用者的WMC，所以在硬體裝置上的資源是不同的。
III. 隨意網路上所有節點的無線介面是單一介面，而WMN上節點可以使用多個無 線介面。
2.2 頻道分配相關研究
由於在WMN上的裝置可以有兩個無線介面以上的，如何利用多個介面。節點 與節點之間該使用那些頻道可降低同頻的干擾，並可產生整體網路的最大產出量。
Raniwala[6]等人提出在WMN完成頻道的分配的方法。其中有些條件必須滿足，如下 I. 節點分配到的的頻道數量不能大於介面的數量。
II. 兩個節點之間的傳輸，必須使用相同的頻道。
III. 聯結上的預期傳輸的能力不能大於頻道本身的傳輸能力。
IV. 所有能使用的頻道數量是固定的。
在頻道分配上所依據的數值如下:
∑
=
d s
l
l
B s d
d s P
d s P
,
) , ( ) * , (
) ,
φ
(
10
B
φ
l:
B
聯結L上預期的負載。
P(s,d): 節點s與節點d之間所有可到達路徑的數量。
PBlB(s,d): 節點s與節點d之間會經由聯結L的所有路徑數量。
B(s,d): 估計兩個節點之間的負載。
整體作法如下:
I. 整體網路中的聯結依期望的負載由大到小，依序分配頻道。此方法為貪婪演算 法。以下為使用貪婪演算法分配頻道時發生三種情況，如何分配頻道的做法如 下。
II. 兩個節點的頻道名單中的數量都比每個節點的介面數量小的話，就任意分配頻 道在此兩個節點介面上。
III. 兩個節點的頻道名單中的數量與每個節點的介面數量相同的話，有相同的頻道 的話，就可以互通。若沒有相同的頻道，就更改某一個節點上的頻道與另一個 節點的頻道相同。
IV. 兩個節點的頻道名單中的數量，其中一個節點(稱節點1)的數量與每個節點的介 面數量相同，另一個節點(稱節點2)的數量較少。我們分配節點1中某個頻道給 節點2介面使用。
2.3 IP位址分配相關研究
Bhatti和Yue[2]本方法以座標軸的概念來分配網路位址。在多重跳躍網路上提出 以n維度(n-dimensional)的方式來分配位址。以2維度為例，假設每個節點的位址長度 為16位元(bits)，所以總共有256個位址可以被分配。此方法將16位元分配到x,y軸，
一開始網路位置上四個角落的節點位址分配為(0x0,0x0)，(0x0,0xFF)，(0xFF,0x0)，
(0Xff,0xFF)。假設以左下角的節點分配為(0x00,0x00)，並稱此節點為協調節點 (Coordinator Node)，所以協調節點的網路位址(x,y)為(0x00,0x00)。其它未分配到的 節點以協調節點為基底，用(x+1,y)或(x,y+1)的方式來分配位址。 已經分配到位址的 節點稱為分配位址節點(Assigned Address Node)，尚未分配位址的節點為未分配節點 (Unassigned Address Node)。
Nesargi和Prakash[3]提出另一種的分配位址的方法。當某個節點想要加入網路並 要求網路位址，此節點稱為要求者(Requester)。要求者一開始廣播Neighbor_Query 訊息，並等待一段時間。若等待了好幾次的時間終了(Timeout)，網路上並沒有其它 的節點回應(response)後，就自行分配一個網路位址給自己，並且稱為創始者 (initiator)。每個節點都會儲存已經被使用的網路位址。若有其它的創始者收到 Neighbor_Query廣播封包，就送Neighbor_Reply訊息，並且分配可用的網路位址。當 要求者收到Neighbor_Reply訊息，送出Initiator_Request的訊息 ，目地在於確保所分 配到的網路位址有沒有被其它節點使用。節點離開網路時送出Address_Cleanup的訊 息，告知要釋放本身的網路位址。
Mohsin和Prakash[4]提出利用二分法(binary split)的方法分配網路位址。一開始 網路上某個節點擁有全部的網路位址區域，並使用區域中的第一個網路位址。擁有 網路位址區域的節點稱為伺服器節點(server node)，反之為客戶節點(client node)。客 戶節點一開始送出廣播訊息，伺服器節點收到後，把自己的網路位址區域平均分配 成兩半。把後半段的位址區域分配給客戶節點，客戶節點使用位址區域的第一個位 址。當節點離開網路時，就把位址區域釋放給鄰近的節點。此時鄰近的節點可能會 有許多的位址區域，在客戶節點要求位址時會以先分配其它位址區域為優先。
在IP配置方面的傳統做法是DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)。在[8]
中 提 到 DHCP 伺 服 器 的 自 動 分 配 (Automatic Allocation) 與 動 態 分 配 (Dynamic Allocation)的兩種方式。兩者的差別是，客戶端以自動分配配置到IP位址是屬於永久 使用的，而動態分配方式得到的IP位址是有租約(lease)時間限制的。若希望繼續使
12
用此位址，則必須每隔一段時間向DHCP伺服器續租(renew)，否則此IP會被釋放 (release)。整體運作如下:
I. 一開始客戶端會以廣播的方式把DHCP Discover訊息傳送到網路上。其中來源 端的位址為0，目地端的IP位址為255.255.255.255。
II. 當DHCP伺服器收到DHCP Discover後，回傳一個DHCP Offer的訊息到客戶 端，裡面包含了可用IP位址的資訊。
III. 當客戶端收到DHCP Offer的訊息後，先送出ARP的訊息。檢查網路上是否有 其它用戶端佔用此IP位址，若沒有被佔用則可以接受DHCP伺服器所分配的IP 位址，則送回DHCP Request 。否則就送出DHCP Decline ，拒絕DHCP伺服 器所提供的位址。
IV. DHCP伺服器收到客戶端所送出的DHCP Request後，若接受則送回DHCP ACK，並且開始計算此租約的時間。否則就送回DHCP NAK到客戶端，拒絕 客戶端的請求。
DHCP訊息遵從BOOTP的訊息格式，其中有兩個重要的欄位，稱為chaddr和 giaddr。Chaddr欄位填入客戶端的硬體位址(Physical Address)，giaddr欄位初始值為 0。當DHCP Discover跨不同網域時，giaddr欄位就會填入幫忙做relay agent的IP位址，
這些Relay agent通在常是路由器(Router)。Boot Request指的是從客戶端所送出的訊 息，例如:DHCP Discover和DHCP Request。Boot Reply指的是從伺服器所送出的訊 息，例如:DHCP Offer/Ack/Nak。當DHCP伺服器收到BOOT Request，根據giaddr的 欄位訊息可知是否由Reply agent所送來的。如是，回送BOOT Relay時，把Reply agent 的IP位址放入目地端位址。而當Reply agent收到BOOT Reply後，再依據Chaddr的硬 體位址傳回客戶端。我們基於DHCP的做法在WMN上以多重跳躍方式完成IP配置。
2.4 無線網路中路由通訊協定
在無線隨意網路當中的路由協定(Routing Protocol) 可分為主動式及被動式 兩大類如下:
1. Proactive routing protocol:每個節點在每隔一段時間都會發送自己的路由資訊 給附近的鄰居，藉由交換彼此之間的路由資訊，以達到隨時更新路由路徑。但是由 於每個node都是週期性地廣播訊息，相對地浪費網路的頻寬。此類的主動式通訊協 定較適用於節點不動或少動的情況下，DSDV(Based on Bell-man-ford algorithm)[9]
屬於此類的通訊協定。
2. Reactive routing protocol:每個節點都是送訊息給某個目的端的時後，才會尋找 路由路徑，平時節點之間不會交換訊息。適用於節點常移動的情況下，才能發揮被 動式通訊協定的效益。DSR[10]、AODV[11]屬於此類的通訊協定。
在 [12] 提 到 基 於 AODV[11] 的 通 訊 協 定 ， 稱 為 HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)。它是以無線電察覺(Radio-aware)的方式代替AODV以跳躍次數(Hop Count) 的方式做為路由路徑的選擇方法，稱為RM-AODV[13]。以下為RM-AODV[13]兩 個節點之間的路徑加權值(Weight)的計算方式。
pt t
p ca
a
r e
O B O
C ⎟ −
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ + +
= 1
1
C
BaB:空中時間花費(airtime time)，代表成功傳送一個封包，所花費的時間。O
Bca B:頻道存取負擔(Channel access overhead)，包含平均等待可使用頻道所花費的時 間。O
BpB:通訊協定負擔(Protocol overhead)，包含通訊協定加head，所花費的時間。B
BtB:測試封包的位元數(Number of bits test frame)
14
r
:來源資料速率(source data rate)e
Bpt B:位元錯誤率(bit error rate) OBcaB與OBpB的參數如表2.1。參數 802.11a 802.11b 描述
O
BcaB 75μs 335μs 頻道存取負擔O
BpB 110μs 364μs 通訊協定負擔B
BtB 8224 8224 測試封包的位元數表2.1 計算Ca之參數表
HWMP是IEEE 802.11s目前所提出在WMN路由通訊協定的提案(Proposal)，正式 標準的版本預計在2008年時完成。它是同時使用Proactive與Reactive特性的路由通訊 協定，根據目的端在WMN內或外，HWMP會採用不同的路由選擇方法。
如果目的端是在WMN外的話，則使用Proactive路由。如果目地端在WMN內的 話，則使用On-demand路由。
1
2 3
4 5 6
7 8 9 10
Internet P
Proactive path On-demand path 圖2.5:HWMP路由選擇
圖2.5中，節點7將使用Proactive路由把資料傳送到WMN外的節點P，節點7要傳 到節點10時，則使用On-demand的路由路徑。
On-demand路由選擇路徑的方法，如下:
I. 來源節點一開始檢查路由表有無到達目地端節點，若無。則來源節點以廣 播的方式送出Route request message(RREQ)，並把來源節點的MAC位址填 入封包中，封包上加權值欄位初始值為0。
II. 中間節點(intermedium)收到RREQ之後，把封包上加權值欄位加上與前一個 節點之間的空中時間花費，最後累加所有路徑上的空中時間花費。
III. 最後，目地端節節點收到來源端節點送出的RREQ，把加權值欄位空中時 間花費的總值，填入Route reply(RREP)之加權值欄位上。並且沿著反向路 徑(reverse path)回到來源節點。
16
IV. 來源節點收到很多個來自目地端節點不同的路徑，選擇最小總空中時間花 費的路徑。
Proactive路由路徑的方法，步驟如下:
I. GMR定期送出通知(announcement)廣播訊息到網路中，並把加權值欄位初 始值為0。
II. 節點收到通知訊息後，把加權值欄位值加上與前一個節點之間的空中時間 花費，並統計自己到GMR的總空中時間。
III. 每個節點選擇父節點的條件是。此節點到GMR的空中時間花費加上與這個 節點的空中時間花費總值最小者，就選為父節點。並且由GMR週期地送出 的通知訊息到各個節點，維護(maintain)路徑。
IV. 最後，整體路由形成以GMR為樹根的樹狀結構。
HWMP在WMN架構下建立以GMR為樹根的樹狀結構，是以計算每個聯繫之間 的Ca值，並選出最小的累加Ca值到GMR的路徑。在送到網路上的測試封包其方法有 二，第一種是以兩個節點可溝通的範圍之內進行節點對節點傳遞封包的測試。第二 種是計算兩個節點的Ca值，會影響此兩節點的通訊品質的其它節點也進行測試封 包。但是在如何調配其它節點所送出封包的時間及目地節點，並能保證最具代表實 際網路情況上的流量，有其困難。網路上有多少節點該往那些節點傳遞封包，無法 預期得知。
4 1
2
3
1
3
4 2
1
2
1
3
1
2 1
3
A
B
(a) (b)
圖 2.6: (a)與(b)為 HWMP 可能的選擇路徑
如圖2.6中，節點1->節點2->節點4為路徑A(圖2.5(a))，節點1->節點3->節點4為 路徑B(圖2.5(b))。當我們使用前述第一種方式來測試連結間的Ca值時，因為是在兩 個節點之間傳送測試封包，兩個節點在傳送測試封包是其它的節點傳送與接收受影 響的。節點1傳遞到節點4上的節點不會考慮中間節點換頻道的情況，所以HWMP可 能會選擇路徑A。但是就這例子來說，路徑B會是好的選擇。因為在路徑B中節點3 可同時進行接收與傳送資料的動作。
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第三章 伴隨路由的位址配置機制
3.1 單一網路介面
我們WMN架構屬於第三種綜合型態，WMR與WMC都可以當做Relay agent的角 色。我們假設GMR是唯一具有靜態(static)IP位址的裝置，GMR也具有BOOTP Reply agent的功能。我們將WMC與WMR統稱無線網狀節點(WMN)，所有在網路上的WMN 都是透過GMR連上網際網路。這邊所定義的Reply agent是WMR或WMC，且具有到 達閘道器路由路徑。我們在此先假設網路上每個WMN具有一個網路介面。我們的 方法是基於DHCP，已經配置好的裝置擔任BOOTP Relay Agent的角色(稱為Relay Node；RN)，所以在GMR的one hop的鄰居可以透過GMR獲得IP位址。由於在GMR one hop的鄰居已配置好IP位址，所以也可以擔任RN。則在GMR two hop的鄰居也可以 透過GMR one hop的鄰居得到位址，其它在GMR tow以外的鄰居都可以以次做法，
最後網路上所有的裝置都可以獲得IP位址。我們把建立到GMR的雙向路由分成 Uplink與Downlink的建立。
3.1.1 Uplink路由的建立
已配置IP位址的裝置會將轉送DHCP ACK給它的BOOPT Relay Agent視為其 Default Gateway。在圖3.1中，箭頭所指的節點為另一頭節點的default gateway，因此 每個節點都會有一個default gateway。
Wireless link
圖3.1: Uplink路由的建立
3.1.2 Downlink路由的建立
在Downlink路由建立方面我們會使用DHCP訊息裡面四個欄位的資料。第一個 是xid，送出DHCP Request之前所產生的ID，為了送回DHCP Replay的依據。第二個 是giaddr，當節點直接收到由客戶端所廣播的DHCP Discover或DHCP Request時，把 自己的IP位址填入訊息欄位中的giaddr，並且做轉傳的動作。第三個是chaddr，客戶 端送出DHCP Discover或DHCP Request之前，會把自己的硬體位址填入到此欄位。
第四個是yiaddr，DHCP Server把分配給客戶端的IP位址填入到DHCP Offer與DHCP ACK中的yiaddr欄位。
RN收到由WMC所送出的DHCP Request時，會檢查訊息中giaddr的欄位是否為 空。若為空的話,則紀錄(xid，chaddr)，做為DHCP Server送DHCP Replay回客戶端的 依據。否則紀錄(xid，pIP)，pIP為前一個RN的IP位址。
圖3.2中，為b傳送DHCP Request到DCHP Server，所經過節點時紀錄資訊的過 程。我們這邊的GMR與節點A，C都是擔任RN的角色。若出現B，則為圖中PDA的 IP位址，b為MAC位址，其它裝置以此類推。節點C收到節點b送出DHCP Request的 廣播訊息，發現 giaddr為空，則節點C紀錄(99，b)。節點A收到節點C以unicast方式 送出的DHCP Request，發現giaddr不為空，則記錄(99，C)。GMR收到節點A送出的 DHCP Request，發現giaddr不為空，同樣地紀錄(99，A)。最後這些資訊可供RN收到
20
DHCP ACK時，建立Downlink路由。
DHCP Request (xid=99, chaddr=b, giaddr=
(99,b)
NULL)
b C
A
C) DHCP Request (xid=99,
chaddr=b, giaddr=
DHCP Request (xid=99, chaddr=b, giaddr=
(99,C) (99,A)
C)
GMR
DHCP Server
XID: T giaddr: Re chaddr: Clie
ransaction ID
lay agent IP address nt hardware address
圖3.2: 節點送出DHCP Request到DHCP Server紀錄的資訊
當RN收到DHCP ACK時，若它的位址不等於giaddr的話，則找出對應的紀錄 (xid，pIP)，將pIP視為到yiaddr路由的下一個節點。否則將yiaddr視為到yiaddr路由的 下一個節點。圖3.3中，當GMR收到DHCP Server的DHCP ACK時，發現自己的IP位 址不等於giaddr，在路由表中，把目地端填入B，下一個節點填入A。節點A收到GMR 送出的 DHCP ACK時，一樣地發現自己的IP位址不等於giaddr，就把目地端填入B，
下一個節點填入下C。節點C收到來自A送出的DHCP ACK發現自己的IP等於
giaddr，就把目地端填入B，把下一個節點填入B，完成Downlink路由的建立。最後 由Uplink與Downlink路由的建立，完成雙向的路由。整體網路會形成以GMR為根(root) 的接收樹(sink-tree)。
DHCP ACK(xid=99, yiaddr=B, giaddr=C)
(99,B) DHCP ACK (xid=99,
yiaddr=
giaddr=C) B,
DHCP ACK (xid=99, yiaddr=
giaddr=C)
(99,C) ,A)
B, (99 DHCP Server
GMR
A
b C XID: Trgiaddr: R
yiaddr:
DHCP ACK (xid=99, yiaddr=
giaddr=C) B,
B C
Next hop destination
B C
Next hop destination
ansaction ID
elay agent IP address Client’s IP address
B A
Next hop destination
B A
Next hop destination
B B
Next hop destination
B B
Next hop destination
圖3.3: 完成Downlink路由的建立
3.2 多個網路介面
當裝置擁有多個無線介面時，不同的介面可以使用不同的頻道。在位址的配置 方面，每個介面都須擁有獨立的位址。但是在某些狀況下，介面將無法用前述機制 獲得位址。所以我們提出每個介面會代屬同一節點的其它介面要求位址。在路由方 面，不同的介面的路由路徑即使hop count相同，效能也會有不同。因為有些路徑的 頻道干擾較嚴重，所以我們這邊使用介面輪替的方式來降低頻道干擾的問題。在3.3 中我們會詳述問題及解決的答案。若每個WMR與WMC都具有兩個無線網路介面，
且每個介面所使用的頻道已經分配完成。每個網路介面都必需透過 GMR要求一個
IP位址，最後每個節點會建立兩條到GMR路由路徑，再選擇Hop Count較小的。
3.3 討論與分析 3.3.1 位址配置方面
我們提出每個介面會代屬同一節點的其它介面要求位址，一個為自己介面使
22
用，另一個為另一個介面備用。這是為了避免其中一個介面無法向DHCP伺服器要 求IP位址。
Node A
Node B
Node C
Node D
Node E
1 2
4 4 3
3
無線通道
4 3
Node F
圖3.4: 在兩個無線網路介面下，配置完成頻道的拓樸網路
如圖3.4，連結的數字代表頻道數字。每個節點都要透過Node A(GMR)跟DHCP 伺服器要求IP位址。如果每個介面只求一個IP位址，則因為Node B的頻道4與Node C 的頻道3都無法通到Node A，所以Node B使用頻道4的介面會沒有IP位址，Node C使 用頻道3的介面也會沒IP位址。另外Node D中頻道3的介面送出廣播訊息後，由於同 樣使用頻道3的Node E沒有IP位址。Node E無法做Relay agent的角色，會造成Node D 與Node E使用頻道3的介面都無法分配到IP位址。最後節點B之頻道4的介面經由節 點E，節點C，節點A到達DHCP Server確認使用此IP位址。
3.3.2 路由方面
圖3.5中，若由前述的路由選擇方法，在節點5到GMR路由中，節點5會把節點3 設為default gateway。但是由於節點5與節點3使用頻道3，節點3與GMR也是使用頻 道3，此時會發生同頻干擾。所有我們使用介面輪替的方法來避免同頻干擾的問題，
當RN從某一介面收到DHCP訊息時，不使用同一介面轉發。所以節點5當GMR
的路徑選擇會變成節點5->節點2->節點1->GMR。
Node 5
Node 4
Node 3
Node 1 GMR
4
4
2 3
1
2
3 2
Wireless link
圖3.5: 使用介面輪替方法來避免接受與傳送封包發生同頻干擾
3.3.3 路由表方面
當WMN上的WMC與WMR變多時，相對地，WMC與WMR所須要記錄路由表 的資訊也會變多。所以我們可以使用多個GMR來降低網路的裝置所記錄的路由表資 訊。但是若屬於不同的GMR底下的裝置要互傳資料，就必須透過各自的GMR，再 傳送資料到目的地裝置。這樣會產生較長的路由路徑，但是卻可以解決WMN上的 裝置路由表會很大的問題。
3.3.4 容錯的功能
圖3.6為例，當廣播DHCP Discover訊息時，Node F在頻道3介面的傳遞路徑將為 Node F ->Node C ->Node A，在頻道4介面的路徑為Node F ->Node E ->Node C ->Node A。如果Node F的頻道3介面在廣播訊息到Node C時發生封包的遺失，此訊 息仍可被E收到轉傳，形成F ->E ->B ->A的路徑。
24 Node A
Node B
Node C
Node D
Node E
1 2
4 4 3
3
無線通道
3,4 3
Node F
圖3.6: DHCP Discover從Node F傳遞到Node A的路徑
圖3.7的訊息序列圖(Message sequence chart)顯示當節點C沒收到節點F的DHCP discover時，另外一條傳遞到GMR的路徑。
F C E B A
DHCP DISCOVER
DHCP DISCOVER
DHCP Offer
DHCP Request
DHCP ACK/NAK DHCP ACK/NAK
DHCP DISCOVER
DHCP Offer
DHCP Request DHCP DISCOVER
DHCP Offer
DHCP Request
DHCP ACK/NAK
圖3.7:F的訊息序列圖
我們以AODV[11]的路由通訊協定來看，如圖3.8。由於AODV會選擇到目地端
Hop Count最小的路由路徑，所以由D到A的路由會是D->B->A。我們的介面輪替設 計會選擇Node D->Node B -> Node C ->Node A。雖然此路徑的Hop Count較高，但是 我們預計的產出量也會比AODV所選擇的路徑還來的高。原因在於使用AODV時，
Node B的接受與傳送接使用同一個介面。而我們是使用不同的介面，在無線介面是 半雙工的前提下，我們方法的產出量會比較高。
1 2
1
Node A
Node B
Node C
Node D AODV方法的 路由路徑
我們方法的 路由路徑
3
圖3.8: 路由路徑的比較
頻道分配方面，我們以[6]的方法完成頻道分配。此方法最主要以兩個節點的流 量負載(Traffic load)，網路的拓樸情形，以及每個節點的網路介面數量決定的頻道分 配 。如圖3.9
5
5 Node 9
4
Node 7 Node 8
Node 10 Node 6 Node 5
Node 4 Node 3
Node 2 Node 1
GMR
4
3
4 2 3
2
1
1
3 1
2 3
2
26
我們的方法主要以傳遞封包到下一個節點，以更換到另外一個網路介面再傳送 封包到下下一個節點，最後整個到GMR的路徑反覆地以此方法。最主要的原因在於 中間節點可以避免與上一個節點及下一個節點競爭頻道的使用權，進而能提升整體 網路的產出量。
我們以節點5到GMR的路徑來分析。AODV會以最少的跳躍次數為選擇路徑，
所以路徑會為節點5->節點3->GMR。HWMP會以無線電察覺的方式選擇，我們在每 個節點之間送測試封包，取得每個節點之間的空中時間花費，所以選到節點5->節點 3->GMR。我們的方法為接受與傳送資料使用不同的頻道，所以我們的方法會選到 節點5->節點3->節點1->GMR。雖然我們的方法會選到較多的跳躍次數，由於節點1 接收與傳送的頻道不同，所以在節點1可以同時進行接收與傳送資料。反觀AODV 與HWMP所選的路徑在節點3中不能同時進行接收與傳送資料的動作，所以我們的 方法可以提高GMR的產出量。
第四章 模擬實驗
4.1 單一頻道環境 4.1.1 模擬環境
我們所使用的模擬器是Qualnet[14]。我們分別在單一頻道與多重頻道中做網路 模擬實驗。單一頻道網路的拓樸如下:
GMR
Node 2
Node 3
Node 4
Node 5
Node 6
Node 7
Node 8 Node 9
Node 10
Node 11 Node 12
Node 13
Node 14
Node 16
Node 15 Wireless link
圖4.1: 單一頻道中的網路拓樸情形
圖4.1中GMR與Node 2之間的距離約為150公尺，虛線代表是無線聯繫。MAC
28
layer中使用的是802.11，在Physical layer用的是802.11a。我們分別與AODV，DSR，
Bellman-ford，HWMP四種的網路通訊協定(Network Protocol)比較。由於我們的方法 是在附近節點有IP位址時，此節點才能當Relay agent的角色。所以網路上所有的節 點之位址分配與路由路徑將會以GMR為樹根階層式(hierarchical)的方式完成。
我們使用在2.3提到的第一種方法計算HWMP的Ca值，由於802.11a介面會根據 收到訊號強度的大小自動調整傳輸速率，每個連結的r值(傳輸速率)也會不同。表4.1 是節點與節點之間所測得的速率。表4.2是計算出來節點與節點之間的Ca值。
節點/Rate 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 X 36 36 12 12 12
2 X 24 36 24 9 12
3 X 36 24 9
4 X 36 24 24 6 9 5 X 36 24 24 6 9
6 X 24 24 6 9
7 X 24 24 24
8 X 36 24 24 6
9 X 36 24 24 6
10 X 36 24
11 X 24
12 X 24 24
13 X 36 24
14 X 24 9
15 X
16 X
表4.1: 節點與節點之間連結的傳輸速率
HWMP的演算法(目地端節點在WMN外) I. GMR一開始送出通知的廣播訊息。
II. 每個節點收到通知訊息後，累加與上一個節點的Ca值。
III. 每個節點選擇最小累加的Ca值，並把上一個節點為父節點。
IV. 每個節點依Ⅱ，Ⅲ的做法，最後完成以GMR為樹根的樹狀結構。
HWMP的演算法(目地端節點在WMN內)
I. 節點送出RREQ，並在經過的節點中，累加與前一個節點的Ca值。
II. 最後，目地端節點選擇最小累加的Ca值，並送回RREP。
30
節點/Ca 1 2 3 4 5 6 7 8
1 X 0.000861 0.000854 0.001002 0.001002 0.001005 2 X 0.000915 0.000856 0.000921 0.001937 0.001003
3 X 0.000861 0.00092
4 X 0.001015 0.000966 0.000917
5 X 0.00086 0.000984
6 X
7 X 0.000917
8 X
9
10
11
12
13
14
15
16
(a)
節點/Ca 9 10 11 12 13 14 15 16
1
2
3 0.001095 0.001096 4 0.002632 0.001002 5 0.000918 0.002641 0.001095 6 0.000917 0.000919 0.002637 0.001095 7 0.00092 0.000915 8 0.000858 0.000915 0.000919 0.002645 9 X 0.00065 0.000919 0.000919 0.002645
10 X 0.00092 0.00092
11 X 0.00092
12 X 0.00092 0.001002
13 X 0.000858 0.000929
14 X 0.00092 0.001093
15 X
16 X
(b)
表4.2: 所有連結之Ca值
Path[2->GMR] 路徑 Ca Path[9->GMR]
1 2-GMR 0.00086053 1 9->5->GMR 0.001920672 2 2->3->GMR 0.00176862 2 9->3->GMR 0.001948701 3 9->8->2->GMR 0.002721323 Path[3->GMR] 4 9->6->GMR 0.001921694
1 3->GMR 0.00085414 5 9->10->6->GMR 0.002571352 2 3->2->GMR 0.00177531
Path[10->GMR]
Path[4->GMR] 1 10->6->GMR 0.001924301 1 4->GMR 0.00100235 2 10->9->5->GMR 0.00257033 2 4->2->GMR 0.00171638 3 10->3->GMR 0.00194122 3 4->5->GMR 0.00201725
Path[11->GMR]
Path[5->GMR] 1 11->7->4->GMR 0.002888582 1 5->GMR 0.00100239 2 11->4->GMR 0.003634832 2 5->2->GMR 0.00178195 3 11->12->4->GMR 0.002924111 3 5->3->GMR 0.00171542 4 11->7->2->GMR 0.003717075
Path[12->GMR] 12->8->4-GMR 0.002834259 Path[6->GMR] 1 12->4->GMR 0.002004124 1 6->GMR 0.00100503 2 12->7>4->GMR 0.002883849 2 6->3->GMR 0.00177413 3 12->11->7->4->GMR 0.003803836 3 6->5->GMR 0.00186243 4 12->8->2->GMR 0.002778511
5 12->13->5->GMR 0.003017665 Path[7->GMR] 6 12->16->13->5->GMR 0.00566299
1 7->4->GMR 0.00196883 7 12->5->GMR 0.003643648 2 7-->2->GMR 0.00279733 8 12->8->5->GMR 0.00290157 3 7->8->GMR 0.00277992 Path[13->GMR]
1 13->5->GMR 0.002097679 Path[8->GMR] 2 13->12>4->GMR 0.00292411
1 8-->2->GMR 0.00186326 3 13->8->2->GMR 0.002782295 2 8->4>GMR 0.00191908 4 13->9->5->GMR 0.002839233 3 8-->5->GMR 0.00198632 5 13->14->6->GMR 0.002957989 4 8->7->4->GMR 0.00288549
32
Path[14->GMR] Path[16->GMR]
1 14->6->GMR 0.002100171 1 16->12->4->GMR 0.003006282 2 14->9->5->GMR 0.002839233 2 16->13->5->GMR 0.003027041 3 14->13->5->GMR 0.002955496 3 16->8->2->GMR 0.004508585 4 14->10->6->GMR 0.002696935 4 16->9->5->GMR 0.00458422 5 14->15->10->6>GMR 0.003616683 5 16->14->6->GMR 0.003193444
Path[15->GMR]
1 15->10->6->GMR 0.002843812 2 15->14->6->GMR 0.003019919
表4.3:GMR到各節點所有可能路徑的Ca總值
最後HWMP根據表4.2的結果，形成以GMR為樹根的樹狀結構，如圖4.2所示。
GMR Node 2
Node 3
Node 4 Node 5
Node 6
Node 7
Node 8 Node 9 Node 10
Node 11 Node 12 Node 13
Node 14
Node 16
Node 15 Wireless link
圖4.2:HMWP之以GMR為樹根的樹狀節構
4.1.2 實驗流程
我們在每次實驗中從Node 2到Node 16中，以亂數選出兩個Nodes，以CBR的方 式往GMR傳送五秒鐘的資料。然後重複此流程共20次 ，實驗歷時100秒鐘結束。CBR 的資料速率(Source Data Rate)分別用1,2,4,6,8,..到32Mbp，重複同樣實驗。每個封包 的大小固定為512 Bytes。平均產出量(Throughput)為實驗20次的平均值。我們這邊分 別與AODV、DSR、Bellman-Ford、HWMP的通訊協定來做比較。
4.1.3 實驗結果
由圖4.3可以看的出來我們的方法與DSR、HWMP有差不多的產出量，而比 AODV與Bellman-ford稍好一些。這是因為AODV與DSR會以Hop較小為到GMR的路 徑選擇，Bellman-ford以最短路徑為選擇，HWMP以到GMR路徑Ca總值最小的為選 擇。而我們是以最先傳回DHCP Offer的Relay agent為父節點，所以比AODV與 Bellman-ford好一點。
0.5 1 1.5 2 2.5
2.4 x 106
3 x 107 0.8
1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2
Source Data Rate
GMR Throughput
AODV HWMP Bellman-ford DSR
Our Approach
圖4.3:我們方法與AODV、DSR、Bellman-Ford，HWMP在單一頻道環境產出量的比
34
我們亦設計實驗來探討當WMC與WMC進行點對點資料傳送時的產出量，我們 每5秒鐘以亂數選擇兩對節點，以CBR進行節點到節點的封包傳送，總供進行100秒 鐘。節點分別使用1,2,4,6,8,..到32Mbps的資料速率。圖4.4顯示我們方法的產出量比 其它方法低，這邊的產出量是每個節點的平均產出量。由圖中可以看出我們方法所 產生的曲線都在其它方法的下方，這是因為我們的方法是以GMR為樹狀結構的網 路，所以每個節點在進行點對點封包傳送的時後。會先把封包傳送到GMR，再由 GMR轉傳到其它節點，這樣會導致封包傳遞路徑較長。
107
106 107
101 102 103 104 105
AODV Hwmp Bellman−ford DSR Our Approach 106
Client Data Rate
Client Average Throughput
圖4.4:同一個時間內，兩對節點進行點對點傳送資料
4.2 多頻道環境 4.2.1 模擬環境
我們設定每個節點都有兩個802.11a介面，每個介面都使用不同的頻道。我們同 樣使用Qualnet模擬器進行。我們把圖4.1的單一頻道的拓樸圖利用2.2中Raniwala[6]
等人所提出的方法。依據每個節點之間聯結預期的負載，再以貪婪法的方式，由數 值大到小依序分配頻道。分配頻道結果如圖4.5。另外我們再以多重頻道的拓樸圖如 圖3.9模擬實驗。
GMR
Node 2
Node 3
Node 4
Node 5
Node 6
Node 7
Node 8 Node 9
Node 10
Node 11 Node 12
Node 13
Node 14
Node 15 Wireless link
2
2
5 5
2 2 2
2 3 3 2
5
1 1 3 1 1
2
4 3
1 4
4
4 4
3
3 4
3
4 3 4 3
3
圖4.5: 多重頻道分配拓樸圖 4.2.2 實驗流程
每五秒鐘選出一對Nodes，並以Hop count較小的介面，用CBR的方式往GMR傳 遞封包。實驗時間為100秒鐘，節點分別用1,2,4,6,8,..到32Mbps的資料速率完成十七 次的實驗。
4.2.3 實驗結果
根據圖4.5的多重頻道拓樸圖得到的實驗結果如圖4.6。由於我們的方法是以介面 輪替的方式，接收與傳送不使用同一個介面運作。所以我們可以避免路徑上產生的 同頻干擾，而其它AODV、DSR、Bellman-ford、HWMP沒有考慮到這一點情形，所
36
以我們的方法可以得出較好的產出量。
根據圖3.9的網路拓樸圖實驗得出圖4.7，使用兩個介面的WMN下，我們方法的 產出量平均比HWMP多14%左右，比ADOV多17%左右，比Bellman-ford多30%左右。
我們認為這是因為AODV與DSR會以Hop較小為到GMR的路徑選擇，Bellman-ford以 最短路徑為選擇，而HWMP以到GMR路徑Ca總值最小的為選擇。這些通訊協定都沒 考慮到GMR路徑上的節點介面使用的頻道是否接收與傳送為同一介面。所以在 GMR產出量方面，我們的介面輪替設計的方法會比上述的通訊協定較好。
0.5 1 1.5 2 2.5
2.8 x 106
3 x 107 0.8
1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6
AODV HWMP Bellman-ford Our Approach
Source Data Rate
GMR Throughput
圖4.6: 依圖4.5網路拓樸圖，我們的方法與AODV，Bellman-ford，HWMP之Throughput 比較
0.5 1 1.5 2 2.5 3 x 107 4
6 8 10 12 14
x 105
Source Data Rate
GMR Throughput
AODV HWMP Bellman-ford Our Approach
圖4.7: 依圖4.5網路拓樸圖，我們的方法與AODV，Bellman-ford，HWMP之Throughput
比較
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第五章 結論與未來的展望
在現階段的相關研究當中是在單一頻道上的隨意網路上做的位址分配，這些方 法都不適用於多頻道、多介面的無線網狀網路中。本篇論文結合DHCP協定，可動 態分配位址到One Hop及以外的節點。WMN使用兩個介面的情況下，每個介面預先 替另一個介面向DHCP伺服器要IP位址。在時間範圍之內，另一個介面必須向DHCP 伺服器送出確認的訊息，否則IP位址就釋放出來。
每個節點完成位址分配後，也一併完成每個節點到GMR的路由路徑，最後整體 網路形成以DHCP伺服器為樹根的樹狀結構。網路節點環境不論是在單一頻道或是 在多頻道上的無線網狀網路，都可以適用。利用Qualnet[14]實驗得知，我們的方法 確實能在多頻道、多介面上的WMN提升產出量。
在未來的研究中，我們針對在兩個GMR以上的情況下，加以探討。由於有兩個 GMR，以單個網路介面情況，每個節點各自有一條路由路徑到不同的GMR。如何 平衡每個節點要藉由GMR傳送封包到網際網路上，以提高整體網路上的產出量，是 未來所需解決的問題。
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