LANMAR协议

先应式层次路由协议

LANMAR(Landmark Ad hoc Routing)是一种先应式层次路由协议，它将整个网络划分为许多逻辑子网，每个逻辑子网中的成员有共同的爱好并很可能作为一个整体移动（如战场上的一个班），而且在每个逻辑子网中选择一个Landmark节点，依靠Landmark节点进行全网范围内数据分组的路由。

简单介绍

在LANMAR协议中，每个节点都维护两种路由：到自己某个限定范围内所有节点的本地路由和到网络中所有Landmark节点的距离矢量路由。当目的节点在本地路由范围内时，根据本地路由转发数据分组；否则首先向目的节点所属逻辑子网的Landmark节点转发，一旦目的节点出现某一中间节点的本地路由范围内时，就根据中间节点的本地路由进行转发。

关键技术问题

1、本地路由和全局Landmark路由

在LANMAR协议中，网络中每个节点都要维护下列两种路由：

（1）本地路由

指节点要维护自己到邻近区域内所有节点的路由。LANMAR采用FSR协议作为本地路由协议，但与基本FSR路由协议维护到网络中所有节点路由信息不同的是，这里限定一个FSR路由范围N，节点仅维护到该范围内所有节点的路由，如果某节点与本节点的距离超过该范围，本节点不再维护其路由信息，发送的FSR路由分组中也不包含其相关条目。

（2）全局Landmark路由

指节点要维护到网络中所有Landmark节点的距离矢量路由。节点通过周期性地向邻节点传递Landmark消息，包含到网络中所有Landmark节点的距离矢量信息，来完成到网络中所有Landmark节点全局路由的建立与更新。该Landmark路由消息可以附带在FSR路由分组中传递。

2、逻辑子网内的分布式Landmark选举算法

（1） Landmark节点的初始化

LANMAR协议刚开始运行时，系统中没有Landmark节点，仅仅是FSR协议起作用。FSR协议运行一段时间后，如果某个节点根据其FSR路由表，发现在自己的FSR路由范围内，与自己在同一逻辑子网内的节点有一定的数量（如n），则宣布自己为该逻辑子网的Landmark节点，并通过随后的拓扑更新消息，捎带广播消息至邻节点。

（2） Landmark节点的交替

如果有两个以上的节点宣布自己为同一个逻辑子网的Landmark节点，则选择FSR路由范围内可达的同一逻辑子网内的节点数目最大的节点作为Landmark节点；如果出现相等的情况，则选择ID号最小的节点作为Landmark节点。为了避免出现Landmark节点的频繁交替，可以使用滞后算法，仅当新Landmark节点可达的同一逻辑子网内的节点数目比旧Landmark节点可达的同一逻辑子网内的节点数目多出一个门限值时，才进行Landmark节点的更新。

（3） Landmark节点失效的处理

当一个逻辑子网的Landmark节点失效后，Landmark节点的邻节点会在给定的时间后发现这一情况，与Landmark节点在同一个逻辑子网的邻节点将宣布自己为新的Landmark节点并广播这一消息，网络中开始一轮新的Landmark节点选举过程。

3、漂移节点和孤立节点问题

漂移节点是指归属于某个Landmark节点而又在其FSR路由范围以外的节点，它们需要定期向自己归属的Landmark节点进行注册，以创建从归属Landmark节点到漂移节点的反向路径。目的节点是漂移节点的数据分组首先被其归属Landmark节点接收，然后再由归属Landmark节点转发至相应的漂移节点。通向漂移节点的路由条目虽然增加了路由表的存储和处理开销，但是在漂移节点所占比例较小的情况下，这种开销还是很低的。

孤立节点是指组的大小为1的节点。如果网络中只有个别孤立节点，则可以作为Landmark节点来处理，否则需要采用一定的方法来处理，这会导致路由开销的增加。

路由协议描述

1、信息种类

（1）存储消息

任何一个节点i中与路由相关的主要信息如下：

图1-1 LANMAR协议中节点拓扑表的结构

在图1-1中，LS(j)字段中存储节点j报告的链路状态，SEQ(j)字段中存储该链路信息的时间戳。

（2）交换的消息

每个节点周期性地与邻节点交换拓扑等信息，包含FSR范围N内所有节点的路由条目，还附带传送到网络中所有Landmark节点的距离矢量信息。

2、工作过程

（1）路由的建立与维护

路由信息的建立与更新与FSR协议很相似，每个节点周期性地与邻节点交换拓扑信息，包含FSR范围N以内所有节点的路由条目并附带到网络中所有Landmark节点的距离矢量信息。

（2）数据分组转发

当目的节点在源节点的FSR路由范围内时，在FSR路由表中有相应的路由条目，则直接根据FSR协议建立的下一跳表NEXTi，利用节点的物理地址进行数据分组转发。如果目的节点与源节点不属于同一个逻辑子网，则按照数据分组的目的逻辑子网地址查找LMDVi表，将数据分组向目的节点所在逻辑子网的Landmark节点转发，当目的节点出现在某一中间节点的FSR路由范围内时，则使用中间节点的本地路由转发。按照这种转发方式，数据分组在从源节点到目的节点的过程中，中间并不一定经过目的节点的归属Landmark节点。

图1-2为LANMAR协议运行的一个场景，此时有4个逻辑组（对应不同的逻辑子网）存在，LMi为每个组的Landmark节点，每个节点的FSR范围为2。图1-2中显示了3条不同的路径：第一条路为从A到D，由于D两跳可达B，在B的FSR协议范围内，因此B发送给A的路由更新中包含D的信息，所以A中包含D的全部信息，可以直接沿着最短路径将分组传送至D。第二条路为从H到L，H不知道L的路由，它通过I把分组路由至L所在逻辑子网的Landmark节点LM4，I知道L的路由，可以直接沿最短路径把分组转发至目的节点。最后一条路为从O到P，开始这条路通向P所在组的Landmark节点LM3，随着分组接近LM3，获得了到达P的直接路径，因而绕过了LM3直接两跳到达了P。

总结

LANMAR路由协议是一种基于组移动模型的层次化路由协议，它需要在每个组构成的逻辑子网内选择一个Landmark节点。每个节点均维护FSR本地路由和到网络中所有Landmark节点的路由。如果目的节点在本地范围内，则直接使用本地路由转发，否则先向目的节点所属逻辑子网的Landmark节点方向转发，一旦目的节点位于某个中间节点的本地路由中，则沿该本地路由转发，避免了Landmark节点的过重负载。该协议适用于节点比较密集的网络，但在漂移节点和孤立节点数目过多的情况下，协议的控制和存储开销较大。

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