基于发送和接收节点的车载网络混合地理路由协议

王庭恩

（湖北师范大学计算机与信息技术学院 湖北省黄石市 435000）

1 引言

为了保证车载网络的安全性，在发送和接收节点的应用背景下，如何科学构建和应用混合地理路由协议是技术人员必须思考和解决的问题。

2 混合地理路由协议

本文所提出的混合地理路由协议主要是在参照发送和接收节点的基础上进行构建的，因此，该协议符合候选转发节点的转发需求以及分散化协调需求[1]。在构建混合地理路由协议的过程中，首先，技术人员少采用数据包交互的方式，完成对下一跳邻居集的构建，并借助距离信息，不断优化和完善候选转发集。其次，还要针对候选转发节点的权重值[2]，对各个节点进行排序。最后，还要将时延转发理念引入到候选转发集的构建中，为缩短数据包转发时延，提高数据包传输效率和效果创造良好的条件。混合地理路由协议在构建的过程中，主要涉及到了以下步骤：

（1）根据数据包的交互需求，完成一跳邻居集的建立；

（2）根据车辆距离关系，构建候选转发集；

（3）精确计算候选转发节点权重，并对权重值进行排序；

（4）精确计算候选转发集的转发时延；

（5）转发数据包消息。

总之，在发送和接收节点的应用背景下，为了保证混合地理路由协议构建的科学性和合理性，技术人员必须要严格按照构建步骤，完成对该协议的搭建和应用。

2.1 候选转发集

为了更好地构建和应用混合地理路由协议，技术人员要在发送和接收节点的应用背景下，针对候选转发节点的特点，加强对候选转发集的构建。首先，要采用广播数据包的方式，将所有候选转发节点的数据包进行转发处理[3]，同时，还要将其他相邻候选转发节点与当前节点进行有效结合，使其结合为统一整体，然后，完成对数据包的安全、可靠、稳定地传输。同时，还要针对节点的通信范围和要求，将各个节点纳入到候选转发集中，为更好地构建和优化候选转发集产生积极的影响。其次，为了实现对候选转发集构建过程的精准描述，技术人员要采用构建框线图的方式，设置四个节点，这四个节点分别为A 节点、B 节点、C 节点、D 节点、F 节点，然后，将这些节点组件成一个集合，及集合的名字为“N 集”。

此时，节点A 的一跳邻居集表示为：N(A)={B,C,D,F}；

节点B 的一跳邻居集表示为：N(B)={A,C,D,F}；

节点C 的一跳邻居集表示为：N(C)={A,B,D,F}；

节点D 的一跳邻居集表示为：N(D)={A,B,C,F}；

节点F 的一跳邻居集表示为：N(F)={A,B,C,D}。

2.2 候选转发节点权重

候选转发节点权重可以直观、形象地反映邻居节点所转发数据包的合格性，因此，在混合地理路由协议中，技术人员要利用距离因子和相对速度因子，对各个节点权重进行估算。同时，还要结合距离因子的设置需求，采用增加跳距离的方式，实现对候选转发节点权重的科学计算。相对速度因子主要是指当前候选转发节点与转发节点之间的相对速度[5]。为了保证车辆行驶速度的科学性和合理性，避免因车辆行驶过快而引发安全事故，技术人员要综合考虑相对速度因子，并分析和判断当前节点是否在下一跳转发节点的范围内，只有这样，才能最大限度地提升数据包转发效率和效果。另外，还要根据距离因子最终计算结果，选取距离目的节点最近的候选转发节点，并对相关距离因子进行定义，为后期精确化计算和统计相对速度因子打下坚实的基础。如果候选转发节点处于比较高的行驶速度，那么，该节点将会超过当前节点的通信正常范围值，因此，为了精准化计算出候选转发节点权重值，技术人员要综合考虑各个节点的相对速度，以保证最终计算结果的真实性和精确性，为后期更好地优化数据包转发流程，提高数据包转发效率和效果提供重要的依据和参考[6]。

2.3 基于权重的节点转发时延

当混合地理路由协议成功接收数据包后，候选转发节点要立即参与到数据包的竞争转发中。在这个过程中，首先，要利用候选转发节点权重，根据车载网络运行性能，有针对性地设置数据包转发时延，以达到分散转发数据包的目的。其次，还要针对各个候选转发节点权重值，按照由小到大的顺序，对邻近集内的各个节点进行排序[7]。即权重值越小的候选转发节点需要排到最前位置。同时，还要科学控制和调整候选转发节点的等待时延差，当节点权限值不断增大时，技术人员需要为各个节点提供足够多的存储空间，以满足各个节点的存储需求，同时，还要确保候选转发节点有足够多的信道接入时间[8]，将碰撞概率降到最低。但是，当节点权限制超过标准值范围时，会增加数据包转发时延，为了解决这一问题，技术人员要采用引入机会路由的方式，利用候选转发节点。

2.4 数据包转发流程

为了保证数据包的转发效率和效果，技术人员要重视对数据包转发流程的优化和完善。首先，要针对候选转发节点周期特征，采用交互数据包的方式，针对转发数据包的特征，完成对下一跳邻居集的构建和应用，同时，还要科学设置和调整转发节点集，在此基础上，采用数据包转发的方式，将转发节点集插入到数据包内，以实现对转发数据包格式的科学设计。当混合地理路由协议接收到数据包后，会自动利用候选转发节点分析和判断转发集的位置、数量等相关参数，同时，还要采用设置等待时延的方式，不断缩短转发时延，为进一步提高数据包的转发效率和效果打下坚实的基础。另外，各个候选转发节点在等待时延的过程中，需要对周围的邻居节点进行监听，以检测和识别邻居节点是否转发数据包，一旦发现邻居节点对数据包进行转发处理，需要将转发的数据包丢弃，否则，当等待时延结束后，还要对没有转发的数据包进行转发处理，确保所有数据包被转发处理，以保证数据包转发的全面性和完整性。最后，还要在综合考虑数据包转发需求的基础上，不断提高数据包传输的稳定性、可靠性和安全性，在此基础上，利用其他候选转发节点，将下一跳邻居集内的数据包进行转发处理。

3 混合地理路由协议性能分析

3.1 仿真平台

为了实现对混合地理路由协议性能的科学评估，技术人员要重视对仿真平台的搭建和应用。首先，技术人员要以双向高速公路为参照标准，完成对仿真模型的构建，同时，技术人员严格按照如表1所示的仿真参数，要将车辆行驶速度设置在130km/h 左右，车辆数设置为270 台。然后，利用从众多数据包中，随机选出两个候选转发节点[9]，其中一个候选转发节点用作源节点，另一个候选转发节点用作目的节点。另外，为了科学、有效地分析和评估混合地理路由协议性能，技术人员还要利用典型的转发路由，将Creedy 路由与CBF 路由路由进行有效结合，采用同步仿真的方式，与混合地理路由进行全面对比和研究。

3.2 仿真结果

3.2.1 数据包接收率

数据包传递率随节点数的变化曲线如图1所示，从图中可以看出，与CBF 路由、SRHGR 路由相比，Creedy 路由对应的数据包接收率最低，当Creedy 路由位于低密度区域时，数据包接受率达到极低状态。例如：当候选转发节点个数低于150 时，Creedy 路由数据包的接收率远远低于0.5，出现这一现象的原因是：Creedy 路由在设置和调整下一跳转发节点期间，仅仅考虑了节点距离这一因素。而CBF 路由的数据包接收率相对较高，而SRHGR 路由的数据包接收率最高，出现这一现象的原因是SRHGR 路由在设置和调整下一跳转发节点期间，主要是从所有邻居节点中进行选择、设置和调整的，使得数据包接收率不断增高。

图1：数据包传递率随节点数的变化曲线

3.2.2 端到端传输时延

当候选转发节点节点个数不断变化时，混合地理路由协议端到端传输时延普遍较低，但是CBF 路由协议的传输时延相对较高，出现这一现象的原因是CBF 路由协议在选用下一跳转发节点时，引入和使用了等待时延，使得端到端传输时延不断延长。而Creedy路由对应的端到端传输时延普遍较低，出现这一现象的原因是Creedy 路由在选用下一跳转发节点时，通常选用距离目的节点比较近的候选转发节点，因此，导致传输跳数不断下降。

表1：仿真参数

4 结束语

综上所述，在发送和接收节点的应用背景下，为了更好地解决车载网络数据包传输问题，技术人员要与时俱进，不断学习混合地理路由协议相关新知识和新技术，进一步提高提高自身路由协议的构建能力，充分发挥和利用发送和接收节点的可靠性，从而完成对混合地理路由协议的构建和应用，为保证候选转发节点权重计算结果的真实性、准确性和完整性，提高数据包传输效率和效果以及缩短端到端传输时延提供有力的保障。