The Network Link Layer : AODV Ad hoc按需距离矢量路由协议

AODV（Ad Hoc On-demand Distance Vector Routing按需距离矢量路由协议）
AODV 是一种用于无线自组织网络的按需路由协议，它结合了传统距离向量协议的跳数作为度量基础，并通过按需建立路由、使用序列号维护路径新鲜度以及本地路由维护机制，实现高效而动态的路径发现与维护。

AODV 设计缘由

DSR协议的缺陷
DSR includes the full route in data packet headers → relatively large headers in packets with little data DSR 在数据包头中包含完整的路由 → 数据较少的数据包的头相对较大

AODV 弥补改进了这个缺陷

AODV reduces overhead by maintaining the route information at the nodes
AODV 通过在各个节点维护路由信息来减少开销

• data packets do not have to include full routes 数据包不再需要携带完整路径
• route information is maintained only within nodes which need to transmit -> active nodes 路由信息仅在需要传输的节点内维护->活动节点。每个参与路由的节点只在本地保存“下一跳”的信息

AODV 机制

1. Route Request (RR) packets are flooded as in DSR DSR也使用RR包进行泛洪找路
2. AODV also employs cache
   AODV 也维护缓存信息，虽然不是存完整路径，而是存“目的地址 → 下一跳”的转发表（routing table entry）
   缓存可以避免重复广播 RR，提高效率

AODV 实现过程 S->D

AODV同样使用泛洪实现RR找路（广播），RRp进行回路（单播），Data按RRp走（单播）。

RR 阶段

when a node forwards an RR packet, it creates a pointer to the previous node towards S.
当一个节点转发 RR 数据包时，它会创建一个指向前一个节点的指针，指向 S。

RRp阶段

当节点转发路由应答 （RRp） 数据包时，它会创建一个指向下一个节点的指针，指向 D。
RR 包中会包含跳数（hop count）或其他指标（如带宽、延迟等）。
✅ 作用是：当源节点收到多个 RRp 包时，可以根据跳数或性能指标选择最佳路径。

Routing information in AODV AODV中的路由信息

AODV 的缓存路由方式与 DSR 不同

in AODV, each node maintains one entry per destination
AODV 中，每个节点对于每一个目标节点只维护一条最优路径（条目）。
in DSR, nodes may maintain several routes for a single destination
而在 DSR 中，每个节点可能保存多个到同一个目的地的完整路径（例如为了备份或多路径选择）。

entry in an AODV cache:
AODV 缓存中每条路由条目通常包括以下字段：

字段	Meaning
Destination ID	目标ID
Next Hop	到目标的下一个跳点（比如从当前节点出发要先去哪个邻居节点）
Destination sequence number	目标节点的序列号，用来判断路由信息的新旧
Timeout	这条路由的过期时间（超时删除）
Metric	路径度量值，如跳数、延迟等，用于评估路由优劣

在向网络发送 RR 数据包并收到来自节点 6 的 RRp 数据包后，节点 3、4 和 5 具有以下路由条目（或指针）

本地路由修复（Fixing routes locally）

背景知识

在 DSR 和 AODV 中，如果某条路径断了（如图中 F → J），默认做法是回退到源节点 S，让 S 重新发起全局路由请求（RR）。但这种做法成本很高，因此引出了“本地修复（local repair）”的想法。
DSR and AODV do not fix routes locally DSR和AODV默认是不会进行本地修复的

示例

节点 F → J 链路断裂（红叉）。F 是最早发现断裂的节点。F 不立即上报给源节点 S，而是尝试自己修复。

本地修复步骤

1. F 向附近节点发起 LQ（Local Query，本地查询），用小 TTL（生存时间），进行局部泛洪。
   图中黑色虚线是 LQ 的传播路径（F → G、F → K 等）。

Note : Any node involved in the link breakage (F) may send a local query (LQ) with a TTL, using
flooding. 涉及链路中断 （F） 的任何节点都可以使用泛洪发送带有 TTL 的本地查询 （LQ）。

2. 如果 D 在 TTL 范围内收到 LQ它就会回复一个 RRp 包（红色虚线）。
   例如新路径是：F → G → K → D。
3. 修复成功！以后发数据就不再走断开的 F → J，而是走新路径。