介绍
移动自组织网络（MANET）是由一组没有集中管理的移动节点组成的网络。MANET是自我塑造、自组织和自我维护的。MANET可能具有动态拓扑。此外，每个移动节点都有有限的资源，如电池、处理能力和板载内存（即RAM）。在MANET中，移动节点以多跳方式相互通信。这意味着移动节点通过中间节点向目的地发送数据包。因此，每个节点的可用性同样重要。否则，网络的整体性能可能会受到影响。为了满足这些特殊的特性和设计约束，有效的路由协议对MANET至关重要。为MANET设计一种高效的路由协议是一项极具挑战性的任务，也是一个活跃的研究领域。已经提出了许多路由协议，并且这些协议可以广泛地分为主动式和反应式。在诸如目的地序列距离向量（DSDV）（Perkins和Bhagwat，1994）之类的主动路由协议中，移动节点通过在自身之间定期交换路由信息来更新其路由表。由于周期性的信息交换，主动路由协议在网络中产生大量的控制消息。因此，主动路由协议不适合于MANET。为了克服主动路由协议的局限性，针对MANET提出了诸如动态源路由（DSR）（Broch等人，1998）和自组织按需距离矢量路由（AODV）（Perkins，1997）等反应式路由协议。在反应式路由协议中，路由在需要时被发现。反应式路由协议由两个主要机制组成：（a）路由发现和（b）路由维护。源节点通过使用路由发现机制来发现到目的地的路由。另一方面，源节点使用路由维护机制检测网络中的任何拓扑变化。全局搜索过程由源节点使用的路由发现机制使用泛滥的发现到目的地的所有可用路径的机制。一旦发现所有路径，源节点就会选择一条最短的路径。Anurag（2004）、Bertsekas和Gallager（1992）、Pham和Perrau（2003）以及Tsirigos等人（2001）的研究表明，最短路径算法可能不是MANET的好选择。当使用最短路径算法时，与位于同一网络周边的其他节点相比，位于网络中心附近的节点承载更多的流量。特别是，当网络中建立多个连接时，位于网络中心的无线链路承载更多流量，因此可能会出现拥塞。这种拥塞问题可能会影响网络在延迟和吞吐量方面的性能。在移动性场景中，最短路径可能会因节点移动而中断。此外，通过无线介质进行通信本质上是不可靠的，也会受到链路错误的影响。为了克服最短路径路由协议的局限性，研究人员建议使用多路径路由。为MANET提出的多径路由协议可大致分为：（a）延迟感知的多径路径路由协议，（b）可靠的多径协议，（c）最小开销的多径布线协议，（d）节能的多径路路由协议和（e）混合多径路由协议。Lim等人（2003）、Liang和Midkiff（2005）、Jing等人（2005），Cha和Lee（2005）以及Huang和Fang（2005）提出的延迟感知多径路由协议选择多条路径，以提高网络的整体延迟性能。Tsirigos等人（2001）、Yao等人（2003）、Li和Cuthbert（2004）、Carthy和Grigoras（2005）、Wang等人（2005），Xue和Nahrstedt（2003），Valera等（2003）和Lou（2005）提出的可靠多路径路由协议支持源和目的地之间的可靠数据传输。Lee和Gerla（2000）、Ye等人（2003）、Mueller和Ghosal（2005）、Nasipuri和Das（1999）、An等人（2005），Wisitpongphan和Tonguz（2003）以及Zeng等人（2005年）提出的最小开销多路径路由协议通过使用最少数量的开销控制消息来发现和使用多条路径。Dulman et al.（2003）和Liang and Ren（2005）提出的节能多径路由协议通过使用节能路径选择来最大化网络寿命。Wang等人（2000年）和Wei和Zakhor（2004年）提出的混合多径路由协议使用最短路径和多径算法来结合这两种算法的优点。
虽然每种多路径路由协议都有其独特的优点和缺点，但它们都有一些共同的设计问题，例如（1）如何发现多条路径？ （2） 如何选择这些路径？（3） 如何在这些路径之间分配负载？为了解决这些问题，大多数多路径路由协议都会修改现有协议的路由算法。在这些路由协议中，本文仅限于那些源自DSR和AODV等反应式路由协议的协议。多径路由协议的分类如图1所示。分割多径路由（SMR）（Lee和Gerla，2000）、多径源路由（Wang等人，2000）和鲁棒多径源布线（RMPSR）（Wei和Zakhor，2004），通过修改DSR协议，设计了基于簇的多径动态源路由（CMDSR）（An等人，2005）和不相交多径源路由（DMPSR）（Wisitpongphan和Tonguz，2003）。另一方面，节点不相交多路径路由（NDMR）（Li和Cuthbert，2004）、多路径AODV（AODVM）（Ye等人，2003）、带路径分集的多路径AODVD（AODVM/PD）（Mueller和Ghosal，2005）、，通过修改AODV协议，设计了具有路径选择的多路径AODV（AODVM-PSP）（Jing等人，2005）和分叉n波多路径路由（Cha和Lee，2005）。
不同的多路径路由协议有其独特的优势，很难找到一个协议或一类协议来满足高效路由协议的所有要求。这是有取舍的。例如，多路径路由协议可以通过发现和选择可靠的路径来确保可靠的通信。但是，发现这些可靠的路径会在网络中产生很高的开销。多路径路由协议通过在移动节点之间均匀分配网络流量，可以节省移动节点的电池。但由于数据包的路径较长，因此它可能会导致每个数据包的高延迟。本文对现有的多径路由协议进行了全面的综述。对这些协议的设计问题、优缺点、复杂性和性能进行了总结和比较。本文的其余部分组织如下。第2节总结了设计多路径路由协议的主要问题和挑战。在第3节中，将简要介绍两种流行的反应式路由协议，即DSR和AODV。在第4节中，将讨论多路径协议的详细操作描述、优点、缺点和局限性。第5节提供了选择合适的多路径路由协议的指南。第6节对论文进行了总结。
