OLSR路由协议详解 一

OLSR路由协议，全称为Optimized Link State Routing，中文名为优化链路状态路由协议，是主要用于MANET网络(Mobile Ad hoc network）的路由协议。

下面可能会用到的概念：

• 邻居节点：如果节点可以监听到节点 X，则节点 X 是节点的邻居节点。
• 2 跳邻居：通过邻居节点监听到的节点是 2 跳邻居节点，可以包含节点自身以及某些 1 跳邻居节点。
• 严格 2 跳邻居：即不是节点自身或其邻居节点，而是严格通过邻居节点监听到的节点。
• 孤立两跳邻节点：指仅通过一个邻节点同目标节点相连的两跳邻节点。
• 主要地址：在OLSR中，被定义为 OLSR 接口地址。
• 链路：两个不同 OLSR 节点接口之间相互监听形成链路。
• 对称链路：两个 OLSR 接口之间已经认证的双向链路。

核心机制---MPR机制

        在OLSR路由协议中，比较核心的思想就是MPR机制。基于MPR机制，在路由表构建过程中，所有节点都可以接收信息，但是只有很少的被选定的节点才有权利传播接收到的信息，而被选定的节点称为 MPR节点。MPR节点关系到链路状态信息的广播，同时也是优化网络资源的一步，所以如何选定合适的MPR节点很重要。

       MPR节点选定过程如下：

1. 首先选择能够覆盖孤立两跳邻节点的一跳邻节点；
2. 在剩下的一跳邻节点中，将节点根据覆盖二跳邻节点的数量从高到低排序，依序选择节点，直到覆盖所有的两跳邻节点。

数据包格式以及重要报文介绍

OLSR中任何数据包的基本布局如下（省略了IP和UDP的headers）：

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |         Packet Length         |    Packet Sequence Number     |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Message Type |     Vtime     |         Message Size          |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                      Originator Address                       |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Time To Live |   Hop Count   |    Message Sequence Number    |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      :                            MESSAGE                            :
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Message Type |     Vtime     |         Message Size          |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                      Originator Address                       |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |  Time To Live |   Hop Count   |    Message Sequence Number    |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                                                               |
      :                            MESSAGE                            :
      |                                                               |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      :                                                               :

其中，数据包的header主要包括：

• Packet length ：数据包的字节长度。
• Packet sequence number ：数据包的序列号。为每个接口维护一个单独的数据包序列号，以便顺序枚举通过接口传输的数据包。

消息的header主要包括：

• Message type ：消息类型，比如Hello、 topology control(TC)之类。
• Vtime ：节点收到消息后消息的有效时间。
• Message size ：消息的字节大小。从本消息的Message type字段到下一个消息的Message type字段计算大小。
• Originator address ：包含最初生成此消息的节点的主要地址。该字段不会在消息传播中发生改变。
• Time To Live :消息将被传播的最大跳数。
• Hop count ：消息已达到的跳数。在重传消息之前，该跳数必须加 1。
• Message sequence number ：消息的序列号。用于确保给定的消息不会被任何节点多次重传。

接下来就是Message，消息的主体。消息主体主要有Hello、TC报文。

Hello报文

hello报文在数据包的消息header设置如下：

• Message type ：设为“HELLO_MESSAGE”
• Time To Live ：设为“1”
• Vtime ：设为“NEIGHB_HOLD_TIME”

Message主要格式如下：

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |          Reserved             |     Htime     |  Willingness  |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |   Link Code   |   Reserved    |       Link Message Size       |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                  Neighbor Interface Address                   |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                  Neighbor Interface Address                   |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      :                             .  .  .                           :
      :                                                               :
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |   Link Code   |   Reserved    |       Link Message Size       |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                  Neighbor Interface Address                   |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                  Neighbor Interface Address                   |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

其中，各个字段的含义以及设置规则如下：

• Reserved ：设为0000000000000
• HTime ：节点接口 HELLO 消息的发送间隔
• Willingness ：节点为其他节点携带和转发流量的意愿，主要有为 WILL_NEVER，WILL_ALWAYS 和 WILL_DEFAULT
• Link code ：有关发送方接口与以下邻居接口列表之间的链路的信息。主要包括Link Type和Neighbor Type，如果Link code小于16比特，则必包含两个字段，每个字段2比特，格式如下：

          7       6       5       4       3       2       1       0
      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
      |   0   |   0   |   0   |   0   | Neighbor Type |   Link Type   |
      +-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+

            其中， Link Type主要包含四种：UNSPEC_LINK（无具体信息）、ASYM_LINK（不对称链接）、SYM_LINK（对称链接）、LOST_LINK（链接丢失）。 
           Neighbor Types主要包含三种： 
           SYM_NEIGH   表示邻居至少有一个与此节点对称链接。
           MPR_NEIGH   表明邻居至少有一条对称链路并且已被发送方选为 MPR。
           NOT_NEIGH   表示节点不再或尚未成为对称邻居。

• Link message size ：从当前 的Link Code 到下一个 Link Code 的字节长度
• Neighbor interface address ：一个邻节点的接口地址

TC报文

TC报文的全称为Topology Control ，与hello同理，在数据包的消息header设置如下：

• Message type ：设为“TC_MESSAGE”
• Time To Live ：设为“255”
• Vtime ：设为“TOP_HOLD_TIME”

Message主要格式如下：

       0                   1                   2                   3
       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |              ANSN             |           Reserved            |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |               Advertised Neighbor Main Address                |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |               Advertised Neighbor Main Address                |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      |                              ...                              |
      +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

其中，各个字段的含义以及设置规则如下：

• Advertised Neighbor Sequence Number(ANSN)：给节点提供信息，以便接收到一个 TC 消息时，可以根据ANSN来判断接收到的邻居信息是否比它已有的信息更新。
• Reserved ：设为0000000000000000
• Advertised Neighbor Main Address ：包含被传播邻居节点的主要地址。是选择这个节点作为 MPR 的节点的集合，也称为 MPR Selector。