OLSR

OLSR 路由过程描述

阶段 1：邻居发现与对称链路建立（HELLO 消息交互）

HELLO 消息发送

所有节点周期性（默认 1 秒）广播 HELLO 消息，消息包含自身 IP 地址、当前一跳邻居列表、转发意愿（Willingness，如 WILL_ALWAYS/WILL_NEVER）。 HELLO 只在一跳范围内传输。

对称链路验证

节点接收邻居的 HELLO 消息后，若发现自身地址在对方的“一跳邻居列表”中，判定为对称链路（可双向通信）；若仅单向接收 HELLO（如 A 能收到 C 的消息，但 C 收不到 A 的），则视为无效链路，不纳入后续计算。 所有链路必须双向验证才被认为是可用的。可以双向交互的链路是对称链路，可以双向交互的两个节点是对称节点。

邻居侦听的过程如下图所示，在初始化阶段，当节点 A 收到一个来自于邻居节点 B 的 HELLO 分组，A 将 B 放入自己的邻居集中，并将到 B 的链路标记为非对称状态，然后，在 A 向 B 发送 HELLO 分组时，在 HELLO 分组中就包含有 B 是 A 的非对称状态的邻居节点的信息，当 B 收到该 HELLO 分组时，B 将在邻居集中将 A 的状态更新为对称状态。同理，在 B 再次向 A 发送 HELLO 分组时，HELLO 分组中就包含了 A 是 B 的对称状态的邻居节点的信息，当 A 收到该 HELLO 分组时，A 就在邻居集中将 B 的状态更新为对称状态。

邻域信息收集

每个节点通过 HELLO 消息构建“一跳邻居表”（如 B 的一跳邻居表：{A,C,D}；A 的一跳邻居表：{B}），为后续 MPR 选择提供基础。

阶段 2：MPR（多点中继）节点选择

多点广播中继即 MPR 技术作为 OLSR 路由协议中的一个重要组成部分，可以有效地减少网络中控制分组的发送数量。

两跳邻居推导

每个节点基于“一跳邻居表”，通过 HELLO 消息中的“邻居的邻居”信息，推导自身的“两跳邻居表”（如 A 通过 B 的 HELLO 消息，得知 B 的邻居是 C/D，因此 A 的两跳邻居是 C/D）。

MPR 选择原则（贪心算法）：

• 目标：从一跳邻居中选最小子集，确保该子集能覆盖所有两跳邻居（即通过 MPR 节点，可到达所有两跳节点）。
• 步骤 1：优先选择覆盖“孤立两跳邻居”的节点（如 A 的两跳邻居 C/D 仅能通过 B 到达，因此 B 必须被选为 A 的 MPR）；
• 步骤 2：若存在多个候选节点，按“覆盖未覆盖两跳邻居数量”排序，选覆盖度最高的（如 B 的覆盖度为 3，能覆盖 A/C/D 的两跳邻居，因此被多个节点选为 MPR）；

MPR 角色确认

被至少一个节点选为 MPR 的节点，成为全网的“MPR 节点”（如 B），负责后续 TC 消息的转发；未被选中的节点（如 A/C/D）不转发 TC 消息，仅接收和处理。

阶段 3：TC 消息传播（全网拓扑信息同步）

TC 消息生成

MPR 节点周期性（默认 5 秒）生成 TC 消息，内容包含：

• 自身 IP 地址；
• MPR 选择器列表（即“哪些节点选了自己当 MPR”，如 B 的选择器是 A/C/D）；
• 序列号（递增，用于判断消息新鲜度，避免过时拓扑）。

TC 消息转发规则

仅 MPR 节点有权转发 TC 消息，且仅转发给自身的一跳邻居（非 MPR 节点接收后不转发）——这是 OLSR 减少控制开销的核心：传统链路状态协议（如 OSPF）需全网洪泛，而 OLSR 通过 MPR 将 TC 传播范围缩小 60%-80%。

全局拓扑表构建

所有节点接收 MPR 节点的 TC 消息后，整合自身的 HELLO 邻域信息，构建全网拓扑表（记录所有节点的连接关系，如 A 通过拓扑表知道“D 可通过 B 到达”“C 可通过 B 到达”）。

阶段 4：路由表计算（Dijkstra 算法求最短路径）

最短路径计算

每个节点以自身为“根节点”，对拓扑表运行 Dijkstra 算法，计算到所有其他节点的最短路径（以“跳数”为权重，也可扩展为带宽/延迟）。

示例：A 计算到 D 的路径：A→B→D（2 跳），无更短路径，因此路由表中“目的地 D”的下一跳为 B，跳数 2；

路由表生成

路由表核心字段包括“目的地 IP、下一跳 IP、跳数、路径状态”，用于后续数据转发；

拓扑变化更新

若节点移动导致链路中断（如 B 与 D 断开），MPR 节点 B 会立即发送“序列号 +1”的 TC 消息（标注“B→D 链路失效”），全网节点接收后更新拓扑表，并重新运行 Dijkstra 算法修复路由（收敛时间通常 <5 秒）。

阶段 5：数据分组转发（基于路由表逐跳转发）

数据封装

源节点 A 将应用数据封装为 IP 分组，目的地址设为 D，不携带完整路径（仅需下一跳）；

逐跳转发

每个节点接收数据分组后，提取目的地址，查询自身路由表，将分组转发给对应的下一跳（如 B 接收 A 的分组后，查路由表“D 的下一跳是自身直连”，直接发给 D）；

路径失效处理

若转发过程中发现下一跳不可达（如 B 发 D 失败），B 会立即发送“TC 更新消息”，触发局部路由修复（如 A 重新计算到 D 的路径，若存在 A→C→D 则切换，无则标记“D 不可达”）；

多路径扩展（OLSRv2）

若为 OLSRv2，源节点 A 可计算多条不相交路径（如 A→B→D、A→C→D），通过“负载均衡”将数据分配到不同路径，提升吞吐量。

整体流程总结

OLSR 路由过程本质是“主动维护拓扑 → 优化控制开销 → 精准计算路径 → 高效转发数据”的闭环，核心依赖 MPR 机制减少控制消息洪泛，通过 Dijkstra 算法保证路径最优，最终实现 MANET（移动自组织网络）中低开销、快收敛的路由。全流程可简化为：

HELLO邻居发现→MPR选择→TC拓扑同步→Dijkstra路由计算→数据逐跳转发