最適化されたリンクステートルーティングプロトコル

最適化リンクステートルーティングプロトコル（OLSR）^[1]は、モバイルアドホックネットワーク向けに最適化されたIPルーティングプロトコルで、他の無線アドホックネットワークでも使用できます。OLSRはプロアクティブなリンクステートルーティングプロトコルで、 Helloメッセージとトポロジ制御（TC）メッセージを使用してリンクステート情報を検出し、モバイルアドホックネットワーク全体に配信します。個々のノードはこのトポロジ情報を使用して、最短ホップ転送パスを使用してネットワーク内のすべてのノードの次のホップの宛先を計算します。

Open Shortest Path First (OSPF) やIntermediate System to Intermediate System (IS-IS)などのリンク状態ルーティング プロトコルは、トポロジ情報のフラッディングを実行するために、すべてのリンクで指定ルータを選択します。ワイヤレス アドホック ネットワークでは、リンクの概念が異なり、パケットは同じインターフェイスから送信されるため、フラッディング プロセスを最適化するには別のアプローチが必要です。各ノードの OLSR プロトコルは、Hello メッセージを使用して 2 ホップ ネイバー情報を検出し、マルチポイント リレー(MPR) セットの分散選択を実行します。ノードは、MPR として選択されたノードを介して、その 2 ホップ ネイバーのそれぞれへのパスが存在するように MPR を選択します。次に、これらの MPR ノードは、MPR セレクターを含む TC メッセージをソースし、転送します。 MPR のこの機能により、OLSR は他のリンク ステート ルーティング プロトコルとはいくつかの点で異なります。TC メッセージの転送パスはすべてのノード間で共有されるのではなく、ソースに応じて変化し、ノードのサブセットのみがリンク ステート情報を送信し、ノードのすべてのリンクがアドバタイズされるのではなく、MPR 選択を表すリンクのみがアドバタイズされます。

リンク ステート ルーティングでは、ネットワーク全体でトポロジ データベースを同期する必要があるため、OSPF と IS-IS は信頼性の高いアルゴリズムを使用してトポロジ フラッディングを実行します。このようなアルゴリズムをアドホック ワイヤレス ネットワーク用に設計するのは非常に難しいため、OLSR では信頼性は考慮されません。OLSR では、データベースが長期間にわたって同期されていない状態にならないように、トポロジ データを頻繁にフラッディングするだけです。

マルチポイント リレー (MPR) は、ノード間でメッセージを中継します。また、任意の送信元から任意の宛先ノードまでの適切なルートを ルーティングおよび選択する主な役割も担います。

MPRは、MPRセレクタ（MPRとして選択されたノード）のリンク状態情報を制御メッセージで定期的に通知します。また、MPRは、ルート計算において、特定のノードから任意の宛先へのルートを形成するためにも使用されます。各ノードは、リンクセンシング、ネイバー検出、およびMPR選択プロセスのために、定期的にHelloメッセージをブロードキャストします。^[2]

プロアクティブ プロトコルであるため、ネットワーク内のすべての宛先へのルートは、使用前に認識され、維持されます。標準ルーティング テーブル内でルートを利用できるようにしておくと、新しいルートの検索に関連するルート検出の遅延がないため、一部のシステムやネットワーク アプリケーションに役立ちます。

生成されるルーティング オーバーヘッドは、通常、リアクティブ プロトコルよりも大きくなりますが、作成されるルートの数に応じて増加することはありません。

デフォルト ルートとネットワーク ルートは、ホストおよびネットワーク アソシエーション(HNA) メッセージによってシステムに挿入され、インターネットまたは OLSR MANETクラウド内の他のネットワークへの接続が可能になります。ネットワーク ルートは、現在、リアクティブ プロトコルでは適切に実行されません。

タイムアウト値と有効性情報は、異なるノードで異なるタイマー値を使用できるようにする情報を伝達するメッセージ内に格納されます。

OLSR の元の定義には、リンク品質の検知に関する規定は含まれていません。これは、最近受信した hello パケットの数に応じてリンクがアップしていると想定するだけです。これは、リンクがバイモーダル (動作中または障害中) であると想定していますが、ワイヤレス ネットワークでは必ずしもそうではありません。ワイヤレス ネットワークでは、リンクが中間のパケット損失率を示すことがよくあります。オープン ソースの OLSRd ( Linuxベースのメッシュ ルーターでよく使用される) などの実装は、リンク品質の検知機能で拡張されています (バージョン 0.4.8 以降)。

OLSRはプロアクティブプロトコルであるため、未使用の可能性のあるルートに関するデータを伝播するために電力とネットワークリソースを使用します。これは有線アクセスポイントやラップトップでは問題になりませんが、ほとんどの時間スリープ状態になるセンサーネットワークにはOLSRは適していません。CPUパワーが低い小規模な有線アクセスポイントの場合、オープンソースのOLSRdプロジェクトは、数千のノードでOLSRdを使用して、CPUパワーをほとんど使用せずに大規模なメッシュネットワークを実行できることを示しました。200  MHz組み込みデバイス。^{[引用が必要]}

OLSR はリンク ステート プロトコルであるため、ネットワーク内の最適なパスを計算するために、かなり大きな帯域幅と CPU パワーが必要です。OLSR が使用される一般的なネットワーク (ノードが数百を超えることはめったにありません) では、これは問題にならないようです。

OLSRは、トポロジ情報をフラッディングするためにMPRのみを使用することで、フラッディングプロセスの冗長性の一部を排除します。これは、中程度から大きなパケット損失率を持つネットワークでは問題になる可能性があります^[3]。ただし、MPRメカニズムは自己プルーニングです（つまり、パケット損失が発生した場合、パケットを再送信しないノードが再送信する可能性があります）。

OLSR は、「Hello」メッセージを利用して、応答を通じて 1 ホップ ネイバーと 2 ホップ ネイバーを検索します。送信者は、2 ホップ ノードへの最適なルートを提供する 1 ホップ ノードに基づいて、マルチポイント リレー (MPR) を選択できます。各ノードには MPR セレクタ セットもあり、このセレクタ セットは、そのノードを MPR ノードとして選択したノードを列挙します。OLSR は、トポロジ制御 (TC) メッセージと MPR 転送を使用して、ネットワーク全体にネイバー情報を配布します。OLSR は、ホストとネットワークの関連付け(HNA) メッセージを使用して、TC メッセージがホスト ルートをアドバタイズするのと同じ方法で、ネットワーク ルート アドバタイズを配布します。

アドホック無線ネットワークにおけるルーティングの問題は活発に研究されており、OLSR は提案されているいくつかの解決策の 1 つにすぎません。多くの人にとって、まったく新しいプロトコルが必要なのか、それともOSPF を無線インターフェースのサポートで拡張できるのかは明らかではありません。^{[4] [5]}

帯域幅と電力が不足している環境では、ルーティングするトラフィックがないときにネットワークをサイレントにしておくことが重要です。リアクティブ ルーティング プロトコルはルートを維持しませんが、オンデマンドでルートを構築します。リンク ステート プロトコルはデータベースの同期を必要とするため、このようなプロトコルでは通常、AODVやDSDVなどの距離ベクトル アプローチ、または必ずしも最適なパスを構築しないよりアドホックなアプローチ(Dynamic Source Routingなど) が使用されます。

詳細については、アドホック ルーティング プロトコルのリストを参照してください。

OLSRv2は、2014年4月にIETFによって標準化過程のプロトコルとして公開されました。^[6] MPRの選択と配布を含むオリジナルの主要な機能の多くを維持しています。主な違いは、パケットフォーマットのpacketbbと近隣探索プロトコルNHDPという共有コンポーネントを使用した柔軟性とモジュール設計です。これらのコンポーネントは、次世代IETF MANETプロトコル間で共通となるように設計されています。OLSRとOLSRv2の間には、複数のアドレスとインターフェースが有効なノードの処理にも違いがあります。

• OLSR.ORG – Linux、Windows、Mac OS X、FreeBSD、NetBSD、OpenBSDシステム用の OLSR のダウンロード可能なコード。関連作業の有益な調査を含む、豊富なドキュメントが掲載されています。
• NRL-OLSR – NRL-OLSR のオープンソース コード。Windows、MacOS、Linux、Arm/Zaurus や PocketPC などのさまざまな組み込み PDA システム、およびシミュレーション環境ns2や OPNET で動作します。http://cs.itd.nrl.navy.mil/focus/
• SOURCEFORGE.NET-OLSR – MOVIQUITY によって作成され、プロジェクト Workpad 内の研究に基づいて、プロトコル OLSR で MANET (Ad Hoc、Meshnet) を展開するための C# コードを提供します。WM 6、Win XP 用に開発されており、.Net Framework および Compact を使用して他のプラットフォームに適応できます。http://sourceforge.net/projects/wmolsr/

• BATMAN、モバイルアドホックネットワークへのより良いアプローチ
• IEEE802.1aq 規格
• TRILL、多数のリンクの透過的な相互接続

• IETFホームページ インターネットエンジニアリングタスクフォース標準化団体
• olsr.funkfeuer.at は現在、スケーラビリティを向上させるために olsr.org の実装を進めています。
• この Flash デモを含む、最適化されたリンク ステート ルーティング。
• Pyramid Linux – OLSR、Web インターフェイスなどを備えた組み込み x86 ボード用の組み込みディストリビューション。主にコミュニティ ネットワークで使用されます。
• NRL のネットワークおよび通信システム部門 – プロジェクト情報、米国海軍研究所によって開発されたオープンソースのネットワーク ツールとソフトウェアが含まれます。