1. Comparativa de los protocolos AODV y OLSR en redes Moviles Ad hoc
(MANET)
Diana Yacchirema Vargas
Facultad de Ingeniería en Sistemas Informáticos y de Computación
Escuela Politécnica Nacional
Ladrón de Guevara E11 - 253. Quito, Ecuador
diana.yacchirema@epn.edu.ec
Resumen
La constante movilidad de los terminales en una red Ad hoc supone un continuo cambio de la topología de la
red e implica una nueva configuración de las tablas de encaminamiento de los nodos a la hora de encaminar los
paquetes de información. Actualmente se está investigando mucho en los protocolos de encaminamiento para
mejorar los resultados obtenidos hasta el momento. En el presente trabajo se aborda con detalle el
funcionamiento de los protocolos AODV (Ad-Hoc on- Demand Distance Vector) y OLSR (Optimized Link State
Routing) con la finalidad de establecer una comparativa entre ellos en cuanto a la utilización de recursos, ancho
de banda, energía y escalabilidad.
Palabras Claves: Redes Ad hoc, protocolos de encaminamiento, AODV, OLSR.
Abstract
The constant mobility of terminals in an ad hoc network is a continuously changing network topology and
implies a new configuration of the routing tables of the nodes when routing data packets. Much research is
currently in the routing protocols to improve the results obtained so far. This paper addresses in detail the
operation of the protocols AODV (Ad-Hoc on-Demand Distance Vector) and OLSR (Optimized Link State Routing)
in order to establish a comparison between them in terms of resource utilization, width bandwidth, power and
scalability
Key words: Ad hoc networks, routing protocols, AODV, OLSR.

2. 1. Introducción
2. Redes MANET
En los últimos años se ha podido apreciar
cómo las tecnologías inalámbricas están cobrando Una red ad-hoc [5] (Mobile Ad-hoc Network
fuerza, sobre todo en lo referente a las redes de o Manet) es un conjunto de nodos o hosts que se
acceso. Las redes ad hoc (o MANET, del inglés comunican entre sí mediante enlaces wireless, sin la
Mobile Ad hoc Network) son redes inalámbricas que necesidad de una infraestructura de red fija. Cada
no requieren ningún tipo de infraestructura fija ni nodo actúa como router y va encaminando los
administración centralizada. De esta forma, son los distintos paquetes entre los diferentes terminales, sin
propios nodos quienes además de ofrecer la necesidad de que exista un alcance directo entre la
funcionalidades de estación final deben proporcionar fuente y el destino.
también servicios de encaminamiento, retransmitiendo
paquetes entre aquellas estaciones que no tienen
conexión inalámbrica directa.
El principal reto de las redes MANET estriba
en los continuos e impredecibles cambios de la
topología de la red debido a la movilidad de sus
estaciones, lo cual crean nuevos desafíos de
investigación que permitan ofrecer soluciones de
encaminamiento eficientes para superar estos
problemas.
Hace un par de años se estaban evaluando
entre la comunidad investigadora cerca de 60
propuestas de encaminamiento diferentes. Sin
embargo, solamente las siguientes cuatro propuestas
han resistido la fuerte competencia: el protocolo “Ad Figura 1. Red MANET
hoc On Demand Distance Vector” (AODV) [1], el
protocolo “Dynamic Source Routing for Protocol
Mobile Ad hoc Networks” (DSR) [2], el protocolo Los nodos de una MANET utilizan tablas de
“Optimized Link State Routing Protocol” (OLSR) [3], encaminamiento para enviarse los paquetes de datos
y el protocolo “Topology Broadcast based on enrutándolos salto a salto.
Reverse-Path Forwarding” (TBRPF) [4]. De estos
cuatro, los protocolos AODV y OLSR han alcanzado 2. 1 Características de una Red MANET
el nivel de RFC (Request for Comment). Por ello en
este trabajo, se describe los aspectos más relevantes Las principales características de una red
relacionados con las características y funcionamiento MANET son:
de estos dos tipos de protocolos y se establece una
comparativa entre los mismos.  Terminales autónomos: Cada Terminal se
comporta como un nodo autónomo que puede
Con este propósito, el artículo se ha funcionar como emisor, receptor o
organizado de la siguiente manera: en la primera encaminador.
sección, se realiza una conceptualización de las redes
MANET y se presentan sus principales características,  Funcionamiento distribuido: No existe
así como también sus aplicaciones; en la segunda ningún elemento central que se encargue de
sección, se explican los protocolos de la gestión y el control de la red, todos los
encaminamiento en los cuales se centra el proyecto; nodos son iguales y por lo tanto la gestión
en la tercera sección, se realiza una comparativa de está distribuida.
estos dos protocolos. Finalmente, se presentan algunas
conclusiones sobre el tema tratado.  Encaminamiento multisalto. Los paquetes
realizan uno o varios saltos para llegar de la
fuente al destino.

3.  Topología dinámica: Como no existe ninguna Una característica especialmente importante
infraestructura fija y además los nodos son de los protocolos de encaminamiento para redes ad
móviles, la topología de la red puede hoc es que deben poder adaptarse rápidamente a los
ser altamente cambiante, cambios continuos de la red, con el fin de mantener
introduciendo una cierta complejidad las rutas entre los nodos que se están comunicando.
al realizar el encaminamiento.
De manera general, los protocolos de
 Conexiones inalámbricas: Al n o encaminamiento para redes ad hoc se clasifican en dos
existir ningún tipo de infraestructura categorías principales: proactivos y reactivos, aunque
fija, los terminales usan el aire como también existen otras clasificaciones.
canal de comunicación.
3.1 Protocolos Proactivos
 Consumo de energía: Los nodos son móviles
por lo tanto funcionan con baterías de Los protocolos proactivos tratan de
vida limitada, por esa razón es muy mantener la información necesaria para el
importante que el consumo de energ ía encaminamiento continuamente actualizado mediante
se reduzca lo máximo posible. el uso de tablas. Cada nodo tiene una o varias tablas
en las que guarda la ruta que debe utilizar para llegar a
2. 2 Aplicaciones de las redes MANETs cualquier nodo de la red. Cuando la topología sufre
una modificación (un nodo se incorpora, deja de
Las redes ad-hoc encuentran sus aplicaciones formar parte o cambia de posición) se inunda la red de
en diversas áreas, en las que la infraestructura de red mensajes en modo broadcast para actualizar las rutas
es insuficiente o carecen completamente de ella. Por de todas las tablas.
ejemplo en lugares donde la concentración de gente es
elevada (hotspots) como aeropuertos, campos de En este trabajo se estudiará el protocolo
fútbol cafeterías, bibliotecas, universidades o OLSR (Optimized Link State Routing) como ejemplo
situaciones de desastre (después de terremotos, de los protocolos proactivos.
inundaciones, tsunamis) donde generalmente
cualquier infraestructura es severamente dañada o 3.1.1 OLSR (Optimized Link State Routing
incluso totalmente devastada. En este caso, un número Protocol)
de dispositivos se pueden conectar para formar una
red ad hoc inalámbrica que permita la comunicación OLSR es un protocolo pensado para
entre rescatistas, policías, bomberos e incluso MANETs (Mobile Ad hoc Networks) cuyo estándar
víctimas. es el RFC 3626 [6].
3. Encaminamiento de redes MANETs Este protocolo se basa en tablas de enrutado.
Una de sus características más importantes es que es
En las redes MANETs el encaminamiento de proactivo [7], lo que quiere decir que cada nodo
paquetes entre cualquier par de nodos llega a dispone en cada momento de toda la información del
convertirse en una tarea comprometida, porque los estado y disposición de los nodos de la red.
nodos se pueden mover de manera aleatoria dentro de
la red. OLSR funciona bien en redes con alto
número de usuarios (nodos) y con una topología
Un camino que se consideraba óptimo en un cambiante. Para llevar un control, se intercambian
punto dado del tiempo podría no funcionar en periódicamente mensajes de tal forma que se va
absoluto en unos pocos momentos después. aprendiendo la topología de la red y el estado de los
nodos vecinos.
En relación a las redes cableadas, las redes ad
hoc presentan cambios de topología frecuentes e Mensajes OLSR
impredecibles debido a la movilidad de sus estaciones.
Estas características impiden la utilización de OLSR utiliza un único formato para todos los
protocolos de encaminamiento desarrollados para mensajes relacionados con este protocolo, de esta
redes cableadas. forma se facilita la extensión del protocolo sin
problemas de compatibilidad con versiones anteriores.

4. Los paquetes se transmiten por la red, encapsulados En la Figura2, se puede ver como se
en paquetes UDP utilizando el puerto 698 asignado selecciona un conjunto de nodos, MPR.
por IANA.
Una característica importante de estos
mensajes es que incluyen un campo de número de
secuencia, lo que permite a los nodos averiguar qué
información es más actual.
Los tres tipos de mensajes que hacen posible
el funcionamiento del protocolo son los siguientes:
- Mensajes HELLO: Realizan las funciones
de descubrimiento de nodos, de detección de estado
de enlaces y de señalización y elección de MPRs.
- Mensajes TC (Topology Control): Realizan
la función de declaración de la topología de la red.
Cada nodo guarda información de la topología de la
red para poder realizar cálculos de tablas de
encaminamiento.
- Mensajes MID: Realizan la función de Figura 2. Selección de nodos MPR [8].
descubrimiento de la presencia de múltiples interfaces
en un nodo. El nodo central (nodo A) selecciona el
mínimo número de nodos a un salto de distancia
El intercambio de tantos paquetes, (nodos B, C, K, N), capaces de llegar a todos los
congestiona la red y supone un grave problema en las nodos que se encuentran a dos saltos de distancia. En
comunicaciones. Para solucionar esto, OLSR utiliza la el ejemplo el nodo A selecciona su lista de nodos
técnica de MPR (Multi Point Relay). Gracias a esta MPR con los cuales sólo se enviará información
técnica se reduce el número de retransmisiones. evitando así la inundación de mensajes por toda la red.
Técnica MPR 3.2 Protocolos Reactivos
La técnica MPR consiste en seleccionar un A diferencia de los protocolos proactivos, los
mínimo conjunto de nodos vecinos a un salto de reactivos buscan como llegar al nodo destino cuando
distancia, que sean capaces de llegar a todos los nodos quieren iniciar una comunicación. Estos van
vecinos que se encuentran a dos saltos de distancia. descubriendo la ruta para cada comunicación entre un
nodo fuente y un nodo destino; esto es lo que les ha
De esta forma, un nodo selecciona su llevado a conocerse como protocolos bajo demanda.
conjunto de nodos MPR, y sólo puede intercambiar
mensajes de control con ellos. Así se evita el enviar de Estos protocolos optimizan los recursos
forma masiva mensajes de broadcast. evitando el envío de paquetes de forma innecesaria.
Como contrapartida sufren una pérdida de tiempo
Para confeccionar la lista, cada nodo utiliza cada vez que realizan el descubrimiento de la ruta.
el mensaje “HELLO” que envía a todos los nodos
vecinos. Este paquete tiene un campo conocido como En este trabajo se estudiará en detalle el
tiempo de vida (TTL, Time To Live), que es de valor ejemplo más representativo de este tipo de protocolos,
1. Al tener el TTL un valor de 1, el mensaje sólo que es conocido como AODV (Ad-Hoc On-Demand
llega a los nodos que se encuentran a un salto de Distance Vector).
distancia y no es retransmitido por la red. De esta
manera cada nodo puede conocer a sus nodos vecinos 3.2.1 AODV (Ad-Hoc On-Demand Distance
y a los vecinos de estos. De esta forma se puede saber Vector)
que nodos conviene seleccionar como conjunto MPR.
Fue creado por Charles E. Perkins como
evolución de su anterior protocolo DSDV

5. (Destination-Sequenced Distance-Vector). El DSDV Figura 3. Descubrimiento de Ruta. Iniciar el envío de
inundaba la red de mensajes de control, de forma que datos del nodo S al nodo D [8].
la red se congestionaba y limitaba la duración de las En el ejemplo de la Figura 3, se quiere iniciar
baterías de los terminales. una comunicación entre el nodo S y el nodo D. Para
ello el nodo S inicia un descubrimiento de ruta
El AODV es uno de los protocolos más enviando un mensaje en modo broadcast a sus nodos
utilizados de los algoritmos reactivos, siendo idóneo vecinos. Estos nodos vecinos irán reenviando el
para las redes Ad hoc. Este protocolo intercambia mensaje hasta llegar al destino. Todos los nodos
mensajes cuando necesita establecer una mientras se va realizando el proceso de búsqueda, van
comunicación, es decir, envía mensajes a los vecinos actualizando las tablas de encaminamiento.
para calcular cada ruta.
En el formato del paquete RREQ del
Cada nodo tiene asociada una tabla de protocolo de encaminamiento AODV, nos
encaminamiento que utiliza para poder establecer encontramos los siguientes campos: Dirección IP
enlaces con otros nodos. origen, número de secuencia del origen, dirección IP
del destino, número de secuencia del destino, RREQ
Cuando un nodo quiere transmitir un paquete Identificador y contador de saltos (hop count).
a un destino, lo primero que debe hacer es buscar en
su tabla de encaminamiento a ver si existe una ruta El campo “RREQ Identificador”, es el
hacia este destino previamente calculada. En el caso identificador que se va modificando cada vez que se
de encontrarla no iniciaría ningún proceso de genera un envío de RREQ. Esto sirve para que los
descubrimiento de ruta, supondría que la que tiene nodos que lo vaya recibiendo (nodos intermedios)
almacenada en su tabla de encaminamiento es correcta sepan si el paquete es idéntico al anterior (tiene el
y está actualizada. En el caso contrario, comenzará el mismo identificador) y deben descartarlo, o por el
proceso de descubrimiento de ruta (Route Discovery) contrario, si deben retransmitirlo (porque el
para encontrar un camino válido. identificador de paquetes es distinto).
Descubrimiento de Ruta En la Figura 4, se ve el funcionamiento del
campo “RREQ Identificador”.
El proceso comienza con el envío de un
paquete RREQ (Route Request) en modo broadcast.
Este paquete llega a los nodos vecinos que se
encuentran a un salto de distancia y estos a su vez lo
reenvían a sus vecinos y así sucesivamente hasta
llegar al destino. Cualquier nodo que durante el
proceso de búsqueda conozca la ruta hacia el destino,
puede contestar con un paquete de RREP al nodo
origen indicando la ruta que necesita.
En la Figura 3, se indica el descubrimiento de Figura 4. Descubrimiento de ruta. Reserva de camino.
una ruta.
En el ejemplo de la Figura 4, el nodo C
vuelve a recibir el paquete en modo broadcast de los
nodos H y G, pero detecta que el mensaje lo había
recibido anteriormente y lo descarta sin reenviar
nuevamente.
Cuando el mensaje llega al nodo destino, este
responde al RREQ enviando de forma unicast un
mensaje RREP (Route Reply). El mensaje RREP
contiene la ruta hacia el origen invirtiendo el camino
del RREQ.

6. envía un RERR con valor de hop count hacia la fuente
de valor infinito, lo que hace que cualquier otra ruta
sea mejor y deban reencaminarse los paquetes por otro
sitio. De esta manera, el nodo fuente decide si ha
terminado la comunicación con el nodo destino o si
por el contrario debe iniciar un nuevo proceso de
descubrimiento de ruta.
En la Figura 6, el mensaje de RERR hace el
camino invertido, de forma que recorre todos los
nodos desde el F al nodo S. Así todos los nodos
intermedios borran la ruta errónea, actualizando las
Figura 5 Descubrimiento de ruta. Envío del RREP e tablas.
inicio del envío de Datos [8].
AODV presenta una serie de opciones de
En la figura 5, se ve como el RREP sabe el optimización, como la posibilidad de reparar a nivel
camino hasta el nodo S al invertir la secuencia del local un enlace roto que forma parte de una ruta
RREQ de llegada. Una vez seleccionado el camino, ya activa. Cuando se rompe un enlace, en lugar de enviar
se inicia el envío de datos. un paquete de RERR a la fuente, el nodo que ha
detectado la rotura puede intentar repararlo localmente
Mantenimiento de Rutas enviando un RREQ con el número de secuencia del
destino incrementado en uno hacia ese destino.
Cuando una ruta es encontrada se le da un
tiempo de vida y se considera útil hasta que este Los paquetes de datos se quedan
tiempo no expira. Esto se utiliza para no tener que almacenados en este nodo esperando recibir un RREP
iniciar un descubrimiento de ruta para cada mensaje con una nueva ruta disponible hacia el destino. Si este
de información que se quiere enviar. nuevo procedimiento de descubrimiento de ruta no
tiene éxito y el RREP no llega, entonces sí que será
Durante una comunicación entre el nodo necesario informar a la fuente acerca de la rotura del
fuente y el destino pude ocurrir que alguno de los enlace enviándole un paquete RERR.
nodos modifique su posición. Esto puede dar lugar a
que se rompa el enlace y que la ruta quede inutilizada.
4. Comparativa de los protocolos OLSR Y
AODV
OLSR es un protocolo proactivo eficiente en
redes con alta densidad de nodos y con tráfico muy
esporádico, pero su escalabilidad está limitada cuando
el tamaño de la red aumenta ya que ello conlleva al
aumento de forma no lineal de la tabla de
encaminamiento y los mensajes de control pueden
bloquear los paquetes de datos.
El protocolo OLSR necesita utilizar
continuamente el ancho de banda y necesita más
energía y más consumo de recursos porque está
constantemente actualizando las tablas
Figura 6. Mantenimiento de ruta. Envío del RERR. encaminamiento, esta actualización a su vez supone
una ventaja ya que la topología de la red se conoce
previamente y no es necesario calcularla antes de
El nodo vecino al enlace roto debe ser el enviar cada paquete, por lo que OLSR no necesita
encargado de informar al resto. Para ello se utiliza el tiempo extra para el descubrimiento de ruta y no hay
envío del mensaje RERR (Route Error). sobrecarga adicional sobre todo cuando el conjunto de
MPRs es lo más pequeño posible.
El mensaje viene a ser igual que el mensaje
RREP pero con un número de salto (hop count) igual OLSR no debe ser utilizado cuando los
a infinito. Es decir, el nodo que detecta roto el enlace recursos son críticos.

7. El protocolo AODV se comporta mejor en encaminamiento y los mensajes de
redes con tráfico estático y con un número de nodos actualización de la topología.
relativamente pequeño. Utiliza menos recursos que el
OLSR porque el tamaño de los mensajes de control es 6. Referencias
pequeño necesitando menos ancho de banda para
mantener las rutas y la tabla de encaminamiento. [1] Mobile Ad Hoc Networking Working Group,
Ad hoc On-Demand Distance Vector
El protocolo AODV puede ser usado en (AODV) Routing for IP version 6, 2000.
entornos con recursos críticos. El principal
inconveniente es la sobrecarga relacionada con el [2] Network Working Group, The Dynamic
descubrimiento de ruta y la actualización de las Source Routing Protocol (DSR) for Mobile
mismas. AODV necesita descubrir la ruta antes de Ad Hoc Networks for IPv4, 2007.
enviar los datos, aumentando de esta manera el tiempo
de latencia. [3] Philippe Jacquet, Optimized Link State
Routing for mobile ad hoc networks, 2010.
5. Conclusiones
[4] Juan-Carlos Cano, Carlos T. Calafate,
 El encaminamiento en las redes Ad hoc o Manuel P. Malumbres, Pietro Manzoni,
MANET es un factor importante ya que cada Redes Inalámbricas Ad Hoc como
vez más, las aplicaciones demandan la Tecnología de Soporte para la Computación
movilidad de los nodos. Esto obliga a Ubicua, 2011.
implementar mecanismos de encaminamiento
que faciliten la comunicación entre ellos, y [5] Paul Chan Ye, Redes inalámbricas ad hoc,
que se adapten a las particularidades de este 2008.
tipo de medios. Es por ello que en este tipo
de redes no se pueden utilizar los protocolos [6] Network Working Group, Optimized Link
clásicos de encaminamiento, los protocolos State Routing Protocol (OLSR), 2003.
necesitan ser adaptados teniendo en cuenta
las características de estos entornos [7] Clausen, T. and P. Jacquet, Eds., "Optimized
cambiantes sobre todo la topología dinámica Link State Routing Protocol (OLSR)", RFC
de la red. 3626, 2003.
http://www.faqs.org/rfcs/rfc3626.html
 Después de comparar y evaluar los pro-
tocolos seleccionados en este articulo, se [8] Alejandro Medina Santos, Comparativa de
puede evidenciar que el protocolo AODV los protocolos AODV y OLSR con un
requiere menos consumo de recursos que el emulador de redes Ad hoc, 2006
protocolo OLSR debido a que el tamaño de
los mensajes de control es pequeño, por lo
este protocolo (AODV) puede ser utilizado
en aplicaciones de tiempo real. Como
contraparte el protocolo OLSR tiene la
ventaja de ser más rápido que el protocolo
AODV, ya que la topología de la red se
conoce previamente y no es necesario
calcularla antes de enviar cada paquete.
 Tanto el protocolo OLSR como el protocolo
AODV tienen una escalabilidad restringida
debido a sus características proactivas y
reactivas. En el protocolo AODV es la
sobrecarga de la inundación de mensajes en
las redes con elevada movilidad, en el
protocolo OLSR es el tamaño de la tabla de