📘 《AI 時代系列（6）：進階通訊工程——邁向2035年太空星鏈網路時代》
📘 第 7周 🕸 無基地台通訊：Ad-Hoc、V2X 與 NTN 自組網
64／150單元： AODV 動態路由 🧭 現場找最佳路徑（On-Demand Routing）
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🎯 單元導讀
前面我們學到：
• Ad-Hoc：沒有基地台也能通訊
• MANET：自組網的大腦（routing framework）
• Mesh：網路的血管系統（多跳多路徑）
本單元要介紹自組網中 最重要、最常實作、最廣泛使用 的動態路由協定：
⭐ AODV（Ad-hoc On-Demand Distance Vector Routing）
一句話：
⭐ AODV = 需要路徑時才找，不需要就不浪費資源
這對於移動、變化大、干擾頻繁的 Ad-Hoc / V2X / UAV / IoT 非常重要。
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🧠 一、AODV 是什麼？
AODV 是 Reactive（反應式）路由：
✔ 不會提前建立路徑
✔ 不會一直廣播拓撲
✔ 只有「有包要傳」才找路
這避免了 Proactive（前饋式）路由的最大問題：
⭐「更新拓撲資訊」會浪費大量頻寬、電力、處理成本
AODV 的哲學很簡單：
❗ 不傳就不找路 → 需要才開始努力
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🧭 二、AODV 的三大核心流程
AODV = Route Discovery + Route Reply + Route Maintenance
（三個動作就能活）
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① Route Discovery（找路）
當源端 S 要找目的 D 時：
S 廣播：
RREQ（Route Request）
所有節點轉發 → 直到到達 D 或知道 D 的節點。
RREQ 包含：
• Source Address
• Destination Address
• Hop Count
• Sequence Number（最新路由版本）
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② Route Reply（回覆）
D 收到 RREQ 後，回傳：
RREP（Route Reply）
RREP 會沿著「反向路徑」送回 S。
此時路徑建立。
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③ Route Maintenance（維護）
路如果壞掉（node 移動、訊號中斷）：
節點回報：
RERR（Route Error）
S 重新進行 Route Discovery。
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📡 三、AODV 流程直觀圖（ASCII）
S → ？ → ？ → D
S: 廣播 RREQ
↓ ↓ ↓
A B C （轉發 RREQ）
當 C 到 D：
D → C → B → A → S（回傳 RREP）
路壞了？
X → RERR → S
這張示意圖描述 AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector） 的基本運作流程：當來源節點 S 需要與目的節點 D 通訊時，先以廣播方式送出路由請求（RREQ），周邊節點 A、B、C 依序轉發並建立反向路徑；當 RREQ 抵達 D（或已知到 D 的節點）後，目的端沿著先前建立的反向路徑單播回傳路由回覆（RREP），形成可用路徑 S → A → B → C → D；若通訊途中某一鏈路中斷，相關節點即發送路由錯誤（RERR） 通知來源 S，原路徑失效，系統再重新啟動 RREQ 搜尋新路徑，這正是 AODV「需要時才找、壞了就重找」的核心精神。
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🔥 四、AODV 為什麼特別適合 MANET？
⭐（1）不浪費頻寬
沒有資料要傳 → 對網路影響接近 0。
⭐（2）避免維護全域拓撲
Ad-Hoc 的拓撲變化太快，維護太貴。
AODV 不需要。
⭐（3）Sequence Number 保證最新路徑
避免 routing loop（繞圈圈）
避免使用過期路徑。
⭐（4）反向路徑好用
收到 RREQ 時自然記錄「從哪來」，
RREP 就能沿路回去 → 高效。
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🧩 五、與其他 Routing 協定比較
🔹 DSDV（Destination-Sequenced Distance Vector，目的序列距離向量路由協定）
• 類型：Proactive（主動式）
• 優點：
o 路由即時可用，行為穩定
• 缺點：
o 需頻繁更新整張路由表
o 控制封包成本極高
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🔹 OLSR（Optimized Link State Routing，最佳化連結狀態路由協定）
• 類型：Proactive（主動式）
• 優點：
o 透過 MPR 機制，支援較大規模網路
• 缺點：
o 拓撲變動時
o 控制訊息可能爆炸式增加
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🔹 AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector，隨建隨用距離向量路由協定）
• 類型：Reactive（反應式）
• 優點：
o 只在需要時建立路由
o 節能、省頻寬
• 缺點：
o 第一次找路需等待，延遲較高
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🔹 DSR（Dynamic Source Routing，動態來源路由協定）
• 類型：Reactive（來源路由）
• 優點：
o 不需維護路由表
o 路由發現效率高
• 缺點：
o 封包內含完整路徑
o Source Routing Header 負擔重，節點多時效能下降
一句話：
⭐ AODV = 要省電、省頻寬、動態環境 → 最好選它
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⚡ 六、AODV 的工程限制
AODV 再好，也有三個痛點：
🔥（1）Route Discovery 延遲
第一次傳輸要等路建好 → 不能用在 URLLC。
🔥（2）Flooding（泛洪）開銷大
RREQ 會 broadcast → 節點太多會造成壅塞。
🔥（3）Multi-hop 環境不穩定
車速快 / UAV 移動快 → 路會常常斷，需要頻繁重建。
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🧠 七、AODV × AI（6G 的未來玩法）
AI 會改善：
• 路徑預測（預知誰會移動）
• 預測連結品質（SNR / fading）
• 預測流量（避免 flooding）
• 智慧反向路徑選擇
• AI Routing + RIS 避開阻擋
未來 6G × NTN × UAV 網路
⭐ AODV + AI = 「預測式自組網」
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🎓 八、模擬題
**1️⃣ 專業題：
AODV 為什麼能避免 routing loop？**
📦 答案：因為使用 Sequence Number 版本控制，避免用到舊路徑。
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**2️⃣ 應用題：
AODV 為什麼適合災難現場的自組網？**
📦 答案：因為不需基地台，也不需維護全域拓撲，臨時建立路徑即可運作。
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**3️⃣ 情境題：
若 AODV 在車速 120 km/h 的 V2V 網路中表現不佳，主要原因是？**
A. 頻寬太小
B. 初始 RREQ 延遲 ✔
C. Sequence Number 太大
D. Mesh 過於複雜
**解析：**在高速移動的 V2V 環境中，拓撲變化極快，AODV 需反覆重新廣播 RREQ 建立路由，初始找路與重找路延遲無法跟上連線壽命，因此表現不佳。
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🧵 九、小結：AODV 是自組網中最務實的動態路由
✔ Reactive：只有需要才找路
✔ 節省頻寬與電力
✔ 避免維護全網拓撲
✔ Sequence Number 保證最新路徑
✔ 適合 Ad-Hoc、災難網、V2X、UAV
✔ 受限於初始延遲與泛洪問題
✔ 未來 AI 將大幅強化其靈活度
一句話：
⭐ AODV 就像「看到任務才拔刀」的武士，是自組網最實戰的動態路由策略。
