无线自组织网络综述
无线自组网络

无线自组网络无线自组织网络由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成,这种网络适应了军事和商用中对网络和设备移动性的要求,而引起了人们的关注,并在20世纪90年代以后获得了广泛的研究和发展。
与其他通信网络相比,无线自组织网络具有带宽有限、链路容易改变、节点的移动性以及由此带来的网络拓扑的动态性、物理安全有限、受设备限制等特点。
正是由于这些区别,无线自组织网络协议栈也产生了比传统网络协议栈更高的要求:适应移动分布节点随机收发行为的媒体接入控制(MAC)协议,基于动态拓扑结果的高效、稳健的路由算法,便利的异构网络互联技术,有效的功率控制,合理的跨层信息交互、多层协同设计,可靠的安全机制等等。
1 MAC协议MAC协议是无线自组织网络协议的重要组成部分,是分组在无线信道上发送和接收的主要控制者。
目前,在无线自组织网络中MAC协议面临着隐藏终端、暴露终端,信道分配,单向链路,广播扩散等问题。
1.1 隐藏终端、暴露终端问题如图1所示,节点A、B、C都工作在同一个信道上,当节点A向节点B发送分组时,载波侦听机制无法阻止节点C发送数据,造成信号在节点B处冲突。
节点C是隐藏在节点A的覆盖范围之外的、却又能对节点A的发送形成冲突的节点,这种在发送节点覆盖范围以外的、存在着潜在冲突的节点问题就是信道访问中的隐藏终端问题。
隐藏终端问题会大大降低信道的通信能力。
另外还有一种情况也会降低信道的通信能力,即所谓的暴露终端问题。
如图2所示,当节点B向节点A发送分组时,节点C侦听到节点B在发送分组,所以推迟发送分组。
这种推迟是毫无必要的,因为节点C向节点D发送分组和节点B向节点A发送分组并不冲突,此时节点C是节点B的暴露终端。
这种因发送节点在其覆盖范围内,感知到有其他节点在传输,而进行不必要的发送延迟就是暴露终端问题。
IEEE 802.11中提出的请求发送/准备接受/确认(RTS/CTS/ACK)握手机制,以及目前在很多研究中提出的控制信道-数据信道协作的方式,可以在一定程度上解决隐藏终端问题,但对于暴露终端问题,目前还没有充分有效的解决方式。
无线自组织网络

摘要Ad Hoc网络是近年来发展起来的一种无线移动分组网络,它具有动态变化的拓扑结构,网络中的节点可以任意移动,也可以动态的加入或退出网络。
Ad Hoc网络无任何中心和固定基础设施,网络中各个节点的地位平等,每个节点都具有主机与路由器的双重功能,形成了一个以中间主机节点为中继的多跳的分布式网络结构。
路由技术是Ad Hoc网络的关键技术,也是影响网络整体性能最重要的因素之一。
与单跳的无线网络不同,移动Ad Hoc网络中节点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交换,需要路由协议进行分组转发决策。
无线信道变化的不规则性,节点的移动、加入、退出等都会引起网络拓扑结构的动态变化。
路由协议的作用就是在这种环境中,监控网络拓扑结构变化,交换路由信息,定位目的节点位置,产生、维护和选择路由,并根据选择的路由转发数据,提供网络的连通性。
本文首先介绍移动Ad Hoc网络的概念、产生、定义,详细总结了移动Ad Hoc 网络的特点、应用场合和研究热点。
然后对Ad Hoc网络体系结构和信道接入协议进行了介绍。
第三章对Ad Hoc网络的路由协议进行了研究分析,并对DSDV、DSR和AODV协议进行了详细的分析研究。
最后,介绍了Ad Hoc网络的分簇算法,详细说明了AOW算法。
关键词:Ad Hoc,自组织网络,AODV,分簇算法ABSTRACTAd hoc network is a kind of wireless and mobile network developed in recent years. It has a dynamic and variable topology, each node not only can move but can join or exit the network freely. It has no center and fix e d infrastructure distributed multi-hop structure,all nodes have an equal status and act as two roles-router and node itself.Routing technique is the key technique of the Ad Hoc network, but also one of the most important factors affect the performance of the whole network. It is different from single hop wireless network,mobile Ad hoc network nodes intercommunicate according to multi-hops data store-forward,which need the support of routing protocol packet forwarding decisions. The regular change of bandwidth and node motivation,pass in and out will lead to the dynamic changes of network topology. The routing protocols will monitor the changing topology,exchange routing information,locate the position of destination nodes,product, select and maintain routing, According to the selected routing and forwarding data to provide network connectivity.In this paper, first of all, introduces the concept, produce, definition of the MANET, summarizes the characteristics, applications, and research focus of the MANET. And then the Ad Hoc network architecture and the channel access protocol is introduced. In chapter 3, we researches and analysis routing protocol of the Ad Hoc network, and carried out a detailed analysis of the DSDV, DSR and AODV protocol. At last, introduces clustering algorithm of the Ad Hoc network, and detailed description of the AOW algorithm.KEY WORDS:Ad Hoc network, self-organizing network, AODV, clustering algorithm目录第一章绪论 (4)1.1A D H OC网络概述 (4)1.1.1 Ad Hoc网络的产生 (5)1.1.2 Ad Hoc网络的定义 (5)1.1.3 Ad Hoc网络的特点 (6)1.1.4 Ad Hoc网络的应用场合 (8)1.2A D H OC网络研究的主要问题 (9)1.3论文的主要研究内容 (10)第二章体系结构与信道接入 (10)2.1节点结构 (10)2.2网络结构 (11)2.3A D H OC协议栈 (13)2.4A D H OC网络体系结构的跨层设计 (13)2.4.1 设计策略 (13)2.4.2 设计方法 (14)2.4.3 跨层设计的优势与挑战 (15)2.5信道接入协议 (15)2.5.1简介 (15)2.5.2面临的问题 (15)2.5.3协议的分类 (18)第三章路由协议的设计 (19)3.1A D H OC网络路由协议的分类 (20)3.1.1平面式路由协议和分级式路由协议 (20)3.1.2表驱动路由协议和按需路由协议 (20)3.1.3 评价路由协议的标准 (21)3.1.4 各类路由协议之间的性能比较 (21)3.2几种典型的A D H OC网络路由协议 (23)3.2.1 DSDV路由协议 (23)3.2.2 DSR路由协议 (24)3.2.3 AODV路由协议 (27)第四章AD HOC网络的分簇算法 (30)4.1概述 (30)4.2基本概念和目标 (31)4.3A D H OC网络中分簇算法的分类和比较 (32)4.3.1 基于节点ID的分簇算法 (32)4.3.2 最高节点度分簇算法 (33)4.3.3 最低节点移动性分簇算法 (33)4.4自适应按需加权分簇算法(AOW) (33)4.4.1一般介绍 (33)4.4.2 AOW算法的特点和目标 (34)4.4.3算法描述 (35)4.4.4网络初始化和簇维护策略 (36)4.5基于分簇结构的A D H OC网络路由协议 (36)4.5.1 CBRP (37)4.5.2 CEDAR (37)4.5.3 ZHLS (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第一章绪论1.1 Ad Hoc网络概述Ad Hoc网络是一种特殊的无线移动通信网络。
面向无线通信的自组织网络拓扑管理技术研究

面向无线通信的自组织网络拓扑管理技术研究随着无线通信技术的飞速发展,无线通信对人们的生活起到越来越重要的作用,越来越深入地渗透到人们的生活、工作和娱乐中。
而面向无线通信的自组织网络拓扑管理技术成为了无线通信发展的重要一环。
一、无线通信自组织网络概述自组织网络(Self-Organizing Network,SON)是一种较新的网络范式,它是一种无需集中控制、自组织的技术,可以让网络系统在不停机的情况下,自行完成一系列功能。
无线通信自组织网络是指由移动用户主动或被动地构建、重构和管理的网络,其节点能够自主地对其周围环境进行感知、交互和适应,并且能在复杂和不可预知的环境下进行自主协同和自主决策。
目前,无线通信自组织网络技术已经广泛应用于5G、物联网以及城市智能化等领域。
二、无线通信自组织网络中的拓扑管理无线通信自组织网络中,拓扑管理是十分重要的。
在无线通信自组织网络中,拓扑管理旨在对网络的总体结构进行设计和管理,以保证网络的性能和可靠性。
拓扑管理主要可以分为以下两个环节:1、拓扑设计:在无线通信自组织网络的建设阶段,需要对无线通信自组织网络的总体结构进行设计。
拓扑设计旨在通过协调节点关系和合理布置节点,构建出一些符合网络总体要求的网络拓扑。
2、拓扑管理:在无线通信自组织网络的运行阶段,需要对无线通信自组织网络的拓扑进行实时管理。
拓扑管理旨在通过监测节点活动和运行情况,及时地发现网络中的问题并进行调整和优化,以保证网络的性能和可靠性。
三、面向无线通信的自组织网络拓扑管理技术研究近年来,随着无线通信自组织网络的迅速发展,其拓扑管理技术也得到了快速发展。
下面从以下几个方面介绍面向无线通信的自组织网络拓扑管理技术研究的进展。
1、自组织网络拓扑优化在无线通信自组织网络中,由于网络拓扑的设计和管理是基于节点之间的关系,因此节点的位置和布局会对网络的性能产生很大的影响。
针对这个问题,目前有很多自组织网络拓扑优化的研究。
无限自组网技术综述与设计

无线自组网技术综述和设计摘要无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network)是一种不同于传统无线通信网络的新型网络,具有自组织、多跳路由和动态拓扑等特点,在军事上和商业应用中有着很大的前景。
无线自组织网络可以不必依托于基础设备,组网拥有了动态性。
从现状看,自组织网络可被用作商业及军事,注重了网络本体的移动属性。
在各个领域内,无线架构的自组织网络获取了明显进步。
然而,受到自身约束,这类网络仍存有若干疑难有待于化解,例如隐暴终端、路由是否拥有最优的适应特性、系统配备的单向链路。
关键词:无线自组织网络;关键技术;应用现状AbstractWireless ad hoc networks, which are different from traditional wireless communication networks, have many characteristics, such as self-organization, multi hop routing and dynamic topology, which have great prospects in military and commercial applications. Wireless ad hoc networks do not have to rely on the infrastructure, the network has a dynamic. From the current situation, the self-organizing network can be used as the commercial and military, and it has a focus on the mobile property of the network ontology. In all areas, the wireless architecture of the self-organizing network has made significant progress. However, subject to its own constraints, there are still some problems to be resolved in this kind of network, such as the hidden storm terminal, routing has the best adaptive characteristics, the system is equipped with a one-way link.Keyword: MANET; key technology; Application status前言随着社会的发展和科技的进步,人们对信息的需求日益高涨,而随时随地获取所需信息的渴望更使无线网络得到飞速的发展,在过去的十年里,无线自组网已经成为移动通信技术研究的热点之一,正得到越来越广泛的应用,并将在未来的通信技术中占据重要地位。
无线自组织网络概述

无线自组织网络概述无线自组织网络(Wireless Ad Hoc Network)是指一种无需基础设施的网络通信模式,节点之间通过无线信号直接通信,形成一个分布式的网络系统。
与传统的无线网络不同,无线自组织网络中的节点不依赖于中心节点或者基础设施节点来完成通信,而是通过互相协作的方式建立和维护网络连接。
1.分布式结构:无线自组织网络中的节点分布在空间上不同的地方,相互之间没有固定的物理连接。
每个节点在网络中具有相同的地位,没有中心节点或者主节点。
2.自组织性:无线自组织网络是一种自组织的网络结构,节点可以自主地加入或离开网络。
当新节点加入网络时,它会与周围的节点相互协调,建立连接。
同样地,当一些节点离开网络时,网络中的其他节点会自动调整来保持网络的连通性。
3.自适应性:无线自组织网络可以根据环境变化自动调整网络结构和路由路径。
当网络中有节点故障或者节点出现移动时,其他节点会自动调整自己的路由路径,保证网络的鲁棒性和可用性。
4.低成本:无线自组织网络不需要额外的基础设施节点或者网络设备,节点之间通过无线信号进行通信。
这样可以大大降低网络的成本,并且提高了网络的灵活性和可扩展性。
5.安全性:无线自组织网络通常部署在无信任环境中,因此对网络安全要求较高。
无线自组织网络采用了一些安全机制来保护网络的数据通信,如身份验证、加密和密钥管理等。
在无线自组织网络中,通信主要分为两种方式:单跳通信和多跳通信。
在单跳通信中,两个节点直接通过无线信号进行通信;而在多跳通信中,数据需要通过中间节点进行转发才能到达目的节点。
为了实现无线自组织网络中的数据传输,需要设计有效的路由协议和拓扑控制算法来管理网络连接和路由选择。
目前,最常用的无线自组织网络协议是Ad Hoc On-Demand Distance Vector(AODV)协议和Dynamic Source Routing(DSR)协议。
AODV协议是一种基于距离向量的路由协议,它通过节点之间的路由请求和应答来构建和维护路由路径。
自组织网络总述

⾃组织⽹络总述⾃组织⽹络综述摘要:引⾔⾃组织⽹络的理论(概念)⾃组织⽹络的特点⾃组织⽹络的关键技术⾃组织⽹络的主要应⽤⾃组织⽹络的发展趋势⼩结摘要:随着通信技术与计算机技术的快速发展以及⼈们对通信智能性要求的提⾼,⾃组织⽹络以其⾃⾝的众多优势⽽得到了⼴泛的应⽤,因⽽成为⽹络技术发展的重要⽅向之⼀。
本⽂简单的对⾃组织⽹络技术的发展现状、发展⽅向、关键技术、基本结构等进⾏了介绍, 并且探索了⾃组织⽹络技术的⾯临的主要挑战及发展趋势。
关键词:⾃组织⽹络;路由;关键技术;MAC协议;信息安全1 引⾔⽆线⾃组织⽹络(⼜称为Ad Hoc⽹络)是⼀种由若⼲⽆线通信设备组合形成的⼀种分布式⽆线分组⽹络,⽹络中的节点既是终端⼜是路由器,不在彼此覆盖范围内的⽆线节点之间的通信可经中间节点的转发来完成,⽆线Ad Hoc⽹络具有组⽹灵活、分布实施、抗毁能⼒强、可快速组⽹等特点,⽤于为地理上相邻但散布区域超过单个节点⽆线传输范围的⼀组节点之间提供信息传递服务。
⽆线⾃组织⽹络研究⾸先在军⽤领域的兴起,由于⽆线通信技术的快速发展以及便携、⼩型化的计算设备的迅速普及,他在民⽤领域得到了快速的发展,因此受到长期的关注和研究。
本⽂将对这⼀领域的研究现状作较为深⼊的分析和介绍,并对其发展趋势进⾏展望。
2⾃组织⽹络理论⾃组织⽹络是⼀组带有⽆线收发装置的移动终端组成的⼀个多跳的、临时性⾃创建(Self-Creating)、⾃组织(Self-Organizing)、⾃管理(Self-Administering)的系统。
⾃组织⽹络的运⾏可以不依赖任何预设的基础设施⽽临时组建;⽽且移动终端具有路由功能,可以通过⽆线连接构成任意的⽹络拓扑,可独⽴⼯作,也可与Internet或蜂窝⽆线⽹络连接;结点可以随意移动,可以在没有或不便利⽤现有的⽹络基础设施的情况下提供⼀种通信⽀撑环境。
移动⾃组织⽹络,⼀⽅⾯,⽹络信息交换采⽤了计算机⽹络中的分组交换机制,⽽不是电话交换⽹中的电路交换机制;另⼀⽅⾯,⽤户终端是可以移动的便携式终端,如笔记本、PDA等,⽤户可以随时处于移动或者静⽌状态。
无线自组织网络的名词解释

无线自组织网络的名词解释无线自组织网络(Wireless Ad hoc Network)是一种无线通信技术,通过节点之间的自主连接和协作,构建网络拓扑结构,实现无中心化的网络传输。
相比传统的基础设施网络,无线自组织网络更加灵活、可扩展和自适应,适用于各种场景和应用,如灾难救援、军事作战、物联网等。
一、无线自组织网络的基本原理无线自组织网络基于无线通信技术,利用无线信号传输数据。
其核心思想是节点间相互协作,实现彼此之间的数据传输。
在无线自组织网络中,每个节点都是具有通信能力的设备,可以自主地选择与其它节点进行直接通信,也可以通过中间节点进行中继传输。
二、无线自组织网络的特点1. 无需基础设施:无线自组织网络不依赖于固定的基础设施,节点之间通过无线信号建立直接连接,实现网络通信。
2. 自适应性和自组织性:无线自组织网络中的节点具有自主决策和自动配置的能力,能够根据网络拓扑的变化自适应地调整通信方式,实现网络自组织和自恢复。
3. 灵活性和可扩展性:由于无线自组织网络的无中心化特点,节点可以随时加入和离开网络,网络的规模可以根据需求进行动态扩展。
4. 抗干扰和鲁棒性:无线自组织网络中的节点具有多路径传输的能力,当某些节点受到干扰或故障时,网络可以通过其他路径实现数据传输,保持网络的可靠性和稳定性。
三、无线自组织网络的应用领域1. 灾难救援:在灾难发生时,传统的通信设施可能受损或无法使用,无线自组织网络可以迅速建立起临时通信网络,协助救援人员进行沟通和救援工作。
2. 军事作战:无线自组织网络可以在战场环境中快速部署,提供实时的通信和情报传输,为作战指挥和决策提供支持。
3. 物联网:物联网是将各种物体通过互联网连接起来的网络,无线自组织网络可以作为物联网的基础组网技术,实现物体之间的数据传输和智能交互。
四、无线自组织网络的挑战和未来发展无线自组织网络在实际应用中面临一些挑战。
首先,网络拓扑的不稳定性和动态变化给网络的路由和流量控制带来了困难。
无线自组织网络

2.为什么要发展无线自组织网络?
随着我国电信市场竞争的加剧,找准和开拓新的 业务增长点成了电信运营商和设备提供商在市场 中掌握先机的关键。 采用移动Ad Hoc网络技术的MESH无线区域网 等业务被认为是未来的业务热点之一。 甚至有人称:就象IP网络改造传统电信网络一样, 移动Ad Hoc网络技术可能对现有移动通信网络 的结构和运营模式带来划时代的影响。
无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network), 是一种不同于传统无线通信网络的技术。 传统的无线蜂窝通信网络,需要固定的网络设备如基地站 的支持,进行数据的转发和用户服务控制。而无线自组织 网络不需要固定设备支持,各节点即用户终端自行组网, 通信时,由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式 突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性,能够更加快速、 便捷、高效地部署,适合于一些紧急场合的通信需要,如 战场的单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽 受限、对实时性业务支持较差、安全性不高的弊端。目前, 国内外有大量研究人员进行此项目研究。
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与通常网络相比,无线自组织网络具有以下特点:
1.网络的自组织性:在任何时刻,任何地点不需要硬件基础 网络设施的支持,能快速构建起一个移动通信网络 2.动态的网络拓扑结构 3.多跳的通信路由 4.有限的无线通信宽带 5.有限的主机能源 6.网络的分布式特点 7.生存周期短 8.安全性较差 9.移动节点的局限性
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无线自组织网络
指导老师:蒋阳 讲解人:孟普
课程大纲
无线自组织网络概述
1.无线自组织网络的概念及特点 2.无线自组织网络的发展历程 3无线自组织网络的应用领域
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无线自组织网络综述余梓奇I中国科学技术大学计算机科学与技术系,合肥230000)摘要:无线自组织网络是一种随着无线通信技术的发展出现的新型网络,作为一种新型的无线、多跳、无中心分布式控制网络,它无需网络基础设施,具有很强的自组织性、鲁棒性、抗毁性和容易构建的特点,具有重要的军事价值和广阔的商业应用背景。
论文详细介绍了无线自组织网络的路由协议、服务质量、功率控制、安全问题和互联问题进行分析和探讨,并对无线自组织网络的发展前景作了展望。
关键词:无线自组织网络路由协议;综述;1引言无线通信技术的迅速发展,使得人们对移动通信的需求越来越强烈,人们通过配有无线接口的便携式计算机或个人数字助理(PDA)来实现移动中的通信,目前的移动通信往往需要有固定基础设施的支持才能实现,例如全球通信系统(GSM)。
但是当遇到医疗抢险、抗洪救灾以及军事战场等特殊紧急环境的时候,传统的无线网络就不可用了[1]。
为了能够在没有固定基础设施的地方进行通信,一种被称作无线自组织网络(Ad hoc 网络)的技术应运而生。
Ad hoc网络不需要有线基础设备的支持,通过移动主机自由的组网实现通信,Ad Hoc网络的出现推进了人们实现在任意环境下的自由通信的进程。
Ad hoc网络组网灵活、快速,使用非常方便,但必须为其设计专门的协议和技术,因为传统固定网络和移动蜂窝网络中的技术和协议无法直接复制到Ad hoc网络,这是由Ad hoc网络自身特性决定的。
自组织网络已被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一。
2无线自组织网络特点Ad hoc即自组网络,它是仅靠移动站自身而不需要固定基站就能组成网络。
这种自组网络没有基木服务集中的接人点而是一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络(图1)。
图1中显当移动站A和E通信时,是经过 A - B,B - C,C- D和最后D- E这样一连串的存储转发过程[2]。
在从源结点A到目的结点E的路径中的移动站B,C和D都是转发结点,这些结点具有路由器的功能。
Ad hoc网络没有预先建好的网络固定基础设施(基站),网络一般也不和外界其他网络相连接。
⑴无中心:无线自组织网络没有严格的控制中心。
所有结点的地位平等,即是一个对等式网络。
结点可以随时加人和离开网络。
仟何结点的故障不会影响整个网络的运行,具有很强的抗毁性。
(2) 自组织:网络的布设或展开无需依赖于仟何预设的网络设施。
结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为,结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。
(3) 多跳路由:当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时,需要中间结点的多跳转发。
与固定网络的多跳不同,无线自组织网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的,而不是由专用的路由设备(如路由器)完成的。
(4) 动态拓扑:无线自组织网络是一个动态的网络。
网络结点可以随处移动,也可以随时开机和关机,这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。
(5) 移动终端的局限性。
Ad Hoc网络中,移动终端存在固有缺陷,例如能源受限、内存较小、CPU性能较低等,同时屏幕等外设较小,不利于开展功能较复杂的业务。
(6) 安全性较差。
移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击,易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等攻击。
(7) 网络的可扩展性不强。
动态变化的拓扑结构使得具有不同子网地址的移动终端可能同时处于一个Ad Hoc网络中,因而子网技术所带来的可扩展性无法应用在Ad Hoc网络环境中。
(8) 多跳路由。
由于节点发射功率的限制,节点的覆盖范围有限。
当它要与其覆盖范围之外的节点进行通信时,需要中间节点的转发。
Ad Hoc网络中的多跳路由是由普通节点协作完成的,而不是由专用的路由设备完成的。
3无线自组织网络关键技术3.1 路由协议路由协议是无线自组织网络的重要组成部分,开发良好的路由协议是建立Ad hoc网络的首要问题。
与传统网络的协议相比,Ad hoc网络路由协议的开发更具挑战性,这是因为传统网络的路由方案都假设网络的拓扑结构是相对稳定的,而Ad hoc网络的网络拓扑结构是不断变化的。
另外,传统网络的路由方案主要依靠大量的分布式数据库,这些数据库保存在某些网络节点和特定的管理节点中,而Ad hoc网络中的节点不会长期存储路由信息,并且这些存储的路由信息也不总是可靠的。
大量的研究表明,理想的Ad hoc网络路由协议必须具备以下功能[4]: 1.维护网络拓扑的连接。
2.及时感知网络拓扑结构的变化。
3.高度的自适应性。
根据路由表的维护特点,无线自组织网络的路由协议大致可分为: 1.表驱动路由协议。
2.按需驱动路由协议。
3.混合路由协议。
表驱动路由协议又称先应式路由协议,是指网络中的节点通过周期性的广播交换路由信息,获取其他节点的路由。
由于这种方式需要不断在节点之间进行路由信息的交换和更新,占用了大量的网络资源,而事实上有很多的路由信息并不是必须的,这就造成了网络资源的浪费,所以这种路由方式一般只用在传统网络中,不大适用于Ad hoc网络。
按需路由协议又称反应式路由协议,是指节点只对自己需要使用的路由进行维护和查找,也就是说,节点之间不必周期性的交互路由信息,解决了因交互无用的路由信息引起的网络资源浪费[5]。
混合路由协议是对表驱动路由协议和按需驱动路由协议的综合,它先在局部范围内使用表驱动路由协议,缩小路由控制消息传播的范围,当目标节点较远时,再通过按需驱动路由协议查找发现路由,这样就均衡了路由协议的控制开销和时延两个性能指标。
3.2功率控制功率控制是指通过调整信号的发射功率,在保证一定通信质量的前提下尽量降低信号发射功率。
由于无线自组织网络的特殊性,如果对它进行功率控制,不但可以降低网络的能量消耗,还可以减少对邻近节点的干扰,提高信道的空间复用度,从而提高整个网络的容量。
目前,功率控制已成为提高Ad hoc网络性能的常用机制,并逐渐成为Ad hoc网络应用中不可缺少的重要手段。
由于无线自组织网络是一个无任何基础设施和集中管理机构的无线多跳网络,各个节点的功率控制必须根据局部的信息做出决定⑹。
通常,一种理想的Ad hoc网络功率控制方法需满足以下要求: 1.简单、高效、灵活、扩展性强。
2.拓扑结构中节点的度要尽量小,从而减小节点间的相互干扰,增加网络吞吐量。
3.能实现功率路径的最优化,从而节约能量,延长网络寿命。
4.网络中的每个节点只需使用局部的信息就可以决定自己的传输半径和传输功率。
实际上,功率控制问题与Ad hoc网络中的物理层、链路层、网络层以及传输层都密切相关,它们都可以采取相应措施进行功率控制。
目前,对Ad hoc网络功率控制机制的研究主要集中在链路层功率控制、网络层功率控制和混合功率控制三个方而。
3.3安全问题由于在无线自组织网络中没有可信任的中心节点和通信基础设施,并且所有的节点都是移动的,节点本身要充当主机和路由器,节点间的通信完全通过无线信道来完成,它的这些固有特性使网络安全面临巨大的挑战。
与传统网络相比,Ad hoc网络更容易遭受各种安全威胁,如窃听、篡改数据、拒绝服务和伪造身份等。
在安全目标上,无线自组织网络与传统网络是一致的,主要包括机密性、完整性、认证性、不可否认性、可用性和访问控制等方而,但要实现这些目标相当困难。
传统公钥密码体制中的数字签名、加密、报文鉴别码等技术本来可以实现信息的机密性、完整性、不可抵赖性等安全服务,但是它需要一个可信任的密钥管理中心进行密钥分配,而在Ad hoc网络中不允许存在这样的认证中心节点。
因为单一的认证中心节点极易成为网络的瓶颈,一旦崩溃将造成整个网络瘫痪,更为严重的是,单个认证中心节点是攻击者的首选攻击目标,一旦被攻破将使整个网络完全失去安全性。
虽然可以通过备份认证中心来提高抗毁性,但同时也增加了被攻击的目标,任何一个认证中心被攻破,整个网络就会失去安全性。
因此,Ad hoc网络的密钥管理非常关键。
目前,无线自组织网络密钥管理的研究主要集中在四个方而: 1.局部分布式CA证书。
2.基于多项式的秘密共享。
3.基于PGP的自组织公钥管理。
4.基于身份的密钥管理方案。
前三者都是建立在传统公钥系统的基础上,尽管可以考虑使用对资源占用较小的公钥加密算法(如椭圆曲线加密算法),但无论采用什么方法来实现分布性,Ad hoc网络中的通信量和节点存储量都比较大。
因此,在Ad hoc网络中,使用对资源占用较小的基于身份的加密系统来进行密钥管理,应该是提高网络性能的有效途径。
纵观网络安全的发展历史,我们可以得知任何一个方案都不可能是完全安全的,总是存在这样和那样的漏洞,因而入侵检测就顺理成章地的成为安全方案之后的第二道防线。
目前,Ad hoc网络的入侵检测系统主要有四种:1.分布式入侵检测系统。
2.基于AODV协议的入侵检测系统。
3.基于移动代理的分布式入侵检测系统。
4.本地入侵检测系统。
前三种入侵检测系统在节点开销、互操作性和检测新入侵模式方而存在一定缺陷,只有本地入侵检测系统比较理想,基本上符合Ad hoc网络入侵检测系统的要求,但仍需要改进和加强。
3.4互联问题通常,无线自组织网络是以独立的通信网络形式存在,它不与其他任何网络连接,所有节点之间通信都在网络内部进行。
但是在实际应用中,Ad hoc网络不可避免要与其他网络互连,特别是与Internet互连。
由于Ad hoc网络与Internet的路由方式不一样,如果要在它们之间实现无缝互连,就必须存在一种特殊的网关,它既能适应Internet网络的层次性路由机制,也能适应Ad hoc网络中的特定路由机制,并且能实现不同网络中节点间的通信。
国内外众多学者正在研究Ad hoc网络与Internet的互连,提出了几种最具代表性的方案:1.基于移动子网的Adhoc接入方法[7]。
2.基于中心代理的Ad hoc接入方法。
3.基于移动IP的Ad hoc接入方法。
由于研究还处于初级阶段,所以无论采用何种接入方案都存在问题,这些问题也只有随着研究的深入才能解决。
4无线自组织网络应用无线自组织网络在民间和军事方面均有许多潜在的应用。
移动自组网络可应用于救灾通信、WLAN扩展、传统移动通信的后备网络、信息家电互联、机器人之间的通信、个人无线网络等需要临时、快速建立通信网络的场合。
主要有以下几点:(1) 军事应用:军事应用是Ad hoc网络技术的主要应用领域。
Ad hoc网络技术可用来构建战术互联网,或用于已有军事网络以提高网络的可靠性和生存性。
美军在其联合作战2020规划中就采用Ad hoc网络技术作为网络支撑技术。
(2) 传感器网络:传感器网络是Ad hoc网络技术的另一大应用领域。
对于很多应用场合来说,传感器网络只能使用无线通信技术,而考虑到体积和节能等因素,传感器的发射功率不可能很大。