AdHoc网络及路由技术简介

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AdHoc网络技术浅析网络

AdHoc网络技术浅析网络

AdHoc网络技术浅析网络什么是AdHoc网络技术?AdHoc网络技术是指无需使用传统基础设施,而借助设备之间的直接通信,形成一种基于临时性网络连接的通信网络。

这种网络连接不需要任何外部实体,可以在没有网络基础设施的情况下,直接提供点对点的连接。

因此,AdHoc网络技术往往被用于在没有网络基础设施的地方进行临时性通信。

AdHoc网络技术的优点AdHoc网络技术具有以下几个优点:独立网络使用AdHoc网络技术,可以在没有基础设施的情况下,直接将设备连接起来,形成独立的网络。

这种网络可以在特定场合下提供更为灵活的通信方式,例如在军事行动中的应用,可以在敌人破坏基础设施之后继续进行通信。

便携性AdHoc网络技术可以在没有网络基础设施的情况下使用,只需要具备一定的设备即可,因此非常便携。

例如,在野外旅行或露营时,可以使用AdHoc网络技术,与同伴直接建立联系。

高度可靠性由于AdHoc网络技术的连接是基于点对点的,网络中任何一个设备都只需要和相邻的设备通信,因此该网络具有很高的可靠性。

即使网络中某个节点出现问题,也不会影响其他节点的通信。

AdHoc网络技术的应用领域军事行动AdHoc网络技术在军事行动中具有广泛的应用。

在没有网络基础设施的环境下,可以使用AdHoc网络技术,与队友和上级保持通信,获取行动指令和情报信息。

这种方式具有很高的隐蔽性和灵活性。

灾难救援在灾难救援中,基础设施往往会被破坏,导致通信中断。

使用AdHoc网络技术,救援队伍可以直接与周围的设备建立联系,传递救援指令和救援信息,提高救援效率。

航天飞行在航天飞行中,由于地面和卫星通信不稳定,使用AdHoc网络技术可以在太空中建立连接,传递指令和数据,提高飞行安全和效率。

AdHoc网络技术的局限性虽然AdHoc网络技术具有很多优点,但是也存在着以下的局限性:覆盖范围受限AdHoc网络技术的覆盖范围主要由设备间的距离和信号强度决定。

对于远距离传输,信号衰减严重,可能导致连接失败或者速度缓慢。

Ad_Hoc无线网络

Ad_Hoc无线网络

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Ad Hoc 网络概述
Ad hoc网络的特点:
4)受限的无线传输带宽
Ad hoc网络采用无线传输技术作为底层通信 手段,由于无线信道本身的物理特性,它所 能提供的网络带宽相对有线信道要低得多。 此外,考虑到竞争共享无线信道产生的冲突、 信号衰减、噪音和信道之间干扰等多种因素, 移动终端得到的实际带宽远远小于理论上的 最大带宽。
可以预先指定,也可以使用算法选举产生。
根据不同的硬件配置,分级结构的网络又可以分为
单频分级和多频分级两种。
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Ad Hoc 网络的节点与网络结构
单频分级结构
所有节点使用同一 频率通信
网关节点支持簇头 之间的通信 簇 簇 头 网 关 簇成 员 网关:在分簇结构 中,网关是指同时 位于两个簇头通信 范围内的节点。
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Ad Hoc 网络概述
Ad hoc网络的特点: 3)动态变化的网络拓扑
Ad hoc网络中,移动终端能够以任意速度和 任意方式在网中移动,并可以随时关闭电台, 加上无线发送装置的天线类型多种多样、发送 功率的变化、无线信道间的互相干扰、地形和 天气等综合因素的影响,移动终端间通过无线 信道形成的网络拓扑随时可能发生变化,而且 变化的方式和速度都难以预测。
完全分布式控制结构
(平面结构) 分层分布式控制结构 (分级结构)
普通节点设备较简单, 中心控制节点设备较 分布式控制结构 复杂,有较强的处理 能力,负责选择路由 和实施流量控制。
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Ad Hoc 网络的节点与网络结构
平面结构Ad Hoc网络
特点: 简单,所有节点在网络控制、路由选择和流量管理 上都是平等的,所以又可以称为对等式结构。这种 结构原则上不存在瓶颈,网络比较健壮。源节点和 目的节点之间一般存在多条路径,可以较好地实现 负载平衡和选择最优化路由。

AdHoc网络技术浅析网络

AdHoc网络技术浅析网络

AdHoc网络技术浅析网络AdHoc网络技术是无线通信网络中的一个重要分支,它可以在没有固定基础设施支持的情况下通过无线方式互相连接,形成一个临时性的网络。

AdHoc网络应用场景十分广泛,例如:紧急事故场景下的快速组网、临时搭建的电子商务展示、移动车队协作以及军事作战等。

AdHoc网络以其高效、灵活和安全等优良特性在实际应用中得到了广泛的应用。

AdHoc网络技术是由许多无线节点组成的,每个节点都可以在移动的过程中互相通信。

在AdHoc网络中每个节点都是平等的,节点之间通过无线信道进行通信。

AdHoc网络的核心是路由技术,它可以将数据包从源节点沿着中间节点的某些路径传递到目的节点。

路由协议的设计是AdHoc网络中最为重要的因素之一。

典型的AdHoc网络路由协议包括:基于跳数的路由协议、基于位置的路由协议、基于负载的路由协议、基于能量的路由协议等等。

不同的路由协议在AdHoc网络中的应用和性能也会有所不同,需要根据具体的应用场景来选择不同的路由协议。

AdHoc网络具有以下优势:1. 灵活性好:AdHoc网络可以没有任何基础设施支持地进行通信,可以快速组网,模块化、可扩展性、易于配置。

2. 建立快速、易于维护:AdHoc网络能够在任何时候、任何地点都能够建立,能够使节点彼此协同工作,快速响应任何网络变化,并且具有良好的自组织和自适应性。

3. 安全性高:AdHoc网络采用分布式的机制使得网络更为安全,各个节点之间都通过密码等手段进行通信保护,降低了网络攻击和破坏的风险。

4. 可靠性强:AdHoc网络具有高可靠性与自恢复能力。

它可以识别并修复节点间的故障,操作更加灵活,是一个高度可靠的网络。

AdHoc网络也存在一些缺点:1. 能耗问题:由于AdHoc网络的节点数量较多,需要不断的广播信息,消耗了大量能量资源。

2. 安全性问题:由于网络结构灵活多变,节点数量较多,因此安全存在较大的风险隐患。

3. 通信质量问题:AdHoc网络通信质量弱,很容易受到信号干扰和阻塞。

Ad Hoc无线移动网络路由技术及其发展4页

Ad Hoc无线移动网络路由技术及其发展4页

Ad Hoc无线移动网络路由技术及其发展伴随通信技术的升级与发展,无线移动通信应用日渐普遍。

常规无线移动通信网络基于已有固定基础设施,移动结点之间通信主要通过基站进行;而传统无线局域网同样需要有线骨干网支撑,再次通过无线路由AP 接入构建而成。

传统无线移动网络的局限在于不适用那些不存在固定网络基础设施或者无法在短时间内构建好所需基础设施的情况下。

面对上述问题,Ad Hoc网络应运而生,并以期便利性受到广大用户的欢迎,但由于技术上的不完善性,决定其还不能在大范围内推广应用。

了解、研究与改进Ad Hoc无线移动网络路由技术是解决Ad Hoc网络应用局限性的关键。

1 Ad Hoc无线移动网络概述Ad Hoc无线移动网络,确切的说是由一组具有无线收发功能的装置或者移动节点组成,旨在实现多跳数据传输的临时性自治系统。

与常规无线移动通信相比,整个Ad Hoc网络不需要固定的基础设施,更不需要固定的路由设备,网络中所有节点均可移动,整个网络的拓扑结构也是随着节点的移动不断变化,各节点间可以以任何方式动态的保持联系。

这种情况下,每个节点都起到终端和路由的双重功能,不仅要完成节点本身的数据发送、接收,还要完成维护到其他节点之间的路由功能;节点路由功能的正常发挥是Ad Hoc网络节点之间数据传输的关键。

2 Ad Hoc无线路移动网络特点Ad Hoc无线移动网络不能直接利用传统有线网络或者基于有线骨干网的无线路由AP协议来实现,是由其独特的特点决定的。

2.1 动态拓扑结构Ad Hoc无线移动网络中,网络拓扑结构由于节点的移动位置可能随时发生变化,并且变化的方式、速度等也是难以预测的。

2.2 有限传输带宽Ad Hoc无线移动网络通信手段主要基于无线传输技术,相对于有线信道而言,无线通信信道的带宽更低,传输速度有限。

2.3 移动终端局限性Ad Hoc无线移动网络用户终端,如:笔记本终端、智能手持终端、车载计算机终端等,有明显的灵巧、便携特点,但作为“路由”来工作的要求相对高了一些,为保证所有终端都能发挥路由作用,就要求路由协议设计要科学、高效。

Ad Hoc网络

Ad Hoc网络

Ad Hoc网络综述摘要:Ad Hoc 网络是一种新型、多跳、自组织的无线网络,借助于多跳转发技术来弥补无线设备的有限传输距离,网络节点能够动态地、随意地、频繁地进入和离开网络,从而拓宽网络的覆盖范围,为用户提供各种服务、传输各种业务。

由于Ad Hoc网络是一种新型的无线移动网络,因其独特的组网特性,使得安全问题成为其发展的最大束缚。

路由协议的安全是自组网安全的一个重要部分。

文中扼要介绍了Ad Hoc 网络的发展历史、概念、主要特点、国内外的研究现状及 Ad Hoc 网络的应用,并指出了Ad Hoc 网络管理面临的问题,重点论述了移动Ad Hoc网络中的安全问题,介绍了多种安全路由的协议和方案,并对其中的三种按需安全路由协议进行了比较,最后提出进一步研究Ad Hoc网络路由安全应注意的问题。

关键词:Ad Hoc网络;无线移动网络;网络安全;安全路由协议;1.引言Ad Hoc网络是一种具有多跳性,无需任何基站支撑的无线自组织移动网络。

在未来移动通信领域,由于Ad Hoc网络无需基站支撑因而具有架设方便等优点,它将广泛应用于移动办公、移动漫游等方面;特别是未来军事战争中,将是不可缺少的无线通信网络。

Ad Hoc网络具有自组织性和拓扑动态变化的特点。

目前Ad Hoc 网络的研究热点问题为路由协议、服务质量、MAC 协议、与蜂窝移动通信系统的整合、安全性问题。

Ad Hoc 网络既可以作为一种独立的网络运行,也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式,在恶劣环境中支持移动节点之间的数据、语音、图像和图形等业务的无线传输,应用范围可以覆盖工业、商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场合。

本篇综述概括了2004-2009年的关于Ad hoc网络的发展历程、前景、设计理念、网络安全设计以及安全路由协议等方面的参考文献,集中了关于Ad hoc网络的最新技术理念。

2.概述Ad Hoc自组网作为一种新型的无线移动网络,不像传统的无线网,它不依赖于任何固定设施,而是通过移动节点间的相互协作保持网络互联。

新兴自组织无线网络技术(AdHoc无线网络)

新兴自组织无线网络技术(AdHoc无线网络)

和其它宽带网络的集成
3G/HSDPA/WiMAX Internet
方便的宽带无线接入方案
Internet
光纤骨干网
MESH Wi-Fi 接入网
有线或WiMAX
在城域中的运用
与其他移动通信技术的结合
移动现场办案
AP和终端都可移动 “网格化布警”
现场布控/紧急通信
宽带无线小区接入
校园/医院/大型企业宽带无线专网
MANET routing protocols
discover routes
Source routing
on-demand (re-active) Variation of
按需路由
distant vector?
DSR
AODV, ABR, TORA
Maintain updated routes (pro-active)
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。
一种新的组网技术,可以和其他许多平台结合使用!
Overview---自组织功能
Overview ---动态变化的网络拓扑
Overview ---自动最佳路由选择-1
Overview--自动最佳路由选择-2
有线回传 最佳路由 备选替换路由
Overview ---自动路由保护/恢复
Overview---无缝漫游
支持移动IP功能
有线回传 最佳路由 备选替换路由
Overview---方便扩展
关键技术问题
• MAC---碰撞/冲突避免、隐藏和暴露终端问题
• 网络自组织技术(自动组网,相邻发 现等)
• 自组织路由协议的设计和开发(自动 路由建立、维护和恢复等)

Ad Hoc网络技术

Ad Hoc网络技术

Ad Hoc网络技术随着人们对摆脱有线网络束缚、随时随地能够实行自由通信的渴望,近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。

人们能够通过配有无线接口的便携计算机或个人数字助理来实现移动中的通信。

当前的移动通信大多需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现。

为了能够在没有固定基站的地方实行通信,一种新的网络技术——AdHoc网络技术应运而生。

AdHoc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。

AdHoc网络的出现推动了人们实现在任意环境下的自由通信的进程,同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。

1AdHoc网络的概念AdHoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络,网络中的节点均由移动主机构成。

AdHoc网络最初应用于军事领域,它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目,该项目由DARPA资助,其后,又在1983年和1994年实行了抗毁可适合网络SURAN(SurvivableAdaptiveNetwork)和世界移动信息系统GloMo(GlobalInformationSystem)项目的研究。

因为无线通信和终端技术的持续发展,AdHoc网络在民用环境下也得到了发展,如需要在没有有线基础设施的地区实行临时通信时,能够很方便地通过搭建AdHoc 网络实现。

在AdHoc网络中,当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆盖范围内时,它们能够直接通信。

但是因为移动主机的通信覆盖范围有限,如果两个相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要实行通信,则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。

所以在AdHoc网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找路由和转发报文的工作。

在AdHoc网络中,每个主机的通信范围有限,所以路由一般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地。

故AdHoc网络也被称为多跳无线网络。

其结构如图2所示。

AdHoc网络能够看作是移动通信和计算机网络的交叉。

《Adhoc网络概述》课件

《Adhoc网络概述》课件

总结
Adhoc网络概述回顾
总结Adhoc网络的定义、特点和分类。
Adhoc网络未来展望
展望Adhoc网络的未来发展方向和应用领域。
节点可以随时加入和离 开网络,具备高度灵活 性。
无需购买和维护昂贵的 中央设备,降低了成本。
Adhoc网络的缺点
1 覆盖范围有限
由于节点之间直接通信,覆盖范围相对较小。
2 速率相对较慢
与传统基础设施网络相比,Adhoc网络的速率较慢。
3 安全性难以保Adhoc网络概述》PPT 课件
探索Adhoc网络的全貌,了解其定义、特点、分类以及应用领域。了解其优点 与缺点,并探讨Adhoc网络的技术和未来发展方向。
什么是Adhoc网络
Adhoc网络是一种无需中央基础设施的网络,节点之间直接通信。它具有自组 织、灵活性和低成本等特点。
Adhoc网络的分类
控制节点之间的数据访问和 共享。
TCP/IP协议栈
定义Adhoc网络中的数据传输 和通信规则。
Adhoc网络未来发展方向
1 高速传输
研究提高Adhoc网络的传输速率,以满足更高的需求。
2 大规模应用
推动Adhoc网络的大规模应用,拓展其覆盖范围和适用场景。
3 安全性提升
加强Adhoc网络的安全保障措施,以提高数据的保密性和完整性。
Adhoc网络的应用
军事应用
在军事作战中,Adhoc网络 可以提供即时可靠的通信。
消防抢险
在灾难抢救中,Adhoc网络 可以提供紧急通信和协作。
通讯备份
作为传统通信网络的备份, Adhoc网络可以提供容错性 和可靠性。
Adhoc网络技术
路由技术
选择合适的路径以在Adhoc网 络中传输数据。

第1节 Ad Hoc网络概述

第1节 Ad Hoc网络概述

第1节Ad Hoc网络概述1.1.1 Ad Hoc 网络的产生背景无线通信网络按照组网控制方式分为2类:1.具有预先部署的网络基础设施的移动网络:例如:蜂窝移动通信系统,无线局域网无线局域网(WLAN)结构图2.无基础设施的移动网络对于某些特殊场合,如:战场上部队的协同通信,地震或水灾后的营救,野外科学考察、临时会议等。

在这种情况下,就需要一种能够临时快速自动组网的移动通信技术,这就形成了另一类移动通信技术,即Ad Hoc网络通信技术.“Ad Hoc”一词来源于拉丁语,意思是:”专用的、特定的”Ad Hoc 网络通常也称为”无固定设网”、“自组织网”、“多跳网络”、“MANET”目前,Ad Hoc 网络已经得到了国际学术界和工业界的广泛关注.1.1.2 Ad Hoc 网络的历史发展自组网最初是应用于军事领域的,1972年DARPA(美国国防部高级研究计划署)资助研究了分组无线网PRnet(Packet Radio Network);其后,又由DARPA资助,于1993和1994年进行了高残存性自适应网络SURAN (Survivable Adaptive Network)和全球移动信息系统GlOMo(Globle MobileInformationSystems)的研究;Ad Hoc就是吸取了上述三个项目的组网思想,从而产生的一种新型的网络构架技术;IEEE802.11委员会称之为“Ad Hoc网络”,而IETF称之为MANET。

1.1.3 Ad Hoc 网络的定义Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的、临时性自治系统,整个网络没有固定的基础设施。

在自组网中,每个用户终端不仅能移动,而且,兼有路由器和主机两种功能。

一方面,作为主机,终端需要运行各种面向用户的应用程序;另一方面,作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,根据路由策略和路由表完成数据的分组转发和路由维护工作。

AdHoc网络

AdHoc网络

AdHoc网络AdHoc网络是一个没有有线基础设施支持的移动网络。

在AdHoc网络中,所有的节点都是由移动主机构成的。

最初是应用于军事领域,是为了在战场环境下分组无线网络数据的通信。

AdHoc是一个拉丁词汇,在拉丁语中他的意思是“为了这个目的(forthispurpose)”。

Adhoc网络是一种独具特色的网络,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,其关键技术一直是研究的热点和难点。

文章主要对Adhoc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,最后展望了Adhoc网络的发展前景。

1、Adhoc网络特点随着移动通信技术的飞速发展和普及,人们对移动通信的需求越来越强烈,涌现出了众多的移动通信技术,Adhoc就是其中之一。

Adhoc网络是一种无线多跳网络,与传统的无线网络相比,它不依赖于任何固定的基础设施和管理中心,而是由一组自主的移动节点临时组成,通过移动节点间的相互协作和自我组织,保持网络连接和实现数据的传递,主要应用于军事战场、医疗抢险以及抗洪救灾等特殊紧急环境。

Adhoc网络组网灵活、快速,使用非常方便,但必须为Adhoc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Adhoc网络,这是由Adhoc网络自身特性决定的。

因此有必要对Adhoc网络的路由协议、服务质量和功率控制等关键技术进行探讨。

2、关键技术探讨2.1路由协议路由协议是Adhoc网络的重要组成部分,开发良好的路由协议是建立Adhoc网络的首要问题。

与传统网络的协议相比,Adhoc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Adhoc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Adhoc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。

移动Adhoc网络的特点及应用

移动Adhoc网络的特点及应用

移动Adhoc⽹络的特点及应⽤移动Ad hoc⽹络的特点及应⽤1 Ad hoc⽹络的定义Ad hoc⽹是⼀种多跳的、⽆中⼼的、⾃组织⽆线⽹络,⼜称为多跳⽹(Multi-hop Network)、⽆基础设施⽹(Infrastructure less Network)或⾃组织⽹(Self-organizing Network)。

整个⽹络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的,并且都能以任意⽅式动态地保持与其它节点的联系。

在这种⽹络中,由于终端⽆线覆盖取值范围的有限性,两个⽆法直接进⾏通信的⽤户终端可以借助其它节点进⾏分组转发。

每⼀个节点同时是⼀个路由器,它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。

Ad hoc⽹络凭借其基于IP的分组交换技术,可以提供⾼速率(现有的移动蜂窝⽹的传输速率不超过2Mbit/s,⽽Ad hoc⽹络在2~6GHz频段上可提供2~50Mbit/s的数据速率)的数据业务和多媒体业务,从⽽成为第三代全球移动通信系统的⼀个重要补充;另⼀⽅⾯,Ad hoc⽹络也可以作为Internet⽹络的⽆线延伸。

2 Ad hoc⽹络的特点Ad hoc⽹络的主要特征有以下⼏点:1)最⼩化的基础设施⽀持。

2)⾃组织和⾃管理。

既然⽹络基础结构是不具可⽤性的,这些节点必须通过⾃⼰组织和维护⽹络(要求有⾃主的分布式控制)。

节点能侦测到其它节点的存在,并和它们⼀起加⼊⽹络。

3)⼤部分甚⾄所有节点都在移动,导致⽹络拓扑动态变化。

当节点移动时,⽹络拓扑变化,新的节点加⼊,⼀些节点离开,或者是⼀些路由中断。

经常出现频繁的、临时的、突发性的⽹络连接损失。

4)⽆线链路。

既然⼤多数节点是移动的,那就意味着只能是⽆线通信⽅式。

5)节点既是⼀个主机,⼜是⼀个路由器。

⼀个节点可能想连接到超出单跳距离外的另⼀个节点,那么对每⼀个节点⽽⾔,路由功能是必需的,因为⽹络没有下部结构⽀持,节点不必是同⼀类型(可以是电话、PDA、膝上型电脑、传感器等)。

第六讲 Ad Hoc网络

第六讲 Ad Hoc网络

移动Ad Hoc网络MAC协议
(2)MACAW MACAW(MACA for Wireless)协议,针对MACA
的缺陷做了改进。除了使用RTS/CTS握手信号外, 还使用了其它控制信号(DS,ACK,RRTS),进一 步解决暴露终端和隐终端问题。MACAW采用了一 种乘法增加线性减少退避算法(MILD)代替二进制 指数(BEB)退避,同时也实现了退避复制机制,使 得传输到同一个目的点的节点使用统一的计数器, 保证了接入的公平性。另外,它还使用了多流模型 以达到平衡传输。 过多的握手信号占用了大量的网络资源,开销和传 输时延比MACA大,另外MACAW也不适合用多播 环境。
Ad Hoc网络的结构
2、 网络结构 Ad hoc网络一般有两种结构:平面结构和分
级结构(传感器网络采用类似结构,由此看 到,他们在某些概念上很难区分或者有交叉 之处)。
a. 平面结构
Ad Hoc网络的结构
b. 单频分级结构
Ad Hoc网络的结构
c. 多频分级结构
Ad Hoc网络的结构
在平面结构中,所有结点的地位平等,所以又可以 称为对等式结构。原则上不存在瓶胫,所以比较健 壮它的缺点是可扩充性差:每一个结点都需要知道 到达其它所有结点的路由,维护这些动态变化的路 由信急需要大量的控制信息。
二、Ad Hoc网络的结构
1、 结点结构 Ad hoc网络中的结点不仅要具备普通移动终端的
功能,还要具有报文转发能力,即要具备路由器的 功能,因此,就完成的功能而言可以将结点分为主 机、路由器和电台三部分。 主机:完成普通移动终端的功能,包括人机接口、 数据处理等应用软件 ; 路由器:负责维护网络的拓扑结构和路由信息,完 成报文的转发功能; 电台部分:为信息传输提供无线信道支持。

ad-hoc 网络

ad-hoc 网络

网络安全——Ad hoc网络技术1. Ad hoc网络概述Ad Hoc源于拉丁语,意思是“for this",即“专用的、特定的”。

Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳临时性自治系统,每个移动终端兼备路由器和主机两种功能:作为主机,终端需要运行面向用户的应用程序;作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,根据路由策略和路由表参与分组转发和路由维护工作。

在Ad Hoc网络中,节点间的路由通常由多个网段(跳)组成,由于终端的无线传输范围有限,两个无法直接通信的终端节点往往要通过多个中间节点的转发来实现通信,所以又称为多跳无线网、自组织网络、无固定设施的网络或对等网络。

图1所示为Ad Hoc网络的一种典型结构.Ad Hoc网络目前有着广泛应用前景。

主要有:1)军事应用:军事应用是Ad Hoc网络技术的主要应用领域。

因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点,成为战场通信的首选技术。

2)探测网络:探测网络是Ad Hoc网络技术的另一大应用领域。

对于很多应用场合来说探测网络只能使用无线通信技术。

由于探测网络往往由各式各样的传感器构成,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,使用Ad Hoc网络实现多跳通信是非常实用的解决方法.分散在各处的传感器组成Ad Hoc网络,可以实现传感器之间和与控制中心之间的通信。

3)紧急和临时场合:在发生了地震、水灾、强热带风暴或遭受其他灾难打击后,固定的通信网络设施(如有线通信网络、蜂窝移动通信网络的基站等网络设施、卫星通信地球站以及微波接力站等)可能被全部摧毁或无法正常工作,这时就需要Ad Hoc网络这种不依赖任何固定网络设施又能快速布设的自组织网络技术.类似地,处于边远或偏僻野外地区时,同样无法依赖固定或预设的网络设施进行通信。

Ad Hoc网络技术的独立组网能力和自组织特点,成为这些场合通信的最佳选择。

4)个人通信:个人局域网(PAN,Personal Area Network)是Ad Hoc网络技术的另一应用领域.不仅可用于实现PDA、手机、手提电脑等个人电子通信设各之间的通信,还可用于个人局域网之间的多跳通信。

Ad_Hoc网络路由技术浅析

Ad_Hoc网络路由技术浅析

Ad Hoc网络路由技术浅析作者:盛敏田野李建东未来移动通信网络除了以低成本达到高数据率外,还要求网络组网灵活,具有适应性和生存能力。

无线自组织网络(Ad hoc)[1-4]是一种没有预定的基础设施支撑的自组织可重构的多跳无线网络,可以作为蜂窝移动网络的有效加强。

因此,移动自组织网络将因其灵活性而在未来移动通信网络中扮演重要作用。

1 AdHoc网络路由协议Ad hoc网络中,由于通信半径的限制,网络节点之间是通过多跳数据转发机制进行数据交互的,需要路由协议完成分组转发决策。

与传统路由协议相比,Ad hoc路由协议的设计面临着网络拓扑动态变化、带宽受限、信道容量变化、移动终端有限的可用资源等新的问题和挑战。

早在1996年,因特网工程任务组(IETF)就成立了移动Ad hoc网络工作小组(MANET WG),其核心任务就是研究无线自组织网络环境下基于IP协议的路由协议规范和接口设计。

IETF RFC2501详细给出了无线Ad hoc网络的应用场合、特征和性能要求。

目前,MANET WG已经公布了一系列的有关Ad hoc路由的草案,如动态源路由算法(DSR)、基于反向路径转发的拓扑分发协议(TBRPF)、优化链路状态路由算法(OLSR)、按需距离矢量路由算法(AODV)、临时按序路由算法(TORA)、区域路由算法(ZRP);此外,研究还提出了许多Ad hoc路由协议,如目的序列距离矢量路由算法(DSDV)、无线路由协议(WRP)、陆标路由协议(LANMAR)、位置辅助路由(LAR)、鱼眼状态路由算法(FSR)。

这些路由协议根据所采用的基本路由机制的不同,可分为基于链路状态的路由协议、基于距离矢量的路由协议、源路由协议及反向链路协议;按照网络逻辑结构的不同,可分为平面结构的路由协议和分层结构的路由协议;按照路由发现策略的不同,可分为表驱动路由协议、按需路由协议以及混合路由协议。

2 大规模AdHoc网络中的路由技术Ad hoc网络规模性[5]的研究可以广义地定义为:研究当网络中有大量节点存在时,网络能否为分组提供可以接受的服务,它与网络大小、节点分布的密度、运行的环境(传播模型、地型环境等)及移动性相关。

ad hoc网络

ad hoc网络

目前Ad hoc网络信道接入协议
目前Ad hoc网络信道接入协议大多采用多重接入技术,即 节点通过多重接入算法来争用共享的无线信道。 这种技术最大的优点就是健壮性好,较适合于动态的网络 使用。 当然,接入时间的不确定性也是其显著的缺点之一,这种 不确定性主要是指在Ad hoc网络中,即使将优先接入的能 力赋予给某个节点,也无法保证它能在限定的时间内成功 接入信道。 这也阻碍了某些具有时间要求的业务选择Ad hoc网络。
蜂窝移动通信系统路由示意图
Ad hoc网络与蜂窝移动通信系统的区别 当移动节点A呼叫移动节点B时,节点A并不知道节点B的 具体位置,而是通过网络中的基站和交换机等中间设施来 建立到节点B的路由。由此不难看出,固定网络设备(交换 机、VLR/HLR等)是路由选择及建立的实施者,基站主要 完成信号的发送和接收。而在Ad hoc网络中,是不存在上 述固定设备的,路由选择只能由移动节点自身完成 。 同时,在蜂窝移动通信系统中,网络结构总体而言比较稳 定。而在Ad hoc网络环境下,网络拓扑结构发生经常性的 变化,网络拓扑的频繁变化极大地影响着路由的选择。
Ad Hoc网络信道接入协议
Ad Hoc网络信道接入协议
由于Ad hoc网络应用环境等因素的特殊性,是无法采用基 于固定的或有中心的网络协议的,以往在蜂窝移动通信系 统中所使用的有中心的信道接入技术和传统的基于共享广 播信道的信道接入技术是无法直接应用到Ad hoc网络中的 ,而是需要专门设计特定的信道接入协议。 Ad hoc网络协议栈中,信道接入协议运行在物理层之上, 是所有报文在无线信道上发送和接收的直接控制者,它的 性能好坏将直接影响着信道的利用率和整个网络的性能。 因此,从Ad hoc网络出现至今,信道接入协议一直是研究 的重点。

ad hoc无线网络综述

ad hoc无线网络综述

1概述Ad hoc网络定义根据IEEE的定义,Ad hoc网络是一种特殊的自组织、对等式、多跳、无线移动网络,也常被称为移动Ad hoc网络。

它由一组无线移动节点组成,是一种不需要依靠现有固定通信网络基础设施的、能够迅速展开使用的网络体系,所需人工干预最少,是没有任何中心实体、自组织、自愈的网络。

在自组网中,每个用户终端不仅能移动,而且,兼有路由器和主机两种功能。

一方面,作为主机,终端需要运行各种面向用户的应用程序;另一方面,作为路由器,终端需要运行相应的路由协议,根据路由策略和路由表完成数据的分组转发和路由维护工作。

Ad Hoc网络中的信息流采用分组数据格式,传输采用包交换机制,基于TCP/IP协议簇。

所以说,Ad Hoc网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,是移动计算机通信网络的一种类型。

Ad hoc网络特点Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。

网络中所有结点的地位平等,无需设置任何的中心控制结点。

网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能,而且具有报文转发能力。

1.无中心Ad hoc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。

结点可以随时加入和离开网络。

任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任何预设的网络设施。

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,Ad hoc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完成的。

4. 动态拓扑Ad hoc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。

这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别。

无线Adhoc网络技术

无线Adhoc网络技术

无线Adhoc网络技术摘要:无线Adhoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络。

文章详细介绍了无线Adhoc网络的由来、主要特征、关键技术和应用等方面,并展望了它的发展前景。

关键词:Adhoc网络;路由技术;安全问题;互联;分层自组网;多跳网ABSTRACT:Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechn ologies,thewirel essAdhocnetworkcomesupasanewtypeofnetwork.Thispaper describestheorigin,features,keytechnologiesandapplicationsoftheAdho cnetworkindetail,andforecastsitsdevelopmenttrends.KEYWORDS:Adhocnetwork;Routingtechnology;Securityproblem;Interconnection;Hierarchicalself-organizingnetworks;Multi-hopnetwork近几年,无线网络在支持移动性方面的发展非常迅速。

按照移动通信系统是否具有基础设施,可以把移动无线网络分成两类。

第1种类型是具有基础设施的网络。

移动节点借助于通信范围内最近的基站实现通信。

在这样的网络里,移动节点相当于移动终端,它不具备路由功能,而只有移动交换机负责路由和交换功能。

这种类型网络的典型例子有蜂窝无线系统、办公室无线局域网等。

移动无线网络的第2种类型是一种无基础设施的移动网络,也就是无线Adhoc网(见图1)。

它是一种自治的无线多跳网,整个网络没有固定的基础设施,也没有固定的路由器,所有节点都是移动的,并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。

在这种环境中,由于终端的无线覆盖范围的有限性,两个无法直接进行通信的用户终端可以借助于其它节点进行分组转发。

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DSR路由协议介绍
• 路由请求 源节点向邻居节点广播路由请 求消息(RREQ)和源节点地址, 求消息(RREQ)和源节点地址,中 间节点接收到RREQ RREQ后 间节点接收到RREQ后,将自己的地 址附在路由记录( 址附在路由记录(记录从源节点到 目的节点路由的中间节点) 目的节点路由的中间节点)中。
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动态源路由协议(Dynamic DSR)是在移动自组网 动态源路由协议(Dynamic Source Routing, DSR)是在移动自组网 (MANET)中使用的一种路由协议 它工作在TCP/IP协议族的网际层。 中使用的一种路由协议。 TCP/IP协议族的网际层 (MANET)中使用的一种路由协议。它工作在TCP/IP协议族的网际层。 DSR是一个专门为多跳无线 是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议 网络设计的简单且高效的路由协议。 DSR是一个专门为多跳无线Ad Hoc网络设计的简单且高效的路由协议。所有 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护, DSR路由协议动态地 的路由都是由DSR路由协议动态地、自动地确定和维护,它提供快速反应式 服务,以便帮助确保数据分组的成功交付, 服务,以便帮助确保数据分组的成功交付,即使在节点移动或者其他网络状 况变化的条件下也是如此。 况变化的条件下也是如此。 DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找 路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery) DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找(Route Discovery)机制 和路由维护(RouteMaintenance)机制。路由寻找机制在源节点需要给目的节 和路由维护(RouteMaintenance)机制。 (RouteMaintenance)机制 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。 点发送一个分组并且还不知道到达目的节点的路由的时候使用。当源节点正 在使用一条到达目的节点的源路由的时候, 在使用一条到达目的节点的源路由的时候,源节点使用路由维护机制可以检 测出因为拓扑变化不能使用的路由, 测出因为拓扑变化不能使用的路由,当路由维护指出一条源路由已经中断而 不再起作用的时候,为了将随后的数据分组传输到目的节点, 不再起作用的时候,为了将随后的数据分组传输到目的节点,源节点能够尽 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由, 力使用一条偶然获知的到达目的节点的路由,或者重新调用路由寻找机制找 到一条新路由
AdHoc网络简介
4. 有限的主机能源
在Ad Hoc网络中,主机均是一些移动设备,如PDA、便携计算机或掌上 电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下,主机的能源主要由电池提供, 因此Ad Hoc网络有能源有限的特点。 在Ad Hoc网络中没有中心控制节点,主机通过分布式协议互联。一旦网 络的某个或某些节点发生故障,其余的节点仍然能够正常工作。
DSR路由协议介绍
在DSR路由协议中,路由寻找机制和路由维护机制均是完全按需操作,不 DSR路由协议中,路由寻找机制和路由维护机制均是完全按需操作, 路由协议中 需要某个网络层次的某种周期分组, DSR不需要任何周期性的路由广播分 需要某个网络层次的某种周期分组,如DSR不需要任何周期性的路由广播分 链路状态探测分组。DSR路由协议的的所有状态都是 软状态” 路由协议的的所有状态都是“ 组、链路状态探测分组。DSR路由协议的的所有状态都是“软状态”,因为 任何状态的丢失都不会影响DSR路由协议的正确操作, DSR路由协议的正确操作 任何状态的丢失都不会影响DSR路由协议的正确操作,因为所有状态都是按 需建立,所有状态在丢失之后如果仍然需要的话则能够很容易得到迅速恢复。 需建立,所有状态在丢失之后如果仍然需要的话则能够很容易得到迅速恢复。
5. 网络的分布式特性 6. 生存周期短
7. 有限的物理安全
Ad Hoc网络主要用于临时的通信需求,相对与有线网络,它的生存时间一 般比较短。 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。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安 全攻击。不过Ad Hoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁 性。
DSR路由协议介绍
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• DSR协议操作 DSR协议操作 路由发现
当一个节点欲发送数据到目的节点时, 当一个节点欲发送数据到目的节点时,它首先查询路由缓冲器是否有到 达目的节点的路由。如果有,则按此路由发送数据;如果没有, 达目的节点的路由。如果有,则按此路由发送数据;如果没有,源节点就开 始启动路由发现程序。路由发现过程中使用洪泛路由 洪泛路由( 始启动路由发现程序。路由发现过程中使用洪泛路由(Flooding Ronuting) 路由发现的具体处理过程: 路由发现的具体处理过程: 当节点S需要向节点D发送数据,但不知道节点D的路由,于是节点S 当节点S需要向节点D发送数据,但不知道节点D的路由,于是节点S就开 始路由发现过程。源节点S洪泛“路由请求”分组Route Request(RREQ),每 始路由发现过程。源节点S洪泛“路由请求”分组Route Request(RREQ),每 个请求分组通过序列号和源节点S 个请求分组通过序列号和源节点S标识唯一确定
混合路由协议结合了表驱动与按需路由协议的优点,局部范围内使用 合路由协议结合了表驱动与按需路由协议的优点, 合路由协议结合了表驱动与按需路由协议的优点 表驱动路由协议以维护比较准确的路由信息, 表驱动路由协议以维护比较准确的路由信息,而在查找距离较远的路由信息 时使用按需路由以减少全局的路由协议开销,主要代表性协议是ZRP协议 时使用按需路由以减少全局的路
(注:简单介绍一下表驱动路由协议和按需路由协议。) 简单介绍一下表驱动路由协议和按需路由协议。)
AdHoc路由协议
表驱动( driven) 表驱动(table driven)的路由协议通过不断的检测网络 拓扑和链路的变化情况动态的更新路由表,在这种路由协议中, 拓扑和链路的变化情况动态的更新路由表,在这种路由协议中, 每个节点都维护一张或多张表格, 每个节点都维护一张或多张表格,这些表格包含到达网络中他 节点的路由信息。当检测到网络的拓扑结构发生变化的时候, 节点的路由信息。当检测到网络的拓扑结构发生变化的时候, 节点在网络中发送更新的信息, 节点在网络中发送更新的信息,收到更新信息的节点更新自己 表格
AdHoc网络及路由技术简介 Nhomakorabea AdHoc
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hoc网是一种多跳 网是一种多跳(structureless Network)或自组织网(Self-orAd hoc网是一种多跳(structureless Network)或自组织网(Self-organizing Network)。整个网络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的, Network)。整个网络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的, )。整个网络没有固定的基础设施 并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中, 并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中,由于终 端无线覆盖取值范围的有限性, 端无线覆盖取值范围的有限性,两个无法直接进行通信的用户终端可以借助 其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器, 其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器,它们能完成发现以 及维持到其它节点路由的功能。 及维持到其它节点路由的功能。 由于Ad hoc网络是一种工作在无定结构环境下的自组织的无线移 由于Ad hoc网络是一种工作在无定结构环境下的自组织的无线移 动网络。它适用于军事或是一些战固略应用场合。例如, 动网络。它适用于军事或是一些战固略应用场合。例如,战场上部队快速展 开和推进、发生地震或水灾后的的、无中心的、自组织无线网络, 开和推进、发生地震或水灾后的的、无中心的、自组织无线网络,又称为多 跳网(MultiNetwork)、无基础设施网(Infra营救等 )、无基础设施网 营救等。 跳网(Multi-hop Network)、无基础设施网(Infra营救等。在没有网络基 础设施的情况下, hoc网络可以快速组网 其节点可以移动, 网络可以快速组网, 础设施的情况下,Ad hoc网络可以快速组网,其节点可以移动,网络中的每 个节点既充当主机又充当路由器。由于Ad hoc网络具有组网快捷 灵活, 网络具有组网快捷、 个节点既充当主机又充当路由器。由于Ad hoc网络具有组网快捷、灵活,且 不受有线网络约束等优点而具有广泛的应用前景。 不受有线网络约束等优点而具有广泛的应用前景。
DSR 路由协议的路由寻找机制和路由维护机制的操作使得单向链(一条 路由协议的路由寻找机制和路由维护机制的操作使得单向链( 链路只能沿一个方向发送数据)和不对称路由(任意一对主机HA HB,路由 HA、 链路只能沿一个方向发送数据)和不对称路由(任意一对主机HA、HB,路由 对称性是指从主机HA到主机HB的路由是否与从主机HB到主机HA HA到主机HB的路由是否与从主机HB到主机HA的路由经过相 对称性是指从主机HA到主机HB的路由是否与从主机HB到主机HA的路由经过相 同但次序正好相反的转发实体) DSR路由协议的完整版本直接使用 路由协议的完整版本直接使用“ 同但次序正好相反的转发实体)。DSR路由协议的完整版本直接使用“源路 节点使用路由缓冲器存储节点所知的源路由,当发现新路由时, 由”,节点使用路由缓冲器存储节点所知的源路由,当发现新路由时,更新 缓冲器内的条目。 缓冲器内的条目。节点所发送的每个数据分组均在其分组头中携带其将要通 过的一个完整的、按序排列的路由信息。 过的一个完整的、按序排列的路由信息。
AdHoc路由协议
Hoc网络路由协议分类 Ad Hoc
• 根据发现路由的驱动模式的不同,分为表驱动路由协议,按需路由协议, 根据发现路由的驱动模式的不同,分为表驱动路由协议,按需路由协议,混 合式路由协议。 合式路由协议。
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