无线自组织网络综述

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无线自组网络

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

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

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

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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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终端
基站
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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

无线自组织网络3篇

无线自组织网络3篇

无线自组织网络一、无线自组织网络综述无线自组织网络(Wireless Ad hoc Network,简称WANET)是指在没有任何设备已预先部署的情况下,通过不需要任何网络设备(如路由器、交换机)的辅助,以节点之间的自主协调和通信,在物理范围内建立临时网络。

它是一种分布式、去中心化的通信网络,由多个具有连接、路由和数据转发能力的节点组成,可在不可信任的环境下实现有效的通信。

WANET网络的主要特点是节点随时加入、离开,网络拓扑结构动态变化,同时网络中的节点还要完成路由转发等网络协议功能,网络资源有限,且信息传输会受到信道的干扰影响。

WANET应用广泛,比如:灾难野外通信、军事战场通信、车联网、物流配送、智能家居等领域。

因此,以WANET为研究对象,综述WANET的技术特点和研究进展,对于提高WANET应用的数据传输质量、提升网络安全性、优化网络拓扑结构等方面具有很大的意义。

二、WANET技术特点1. 网络自主建立WANET不需要中央控制,节点可以根据需要自主地建立和拆除连接,构建出网络拓扑结构。

它们之间可以通过广播或目标使命令将信息传递给其他节点,从而有效进行自治通信。

2. 网络动态调整WANET的拓扑结构和节点数量在运行过程中会发生变化,一些节点可能会离开网络并重新加入。

此时,整个网络需要进行调整,以适应网络的变化和节点之间实时连通的需求。

3. 路由机制自动选择WANET中,每个节点都有一定的路由功能。

当数据流动时,它们会动态选择路由以完成数据传输。

通过自动选择最短路径的路由,网络的吞吐量和数据传输效率可以得到极大的提升。

4. 资源有限WANET网络中的节点的资源是非常有限的,主要指存储空间、计算资源和电力。

在资源有限的情况下,如何有效利用每个节点的资源以支持可靠的数据传输是WANET设计的主要难点。

5. 通信受到信道质量的影响WANET中的数据传输主要依赖于无线信道,在移动节点速度和位置变化的情况下,通信质量也会随之改变。

无线传感器网络中的自组织网络技术研究

无线传感器网络中的自组织网络技术研究

无线传感器网络中的自组织网络技术研究无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是指由大量的分布式传感器节点组成的网络系统,这些节点可以采集、处理、存储和传输环境信息,通过对环境进行实时观测和监测,实现对环境的智能控制和管理。

WSN的应用范围非常广泛,如环境监测、农业领域、智能交通、工厂自动化等等。

在WSN中,自组织网络技术是一种非常重要的技术,本文将对WSN中的自组织网络技术进行研究。

一、自组织网络技术概述自组织网络技术(Self-Organizing Network,SON)是一种网络管理技术,通过分布式协调和动态调整来实现网络自我优化和管理的能力。

在WSN中,自组织网络技术是一种非常重要的技术,可以实现节点之间的自动协调和优化,提高网络的可靠性和性能。

自组织网络技术包括三种技术:1. 自组织分簇(Self-Organizing Clustering,SOC)技术SOC技术是一种基于分簇的网络管理技术,可以自动将网络中的节点分组,形成多个簇。

在每个簇中,一个节点被选为簇头节点,负责协调和管理该簇中的节点操作。

通过SOC技术,可以降低节点之间的通信量,减少能量消耗和网络开销,提高网络的可靠性和性能。

2. 自组织路由(Self-Organizing Routing,SOR)技术SOR技术是一种基于路由的网络管理技术,可以自动寻找传输最佳路径,通过适应性路由算法,实现节点之间的自动协调和优化。

通过SOR技术,可以提高网络的传输效率和可靠性,减少通信时延和能耗。

3. 自组织电源控制(Self-Organizing Power Control,SOPC)技术SOPC技术是一种基于能量管理的网络管理技术,可以通过调整节点的发送功率和休眠状态,实现节点之间的自动协调和优化。

通过SOPC技术,可以降低节点能量消耗,延长网络寿命,提高网络可靠性和性能。

二、自组织网络技术优势相比传统的网络管理技术,自组织网络技术有以下优势:1. 基于分布式控制,网络管理更加灵活和高效。

无线通信中的自组织网络技术

无线通信中的自组织网络技术

无线通信中的自组织网络技术无线通信自组织网络技术的崛起随着科技的不断进步和无线通信技术的广泛应用,自组织网络技术自然而然地成为无线通信领域的焦点之一。

自组织网络技术是通过节点之间的自主协作和相互通信来构建网络,消除了传统的集中式网络管理架构,有效解决了传统网络的局限性和复杂性。

自组织网络技术具有较强的适应性和灵活性。

传统的无线通信网络通常由网络管理员或提供商配置和管理,而自组织网络技术则不同,它完全依靠节点之间的相互协作来动态地构建和管理通信网络。

这种自适应性使得自组织网络能够应对网络拓扑的变化,例如节点的加入和离开,网络的分割和重组等,实现了更加灵活的网络部署和优化。

自组织网络技术也带来了更高的可靠性和容错性。

传统网络架构中,网络节点的故障或服务中断会导致网络的不稳定和瘫痪。

而在自组织网络中,每个节点都具有相同的功能和能力,节点之间通过相互通信来发现和修复网络中的故障,实现了分布式的网络管理和容错机制。

这种去中心化的特点使得自组织网络能够更好地应对网络中的各种故障和攻击,保证了通信的稳定性和可靠性。

另外,自组织网络技术还具有一些其他的优点。

首先,它可以减少网络部署和维护的成本。

传统网络需要依靠专业人员进行配置和管理,而自组织网络可以自动完成网络拓扑的构建和优化,减少了人力和物力资源的浪费。

其次,自组织网络可以提供更好的网络覆盖和扩展性。

传统网络往往在网络覆盖和容量上存在限制,而自组织网络可以通过节点之间的相互协作扩展网络的范围和容量,提供更好的无线通信服务。

尽管自组织网络技术具有许多优点,但也存在一些挑战和问题需要解决。

首先,自组织网络面临着安全性和隐私保护的挑战。

由于节点之间的相互通信和协作,网络中的信息容易受到未经授权的访问和攻击。

其次,自组织网络需要解决节点之间的合作和竞争问题。

节点之间需要相互合作来构建网络,但同时也存在资源竞争和冲突的情况。

这些问题需要进一步的研究和解决,以确保自组织网络的正常运行和安全性。

无线移动自组织网络

无线移动自组织网络

无线移动自组织网络【摘要】本文介绍了无线移动自组织网络的特点、关键技术和应用。

近年来,无线移动自组织网络已引起了人们的广泛注意,并成为一个新的研究热点。

【关键词】无线移动自组织(Ad Hoc)网络;应用无线移动自组织(以下简称Ad Hoc)网络是由一组移动或固定的无线节点组成的,不依赖于任何基础设施(如基站、接入点)的自组织的网络,网络中每个节点可以和其发射范围内的其他节点直接通信,同时利用其他节点作为中继而与发射范围外的节点进行通信。

与传统的带固定设备(如基站)的无线网络相比,其显著特点是网络中没有固定的通信设施,网络中所有通信节点都是移动的,每个移动节点既是终端又是路由器,能够提供包的存储转发功能。

由于无须固定通信设施的支持,因此,无线自组织网络具有很高的灵活性,可广泛应用于敌对和不易建设固定通信设施的环境中,如野战通信、紧急搜救、临时会议等。

近年来,无线自组织网络已引起了人们的广泛注意,并成为一个新的研究热点。

1.网络的特点Ad Hoc网络是一种无中心的网络,它与传统的有线网络以及蜂窝移动网络不同,具有如下特点:1.1独立组网Ad Hoc网络具有独立组网能力,即网络的布设无需依赖于任何预先架设的网络设施。

节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

1.2无中心Ad Hoc网络采用无中心结构,所有节点的地位平等,组成一个对等式网络,节点可以随时加入或离开网络,任意节点的故障不会影响整个网络的运行。

与有中心网络相比,Ad Hoc网络具有很强的抗毁性。

1.3自组织Ad Hoc网络没有严格的控制中心,所有节点通过分层的网络协议和分布式算法协调各自的行为。

无中心和自组织特点使得Ad Hoc网络可以实现快速自动组网。

1.4多跳路由与普通网络中的多跳不同,Ad Hoc网络中的多跳路由是由普通节点共同协作完成的,而不是由专用的路由设备(如路由器)完成的。

反过来,如果可以使用多跳路由,节点的发送功率可以很低,从而达到节省电能、延长电池工作时间的目的。

无线自组网络路由算法综述

无线自组网络路由算法综述

知道路 由的 中间节点进 行 响应
链 路失效 能够 被立 即报 告 ,这
样路 由可重新建立 不活跃的路由在一定时间后会被删除 。 即 一 即 是一个分布 式 、 适 应 、 回路 的路 由算法 。 包含 自 无 它 个 功能 路 由建立 、 路
由维持 、 路由释放 。当源节点需要通讯时 ,采用洪泛式请求 , 目 的节 点应 答 ,这 时路 由建立 。 网络拓扑 结构 发生 变化 是 ,采用 当 “ 链路反向 ” 算法 ,来修改路 由 。当某个路由失效时 ,洪泛一个 释放路由 。 播。 一 协议是环路开放的 、 分组复用的 ,它为 自组织网定义一个新的度量 。。这个 。 就是联合稳定性程度 。在 ,路 由的选择基于节点的联合稳定性程度 。 节点周期性地 发送信标来表明 自身的情况 。 一旦相邻节点收到信标 ,它们 的 联合路 由表就会 被更 新 。每接收 一个 信标 ,节 点就 增 加一个 关 于发送信标 的节点的联合条 目。 联合稳定性通过节点和其它节 点在时间和空间的连接稳定性来定义 。 高联合稳定性也许意味 着节点的低移动率 ,而低稳定性意味着高移动率 。当节点的相 邻节点或节点本身移动出相邻的范围时 , 联合条 目会被刷新 。 的基本 目标是为 自组织 网找出生命时间更长的路 由。
述。
被称 为 网关 。 每个节 点 维护两 种 数据 结构 路 由表 和簇 成员 表 。 协议 ,周期性地与同簇内的邻居节点交换簇成 员表 ,更新表信息 。 当一个节点要与簇外节点通信时 ,数据包首 先传递给 自己所在簇 的簇首 , 然后通过网关到达另外一个簇 首 ,以此种 方法 穿过 中间的 分簇 ,到达 目的节 点所 在簇 的簇 首 , 然后 再 转 发给 目的节 点 。 通 过 分 簇 ,大 大减 少 了维护 路 由表所需要的信息量 。另外 ,采用这种路 由的网络有 比较好的 扩展 性 ,但 其缺 点 是算 法相 对复 杂 ,需 要一 定 的执 行代 价 。 是一种 基于最短路 径 的路 由协 议 ,每 个节 点都 维持 距 离表 、 由表 、 路 开销 表 和报 路 链 文重传 表 个表 , 通 过其邻 近节点 的最短 路径 生成树 生成 自己的 后 ,再向邻节点传

无线自组织网络

无线自组织网络

无线自组织网络无线自组织网络(MANET)是指一类不需任何预先部署的基础设施支持,由移动设备通过无线链路自主组织而成的一个临时性网络。

在MANET中,参与网络的设备不受地理位置和网络服务商的限制,可以灵活地进行自主连接与拆除,形成任意拓扑结构。

这种无线网络可适用于军事作战、应急救援、智慧城市等应用场景。

传统的有线网络需要许多设备、电缆等基础设施,而且要先设计好网络的拓扑结构,才能正常工作。

这种网络的组建需要初始构建成本较高。

而随着无线网络技术的不断发展,人们通过技术手段实现基于无线电波的通信,不用电缆即可完成网络拓扑的形成,从而形成了无线自组织网络。

在MANET技术中,节点的移动性是一大难题。

因为节点可能随时在网络中移动位置或者离开网络,这就导致网络的拓扑结构随之变化但却不得不保持信息传输的稳定性和准确性。

此外,由于MANET是一类自组织的网络,它的节点可能会随时进入或退出网络,而这些节点的进退又往往会引发拓扑结构的变化,为数据传输带来不小的挑战。

为了应对这些问题,MANET在基于节点距离的路由协议、建立抗干扰稳定性多径编码方案和多目标优化信道分配方案上进行了不断的研究和优化。

同时,节点的位置信息和拓扑信息的维护和管理也成了MANET研究的热点。

在节点移动性大的情况下,MANET需要使用一些特殊的路由协议来解决节点接入、移动、离开等问题。

目前针对MANET的路由协议有很多种,其中比较常见的有 AODV、DSDV、OLSR、DSR 等协议。

由于MANET中节点数量较大,而且不同节点之间的距离关系动态变化,所以其网络质量必然大大低于传统有线网络。

在MANET中,无线网络带宽及调制方式的限制带来了大量的干扰和噪声,而且通信距离也受到限制,这些都是导致网络性能低下的主要原因。

为此,可以通过多径通信技术、组网技术和多目标优化信道分配方案等技术手段解决这些问题。

在维护节点位置信息和拓扑信息的过程中,MANET也需要用到一些特殊技术。

无线自组织网络概述

无线自组织网络概述
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表驱动路由协议——DSDV路由协议
☆基于Bellman Ford算法,是距离向量协议的改进 之一;
☆路由表通过序列号区分路由的新旧,能消除路 由环路,提高了算法效率;
☆快速反应拓扑的变化;
☆延迟了对不稳定路由节点的广播通告;
●缺点:不能适应快速变化的网络;资源开销可 能被浪费;多数路由信息可能从未使用;目标之 间只提供一条不支持单向连接的路由;
D

序列号 1001
(b)中节点B路由表更新 目标节点 下一跳 跳计数
D

序列号 1001
(b)中节点C路由表更新 目标节点 下一跳 跳计数
D
D
1
序列号 1001
由于A和C会周期性交换路由信息,当A收到C的 路由更新后,在序列号相同时,则会根据DV算法 来判断是否更新路由。显然,A会更新路由。当A 想发送报文给D时,会把下一跳信息设置为C,这
协议原理:当某一移动节点要发送分组时,先查询本地高 速路由缓冲区,如存在路由,直接发送数据,否则发送一 个含源、目标地址的路由请求分组,启动路由发现过程。
中间节点收到该请求后,也查询本地缓冲区,如无到达目 标地址的路径,则将本节点地址加入请求分组后转发,直 至目标节点或有到达目标节点路由的中间节点。该节点返 回一个路由应答分组,包含了从源到目标路径上所有节点 的序列。每个发送的数据分组都将包含发回的路径序列, 于是中间节点不再需要保存路由信息,也不需要周期性路 由广播和邻居发现。
☆资源有限
一方面是节点的能量有限,而移动会消耗更多能 量,降低网络性能;另一方面,网络带宽相对有 限,信号间的冲突和干扰使得带宽远低于理论值。
MANET的特点
☆多跳通信 实现不同覆盖网络间的源与目标主机间的通信。 两个节点的通信可以是点对点的方式;如果二者 距离超出无线信号覆盖范围,则需中间节点进行 分组的转发,称之为多跳路由。 ☆安全性较低 无线信道易受窃听、篡改、伪造等攻击的威胁, 如果路由协议或无线信道遭受恶意攻击或干扰, 整个网络可能中断正常工作。

浅论无线自组织网络

浅论无线自组织网络
浅论无线 自组 织 网络
李 雪梅 戴江为
( 长沙商贸旅游职业技术学院 湖南 长沙 4 1 0 0 0 )
摘 要: 无线 自组 织网络是一种 自动 组网的、 对等 式的、 多跳 的无线移动 网络 , 可用在事 故的突发现场 以及人 们希望 能迅 速共享 信 息的会议 、 办公 室等场所。 目前 , 采 用 w卜F j 体制 A dHo c网络模 式构造 的无线 ME S H 无线 区域 网被 认为是未来的业务热 点之 一 ,
将 成 为 新 的 通 信 业务 增 长 点 。
关键 词 : A d h o c ; Wi — F i ; 路 由协 议
1无线 自组 织 网 络起 源
现有 的无线通信 网一般都是 有中心的 ,要基 于预设 的网络 基础架 构才能运行 。例如 , 蜂窝移动通信 系统要有基站 的支持 ;
为多跳 无线网络 、 无线 自组织 网络或无基础设施 的网络 。由于 网
移动 A d h o c 网络 因为采 用特 殊 的无 线链 路通信 方式 导致
其在无线链路 层极容易受到攻击 , 常见 的攻 击有被动窃听 , 或者 通信信息遭 到干扰 、 破坏 等 。因为 A d h o e网络运用 的技术 使其 具有一定 的特殊性 , 如终 端通 信的分布式控 制、 无线信 道等这些
由于移 动终端发射功率都不 太大 ,单个节点 的覆 盖范 围是 有限 的。 在普通 网络 中 , 一般采用专用的路 由设备作为 中间节点
( 3 ) 现有 的依 赖 固定 基础设施 的通信 手段不 能保证 全地域 覆盖, 有些地 域地理位置或环境条件 恶劣 , 不能够 建设基础通信 设 施 。需要一种不依赖基础 设施 的通信手段来 延伸其 网络覆盖

无线自组织网络综述

无线自组织网络综述

无线自组织网络综述余梓奇11(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。

自组织无线网络技术简介

自组织无线网络技术简介

Existing MANET protocols
discover routes Source routing on-demand (re-active) Variation of distant vector? 按需路由
MANET routing protocols Table driven
DSR AODV, ABR, TORA DSDV、CGSR
adhoc网络结构每个簇由一个簇头和多个簇成员组成使用多频的两级结构uavadhoc优点节点覆盖范围较小缺点流量管理节点数目多移动性强的环境下维持网络最新拓扑的控制开销大抗毁性好缺点closter头是瓶颈减少路由协议开销路由不一定最短adhocadhoc节点移动要发现新路由多跳通信adhoc由于移动和分区很难将信息分发到一个没有固定成员网络的所有节点采用泛洪技术的链路状态协议造成额外的通信和控制开销常规路由协议周期性地路由更新消耗大量的网络带宽和节点能源无线终端功率的差异以及无线信道的干扰导致单向信道的存在adhoc网络三个不断变化的基本特征网络的使用模式adhoc利用地理信息进行路由选择ondemand反应式reactive路由dsraodvtabledriven先应式proactive路由这些cluster或者zone可组成较大的supercluster或者superzonecluster内所有节点都与clusterhead直接通信cluster内节点间的通信一般是两跳

移动ad hoc网络基础知识


WLAN
移动节点配备无线网网卡 移动节点通过接入点与固定网络连接 WLAN工作在链路层,对网络层透明 对网络层来说WLAN是一个单跳网络
的依 现赖 有于 网类 络似 基基 础站 设或 施接 。入 点

无线网络中的自组织网络技术研究

无线网络中的自组织网络技术研究

无线网络中的自组织网络技术研究一、引言随着科技的不断进步,无线网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分,也成为了工业、交通、医疗等各个领域中最为重要的基础设施之一。

而在无线网络技术中,自组织网络技术已经逐渐成为了一个热门的研究领域。

本文将针对无线网络中的自组织网络技术进行深入研究,并分析该技术的应用前景。

二、自组织网络技术的概念和特征自组织网络技术是指利用网络中节点本身的功能和智能来完成网络的组织、管理、控制和维护的一种无线网络技术。

自组织网络技术相较于其他网络技术的最大特征在于其不需要中心节点的存在,而是利用网络中节点之间的对等关系,自动形成网络拓扑结构。

三、自组织网络技术的优势1. 网络拓扑结构灵活性强:自组织网络技术可以自动形成网络拓扑结构,可以根据网络节点的数量、网络拓扑结构的动态变化等因素来自适应地调整网络结构,从而有效提高网络的可靠性和稳定性。

2. 抗干扰能力强:自组织网络技术利用节点之间的对等关系进行信息交换和传输,可以避免单一节点的故障造成的全网故障,提高了整个网络的抗干扰能力。

3. 节省成本:自组织网络技术不需要中心节点进行管理和控制,可以节省网络架设和维护的成本。

4. 高度可扩展:自组织网络技术利用节点自身的智能进行网络管理和控制,可以有效地提高网络的可扩展性。

四、自组织网络技术的应用领域1. 物联网:随着物联网技术的快速发展,自组织网络技术可以为物联网设备之间的通信提供良好的底层支撑。

利用自组织网络技术可以有效地解决物联网中设备之间互联的问题,提供更为稳定、可靠的通信环境。

2. 航空、航天领域:在航空、航天领域中,如何建立稳定、可靠的通信网络一直是一个重要的问题。

利用自组织网络技术可以实现智能化、自适应的网络拓扑结构,提高通信网络的可靠性和稳定性。

3. 战场通信:在战争中,战场通信的稳定和可靠性关系到军事行动的成功与否。

自组织网络技术不依赖于中心节点,可以解决战场通信中单一节点故障造成的整个网络瘫痪的问题,提高通信的可靠性和稳定性。

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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。

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