移动自组网

安全性差：开放的无线信道，有限的电源供应，分布式控
制。（易遭受窃听、主动入侵、拒绝服务等网络攻击 ）
移动自组网的主要研究问题

信道接入（MAC协议）：

困难：多跳共享广播信道的介质访问控制。

路由协议：

困难：网络拓扑的动态变化导致路由信息收集困难，路 由算法难收敛，路由经常中断需要重建。 困难：网络的动态性（链路质量、带宽、路由不稳定） 及分布式控制很难保证传输质量。 困难：分布式认证与密钥管理，防御入侵。

服务质量保证：


Biblioteka Baidu
网络安全：

1. 移动自组网的单播路由技术

因特网中的路由技术利用了静态网络拓扑的特性：

网络拓扑信息在节点间主动传播，每个节点可以使用较 低代价的算法预先计算好该拓扑下的路由；

节点地址中隐含了路由线索（网络号）。

这两种技术均不适合移动自组网：

节点移动使得拓扑信息的有效性降低；

永久性的节点地址无法包含动态的位置信息。

对移动自组网有用的拓扑假设是：

物理上靠近的节点在网络拓扑上也可能靠近。
移动自组网路由协议分类
移动自组网单播路由协议的分类

取决于路由决策所依据的信息：

基于拓扑的路由：基于节点的连接关系计算路由表： 基于地理位置的路由：根据节点的地理位置进行转 发决策，不需要路由表。
A
B 1 3 3 5 5 7 7 ∞
C 2 2 4 4 6 6 6 ∞
D 3 3 3 5 5 7 7 ∞
移动自组网
分组网技术的发展
军用 ARPANET 民用 无线分组网 ALOHANET 民用 因特网 Internet 民用 局域网 Ethernet 民用 IEEE 802.11 WLAN 军用/民用 军用 无线分组网 PRNET 军用 移动自组网 （Ad Hoc） 无线传感器网 络（WSN） 民用 无线网格网络 （WMN）
检测链路中断

当节点检测到与某个邻居节点的链路中断时，将以该 邻居为下一跳的所有路由的跳数标记为∞，并为这些 路由分配新的序号。 为与目的节点产生的序号相区分，规定目的节点产生 的序号为偶数，中间节点产生的序号为奇数。
当节点收到一个∞跳数，随后又收到一个序号更高的、 具有有限跳数的路由时，节点用“真实”的序号代替 该路由，并触发一次路由更新广播。

当节点可移动时，称为移动自组网。
自组网的主要应用领域

军事领域：

该技术的初衷是应用于军事领域，是美国军方战术网络 技术的核心，”自愈式雷场系统“是其典型实例。 临时性工作场合的通信，如会议、庆典、展览等； 灾难环境中提供通信支持

民用领域：

野外工作中的通信，如科考、边防站等
个人区域网络应用，实现PDA、手机等个人电子通信设 备之间的通信。 家庭无线网络、移动医疗监护系统等。
有基础设施的网络
无线自组织网络
自组织网络的组成

自组织网络是由一群兼具终端及路由功能的 设备通过无线链路形成的无中心、多跳、临 时性自治系统。


多跳：节点发射功率有限，远距离通信需要依靠 其它节点的中继，从而每个节点既是终端又是路 由器； 无中心：网络中不存在任何控制中心，节点之间 相互协作构成网络。 临时性：专为某个特殊目的而建立，一般只是临 时性的。
环路与计数至无穷问题

已有的距离矢量路由算法（如RIP）没有解 决好路由环路及计数至无穷的问题。 DSDV使用目的序号解决了该问题：

节点总是使用最新最好的路由，避免路由环路 的发生； 使用奇数序号表示链路中断，避免了计数至无 穷的问题。

DSDV的缺点：


消息开销大，限制了网络的规模 节点需要维护大量当前不活跃的路由，浪费了 不少资源


如何减少路由更新的开销？

为减少路由更新的开销，DSDV定义了两种 路由更新分组：

Full dump：携带完整的路由表 Incremental：只携带上一次full dump之后变 化的路由信息

协议假设节点能够根据路由变化的重要程度 来决定是否触发一次增量更新，根据增量更 新的数据量来决定是否进行一次full dump 。

按照触发路由计算的条件，基于拓扑的路由 分为：


先应式路由：主动维护到网络中所有节点的路由。 反应式（按需）路由：仅当节点间需要通信时才建 立路由。
1.1 先应式路由协议--DSDV


Destination-Sequenced Distance Vector（DSDV） 采用经典的距离矢量路由算法，保存到每个节点的最小跳 数路由。 因特网中的距离矢量算法：

移动自组网的特点

带宽有限：频谱受限，共享链路。（带宽优化是关键）
存在单向链路：传输功率及环境噪声差异可能在节点间形
成单向链路。（传统路由算法一般基于对称链路假设） 拓扑动态变化：节点移动、链路时变、节点失效等。（传

统路由算法会出现路由振荡、难以收敛的问题）

节点能量有限：节点使用电池供电，充电困难。（所有设 计均要求节省能量，延长网络生存时间）




每个节点维护一张路由表，网络中每个节点在此表中占有一个 表项。 每个表项包括两部分内容：去往该目的节点的最佳输出线路 （下一跳）以及估计到该目的节点的最短距离。 每隔一段时间，每个节点向其所有邻居发送一个距离矢量，通 报从本节点到其它各个节点的估算距离。 每个节点利用从邻居节点收到的距离矢量来更新自己的路由表。
要解决的主要问题

什么时候发送路由更新：周期性更新 + 触发 式更新，异步更新；
如何区分路由更新消息的新旧：使用消息序 号，由发送节点产生； 如何区分路由的新旧：每条路由携带一个目 的序号，由目的节点产生和发布，其它节点 不能修改。


路由选择的原则


采用目的序号最新的路由，丢弃较早序号 的路由； 若目的序号相等，采用较小跳数的路由 被采纳的路由跳数加1，目的序号不变， 在下一次路由更新中发布。
有设施的网络与无设施的网络

有基础设施的网络，如：


因特网（交换机、路由器） WLAN（无线接入点AP） 蜂窝移动网络（基站）

无基础设施的网络称为自组织（ad hoc） 网络，依靠节点之间的相互协作来完成网 络的建立和维护。
集集集集集集 集集集集集
集集集
AP BSS 1 AP BSS 2