ad_hoc总结

Ad Hoc 网络综述 MANET（Mobile Ad Hoc Network）移动 Ad Hoc 网络是一种由移动结点组成的自组织网 络（无网络基础设施的网络） ，节点同时具有主机和路由器的功能。 Mobile Packet Radio Networking/Mobile Mesh Networking/ Mobile,Multihop,Wireless Networking Ad Hoc 网络一般由两种结构平面结构和分级结构 平面结构所有节点地位平等，可称为对等式结构。 分级结构网络被划分为簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一 级的网络。在高一级网络中，又可以分簇，再次形成更高一级网络，直至最高级。在分级 结构中，簇头节点负责簇间数据的转发。簇头可以预先指定，也可以由节点使用算法自动 选举产生，算法要能根据网络拓扑的变化重新分簇。分级结构的网络又可以被分为单频分级和多频分级两种。单频率分级网络中，所有节点 使用同一个频率通信，簇头之间的通信，要有网关节点的支持。而在多频率分级网络中， 不同级采用不同的通信频率。低级节点的通信范围较小，而高级节点要覆盖较大的范围。 高级的节点同时处于多个级中，有多个频率，用不同的频率实现不同级的通信。平面结构比较简单，不存在瓶颈，但可扩充性差每个节点需要知道到达其他所有节点 的路由；分级网络中，簇成员的功能比较简单，不需要维护复杂的信息，具有很好的可扩 充性，也具有很强的抗毁性。但簇头节点可能会成为网络的瓶颈。 Ad Hoc 网络的特点 1．网络的分布式 2．网络的自组织性 3．动态的拓扑结构 4．多跳路由Ad Hoc 网络中的多跳路由是由普通的网络节点完成的，而不是由专用的路 由设备完成的。 5．有限的物理安全 6．有限的传输带宽无线比有线的带宽本来就小，考虑到多信道接入、衰减、噪声和干 扰，一般达不到最大传输速率。 7．移动终端的有限性 8．网络的可扩展性不强 9．单向无线信道的存在 10．生存时间短需要考虑到能量消耗。 考虑到对 Ad Hoc 中 QoS 的影响 1．网络拓扑的动态变化频繁提供何种服务像 RSVP 的预留协议，有可能因为网络的 动态性，而大大地降低 QoS 的服务质量。因此重要的是，如何快速地找到一条满足 QoS 要求的路由（不一定是最优的） ，并且当现有路由失效时，如何迅速地找到另一条 （多径预测，提前） 2．移动终端的有限性由于大部分是 laptop 甚至是 PDA 等手持设备，计算能力、能量等 都非常有限，因此提供 QoS 服务，必须考虑到其开销和对移动终端的影响。 3．链路质量的不稳定有可能极大程度上影响 QoS 服务质量，因此须提供 long term 上的 QoS 服务。 4．无线链路的特性是单频或多频彼此是否存在干扰是否是单向都需考虑进去Ad Hoc 网络应用环境 1．军事应用 2．传感器网络。传感器的发射功率不大，使用 Ad Hoc 网络实现多跳通信是非常实用的解 决方法。 3．紧急和临时场合 4．通信个人局域网（PAN） 。eg蓝牙技术中的超网（Scatter net） 5．移动通信系统的结合利用移动台的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围、 均衡相邻小区的业务、提高小区边缘的数据速率等。 6． Ad Hoc 网络也可以作为各种通信网络的无线接入手段之一。 考虑到 QoS 的应用环境 做为接入网络时，可能要在 Ad Hoc 网络上传输音视频数据等。在军事应用时，也有 可能要传输声音图像等。 Ad Hoc 路由协议 必须为 Ad Hoc 网络开发新的路由协议 1．由于 Ad Hoc 网络结构是动态变化的，使得常规路由协议在上面运行时始终不能达到收 敛状态。 2．Ad Hoc 网络中主机间的无线连接可能存在单向连接 3．无线信道的广播特性使得常规路由的网络选路过程中产生许多冗余链路 4．常规路由的周期性广播路由更新报文会消耗大量的网络带宽 5．常规路由协议周期性的路由更新报文会消耗大量的主机资源 6．某些常规路由协议需要的复杂计算也加重了主机的负担 一个好的 Ad Hoc 网络层的路由协议应当满足（quality metrics） 1．分布式操作方式。协议算法本质应该是分布式的。 2．提供无环路路由 3．按需进行协议操作。以时延为代价，较好的利用网络的带宽。 4．寻址没有明显的授权的中心节点负责解决地址问题。 5．在时延不可接受且网络带宽允许的情况下，采用 proactive 的方式。 6．具有可靠的安全性 7．提供设备“休眠”操作特性 8．支持单向链接 9．可扩展性 10．QoS-Aware 路由 11．Power-Aware 路由 MANET 中路由协议的新趋势  新的要求  能源效率  安全  QoS  组播或任播  技术更新 位置信息  非移动性（传感器网络） 衡量指标quantity metrics 端到端的数据吞吐量及其延时、路由收敛时间、传输乱序的百分比（有待） 、效率 网络环境核心参数 网络尺寸（节点数目） 、网络连通性（节点度数） 、拓扑变化速率、链路容量、单向链路部 分、传输业务模式、移动性、节点休眠阶段及其周期 现有的路由协议 路由表驱动（table driven）协议需要网络中的每一个节点都要周期性的向其它节点发送 最新的路由信息，并且每一个节点都要保存一个或更多的路由表来存储路由信息。 DSDV（Destination-Sequenced Distance-Vector Routing）适用于移动性低的网络 仅适用于双向链路。BF 的改进型路由表算法。每个节点保存有一个记录所有目的节点 和到目的节点跳数的路由表。每一个条目都有一个序列号。标有更大序列号的路由信息总 是被接收，相同时，选择跳数最小的，使路由最优。 CGSR（Clusterhead Gateway Switch Routing） 节点发送分组到群首，通过信关到另一个群首，直到目的节点所在群的群首收到此分 组，然后传送到目的节点。每个节点保存一个群成员表和路由选择表。 相关协议LCC（Least Cluster Change）最小群变化协议 WRP（The Wireless Routing Protocol） 每一个节点保存距离表、路由表、链路开销表以及信息转发表。 OLSR（Optimaized Lind-State Routing）适用于较大的紧密的网络每个节点从他的邻居节点中选取一个子集作为 MPRs（Multi-Point Relay） ，链路状态信 息通过 MPR 传播，且只传播某一节点的 MPR 的消息给他。 FSR 按需驱动（on-demand driven）只有当源节点需要时才建立路由。路由发现、路由维护 缺点查找路由会引入较大的延时。 DSR（Dynamic Source Routing）源路由发送者知道全部的到目的节点的每一跳的信息，存储在路由缓冲中，分组携带 该源路由。中间节点不需要保存最新的路由信息。 AODV（Ad Hoc On-Demand Distance Vector