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无线随意网路

2020-02-22 09:22:17 百科

无线随意网路

无线随意网路(英语:Wireless ad hoc network,缩写为WANET),又称无线临时网路,是一种分散式的无线网路系统。其重要特点为网路拓扑结构的动态性,核心问题在网路通信效率和节点能量消耗之间的合理平衡。

基本介绍

  • 中文名:无线随意网路
  • 外文名:Wireless ad hoc network
  • 缩写:WANET
  • 又称:无线临时网路
  • 性质:分散式的无线网路系统
  • 学科:通信工程

简介

无线随意网路英文为Wireless ad hoc networkad hoc源自拉丁文,原意是临时、专用、特设的。它被称为ad hoc,是因为这种网路系统是临时形成,由节点与节点间的动态连结所形成。它不需要依赖一个既存的网路架构,像是有线系统的路由器,或是无线系统的无线网路基地台。相反的,它每一个节点,都有能力转送网路封包给其他节点(这称为路由)。这是由DARPA资助,在1970年代开始的封包无线电技术研究,是无线随意网路的最早套用。无线随意网路被包涵在IEEE 802.11标準中。
由于网路中的节点没有当前网路拓扑结构的先验知识,通常在需要通信时才开始发现路由。常见的无线随意网路的路由方式有洪泛路由、主动构建路由表、按需构建路由,面向流的路由和适应性路由等。典型的按需构建路由协定有无线自组网按需平面距离矢量路由协定。

挑战

无线随意网路优点和挑战(缺点)可以概括如下:

优点

  1. 高效的网路。
  2. 不需要安装昂贵的基础设施
  3. 使用未经许可的频谱
  4. 在发件人周围快速分发信息
  5. 没有单点故障。

缺点

  1. 所有的网路实体可能是移动的⇒非常动态的拓扑
  2. 网路功能必须具有高度的适应性
  3. 没有中央实体⇒完全分散式运作。

技术要求实施

自组织网路由多个“连结”连线的“节点”组成。
链路受节点资源(例如,发射机功率,计算能力和存储器)和行为属性(例如可靠性)以及链路属性(例如链路长度和信号损失,干扰和噪声)的影响。由于连结可以随时连线或断开,所以运行良好的网路必须能够应对这种动态的重组,最好是以及时,高效,可靠,健壮和可扩展的方式。
网路必须允许任何两个节点通过中继信息通过其他节点进行通信。“路径”是连线两个节点的一系列连结。各种路由方法在任意两个节点之间使用一条或两条路径;洪泛方法使用全部或大部分可用路径。

协定栈

影响无线随意网路的挑战涉及OSI协定栈的各个层面。媒体访问层(MAC)必须改进以解决冲突和隐藏的终端问题。网路层路由协定需要改进,以解决动态变化的网路拓扑和断开的路由。传输层协定必须改进以处理丢失或断开的连线。会话层协定必须处理伺服器和服务的发现。
移动节点的一个主要限制是它们具有高移动性,导致链路频繁地中断和重新建立。而且,无线信道的频宽也是有限的,节点在有限的电池电量下工作,最终耗尽。因此,移动自组织网路的设计是非常具有挑战性的,但是这种技术对于将来能够管理通信协定具有很高的前景。
跨层设计偏离了传统的网路设计方法,其中每一层都将独立运作。修改的发射功率将帮助该节点动态地改变其在物理层的传播範围。这是因为传播距离总是与发射功率成正比。该信息从物理层传递到网路层,以便在路由协定中可以做出最佳决策。这个协定的一个主要优点是它允许访问物理层和顶层(MAC和网路层)之间的信息。
软体堆叠的一些元素被开发来允许原地进行代码更新即将节点嵌入到其物理环境中,而不需要将节点带回到实验室设施中。这样的软体更新依赖于传播信息的流行模式和必须做既有效地(几个网路传输)和快速。

安全

大多数无线自组织网路不实施任何网路访问控制,使这些网路容易受到资源消耗攻击,其中恶意节点将分组注入网路,目的是耗尽中继分组的节点的资源。
为了阻止或防止这种攻击,有必要採用认证机制来确保只有授权的节点才能向网路注入流量。即使认证,这些网路容易受到分组丢弃或延迟发作,由此中间节点丢弃该数据包或延迟它,而不是将其迅速地传送到下一跳。

模拟

无线随意网路中的一个关键问题是预见可能发生的各种情况。因此,使用广泛的参数扫描和假设分析的建模和仿真(M&S)成为在ad hoc网路中使用的极其重要的範例。传统的M&S工具包括OPNET和NetSim。

套用

无线随意网路最早是因应军事用途而开发,但现在已经广泛使用于日常生活。根据其套用,无线随意网路还可以被分类成:
  • 随建即连网路(MANET)
  • 无线网状网路(WMN)
  • 无线感测网路(WSN)
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