詳聊AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)路由的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)路由的應(yīng)用研究是一個(gè)很熱門的研究方向，本文詳談將具體介紹AdHoc的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有路由器和主機(jī)兩種功能。在這里拿出來和大家分享一下，希望對(duì)大家有用。
1.引言
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)又稱移動(dòng)自組網(wǎng)、多跳網(wǎng)絡(luò)，最初起源于20世紀(jì)70年代的美國軍事研究領(lǐng)域，是一種特殊的在不借助中心管理的情況下，在有限的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)總端的臨時(shí)互聯(lián)，它為局域網(wǎng)內(nèi)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供了一種靈活的互聯(lián)方式。AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活、快捷，不受有線網(wǎng)絡(luò)的影響，可廣泛應(yīng)用于軍事通信、發(fā)生地震或水災(zāi)后的營救等無法或不便預(yù)先敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的場合，具有廣闊的發(fā)展前景，這方面的研究工作正在不斷展開。
2.AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)具有自身的特殊性，在組建實(shí)際使用的無線工作網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須充分考慮網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用規(guī)模和擴(kuò)展性，以及應(yīng)用的可靠程度及實(shí)時(shí)性要求，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外，由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)自身結(jié)構(gòu)的特殊性，設(shè)計(jì)或組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)應(yīng)充分考慮AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，有助于我們?cè)O(shè)計(jì)出適合特定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議，最大限度地發(fā)揮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作性能。
2.1AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)路由結(jié)構(gòu)
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為兩種：對(duì)等式平面結(jié)構(gòu)和分級(jí)結(jié)構(gòu)。在對(duì)等式平面結(jié)構(gòu)中，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地位平等。
而在分級(jí)結(jié)構(gòu)的AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是以簇為子網(wǎng)組成，每個(gè)簇由一個(gè)簇頭和多個(gè)簇成員組成，簇頭形成高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)又可分簇形成更高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)簇中的簇頭和簇成員是動(dòng)態(tài)變化、自動(dòng)組網(wǎng)。分級(jí)結(jié)構(gòu)根據(jù)硬件的不同配置，又可以分為單頻分級(jí)結(jié)構(gòu)和多頻分級(jí)結(jié)構(gòu)。單頻分級(jí)結(jié)構(gòu)使用單一頻率通信，所有節(jié)點(diǎn)使用同一頻率;而在多頻分級(jí)結(jié)構(gòu)中，若存在兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)，則低級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信范圍小，高級(jí)網(wǎng)絡(luò)通信范圍大，簇成員用一個(gè)頻率通信，簇頭節(jié)點(diǎn)用一個(gè)頻率與簇成員通信，用另一個(gè)頻率來維持與簇頭之間的通信。
對(duì)等式平面結(jié)構(gòu)和分級(jí)結(jié)構(gòu)使用時(shí)各存在優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)等式平面結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，各節(jié)點(diǎn)地位平等，源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)通信時(shí)存在多條路徑，不存在網(wǎng)絡(luò)瓶頸，而且網(wǎng)絡(luò)相對(duì)比較安全，但最大的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到限制，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)路由維護(hù)的開銷指數(shù)增長而消耗掉有限的帶寬;分級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不受限制，可擴(kuò)充性好，而且由于分簇，路由開銷相對(duì)小一些，雖然分級(jí)結(jié)構(gòu)中需要復(fù)雜的簇頭選擇算法，但由于分級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較高的系統(tǒng)吞吐量，節(jié)點(diǎn)定位簡單，目前AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)正逐漸呈現(xiàn)分級(jí)化的趨勢，許多網(wǎng)絡(luò)路由算法都是基于分級(jí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模式提出的。
2.2AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)路由的特點(diǎn)
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)是一種移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都兼有路由器和主機(jī)兩種功能。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下4方面：
(1)動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：AdHoc網(wǎng)絡(luò)中沒有固定的通信設(shè)施和中央管理設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)地以任意速度朝任何方向移動(dòng)，加上無線發(fā)射裝置發(fā)送功率的變化、環(huán)境的影響以及信號(hào)之間的互相干擾等因素，都會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。
(2)有限的資源：提供給AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)主機(jī)的工作能量是有限的，而且移動(dòng)主機(jī)損耗能量越多，將降低AdHoc網(wǎng)絡(luò)功能;另一方面，網(wǎng)絡(luò)本身提供帶寬有限以及信號(hào)之間的沖突和干擾，使移動(dòng)主機(jī)可得到的有限的傳輸帶寬將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論上的最大帶寬。
(3)多跳通信：兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由于受到可用資源的限制，不能處在同一個(gè)覆蓋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可采用AdHoc網(wǎng)絡(luò)多跳通信，實(shí)現(xiàn)不同覆蓋網(wǎng)絡(luò)之間的源主機(jī)與目的主機(jī)之間的通信。
(4)較低的安全性：AdHoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通信通過無線信道，傳輸?shù)男畔⒎浅Ｈ菀资艿奖O(jiān)聽、重發(fā)、篡改、偽造等各種攻擊，如果路由協(xié)議一旦遭受到上述惡意攻擊，整個(gè)自組網(wǎng)絡(luò)將無法正常工作。
這些特點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)路由算法提出了特殊的要求，一個(gè)合理的路由算法必須考慮有限的網(wǎng)絡(luò)資源、動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量等方面的因素。
【編輯推薦】
