无线网络导论第7章移动Adhoc网络教程分析.ppt

第7章 移动Ad hoc网络 7.1 概述 7.1.1 移动Ad Hoc网络的需求背景 我们正在从个人计算机时代(即一个人一个计算装置)过渡到随遇计算时代(Ubiquitous Age) 此时，提供所需要的连接和网络服务就成为一种挑战。 涉及的问题 移动问题 不需要基础设施支持的问题 动态自组织组网问题 网络必须能够快速展开的问题。 解决方案 研究人员提出了不需要基础设施支持的移动Ad Hoc解决方案 移动Ad Hoc网络是复杂的分布式网络系统，是自组织、自愈网络，由无线移动节点组成；无线移动节点可以自由而动态地自组织成任意临时性“Ad Hoc”网络拓扑，从而允许人们和装置在没有预先存在的通信基础设施(如灾后重建环境)的环境中进行无缝地互连互通。 7.1.2 分组无线网络发展简述 7.1.3 移动Ad Hoc网络的定义 移动Ad Hoc网络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。 各个网络节点相互协作、通过无线链路进行通信、交换信息，实现信息和服务的共享。 网络节点能够动态地、随意地、频繁地进入和离开网络，而常常不需要事先示警或通知，而且不会破坏网络中其他节点的通信。 多跳Ad Hoc通信的一个例子 单跳Ad Hoc通信的—个例子 多跳网络好于单跳网络的原因 (1)增强了网络的扩展性； (2)减少了干扰； (3)提高了整个网络的吞吐量； (4)降低了应用所关心的时延； (5)降低了数据传输中的能量消耗。 7.2 移动Ad Hoc网络的MAC层 在移动Ad Hoc网络中，节点移动、无线信道脆弱、缺乏中心协调机制是在设计MAC协议时必须仔细考虑的问题。 7.2.1 Ad Hoc MAC协议分类 竞争协议(Contention Protocol) 分配协议(Allocation Protocol ) 竞争协议和分配协议的组合协议(也称混合协议(Hybrid Protocol))。 7.2.2 竞争类MAC协议 1．ALOHA协议 2．载波侦听多址访问协议(CSMA) 3．基于控制分组握手的访问控制协议 (1)多址访问与碰撞回避(MACA)协议 (2)MACAW协议 (3)FAMA协议 (4)IEEE 802.11 MAC协议 (5)MACA-BI协议 竞争类MAC协议(续) 4．忙音类多址访问协议 (1)忙音多址访问协议(BTMA) (2)双忙音多址访问协议(DBTMA) (3) 接收机初始化忙音多址访问协议RI-BTMA (4) 无线碰撞检测协议WCD (5)MACA-BI协议 7.2.3 分配类协议 两种截然不同的分配协议是静态分配协议(Static Allocation Protocol)和动态分配协议Dynamic Allocation Protocol)，其区别在于计算传输时间安排的方法不同。静态分配协议使司集中式传输时间安排算法，该算法事先为每个节点静态地分配一个固定的传输时间安排。这种传输时间安排等效于以太网接口卡的MAC地址分配。动态分配协议使用分布式传输时间安排算法，该算法按需地计算传输时间安排。 分配类协议 1.时分多址访问协议(TDMA) 2.五步预留协议(FPRP) 3.跳频预留多址访问协议(HRMA) 7.2.4 混合类协议 1.混合时分多址访问协议(HTDMA) 2.TDMA和CSMA的混合协议 3.ADAPT协议 4.ABROAD协议 5.AGENT协议 6.Meta-协议 7.3 移动Ad Hoc网络的网络层 7.3.1 Ad Hoc路由协议分类 根据网络节点获取路由信息的方法来对移动Ad Hoc网络的路由算法进行分类 表格驱动类路由协议(又称主动式路由协议) 源节点初始化按需驱动类路由协议(又称反应式路由协议) 根据网络节点使用的、用于计算优先路由的信息类型来对路由算法进行分类 链路状态算法 距离矢量算法 7.3.2 主动式路由协议 1．最优化链路状态路由协议(OLSR) 2. 基于反向路径转发的拓扑分发协议(TBRPF 7.3.3 按需路由协议 1．Ad Hoc按需距离矢量路由协议(AODV) 2．基于节点间相互关系的路由协议(ABR) 3．源动态路由协议(DSR) 7.3.4 混合路由协议 1．域路由协议(ZRP) 2．抢先式路由协议 7.3.5 多径路由技术 多径路由可以降低泛洪的频次，其方法是在一次泛洪查询过程中探测多条可能的路由，以低成本提供足够的冗余度。 多径路由能够提高通信节点对带宽的有效利用，响应网络拥塞和突发传输，提高分组交付的可靠性。 四种多径路由协议 (1)Ad Hoc按需多径距