自组织移动网络.pptVIP

中科院计算所 授课教师：鲁士文 2006.3.1 中科院计算所网络课程 10-自组织移动网络 第十单元 自组织移动网络 10.1 什么是ad hoc无线网络？ 10.2 Ad hoc移动网络面临的挑战 10.3 Ad hoc无线介质访问协议 10.3.1 MACA-BI协议 10.3.2 PAMAS协议 10.3.3 DBTMA协议 10.3.4 MARCH协议 10.4 Ad hoc按需距离向量路由选择 10.5 基于关联的长活路由选择 10.1 什么是ad hoc无线网络？ Ad hoc无线网络是一个有两个或更多个具有无线通信和网络连接能力的设备的集合。这些设备都可以跟在它们的无线范围内的另一个节点直接通信，或者也可以跟它们的无线范围之外的节点通信。在后者的情况下使用一个中间节点把分组从源向着目的地中继或转发。 Ad hoc网络是自组织的和自适应的。这就意味着所形成的网络可以动态地重构而不需要任何系统管理。术语“Ad hoc”意味着“可以取不同的形式”，并且“可以是移动的、独立的或连网的”。Ad hoc节点或设备应该能够检测到其它同类设备的存在，并执行必要的握手过程，以便允许通信和共享信息和服务。 10.1 什么是ad hoc无线网络？ 由于Ad hoc无线设备可以取不同的形式，例如掌上电脑、笔记本和因特网电话等，设备的计算、存储和通信能力可能差别很大。Ad hoc设备应该不但能够发现跟邻接设备或节点的连接性的存在，而且能够识别这些设备的类型以及它们对应的属性。由于一个Ad hoc无线网络不依赖任何固定的网络实体，它本身基本上就是一个无基础的网络。不必有固定的基站，没有导线，也没有固定的路由器。然而，由于存在移动性，必须交换路由信息以反映链路连接性的变化。 Ad hoc移动设备的多样性还意味着它们的电池容量的差别。由于Ad hoc网络的节点需要对由其它节点发送的数据分组进行转发，功耗就成了关键的问题。 10.1 什么是ad hoc无线网络？ 一个Ad hoc移动设备作为服务器或服务提供者的能力跟它的计算能力、内存和外存容量以及电池寿命有关。这就意味着在网络中的一些设备比其它设备功能强；一些设备可以是服务器，其它设备只能是客户机。此外，为其它节点中继分组会消耗自己的能量，因此，一个移动节点在承诺为其它节点转发分组之前应该考虑自己的生存条件。 无线传感器网络是一种形式的Ad hoc无线网络。传感器通过无线连接，它们在适当的时候把信息中继到某些选定的节点。这些选定的节点再执行一些基于所收集的数据的计算（通过一个通常称作数据融合的进程），从而得到最终的统计数据（它们反映出对环境和战术条件的评估），允许做出关键的决策。 10.1 什么是ad hoc无线网络？ 有多种多样的传感器，包括声的、地震的、图像的、热能的、方位的和温度传感器。这些传感器的建立需要高度集成的电子学，比如微电子机械系统MEMS。这些无线传感器网络的实现面临着一系列的挑战，主要包括： (a)设备制造； (b)电源生命保持； (c)能量高效利用的协议； (d)分布式计算； (e)规模可伸展性； (f)数据传播通路的产生； (g)安全性。 10.1 什么是ad hoc无线网络？ 无线传感器网络的设计面向低的数据吞吐率（一般不超过512位/秒，可以低到1位/秒或更低）、大的报文延迟（数秒甚至数分钟的延迟都是可以接受的，通常禁止传送视频和音频数据）、低成本、低功耗和自组织的拓扑结构。它的许多应用都不需要移动性。为了降低网络设备的成本，安全特征必须能够用廉价的硬件实现。低的逻辑门数量、受限的存储器容量和少的可执行指令的条数限制了可以采用的安全算法的类型。无线传感器网络还有一些其他方面的需求，包括网络规模可扩展性（设备轻小，但数量可能很大，如仓库或超市的物品传感部件）、标准化引导的规模生产、容错以及对各种恶劣环境的适应性。 一个无线ad hoc传感器网络用较低的数据吞吐率和较大的报文延迟换取较低的成本和较少的电源功耗。主要目标是设计满足需求的物理层、数据链路层和网络层的通信协议。 10.1 什么是ad hoc无线网络？ 无线ad hoc传感器网络的设备可以是固定的、可携带的和移动的，网络提供低数据速率的无线连接。位置感知性被认为是它的颇具特色的能力。 无线ad hoc传感器网络的典型应用有库存管理、工业监控、保安系统、智能农业以及家庭消费电子产品。无线传感器节点将被放置在天花板上、工矿企业的设备里、农场中、战场上以及家用电器内等地方。它们以最少的人工干预执行物体定位、危险感知和环境监控等功能。成功的关键是提