Ad Hoc移动自组网.ppt

Ad Hoc移动自组网 主要内容 背景、历史及应用领域介绍 组网技术 MAC、路由协议 网络安全 功率控制 QoS网络服务质量 网络互联 背景介绍 Infrastructure Networks :有架构网络 常规有线网络 GSM通讯系统 用AP连接的WLAN 背景介绍 Infrastructureless Networks :无架构网络 Ad Hoc Networks Ad Hoc网络历史 军事，美国DARPA 1972年，分组无线网 （Packet Radio Network） 1993年，高残存性自适应网络（SURAN, SURvivable Adaptive Network） 1994年，全球移动信息系统 （GloMo,Globle Mobile Information Systems） 1996年，联合战术无线网系统JTRS（Joint Tactical Radio System） Ad Hoc网络历史 民用，IETFIEEE 1991年，IETF成立了移动Ad hoc网络工作组(MANET) 1999年，RFC 2501给出了MANET的应用场合 2000年, IETF在公布了一系列的有关Ad hoc 路由的草案 2000年，IEEE成立Ad hoc技术分委员会 MANET应用现状与前景 军事应用 紧急、临时等特殊场合 个人使用 MANET应用现状与前景 Ad Hoc网络特点 网络自主性 动态拓扑 带宽限制和变化的链路容量 能量限制节点 多跳通信 分布式控制 有限的安全性 网络自主性-自组网结构 平坦结构 节点对等 适用于小型自组网 网络管理开销小 网络自主性-自组网构 层次结构 基于簇或区域划分 簇中分簇首和簇成员 适用较大规模的自组网 簇的形成和调整规则 节点周期性交换状态信息 若一个节点的邻居节点中没有簇首，则该节点为簇首 若存在两个簇首相邻，则将标识号（地址）较小或邻节点多的簇首作为新簇首，另外一个作为簇成员 蜂窝移动通信网络 移动终端和固定基站互相通信 移动终端不具备路由功能 基站负责路由和交换功能，充当接入有线网络的网关 Ad Hoc组网方式 Ad Hoc单独组网 网内节点进行通信，不与基础网络设施相连 混合组网 Ad Hoc与Internet整合 Ad Hoc与蜂窝网整合 实现MANET关键技术 路由协议 安全问题 功率控制 QoS网络服务质量 网络互联 网络资源的管理 MAC协议 Ad Hoc网络协议的重要组成部分，是分组在无线信道上发送和接收的主要控制者。 普通网络的点对点无线信道、蜂窝移动通信系统中由基站控制的无线信道和共享广播信道都是单跳共享信道。 Ad Hoc网络的多跳共享的多点信道。因为当一个节点发送分组时，只有在它覆盖服务内的节点才能收到。 这种共享广播信道导致Ad Hoc网络存在隐终端、暴露终端，信道分配，单项链路，广播扩散等问题。 隐藏终端 接收点的通信范围内而在发送节点通信范围外的节点。 隐藏终端可能连续存在，使得信道利用率进一步降低。 信道分配问题 对于单信道无线自组织网络，其MAC协议需要考虑怎样充分利用信道，避免冲突。 CSMA/CA机制，时分多址(TDMA)机制。 将CSMA/CA和TDMA结合起来。 对于多信道无线自组织网络，则需要关注如何在节点间分配信道，以提高网络吞吐量，避免冲突，实现信道上的负载均衡。 暴露终端 在发送节点通信范围内，而在接收点通信范围外的节点。 发送节点在其覆盖范围内，侦测到其它节点在传输，而进行的不必要的发送延迟就是暴露终端问题。 暴露终端使得节点在可以发送数据的时候却不发送，浪费了宝贵的信道资源，导致MAC协议性能降低和TCP层的不公平性。 单向链路问题 无线通信中一个普遍存在的问题。 信号覆盖范围的差异等 广播扩散问题 基本思想：一个节点广播发送数据被其所有邻居节点收到，然后所有的邻居节点再次转发这个广播。 如何判断信息是否已经转发 减少信道无谓占用，提高信道利用率 Ad Hoc路由协议 分类一览 MANET路由面临的问题 路由信息不易轻易获得 定期交换路由信息或者有哪些信誉好的足球投注网站开销大 网络资源有限、并非所有节点都共享 节点资源有限（CPU、电池等） 不一定能收集所有的路由信息 MANET路由面临的问题 路由信息不完整 很难将信息发送到一个没有固定成员的网络的所有节点 路由信息可能过期 不可能连续或者立即交换信息 节点移动的随时性 无线传播变化性 MANET对路由协议的需求 收敛迅速 提供无环路由 避免无穷计算 控制管理开销小 对终端无过高要求 支持单向信道 尽量简单实用 MANET路由协议分类 平面路由 无需建立具有特殊cluster头功能节点的层次结构； 不划分区域以及所谓的区内/外不同路由 所有的节点在路由机制中