it運(yùn)維知識(shí)ad hoc的講解！

2020-04-20 14:18 作者：艾銻無(wú)限 瀏覽量：

Ad hoc是一種多跳的、無(wú)中心的、自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，又稱為多跳網(wǎng)（MulTI-hop Network）、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)（Infrastructureless Network）或自組織網(wǎng)（Self-organizing Network）。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有固定的基礎(chǔ)設(shè)施，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是移動(dòng)的，并且都能以任意方式動(dòng)態(tài)地保持與其它節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系。在這種網(wǎng)絡(luò)中，由于終端無(wú)線覆蓋取值范圍的有限性，兩個(gè)無(wú)法直接進(jìn)行通信的用戶終端可以借助其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)是一個(gè)路由器，它們能完成發(fā)現(xiàn)以及維持到其它節(jié)點(diǎn)路由的功能。

　　無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組自主的無(wú)線節(jié)點(diǎn)或終端相互合作而形成的，獨(dú)立于固定的基礎(chǔ)設(shè)施的并且采用分布式管理的網(wǎng)絡(luò)，是一種自創(chuàng)造、自組織和自管理網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線 ad hoc網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有基站，所有節(jié)點(diǎn)分布式運(yùn)行 ，具有路由器的功能 ，負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)到其它節(jié)點(diǎn)的路由 ，向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)射或轉(zhuǎn)發(fā)分組。這種網(wǎng)絡(luò)既可以單獨(dú)運(yùn)行，又可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入到有線骨干網(wǎng)絡(luò)（如因特網(wǎng)）。

　　adhoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的歷史

　　編輯ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的起源可以追溯到 1968 年的 aloha網(wǎng)絡(luò)和1973年darpa開(kāi)始研究的分組無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)。ieee在開(kāi)發(fā) ieee802. 11標(biāo)準(zhǔn)時(shí) ， 將分組無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)改稱為 ad hoc網(wǎng)絡(luò)。ad hoc來(lái)源于拉丁語(yǔ) ，字面上的意思是 “為特定目的或場(chǎng)合的” 或 “僅為這種情況的” 。當(dāng)時(shí)分組無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)用于大規(guī)模的軍事和救援行動(dòng)中 ， 采用新的名字 ， ieee希望 ad hoc網(wǎng)絡(luò)成為為特定目的而臨時(shí)組建并短期存在的網(wǎng)絡(luò)。需要指出的是 ， ieee802. 11標(biāo)準(zhǔn)定義的 ad hoc 網(wǎng)絡(luò)為僅由那些通過(guò)無(wú)線媒質(zhì)能夠互相進(jìn)行直接通信的站點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò) ， 即獨(dú)立的基本服務(wù)集（ i bss） 。i bss沒(méi)有接入點(diǎn) ，為單跳 ad hoc網(wǎng)絡(luò) ，但是目前研究的ad hoc網(wǎng)絡(luò)通常是多跳的。 1997年 ietf成立了移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)manet（mobile ad hoc net w ork ） 工作組 ， 專門負(fù)責(zé)具有數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng) ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由算法的研究和開(kāi)發(fā) ， 并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。manet工作組的工作成績(jī)斐然 ， 已經(jīng)制定了十幾個(gè)internet草案標(biāo)準(zhǔn)。

　　ad hoc特點(diǎn)

　　獨(dú)立性

　　Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)相對(duì)常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)而言，最大的區(qū)別就是可以在任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)不需要硬件基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持，快速構(gòu)建起一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。它的建立不依賴于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施，具有一定的獨(dú)立性。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的這種特點(diǎn)很適合災(zāi)難救助、偏遠(yuǎn)地區(qū)通信等應(yīng)用。
　　
結(jié)構(gòu)

　　在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)主機(jī)可以在網(wǎng)中隨意移動(dòng)。主機(jī)的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致主機(jī)之間的鏈路增加或消失，主機(jī)之間的關(guān)系不斷發(fā)生變化。在自組網(wǎng)中，主機(jī)可能同時(shí)還是路由器，因此，移動(dòng)會(huì)使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，而且變化的方式和速度都是不可預(yù)測(cè)的。對(duì)于常規(guī)網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則相對(duì)較為穩(wěn)定。

　　
      通信帶寬
　　
在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有有線基礎(chǔ)設(shè)施的支持，因此，主機(jī)之間的通信均通過(guò)無(wú)線傳輸來(lái)完成。由于無(wú)線信道本身的物理特性，它提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬相對(duì)有線信道要低得多。除此以外，考慮到競(jìng)爭(zhēng)共享無(wú)線信道產(chǎn)生的碰撞、信號(hào)衰減、噪音干擾等多種因素，移動(dòng)終端可得到的實(shí)際帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論中的最大帶寬值。
　　
     主機(jī)能源
　　
在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)均是一些移動(dòng)設(shè)備，如PDA、便攜計(jì)算機(jī)或掌上電腦。由于主機(jī)可能處在不停的移動(dòng)狀態(tài)下，主機(jī)的能源主要由電池提供，因此Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)有能源有限的特點(diǎn)。

　分布式特性

　在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有中心控制節(jié)點(diǎn)，主機(jī)通過(guò)分布式協(xié)議互聯(lián)。一旦網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)或某些節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，其余的節(jié)點(diǎn)仍然能夠正常工作。

　生存周期

　Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)主要用于臨時(shí)的通信需求，相對(duì)與有線網(wǎng)絡(luò)，它的生存時(shí)間一般比較短。

　物理安全

　移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通常比固定網(wǎng)絡(luò)更容易受到物理安全攻擊，易于遭受竊聽(tīng)、欺騙和拒絕服務(wù)等攻擊。現(xiàn)有的鏈路安全技術(shù)有些已應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中來(lái)減小安全攻擊。不過(guò)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的分布式特性相對(duì)于集中式的網(wǎng)絡(luò)具有一定的抗毀性。
 
 

　adhoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

　　adhoc無(wú)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(wú)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(lái)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(jiǎn)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(kāi)銷指數(shù)增長(zhǎng)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(kāi)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(jiǎn)單，目前adhoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)正逐漸呈現(xiàn)分級(jí)化的趨勢(shì)，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。

　adhoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

　　與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比， 無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)施（如基站） ，無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)可以被隨時(shí)隨地建立，可以在沒(méi)有其它通信設(shè)施，或者由于保密、 費(fèi)用、 安全性等原因使一些設(shè)施不能被使用的情況下使用。 其次，ad hoc網(wǎng)絡(luò)不受固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制，具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性和魯棒性。 　無(wú)線ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景。 軍事行動(dòng)和地震、 水災(zāi)或偏遠(yuǎn)地區(qū)的救援行動(dòng)都是ad hoc網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。它也可以作為無(wú)線接入網(wǎng)， 提供迅速的組網(wǎng)能力。在本地范圍內(nèi)，筆記本和掌上型電腦可以采用ad hoc的方式在會(huì)議中發(fā)布和共享信息。采用藍(lán)牙技術(shù)的個(gè)人局域網(wǎng)作為短距離的 ad hoc網(wǎng)絡(luò)極具發(fā)展前途。 傳感器網(wǎng)絡(luò)可以用于戰(zhàn)地情報(bào)搜集、 環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、 地震和海嘯的早期預(yù)報(bào)、 生產(chǎn)車間監(jiān)控等許多領(lǐng)域。

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