it運維知識ad hoc的講解！

2020-04-20 14:18 作者：艾銻無限 瀏覽量：

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

　　無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組自主的無線節(jié)點或終端相互合作而形成的，獨立于固定的基礎(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，無線 ad hoc網(wǎng)絡(luò)沒有基站，所有節(jié)點分布式運行 ，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)點的路由 ，向鄰居節(jié)點發(fā)射或轉(zhuǎn)發(fā)分組。這種網(wǎng)絡(luò)既可以單獨運行，又可以通過網(wǎng)關(guān)接入到有線骨干網(wǎng)絡(luò)（如因特網(wǎng)）。

　　adhoc無線網(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開始研究的分組無線電網(wǎng)絡(luò)。ieee在開發(fā) ieee802. 11標(biāo)準(zhǔn)時 ， 將分組無線電網(wǎng)絡(luò)改稱為 ad hoc網(wǎng)絡(luò)。ad hoc來源于拉丁語 ，字面上的意思是 “為特定目的或場合的” 或 “僅為這種情況的” 。當(dāng)時分組無線電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)用于大規(guī)模的軍事和救援行動中 ， 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)為僅由那些通過無線媒質(zhì)能夠互相進(jìn)行直接通信的站點組成的網(wǎng)絡(luò) ， 即獨立的基本服務(wù)集（ i bss） 。i bss沒有接入點 ，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)百個節(jié)點的移動 ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由算法的研究和開發(fā) ， 并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。manet工作組的工作成績斐然 ， 已經(jīng)制定了十幾個internet草案標(biāo)準(zhǔn)。

　　ad hoc特點

　　獨立性

　　Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)相對常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)而言，最大的區(qū)別就是可以在任何時刻、任何地點不需要硬件基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的支持，快速構(gòu)建起一個移動通信網(wǎng)絡(luò)。它的建立不依賴于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施，具有一定的獨立性。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的這種特點很適合災(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，移動主機(jī)可以在網(wǎng)中隨意移動。主機(jī)的移動會導(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)可能同時還是路由器，因此，移動會使網(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)測的。對于常規(guī)網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則相對較為穩(wěn)定。

　　
      通信帶寬
　　
在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中沒有有線基礎(chǔ)設(shè)施的支持，因此，主機(jī)之間的通信均通過無線傳輸來完成。由于無線信道本身的物理特性，它提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬相對有線信道要低得多。除此以外，考慮到競爭共享無線信道產(chǎn)生的碰撞、信號衰減、噪音干擾等多種因素，移動終端可得到的實際帶寬遠(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)均是一些移動設(shè)備，如PDA、便攜計算機(jī)或掌上電腦。由于主機(jī)可能處在不停的移動狀態(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。

　分布式特性

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

　生存周期

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

　物理安全

　移動網(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、欺騙和拒絕服務(wù)等攻擊?，F(xiàn)有的鏈路安全技術(shù)有些已應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)中來減小安全攻擊。不過Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的分布式特性相對于集中式的網(wǎng)絡(luò)具有一定的抗毀性。
 
 

　adhoc無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

　　adhoc無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為兩種：對等式平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)。在對等式平面結(jié)構(gòu)中，所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地位平等。 　而在分級結(jié)構(gòu)的adhoc無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，整個網(wǎng)絡(luò)是以簇為子網(wǎng)組成，每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成，簇頭形成高一級網(wǎng)絡(luò)，高一級網(wǎng)絡(luò)又可分簇形成更高一級網(wǎng)絡(luò)。每一個簇中的簇頭和簇成員是動態(tài)變化、自動組網(wǎng)。分級結(jié)構(gòu)根據(jù)硬件的不同配置，又可以分為單頻分級結(jié)構(gòu)和多頻分級結(jié)構(gòu)。單頻分級結(jié)構(gòu)使用單一頻率通信，所有節(jié)點使用同一頻率;而在多頻分級結(jié)構(gòu)中，若存在兩級網(wǎng)絡(luò)，則低級網(wǎng)絡(luò)通信范圍小，高級網(wǎng)絡(luò)通信范圍大，簇成員用一個頻率通信，簇頭節(jié)點用一個頻率與簇成員通信，用另一個頻率來維持與簇頭之間的通信。

　　對等式平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)使用時各存在優(yōu)缺點：對等式平面結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，各節(jié)點地位平等，源節(jié)點與目的節(jié)點通信時存在多條路徑，不存在網(wǎng)絡(luò)瓶頸，而且網(wǎng)絡(luò)相對比較安全，但最大的缺點是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到限制，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大時路由維護(hù)的開銷指數(shù)增長而消耗掉有限的帶寬;分級結(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，路由開銷相對小一些，雖然分級結(jié)構(gòu)中需要復(fù)雜的簇頭選擇算法，但由于分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較高的系統(tǒng)吞吐量，節(jié)點定位簡單，目前adhoc無線網(wǎng)絡(luò)正逐漸呈現(xiàn)分級化的趨勢，許多網(wǎng)絡(luò)路由算法都是基于分級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模式提出的。

　adhoc無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

　　與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比， 無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有不可比擬的優(yōu)點。首先，不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)施（如基站） ，無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)可以被隨時隨地建立，可以在沒有其它通信設(shè)施，或者由于保密、 費用、 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)的容錯性和魯棒性。 　無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景。 軍事行動和地震、 水災(zāi)或偏遠(yuǎn)地區(qū)的救援行動都是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的方式在會議中發(fā)布和共享信息。采用藍(lán)牙技術(shù)的個人局域網(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)地情報搜集、 環(huán)境污染監(jiān)測、 地震和海嘯的早期預(yù)報、 生產(chǎn)車間監(jiān)控等許多領(lǐng)域。

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