『壹』 WLAN屬於自組織網路嗎
無線自組織網路的核心特徵
(1)無中心化和節點之間的對等性。Adhoc網路是一個對等性網路,網路中所有結點的地位平等,無需設置任何的中心控制結點(Infrastructureless,不依賴於固定的網路設施)。網路節點既是終端,也是路由器,當某個節點要與其覆蓋范圍之外的節點進行通信時,需要中間節點(普通節點)的多跳轉發(Multi-hopDistributed)。
(2)自發現(Self-Discovering)、自動配置(Self-Configuring)、自組織(Self-Organizing)、自愈(Self-Healing)。Adhoc網路節點能夠適應網路的動態變化,快速檢測其它節點的存在和探測其他節點的能力集,網路節點通過分布式演算法來協調彼此的行為,無需人工干預和任何其它預置的網路設施,可以在任何時刻任何地方快速展開並自動組網。由於網路的分布式特徵、節點的冗餘性和不存在單點故障點,任何結點的故障不會影響整個網路的運行,具有很強的抗毀性和健壯性。
結合無線通信的應用場景無線自組織網路具有的特性
(1)無線傳輸帶寬有限。Adhoc網路採用無線傳輸技術作為底層通信手段,由於無線信道本身的物理特性,它所能提供的網路帶寬相對有線信道要低得多,節點間通信協議的設計必須考慮通信代價。因此路由協議設計時,減少消息數量和帶寬需求成為重要的考慮因素。使得Adhoc網路很難採用目前IP網路中的現有路由協議進行定址。
(2)移動終端有節能要求。由於移動終端的電量有限,節點處於待機狀態有利於減少電量消耗,因此,節點通信協議設計時要盡量減少節點激活時間、較少節點的計算量(減少CPU能量消耗)。
(3)安全性較差。由於採用無線信道、有限電源、分布式控制等技術,Adhoc網路更加容易受到被動竊聽、主動入侵、拒絕服務、剝奪「睡眠」等網路攻擊。信道加密、抗干擾、用戶認證和其它安全措施都需要特別考慮。
(4)存在單向的無線信道。由於地形環境或發射功率等因素的影響,網路中可能存在單向無線信道,增加了節點間通信協議的設計難度。
Adhoc網路的上述特點使得Adhoc網路在體系結構、網路組織、協議設計等方面都與普通通信網路和固定通信網路有著顯著的區別。
研究熱點
3.1MAC協議的研究在Adhoc網路中,多個網路節點共享同一無線信道,由於各節點發送分組的隨機性,為了減少碰撞,必須由MAC層協議來建立共享信道的訪問機制。高效的MAC層協議是Adhoc網路的一個研究熱點,目前最常見的MAC層協議是載波監聽多路接入(CSMA)和多種其他機制,如IEEE802.11中所採用的基於RTS(RequesttoSend),CTS(CleartoSend),ACK(AC-Knowledgement)的協議等。
3.2路由協議的研究由於Adhoc網路具有節點節電、減少帶寬消耗、拓撲快速變化、適應單向信道環境等多方面的要求,使得現有的IP路由協議,如RIP(選路信息協議)和OSPF(開放最短路徑優先協議)等不能滿足要求,Adhoc網路路由協議的設計具有很大難度。IETF的MANET工作組重點研究無線Adhoc中的路由協議。主要有如下幾種草案:
(1)AODV()Adhoc網路的距離矢量路由演算法。
(2)TORA()臨時順序路由演算法。
(3)DSR(DynamicSourceRouting)動態源路由協議。
(4)OLSR()優化的鏈路狀態路由協議。
(5)TBRPF()基於拓撲廣播的反向路徑轉發。
(6)FSR(FisheyeStateRoutingProtocol)魚眼狀態路由協議。
(7)IERP(theInterzoneRoutingProtocol)區域間路由協議。
(8)IARP(theIntrazoneRoutingProtocol)區域內路由協議。
(9)DSDV()目標序列距離路由矢量演算法。
目前,IETF正在研究Adhoc網路中的組播協議,上述一些協議經過擴展可以支持組播,主要有AM-Route,MAODV,ODMRP,CAMP,FGMP,NSMP等。與路由協議研究密切相關的一個研究熱點就是分簇演算法的研究,在分級分頻網路結構中,如何自動選舉確定簇頭,如何確定每個簇的范圍需要高效的演算法支持。
3.3網路安全保障機制的研究Adhoc網路的特殊結構(開放的網路結構、共享的無線資源、嚴格的資源限制和高度動態的網路拓撲)決定了它只能提供較差的安全性能,極易受到主動和被動的攻擊。早期的Adhoc是假設應用在一個友好且合作的環境中,現在這種假設已經不成立了,Adhoc要應用於一個潛在的敵對環境中,並為移動節點間提供受保護的通信,安全問題已經成為倍受關注的焦點。Adhoc網路的安全威脅主要有被動竊聽(無線鏈路使Adhoc網路容易受到鏈路層的攻擊)、拒絕服務攻擊、禁止「睡眠」攻擊(快速消耗節點電能)、數據篡改和重發、偽造身份取得信任引入「黑洞」等。
針對這些安全威脅,傳統網路的安全解決方案不能適應Adhoc網路的特定環境,不能直接用於Adhoc網路。目前,關於Adhoc網路的安全性研究主要集中在無中心環境下節點間信任關系的建立與維護機制、安全選路機制等。
3.4與現有網路融合模式的研究
在Adhoc網路發展過程中,Adhoc網路主要是作為一個獨立的網路存在的,但隨著Adhoc網路技術的逐步成熟和應用范圍的擴大,要求Ad hoc網路能夠與有線網路互通甚至接入互聯網,這將成為Ad hoc發展不可避免的趨勢。在這種情況下,未來的Ad hoc網路要與IP網路互通、要與3G,4G,UWB等無線網路融合、要與RFID技術相銜接,這就帶來了很多難題。
(1)由於Adhoc網路所採用的路由協議不同於IP路由協議,兩類網路的互聯互通存在一定的難度。此時需要布置接入網關(AP,AccessPoint),AP是一台同時擁有有線介面和無線介面的特殊主機,通過AP的轉發和路由可以使有線網路和Adhoc網路互通。Ad hoc網路可以通過一個或多個AP連接到不同地域的有線網路。IETF的MANet工作組提出了一種利用移動IP和Ad hoc路由相結合的方法,通過外部代理和家鄉代理實現和有線網路互通。這種方法需要各個結點都支持移動IP,這在有些應用中會有一定難度。
(2)如果Adhoc網路與其他網路互聯,則其將為其他網路終端提供通信通道,而Adhoc網路的無線信道帶寬較窄、帶寬資源有限,很容易造成阻塞;一旦網路阻塞,既影響Adhoc網路自身運行,又對與其互聯的網路造成影響。而IP網路中現有的接納控制機制不能應用在無中心的Ad hoc網路中,因此互聯後網路的服務質量很難保證。
(3)Adhoc網路作為3G,4G,UWB骨幹網的無線接入網,將有效擴展這些寬頻無線網路的功能及有效覆蓋范圍。因此需要研究Adhoc網路與這些寬頻無線網路的無縫切換技術。研究具有無線資源管理功能的自組網路由演算法從而實現移動終端之間的直接通信、多跳通信、系統兼容、無縫切換與漫遊。
現有協議
路由選擇在自組織網中非常重要,它既是信息的傳輸策略問題,也涉及到網路的管理問題。目前自組織網的路由協議一般分為兩種:路由表協議(table driven)和源始發的按需路由協議(source-initiated on-demand driven)。路由表協議包括有:DSDV、CGSR、WRP等,源始發的按需路由協議有:DSR、AODV、LMR、TORA、ABR、SSR等。
2.1路由表協議
路由表協議需網路中的每一個節點都要周期性的向其它節點發
送最新的路由信息,並且每一個節點都要保存一個或更多的路由表來存儲路由信息。當網路拓撲結構發生改變時,節點就在全網內廣播路由更新信息,這樣每一個節點就能連續不斷地獲得網路信息。
2.1.1序列目的節點距離矢量路由協議(Destination-Sequenced
Distance-Vector Routing)
DSDV是基於經典Bellman-Ford路由選擇過程的改進型路由表
演算法。DSDV以路由信息協議為基礎。它僅適用於雙向鏈路,是AD HOC 路由協議發展較早的一種。
依據DSDV,網路中的每一個節點都保存有一個記錄所有目的節點和到目的節點跳數的路由表(routing table)。表中的每一個條目都有一個由目的節點註明的序列號(sequence number),序列號能幫助節點區分有效和過期的路由信息。標有更大序列號的路由信息總是被接收。如果兩個更新分組有相同的序列號,則選擇跳數(metric)最小的,而使路由最優(最短)。路由表更新分組在全網內周期性的廣播而使路由表保持連貫性。
2.1.2群首信關切換路由協議(Clusterhead Gateway Switch
Routing)
CGSR和DSDV的不同之處在於定址方式和網路組織過程。CSGR是有幾種路由選擇方式的分群的多跳移動無線網路。通過群首控制網路節點,信關隔離群,信道接入可以分配路由和帶寬。群首選擇演算法用來選擇一個節點作為群首並在群內應用分布式演算法。信關為那些在兩個或多個群首的通信半徑之內的節點。節點發送數據包首先把它傳送到群首,通過信關到另一個群首,一直重復此過程直到目的節點所在群的群首收到此數據包。然後,數據被傳送到目的節點。用此方式,每個節點必須保存一個群成員表(cluster member table)和路由選擇表(routing table)。群首方式的缺陷在於當群首頻繁的變換時,節點忙於選擇群首而不是數據轉發,這樣反而會影響路由協議的實行。因此,當群內成員發生變化時,產生了最小群變化協議(Least Cluster Change)。利用LCC,只有當一個群內有兩個群首或一個節點在所有的群首通信范圍之外時,群首才發生變換。
2.1.3無線路由協議(The Wireless Routing Protocol)
WRP是以維護網路中所有節點間的路由信息為目的的基於表的協議。依據WRP,每一個節點都需保存距離表、路由表、鏈路開銷表以及信息轉發表(Message Retransmission List)。
節點通過更新分組告知其它節點鏈路的變化狀況,通過接收相鄰節點的確認分組以及其它信息來獲知其它節點的情況。在WRP中,節點為網路中的每一個目的節點交流距離和下一跳到最後一跳的路由信息。WRP屬於有特殊例外的路徑搜尋演算法。它通過強迫每一節點檢查所有相鄰節點發送的信息記錄來避免無窮計(count-to-infinity)問題。這最終會消除環路現象和當鏈路斷開時提供更快的路由收斂。
2.2源始發按需路由選擇(Source-Initiated On Demand Routing)
這種路由選擇方式只有當源節點需要時才建立路由。當一個節點需要到目的節點的路由時,它會在全網內開始路由發現過程。一旦檢驗完所有可能的路由排列方式或找到新的路由後就結束路由發現過程。路由建立後,由路由維護程序來維護這條路由直到它不再被需要或發生鏈路斷開現象。
2.2.1自適應源路由協議(Dynamic Source Routing)
DSR是基於源路由概念的按需自適應路由協議。移動節點需保留存儲節點所知的源路由的路由緩沖器。當新的路由被發現時,緩沖器內的條目隨之更新。
DSR主要由兩部分組成:路由發現和路由維護。當一個節點欲發送數據到目的節點,它首先查詢路由緩沖器看是否有到目的節點的路由。如果有,則採用此路由發送數據。另一方面,如果沒有,源節點就開始路由發現程序。
路由維護通過路由錯誤分組(route error)和確認分組來實現。當鏈路層遇到傳輸問題時,錯誤分組開始傳送。一旦收到錯誤分組,節點就會把發生錯誤的那一跳從路由存儲緩沖器移走,並會在所有包含那一條的路由里刪掉那一跳。除路由錯誤分組外,確認分組用來驗證路由連接的正確運行。
2.2.2自組織網按需距離矢量路由協議(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)
AODV實質上就是DSR和DSDV的綜合,它借用了DSR中路由發現和路由維護的基礎程序以及DSDV中跳到跳的路由選擇、序列號碼及周期性的更新信息的用法。
和DSDV保存完整的路由表不同的是,AODV通過建立基於按需的路由來減少路由廣播的次數,這是AODV對DSDV的重要改進。和DSR相比,AODV的好處在於源路由並不需包括在每一個數據包中,這樣會使路由協議的開銷有所降低。AODV是一個純粹的按需路由系統,那些不在路徑內的節點不保存路由信息也不參與路由表的交換。
2.2.3臨時排序路由演算法(Temporally-Ordered Routing Algorithm)
TORA是基於『逆向連接』概念的高度自適應、環路開放、分布式路由演算法。TORA主要應用在動態移動網路環境內。它是源始發的路由協議,能向每一對源-目的節點提供多徑路由。TORA的關鍵思想是把路由信息的傳送限制在網路拓撲結構變化處附近較小的范圍內。為了實現這一點,節點必需保留一跳之遠的節點的路由信息。TORA主要實現三個基本功能:路由建立、路由維護、路由刪除。
在路由建立和路由維護的過程中,節點應用『高度(height)』 metric來建立一個以目的節點為根部的指導性的非循環的圖表(Directed Acyclic Graph)。這樣鏈路根據相鄰兩個節點的高度值來確定向上或向下的方向。
2.2.4基於聯合的路由協議(Associativity-Based Routing)
ABR協議是環路開放的、分組復用的,它為自組織網定義一個新的度量(metric)。這個metric就是聯合穩定性程度(dgree of associativity stability)。在ABR,路由的選擇基於節點的聯合穩定性程度。節點周期性地發送信標來表明自身的情況。一旦相鄰節點收到信標,它們的聯合路由表就會被更新。每接收一個信標,節點就增加一個關於發送信標的節點的聯合條目。聯合穩定性通過節點和其它節點在時間和空間的連接穩定性來定義。高聯合穩定性也許意味著節點的低移動率,而低穩定性意味著高移動率。當節點的相鄰節點或節點本身移動出相鄰的范圍時,聯合條目會被刷新。ABR的基本目標是為自組織網找出生命時間更長的路由。
2.2.5信號穩定性路由協議(Signal Stability Routing)
SSR是基於自適應路由協議的按需路由協議。SSR選擇路由是基於節點間信號的強度以及節點位置的穩定性。這種路由選擇標准有選擇強連接性路由的作用。SSR可分成兩部分:DRP(Dynamic Routing Protcol)動態路由協議和SRP靜態路由協議(Static Routing Protcol)。
DRP主要負責路由表(Routing Table)和信號穩定程度表(Signal Stability Table)的維護。所有的傳送過程及接收都在DRP進行。SRP則負責處理節點接收的數據。
發展方向
針對目前自組織網路的研究熱點與存在的突出問題,在未來自組織網路的技術發展與試驗中應注意以下幾點:
5.1加強技術研究,探索技術方向,尋求技術突破,為大規模商業化應用時代的到來做准備
(1)對超前市場的新技術,企業投資研發的力度一般都很小,這時候要充分發揮政府對新技術新業務的引導作用,設置專項課題進行資金支持。目前我國「八六三」計劃中已經連續兩年設置了「自組織網路」的研究課題,但是通過課題指南和項目批復來看,項目支持的技術方向並不明確。以後應該加強Adhoc網路安全、服務質量、與其他網路融合、與RFID結合等方面的支持力度,對關鍵問題進行聚焦,爭取在這些核心問題上取得突破。
(2)在技術研發過程中,需要通過標准、知識產權、產業政策等手段加強產、學、研等方面相結合的力度,鼓勵結成戰略聯盟,提倡聯合攻關,聯合資助,優勢互補,加快科研成果的生產力轉化速度和質量。
(3)在國內啟動相關技術標準的研究制定工作(包括應用場景、技術需求、體系結構、關鍵模塊、組網方式、檢測試驗等方面的技術標准),積極參與相關國際標准化進程。
5.2加強Adhoc網路安全保障機制的研究,解決安全隱患,消除用戶使用顧慮
安全性是決定Adhoc網路潛能能否得到充分發揮的關鍵。由於不依賴固定基礎設施,相對於固定IP網路,Adhoc網路更易受到各種安全威脅和攻擊,而且傳統網路的安全解決方案不能直接應用於Adhoc網路,現存的用於Ad hoc網路的大多協議和提案也沒有很好地解決安全問題。因此,要加強Ad hoc網路安全保障機制的研究,消除產業化道理上的關鍵障礙。
5.3尋找Adhoc網路與其他通信網路的融合之路,探索新的商業模式
(1)在網路融合的發展趨勢下,封閉的Adhoc網路只有與其他網路互聯互通才能發揮更大的作用。因此,要加強Adhoc網路與IP網路,3G,4G,UWB等無線網路的融合方式的研究。
(2)隨著具有自組織特性的網路越來越多(如P2P網路、分布動態路由協議等),要加強對這些網路內在自組織機制和特性的研究,爭取形成新的網路基礎理論,從而對未來承載網和業務網的發展提供理論基礎。
(3)要加強Adhoc網路應用場景與應用需求的研究,重點研究Adhoc網路如何與應急通信需求、物聯網(RFID)需求的結合;結合NGN框架,探索新的應用領域和產業鏈各方的合作模式。
(4)在下一代網路、下一代互聯網、網格通信基礎設施上,建立面向不同應用背景的Adhoc試驗網路和相應的應用系統,分別提供商業應用、企業應用(企業內部通信)、社會公共服務(等應急通信)。重點探索Adhoc網路在企業內部的應用方式。望採納
『貳』 移動自組織網路涉及到的無線網路安全技術有哪些
1.從移動自組織網路典型安全需求的角度出發,提出了移動自組織網路安會體系的 一種三維框架結構。安全體系結構對於理解安全概念、設計和實現具體應用的安全系統都 具有很重要的作用。然而,目前在移動自組織網路研究領域,還沒有出現得到普遍認同的 安全體系結構。針對這一現狀,本文在詳細分析移動自組織網路易受到的安全威脅和總結 網路典型安全需求的基礎上,借鑒傳統網路環境中安全體系結構,提出了移動自組織例絡 安全體系的一種三維框架結構,該架構分別從網路安全需求、網路協議和網路基本組成實 體的角度考查網路安全體系結構。最後,給出了當前主流移動自組織網路安仝技術存安令 框架結構中的位置,並討論了該框架結構在具體網路應用安全系統設計中的應用。
2.針對使用公鑰證書的密鑰管理體制中的難點.證書撤銷問題,提出了一種基於單向 哈希鏈的證書撤銷方案。與現有的證書撤銷方案相比,這種證書撤銷方案具有三個特點: 一是節點不需從在線可信第三方獲得撤銷信息,就能驗證其它節點證書的當IjiI狀態.符合 移動自組織網路無在線集中式管理中心的特性:二是允許節點選擇自身證書的最大生存期 和狀態更新間隔,滿足該節點對自身證書使用的特殊安全需求:三是使用哈希運算做為旗 本運算,節點一般都能滿足所需資源要求,符合移動移動自組織網路節點資源有限的柏。竹。
3.利用可證安全的基於身份的簽密體制和門限秘密共享體制.針對移動自組織網路 設計了一種商效的密鑰管理方案一ITSC—KM,詳細描述了ITSC.KM中會話密鑰建芝機制、 私鑰更新機制和基於鄰域監視的密鑰撤銷機制。該密鑰管理方案利用基於身份密碼體制的 特點,有效降低了提供密鑰服務時的資源開銷。在此基礎上,使用ITSC—KM對ARAN安 全路由協議進行改進,得到了路由性能更優的ARAN.ITSCKM協議。使用BAN邏輯甜 ARAN。ITSCKM協議的安全性進行形式化分析,證明了該協議能夠達到ARAN協議原l】 的安全目標。使用網路模擬軟體NS.2比較了ANAR—ITSCKM和ARAN協議的路dql』l-能. 模擬結果表明ARAN.ITSCKM協議相對於ARAN協議在路出發現平均延遲、數捌包{『輸 平均延遲以及數據包傳輸成功率等路由性能方面均具有明顯優勢。 第1I頁 知識水壩論文 信息T孵人寧博十學何淪文
4.針對分簇的移動自組織網路NTDR,使用橢圓曲線密碼系統設計了一種保密通信力 案--ECC—SC,詳細描述了ECC.SC保密通信方案中節點認證協議、同屬一簇成對節點I』日J 會話密鑰建立協議、分屬異簇成對節點間會話密鑰建立協議以及簇內群密鍘受新協議。使 用BAN邏輯對於fii『三種協議的安全性進行了形式化分析,證明了這些協議是安全的。
最 後,從方案使用的關鍵運算次數出發,將本文提出的這種基於橢圓曲線密碼系統的保密迎 信方案和現有的針對NTDR網路的兩種網路保密通信方案進行性能比較,結果表叫本文提 出的保密通信方案在計算效率上具有明顯優勢。此外,ECC.SC保密通信方案不要求集成 任何時鍾同步機制,更符合移動自組織網路的特性。
『叄』 WIFI中的鏈接類型ibss和adhoc是一回事么
WIFI中的鏈接類型ibss和adhoc不是一回事!
IBSS(Independent Basic Service Set) 獨立基本服務集
是一種無線拓撲結構,IEEE802.11標準的模式.
IBSS模式,又稱作獨立廣播衛星服務,也稱為特設模式,是專為點對點連接。IBSS模式沒有無線基礎設施骨幹,但至少需要2台wireless station.
Ad Hoc網路是一種無中心自組織的多跳無線網路,它不以任何已有的固定設施為基礎而能隨時隨地組建臨時性網路。它是具有特殊用途的對等式網路, 使用無線通信技術 ,網路中的節點互相作為其鄰居(在其直接通信范圍內的節點)的路由器 ,通過節點轉發實現節點間的通信。
『肆』 求wlan的組網結構
一個無線區域網可當作有線區域網的擴展來使用,也可以獨立作為有線區域網的替代設施,因此無線區域網提供了很強的組網靈活性。
無線區域網(WLAN)技術的成長始於20世紀80年代中期,它是由美國聯邦通信委員會(FCC)為工業、科研和醫學(ISM)頻段的公共應用提供授權而產生的。這項政策使各大公司和終端用戶不需要獲得FCC許可證,就可以應用無線產品,從而促進了WLAN技術的發展和應用。
與有線區域網通過銅線或光纖等導體傳輸不同的是,無線區域網使用電磁頻譜來傳遞信息。同無線廣播和電視類似,無線區域網使用頻道(Airwave)發送信息。傳輸可以通過使用無線微波或紅外線實現,但要求所使用的有效頻率且發送功率電平標准,在政府機構允許的范圍之內。
WLAN技術的優勢
WLAN是指以無線信道作傳輸媒介的計算機區域網絡,是計算機網路與無線通信技術相結合的產物,它以無線多址信道作為傳輸媒介,提供傳統有線區域網的功能,能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬頻網路接入。
WLAN技術使網上的計算機具有便攜性,能快速、方便地解決有線方式不易實現的網路信道的連通問題。WLAN利用電磁波在空氣中發送和接收數據,而無需線纜介質。
與有線網路相比,WLAN具有以下優點:
◆安裝便捷:無線區域網的安裝工作簡單,它無需施工許可證,不需要布線或開挖溝槽。它的安裝時間只是安裝有線網路時間的零頭。
◆覆蓋范圍廣:在有線網路中,網路設備的安放位置受網路信息點位置的限制。而無線區域網的通信范圍,不受環境條件的限制,網路的傳輸范圍大大拓寬,最大傳輸范圍可達到幾十公里。
◆經濟節約:由於有線網路缺少靈活性,這就要求網路規劃者盡可能地考慮未來發展的需要,所以往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網路的發展超出了設計規劃,又要花費較多費用進行網路改造。WLAN不受布線接點位置的限制,具有傳統區域網無法比擬的靈活性,可以避免或減少以上情況的發生。
◆易於擴展:WLAN有多種配置方式,能夠根據需要靈活選擇。這樣,WLAN就能勝任從只有幾個用戶的小型網路到上千用戶的大型網路,並且能夠提供像「漫遊」(Roaming)等有線網路無法提供的特性。
◆傳輸速率高:WLAN的數據傳輸速率現在已經能夠達到11Mbit/s,傳輸距離可遠至20km以上。應用到正交頻分復用(OFDM)技術的WLAN,甚至可以達到54Mbit/s。
此外,無線區域網的抗干擾性強、網路保密性好。對於有線區域網中的諸多安全問題,在無線區域網中基本上可以避免。而且相對於有線網路,無線區域網的組建、配置和維護較為容易,一般計算機工作人員都可以勝任網路的管理工作。
由於WLAN具有多方面的優點,其發展十分迅速。在最近幾年裡,WLAN已經在醫院、商店、工廠和學校等不適合網路布線的場合得到了廣泛的應用。
WLAN的拓撲結構
WLAN有兩種主要的拓撲結構,即自組織網路(也就是對等網路,即人們常稱的Ad-Hoc網路)和基礎結構網路(Infrastructure Network)。
自組織型WLAN是一種對等模型的網路,它的建立是為了滿足暫時需求的服務。自組織網路是由一組有無線介面卡的無線終端,特別是移動電腦組成。這些無線終端以相同的工作組名、擴展服務集標識號(ESSID)和密碼等對等的方式相互直連,在WLAN的覆蓋范圍之內,進行點對點,或點對多點之間的通信,如圖1所示。
圖1自組織網路結構
組建自組織網路不需要增添任何網路基礎設施,僅需要移動節點及配置一種普通的協議。在這種拓撲結構中,不需要有中央控制器的協調。因此,自組織網路使用非集中式的MAC協議,例如CSMA/CA。但由於該協議所有節點具有相同的功能性,因此實施復雜並且造價昂貴。
自組織WLAN另一個重要方面,在於它不能採用全連接的拓撲結構。原因是對於兩個移動節點而言,某一個節點可能會暫時處於另一個節點傳輸范圍以外,它接收不到另一個節點的傳輸信號,因此無法在這兩個節點之間直接建立通信。
基礎結構型WLAN利用了高速的有線或無線骨幹傳輸網路。在這種拓撲結構中,移動節點在基站(BS)的協調下接入到無線信道,如圖2所示。
圖2基礎結構網路結構
基站的另一個作用是將移動節點與現有的有線網路連接起來。當基站執行這項任務時,它被稱為接入點(AP)。基礎結構網路雖然也會使用非集中式MAC協議,如基於競爭的802.11協議可以用於基礎結構的拓撲結構中,但大多數基礎結構網路都使用集中式MAC協議,如輪詢機制。由於大多數的協議過程都由接入點執行,移動節點只需要執行一小部分的功能,所以其復雜性大大降低。
在基礎結構網路中,存在許多基站及基站覆蓋范圍下的移動節點形成的蜂窩小區。基站在小區內可以實現全網覆蓋。在目前的實際應用中,大部分無線WLAN都是基於基礎結構網路。
一個用戶從一個地點移動到另一個地點,應該被認定為離開一個接入點,進入另一個接入點,這種情形稱為「漫遊」。漫遊功能要求小區之間必須有合理的重疊,以便用戶不會中斷正在通信的鏈路連接。接入點之間也需要相互協調,以便用戶透明地從一個小區漫遊到另一個小區。發生漫遊時,必須執行切換操作。切換既可以通過交換局,以集中的方式來控制,也可以通過移動節點,監測節點的信號強度來實現控制,也就是非集中式切換。
在基礎結構型網路中,小區大小一般都比較小。小區半徑的減小,意味著移動節點傳輸范圍的縮短,這樣可以減少功率損耗。並且,小的蜂窩小區可以採用頻率復用技術,從而提高系統頻譜利用率。目前,提高頻譜利用率的常用策略有:固定信道分配(FCA)、動態信道分配(DCA)和功率控制(PC)等。
在使用FCA策略時,每個小區分配有固定的資源,但與移動節點數量無關。這種策略的問題在於,它沒有充分考慮移動用戶的分布。在人口稀少的地區,同樣分配相同數量的帶寬資源給小區,但小區可能僅包含幾個或者是根本不包含任何移動節點,使資源被浪費。因此,在這種情況下,頻譜的利用率並不是最優的。
在移動節點採用DCA、PC技術,或者是集成DCA和PC的技術,可以提高整個蜂窩系統的容量,減少信道干擾,並減少發射功率。
DCA技術將所有可用的信道放置在一個公共信道池中,並根據小區當前的負載,將這些信道動態地分配給小區。移動節點向基站報告其干擾水平,基站以最小干擾方式實現信道復用。
PC方案通過減小發送功率的方法,來減少系統中干擾,並減少移動節點的電池能量消耗。當某一個小區內受到的干擾增加時,PC方案通過增加發送節點的功率,來提高接收信號的信噪比(SIR)。當節點受到的干擾減小時,發送節點通過降低發送功率來節約能量。
除以上兩種應用比較廣泛的拓撲結構之外,還有另外一種正處於理論研究階段的拓撲結構,即完全分布式網路拓撲結構。這種結構要求,相關節點在數據傳輸過程中完成一定的功能,類似於分組無線網的概念。對每一節點而言,它可能只知道網路的部分拓撲結構(也可通過安裝專門軟體獲取全部拓撲知識),但它可與鄰近節點按某種方式共享對拓撲結構的認識,來完成分布路由演算法,即路由網路上的每一節點要互相協助,以便將數據傳送至目的節點。
分布式結構抗損性能好,移動能力強,可形成多跳網,適合較低速率的中小型網路。對於用戶節點而言,它的復雜性和成本較其它拓撲結構高,並存在多徑干擾和「遠—近」效應。同時,隨著網路規模的擴大,其性能指標下降較快。但分布式WLAN將在軍事領域中具有很好的應用前景。
縮略語注釋
WLAN:Wireless Local Area Network,無線區域網
FCC:Federal Communications Commission,美國聯邦通信委員會
OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復用
ESSID:Extended Service Set ID,擴展服務集標識號
FCA:Fixed Channel Allocation,固定信道分配
DCA:Dynamic Channel Allocation,動態信道分配
PC:Power Control,功率控制
SIR:Signal to Interference Noise Ratio,信噪比
『伍』 網路新技術有哪些
當前使用廣泛、最有發展前景的網路新技術:
新一代網際網路、IPv6、寬頻移動網際網路、寬頻接入肢寬困新技術、10吉比特乙太網、寬頻智能網、網格計算、網路存儲、無線自組織網路、無線Mesh網路、無線感測器網路、家庭網路巧核、智能代理、移動代理、全光網路、智能光網路、自動交換光網路、主動網路、下一代網路和軟交換等。
『陸』 無線感測器網路中採用aodv路由演算法有何優缺點
Nokia研究中心開發,自組網路由協議的RFc標准,它是DSR和DSDV的綜合,借用了DSR中路由發現和路由維護的基礎程序,及DSDV的逐跳(Hop-by-HoP)路由、目的節點序列號和路由維護階段的周期更新機制,以DSDV為基礎,結合DSR中的按需路由思想並加以改進。
它應用於無線自組織網路中進行路由選擇的路由協議, 它能夠實現單播和多播路由。該協議是自組織網路中按需生成路由方式的典型協議。用於特定網路中的可移動節點。它能在動態變化的點對點網路中確定一條到目的地的路由,並且具有接入速度快,計算量小,內存佔用低,網路負荷輕等特點。它採用目的序列號來確保在任何時候都不會出現回環,避免了傳統的距離向量協議中會出現的很多問題。
AODV最初提出的目的是為了建立一個純粹的按需路由的系統。網路中的節點完全不依賴活動路徑,既不維護任何路由信息,也不參與任何定期的路由表交換。節點不需要發現和維護到其他節點的路由,除非兩個節點需要通訊或者節點是作為中間轉發節點提供特定的服務來維護另外兩個節點的連接性。
提出:With the goals of minimizing broadcasts and transmission latency when new routes are needed, we designed a protocol to improve up on the performance characteristics of DSDV in the creation and maintenance of ad-hoc networks.
2. 特點
優點:
(1)基本路由演算法為距離向量演算法,但有所改進,思路簡單、易懂。
(2)按需路由協議,而且節點只存儲需要的路由,減少了內存的需求和不必要的復制。。
(3)採用 UDP 封裝,屬於應用層協議。
(4)支持中間節點應答,能使源節點快速獲得路由,有效減少了廣播數,但存在過時路由問題。
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