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剖析AdHoc无线网络架构和特点

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AdHoc无线网络的优点很多,但是,它的组件方面要求也是比较高的,在组建过程中,我们需要顾虑额因素很多。这些特点对设计AdHoc网络路由算法提出了特殊的要求,一个合理的路由算法必须考虑有限的网络资源、动态变化的网络拓扑结构、提高网络吞吐量等方面的因素。

来源:ZDNet网络频道 2010年4月14日

关键字: 网络 无线网络

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  AdHoc无线网络的优点很多,但是,它的组件方面要求也是比较高的,在组建过程中,我们需要顾虑额因素很多。那么从它的结构和特点出发,让我们来具体了解下相关的内容吧。

  AdHoc无线网络的结构和特点

  AdHoc无线网络具有自身的特殊性,在组建实际使用的无线工作网络时,必须充分考虑网络的应用规模和扩展性,以及应用的可靠程度及实时性要求,选择合适的网络拓扑结构。另外,由于AdHoc网络自身结构的特殊性,设计或组建网络时应充分考虑AdHoc无线网络的特点,有助于我们设计出适合特定网络结构的路由协议,最大限度地发挥整个网络的工作性能。

  1)AdHoc无线网络结构

  AdHoc无线网络的拓扑结构可分为两种:对等式平面结构和分级结构。在对等式平面结构中,所有网络节点地位平等。

  而在分级结构的AdHoc无线网络拓扑结构中,整个网络是以簇为子网组成,每个簇由一个簇头和多个簇成员组成,簇头形成高一级网络,高一级网络又可分簇形成更高一级网络。每一个簇中的簇头和簇成员是动态变化、自动组网。分级结构根据硬件的不同配置,又可以分为单频分级结构和多频分级结构。单频分级结构使用单一频率通信,所有节点使用同一频率;而在多频分级结构中,若存在两级网络,则低级网络通信范围小,高级网络通信范围大,簇成员用一个频率通信,簇头节点用一个频率与簇成员通信,用另一个频率来维持与簇头之间的通信。

  对等式平面结构和分级结构使用时各存在优缺点:对等式平面结构网络结构简单,各节点地位平等,源节点与目的节点通信时存在多条路径,不存在网络瓶颈,而且网络相对比较安全,但最大的缺点是网络规模受到限制,当网络规模扩大时路由维护的开销指数增长而消耗掉有限的带宽;分级结构网络规模不受限制,可扩充性好,而且由于分簇,路由开销相对小一些,虽然分级结构中需要复杂的簇头选择算法,但由于分级网络结构具有较高的系统吞吐量,节点定位简单,目前AdHoc无线网络正逐渐呈现分级化的趋势,许多网络路由算法都是基于分级结构网络模式提出的。

  2)AdHoc无线网络特点

  AdHoc无线网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,网络中的每个节点都兼有路由器和主机两种功能。AdHoc网络的特点主要体现在以下4方面:

  (1)动态变化的网络拓扑结构:AdHoc网络中没有固定的通信设施和中央管理设备,网络节点可以随机地以任意速度朝任何方向移动,加上无线发射装置发送功率的变化、环境的影响以及信号之间的互相干扰等因素,都会造成网络拓扑结构的动态变化。

  (2)有限的资源:提供给AdHoc网络中移动主机的工作能量是有限的,而且移动主机损耗能量越多,将降低AdHoc网络功能;另一方面,网络本身提供带宽有限以及信号之间的冲突和干扰,使移动主机可得到的有限的传输带宽将远远小于理论上的最大带宽。

  (3)多跳通信:两个网络节点由于受到可用资源的限制,不能处在同一个覆盖网络内,可采用AdHoc网络多跳通信,实现不同覆盖网络之间的源主机与目的主机之间的通信。

  (4)较低的安全性:AdHoc网络节点间通信通过无线信道,传输的信息非常容易受到监听、重发、篡改、伪造等各种攻击,如果路由协议一旦遭受到上述恶意攻击,整个自组网络将无法正常工作。这些特点对设计AdHoc网络路由算法提出了特殊的要求,一个合理的路由算法必须考虑有限的网络资源、动态变化的网络拓扑结构、提高网络吞吐量等方面的因素。

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