Ad—Hoc模式

Ad-Hoc模式简介

Posted by Nino Lau on October 12, 2018

Ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样,是P2P的连接,所以无法与其它网络中的节点进行沟通,减少了干扰。

点对点——去中心化的理想

我们经常提及的移动通信网络一般都是有中心的,要基于预设的网络设施才能运行。例如,蜂窝移动通信系统要有基站的支持;无线局域网一般也工作在有AP接入点和有线骨干网的模式下。但对于有些特殊场合来说,有中心的移动网络并不能胜任。比如,战场上部队快速展开和推进,地震或水灾后的营救等。这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施,而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。Ad hoc网络可以满足这样的要求。

多跳无线网络的优势

  • 网络覆盖范围变大,连接性提升
  • 多个短距离连接节省能量
  • 更高的数据传输速率,吞吐率提升,无线媒体使用效率提升

多跳传输——节点间的守望相助

在Ad hoc网络中,结点具有转发能力,结点间的通信可能要经过多个中间结点的转发(多跳),这是Ad hoc网络与其他移动网络的最根本区别。结点通过分层的网络协议分布式算法相互协调,实现了网络的自动组织和运行。因此它也被称为多跳无线网(MultiHop Wireless Network)、自组织网络(SelfOrganized Network)或无固定设施的网络(Infrastructureless Network)。当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时,需要中间结点的多跳转发。与固定网络的多跳不同,Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的,而不是由专用的路由设备(如路由器)完成的。

动态拓扑——Ad-Hoc新挑战

Ad hoc网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动,也可以随时开机和关机,这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别。

无线网络的包依赖(Package Ralaying)

在ad hoc网络中,介质是共享的,节点以独立于当前流量需求的分布式方式安排对介质的访问。给定标准的特设路由协议,该协议试图最小化路径上的中继节点。这有一个固有的缺点,即作为多个相邻节点传输中继节点的节点很容易成为性能瓶颈。

当跨端到端路径涉及多个中继时,控制每个数据包传输的开销是很重要的。不幸的是,目前基于无线局域网(WLAN)的多跳网络的介质访问控制(MAC)和物理层对小数据包的传输造成了很高的开销,这在声音网络协议(VoIP)上很常见。通过将几个小的包合并成大的包,每个包的传输开销可以大大减少。

路由协议(Routing Protocols)

在移动无线多跳网络中,尤其是在移动自组织网络中,将数据从发送方路由到一个或多个目的地(路由)是一项具有挑战性的任务。

移动的Ad—Hoc路由往往采取主动(proactive)、被动(reactive)、混合(hybrid)方式。主动协议评估到所有可到达节点的路由,并试图维护一致的最新路由信息。在被动路由协议中,路由路径只在需要时被搜索。在分层网络结构中,混合协议将主动路由和被动路由结合在一起。

传输协议(Transport Protocols)

可靠的网络数据传输是由传输层协议提供和控制的必要服务。目前,端到端数据传输的主要协议是TCP协议。最初的TCP提供全双工顺序的数据传输,并附带流量和拥塞控制机制。TCP发送方的发送速率是使用滑动窗口算法控制的,窗口大小根据TCP流和拥塞控制机制不断变化。TCP拥塞控制算法的基本原理是由于网络拥塞导致任何丢失的数据包丢失。