【正文】 Ad hoc按需距離向量路由選擇 ? AODV使用 路由的 目的地 順序號 來保證所有的路由都是無回路的，并且包含最近的路由信息。 AODV（ Ad hoc OnDemand Distance Vector）算法不是像常規(guī)的距離向量算法那樣維持整個路由表，而是 在按需的基礎(chǔ)上建立路由 ，從而減少所需要的廣播數(shù)目。因此，通過檢查在 CTS2中的 RTID，僅僅節(jié)點 D會對該控制分組做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，可以在它的 Tw定時器期滿后發(fā)起一次 僅僅 CTS握手 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 38 MARCH協(xié)議 ? 在 MARCH中， MAC層可以訪問路由表 ，該路由表維持該 節(jié)點所參與的路徑信息 以及在這些路由中它的 上游和下游鄰居 。然后節(jié)點 C調(diào)用一個定時器 Tw, Tw的值設(shè)置成足夠 B接收和處理新的數(shù)據(jù)分組，在超時的時候如果通道空閑， 節(jié)點 C給節(jié)點 B發(fā)送一個 CTS2分組來獲得該數(shù)據(jù)分組 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 36 MARCH協(xié)議 中科院計算所 授課教師：魯士文 37 MARCH協(xié)議 ? 為了開始在路徑 1上的數(shù)據(jù)傳輸， 先從節(jié)點 A往節(jié)點 B發(fā)送一個 RTS1。這些路由可以通過適當(dāng)?shù)穆酚蓞f(xié)議建立。 中科院計算所 授課教師：魯士文 35 MARCH協(xié)議 ? MARCH可以看成是一種 先請求后拖拉 的協(xié)議，因為在通路中的后隨節(jié)點只需發(fā)送邀請，就可以把數(shù)據(jù)拉向目的節(jié)點。 接著，在數(shù)據(jù)分組被節(jié)點 B接收以后，節(jié)點 C可以通過 CTS2分組邀請節(jié)點 B轉(zhuǎn)發(fā)那個數(shù)據(jù)。然后它可以使用自己的 CTS發(fā)起一個中繼數(shù)據(jù)的邀請。 ? 如圖 104所示， MARCH通過減少控制開銷量改善了無線多跳 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的通信吞吐量 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 32 MARCH協(xié)議 ? 在 PAMAS(感知功率的帶信令的多路訪問 )中我們看到，監(jiān)聽可能導(dǎo)致不必要的功率消耗。所有聽到接收忙音的鄰接節(jié)點都被禁止發(fā)送。 (共有三個通道：數(shù)據(jù)和控制共享一個通道、兩個忙音信道 )。此外， 單個共享通道 被劃分（時分）成數(shù)據(jù)通道和控制通道 。然而BTMA依賴于無線最后一跳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在這里 有一個中心基站 服務(wù)于多個移動主機。關(guān)電時間長度是很關(guān)鍵的，因為它影響延遲和吞吐量性能指標(biāo)。每個節(jié)點獨立地決定是否關(guān)閉自己的發(fā)射器。對于 接收節(jié)點 B說來，在發(fā)送 CTS報文的時候，它就進(jìn)入了等待數(shù)據(jù)狀態(tài)。 PAMAS通過 有選擇地關(guān)閉不在發(fā)送或接收分組的設(shè)備的電源 來節(jié)約使用電池能量。此外， MACABI中保留了 MACA的功能，包括 MACA的無沖突特征。圖102示出了在 MACA和 MACABI之間的差別。因此，對于恒定位速率（ CBR）交通，MACABI的效率比較高，因為預(yù)測機制可以工作得很好。因此接收方需要預(yù)測該源節(jié)點是否有數(shù)據(jù)要給它發(fā)送。如圖 101所示， MACABI僅使用 兩次握手 。如果愿意，它就給發(fā)送節(jié)點返回一個 CTS報文 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 20 Ad hoc無線介質(zhì)訪問協(xié)議 ? 在發(fā)送方起始的 MAC協(xié)議中 ，首先由發(fā)送方通知接收方它有數(shù)據(jù)要發(fā)送。實際上，這是 一種形式的輪詢 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 19 Ad hoc無線介質(zhì)訪問協(xié)議 ? 在 異步的 MAC協(xié)議 中，節(jié)點不必跟從同樣的時鐘，而是 使用分布式控制機制協(xié)調(diào)對通道的訪問 。 MAC協(xié)議涉及每條鏈路的通信，但不是端到端的。總之，有許多具有挑戰(zhàn)性的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q 。在 Ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)中的 組播需要是高效率 的，使用洪泛則會引起對可用帶寬的大量消耗，并降低電池的使用壽命。 中科院計算所 授課教師：魯士文 17 Ad hoc移動網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn) ? 綜上所述， Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 需要具有 自我組織 的特征，它們必須 執(zhí)行路由和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能 。不在本地區(qū)的黑客攻擊不了這樣的網(wǎng)絡(luò)。由客戶機發(fā)起、請求服務(wù)器執(zhí)行，然后等待返回結(jié)果的概念在帶寬和功率都受限的條件下是沒有吸引力的。不幸的是， TCP不能夠?qū)σ苿有缘拇嬖诤?網(wǎng)絡(luò)擁塞 加以區(qū)別。這樣的設(shè)備運行時間限制意味著需要節(jié)約使用電能。 ? 大多數(shù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不太考慮 功率消耗 的問題，因為它們假定存在著靜態(tài)的主機和路由器，可以由有線電網(wǎng)供電。一些組播協(xié)議使用廣播和剪枝的方法建立以源為根的組播樹。顯然我們 需要為 Ad hoc移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)計新的路由協(xié)議。MAC協(xié)議必須競爭對共享通道的訪問 ，同時要避免跟鄰居節(jié)點的可能的沖突。此外，現(xiàn)有的許多 MAC協(xié)議都不處理主機移動性。頻譜不僅被嚴(yán)格地控制和分配，而且也需要購買。如果所執(zhí)行的路由重構(gòu)是適當(dāng)?shù)?，這些過程最終應(yīng)該 收斂 。有效的路由機制應(yīng)該放棄這一過程，并且選擇 只更新受到影響的節(jié)點的相關(guān)路由表 ，這已是移動節(jié)點的無線 數(shù)據(jù)鏈路層功能 的一個固有的部分。一個移動子網(wǎng)的性質(zhì)說明，如果源和目的節(jié)點都是該子網(wǎng)的成分，那么應(yīng)該存在一條或多條路由，除非該子網(wǎng)被某個子網(wǎng) 橋接移動節(jié)點分區(qū)了。 中科院計算所 授課教師：魯士文 10 什么是 ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)？ ? 所有這些移動都使得許多常規(guī)的分布式路由協(xié)議對鏈路變化做出響應(yīng)，其結(jié)果是更新網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的其余節(jié)點，以保持路由信息的一致性。因此，所有的下游節(jié)點必須得到通知，它們才可能刪除它們的無效路由表項。不同類型的 Ad hoc通信產(chǎn)生不同的交通特征。 ? 我們在本單元中 重點討論無線移動 ad hoc 網(wǎng)絡(luò) 。 ? 無線 ad hoc傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用有 庫存管理 、 工業(yè)監(jiān)控 、 保安系統(tǒng) 、智能農(nóng)業(yè) 以及 家庭消費電子產(chǎn)品 。 ? 一個無線 ad hoc傳感器網(wǎng)絡(luò) 用較低的數(shù)據(jù)吞吐率和較大的報文延遲換取較低的成本和較少的電源功耗 。它的許多 應(yīng)用都不需要移動性 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 6 什么是 ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)？ ? 有 多種多樣的傳感器 ，包括聲的、地震的、圖像的、熱能的、方位的和溫度傳感器。此外，為其它節(jié)點 中繼分組會消耗自己的能量 ，因此，一個移動節(jié)點在承諾為其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)分組之前應(yīng)該考慮自己的生存條件。 ? Ad hoc移動設(shè)備的多樣性還意味著它們的 電池容量的差別 。 Ad hoc設(shè)備應(yīng)該不但能夠發(fā)現(xiàn)跟鄰接設(shè)備或節(jié)點的連接性的存在，而且能夠識別這些設(shè)備的類型以及它們對應(yīng)的屬性。這就意味著所形成的網(wǎng)絡(luò)可以 動態(tài)地重構(gòu) 而不需要任何系統(tǒng)管理。中科院計算所 授課教師：魯士文 1 中科院計算所網(wǎng)絡(luò)課程 10自組織移動網(wǎng)絡(luò) IntraEtherInter中科院計算所 授課教師：魯士文 2 第十單元 自組織移動網(wǎng)絡(luò) 什么是 ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)？ Ad hoc移動網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn) Ad hoc無線介質(zhì)訪問協(xié)議 MACABI協(xié)議 PAMAS協(xié)議 DBTMA協(xié)議 MARCH協(xié)議 Ad hoc按需距離向量路由選擇 基于關(guān)聯(lián)的長活路由選擇 中科院計算所 授課教師：魯士文 3 什么是 ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)？ ? Ad hoc無線網(wǎng)絡(luò) 是一個有兩個或更多個具有無線通信和網(wǎng)絡(luò)連接能力的設(shè)備的集合。 ? Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是 自組織 的和 自適應(yīng)的 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 4 什么是 ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)？ ? 由于 Ad hoc無線設(shè)備可以取不同的形式，例如掌上電腦、筆記本和因特網(wǎng)電話等， 設(shè)備 的計算、存儲和通信能力可能 差別很大 。然而，由于存在移動性， 必須交換路由信息以反映鏈路連接性的變化。這就意味著在網(wǎng)絡(luò)中的一些設(shè)備比其它設(shè)備功能強；一些設(shè)備可以是服務(wù)器，其它設(shè)備只能是客戶機。這些選定的節(jié)點再執(zhí)行一些基于所收集的數(shù)據(jù)的計算（通過一個通常稱作 數(shù)據(jù)融合 的進(jìn)程），從而得到 最終的統(tǒng)計數(shù)據(jù) （它們反映出對環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)條件的評估），允許做出 關(guān)鍵的決策 。 中科院計算所 授課教師：魯士文 7 什么是 ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)？ ? 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計面向 低的數(shù)據(jù)吞吐率 （一般不超過 512位 /秒，可以低到 1位 /秒或更低）、 大的報文延遲 （數(shù)秒甚至數(shù)分鐘的延遲都是可以接受的，通常禁止傳送視頻和音頻數(shù)據(jù)）、 低成本 、 低功耗 和 自組織的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還有一些其他方面的需求，包括網(wǎng)絡(luò) 規(guī)?？蓴U展性 （設(shè)備輕小，但數(shù)量可能很大，如倉庫或超市的物品傳感部件）、標(biāo)準(zhǔn)化引導(dǎo)的規(guī)模生產(chǎn) 、 容錯 以及對各種 惡劣環(huán)境 的適應(yīng)性。 位置感知性 被認(rèn)為是它的頗具特色的能力。成功的關(guān)鍵是提供輕小的低成本的節(jié)點，更重要地，節(jié)點必須只消耗超低的功率，以避免頻繁的電池更換。在典型的情況下，遠(yuǎn)程到遠(yuǎn)程通信跟 成組遷移 有關(guān)。路由中的 源節(jié)點有一個下行鏈路 ，當(dāng)它移動出下行鄰居的無線覆蓋范圍的時候，現(xiàn)有的路由會立即變得無效。最后，一個支持現(xiàn)有路由的 中間節(jié)點的移動 也可能使得該路由變得無效。 ? 除了上述移動類型之外，在兩個移動子網(wǎng)之間的執(zhí)行子網(wǎng) 橋接功能的節(jié)點的移動可能把移動 子網(wǎng)分割 成更小的子網(wǎng)。然而，這是非常低效的。 ? 在現(xiàn)實中，可能存在源、目的地和中間節(jié)點的 并發(fā)移動 ，因此在調(diào)用多重的路由重構(gòu)或修正過程時，需要有一些規(guī)則來 保證一致性 。大多數(shù)微波爐運行在 ，因此可能會干擾無線 LAN系統(tǒng)。因此， T