【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)的通信頻率，所述分級(jí)結(jié)構(gòu)分為單頻和多頻的分層網(wǎng)絡(luò)的分層網(wǎng)絡(luò)。所有節(jié)點(diǎn)都使用相同的頻率在分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的單頻，以建立一個(gè)通信連接，其中，所述的第一簇被連接到兩個(gè)或更多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)集群的第一簇需要網(wǎng)關(guān)的身份，以便能夠與其他集群，首先要建立一個(gè)連接通信。分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的多頻，具有多個(gè)用于連接的通信的頻率，使較低的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的通信范圍是小的，先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)通信覆蓋的第一簇。在網(wǎng)絡(luò)中的不同高度水平有一個(gè)高層次的節(jié)點(diǎn)，因此所使用的不同的頻率的高級(jí)別節(jié)點(diǎn)可以與不同級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)通信連接。第一群集和群集構(gòu)件之間的通信所使用的頻率，為的第一簇之間的網(wǎng)絡(luò)通信中的同一個(gè)頻率，所使用的頻率的不同級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)簇頭之間的通信。層次結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)相比，最大的優(yōu)勢(shì)在于可擴(kuò)展性，獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的限制，遇到復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)增加集群的數(shù)量或提高網(wǎng)絡(luò)的系列，以提高網(wǎng)絡(luò)容量。在一個(gè)分層的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以成為一個(gè)簇頭，簇頭節(jié)點(diǎn)是主要負(fù)責(zé)維護(hù)到其他簇頭的路由，簇頭和簇成員的變化動(dòng)態(tài)地選擇合適的算法，因此保持層次結(jié)構(gòu)，尤其重要的是選擇合適的簇頭，簇頭選擇算法能夠重新集群網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化。該算法的選擇取決于不同的應(yīng)用需求，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)。選擇不同的算法有不同的優(yōu)化目標(biāo)，包括最小化集群計(jì)算和維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)，簇頭最小化與最大化集群的穩(wěn)定和最大限度地提高節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間。此外，以上的平面結(jié)構(gòu)的定位節(jié)點(diǎn)的層次結(jié)構(gòu)的定位是簡(jiǎn)單而有效的，在平面結(jié)構(gòu)中，查詢(xún)?cè)谡麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的查詢(xún)，它必須是在層次結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槿杭谝粋€(gè)包含了所有的集群在集群成員的信息，需要查詢(xún)的節(jié)點(diǎn)信息可以通過(guò)查詢(xún)獲得的第一個(gè)簇。另外，節(jié)點(diǎn)的定位和處理比的平面結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)，具有的優(yōu)點(diǎn)，可以得到的節(jié)點(diǎn)的地址被分配一個(gè)邏輯順序，根據(jù)群集頭和群集。除此之外，平面結(jié)構(gòu)是沒(méi)有的結(jié)構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)的中心是一個(gè)集中的管理的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第一簇的分層結(jié)構(gòu)是一個(gè)控制中心，對(duì)應(yīng)于：通過(guò)分級(jí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)被劃分成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的這些集群集群和簇頭控制中心福路由算法可以減少開(kāi)銷(xiāo)和廣播泛濫，更輕松地管理移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)接入無(wú)線(xiàn)信道，并能提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和QoS支持能力。近年來(lái)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的改善，越來(lái)越多地選擇中心管理模型的層次結(jié)構(gòu)，逐漸呈現(xiàn)出分層的趨勢(shì)。第2章 無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討論 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的核心是路由協(xié)議，完善的路由協(xié)議可以為搭建完整的無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。與配備固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相比，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的建立更有難度，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的，而Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)假定是不斷變化的。此外，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議主要依靠海量的分布式數(shù)據(jù)資料，這些數(shù)據(jù)庫(kù)一般存儲(chǔ)在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上，而Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不能做到長(zhǎng)時(shí)間保存信息，況且這些數(shù)據(jù)信息也并不總是完全可信的。有文獻(xiàn)表明，比較好的的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議應(yīng)該滿(mǎn)足以下功能：保持網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ㄐ牛磺宄W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化；較好的自適應(yīng)性。 根據(jù)路由表的特點(diǎn)，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由方案大致可分為：表馭動(dòng)路由協(xié)議、按需馭動(dòng)路由協(xié)議和混合路由協(xié)議。表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議又稱(chēng)提前反應(yīng)路由協(xié)議，是說(shuō)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)有規(guī)律的交換路由信息，得到其他節(jié)點(diǎn)的路由。因?yàn)檫@種方式需要持續(xù)的在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間交換路由信息，所以占用了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而實(shí)際上有相當(dāng)一部分的路由信息并不是路由需要的，這樣就浪費(fèi)了了網(wǎng)絡(luò)資源，所以表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議一般只用在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，不會(huì)適用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。按需路由協(xié)議又稱(chēng)應(yīng)急性路由協(xié)議，是說(shuō)節(jié)點(diǎn)只有在自己需要的時(shí)候菜進(jìn)行路由交換和查找，也就是說(shuō)，節(jié)點(diǎn)之間的信息交換不必有固定規(guī)律，這解決了因持續(xù)交換所有路由信息造成的網(wǎng)絡(luò)帶寬浪費(fèi)?；旌下酚蓞f(xié)議是結(jié)合了表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議和按需驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議，它先在一定范圍內(nèi)應(yīng)用表驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議，減小路由控制消息交換的范圍，當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)距離較大時(shí)，則通過(guò)反應(yīng)式路由協(xié)議查找發(fā)現(xiàn)路由，這樣就平衡了路由協(xié)議的控制消耗和時(shí)延兩個(gè)方面。目前，大多數(shù)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議應(yīng)用的是反應(yīng)式路由方案，其中，具有代表性的有動(dòng)態(tài)資源路由協(xié)議、請(qǐng)求距離向量協(xié)議等，而目的序列距離矢量路由協(xié)議則是表馭動(dòng)路由協(xié)議的代表。 服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量（QoS）是指網(wǎng)絡(luò)通信需要滿(mǎn)足一些性能指標(biāo)，包括網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，可以使用的帶寬，丟包率等等。目前，很多網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)絡(luò)提供帶寬管理控制的業(yè)務(wù)。QoS質(zhì)量保證有了很大的優(yōu)化，不過(guò)大多數(shù)程序只為特定環(huán)境服務(wù)，不能直接使用Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量差，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)變化，信道利用存在競(jìng)爭(zhēng)，因此，QoS保證問(wèn)題變得更加復(fù)雜。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS技術(shù)主要有以下的問(wèn)題：隨時(shí)間變化的無(wú)線(xiàn)信道、無(wú)線(xiàn)電信道帶寬的限制、路由制度、 小容量電池電量。 無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)絡(luò)資源的利用更加合理，要求數(shù)據(jù)傳輸性能更可靠，同時(shí)要求為多媒體業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)帶寬控制保障，目前大致有3種QoS方案，該方案不僅要求適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜魏巫兓蜔o(wú)線(xiàn)信道的互相影響，同時(shí)還要求保證與其他網(wǎng)絡(luò)通信。 集成服務(wù)模型集成服務(wù)模型是從Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合服務(wù)模型開(kāi)發(fā)，利用電話(huà)網(wǎng)絡(luò)和ATM虛連接機(jī)制。各型號(hào)的特點(diǎn)可用于路由器做高速處理大量的數(shù)據(jù)流，但這樣做將導(dǎo)致骨干路由器成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，為每個(gè)數(shù)據(jù)流的資源預(yù)留協(xié)議，但保留終端到終端的網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)絡(luò)路由器資源管理機(jī)制，提供定量的QoS。 差異服務(wù)模型差異服務(wù)邊緣和核心網(wǎng)絡(luò)被劃分成兩部分組成，分工不同，前者主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)分類(lèi)，標(biāo)記等，主要使用的IP數(shù)據(jù)服務(wù)類(lèi)型標(biāo)頭字段。骨干路由器只需要檢查的ToS字段中的數(shù)據(jù)包，以確定其類(lèi)型的企業(yè)，并提供各種業(yè)務(wù)的QoS保證策略 綜合服務(wù)模型綜合服務(wù)和差異化的服務(wù)有不同的特點(diǎn)，但也有一個(gè)相應(yīng)的缺陷，特別是將其應(yīng)用到Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，這個(gè)問(wèn)題是比較明顯的。綜合區(qū)分服務(wù)模型的??一個(gè)全面的集成服務(wù)和差異化服務(wù)相結(jié)合的特點(diǎn)，它可以控制的細(xì)粒度的流媒體服務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)的類(lèi)型，他們可以提供適當(dāng)?shù)姆?wù)更優(yōu)化的服務(wù)模型。FQMM模型的是一個(gè)典型的綜合判別模型，該模型是專(zhuān)為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的可以?xún)?yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的模型。 功率控制功率控制是說(shuō)通過(guò)調(diào)整的信號(hào)的發(fā)送功率，減少信號(hào)的發(fā)送功率，就可以盡可能保證通信質(zhì)量。由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特殊性的，功率控制，不僅可以減少網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗，而且還可以減少干擾的相鄰節(jié)點(diǎn)，以提高信道的空間復(fù)用，從而提高整個(gè)容量網(wǎng)絡(luò)。目前，功率控制已成為一個(gè)共同的機(jī)制來(lái)提高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性能，并已逐漸成為不可缺少的重要手段。沒(méi)有任何基礎(chǔ)設(shè)施和集中管理機(jī)構(gòu)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)線(xiàn)多跳網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率控制決策必須基于局部信息。通常情況下，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的理想功率控制方法必須滿(mǎn)足以下要求：1）操作簡(jiǎn)單，高效，靈活，和強(qiáng)大的擴(kuò)展。2）拓?fù)涔?jié)點(diǎn)度要盡可能的小，以便降低節(jié)點(diǎn)之間的相互干擾，增加的量的網(wǎng)絡(luò)吞吐量葉。3）為達(dá)到最優(yōu)化的電源通路，從而節(jié)省能源和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。4）每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)簡(jiǎn)單地使用本地信息可以決定其自身的傳輸上的半徑和發(fā)送功率。事實(shí)上，與Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層面的功率控制問(wèn)題是密切相關(guān)的，他們一般可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行電源控制。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的功率控制機(jī)制主要集中在功耗控制，鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層功率控制和雙方的混合動(dòng)力和控制。 鏈路層功率控制主要由MAC協(xié)議來(lái)完成，發(fā)送數(shù)據(jù)根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)包的下一跳地址節(jié)點(diǎn)的距離，信道情況來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)送信號(hào)，以提高網(wǎng)絡(luò)容量和減少能量消耗的節(jié)點(diǎn)。在一般情況下，鏈路層的功率控制，應(yīng)定期調(diào)整，均可以發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包有電源控制。 網(wǎng)絡(luò)層功率控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吐酚蓜?dòng)態(tài)調(diào)整，通過(guò)改變發(fā)射功率，并最終整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化性能。與鏈路層的功率控制相比，網(wǎng)絡(luò)層功率控制來(lái)調(diào)整頻率較低，較長(zhǎng)的時(shí)間才能調(diào)整一次。 混合動(dòng)力控制目前比較好的方案是混合動(dòng)力控制，可以更好的電源控制，從而可以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的性能。發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)發(fā)射功率的混合動(dòng)力控制鏈路層功率控制和網(wǎng)絡(luò)層功率控制結(jié)合起來(lái)，與網(wǎng)絡(luò)層的力量來(lái)控制調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由，鏈路層功率控制到目的節(jié)點(diǎn)的距離調(diào)整。因?yàn)橛胁恍湃蔚闹行墓?jié)點(diǎn)而且沒(méi)有通信基礎(chǔ)設(shè)施，在無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)都可以移動(dòng)，節(jié)點(diǎn)本身作為主機(jī)和路由器，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通道，正因?yàn)檫@些固有的特點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的安全性和節(jié)點(diǎn)之間的安全通信面臨很多問(wèn)題。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)更容易受到各種安全威脅，安全問(wèn)題嚴(yán)峻。 安全問(wèn)題Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全目標(biāo)相似，包括隱秘性，完整度，身份識(shí)別等，但很難實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。以往的公鑰加密，數(shù)字水印，消息認(rèn)證等技術(shù)可以基本保證以上安全目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，但它需要一個(gè)可信的密鑰管理中心分配密鑰，但是認(rèn)證中心節(jié)點(diǎn)是不允許存在的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。單一的認(rèn)證中心很容易地成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，更嚴(yán)重的是，單一的認(rèn)證中心節(jié)點(diǎn)是首選的攻擊目標(biāo)，一旦損害了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將完全喪失安全性。雖然可以通過(guò)備份，以提高生存能力，但也增加了攻擊的目標(biāo)，任意的安全中心的喪失都會(huì)使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)失去安全性。 所以無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理是至關(guān)重要的。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)密鑰管理主要表現(xiàn)在四個(gè)當(dāng)事方：1）本地分布式CA證書(shū)。 2）根據(jù)多項(xiàng)式秘密共享。 3）基于自組織的PGP公鑰管理。 4）基于身份的密鑰管理方案。前二者是以過(guò)去以往的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，雖然可以考慮使用較小的資源消耗的公共密鑰加密算法，但不管以什么方式來(lái)實(shí)現(xiàn)分布，總節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)量，比Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的都要大。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理是以身份加密系統(tǒng)為基礎(chǔ)的減小對(duì)資源的消耗，有效的提高網(wǎng)絡(luò)性能。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展歷史中，我們可以看到，任何一個(gè)方案不能完全安全的，始終是存在的漏洞，因此自然成為實(shí)現(xiàn)安全通信的備用方案。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)，主要有四種：1）分組入侵檢測(cè)系統(tǒng)。2）在基于AODV協(xié)議的入侵檢測(cè)系統(tǒng)。3）基于代理的分組式入侵檢測(cè)系統(tǒng)。4）當(dāng)前模式的入侵檢測(cè)系統(tǒng)。