【文章內(nèi)容簡介】 網(wǎng)絡上的節(jié)點的通信頻率，所述分級結(jié)構(gòu)分為單頻和多頻的分層網(wǎng)絡的分層網(wǎng)絡。所有節(jié)點都使用相同的頻率在分層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的單頻，以建立一個通信連接，其中，所述的第一簇被連接到兩個或更多個節(jié)點，每個集群的第一簇需要網(wǎng)關的身份，以便能夠與其他集群，首先要建立一個連接通信。分層的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的多頻，具有多個用于連接的通信的頻率，使較低的網(wǎng)絡中的節(jié)點的通信范圍是小的，先進的節(jié)點通信覆蓋的第一簇。在網(wǎng)絡中的不同高度水平有一個高層次的節(jié)點，因此所使用的不同的頻率的高級別節(jié)點可以與不同級別的網(wǎng)絡通信連接。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)絡通信中的同一個頻率，所使用的頻率的不同級別的網(wǎng)絡簇頭之間的通信。層次結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)相比，最大的優(yōu)勢在于可擴展性，獨立于網(wǎng)絡規(guī)模的限制，遇到復雜的大型網(wǎng)絡，通過增加集群的數(shù)量或提高網(wǎng)絡的系列，以提高網(wǎng)絡容量。在一個分層的網(wǎng)絡中，每個節(jié)點都可以成為一個簇頭，簇頭節(jié)點是主要負責維護到其他簇頭的路由，簇頭和簇成員的變化動態(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)絡的拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生相應的變化。該算法的選擇取決于不同的應用需求，網(wǎng)絡環(huán)境和節(jié)點的特點。選擇不同的算法有不同的優(yōu)化目標，包括最小化集群計算和維護開銷，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)點的生存時間。此外，以上的平面結(jié)構(gòu)的定位節(jié)點的層次結(jié)構(gòu)的定位是簡單而有效的，在平面結(jié)構(gòu)中，查詢在整個網(wǎng)絡中的節(jié)點對應的查詢，它必須是在層次結(jié)構(gòu)中，因為群集第一個包含了所有的集群在集群成員的信息，需要查詢的節(jié)點信息可以通過查詢獲得的第一個簇。另外，節(jié)點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，可以得到的節(jié)點的地址被分配一個邏輯順序，根據(jù)群集頭和群集。除此之外，平面結(jié)構(gòu)是沒有的結(jié)構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)的中心是一個集中的管理的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第一簇的分層結(jié)構(gòu)是一個控制中心，對應于：通過分級整個網(wǎng)絡被劃分成一個相對獨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銷和廣播泛濫，更輕松地管理移動節(jié)點和控制節(jié)點接入無線信道，并能提高網(wǎng)絡的可擴展性和QoS支持能力。近年來，Ad Hoc網(wǎng)絡的網(wǎng)絡服務質(zhì)量的改善，越來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。第2章 無線Ad Hoc網(wǎng)絡關鍵技術探討論 網(wǎng)絡協(xié)議無線Ad Hoc網(wǎng)絡的核心是路由協(xié)議，完善的路由協(xié)議可以為搭建完整的無線Ad Hoc網(wǎng)絡奠定基礎。與配備固定基礎設施的無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)議相比，Ad Hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議的建立更有難度，這是因為傳統(tǒng)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的，而Ad Hoc網(wǎng)絡的架構(gòu)假定是不斷變化的。此外，傳統(tǒng)網(wǎng)絡的路由協(xié)議主要依靠海量的分布式數(shù)據(jù)資料，這些數(shù)據(jù)庫一般存儲在移動節(jié)點上，而Ad Hoc網(wǎng)絡中的節(jié)點不能做到長時間保存信息，況且這些數(shù)據(jù)信息也并不總是完全可信的。有文獻表明，比較好的的Ad Hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議應該滿足以下功能：保持網(wǎng)絡拓撲通信；清楚網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的變化；較好的自適應性。 根據(jù)路由表的特點，Ad Hoc網(wǎng)絡的路由方案大致可分為：表馭動路由協(xié)議、按需馭動路由協(xié)議和混合路由協(xié)議。表驅(qū)動路由協(xié)議又稱提前反應路由協(xié)議，是說網(wǎng)絡中的節(jié)點有規(guī)律的交換路由信息，得到其他節(jié)點的路由。因為這種方式需要持續(xù)的在移動節(jié)點之間交換路由信息，所以占用了大量的網(wǎng)絡帶寬，而實際上有相當一部分的路由信息并不是路由需要的，這樣就浪費了了網(wǎng)絡資源，所以表驅(qū)動路由協(xié)議一般只用在傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，不會適用于Ad Hoc網(wǎng)絡。按需路由協(xié)議又稱應急性路由協(xié)議，是說節(jié)點只有在自己需要的時候菜進行路由交換和查找，也就是說，節(jié)點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)絡帶寬浪費?；旌下酚蓞f(xié)議是結(jié)合了表驅(qū)動路由協(xié)議和按需驅(qū)動路由協(xié)議，它先在一定范圍內(nèi)應用表驅(qū)動路由協(xié)議，減小路由控制消息交換的范圍，當目標節(jié)點距離較大時，則通過反應式路由協(xié)議查找發(fā)現(xiàn)路由，這樣就平衡了路由協(xié)議的控制消耗和時延兩個方面。目前，大多數(shù)Ad Hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議應用的是反應式路由方案，其中，具有代表性的有動態(tài)資源路由協(xié)議、請求距離向量協(xié)議等，而目的序列距離矢量路由協(xié)議則是表馭動路由協(xié)議的代表。 服務質(zhì)量服務質(zhì)量（QoS）是指網(wǎng)絡通信需要滿足一些性能指標，包括網(wǎng)絡延時，可以使用的帶寬，丟包率等等。目前，很多網(wǎng)絡要求網(wǎng)絡提供帶寬管理控制的業(yè)務。QoS質(zhì)量保證有了很大的優(yōu)化，不過大多數(shù)程序只為特定環(huán)境服務，不能直接使用Ad Hoc網(wǎng)絡。由于Ad Hoc網(wǎng)絡鏈路質(zhì)量差，網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)隨時變化，信道利用存在競爭，因此，QoS保證問題變得更加復雜。Ad Hoc網(wǎng)絡的QoS技術主要有以下的問題：隨時間變化的無線信道、無線電信道帶寬的限制、路由制度、 小容量電池電量。 無線Ad Hoc網(wǎng)絡要求網(wǎng)絡資源的利用更加合理，要求數(shù)據(jù)傳輸性能更可靠，同時要求為多媒體業(yè)務提供網(wǎng)絡帶寬控制保障，目前大致有3種QoS方案，該方案不僅要求適應網(wǎng)絡拓撲的任何變化和無線信道的互相影響，同時還要求保證與其他網(wǎng)絡通信。 集成服務模型集成服務模型是從Internet網(wǎng)絡環(huán)境的綜合服務模型開發(fā)，利用電話網(wǎng)絡和ATM虛連接機制。各型號的特點可用于路由器做高速處理大量的數(shù)據(jù)流，但這樣做將導致骨干路由器成為網(wǎng)絡瓶頸，為每個數(shù)據(jù)流的資源預留協(xié)議，但保留終端到終端的網(wǎng)絡資源，網(wǎng)絡路由器資源管理機制，提供定量的QoS。 差異服務模型差異服務邊緣和核心網(wǎng)絡被劃分成兩部分組成，分工不同，前者主要負責業(yè)務分類，標記等，主要使用的IP數(shù)據(jù)服務類型標頭字段。骨干路由器只需要檢查的ToS字段中的數(shù)據(jù)包，以確定其類型的企業(yè)，并提供各種業(yè)務的QoS保證策略 綜合服務模型綜合服務和差異化的服務有不同的特點，但也有一個相應的缺陷，特別是將其應用到Ad Hoc網(wǎng)絡中，這個問題是比較明顯的。綜合區(qū)分服務模型的??一個全面的集成服務和差異化服務相結(jié)合的特點，它可以控制的細粒度的流媒體服務，根據(jù)業(yè)務的類型，他們可以提供適當?shù)姆崭鼉?yōu)化的服務模型。FQMM模型的是一個典型的綜合判別模型，該模型是專為Ad Hoc網(wǎng)絡設計的可以優(yōu)化的Ad Hoc網(wǎng)絡的模型。 功率控制功率控制是說通過調(diào)整的信號的發(fā)送功率，減少信號的發(fā)送功率，就可以盡可能保證通信質(zhì)量。由于Ad Hoc網(wǎng)絡的特殊性的，功率控制，不僅可以減少網(wǎng)絡中的能量消耗，而且還可以減少干擾的相鄰節(jié)點，以提高信道的空間復用，從而提高整個容量網(wǎng)絡。目前，功率控制已成為一個共同的機制來提高Ad Hoc網(wǎng)絡的性能，并已逐漸成為不可缺少的重要手段。沒有任何基礎設施和集中管理機構(gòu)的Ad Hoc網(wǎng)絡是一種無線多跳網(wǎng)絡中，每個節(jié)點的功率控制決策必須基于局部信息。通常情況下，Ad Hoc網(wǎng)絡的理想功率控制方法必須滿足以下要求：1）操作簡單，高效，靈活，和強大的擴展。2）拓撲節(jié)點度要盡可能的小，以便降低節(jié)點之間的相互干擾，增加的量的網(wǎng)絡吞吐量葉。3）為達到最優(yōu)化的電源通路，從而節(jié)省能源和延長網(wǎng)絡的生命周期。4）每一個網(wǎng)絡中的節(jié)點，通過簡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。事實上，與Ad Hoc網(wǎng)絡的各個層面的功率控制問題是密切相關的，他們一般可以采取相應的措施進行電源控制。Ad Hoc網(wǎng)絡中的功率控制機制主要集中在功耗控制，鏈路層，網(wǎng)絡層功率控制和雙方的混合動力和控制。 鏈路層功率控制主要由MAC協(xié)議來完成，發(fā)送數(shù)據(jù)根據(jù)每個數(shù)據(jù)包的下一跳地址節(jié)點的距離，信道情況來實時調(diào)整發(fā)送信號，以提高網(wǎng)絡容量和減少能量消耗的節(jié)點。在一般情況下，鏈路層的功率控制，應定期調(diào)整，均可以發(fā)送一個數(shù)據(jù)包有電源控制。 網(wǎng)絡層功率控制網(wǎng)絡拓撲和路由動態(tài)調(diào)整，通過改變發(fā)射功率，并最終整個網(wǎng)絡的優(yōu)化性能。與鏈路層的功率控制相比，網(wǎng)絡層功率控制來調(diào)整頻率較低，較長的時間才能調(diào)整一次。 混合動力控制目前比較好的方案是混合動力控制，可以更好的電源控制，從而可以進一步提高網(wǎng)絡的性能。發(fā)送數(shù)據(jù)包時發(fā)射功率的混合動力控制鏈路層功率控制和網(wǎng)絡層功率控制結(jié)合起來，與網(wǎng)絡層的力量來控制調(diào)整網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)和路由，鏈路層功率控制到目的節(jié)點的距離調(diào)整。因為有不信任的中心節(jié)點而且沒有通信基礎設施，在無線Ad Hoc網(wǎng)絡中，所有節(jié)點都可以移動，節(jié)點本身作為主機和路由器，通過無線通道，正因為這些固有的特點，無線Ad Hoc網(wǎng)絡的安全性和節(jié)點之間的安全通信面臨很多問題。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比，Ad Hoc網(wǎng)絡更容易受到各種安全威脅，安全問題嚴峻。 安全問題Ad Hoc網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡的安全目標相似，包括隱秘性，完整度，身份識別等，但很難實現(xiàn)這些目標。以往的公鑰加密，數(shù)字水印，消息認證等技術可以基本保證以上安全目標的實現(xiàn)，但它需要一個可信的密鑰管理中心分配密鑰，但是認證中心節(jié)點是不允許存在的Ad Hoc網(wǎng)絡。單一的認證中心很容易地成為網(wǎng)絡瓶頸，導致整個網(wǎng)絡的癱瘓，更嚴重的是，單一的認證中心節(jié)點是首選的攻擊目標，一旦損害了整個網(wǎng)絡將完全喪失安全性。雖然可以通過備份，以提高生存能力，但也增加了攻擊的目標，任意的安全中心的喪失都會使得整個網(wǎng)絡失去安全性。 所以無線Ad Hoc網(wǎng)絡的密鑰管理是至關重要的。Ad Hoc網(wǎng)絡密鑰管理主要表現(xiàn)在四個當事方：1）本地分布式CA證書。 2）根據(jù)多項式秘密共享。 3）基于自組織的PGP公鑰管理。 4）基于身份的密鑰管理方案。前二者是以過去以往的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)為基礎，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實現(xiàn)分布，總節(jié)點的存儲量，比Ad Hoc網(wǎng)絡的都要大。 Ad Hoc網(wǎng)絡的密鑰管理是以身份加密系統(tǒng)為基礎的減小對資源的消耗，有效的提高網(wǎng)絡性能。在整個網(wǎng)絡安全的發(fā)展歷史中，我們可以看到，任何一個方案不能完全安全的，始終是存在的漏洞，因此自然成為實現(xiàn)安全通信的備用方案。 Ad Hoc網(wǎng)絡入侵檢測系統(tǒng)，主要有四種：1）分組入侵檢測系統(tǒng)。2）在基于AODV協(xié)議的入侵檢測系統(tǒng)。3）基于代理的分組式入侵檢測系統(tǒng)。4）當前模式的入侵檢測系統(tǒng)。