【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 送數(shù)據(jù)以前先發(fā)送 RTS幀，發(fā)送規(guī)則和數(shù)據(jù)幀一樣，在監(jiān)聽(tīng)信道空閑 DIFS時(shí)間以后傳輸。 RTS幀中說(shuō)明將要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度。目的主機(jī)收到 RTS幀以后，只需監(jiān)聽(tīng)信道空閑 SIFS時(shí)間就發(fā)回 CTS幀，CTS幀中也包括了源主機(jī)想發(fā)送的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度（由 RTS幀中復(fù)制到CTS幀中）。如果 CTS幀沒(méi)有收到，表明發(fā)送出錯(cuò)，必需重發(fā) RTS幀。在 RTS/CTS幀交換成功以后，經(jīng)過(guò) SIFS時(shí)間，源主機(jī)就可以發(fā)送數(shù)據(jù)幀，后續(xù)操作和基本的接入方法一樣。其基本過(guò)程上圖所示，在該圖中我們忽略了無(wú)線(xiàn)信號(hào)由源主機(jī)傳播到目的主機(jī)的時(shí)延。 在 RTS和 CTS幀包含一個(gè) duration字段，其指明了源和目的主機(jī)為傳輸數(shù)據(jù)將要占用信道的時(shí)間長(zhǎng)度。其它所有的主機(jī)都可以用這個(gè)信息來(lái)設(shè)置其 MAC參數(shù) NAV（ Network Allocation Vector，網(wǎng)絡(luò)分配矢量），以確定信道將要被占用的時(shí)間。 NAV的值隨著時(shí)間的流逝不斷減少，在 NAV值減到零之前，主機(jī)不會(huì)發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸。這種用 NAV值來(lái)判斷信道忙 /閑狀態(tài)的方法叫做虛擬載波檢測(cè)（ Virtual Carrier Sense）機(jī)制。 Page 28 PCF（ Point Coordination Function） ? 在這種工作模式下，置于訪(fǎng)問(wèn)節(jié)點(diǎn)的中心控制器控制來(lái)自工作站的幀的傳送。所有工作站均服從中心控制器的控制。 ? 在無(wú)競(jìng)爭(zhēng)期開(kāi)始，中心控制器首先獲得介質(zhì)的控制權(quán)，并遵循 PIFS對(duì)介質(zhì)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn) ? 中心控制節(jié)點(diǎn)向某個(gè)特定的工作站發(fā)送 CF輪詢(xún)幀，授權(quán)該工作站可以向任何目的端發(fā)送一個(gè)幀。 ? 中心控制器發(fā)送 CF結(jié)束幀來(lái)確定無(wú)競(jìng)爭(zhēng)期的結(jié)束 Page 29 移動(dòng) Adhoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議 Page 30 什么是移動(dòng) Adhoc網(wǎng)絡(luò) ? MANETs（ Mobile Adhoc NETworks）網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或終端組成的自治系統(tǒng)，這些節(jié)點(diǎn)之間裝備有無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，其天線(xiàn)設(shè)備可以是全向天線(xiàn)也可以是點(diǎn)到點(diǎn)的定向天線(xiàn)。 ? 在任何時(shí)刻，由于節(jié)點(diǎn)的地理位置、收發(fā)裝置的覆蓋范圍、傳輸功率電平和鄰信道干擾的不同，組成一個(gè)隨機(jī)多跳的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 ? 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)和發(fā)送和接收參數(shù)的調(diào)整而動(dòng)態(tài)變化。 ? 因?yàn)?Ad hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信范圍的限制，兩個(gè)要交換信息的主機(jī)可能不能直接進(jìn)行通信，因而需要其他節(jié)點(diǎn)幫助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，通過(guò)多跳路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。 Page 31 MANETs的特點(diǎn) ? 自組織性 ： MANETs可以在任何時(shí)刻任何地點(diǎn)構(gòu)建，而不需要現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下常用的基站等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持，形成一個(gè)自治無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。 ? 分布式控制： Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中所有的網(wǎng)絡(luò)行為包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和消息的傳遞都必須由節(jié)點(diǎn)自己來(lái)完成，也就是說(shuō)，路由功能必須集成到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中，不存在類(lèi)似基站的集中網(wǎng)絡(luò)中心控制點(diǎn)，因而是一種分布式控制網(wǎng)絡(luò)。 ? 動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道連接形成一個(gè)任意的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)之間的連接由于節(jié)點(diǎn)的離開(kāi)和新的節(jié)點(diǎn)的到達(dá)以及節(jié)點(diǎn)的任意移動(dòng)，可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈動(dòng)態(tài)變化，而且這種變化是不可預(yù)測(cè)。 Page 32 MANETs的特點(diǎn)（續(xù)） ? 終端資源受限：通常 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的終端都是依靠蓄電池等可耗盡能源供電的手持設(shè)備，其 CPU處理能力和可用內(nèi)存都受到嚴(yán)格的限制，因而在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)是必須考慮如何節(jié)省信令開(kāi)銷(xiāo)和能源消耗。 ? 節(jié)點(diǎn)的通信距離受限：由于終端的能源受限導(dǎo)致發(fā)射功率的減小，因而網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)并不一定可以收到某節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)。 ? 安全保密性差：由于 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的自組性和分布式控制方式導(dǎo)致易受到竊聽(tīng)、攔截和拒絕服務(wù)等各種網(wǎng)絡(luò)攻擊。 Page 33 MANETs面臨的問(wèn)題 ? 信道接入?yún)f(xié)議 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)信道是一個(gè)共享的廣播信道，但它不是一跳共享的。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文時(shí)，只有在它覆蓋范圍內(nèi)的結(jié)點(diǎn)（稱(chēng)為鄰居）才能夠收到，而覆蓋范圍外的結(jié)點(diǎn)則感知不到任何通信的存在。 這恰恰也是 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)所在，發(fā)送結(jié)點(diǎn)覆蓋范圍外的結(jié)點(diǎn)不受發(fā)送結(jié)點(diǎn)的影響，它們也可以同時(shí)發(fā)送報(bào)文。我們稱(chēng) Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的共享信道為多跳共享廣播信道。多跳共享廣播信道帶來(lái)的直接影響就是報(bào)文沖突與結(jié)點(diǎn)所處的位置相關(guān)。即會(huì)產(chǎn)生“隱藏終端”和“暴露終端”的問(wèn)題。 ? 路由的問(wèn)題 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)不僅可以自由移動(dòng)，還可以隨時(shí)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)。這將造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化?？紤]到 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的多跳特性，結(jié)點(diǎn)要有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)功能，這要求結(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的路由協(xié)議。傳統(tǒng)的基于因特網(wǎng)的路由協(xié)議是為相對(duì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠O(shè)計(jì)的，它們無(wú)法滿(mǎn)足快速變化拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的需要。因此，路由協(xié)議也成了 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)。 Page 34 MANETs面臨的問(wèn)題（續(xù)） ? 安全問(wèn)題 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)面臨的安全性威脅來(lái)自無(wú)線(xiàn)信道和網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)信道容易被竊聽(tīng)和干擾。此外，無(wú)中心和自組織的網(wǎng)絡(luò)組織形式不僅容易遭受冒充、欺騙等形式的攻擊，還對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全體系結(jié)構(gòu)提出了新的要求。需要研究適用于 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的安全體系結(jié)構(gòu)和用戶(hù)認(rèn)證、加密等安全技術(shù)。目前，針對(duì) Ad hoc網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題已開(kāi)展了一些研究，但還沒(méi)有較完善的解決方案。 ? 電源問(wèn)題 作為移動(dòng)終端的 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)一般采用電池供電，這與普通的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用電源線(xiàn)供電有著顯著的差異。為了延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)，要盡量節(jié)約電池的電能。這可以通過(guò)功率控制和在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候關(guān)閉發(fā)射機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn) ? 協(xié)議設(shè)計(jì) Ad hoc網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。與有線(xiàn)信道相比，帶寬窄，信道質(zhì)量差。這對(duì)協(xié)議的設(shè)計(jì)提出了新的要求。為了節(jié)約有限的帶寬， Ad hoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的原則是要盡量減少結(jié)點(diǎn)間交互的信息量。此外，由于無(wú)線(xiàn)信道的衰落、結(jié)點(diǎn)移動(dòng)等因素會(huì)造成報(bào)文沖突和丟失，這將嚴(yán)重影響 TCP的性能。因此，在 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中要對(duì) TCP的傳輸層服務(wù)進(jìn)行改進(jìn)，以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰? Page 35 MANETs的隱藏終端問(wèn)題 “隱藏終端”（ Hidden Station）是指在接收者的通信范圍內(nèi)而在發(fā)送者通信范圍外的終端。 隱藏終端問(wèn)題包括隱發(fā)送終端問(wèn)題和隱接收終端問(wèn)題。如圖 1所示，當(dāng)節(jié)點(diǎn) A向 B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， C不知道 A的發(fā)送，如果 C向 B發(fā)送數(shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生碰撞， C成了隱發(fā)送終端。 RTSCTS握手信號(hào)可以解決這一問(wèn)題，即每次發(fā)送數(shù)據(jù)之前通信雙方先使用 RTS、 CTS控制報(bào)文進(jìn)行握手。 Page 36 MANETs的暴露終端問(wèn)題 暴露終端是指在發(fā)送者的通信范圍之內(nèi)而在接收者通信范圍之外的終端。暴露終端因聽(tīng)到發(fā)送者的發(fā)送而延遲發(fā)送，但因?yàn)樗诮邮照叩耐ㄐ欧秶猓陌l(fā)送并不會(huì)造成沖突，因而引入了不必要的延遲。 如下圖所示，當(dāng) B向 A發(fā)送報(bào)文時(shí)， C成了暴露終端。如果采用握手機(jī)制，當(dāng) B向 A發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， C聽(tīng)到 B發(fā)送的 RTS但聽(tīng)不到 A發(fā)送的 CTS， C就知道自己是暴露終端。 Page 37 常規(guī)路由協(xié)議在 MANETs中的問(wèn)題 1. Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)間的無(wú)線(xiàn)信道可能存在單向信道。常規(guī)路由協(xié)議設(shè)計(jì)中常常沒(méi)有考慮這個(gè)問(wèn)題或者必須以雙向鏈路作為工作的前提，由此它們計(jì)算出來(lái)的路由可能不能準(zhǔn)確反映 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也沒(méi)有利用單向信道的特性。 2. 無(wú)線(xiàn)信道的廣播特性使得常規(guī)路由的網(wǎng)絡(luò)選路過(guò)程中產(chǎn)生許多冗余路由。 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中