剖析AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和特點
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點很多,但是,它的組件方面要求也是比較高的,在組建過程中,我們需要顧慮額因素很多。那么從它的結(jié)構(gòu)和特點出發(fā),讓我們來具體了解下相關(guān)的內(nèi)容吧。
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)具有自身的特殊性,在組建實際使用的無線工作網(wǎng)絡(luò)時,必須充分考慮網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用規(guī)模和擴展性,以及應(yīng)用的可靠程度及實時性要求,選擇合適的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。另外,由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)自身結(jié)構(gòu)的特殊性,設(shè)計或組建網(wǎng)絡(luò)時應(yīng)充分考慮AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的特點,有助于我們設(shè)計出適合特定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議,最大限度地發(fā)揮整個網(wǎng)絡(luò)的工作性能。
1)AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)可分為兩種:對等式平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)。在對等式平面結(jié)構(gòu)中,所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地位平等。
而在分級結(jié)構(gòu)的AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中,整個網(wǎng)絡(luò)是以簇為子網(wǎng)組成,每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成,簇頭形成高一級網(wǎng)絡(luò),高一級網(wǎng)絡(luò)又可分簇形成更高一級網(wǎng)絡(luò)。每一個簇中的簇頭和簇成員是動態(tài)變化、自動組網(wǎng)。分級結(jié)構(gòu)根據(jù)硬件的不同配置,又可以分為單頻分級結(jié)構(gòu)和多頻分級結(jié)構(gòu)。單頻分級結(jié)構(gòu)使用單一頻率通信,所有節(jié)點使用同一頻率;而在多頻分級結(jié)構(gòu)中,若存在兩級網(wǎng)絡(luò),則低級網(wǎng)絡(luò)通信范圍小,高級網(wǎng)絡(luò)通信范圍大,簇成員用一個頻率通信,簇頭節(jié)點用一個頻率與簇成員通信,用另一個頻率來維持與簇頭之間的通信。
對等式平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)使用時各存在優(yōu)缺點:對等式平面結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,各節(jié)點地位平等,源節(jié)點與目的節(jié)點通信時存在多條路徑,不存在網(wǎng)絡(luò)瓶頸,而且網(wǎng)絡(luò)相對比較安全,但最大的缺點是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到限制,當網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大時路由維護的開銷指數(shù)增長而消耗掉有限的帶寬;分級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不受限制,可擴充性好,而且由于分簇,路由開銷相對小一些,雖然分級結(jié)構(gòu)中需要復(fù)雜的簇頭選擇算法,但由于分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較高的系統(tǒng)吞吐量,節(jié)點定位簡單,目前AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)正逐漸呈現(xiàn)分級化的趨勢,許多網(wǎng)絡(luò)路由算法都是基于分級結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模式提出的。
2)AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)特點
AdHoc無線網(wǎng)絡(luò)是一種移動通信和計算機網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都兼有路由器和主機兩種功能。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的特點主要體現(xiàn)在以下4方面:
(1)動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu):AdHoc網(wǎng)絡(luò)中沒有固定的通信設(shè)施和中央管理設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以隨機地以任意速度朝任何方向移動,加上無線發(fā)射裝置發(fā)送功率的變化、環(huán)境的影響以及信號之間的互相干擾等因素,都會造成網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化。
(2)有限的資源:提供給AdHoc網(wǎng)絡(luò)中移動主機的工作能量是有限的,而且移動主機損耗能量越多,將降低AdHoc網(wǎng)絡(luò)功能;另一方面,網(wǎng)絡(luò)本身提供帶寬有限以及信號之間的沖突和干擾,使移動主機可得到的有限的傳輸帶寬將遠遠小于理論上的最大帶寬。
(3)多跳通信:兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由于受到可用資源的限制,不能處在同一個覆蓋網(wǎng)絡(luò)內(nèi),可采用AdHoc網(wǎng)絡(luò)多跳通信,實現(xiàn)不同覆蓋網(wǎng)絡(luò)之間的源主機與目的主機之間的通信。
(4)較低的安全性:AdHoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間通信通過無線信道,傳輸?shù)男畔⒎浅H菀资艿奖O(jiān)聽、重發(fā)、篡改、偽造等各種攻擊,如果路由協(xié)議一旦遭受到上述惡意攻擊,整個自組網(wǎng)絡(luò)將無法正常工作。這些特點對設(shè)計AdHoc網(wǎng)絡(luò)路由算法提出了特殊的要求,一個合理的路由算法必須考慮有限的網(wǎng)絡(luò)資源、動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量等方面的因素。