無線自組網(wǎng)-1

1、無線網(wǎng)絡與移動計算技術無線網(wǎng)絡與移動計算技術無線自組織網(wǎng)絡攻防原理與實踐無線自組織網(wǎng)絡攻防原理與實踐哈爾濱工業(yè)大學（威海）哈爾濱工業(yè)大學（威海）計算機科學與技術學院計算機科學與技術學院教授教授 遲樂軍遲樂軍 QDCLJ163.COMQDCLJ163.COM 2012.03 2012.03課程學時與課程安排課程學時與課程安排l 總學時：30 授 課：22 實 驗：8l 主要內容涵蓋：l 無線網(wǎng)絡的基本概念、應用、體系結構l 無線網(wǎng)絡的關鍵技術Ad Hoc網(wǎng)絡路由網(wǎng)絡路由l 服務質量和能量意識l 無線網(wǎng)絡的常見的攻擊形式l 無線網(wǎng)絡的主要的防護技術課程學時與課程安排課程學時與課程安排l 總學時總學

2、時：30 授授 課課：22 實實 驗驗：8l 考考 核核：平時+翻譯論文+讀書體會l 主要內容涵蓋：l 無線網(wǎng)絡的基本概念、應用、體系結構l 無線網(wǎng)絡的關鍵技術l Ad Hoc網(wǎng)絡路由網(wǎng)絡路由l 服務質量和能量意識l 無線網(wǎng)絡的常見的攻擊形式l 無線網(wǎng)絡的主要的防護技術Resource（主要參考文獻）（主要參考文獻）l 易易 平平 著，無線網(wǎng)絡攻防原理與實踐，清華出版社，著，無線網(wǎng)絡攻防原理與實踐，清華出版社，2010年年1月月l 易平等著，無線自組織網(wǎng)絡與對等網(wǎng)絡易平等著，無線自組織網(wǎng)絡與對等網(wǎng)絡原理與實踐，清華出版社，原理與實踐，清華出版社，l 鄭少仁等著，鄭少仁等著，Ad Hoc網(wǎng)絡技術

3、，人民郵電出版社，網(wǎng)絡技術，人民郵電出版社，2005年年1月月l IETF Mobile Ad-hoc Networks (MANET) Working Group /html.charters/manet-charter.htmll S. Corson, J. Macher, Mobile Ad hoc Networking (MANET): Routing Protocol Performance Issues and Evaluation Considerations, RFC 2501, January 1999l C. Perkins, E. Be

4、lding-Royer, et al., Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing, RFC 3561, July 2003l David B. Johnson, et al., The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks (DSR), draft-ietf-manet-dsr-10.txt, July 2004l I. Chakeres, C. Perkins, Dynamic MANET On-demand (DYMO) Routing, draft-ie

5、tf-manet-dymo-06.txt, October 2006l T. Clausen, et al., Optimized Link State Routing Protocol (OLSR), RFC 3626, October 2003l R. Ogier, et al., Topology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding (TBRPF), RFC 3684, February 2004 l S. Basagni et al, Mobile Ad Hoc Networking, IEEE Press (John Wile

6、y & Sons), 2004 基礎知識概述基礎知識概述l概述概述l體系結構體系結構lAd Hoc網(wǎng)絡路由網(wǎng)絡路由l服務質量和能量意識服務質量和能量意識基礎知識概述基礎知識概述一、引言一、引言l 無線信道的特征無線信道的特征：單機發(fā)射，多機接受：單機發(fā)射，多機接受：有快速變化和較慢的變化的區(qū)別。有快速變化和較慢的變化的區(qū)別。：距離增大，信號衰減。距離增大，信號衰減。：信號可沿不同的途徑到達接收機。信號可沿不同的途徑到達接收機?；A知識概述基礎知識概述l 無線通訊系統(tǒng)處于通信網(wǎng)的末端，引出接入問題無線通訊系統(tǒng)處于通信網(wǎng)的末端，引出接入問題“距離距離用戶最后一公里用戶最后一公里”的問題。的問題。l

7、 具有無需預先架設基礎設施具有無需預先架設基礎設施l 可臨時快速組網(wǎng)可臨時快速組網(wǎng)l 可用于特殊的環(huán)境，如海洋資源監(jiān)測、戰(zhàn)場信息收集等可用于特殊的環(huán)境，如海洋資源監(jiān)測、戰(zhàn)場信息收集等l Ad hocAd hoc、傳感器網(wǎng)絡、穿戴計算機等是無線通信的一個新、傳感器網(wǎng)絡、穿戴計算機等是無線通信的一個新的技術領域的技術領域基礎知識概述基礎知識概述二、無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構 必須預先規(guī)劃、設計和布設的網(wǎng)絡必須預先規(guī)劃、設計和布設的網(wǎng)絡 典型：蜂窩系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、集群移動通訊系統(tǒng)典型：蜂窩系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、集群移動通訊系統(tǒng) 無需預先規(guī)劃、設計和布設的網(wǎng)絡。無需預先規(guī)劃、設計和布設的網(wǎng)絡。 典型：軍用典

8、型：軍用PRNETPRNET、IEEE802.11IEEE802.11中的中的AD HOCAD HOC模式和藍牙技模式和藍牙技術屬自組網(wǎng)絡技術術屬自組網(wǎng)絡技術基于預先架設網(wǎng)絡基礎設施的無線網(wǎng)絡基于預先架設網(wǎng)絡基礎設施的無線網(wǎng)絡l 蜂窩網(wǎng)絡蜂窩網(wǎng)絡 移動終端通過基站接入移動終端通過基站接入移動通信網(wǎng)絡移動通信網(wǎng)絡l 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng) 移動終端通過無線接入移動終端通過無線接入點接入點接入Internet依賴于基站、無線接入點等現(xiàn)有基礎設施網(wǎng)絡依賴于基站、無線接入點等現(xiàn)有基礎設施網(wǎng)絡基礎知識概述l無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構基礎知識概述：三類典型的系統(tǒng)實例： 有基礎設施的有基礎設施的： 無基礎設施結構

9、無基礎設施結構： 既支持有基礎設施的組網(wǎng)模式也既支持有基礎設施的組網(wǎng)模式也支持無基礎設施的組網(wǎng)模式支持無基礎設施的組網(wǎng)模式基礎知識概述：蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)l 19461946年出現(xiàn)，以基地臺為中心，覆蓋年出現(xiàn)，以基地臺為中心，覆蓋70-8070-80公里，設備體積公里，設備體積較大，主要支持語音系統(tǒng)。較大，主要支持語音系統(tǒng)。l 已經(jīng)出現(xiàn)三代：已經(jīng)出現(xiàn)三代：只支持語音業(yè)務的模擬通信體系（國際間不兼容）只支持語音業(yè)務的模擬通信體系（國際間不兼容）支持語音和低速電路型數(shù)據(jù)業(yè)務（如短信等等，支持語音和低速電路型數(shù)據(jù)業(yè)務（如短信等等，可可提供所謂提供所謂“全球通全球通”話音業(yè)務外，已經(jīng)可以

10、提供低速的數(shù)話音業(yè)務外，已經(jīng)可以提供低速的數(shù)據(jù)業(yè)務了，也就是收發(fā)短消息之類）據(jù)業(yè)務了，也就是收發(fā)短消息之類）支持高速率的多媒體和數(shù)據(jù)業(yè)務（手機上網(wǎng)、視頻支持高速率的多媒體和數(shù)據(jù)業(yè)務（手機上網(wǎng)、視頻應用）應用） 3 3代半？代半？ 第四代？第四代？最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s（能提供難以能提供難以想象的服務?。肯胂蟮姆眨?？）基礎知識概述：蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)l 主流通訊服務提供商采用蜂窩網(wǎng)絡采用蜂窩網(wǎng)絡。l 蜂窩網(wǎng)絡把移動電話的服務區(qū)別分為一個個正六邊形的子區(qū)，每個小區(qū)設一個基站。形成了形狀酷似“蜂窩”的結構。l 蜂窩網(wǎng)絡又可分為模擬蜂窩模擬蜂窩網(wǎng)絡和數(shù)字蜂窩數(shù)字蜂窩兩

11、種兩種網(wǎng)絡l 蜂窩網(wǎng)絡被廣泛正六邊形被認為是使用最少個結點可正六邊形被認為是使用最少個結點可以覆蓋最大面積的圖形以覆蓋最大面積的圖形，出于節(jié)約設備構建成本的考慮，正六邊形是最好的選擇。l 這樣的網(wǎng)絡形狀非常象蜂窩故被稱作蜂窩網(wǎng)絡稱作蜂窩網(wǎng)絡基礎知識概述： 蜂窩移動通信系統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)l 蜂窩網(wǎng)絡主要由：移動站移動站，基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)，網(wǎng)絡子系統(tǒng)網(wǎng)絡子系統(tǒng).三部分組成l 移動站移動站就是我們的網(wǎng)絡終端設備如手機等網(wǎng)絡終端設備 。l 基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)包括我們日常見到的移動機站（大鐵塔）、無線收發(fā)設備、專用網(wǎng)絡（一般是光纖）、無數(shù)的數(shù)字設備等等的。l 把基站子系統(tǒng)看作是無線網(wǎng)絡與有線網(wǎng)絡

12、之間的轉換器。 基礎知識概述：蜂窩移動通信系統(tǒng)結構蜂窩移動通信系統(tǒng)結構l 移動臺作為用戶終端與基站建立全雙工無線通信連接完成通移動臺作為用戶終端與基站建立全雙工無線通信連接完成通信的無線接入信的無線接入l 基站基站通過與骨干網(wǎng)的有線的連接通過與骨干網(wǎng)的有線的連接，完成移動臺與骨干網(wǎng)的通，完成移動臺與骨干網(wǎng)的通信接入信接入l 移動臺之間不能直接通信，必須通過基站轉接移動臺之間不能直接通信，必須通過基站轉接才能達成相互才能達成相互之間通信的目的之間通信的目的l 基站有兩個通信接口：空中和與骨干網(wǎng)的接口基站有兩個通信接口：空中和與骨干網(wǎng)的接口基礎知識概述： 蜂窩系統(tǒng)的基本思想l 用多個小功率發(fā)射機代

13、替一個大功率發(fā)射機，每個小發(fā)射用多個小功率發(fā)射機代替一個大功率發(fā)射機，每個小發(fā)射區(qū)對應的小覆蓋區(qū)成為一個小區(qū)區(qū)對應的小覆蓋區(qū)成為一個小區(qū)l 每個小區(qū)分配一組信道，對應于使用一組無線資源每個小區(qū)分配一組信道，對應于使用一組無線資源l 相鄰小區(qū)使用不同的無線資源，使得相互之間不形成干擾相鄰小區(qū)使用不同的無線資源，使得相互之間不形成干擾l 相距較遠的小區(qū)可以重復使用相同的無線資源相距較遠的小區(qū)可以重復使用相同的無線資源l 利用無線資源的空間復用，從而使系統(tǒng)的容量大為提高利用無線資源的空間復用，從而使系統(tǒng)的容量大為提高基礎知識概述：蜂窩狀的網(wǎng)絡結構的優(yōu)點蜂窩狀的網(wǎng)絡結構的優(yōu)點l 采用蜂窩網(wǎng)絡技術最大的

14、好處是頻率可以重復使用頻率可以重復使用。l 通信時，每個人要占用一個信道（同時通話的人多了，有限的信道可能不夠使用會出現(xiàn)通信阻塞的現(xiàn)象。）l 蜂窩結構就可以使用同一組頻率在若干個相隔一定距離的小區(qū)重復使用，從而達到節(jié)省頻率資源的目的。l 例如：將一個城市分成72個小區(qū)，每12個小區(qū)組成一個小區(qū)群。讓他們共同使用300個頻道。那么，我們就可以將300個頻道分成12個頻道組，每個組25個頻道，第一個小區(qū)群使用第1組頻道，第二個小區(qū)群使用第2組頻道，以此類推。基礎知識概述：蜂窩狀的網(wǎng)絡結構蜂窩狀的網(wǎng)絡結構的優(yōu)點l 不同小區(qū)群的相同編號小區(qū)的頻道組是可以重復使用的。l 盡管這些小區(qū)基站所使用的無線電頻

15、率相同，但由于他們彼此相隔較遠，而電波作用范圍有限，彼此不會造成干擾。l 一組頻率就可重復使用6次，原本300個頻道只能供300個用戶同時通話，現(xiàn)在卻可同時供1800個用戶同時通話了。 基礎知識概述：蜂窩狀的網(wǎng)絡結構蜂窩狀的網(wǎng)絡結構的優(yōu)點l 蜂窩移動電話系統(tǒng)主要由移動臺（汽車電話、手機等），無線基站以及移動電話交換中心組成。l 每個小區(qū)基站均與移動電話交換中心連接，形成一個蜂窩移動電話網(wǎng)。l 移動電話網(wǎng)還與市內公用電話網(wǎng)以及國內、國際長途電話網(wǎng)相連，使移動電話用戶不僅可以與網(wǎng)內的移動電話用戶通電話，還可以與更大范圍內的移動用戶和固定用戶通電話。基礎知識概述：小結l 蜂窩移動通信系統(tǒng)屬典型的有基

16、礎設施的網(wǎng)絡。蜂窩移動通信系統(tǒng)屬典型的有基礎設施的網(wǎng)絡。l 不支持終端之間的直接通信，用戶終端之間必須經(jīng)不支持終端之間的直接通信，用戶終端之間必須經(jīng)過基站轉接才能完成通信。過基站轉接才能完成通信。l 網(wǎng)絡基礎設施起控制中心的作用網(wǎng)絡基礎設施起控制中心的作用l 無線資源的分配、越區(qū)切換、呼叫建立等控制功能無線資源的分配、越區(qū)切換、呼叫建立等控制功能都采用中心仲裁方式都采用中心仲裁方式基礎知識概述：藍牙技術l 藍牙技術藍牙技術無基礎設施網(wǎng)絡，無基礎設施網(wǎng)絡，l 開放性的、短距離無線通信技術標準開放性的、短距離無線通信技術標準l 可作為一種微型的、廉價的通信模塊嵌入各類信息設備中，可作為一種微型的、

17、廉價的通信模塊嵌入各類信息設備中，使這些數(shù)字設備在較小的范圍內通過無線連接的方式實現(xiàn)使這些數(shù)字設備在較小的范圍內通過無線連接的方式實現(xiàn)組網(wǎng)互聯(lián)組網(wǎng)互聯(lián)l 可實現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數(shù)字通信可實現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數(shù)字通信基礎知識概述：藍牙的網(wǎng)絡結構及通信過程l 藍牙的基本網(wǎng)絡拓撲是皮網(wǎng)（藍牙的基本網(wǎng)絡拓撲是皮網(wǎng)（PICONETPICONET）l 每個皮網(wǎng)有一個主節(jié)點和最多每個皮網(wǎng)有一個主節(jié)點和最多7 7個激活的從節(jié)點組成。個激活的從節(jié)點組成。Master/SlaveMaster/Slave基礎知識概述：藍牙的網(wǎng)絡結構及通信過程基礎知識概述：藍牙的網(wǎng)絡結構及通信過程

18、基礎知識概述：兩種類型的鏈路l同步同步 面向連接的面向連接的 鏈路（鏈路（SCOSCO）l異步異步 無無 連連 接接 鏈路（鏈路（ACLACL）基礎知識概述：藍牙的網(wǎng)絡結構及通信過程l 兩個以上皮網(wǎng)可以組成所謂的散射網(wǎng)。兩個以上皮網(wǎng)可以組成所謂的散射網(wǎng)。l 兩個皮網(wǎng)通過節(jié)點兩個皮網(wǎng)通過節(jié)點S/MS/M連接經(jīng)過多跳實現(xiàn)相互之間的通信。連接經(jīng)過多跳實現(xiàn)相互之間的通信?；A知識概述：藍牙技術小結l 藍牙數(shù)字組網(wǎng)，藍牙數(shù)字組網(wǎng)，不需基礎設施，可臨時組網(wǎng)不需基礎設施，可臨時組網(wǎng)l 支持小的網(wǎng)絡結構，支持小的網(wǎng)絡結構，不涉及路由不涉及路由的問題的問題l 雖然分雖然分節(jié)點，但節(jié)點，但形成的形成的l 主主/從

19、從節(jié)點在各個方面都是完全相同的節(jié)點在各個方面都是完全相同的l 這種結構中主節(jié)點起到了控制中心和中繼轉發(fā)這種結構中主節(jié)點起到了控制中心和中繼轉發(fā)器的作用器的作用基礎知識概述：傳感器網(wǎng)絡（WSN）l 傳感器網(wǎng)絡傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks, WSN)是自是自組網(wǎng)發(fā)展的重要方向之一；組網(wǎng)發(fā)展的重要方向之一；l 它是由密集布設在觀測場所的大量、小型、低成本它是由密集布設在觀測場所的大量、小型、低成本的傳感器節(jié)點組成，這些傳感器節(jié)點協(xié)同工作對觀的傳感器節(jié)點組成，這些傳感器節(jié)點協(xié)同工作對觀測對象的多種屬性自動觀測，并將測試結果上報。測對象的多種屬性自動觀測，并將測試結果上報

20、。l 傳感器網(wǎng)中的傳感器節(jié)點一般具有探測能力、無線傳感器網(wǎng)中的傳感器節(jié)點一般具有探測能力、無線通信自動組網(wǎng)能力和信號與信息的處理能力。通信自動組網(wǎng)能力和信號與信息的處理能力。l 它是一種特殊的自組網(wǎng)。它是一種特殊的自組網(wǎng)。無線傳感器網(wǎng)絡l 在傳感器網(wǎng)絡中，各個無線節(jié)點靜態(tài)地隨機分布在傳感器網(wǎng)絡中，各個無線節(jié)點靜態(tài)地隨機分布在某一區(qū)域在某一區(qū)域l 傳感器負責收集區(qū)域內的聲音、電磁或地震信號傳感器負責收集區(qū)域內的聲音、電磁或地震信號等多種信息，將它們發(fā)送到網(wǎng)關節(jié)點等多種信息，將它們發(fā)送到網(wǎng)關節(jié)點l 網(wǎng)關節(jié)點具有更大的處理能力，能夠進一步處理網(wǎng)關節(jié)點具有更大的處理能力，能夠進一步處理信息，或有更大的

21、發(fā)送范圍，可以將信息送往某信息，或有更大的發(fā)送范圍，可以將信息送往某個大型網(wǎng)絡，使遠程用戶能夠檢索到該信息。個大型網(wǎng)絡，使遠程用戶能夠檢索到該信息。無線傳感器網(wǎng)絡l 一個傳感器節(jié)點由一個傳感器節(jié)點由4 4個基本部分組成，即個基本部分組成，即、和和。l 其中，其中，通常帶有一個小型存儲器，它的通常帶有一個小型存儲器，它的主要功能是與其它傳感器節(jié)點協(xié)作，執(zhí)行指派的主要功能是與其它傳感器節(jié)點協(xié)作，執(zhí)行指派的感知任務以及管理內部程序。感知任務以及管理內部程序。l 此外還應該包括與應用相關的其它部分，比如定此外還應該包括與應用相關的其它部分，比如定位系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等。位系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等。無線傳感器網(wǎng)絡l

22、 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的協(xié)議棧主要包括傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的協(xié)議棧主要包括協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議層、層、層、層、層、層、層、層、層層 2.6 無線傳感器網(wǎng)絡l 物理層：采用簡單可靠的收發(fā)調制技術物理層：采用簡單可靠的收發(fā)調制技術l 介質接入控制介質接入控制(MAC(MAC，Media Access Control)Media Access Control)協(xié)議協(xié)議盡量降低與相鄰節(jié)盡量降低與相鄰節(jié)點的通信碰撞概率的處理能力點的通信碰撞概率的處理能力l 網(wǎng)絡層：進行網(wǎng)絡的自組織和數(shù)據(jù)的路由轉發(fā)網(wǎng)絡層：進行網(wǎng)絡的自組織和數(shù)據(jù)的路由轉發(fā)l 傳輸層：根據(jù)傳感器網(wǎng)絡的需要進行數(shù)據(jù)流維護傳輸層：根據(jù)傳感器網(wǎng)絡的需要進

23、行數(shù)據(jù)流維護l 應用層：則根據(jù)感知任務建立不同類型的應用軟件應用層：則根據(jù)感知任務建立不同類型的應用軟件 無線傳感器網(wǎng)絡：管理傳感器節(jié)點如何使用它的能量：管理傳感器節(jié)點如何使用它的能量：檢測、記錄傳感器節(jié)點的移動，從而可以：檢測、記錄傳感器節(jié)點的移動，從而可以維護路由，同時傳感器節(jié)點可以感知相鄰的傳感器節(jié)點，維護路由，同時傳感器節(jié)點可以感知相鄰的傳感器節(jié)點，有效均衡它們的能量和任務有效均衡它們的能量和任務：可以均衡和規(guī)劃一個特定區(qū)域傳感器節(jié)點：可以均衡和規(guī)劃一個特定區(qū)域傳感器節(jié)點的感知任務。比如，一些傳感器節(jié)點根據(jù)它們的電源能量的感知任務。比如，一些傳感器節(jié)點根據(jù)它們的電源能量完成比其它傳感器

24、節(jié)點更多的任務，這樣傳感器節(jié)點能夠完成比其它傳感器節(jié)點更多的任務，這樣傳感器節(jié)點能夠用一種能量高效使用的方式進行任務分發(fā)、協(xié)同工作，共用一種能量高效使用的方式進行任務分發(fā)、協(xié)同工作，共享它們之間的資源。享它們之間的資源。無線傳感器網(wǎng)絡l 電源、移動和任務管理協(xié)議能夠使傳感器節(jié)點協(xié)同執(zhí)行感電源、移動和任務管理協(xié)議能夠使傳感器節(jié)點協(xié)同執(zhí)行感知任務，并降低網(wǎng)絡的能耗。知任務，并降低網(wǎng)絡的能耗。 l 傳感器網(wǎng)絡具有廣闊的應用領域和市場價值前景。傳感器網(wǎng)絡具有廣闊的應用領域和市場價值前景。l 無線傳感器網(wǎng)絡通過感知、收集、分析、處理各種信息，無線傳感器網(wǎng)絡通過感知、收集、分析、處理各種信息，（例如溫度、

25、濕度等）來支持特定應用（例如溫度、濕度等）來支持特定應用l 無線傳感器網(wǎng)絡通過融合處理信息，實現(xiàn)戰(zhàn)場防御、戰(zhàn)場無線傳感器網(wǎng)絡通過融合處理信息，實現(xiàn)戰(zhàn)場防御、戰(zhàn)場偵察、安全監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療診斷、作物監(jiān)視、珍稀偵察、安全監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療診斷、作物監(jiān)視、珍稀動物監(jiān)護、貨物跟蹤等動物監(jiān)護、貨物跟蹤等l 在條件惡劣的環(huán)境下，傳感器網(wǎng)絡有著獨特的優(yōu)勢。在條件惡劣的環(huán)境下，傳感器網(wǎng)絡有著獨特的優(yōu)勢。無線傳感器網(wǎng)絡l 網(wǎng)絡的快速部署、自組織能力、容錯抗摧毀等特性能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡的快速部署、自組織能力、容錯抗摧毀等特性能夠實現(xiàn)指揮調度、移動計算和通信、監(jiān)視偵察、目標定位等功能指揮調度、移動計算和通信、監(jiān)視偵

26、察、目標定位等功能l 在軍事上的典型應用包括：在軍事上的典型應用包括：l 管理戰(zhàn)區(qū)內的情報、監(jiān)控、偵察設備，并對收集的信息進行管理戰(zhàn)區(qū)內的情報、監(jiān)控、偵察設備，并對收集的信息進行后續(xù)處理、使用和分發(fā)后續(xù)處理、使用和分發(fā)l 建立本土邊防安全防御網(wǎng)及其基礎設施防御網(wǎng)，化學或生物建立本土邊防安全防御網(wǎng)及其基礎設施防御網(wǎng)，化學或生物危險的預警危險的預警l 對目標進行識別、跟蹤和定位，實現(xiàn)知己知彼，百戰(zhàn)不殆對目標進行識別、跟蹤和定位，實現(xiàn)知己知彼，百戰(zhàn)不殆 無線傳感器網(wǎng)絡l 傳感器網(wǎng)絡與移動傳感器網(wǎng)絡與移動ad hocad hoc網(wǎng)絡的主要差別在于網(wǎng)絡的主要差別在于：l 傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點數(shù)量眾多

27、傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點數(shù)量眾多l(xiāng) 傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點分布稠密傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點分布稠密l 傳感器網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡拓撲經(jīng)常變化傳感器網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡拓撲經(jīng)常變化l 傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點通信主要采用廣播傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點通信主要采用廣播(Broadcast)(Broadcast)或組播或組播(Multicast)(Multicast)兩種方式兩種方式l 傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點的能量、計算能力和存儲空間有限傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點的能量、計算能力和存儲空間有限l 無線分布式傳感器自組網(wǎng)體系結構無線分布式傳感器自組網(wǎng)體系結構l 介質訪問控制技術介質訪問控制技術l 動態(tài)分群算法和路由協(xié)議動態(tài)分群算法和路由協(xié)議l 地址

28、自動分配技術地址自動分配技術l 基于分布式多傳感器的信息融合技術基于分布式多傳感器的信息融合技術l 協(xié)同信號處理中的信息分發(fā)、共享技術協(xié)同信號處理中的信息分發(fā)、共享技術l 功率控制技術功率控制技術傳感器網(wǎng)絡技術研究的關鍵技術：傳感器網(wǎng)絡技術研究的關鍵技術：l 國外的研究主要包括：國外的研究主要包括：l幾個典型項目中的研究重點：幾個典型項目中的研究重點：n SensorNetSensorNet和和PACMANPACMAN等項目主要針對傳感器網(wǎng)的傳送層、網(wǎng)絡等項目主要針對傳感器網(wǎng)的傳送層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層以及物理層進行整體研究層、數(shù)據(jù)層以及物理層進行整體研究n WINSWINS和和Dynamic S

29、ensor NetworkDynamic Sensor Network等項目主要針對傳感器網(wǎng)絡等項目主要針對傳感器網(wǎng)絡互聯(lián)、路由協(xié)議和功率控制等方面進行研究互聯(lián)、路由協(xié)議和功率控制等方面進行研究n SPINSSPINS和和DataSpaceDataSpace等項目主要針對傳感器網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)分等項目主要針對傳感器網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)分發(fā)等進行研究發(fā)等進行研究l 研究主要集中在美國各高校的研究機構內研究主要集中在美國各高校的研究機構內l 廣闊的應用前景和巨大使用潛力，正吸引更多的機構和組織廣闊的應用前景和巨大使用潛力，正吸引更多的機構和組織加入其開發(fā)研究中加入其開發(fā)研究中歐盟的研究現(xiàn)狀l 歐盟歐盟IS

30、TIST下設了若干個采用自組網(wǎng)絡研究解決車輛之間下設了若干個采用自組網(wǎng)絡研究解決車輛之間通信問題的項目，較重要的有通信問題的項目，較重要的有CARTALK2000,FLEETNETCARTALK2000,FLEETNET等。等。l 代表項目：代表項目：CARTALK2000CARTALK2000是一個研究開發(fā)基于車輛之間是一個研究開發(fā)基于車輛之間的通信輔助駕駛系統(tǒng)項目。的通信輔助駕駛系統(tǒng)項目。l 項目的研究項目的研究1.1. 開發(fā)駕駛員協(xié)同輔助系統(tǒng)；開發(fā)駕駛員協(xié)同輔助系統(tǒng)；2.2. 作為通信裝置的無線移動自組織網(wǎng)絡，為未來標準化作作為通信裝置的無線移動自組織網(wǎng)絡，為未來標準化作準備。準備。歐盟

31、的研究現(xiàn)狀l FLEETNETFLEETNET也是一個基于自組網(wǎng)的車輛間通信項目。也是一個基于自組網(wǎng)的車輛間通信項目。：1.1. 開發(fā)一個車輛間的通信平臺，這個平臺應該能夠實現(xiàn)示開發(fā)一個車輛間的通信平臺，這個平臺應該能夠實現(xiàn)示范作用，技術解決方案能夠標準化范作用，技術解決方案能夠標準化2.2. 實現(xiàn)設計的通信協(xié)議的主要功能，并將示范系統(tǒng)能夠集實現(xiàn)設計的通信協(xié)議的主要功能，并將示范系統(tǒng)能夠集成到演示車輛中成到演示車輛中3.3. 實現(xiàn)一些合適的演示，以展示這個項目在車輛之間通信實現(xiàn)一些合適的演示，以展示這個項目在車輛之間通信方面的優(yōu)越性方面的優(yōu)越性4.4. 開展商務模式和市場推介方案的研究開展商務

32、模式和市場推介方案的研究小 結l介紹了無線通訊的基本概念l無線網(wǎng)絡的特點l自組網(wǎng)的特性l傳統(tǒng)的技術不能直接使用傳統(tǒng)的技術不能直接使用l信道資源的競爭使用帶來新的問題l路由的問題必須尋求新的解決方案路由的問題必須尋求新的解決方案l能源短缺引發(fā)新的需求能源短缺引發(fā)新的需求l安全問題不容忽視基礎知識概述：自組織網(wǎng)絡的應用需求自組織網(wǎng)絡的應用需求l臨時會議臨時會議/緊急情況緊急情況l科學考察科學考察/探險探險/軍事戰(zhàn)軍事戰(zhàn)場場l接入網(wǎng)絡服務商所需的接入網(wǎng)絡服務商所需的時間和成本時間和成本l現(xiàn)有服務和架構的性能現(xiàn)有服務和架構的性能或者能力或者能力l遠離網(wǎng)絡基礎設施而希遠離網(wǎng)絡基礎設施而希望保持與網(wǎng)絡的連

33、接望保持與網(wǎng)絡的連接無網(wǎng)絡基礎設施可用無網(wǎng)絡基礎設施可用不想使用網(wǎng)絡設施不想使用網(wǎng)絡設施網(wǎng)絡基礎設施范圍外網(wǎng)絡基礎設施范圍外自自組組織織網(wǎng)網(wǎng)絡絡基礎知識概述：自組織網(wǎng)的起源自組織網(wǎng)的起源l 1972年分組無線網(wǎng)（年分組無線網(wǎng)（PRNET）戰(zhàn)場環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信戰(zhàn)場環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信l 1983年抗毀自適應網(wǎng)絡（年抗毀自適應網(wǎng)絡（SURAN）支持大規(guī)模網(wǎng)絡支持大規(guī)模網(wǎng)絡適應戰(zhàn)場快速變化環(huán)境需要的自適應網(wǎng)適應戰(zhàn)場快速變化環(huán)境需要的自適應網(wǎng)絡協(xié)議絡協(xié)議l 1994年全球移動通信系統(tǒng)（年全球移動通信系統(tǒng)（GloMo）滿足軍事應用需要的、可快速展開、高滿足軍事應用需要的、可快速展開、高抗毀性的移動信息系統(tǒng)抗

34、毀性的移動信息系統(tǒng)DARPA資助資助Defense Advanced Research Project Agencyl 隨著我國電信市場競爭的加劇，找準和開拓新的業(yè)務增長點成了電信運營商和設備提供商在市場中掌握先機的關鍵。l 采用移動Ad Hoc網(wǎng)絡技術的MESH無線區(qū)域網(wǎng)等業(yè)務被認為是未來的業(yè)務熱點未來的業(yè)務熱點之一。l 甚至有人稱：就象IP網(wǎng)絡改造傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡一樣，移動Ad Hoc網(wǎng)絡技術可能對現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡的結構和運營模式可能對現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡的結構和運營模式帶來劃時代的影響?；A知識概述： 自組織網(wǎng)絡技術研究的意義基礎知識概述： l 一組帶有無線收發(fā)裝置的組成的一個、臨時性 自創(chuàng)建（

35、Self-Creating)、自組織(Self-Organizing)、自管理（Self-Administering)系統(tǒng)。l 不依賴預設的基礎設施而臨時組建。l 移動終端具有路由功能，可以通過無線連接構成任意的網(wǎng)絡拓撲。可獨立工作，也可與Internet或蜂窩無線網(wǎng)絡連接?；A知識概述：自組織功能Wi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-Fi基礎知識概述：動態(tài)變化的網(wǎng)絡拓撲Wi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-Fi基礎知識概述： 自動最佳路由選擇最佳路由最佳路由

36、備選替換路由備選替換路由有線回傳有線回傳Wi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-Fi最佳路由最佳路由備選替換路由備選替換路由有線回傳有線回傳Wi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-Fi基礎知識概述：基礎知識概述： 基礎知識概述：Wi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-FiWi-Fi

37、Wi-FiWi-FiWi-Fi基礎知識概述：自組織網(wǎng)絡研究自組織網(wǎng)絡研究l1991年年IEEE 802.11首次提出首次提出“Ad Hoc網(wǎng)絡網(wǎng)絡”自組織、對等式、多跳無線移動通信網(wǎng)絡自組織、對等式、多跳無線移動通信網(wǎng)絡l1997年年IETF成立成立MANET工作組工作組基于基于IP的無線多跳網(wǎng)絡路由的無線多跳網(wǎng)絡路由l2003年年IRTF成立成立ANS研究組研究組l其它研究機構其它研究機構ClosedAd Hoc：For the specific purpose onlyMANET：Mobile Ad-hoc NetworksANS：Ad Hoc Networks ScalabilityAd

38、 Hoc網(wǎng)絡的定義網(wǎng)絡的定義l 由一組帶有無線通信收發(fā)裝置的由一組帶有無線通信收發(fā)裝置的(移動移動)終端節(jié)點組成的一終端節(jié)點組成的一個多跳臨時性自治系統(tǒng)個多跳臨時性自治系統(tǒng)l 每個每個(移動移動)終端同時具有路由器和主機兩種功能：終端同時具有路由器和主機兩種功能：作作 為為 主主 機：機：終端需要運行面向用戶的應用程序；終端需要運行面向用戶的應用程序；作為路由器：作為路由器：終端需要運行相應的路由協(xié)議終端需要運行相應的路由協(xié)議l 節(jié)點間路由通常由多跳節(jié)點間路由通常由多跳(Hop)組成組成l 不需要網(wǎng)絡基礎設施，可以在任何地方、任何地點快速構不需要網(wǎng)絡基礎設施，可以在任何地方、任何地點快速構建建

39、多跳無線網(wǎng)絡、自組織網(wǎng)絡、無固定設施的網(wǎng)絡或者對等網(wǎng)絡多跳無線網(wǎng)絡、自組織網(wǎng)絡、無固定設施的網(wǎng)絡或者對等網(wǎng)絡Ad Hoc網(wǎng)絡的特點（網(wǎng)絡的特點（1）l獨立組網(wǎng)獨立組網(wǎng)不需要任何預先網(wǎng)絡基礎設施不需要任何預先網(wǎng)絡基礎設施l動態(tài)拓撲動態(tài)拓撲節(jié)點移動節(jié)點移動/開機開機/關機關機節(jié)點無線發(fā)送功率變化、無線信道干擾或者地形節(jié)點無線發(fā)送功率變化、無線信道干擾或者地形等因素影響等因素影響l自組織自組織無控制中心無控制中心節(jié)點故障不會影響到整個網(wǎng)絡節(jié)點故障不會影響到整個網(wǎng)絡節(jié)點之間通過無線連接形成的網(wǎng)絡拓撲結構隨時可能節(jié)點之間通過無線連接形成的網(wǎng)絡拓撲結構隨時可能發(fā)生變化，而且變化的方式和速度可能都是無法預測

40、的發(fā)生變化，而且變化的方式和速度可能都是無法預測的Ad Hoc網(wǎng)絡的特點（網(wǎng)絡的特點（2）l多跳路由多跳路由接收端和發(fā)送端可使用比兩接收端和發(fā)送端可使用比兩者直接通信小得多的功率進者直接通信小得多的功率進行通信，因此節(jié)省了能量消行通信，因此節(jié)省了能量消耗耗通過中間節(jié)點參與分組轉發(fā)，通過中間節(jié)點參與分組轉發(fā)，能夠有效降低對無線傳輸設能夠有效降低對無線傳輸設備的設計難度和成本，同時備的設計難度和成本，同時擴大了自組織網(wǎng)絡的覆蓋范擴大了自組織網(wǎng)絡的覆蓋范圍圍Ad Hoc網(wǎng)絡的特點（網(wǎng)絡的特點（3）l 特殊的無線信道特征特殊的無線信道特征無線信道提供的網(wǎng)絡帶寬比有線信道低得多無線信道提供的網(wǎng)絡帶寬比有

41、線信道低得多競爭無線共享信道產(chǎn)生碰撞競爭無線共享信道產(chǎn)生碰撞信號衰落、噪聲干擾以及信道之間的干擾等信號衰落、噪聲干擾以及信道之間的干擾等l 終端的局限性終端的局限性能量、存儲、計算等資源受限能量、存儲、計算等資源受限l 安全性差安全性差無線鏈路的開放性無線鏈路的開放性移動性導致節(jié)點之間信任關系的變化移動性導致節(jié)點之間信任關系的變化l 可擴展性不強可擴展性不強節(jié)點之間的相互干擾造成網(wǎng)絡容量下降節(jié)點之間的相互干擾造成網(wǎng)絡容量下降各節(jié)點吞吐量隨網(wǎng)絡節(jié)點總數(shù)的增加而下降各節(jié)點吞吐量隨網(wǎng)絡節(jié)點總數(shù)的增加而下降l 存在單向無線信道存在單向無線信道終端發(fā)射功率的不同及地形環(huán)境的影響終端發(fā)射功率的不同及地形環(huán)

42、境的影響Ad Hoc網(wǎng)絡與網(wǎng)絡與Sensor網(wǎng)絡網(wǎng)絡lSensor網(wǎng)絡網(wǎng)絡可以看作是一種特殊類型的可以看作是一種特殊類型的Ad Hoc網(wǎng)絡網(wǎng)絡各個無線節(jié)點靜態(tài)地隨機分布在某一區(qū)域。傳感各個無線節(jié)點靜態(tài)地隨機分布在某一區(qū)域。傳感器負責收集區(qū)域內的傳感信號，將它們發(fā)到網(wǎng)關器負責收集區(qū)域內的傳感信號，將它們發(fā)到網(wǎng)關節(jié)點節(jié)點網(wǎng)關具有更大的處理能力，能進一步處理信息，網(wǎng)關具有更大的處理能力，能進一步處理信息，并且具有更大的發(fā)送范圍，可將信息送往某個大并且具有更大的發(fā)送范圍，可將信息送往某個大型網(wǎng)絡（型網(wǎng)絡（Internet）并且到達最終的用戶）并且到達最終的用戶p與一般與一般Ad Hoc網(wǎng)絡相比：網(wǎng)絡相

43、比：p節(jié)點數(shù)量多、分布稠密節(jié)點數(shù)量多、分布稠密p節(jié)點的能量、計算、存儲等資源進一步受限節(jié)點的能量、計算、存儲等資源進一步受限Ad Hoc網(wǎng)絡與無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡與無線局域網(wǎng)l單跳單跳 與與 多跳多跳l研究重點不同研究重點不同l通信模式不同通信模式不同主要研究集中在物主要研究集中在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層理層和數(shù)據(jù)鏈路層移動終端的所有通信必移動終端的所有通信必須經(jīng)過無線接入點進行須經(jīng)過無線接入點進行自組網(wǎng)絡為多跳網(wǎng)自組網(wǎng)絡為多跳網(wǎng)絡，存在路由問題絡，存在路由問題Ad Hoc網(wǎng)絡的研究網(wǎng)絡的研究內容主要以路由協(xié)議內容主要以路由協(xié)議為核心的網(wǎng)絡層設計為核心的網(wǎng)絡層設計Ad Hoc網(wǎng)絡中移動網(wǎng)絡中移動終端的通信

44、是對等的終端的通信是對等的無線局域網(wǎng)為單跳網(wǎng)無線局域網(wǎng)為單跳網(wǎng)絡，不存在路由問題絡，不存在路由問題移動移動Ad Hoc網(wǎng)絡網(wǎng)絡(MANET)與移動與移動IPMANET移動移動IPAd Hoc網(wǎng)絡所面臨的問題網(wǎng)絡所面臨的問題(1)l 特殊的信道共享方式特殊的信道共享方式 共享信道共享信道 隱藏節(jié)點問題隱藏節(jié)點問題/暴露節(jié)點問題暴露節(jié)點問題l 動態(tài)變化網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化網(wǎng)絡拓撲 傳統(tǒng)路由協(xié)議花較高代價獲取的路由信息可能已經(jīng)陳舊傳統(tǒng)路由協(xié)議花較高代價獲取的路由信息可能已經(jīng)陳舊l 有限的無線傳輸帶寬有限的無線傳輸帶寬 減少節(jié)點之間的交換的消息減少節(jié)點之間的交換的消息 減少控制消息帶來的額外開銷減少控制消

45、息帶來的額外開銷l 有限的能量有限的能量 能量管理機制，各層考慮能量控制，包括網(wǎng)絡層路由能量管理機制，各層考慮能量控制，包括網(wǎng)絡層路由l 安全問題安全問題 無線信道的開放性更容易受到各種攻擊無線信道的開放性更容易受到各種攻擊 移動性使得節(jié)點的信任關系不斷變化移動性使得節(jié)點的信任關系不斷變化 由于節(jié)點資源受限，安全機制應該是分布式的由于節(jié)點資源受限，安全機制應該是分布式的RTS/CTS，CSMA/CA網(wǎng)絡路由時需考慮網(wǎng)絡路由時需考慮Ad Hoc網(wǎng)絡所面臨的問題網(wǎng)絡所面臨的問題(2)l網(wǎng)絡管理網(wǎng)絡管理拓撲管理拓撲管理l確定將一組節(jié)點組織成網(wǎng)絡的機制確定將一組節(jié)點組織成網(wǎng)絡的機制移動性管理移動性管理

46、l跟蹤網(wǎng)絡中移動節(jié)點的位置跟蹤網(wǎng)絡中移動節(jié)點的位置服務質量管理服務質量管理l多跳拓撲動態(tài)變化的移動多跳拓撲動態(tài)變化的移動Ad Hoc網(wǎng)絡使得服務質量保網(wǎng)絡使得服務質量保證更加困難證更加困難自動配置自動配置實現(xiàn)實現(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡的關鍵技術網(wǎng)絡的關鍵技術l路由協(xié)議路由協(xié)議l服務質量管理服務質量管理l功率控制功率控制l傳輸層性能傳輸層性能lAd Hoc網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)絡互聯(lián)l安全問題安全問題l網(wǎng)絡管理網(wǎng)絡管理p感知網(wǎng)絡拓撲結構的變化感知網(wǎng)絡拓撲結構的變化p維護網(wǎng)絡拓撲的連接維護網(wǎng)絡拓撲的連接p高度自適應性高度自適應性p能量、服務質量等約束能量、服務質量等約束p信道接入技術信道接入技術p節(jié)能機制節(jié)能機制p

47、多個多個Ad Hoc網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)絡互聯(lián)pAd Hoc內部節(jié)點訪問內部節(jié)點訪問Internet內容內容l概述概述l體系結構體系結構lAd Hoc網(wǎng)絡路由網(wǎng)絡路由l服務質量和能量意識服務質量和能量意識基礎知識概述：自組網(wǎng)的節(jié)點結構基礎知識概述：自組網(wǎng)的節(jié)點結構l主機主機+路由器路由器+無線收發(fā)裝置無線收發(fā)裝置=網(wǎng)絡節(jié)點網(wǎng)絡節(jié)點l主機：運行應用程序主機：運行應用程序,完成數(shù)據(jù)處理等功能完成數(shù)據(jù)處理等功能l路由器：運行路由協(xié)議，完成路由選擇、轉路由器：運行路由協(xié)議，完成路由選擇、轉發(fā)分組等功能發(fā)分組等功能l無線收發(fā)裝置：完成數(shù)據(jù)傳輸功能無線收發(fā)裝置：完成數(shù)據(jù)傳輸功能網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡結構l 平面結構平面結構所

48、有節(jié)點地位平等所有節(jié)點地位平等l 層次結構層次結構網(wǎng)絡被劃分為簇（網(wǎng)絡被劃分為簇（Cluster）每個簇由簇首節(jié)點每個簇由簇首節(jié)點(Cluster Head)和簇成員和簇成員節(jié)點節(jié)點(Cluster Member)構構成成簇首節(jié)點可形成更高一級簇首節(jié)點可形成更高一級的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡平面結構平面結構層次結構層次結構平面結構和層次結構比較平面結構和層次結構比較平面結構平面結構層次結構層次結構完全分布式的網(wǎng)絡完全分布式的網(wǎng)絡多個簇組成的網(wǎng)絡多個簇組成的網(wǎng)絡所有節(jié)點的地位是平等的所有節(jié)點的地位是平等的節(jié)點被分為節(jié)點被分為簇首簇首和和簇成員簇成員簇首簇首預先指定或者由選擇算法預先指定或者由選擇算法產(chǎn)生產(chǎn)生不

49、存在網(wǎng)絡瓶頸不存在網(wǎng)絡瓶頸可存在多條路徑可存在多條路徑網(wǎng)絡健壯性好網(wǎng)絡健壯性好簇首簇首節(jié)點可能節(jié)點可能成為網(wǎng)絡瓶頸成為網(wǎng)絡瓶頸到簇外的通信都須通過簇首節(jié)到簇外的通信都須通過簇首節(jié)點進行點進行可可擴展性差擴展性差每個節(jié)點都每個節(jié)點都需要知道到達所有需要知道到達所有其它節(jié)點的路由其它節(jié)點的路由適用于適用于中小規(guī)模中小規(guī)模的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡可可擴展性好擴展性好簇內路由信息局部化簇內路由信息局部化適用于適用于大規(guī)模大規(guī)模網(wǎng)絡網(wǎng)絡網(wǎng)絡協(xié)議棧網(wǎng)絡協(xié)議棧l 基于基于TCP/IP體系結構體系結構l 與與Internet互聯(lián)互聯(lián)l 傳統(tǒng)路由協(xié)議需要修傳統(tǒng)路由協(xié)議需要修改，以適應網(wǎng)絡拓撲改，以適應網(wǎng)絡拓撲結構動態(tài)變化結

50、構動態(tài)變化l 傳輸層實現(xiàn)適應于無傳輸層實現(xiàn)適應于無線網(wǎng)絡的端到端可靠線網(wǎng)絡的端到端可靠服務服務l Ad Hoc網(wǎng)絡多用于能網(wǎng)絡多用于能量受限的環(huán)境，能量量受限的環(huán)境，能量管理尤為重要，因此管理尤為重要，因此各層都定義相應的節(jié)各層都定義相應的節(jié)能機制能機制可選功能可選功能Ad Hoc網(wǎng)絡中的跨層設計網(wǎng)絡中的跨層設計l 嚴格分層的體系結構嚴格分層的體系結構(OSI參考模參考模型，型，TCP/IP模型模型) 協(xié)議的設計缺乏足夠的適應性，不協(xié)議的設計缺乏足夠的適應性，不能滿足能滿足Ad Hoc網(wǎng)絡動態(tài)變化的需網(wǎng)絡動態(tài)變化的需求，特別是在能量或者求，特別是在能量或者QoS等約束等約束條件下條件下l 跨層

51、體系結構跨層體系結構任意層之間能夠進行信息交互協(xié)作任意層之間能夠進行信息交互協(xié)作l在動態(tài)環(huán)境下，根據(jù)能量或者在動態(tài)環(huán)境下，根據(jù)能量或者QoS等約束條件自適應調節(jié)等約束條件自適應調節(jié)l避免重復的功能，減少開銷避免重復的功能，減少開銷l減少反應時間，快速適應網(wǎng)絡減少反應時間，快速適應網(wǎng)絡動態(tài)變化動態(tài)變化自組網(wǎng)絡涉及的關鍵技術自組網(wǎng)絡涉及的關鍵技術l 路由協(xié)議路由協(xié)議l MACMAC協(xié)議（媒介訪問控制協(xié)議）協(xié)議（媒介訪問控制協(xié)議）l 自組網(wǎng)絡中網(wǎng)絡與信息的安全性自組網(wǎng)絡中網(wǎng)絡與信息的安全性l QOSQOS保證框架與技術保證框架與技術l 功率控制與管理技術等功率控制與管理技術等 QOS保證l QOSQ

52、OS就是網(wǎng)絡為用戶傳送端到端數(shù)據(jù)時必須滿足的一套可就是網(wǎng)絡為用戶傳送端到端數(shù)據(jù)時必須滿足的一套可測量的預先定義的基于端到端性能的服務屬性。測量的預先定義的基于端到端性能的服務屬性。l 無線網(wǎng)絡主要面臨以下問題：無線網(wǎng)絡主要面臨以下問題：1.1. 鏈路質量難以預測鏈路質量難以預測2.2. 鏈路帶寬難以預測鏈路帶寬難以預測3.3. 分布式控制難度較大分布式控制難度較大4.4. 網(wǎng)絡拓撲變化難以預測網(wǎng)絡拓撲變化難以預測 QOS保證l QOSMACQOSMAC的工作應該包括：的工作應該包括：1.1. 支持有優(yōu)先級的介質在競爭中優(yōu)先接入支持有優(yōu)先級的介質在競爭中優(yōu)先接入2.2. 支持較高的網(wǎng)絡的吞吐量支

53、持較高的網(wǎng)絡的吞吐量3.3. 支持可靠的單播傳輸支持可靠的單播傳輸4.4. 提供可靠的資源預留提供可靠的資源預留5.5. 提供及時的限時接入提供及時的限時接入 功率控制與管理l 功率控制與管理主要包括功率控制與管理主要包括: :l 節(jié)點有兩種狀態(tài)節(jié)點有兩種狀態(tài)和和節(jié)點正在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)節(jié)點正在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)節(jié)點空閑但有可能在偵聽信道的使用狀況，節(jié)點空閑但有可能在偵聽信道的使用狀況，監(jiān)聽時節(jié)點接收機的部分功能模塊還在工作監(jiān)聽時節(jié)點接收機的部分功能模塊還在工作功率控制與管理l 功率控制和管理需主要考慮的問題：功率控制和管理需主要考慮的問題：l 移動節(jié)點的能耗移動節(jié)點的能耗= =1.1.

54、 與通信無關的能耗占大約總消耗量的一半。與通信無關的能耗占大約總消耗量的一半。2.2. 電池有限，使電池有限，使它影響整個網(wǎng)絡的壽命。它影響整個網(wǎng)絡的壽命。：狀態(tài)控制、：狀態(tài)控制、MACMAC層功率控制、功率意識路由協(xié)議和層功率控制、功率意識路由協(xié)議和拓撲控制。拓撲控制。l 節(jié)點狀態(tài)控制的基本思想：節(jié)點狀態(tài)控制的基本思想： 自組網(wǎng)絡中網(wǎng)絡與信息安全l 自組網(wǎng)的脆弱性：1. 無線鏈路（廣播式傳播信息）2. 無基礎設施的分布式網(wǎng)絡（處理能力低下）3. 動態(tài)變化的網(wǎng)絡（身份識別？）4. 節(jié)點的特性（資源等匱乏）自組網(wǎng)絡中網(wǎng)絡與信息安全l傳統(tǒng)安全機制已經(jīng)不適應自組網(wǎng)絡傳統(tǒng)安全機制已經(jīng)不適應自組網(wǎng)絡：1.1. 傳統(tǒng)的加密及認證機制無法實現(xiàn)（缺乏足夠的物理保護、傳統(tǒng)的加密及認證機制無法實現(xiàn)（缺乏足夠的物理保護、沒有中心節(jié)點、節(jié)點計算能力低下等原因造成）沒有中心節(jié)