自组网络路由协议(网络上常用的路由协议有哪些)

可以。 自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。

由蓝牙微微网组成的分布式网络与一种新型的无线局域网----自组网相类似，文章在对自组网进行改造和拓展的基础上，探讨蓝牙分布式网络的构建，同时对其路由协议进行研究。 关键词 蓝牙 分布式网络 自组网 无线局域网 路由算法1 蓝牙分布式网络蓝牙技术的提出为短距离低功耗无线通信寻找到一条全新的途径。把一个9mm×9mm芯片嵌入到手机、PDA和数字相机等移动终端中，就可以完成设备之间的无电缆连接，实现无线局域网（WLAN）和信息家电等构想。Bluetooth采用2.4GHz ISM频段，使用小范围射频链路，链路建立在跳频频谱上，可在同一通信带宽内干扰地传输多个信道信息，实现终端之间的信息交换。共存于同一信道的若干设备单元构成一个微微网（piconet）。在微微网中，若某台设备的时钟和跳频序列用于其它设备，则称为主设备（master），否则就称为从设备（slave），一个微微网中只有一个主设备和多个从设备（不多于8个）。在同一微微网中，所有用户均用一跳频序列同步。若干相互独立的微微网连接在一起，构成蓝牙分布式网络（scatternet）。各微微网由不同的跳频序列区分，在一个互连的分布式网络中，一个节点设备可同时存在于多个微微网中，但不能在两个微微网中处于激活状态（active）。不难看出蓝牙分布式网络是自组网（ad hoc networks）的一种特例。自组网是一种新型无线局域网，它起源于美国军事领域，是一种多跳的临时性自治系统，无线终端兼有路由器和主机的功能，网络的拓扑结构是动态和分布式的。自组网是移动计算机通信网络的一种，主要用于移动数据传输，由于无基站支持，使网络中数据转发的选路问题成为研究重点。蓝牙特殊利益集团（Bluetooth SIG）制定的协议中，尚未对蓝牙微微网网间通信和蓝牙分布式网络的构建等内容作出描述，本文在类比的基础上，对自组网进行改造和扩展，以使其能符合蓝牙分布式网络的特征。2 自组网的技术特点20世纪70年代，美国国防部开始研究一种新的分组无线网络，以便能在战争中保持通信网络的可靠性。自组网的概念起源于此，后来该技术涉足民用，并已有相关产品面市。2.1 自组网的技术特点移动无线通信网络通常以蜂窝移动通信网络或传统无线局域网的形式出现，这两种网络具有一个共同点，即移动终端的接入均需通过基站等转接设备来完成。蜂窝移动通信网络中的移动终端不具备路由功能，它是由移动交换机负责路由和交换，并同时充当网关，通过有线方式接入固定网。在传统无线局域网中，配备无线局域网网卡的移动节点，通过无线接入访问点，连接到固定网络，两个距离较远且布线不便的局域网通过无线网桥进行连接，局域网中主机的移动性是通过移动IP协议实现的。与移动无线通信网络相比，自组网定义了一种全新的思想。在自组网的局域环境中，每个用户终端不光有简单的主机功能，而且兼有路由器功能，两个无法直接通信的用户终端可以借助其它终端的分组转发进行数据通信。自组网是一种无中心的分布式结构，可以近似地把它看作蓝牙分布式网络中的一种微微网。自组网最大的特点是可以无基站支持，每个移动终端的地位是平等的，并可独立进行分组转发的决策，其建网灵活性，多跳性、拓扑结构动态变化和分布式控制等特点是构建蓝牙分布式网络时参考的基础。同时，自组网存在传输带宽有限、可扩展性不强和安全性差的局限。2.2 自组网路由选择单跳网络的分组传送无须通过网络层，因此无线局域网和红外网络的研究内容主要集中在网络的物理层和数据链路层上（包括信号编码、纠错、频率复用和信道共享等等）。对于多跳的自组网而言，研究重点则在于以路由选择为核心网络层的设计。自组网从被提出之日起，网络中的路由算法便成为研究的主要方向，目前已提出多种路由算法，其中以DSDV、WRP、DSR、ABR、ZRP、AODV、TORA和LS_QoS等协议为代表。2.3自组网的应用自组网可通过蓝牙、无线局域网网卡或IrDA等设备自主组建，完成无线移动终端之间点对点、点对多点和多点对多点连接。目前，国外已有自组网相关产品面市，可为军事领域和应急民用领域提供较为可靠的通信网络。3 蓝牙分布式网络的构建3.1 微微网的网络特征在蓝牙微微网中，任两单元之间可通过无线信道建立点对点、点对多点连接，多个相互独立的微微网可组成一个具有自组网特征的多跳分布式网络。在每个微微网中，用一组伪随机跳频序列来确定79个跳频信道，这个跳频序列对于每个微微网来说是唯一的，由主设备地址和时钟决定。蓝牙无线信道使用跳频/时分复用（FH/TDD）方案，信道以625ps时间长度划分时隙，根据微微网主设备的时钟对时孙进行编号，号码从0-（227-1）以227为一个循环长度，每个时隙对应一个跳频频率，通常跳频速率为1600跳/s。主设备只在偶数时隙开始传送信息，从设备只在奇数时隙开始传送，信息包的开始与时隙的开始相对应。微微网中信道的特性完全由主设备决定，主设备的蓝牙地址（BD_ADDR）决定跳频序列和信道接入码，主设备的系统时钟决定跳频序列的相位和时间。根据蓝牙设备的平等性，任何一个设备都可以成为网络中的主设备，而且主、从设备可转换角色。3.2 分布式网络的网络特征虽然蓝牙的分布式网络与自组网存在极大的相似性，但在构建分布式网络时，必须对自组（特别是对移动自组网MANET）进行优化，这是蓝牙本身具有独特征所决定的。这是由于：（1）蓝牙基带层分组大小的限制，MANET解决方案必须在每个中继节点对蓝牙分组进行分段重组，导致每个节点缓冲空间需求增加，每次跳频时的丰储转发时延增大；（2）在互连过程中，分布式网络具有的拓扑结构与自组网存在差别。分布式网络中的移动设备根据连接发起者分为主设备和从设备，从设备之间的通信必须经过主设备才能建立。此外，在流量特征、移动性模型和网络覆盖范围等应用方面，分布式网络与典型的自组网也存在区别。由于分布式网络是准静态的，生存周期短，范围小，MANET构建方案中的范围性和可适性考虑就显得没有必要了。多个微微网互连组成分布式网络时，可以通过两种方式，一种是通过同时存在于两个微微网中的从设备进行转接，另一种是两个主设备直接建立连接。3.3 分布式网络中微微网的网间切换各移动终端之间的对等性使微微网切换成为可能。微微网切换是指主从设备角色的转换，蓝牙系统中采用多路复用技术实现微微网切换。若当前系统只有ACL链接，一个单元可在当前微微网中进入保持或休眠模式，在此期间，它可通过改变信道参数，加入其它微微网；若SCO链接已建立，则只能在两者之间的非保留时隙上，访问其它微微网；若只有一条使用HV分组的SCO链接，则只能保持原样。由于多个微微网不能保持同步，所以必须采用保护时间来解决多个微微网未对准的状况。加入两个微微网的一个从单元必须兼顾两个加入到它自身的本地时钟补偿，并创建一个或另一个主单元时钟。由于两个主时钟独立，会发生时间漂移，为了保证从单元与两个主单元同步，必须定期修改补偿值。主从单元切换分为两步：（1）指定主单元与从单元的TDD切换；（2）所有微微网单元的微微网切换。当所有的从单元都接收到FHS分组时，每个单元将使用由新主单元定义的新微微网参数。至此，微微网切换完成。4 蓝牙分布式网络的路由算法4.1 网络模型元素蓝牙系统中的一个移动终端就是一个定义的蓝牙单元，每个单元由唯一的48bit蓝牙地址标识。一个微微网中定义一个主设备和多个从设备。一个从设备由3bit的MAC地址简单标识，用MacAddr表示。这里对MacAddr作如下定义：MacAddr＝000时，表示在一个微微网中进行消息广播。本文仅讨论在ACL信道上进行分组传输。蓝牙系统把信道分为625ps间隔的时隙。分组数据由72bit的接入码、54bit的头以及净荷组成。在分布式网络中进行路由选择时，本文采用路由矢量方法，用第3层（layer III）的控制信息进行协作，本文采用的路由协议中所设计的相关域。本文采用路由矢量选路方式完成蓝牙分组在分布式网络中的传送。该路由选择方式是基于中继表的，这一点与IP或ATM相同，基于源路由，即分组中携带路由信息。对无线网络而言，路由协议表是路由选择的基础。路由矢量方法会导致较大的开销，但它却能体现分布式网络系统的优点，我们必须构造表格实体，删除已完成的连接和连接失败的连接主体。对此，可参考蓝牙系统本身的特点和路由矢量方法，得到针对蓝牙分布式网络中单播和多播传输的有效方法，由LocID标识微微网，可降低分组中的开销。4.2 微微网内节点之间的通信在微微网内部，两个从设备之间进行单播通信时，必须经过主设备才能完成。在第2层（Layer III）的分组头中没有目的从设备的地址信息。这样，若由连接不同微微网的从设备完成分组传送，则必须存在第3层。DA包含目的从设备的MacAddr；当主设备接收到分组后，主设备去掉第2层的头，并把净荷封装成第3层分组格式。当FF=1，第3层处理器就把净荷数据放到一个新的分组中，并把这个分组传送到目的从设备。这个分组传送过程就是微微网内部分组单播传送的过程。如果FF=1，DA=000，则表示分组是在微微网内部进行广播。这种广播方式并不能保证有效性，只是在微微网中多广播几次，高层协议必须重复检测接收到的广播分组是否重复。4.2.1微微网内部的单播通信为了减小开销，这里用LocID代替48bit的蓝牙地址，由于一个微微网中所允许的从设备不能超过8个，所以LocID取3bit。这3bit的LocID可直接分配给微微网内部相连的节点。分组由源节点生成发出后，传送过程中的分组就会在RVF域的队列中写入相应的ID号，以便记录经过的路由和节点。源节点通过路由发现协议获得分组的路由。当一个中继收到一个分组后，就会把这个分组发向第一个LocID所对应的微微网主设备，在此过程中，由RVF域中的第一个macAddr给出获得的MAC地址。节点在发送分组之前，会去掉第一组标号。4.2.2微微网内部的广播通信分组的广播与单播通信相似，如果一个单元已经收到该分组，那么以后收到的相同分组就被删除掉，否则该节点就会把这个分组发送给 所有的相邻节点。广播分组的数据所中，当BF=1，则RVF域在第3层层面上包含该分组所经过的中继和主设备的48bit蓝牙地址序列。当一个中继节点收到一个微微网内部的广播分组时，该节点就会查看其RVF域，如果RVF域中有该节点的蓝牙地址，节点就会删去该分组，否则这个中继就会把自己的地址加入到RVF域中，并把该分组的净荷部分传给其它相连的主设备。这里，分组中FF＝1，DA＝000。如果分组是一个从设备发出的，它就会把分组发送给主设备，由主设备在整个微微网内部广播。不难想象，若要使分布式网络内部所有节点都接收到一个节点的广播分组，就必须广播多次，导致网内业务量较大，效率降低，为了解决该问题，必须在每个节点中增加相应的缓存，以便存储，减小冗余。4.3路由发现上述路由选路是基于现有路由矢量表，因此在作路由选路之前，必须运行路由发现协议，建立路由矢量表，而且该表应是动态变化的。 为了建立路由矢量表，源节点会发送一个搜寻分组（search packet），该数据报是基于第3层的控制分组。该分组在整个分布式网络中广播，搜寻到的数据报中净荷部分就是累积成的源节点到目的节点路由列表。源节点使用自身的MacAddr对路由列表进行初始化，每一个中继节点收到该分组后，就会在该发组数据中加入相关的LocID或MacAddr地址。当目的节点收到搜寻数据分后，会以多播方式返回一个应答分组（reply packet），应答分组按照搜寻分组中的路由返回到源节点，至此，源节点与目的节点之间的路由矢量表就建立起来了。在未来个人通信，无线局域网、蓝牙系统等技术前景看好，但目前蓝牙标准还没有真正完善，尤其是上层协议尚未建立。在构建蓝牙系统时，必须考虑系统的上层功能，本文仅以自组网中的相似性，对蓝牙分布式网络的构建和上层路由协议进行探讨，自组网的路由协议已成为目前研究的热点，在许多相关协议中，哪些协议更适合蓝牙分布式网络的路由选路和路由发现，仍是今后应关注的问题。
蓝牙：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。（图1）路由：是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。（图2）图1图2
蓝牙和路由完全是两回事。路由的功能是DHCP，也就是IP地址分配。蓝牙设备是不需要IP地址的，也就和路由没有相关性。 即使现在有些蓝牙设备同时可以连接几个设备，也是并行连接，和路由没关系。
路由和蓝牙根本就是两回事，两个东西，路由是用来上网的 用的tcp/ip协议，蓝牙用的是红外接受 完全是两回事情！ 风马牛不相及。
蓝牙是载体路由是办法

前言 Ad hoc网络的前身是分组无线网（Packet Radio Network）。在Ad hoc网络中，结点具有报文转发能力，结点间的通信可能要经过多个中间结点的转发，即经过多跳（MultiHop），这是Ad hoc网络与其他移动网络的最根本区别。结点通过分层的网络协议和分布式算法相互协调，实现了网络的自动组织和运行。目前的移动通信大多需要有线基础设施（如基站）的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方进行通信，一种新的网络技术——Ad Hoc网络技术应运而生。Ad Hoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信。Ad Hoc网络的出现推进了人们实现在任意环境下的自由通信的进程，同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。一、 Ad Hoc网络的概念Ad hoc网络又称为多跳网络(multi-hop network)、无固定网络设施的网络(infrastructure less network)自组（self organization）网，自愈网或是对等网，它是一种逻辑意义上的组网方式，即强调在不依赖基础网络设施的前提下由一定范围内的移动终端动态的建立可以互联的网络。同时它还将现有的主要网络中广泛应用的中央控制管理的功能进行分布式处理，由网络各个节点同步完成，从而提高了网络抗干扰，抗故障的能力，也使其成为在许多特殊场合进行网络互联应用的主要方案。Ad Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。在Ad Hoc网络中，当两个移动主机（如图1中的主机A和B）在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机（如图1中的主机A和C）要进行通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。因此在Ad Hoc网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的工作。在Ad Hoc网络中，每个主机的通信范围有限，因此路由一般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故Ad Hoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。Ad Hoc网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉。在Ad Hoc网络中，使用计算机网络的分组交换机制，而不是电路交换机制。通信的主机一般是便携式计算机、个人数字助理（PDA）等移动终端设备。Ad Hoc网络不同于目前因特网环境中的移动IP网络。在移动IP网络中，移动主机可以通过固定有线网络、无线链路和拨号线路等方式接入网络，而在Ad Hoc网络中只存在无线链路一种连接方式。在移动IP网络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之间均为有线网络，仍然使用因特网的传统路由协议。而Ad Hoc网络没有这些设施的支持。此外，在移动IP网络中移动主机不具备路由功能，只是一个普通的通信终端。当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构，而Ad Hoc网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。二、 网络性能测试体系结构Ad Hoc网络协议主要包括网络接入层协议(MAC)和路由协议。不同层次的协议由于所完成的功能不同，所以具有不同的测试指针。在网络测试中，要合理评价网络性能必须充分考虑不同层次的协议在性能上的差别。同时，对于不同的网络应用来说，各个层次协议性能对网络整体性能的影响也不尽相同。Ad Hoc网络性能测试按照网络功能层次进行区分，主要分为以下三个方面的内容：通信终端物理性能测试，接入层协议测试和路由协议测试。1. 通信终端物理性能测试通信终端种类很多，包括数字电台、PDA、移动笔记本电脑等等。不同的无线终端由于硬件配置不同，其物理性能也不尽相同。物理性能测试内容主要包括：* 数据发送速率：即终端设备可支持的最大传输带宽，对于多信道系统而言，还需要测试最大可用带宽。* 传播距离：即设备的通信范围，主要与终端的发送功率，接收门限(信噪比)有关。多跳网络中，传播距离会对网络的拓扑关系产生重大的影响，也是MAC层协议设计通常需要考虑的问题[2][3]，也是影响网络吞吐量的因素之一。* 差错控制能力：无线信道通常是不可靠信道，所以需要相应的差错控制能力，保证在一定的信道误码率下，可以完成正常数据通信。2. 网络接入层性能测试网络接入层(MAC)解决了隐终端和暴露终端的问题[2][3]。MAC层协议的性能会直接影响网络的整体性能。MAC层协议是Ad Hoc网络组网协议的基础，也是网络结点通信的第一步，只有高效、公平、有序地组织网络中的所有通信结点的链路层通信能力，才能保证上层网络互联协议(路由协议)的正常运行。网络接入层性能测试内容主要有：* 接入时延：结点从有数据需要发送到数据的实际发送的时间间隔。是反映单个结点接入效率的重要参数，但是不能反映网络整体性能。* 网络吞吐量：接入协议的性能还体现在网络吞吐量上，由于无线网络数据帧的碰撞会导致所有的发送方都要退避一段时间，然后重新发送数据，这就必然对系统的吞吐量产生影响。* 优先级：网络中的结点按照优先级排序，优先级高的结点比优先级低的结点有更低的平均接入时延，这一点在同时承载数据业务和话音业务的网络中显得尤为重要。* 公平性：优先级然保证了优先级高的结点有更低的接入时延，但是网络接入协议还必须同时保证优先级低的结点不会“饿死”，同等优先级的结点还要有相同或接近的接入时延参数。3. 路由协议性能测试路由协议的任务是维护网络拓扑，为结点之间的通信提供及时准确的路由信息，保证报文按照协议所提供的路径正确到达目的结点。针对现有Ad Hoc网络路由协议的特点，性能测试主要包括以下几个方面：* 端到端时延与吞吐量：路由协议所处理的是源结点到目的结点之间的路径选择信息，所以源结点到目的结点之间(端到端)的行为最直接的测试内容就是时延和吞吐量。但是，这两个参数都与MAC层协议的效率直接相关。* 路由发现时间(也称为路由重建时间)：直接说明了路由算法的效率，即从无法根? 萋酚杀淼玫铰酚傻降玫娇捎寐酚傻氖奔洹P枰�⒁獾氖牵�飧霾馐圆问�视糜谛枨笄��酚伤惴?span lang="EN-US">(反应式)[1][5]和具有事件触发更新功能的路由表驱动型路由算法(先应式)[1][6]。* 路由表收敛时间：对于路由表驱动型路由算法而言，路由协议在运行期间，路由表从初始状态到路由表稳定状态通常会有一个自动更新的过程，这个时间通常称为路由表收敛时间。* 路由协议的效率：任何路由协议在运行过程中，都要有一定的路由协议开销，用于在结点之间维护网络的拓扑信息。对于无线网络而言，网络带宽非常有限，协议开销直接影响网络带宽的利用率，进而影响网络的扩展性。所以路由协议的效率也是我们重点考虑的测试参数之一。三、 Ad Hoc网络的特点Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有结点的地位平等，无需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。与普通的移动网络和固定网络相比，它具有以下特点：1.无中心：Ad hoc网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等，即是一个对等式网络。结点可以随时加入和离开网络。任何结点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。2.自组织：网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。3.多跳路由：当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转发。与固定网络的多跳不同，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。4.动态拓扑：Ad hoc网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别。Ad Hoc网络作为一种新的组网方式，具有以下特点。3．1 网络的独立性Ad Hoc网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、任何地点不需要硬件基础网络设施的支持，快速构建起一个移动通信网络。它的建立不依赖于现有的网络通信设施，具有一定的独立性。Ad Hoc网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。3．2 动态变化的网络拓扑结构在Ad Hoc网络中，移动主机可以在网中随意移动。主机的移动会导致主机之间的链路增加或消失，主机之间的关系不断发生变化。在自组网中，主机可能同时还是路由器，因此，移动会使网络拓扑结构不断发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。对于常规网络而言，网络拓扑结构则相对较为稳定。3．3 有限的无线通信带宽在Ad Hoc网络中没有有线基础设施的支持，因此，主机之间的通信均通过无线传输来完成。由于无线信道本身的物理特性，它提供的网络带宽相对有线信道要低得多。除此以外，考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪音干扰等多种因素，移动终端可得到的实际带宽远远小于理论中的最大带宽值。3．4 有限的主机能源 < /span>在Ad Hoc网络中，主机均是一些移动设备，如PDA、便携计算机或掌上电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下，主机的能源主要由电池提供，因此Ad Hoc网络有能源有限的特点。3．5 网络的分布式特性在Ad Hoc网络中没有中心控制节点，主机通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。3．6 生存周期短Ad Hoc网络主要用于临时的通信需求，相对与有线网络，它的生存时间一般比较短。3．7 有限的物理安全移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击，易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等攻击。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安全攻击。不过Ad Hoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁性。四、Ad hoc网络的体系结构1 结点结构Ad hoc网络中的结点不仅要具备普通移动终端的功能，还要具有服文转发能力，即要具备路由器的功能。因此，就完成的功能而言可以将结点分为主机、路由器和电台三部分。其中主机部分完成普通移动终端的功能，包括人机接口、数据处理等应用软件。而路由器部分主要负责维护网络的拓扑结构和路由信息，完成报文的转发功能。电台部分为信息传输提供无线信道支持。从物理结构上分，结构可以被分为以下几类：单主机单电台、单主机多电台、多主机单电台和多主机多电台。手持机一般采用的单主机单电台的简单结构。作为复杂的车载台，一个结点可能包括通信车内的多个主机。多电台不仅可以用来构建叠加的网络，还可用作网关结点来互联多个Ad hoc网络。2 网络结构Ad hoc网络一般有两种结构：平面结构和分级结构。在平面结构中，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。分级结构中，网络被划分为簇。每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。在高一级网络中，又可以分簇，再次形成更高一级的网络，直至最高级。在分级结构中，簇头结点负责簇间数据的转发。簇头可以预先指定，也可以由结点使用算法自动选举产生。分级结构的网络又可以被分为单频分级和多频分级两种。单频率分级网络中，所有结点使用同一个频率通信。为了实现簇头之间的通信，要有网关结点（同时属于两个簇的结点）的支持。而在多频率分组网络中，不同级采用不同的通信频率。低级结点的通信范围较小，而高级结点要覆盖较大的范围。高级的结点同时处于多个级中，有多个频率，用不同的频率实现不同级的通信。在两级网络中，簇头结点有两个频率。频率1用于簇头与簇成员的通信。而频率2用于簇头之间的通信。分级网络的每个结点都可以成为簇头，所以需要适当的簇头选举算法，算法要能根据网络拓扑的变化重新分簇。平面结构的网络比较简单，网络中所有结点是完全对等的，原则上不存在瓶颈，所以比较健壮。它的缺点是可扩充性差：每一个结点都需要知道到达其他所有结点的路由。维护这些动态变化的路由信息需要大量的控制消息。在分级结构的网络中，簇成员的功能比较简单，不需要维护复杂的路由信息。这大大减少了网络中路由控制信息的数量，因此具有很好的可扩充性。由于簇头结点可以随时选举产生，分级结构也具有很强的抗毁性。分级结构的缺点是，维护分级结构需要结点执行簇头选举算法，簇头结点可能会成为网络的瓶颈。因此，当网络的规模较小时，可以采用简单的平面式结构；而当网络的规模增大时，应用分级结构。美军在其战术互联网中使用近期数字电台（NTDR，Near Term Digital Radio）组网时采用的就是双频分级结构。五、Ad Hoc网络的应用需求Ad Hoc网络的应用范围很广，总体上来说，它可以用于以下场合：a）没有有线通信设施的地方，如没有建立硬件通信设施或有线通信设施遭受破坏。b）需要分布式特性的网络通信环境。c）现有有线通信设施不足，需要临时快速建立一个通信网络的环境。d） 作为生存性较强的后备网络。Ad Hoc网络技术的研究最初是为了满足军事应用的需要，军队通信系统需要具有抗毁性、自组性和机动性。Ad Hoc网络满足了军事通信系统的这些需求。Ad Hoc网络采用分布式技术，没有中心控制节点的管理。当网络中某些节点或链路发生故障，其他节点还可以通过相关技术继续通信。Ad Hoc网络由移动节点自己自由组合，不依赖于有线设备，因此，具有较强的自组性，很适合战场的恶劣通信环境。Ad Hoc网络建立简单、具有很高的机动性。近年来，Ad Hoc网络的研究在民用和商业领域也受到了重视。在民用领域，Ad Hoc网络可以用于灾难救助。在发生洪水、地震后，有线通信设施很可能因遭受破坏而无法正常通信，通过Ad Hoc网络可以快速地建立应急通信网络，保证救援工作的顺利进行，完成紧急通信需求任务。Ad Hoc网络可以用于偏远或不发达地区通信。在这些地区，由于造价、地理环境等原因往往没有有线通信设施，Ad Hoc网络可以解决这些环境中的通信问题。Ad Hoc网络还可以用于临时的通信需求，如商务会议中需要参会人员之间互相通信交流，在现有的有线通信系统不能满足通信需求的情况下，可以通过Ad Hoc网络来完成通信任务。民用方面，Ad hoc网络也有非常广泛的应用前景。它的应用场合主要有以下几类：1.军事应用：军事应用是Ad hoc网络技术的主要应用领域。2.传感器网络：传感器网络是Ad hoc网络技术的另一大应用领域。对于很多应用场合来说传感器网络只能使用无线通信技术。而考虑到体积和节能等因素，传感器的发射功率不可能很大。使用Ad hoc网络实现多跳通信是非常实用的解决方法。分散在各处的传感器组成Ad hoc网络，可以实现传感器之间和与控制中心之间的通信。3.紧急和临时场合：在发生了地震、水灾、强热带风暴或遭受其他灾难打击后，固定的通信网络设施（如有线通信网络、蜂窝移动通信网络的基站等网络设施、卫星通信地球站以及微波接力站等）可能被全部摧毁或无法正常工作，对于抢险救灾来说，这时就需要Ad hoc网络这种不依赖任何固定网络设施又能快速布设的自组织网络技术。4.个人通信：个人局域网（PAN,Personal Area Network）是Ad hoc网络技术的另一应用领域。不仅可用于实现PDA、手机、手提电脑等个人电子通信设备之间的通信，还可用于个人局域网之间的多跳通信。蓝牙技术中的超网（Scatternet）就是一个典型的例子。5.与移动通信系统的结合：Ad hoc网络还可以与蜂窝移动通信系统相结合，利用移动台的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围、均衡相邻小区的业务、提高小区边缘的数据速率等。Ad Hoc网络在研究领域也很受关注，近几年的网络国际会议基本都有Ad Hoc网络专题，随着移动技术的不断发展和人们日益增长的自由通信需求，Ad Hoc网络会受到更多的关注，得到更快速的发展和普及。六、 与其他移动通信系统的比较1 蜂窝系统蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统。在蜂窝系统中，覆盖区域一般被划分为类似蜂窝的多个小区。每个小区内设置固定的基站，为用户提供接入和信息转发服务。移动用户之间以及移动用户和非移动用户之间的通信均需通过基站进行。基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络。蜂窝系统是一种有连接网络，一旦一个信道被分配给某个用户，通常此信道可一直被此用户使用。蜂窝系统一般用于语音通信。2 集群系统集群系统与蜂窝系统类似，也是一种有连接的网络，一般属于专用网络，规模不大，主要为移动用户提供语音通信。3 卫星通信系统卫星通信系统的通信范围最广，可以为全球每个角落的用户提供通信服务。在此系统中，卫星起着与基站类似的功能。卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道、中轨道和低轨道3种。卫星通信系统存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。上述移动通信系统都需要有线网络通信基础设施的支持，如基站、交换机、卫星等。这些设施的建立和运转需要大量的人力和物力，因此成本比较高，同时建设的周期也长。Ad Hoc网络不需要基站的支持，由主机自己组网，因此，网络建立的成本低，同时时间短，一般只要几秒钟或几分钟。上述通信系统中，移动终端之间并不直接通信，并且移动终端只具备收发功能，不具备转发功能。而Ad Hoc网络由移动主机构成，移动主机之间可以直接通信，而移动主机不仅收发数据，同时还转发数据。此外目前的移动通信系统主要为用户提供语音通信功能，通常采用电路交换，拓扑结构比较稳定。而Ad Hoc网络使用分组转发技术，主要为用户提供数据通信服务，拓扑结构易于变化。七、移动IP和Ad Hoc网络的结合实现移动和全IP是当今网络发展的两大趋势。随着手机使用的日益广泛和人们对移动所能提供的信息要求越来越高，人们更加希望能随时随地接入互联网。对于Ad Hoc网络，网络是随时生成而且具有易构性，不需要事先存在的网络来支持，因此，应用很广泛也很简单。但是这种网络有很强的独立性，它可以单独存在，它的特性和它所使用的主动的、按需驱动的路由协议都令它难以与互联网通信，达到交互信息的目的。为了达到Ad Hoc网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc网络间移动和随时接入互联网，我们利用移动IP协议可在不同网络中漫游的特性，结合移动IP和Ad Hoc网络，即MIPMANET，提供一种将Ad Hoc网络使用按需驱动的路由机制，移动IP提供代理地址和反向隧道的Ad Hoc网络接入互联网的解决方案。图3为Ad Hoc网络接入互联网的模型。八、管理Ad Hoc网络面临的问题Ad Hoc网络的特性决定了管理上比有线网络复杂许多，因为网络拓扑的动态变化，要求网络管理也是动态自动配置。而且要考虑到移动节点本身的限制，例如能源有限、链路状态变化和有限的存储能力等，因此，要将管理协议给整个网络带来的负荷考虑在内。最后还要考虑到网络管理对不同环境的适用性等。具体Ad Hoc网络管理? 枰�饩龅奈侍馕�韵录阜矫妫?span lang="EN-US">a）网络管理协议的一个重要任务是使网管知道网络的拓扑结构。在有线网络中，由于网络变化不频繁，所以这点容易做到。但在移动网络中，节点的移动导致拓扑结构变化太频繁，网管需定期收集节点的连接信息，这无疑会加大网络的负荷。b） 大多数节点使用电池供电，所以要保证网络管理的负荷限制在最小值以节省能源。要尽量减少收发和处理的节点数，但这是与需要拓扑结构的定期更新相矛盾的。c） 能源的有限性和节点的移动性导致节点随时可能与网络分离，这要求网络管理协议能够及时觉察节点的离开和加入，而更新拓扑结构。d）无线环境下信号质量变化大。信号的衰退和拥塞都会使网管误认为节点已离开，因此，网管必须能够区分是由于节点移动还是由于链路质量的原因导致连接中断。网管必须询问物理层，但这样会违反OSI的层次管理结构。f） Ad Hoc网络通常应用于军事，因此，要防止窃听、破坏和侵入。所以网管需要结合加密和认证过程。由上可见Ad Hoc网络的网络管理是与传统网络不同的，要解决的问题包括如何有效地收集网络的拓扑信息，如何处理动态的网络配置和安全保密问题。特殊问题：1． 特殊的信道共享方式通信网络中的信道共享方式一般有三种：点对点、点对多点和多点共享。点对点是最简单的共享方式，两个结点可以共享一个信道（有线或无线）。点对多点共享一般用于有中心站控制的无线信道，例如蜂窝移动通信系统的无线信道。在这种方式中，终端（如移动电话）在中心站（如基站）的控制下共享一个或多个无线信道，所有终端均处在中心站的覆盖范围内。多点共享指多个终端共享一个广播信道，以太网就是最典型的多点共享方式。在多点共享方式中，一个终端发送报文，所有的终端都可以听到，即相当于一个全互联的网络，我们称这种共享方式下的信道为一跳共享广播信道。Ad hoc网络的信道共享方式与它们不同。虽然Ad hoc网络的无线信道也是一个共享的广播信道，但它不是一跳共享的。因为当一个结点发送报文时，只有在它覆盖范围内的结点（称为邻居）才能够收到，而覆盖范围外的结点则感知不到任何通信的存在。这恰恰也是Ad hoc网络的优势所在，发送结点覆盖范围外的结点不受发送结点的影响，它们也可以同时发送报文。我们称Ad hoc网络的共享信道为多跳共享广播信道。多跳共享广播信道带来的直接影响就是报文冲突与结点所处的位置相关。在一跳共享的广播信道中，报文冲突是个全局事件。所有结点要么都收到正确的报文，要么都会感知到报文冲突。而在Ad hoc网络中，报文冲突只是局部事件，并非所有结点都可以感知到。一个结点正确收到了一个报文，该报文可能会在另一个结点处发生冲突。也可能报文在接收结点处发生了冲突，而发送结点丝毫觉察不到。也就是说发送结点和接收结点感知到的信道状况不一定相同，由此将会带来隐终端、暴露终端等一系列的特殊问题。由于Ad hoc网络特定的信道共享方式，基于点对多点共享信道和一跳共享广播信道接入协议无法被Ad hoc网络直接使用，需要为它设计专用的信道接入协议。信道接入协议是报文在信道上发送和接收的直接控制者，它的行为对Ad hoc网络的性能起着决定性的作用。因此，信道接入协议一直是Ad hoc网络技术的研究重点之一。2 动态拓扑Ad hoc网络中的结点不仅可以自由移动，还可以随时开机和关机。这将造成网络拓扑的动态变化。考虑到Ad hoc网络的多跳特性，结点要有报文转发功能，这要求结点实现相应的路由协议。传统的基于因特网的路由协议是为相对稳定的网络拓扑而设计的，它们无法满足快速变化拓扑网络的需要。因此，路由协议也成了Ad hoc网络的研究特点。现有的Ad hoc网络路由协议可以分为先应式（Proactive）、反应式（Reactive）和混合式三种。（1）先应式路由协议又被称为表驱动（Table-driven）路由协议，它通过连? �丶觳饬绰分柿浚�笨涛�ぷ既返耐�缤仄撕吐酚尚畔ⅰF?/span>优点是发送报文时可以立即得到正确的路由，缺点是开销太大。（2）反应式路由协议，又称为随选 路由（On-Demand Routing），并不时刻维护准确的路由信息，仅当需要时才查找路由。其优点是降低了路由维护的开销，缺点是查找路由会引入较大的时延。结点先应式和反应式特点的路由协议称为混合式路由协议。它在局部范围内使用先应式路由协议，以缩小路由控制消息传播的范围。当目标结点较远时，通过查找发现路由。这样既可以减少路由协议的开销，时延特性也得到了改善。鉴于路由协议的重要性，IETF的MANET工作组目前专注于Ad hoc网络路由协议的研究。虽然已经取得了一定的成果，但仍有很多问题没有解决。九、 结论 Ad Hoc网络是一种新颖的移动计算机网络的类型，它既可以作为一种独立的网络运行，也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式。其自身的独特性，赋予其巨大的发展前景。在Ad Hoc网络的研究中还存在许多亟待解决的问题：设计具有节能策略、安全保障、组播功能和QoS支持等扩展特性的路由协议，以及Ad Hoc网络的网络管理等。今后将重点致力于Ad Hoc网络中网络监视、节点移动性管理、抗毁性管理和安全管理等方面的研究。

无线传感器网络中的结点基本上是固定不变的，这点和移动自组网络有很大的区别。无线传感器网络主要的应用领域就是组成各种物联网IoT (Intemnet of Things)。下面是物联网的一些举例: (1)环境监测与保护(如洪水预报、动物栖息的监控);(2)战争中对敌情的侦查和对兵力、装备、物资等的监控；(3)医疗中对病房的监测和对患者的护理;(4)在危险的工业环境(如矿井、核电站等)中的安全监测;(5)城市交通管理、建筑内的温度/照明/安全控制等。 顺便指出，移动自组网络和移动IP并不相同。移动IP技术使漫游的主机可以用多种方式连接到互联网。漫游的主机可以直接连接到或通过无线链路连接到固定网络上的另一个子网。支持这种形式的主机移动性需要地址管理和增加协议的互操作性，但移动IP的核心网络功能仍然是基于在固定互联网中一直在使用的各种路由选择协议。但移动自组网络是把移动性扩展到无线领域中的自治系统，它具有自己特定的路由选择协议，并且可以不和互联网相连。即使在和互联网相连时，移动自组网络也是以残桩网络(stubnetwork)方式工作的。所谓“残桩网络”就是通信量可以进入残桩网络，也可以从残桩网络发出，但不允许外部的通信量穿越残桩网络。最后需要弄清在文献中经常要遇到的、与接入有关的几个名词。固定接入(fixed access)一在作为网络用户期间，用户设置的地理位置保持不变。移动接入(mobility access)-用户设备能够以车辆速度(一般取为每小时120公里)移动时进行网络通信。当发生切换(即用户移动到不同蜂窝小区)时，通信仍然是连续的。便携接入(portable access)--一在受限的网络覆盖面积中，用户设备能够在以步行速度移动时进行网络通信，提供有限的切换能力。游牧接入(nomadic access)一一用户设备的地理位置至少在进行网络通信时保持不变。如果用户设备移动了位置(改变了蜂窝小区)，那么再次进行通信时可能还要寻找最佳的基站。也有的文献把便携接入和游牧接入当作一样的，定义为可以在通信时以步行速度移动。这点在阅读文献时应加以注意。

轻松组建宽带局域网 目前自组网络最常见的是100Mbps以太网，对外部数据传输要求而言，这个速度已经足够。因为目前最高速的宽带网络服务只能达到几Mbps的数据流量，即使是10Mbps的以太网也足以应付。但是，对于经常传送大量资料的多媒体制作公司和广告图像设计公司而言，100Mbps的速度就显得不太够用。那大家有没有想过使用其他高速传输技术创建局域网呢？下面就给大家介绍如何通过IEEE 1394(又名FireWire，俗称“火线”)创建高速的内部局域网络。 IEEE1394网络的特点 一、速度 一些需要高流量传送资料的电脑产品，如外置式硬盘、扫描仪、数码摄像机等，都极其需要IEEE1394这种高速接口。它的最高速度可达400Mbps，这也成为借助IEEE1394接口架设局域网的最佳理由。事实上，IEEE1394传输技术正在走向普及，并逐渐成为电脑产品的标准传输接口。像近期推出的个人电脑，有的就已经内置IEEE1394适配卡，极大地方便了采集数码摄像机中的图像。此外，为旧电脑设计的IEEE1394适配卡种类也不在少数。 二、安装流程 有人可能会说，以太网的取材和建立都比较简单，为何要弃之而取IEEE1394建立网络呢？其实，只要看看以下安装流程，大家就知道IEEE1394的确比以太网可取。 1、Ethernet以太网络 ①安装网络适配卡→②安装集线器或交换机→③连接不同的电脑到集线器或交换机上→④重新启动电脑→⑤安装网卡驱动程序→⑥设置网络→⑦重新启动电脑。 2、IEEE1394火线网络 ①安装IEEE1394适配卡→②安装IEEE1394网络软件→③设置网络→④插上IEEE1394接线连接电脑。 从安装流程可知，以太网需要更多设备和安装时间。而IEEE1394网络花较少的步骤就可以设定好，既节省时间，又节省开支。 三、网络结构 IEEE1394网络采用的是树状网络结构。举例如下：A公司内有五部电脑，如采用一般的以太网组建网络，这五部电脑之间的连接需要借助集线器；相反，IEEE1394网络则只需在其中一部电脑(电脑A)上安装IEEE1394适配卡。由于一块IEEE1394适配卡通常提供三个或更多的IEEE1394接口，故可将另外两部电脑(电脑B及C)接上电脑A的IEEE1394适配卡，并将余下两部电脑D、E分别连接电脑B及C的IEEE1394接口。由此，整个网络便形成了一个树状结构。用户只要不关闭电脑A的IEEE1394总线，整个网络都会以最理想的400Mbps速度运行。加上IEEE1394网络不使用路由器或集线器，间接使整个网络的成本降低。 当然，有利亦有弊。在IEEE1394网络中的电脑都不允许关掉。如果其中一部关闭的话，尤其是树状结构中层的电脑关闭，下层电脑便连不上局域网，访问不到其他电脑中的资料。 如何建立IEEE1394网络 说了这么多好处，相信大家可能开始对如何建立IEEE1394网络大感兴趣了吧？建立IEEE1394网络需要借助专用软件，而目前Windows操作系统的各个版本都还没有提供这部分功能。如果想使用这个功能，用户得为每一部电脑配备一套软件。我在互联网上找到一款名为FireNet的IEEE1394网络软件可供试用。FireNet是共享软件，大家可到 http://www.unibrain.com/products/ieee-1394/firenet.htm 下载试用。这个软件提供不同版本供下载，可用于不同操作平台：Windows平台上，FireNet NT4.5支持Windows NT 4.0；FireNet 2.5支持Windows 98SE/Me/2000/XP；FireNet 2.5 Server属高端版本，支持Windows 2000 Server等服务器操作系统。该软件注册费为78美元。 另一方面，FireNet Mac 2.5版本支持苹果Mac OS 9.x，而FireNet Mac 1.0则支持Mac OS 10.X，可实现IEEE1394网络跨平台高速交换资料。用户只需安装预定的通讯协议，就可以在Mac与PC之间自由交换数据。此外，由于IEEE1394的即插即用(Plug && Play)功能，笔记本电脑用户也可以随时加入或离开高速的IEEE1394局域网。 我尝试过在两部使用Windows98操作系统的电脑中安装FireNet，并使用IEEE1394专用接线进行连接。当然，IEEE1394网络不只连接两部电脑，FireNet最多支持63部电脑，特别适合中小企业和SOHO族使用。 1、用户应在组网的每部电脑中分别安装一块IEEE 1394适配卡。目前市面上知名的IEEE1394适配卡品牌有艾崴、矽霸等。重点是检查电脑内安装的操作系统能否确认IEEE1394适配卡的存在，以及是否已安装好适配卡的驱动程序。如果没装好的话，下面的步骤就不能继续进行。 2、在安装FireNet软件之前，切记拔掉所有IEEE1394连线，尤其是网络中连接每一部电脑之间的接线。这点非常重要！如果没拔掉接线就安装FireNet的话，将导致整个网络不能使用。 3、要使电脑支持IEEE1394网络，需为每一部电脑安装FireNet。应注意的是，FireNet不是在Windows的“开始→程序”中直接启动，而是在“控制面板→系统→设备管理器”中启动。 4、安装完成后，系统会出现一个警告对话框，表示由FireNet安装的“Unibrian 1394 FireNet Adapter”没有通过微软公司的数字签名认证。大家无须担心，FireNet完全兼容Windows 98SE/Me/2000/XP操作系统的各种版本。用户只需选择“继续安装”就能进行余下的安装程序。 5、接下来用户需重新启动电脑，并将相应的IEEE1394连线接好。当一切装妥后，系统会出现“寻找新的硬件”对话框。原因是FireNet将连接FireWire适配卡的电脑视作一个“设备”，操作系统会当作一个新硬件看待，为你安装FireNet PC的“设备”。此时，用户需挑选“显示指定位置的所有驱动程序列表，以便可从列表中选择所需的驱动程序”，来装上FireNet PC设备。 6、现在进入选择安装程序路径的画面，系统会询问“需要Windows搜寻新硬件吗？”，用户应选择“否，希望从列表中选择硬件”。之后就会出现“添加新硬件向导”。只要选择“FireNet PC”，然后按选“下一步”键，即可成功安装FireNet PC。 补充一点，安装时有时候并不一定会出现“添加新硬件”对话框，这样得靠用户自己手工进行安装FireNet PC。首先，用户要在系统的“设备管理器”中打开被隐藏的设备。当启动这个选项后，大家就会看到“IEEE 1394 IP Network Enumerator”设备，下端有多个子设备可供选择。用户要将“1394 Host”的驱动程序更新，之后重复第5和6步骤。 7、至此，用户在“设备管理器”内可看到“网络适配卡”一项已经安装“Unibrian 1394 FireNet Adapter”。而“Unibrian 1394 Devices”内也可看到“FireNet PC”设备。一个FireNet PC设备就等于一部电脑，如果网络内有5部电脑，就会显示4个FireNet PC设备(主机不计算在内)。 8、最后，用户还需设置TCP/IP选项。方法是到“设置→控制面板→网络”中选择“Unibrian 1394 FireNet Adapter”，在TCP/IP设置中，将IP地址固定为“192.168.0.2”，并设置“255.255.255.0”为子网掩码。至此，FireNet的设置已大功告成。再下来就同以太网的设置方法类似，如为IEEE1394网络中的每部电脑进行标识和共享设置，并在“网上邻居”中访问它们。现在，我们终于能够享受到400Mbps的高速局域网了！