Войти
A Беспроводная одноранговая сеть (WANET ) или Мобильная одноранговая сеть (MANET ) - это децентрализованный тип беспроводной сети. Сеть является одноранговой, потому что она не полагается на уже существующую инфраструктуру, такую как маршрутизаторы в проводных сетях или точки доступа в управляемых (инфраструктурных) беспроводных сетях. сети. Вместо этого каждый узел участвует в маршрутизации, перенаправляя данные для других узлов, поэтому определение того, какие узлы пересылают данные, выполняется динамически на основе сетевого подключения и алгоритма маршрутизации . используется.
В операционной системе Windows ad hoc - это режим (настройка), который позволяет компьютерам напрямую связываться друг с другом без роутер. Беспроводные мобильные одноранговые сети - это самоконфигурируемые динамические сети, в которых узлы могут свободно перемещаться.
В таких беспроводных сетях отсутствует сложность настройки и администрирования инфраструктуры, что позволяет устройствам создавать сети и присоединяться к ним «на лету» - в любом месте и в любое время.
Настоящий MANET по определению требует многоадресная маршрутизация, а не только одноадресная или широковещательная.
Каждое устройство в MANET может независимо перемещаться в любом направлении и, следовательно, будет часто менять свои связи с другими устройствами. Каждый должен пересылать трафик, не связанный с его собственным использованием, и, следовательно, быть маршрутизатором . Основная задача при создании MANET - это оснащение каждого устройства непрерывным хранением информации, необходимой для правильной маршрутизации трафика. Это становится сложнее по мере увеличения масштаба MANET из-за 1) желания маршрутизировать пакеты на / через каждый другой узел, 2) процент служебного трафика, необходимого для поддержания статуса маршрутизации в реальном времени, 3) каждый узел имеет свою собственную полезную пропускную способность для независимой маршрутизации и не осознавая потребности других, и 4) все должны совместно использовать ограниченную связь полосу пропускания, например, часть радиочастотного спектра. Такие сети могут работать сами по себе или могут быть подключены к более крупному Интернету. Они могут содержать один или несколько разных приемопередатчиков между узлами. Это приводит к высокодинамичной автономной топологии.
MANET обычно имеют маршрутизируемую сетевую среду поверх специальной сети Link Layer. MANET состоят из одноранговой, самоформирующейся, самовосстанавливающейся сети. MANET примерно с 2000 по 2015 год обычно общаются на радиочастотах (30 МГц - 5 ГГц).
A Stanford Research Institute Packet Radio Van, сайт первых трех путь межсетевой передача. 
Первые крупномасштабные испытания краткосрочного цифрового радио, февраль 1998 г. Самая ранняя беспроводная сеть передачи данных называлась PRNET, сеть пакетной радиосвязи , спонсировавшаяся Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) в начале 1970-х годов. Bolt, Beranek and Newman Inc. (BBN) и SRI International разработали, построили и опробовали эти самые ранние системы. Среди экспериментаторов были Роберт Кан, Джерри Берчфил и Рэй Томлинсон. Подобные эксперименты проводились в радиолюбительском сообществе с протоколом x25. Эти ранние системы пакетной радиосвязи предшествовали Интернету и действительно были частью мотивации первоначального пакета Интернет-протокола. Более поздние эксперименты DARPA включали проект Survivable Radio Network (SURAN ), который имел место в 1980-х годах. Преемник этих систем был представлен в середине 1990-х годов для армии США, а затем и для других стран, как краткосрочное цифровое радио.
Еще одна третья волна академической и исследовательской деятельности началась в середине 1990-х годов с появление недорогих радиоплат 802.11 для персональных компьютеров. Современные беспроводные одноранговые сети предназначены в первую очередь для использования в военных целях. Проблемы с пакетной радиосвязью: (1) громоздкие элементы, (2) низкая скорость передачи данных, (3) невозможность поддерживать связь при высокой мобильности. Проект не продвигался дальше до начала 1990-х, когда родились беспроводные ad hoc сети.
Рост числа ноутбуков и 802.11 / Wi-Fi беспроводных сетей сделал MANET популярной темой исследований с середины -1990-е гг. Многие научные статьи оценивают протоколы и их возможности, предполагая разную степень мобильности в ограниченном пространстве, обычно со всеми узлами в пределах нескольких переходов друг от друга. Затем различные протоколы оцениваются на основе таких показателей, как скорость отбрасывания пакетов, накладные расходы, вносимые протоколом маршрутизации, сквозные задержки пакетов, пропускная способность сети, возможность масштабирования и т. Д.
В начале 1990-х годов Чарльз Перкинс из SUN Microsystems USA и Чай Кеонг Тох из Кембриджского университета по отдельности начали работать в другом Интернете, в беспроводной специальной сети. Перкинс работал над проблемами динамической адресации. Тох работал над новым протоколом маршрутизации, который был известен как ABR - маршрутизация на основе ассоциативности. В конечном итоге Перкинс предложил DSDV - маршрутизацию вектора расстояния последовательности назначения, основанную на векторной маршрутизации с распределенным расстоянием. Предложение Тоха заключалось в маршрутизации по требованию, то есть маршруты обнаруживаются на лету в режиме реального времени по мере необходимости. ABR был представлен на IETF как RFC. ABR был успешно реализован в ОС Linux на ноутбуках с поддержкой Lucent WaveLAN 802.11a, и поэтому в 1999 году была доказана возможность создания специальной мобильной сети. Впоследствии был представлен другой протокол маршрутизации, известный как AODV, который позже был протестирован и реализован в 2005 году. Дэвид Джонсон и Дэйв Мальц предложили DSR - Dynamic Source Routing.
Децентрализованный характер беспроводных одноранговых сетей делает их подходящими для различных приложений, где нельзя полагаться на центральные узлы и может улучшить масштабируемость сетей по сравнению с беспроводными управляемыми сетями, хотя теоретические и практические ограничения общей пропускной способности таких сетей были определены. Минимальная конфигурация и быстрое развертывание делают специальные сети подходящими для чрезвычайных ситуаций, таких как стихийные бедствия или военные конфликты. Наличие динамических и адаптивных протоколов маршрутизации позволяет быстро формировать одноранговые сети. Беспроводные одноранговые сети можно дополнительно классифицировать по их приложениям:
Одноранговые мобильные сети (MANET) - это постоянно самоконфигурирующаяся, самоорганизующаяся, безинфраструктурная сеть мобильных устройств, подключенных без проводов. Иногда это называют сетями «на лету» или «спонтанными сетями».
VANET используются для связи между транспортными средствами и придорожным оборудованием. Интеллектуальные специальные автомобильные сети (InVANET) - это своего рода искусственный интеллект, который помогает транспортным средствам вести себя разумно во время столкновений между транспортными средствами и дорожно-транспортных происшествий. Транспортные средства используют радиоволны для связи друг с другом, мгновенно создавая сети связи, пока транспортные средства движутся по дорогам.
A SPAN используют существующее оборудование (в основном Wi-Fi и Bluetooth ) и программное обеспечение (протоколы) в коммерческих целях. доступные смартфоны для создания одноранговых сетей, не полагаясь на сети сотовых операторов, точки беспроводного доступа или традиционную сетевую инфраструктуру. SPAN отличаются от традиционных узловых и распределенных сетей, таких как Wi-Fi Direct, тем, что они поддерживают многоскачковые ретрансляции, и отсутствует понятие лидера группы, чтобы одноранговые узлы могли присоединяться и оставить по желанию, не разрушая сеть. Совсем недавно в iPhone iPhone от Apple с версией 8.4 iOS и выше была реализована возможность создания многопользовательских одноранговых ячеистых сетей в iPhone, что позволяет миллионам смартфонов создавать специальные сети, не полагаясь на сотовую связь. Было заявлено, что это «изменит мир».
Интернет-специализированные мобильные сети (iMANET) - это разновидность одноранговой беспроводной сети, который поддерживает Интернет-протоколы, такие как TCP / UDP и IP. Сеть использует протокол маршрутизации сетевого уровня для связи мобильных узлов и автоматического распределения маршрутов.
Ячеистые сети получили свое название от топологии результирующей сети. В полностью связанной сетке каждый узел связан со всеми остальными узлами, образуя «сетку». Частичная сетка, напротив, имеет топологию, в которой одни узлы не соединены с другими, хотя этот термин используется редко. Беспроводные одноранговые сети могут принимать форму ячеистых или других сетей. Беспроводная одноранговая сеть не имеет фиксированной топологии, и ее возможность соединения между узлами полностью зависит от поведения устройств, их моделей мобильности, расстояния друг от друга и т. Д. Следовательно, беспроводные ячеистые сети являются особым типом беспроводных одноранговых сетей. сетей, с особым упором на результирующую топологию сети. В то время как некоторые беспроводные ячеистые сети (особенно внутри дома) имеют относительно нечастую мобильность и, следовательно, нечастые разрывы каналов, другие, более мобильные ячеистые сети, требуют частой корректировки маршрутизации для учета потерянных каналов. Google Home, Google Wi-Fi и Google OnHub поддерживают ячеистую сеть Wi-Fi (т. Е. Специальную сеть Wi-Fi). Apple AirPort позволяет создавать дома беспроводные ячеистые сети, соединяя различные устройства Wi-Fi вместе и обеспечивая хорошее беспроводное покрытие и возможность подключения дома.
Военные или тактические MANET используются военными частями с упором на скорость передачи данных, требования в реальном времени, быстрое изменение маршрута во время мобильности, безопасность данных, дальность действия радиосвязи и интеграцию с существующими системами. Распространенные формы радиоволн включают JTRS SRW армии США и WaveRelay от Persistent System. Специальная мобильная связь хорошо подходит для удовлетворения этой потребности, особенно ее безинфраструктурной природы, быстрого развертывания и эксплуатации. Военные сети MANET используются военными частями с упором на быстрое развертывание, отсутствие инфраструктуры, полностью беспроводные сети (без стационарных радиомачт), надежность (разрывы каналов связи не проблема), безопасность, дальность действия и мгновенную работу. МАНЕТы могут использоваться в армейских «прыгающих» минах, во взводах, где солдаты общаются на чужой территории, что дает им превосходство на поле боя. Тактические MANET могут формироваться автоматически во время миссии, и сеть «исчезает», когда миссия завершается или выводится из эксплуатации. Иногда ее называют тактической беспроводной сетью «на лету».
Летающие специальные сети (FANET) состоят из беспилотных летательных аппаратов, что обеспечивает большую мобильность и связь с удаленными районами.
Беспилотный летательный аппарат - это летательный аппарат без пилота на борту. БПЛА могут управляться дистанционно (т. Е. Управляться пилотом на наземной станции управления) или могут летать автономно на основе заранее запрограммированных планов полета. Использование БПЛА в гражданских целях включает моделирование местности в трехмерном пространстве, доставку посылок (Amazon) и т. Д.
БПЛА также использовались ВВС США для сбора данных и определения ситуации без риска для пилота в недружественной внешней среде. Благодаря технологии беспроводной сети ad hoc, встроенной в беспилотные летательные аппараты, несколько беспилотных летательных аппаратов могут связываться друг с другом и работать в команде, совместно выполняя задачу и миссию. Если БПЛА уничтожен противником, его данные можно быстро передать по беспроводной сети другим соседним БПЛА. Специальную коммуникационную сеть БПЛА также иногда называют сетью мгновенного наблюдения БПЛА.
Корабли ВМФ традиционно используют спутниковую связь и другие морские радиостанции для связи друг с другом или с наземной станцией на суше. Однако такая связь ограничена задержками и ограниченной пропускной способностью. Беспроводные специализированные сети позволяют формировать сети кораблей в море, обеспечивая высокоскоростную беспроводную связь между кораблями, улучшая совместное использование ими изображений и мультимедийных данных и улучшая координацию действий на поле боя. Некоторые оборонные компании (такие как Rockwell Collins и Rohde Schwartz) производят продукты, которые улучшают связь между кораблями и берегом.
Датчики - полезные устройства. которые собирают информацию, относящуюся к определенным параметрам, таким как шум, температура, влажность, давление и т. д. Датчики все чаще подключаются по беспроводной связи, что позволяет собирать данные с датчиков в большом масштабе. С большой выборкой данных датчиков можно использовать аналитическую обработку, чтобы понять смысл этих данных. Возможность подключения беспроводных сенсорных сетей основана на принципах, лежащих в основе беспроводных одноранговых сетей, поскольку теперь датчики можно развертывать без каких-либо фиксированных радиомачт, и теперь они могут формировать сети на лету. «Smart Dust» был одним из первых проектов, реализованных в Калифорнийском университете в Беркли, где крошечные радиоприемники использовались для соединения «умной пыли». В последнее время мобильные беспроводные сенсорные сети (MWSN) также стали предметом академического интереса.
ZigBee - это маломощная форма беспроводных одноранговых сетей, которая теперь находит свое применение в домашней автоматизации. Низкое энергопотребление, надежность и расширенный диапазон, присущие ячеистой сети , могут обеспечить ряд преимуществ для интеллектуального освещения в домах и офисах. Управление включает настройку регулируемого освещения, цветного освещения и цвета или сцены. Сети позволяют управлять набором или подмножеством источников света с помощью смартфона или компьютера. Ожидается, что к 2019 году рынок домашней автоматизации превысит 16 миллиардов долларов.
Беспроводные специальные сети интеллектуального уличного освещения начинают развиваться. Концепция заключается в использовании беспроводного управления уличными фонарями для повышения энергоэффективности как части архитектурной особенности умного города. Множественные уличные фонари образуют одноранговую беспроводную сеть. Одно устройство шлюза может контролировать до 500 уличных фонарей. С помощью шлюзового устройства можно включать, выключать или приглушать отдельные индикаторы, а также определять, какой из индикаторов неисправен и требует обслуживания.
Роботы - это механические системы, которые приводят в действие автоматизацию и выполняют работу, которая кажется трудной для человека. Были предприняты усилия по координации и управлению группой роботов для совместной работы над выполнением задачи. Централизованное управление часто основано на «звездном» подходе, когда роботы по очереди разговаривают с диспетчерской станцией. Однако в беспроводных специальных сетях роботы могут формировать сеть связи на лету, то есть теперь роботы могут «разговаривать» друг с другом и сотрудничать распределенным образом. С помощью сети роботов роботы могут обмениваться данными между собой, обмениваться локальной информацией и распределенно решать, как решить задачу наиболее эффективным и действенным способом.
Другое гражданское использование беспроводной специальной сети - это общественная безопасность. Во время стихийных бедствий (наводнения, штормы, землетрясения, пожары и т. Д.) Необходима быстрая и мгновенная сеть беспроводной связи. Беспроводные специальные сети могут быть созданы независимо, особенно во время землетрясений, когда радиомачты рухнули или были разрушены. Пожарные и спасатели могут использовать специальные сети для связи и спасения раненых. На рынке доступны коммерческие радиостанции с такой возможностью.
Беспроводные одноранговые сети позволяют развертывать датчики, видео, инструменты и другие устройства и соединять их по беспроводной сети в клиниках и клиниках. наблюдение за пациентами в больницах, уведомление врачей и медсестер, а также быстрое получение таких данных в точках слияния, чтобы можно было спасти жизни.
MANETS можно использовать для облегчение сбора данных датчика для интеллектуального анализа данных для различных приложений, таких как мониторинг загрязнения воздуха, и для таких приложений могут использоваться различные типы архитектур. Ключевой характеристикой таких приложений является то, что близлежащие узлы датчиков, отслеживающие объект окружающей среды, обычно регистрируют аналогичные значения. Этот вид избыточности данных из-за пространственной корреляции между наблюдениями датчиков вдохновляет на создание методов для агрегации и анализа данных внутри сети. Измеряя пространственнуюкорреляцию между данными, полученными разными датчиками, можно разработать широкий класс алгоритмов для разработки более эффективных алгоритмов интеллектуального анализа пространственных данных, а также более эффективных стратегий маршрутизации. Кроме того, исследователи разработали модели производительности MANET, чтобы применить теорию очередей.
В нескольких книгах и работах были раскрыты технические и исследовательские проблемы, с которыми сталкиваются беспроводные специальные сети или MANET. Преимущества для пользователей, технические трудности реализации при и побочный эффект загрязнение радиочастотного звука можно изложить ниже:
Очевидная привлекательность MANET заключается в том, что сеть децентзована, узлы / устройства являются мобильными, то есть нет фиксированной инфраструктуры, которая обеспечивает возможность для приложений приложений в различных областях, таких как мониторинг окружающей среды [1], [2], помощь при бедствиях [3] - [5] и военная связь [3]. С начала 2000-х годов интерес к MANET-подключил к сети, что мобильность может улучшить пропускную способность, как показано Гроссглаузер и Цзе с внедрением новых технологий.
Одно из главных преимуществ сети. децентрализованная сеть состоит в том, что они, как правило, более надежны, чем централизованные сети, из-за многозвенного режима ретрансляции информации. Например, в настройках сотовой сети происходит сбой, если базовая станция перестает работать, однако вероятность сбоя в одной точке в MANET значительно снижается, поскольку данные могут проходить по нескольким путям. Архитектура MANET со временем развивается, у нее есть потенциал для решения таких проблем, как изоляция / отключение от сети. Дополнительные преимущества MANETS по сравнению с сетями с фиксированной топологией включают гибкость (специальную сеть можно создать в любом месте с помощью мобильных устройств), масштабируемость (вы можете легко добавить больше узлов в сеть) и более низкие административные расходы (нет необходимости сначала создать инфраструктуру.).
Вкратце:
С развитием сети со временем становится ясно, что следует ожидать изменений в производительности сети из-за отсутствия фиксированной архитектуры (нет фиксированных подключений)). Кроме того, поскольку топология сети определяет помехи и, следовательно, возможность подключения, модель мобильности устройств в сети будет влиять на производительность сети, что может привести к многократной повторной отправке данных (увеличенная задержка) и, наконец, распределению сетевых ресурсов, таких как мощность остается неясным. Наконец, поиск модели, которая точно представляет мобильность человека, оставаясь при этой математически поддающейся обработке, остается открытой проблемой из-за большого количества факторов, которые на нее воздействуют. Некоторые типичные используемые модели включают модели случайного блуждания, случайных путевых точек и полетов сборов.
В итоге:
Специальные беспроводные сети могут работать с различными типами радио. Все радиостанции используют модуляцию для перемещения информации по определенной полосе радиочастот. При необходимости быстро перемещать большие объемы информации на большие расстояния, радиоканал MANET в идеале имеет большую полосу пропускания (например, количество радиоспектра), более низкие частоты и более высокую мощность. Используя разные узлы одновременно, необходимо много каналов. Учитывая, что радиочастотный спектр совместно используется и регулируется, на более низких частотах используется меньшая полоса пропускания. Обработка множества радиоканалов требует много ресурсов. Учитывая потребность в мобильности, очень важны небольшие размеры и низкое энергопотребление. Выбор радиостанции MANET и модуляции имеет много компромиссов; многие начинают с установленной частоты и пропускания, которые им разрешено использовать.
Радиостанции могут быть UHF (300–3000 МГц), SHF (3–30 ГГц) и EHF (30–300 ГГц).). Wi-Fi ad hoc использует нелицензированные радиомодули ISM 2,4 ГГц. Их также можно использовать с радиостанциями 5,8 ГГц.
Чем выше частота, например 300 ГГц, поглощение сигнала будет более преобладающим. Армейские тактические радиостанции используют различные радиостанции УВЧ и СВЧ, включая радиостанции VHF, для обеспечения различных режимов связи. В диапазоне 800, 900, 1200, 1800 МГц преобладает сотовая радиосвязь. Некоторые сотовые радиостанции используют специальную связь для расширения диапазона сотовой связи до устройств, недоступных для данной станции сотовой связи.
Wi-Fi следующего поколения, известный как 802.11ax, обеспечивает низкую задержку, высокую пропускную способность (до 10 Гбит / с) и низкую скорость потери пакетов, предлагая 12 потоков на 8 потоков на частота 5 ГГц и 4 потока на част 2,4 ГГц. IEEE 802.11ax использует каналы 8x8 MU-MIMO, OFDMA и 80 МГц. Следовательно, 802.11ax может формировать одноранговые сети Wi-Fi с высокой пропускной способностью.
На частоте 60 ГГц существует еще одна форма Wi-Fi, известная как WiGi - гигабитная беспроводная связь. Это позволяет пропускную способность до 7 Гбит / с. В настоящее время WiGi нацелен на работу с сотовыми сетями 5G.
Примерно к 2020 г., по общему мнению, «лучшим» модуляцией для перемещения информации по более высокочастотным волнам является Orthogonal_frequency-div_multiplexing, поскольку в 4G LTE, 5G и Wi-Fi.
Проблемы, влияющие на MANET, охватывают различные уровни стека протокола OSI. Уровень доступа к среде передачи (MAC) должен быть улучшен для устранения коллизий и скрытых проблем терминала. Протокол маршрутизации сетевого уровня должен быть улучшен, чтобы разрешить динамически изменяющиеся топологии сети и сломанные маршруты. Протокол транспортного уровня должен быть улучшен для обработки потерянных или разорванных соединений. Протокол сеансового уровня должен иметь дело с обнаружением серверов и служб.
Основным ограничением мобильных узлов является то, что они обладают высокой мобильностью, что приводит к частому разрыву и восстановлению каналов связи. Более того, полоса пропускания беспроводного канала также ограничена, и узлы работают от ограниченного заряда батареи, что в конечном итоге будет исчерпана. Эти факторы усложняют специальной мобильной сети.
Межуровневая конструкция отличается от традиционного подхода проектирования сети, в котором каждый уровень стека должен работать независимо. Измененная мощность передачи поможет этому узлу динамически дальность распространения на физическом уровне. Это распространения всегда прямо с тем, что распространение распространения всегда прямо пропорционально мощности передачи. Эта информация передается с физического уровня на сетевой уровень, чтобы он мог принимать решения в протоколах маршрутизации. Основное преимущество этого протокола заключается в том, что обеспечивает доступ к информации между физическим уровнем и верхними уровнями (MAC и сетевой уровень).
Некоторые элементы программного обеспечения были разработаны для обеспечения возможности обновления кода на месте, встроенными в их физическую среду, и без необходимости возвращать узлы в лабораторию. Такое обновление программного обеспечения основывалось на эпидемическом режиме распространения информации и должно быть как эффективно (мало сетевых передач), так и быстро.
Маршрутизация в беспроводных одноранговых сетях или MANET обычно подразделяется на три категории, и именно: (a) упреждающая маршрутизация, (b) реагирующая маршрутизация и (c) гибридная маршрутизация.
Этот тип протоколов поддерживает свежие списки пунктов назначения и их маршрутов, периодически распределяя таблицы маршрутизации по сети. Основными недостатками таких алгоритмов являются:
Пример: Оптимизированный протокол маршрутизации состояния канала (OLSR)
Как и в случае с фиксированной сетью, узлы сети таблицы маршрутизации. Протоколы расстояния основаны на вычислении направления и расстояния до любого звена в сети. «Направление» обычно означает адрес перехода и интерфейс выхода. «Расстояние» - это мера достижения определенного узла. Маршрут с наименьшей стоимостью между любыми узлами - это маршрут с минимальными расстояниями. Каждый узел поддерживает вектор (таблицу) минимального расстояния до каждого узла. Стоимость достижения пункта назначения рассчитывается с использованием различных вариантов маршрута. RIP использует счетчик переходов пункта назначения, тогда как IGRP учитывает другую информацию, такую как задержка узла и доступная полоса пропускания.
Этот тип протокола находит маршрут в зависимости от пользователя и потребности в трафике, заполняя сеть пакетами запроса маршрута или обнаружения. Основными недостатками таких алгоритмов являются:
Однако для ограничения лавинного трафика можно использовать кластеризацию. Задержка, используемая во время разговора по сети.
Пример: Специальная маршрутизация по (AODV)
Это простой алгоритм маршрутизации, в котором отправляется каждый входящий пакет. по каждой исходящей ссылке, кроме той, по которой она пришла. Флуд используется в мостах и в таких системах, как Usenet и одноранговый обмен протоколов, включая OSPF, DVMRP, а также те, которые используются в беспроводной рекламе. сети hoc.
Этот тип протокола сочетает в себе преимущества проактивной и реактивной маршрутизации. Маршрутизация запускается с помощью некоторых проактивно разведанных маршрутов, а затем обслуживает спрос через активированных агентов посредством реактивного лавинного сообщения. Выбор того или иного метода требует предопределения для типичных случаев. Основными недостатками таких алгоритмов являются:
Пример: Протокол зональной маршрутизации (ZRP)
Методы маршрутизации на основе местоположения используют о точном расположении узлов. Эта информация получается, например, через приемник GPS. На основе точного определения можно определить лучший путь между узлами источника и назначения.
Пример: «Маршрутизация с помощью определения местоположения в мобильных одноранговых сетях» ()
ая сеть из нескольких подключенных «узлов» по «ссылкам».
На каналы связи ресурсы узла (например, мощность передатчика, вычислительная мощность и память) и поведенческие свойства (например, надежность), а также свойства канала (например, длина канала и потеря сигнала, помехи и шум). Возможные ссылки могут быть подключены или отключены в любое время, функциональная сеть должна быть в состоянии справиться с этой динамической реструктуризацией, желательно своевременным, эффективным, надежным, устойчивым и масштабируемым образом.
Сеть должна позволять любым двум узлам обмениваться данным, передаваемую информацию через другие узлы. «Путь» - это серия ссылок, которые соединяют два узла. Различные методы маршрутизации используют один или два пути между любыми двумя узлами; методы лавинной рассылки все или других путей.
В больших беспроводных одноранговых сетях, узлы конкурируют за доступ к общей среде, что часто приводит к конфликтам (интерференция). Конфликты можно обрабатывать с помощью централизованного планирования или протоколов распределенного конкурентного доступа. Использование совместной беспроводной связи повышает невосприимчивость к помехам за счет того, что узел назначения объединяет собственные помехи и помехи от других узлов для улучшения декодирования полезных сигналов.
Крупномасштабные одноранговые беспроводные сети могут быть развернуты в течение длительных периодов времени. За это время могут измениться требования к сети или среде, в которой развернуты узлы. Это может потребовать изменения приложения, выполняемого на узлах датчиков, или приложить другие параметры набора. Перепрограммировать узлы вручную может быть очень сложно из-за масштаба (возможно, сотни узлов) и встроенного развертывания, поскольку узлы могут быть расположены в местах, к которому физически трудно получить доступ. Следовательно, наиболее актуальной формой перепрограммирования является удаленное многократное перепрограммирование с использованием беспроводной среды, которая перепрограммирует узлы, поскольку они встроены в их среду считывания. Для встроенных узлов были разработаны специализированные протоколы, которые минимизируют энергопотребление процесса, а также достигают всей сети с высокой вероятностью за максимально короткое время.
Один ключ Проблема в беспроводных одноранговых сетях предвидит множество возможных ситуаций, которые могут произойти. В результате моделирование и симуляция (MS) с использованием расширенного поиска параметров и анализа «что если» становится чрезвычайно важной парадигмой для использования в специальных сетях. Одним из решений является использование инструментов моделирования, таких как OPNET, NetSim или ns2. Сравнительное исследование различных симуляторов для сетей VANET показывает, что такие факторы, как ограниченная топология дороги, многолучевое замирание и придорожные препятствия, модели транспортных потоков, модели поездок, изменяющаяся скорость и мобильность транспортных средств, светофоры, заторы на дорогах, поведение водителей и т. Д., необходимо учитывать в процессе моделирования, чтобы отразить реалистичные условия.
В 2009 г. US Армейская исследовательская лаборатория (ARL) и Военно-морская исследовательская лаборатория (NRL) разработали стенд для эмуляции Mobile Ad-Hoc Network, где алгоритмы и приложения подвергались типичным условиям беспроводной сети. Стенд был основан на версии программного обеспечения "MANE" (Mobile Ad hoc Network Emulator), первоначально разработанного NRL.
ARL, NRL и Consulting Engineering Next Generation Networks (CENGN) позже расширили исходный стенд до форма eMANE, которая предоставила систему, способную моделировать сетевые системы со сложными, неоднородными связями (то есть с множеством различных радиоинтерфейсов).
Традиционной моделью является случайная геометрическая график. Ранняя работа включала моделирование специальных мобильных сетей на разреженных и плотно связанных топологиях. Сначала узлы случайным образом разбросаны в ограниченном физическом пространстве. Тогда каждый узел имеет заранее определенный фиксированный размер ячейки (радиодальность). Говорят, что узел подключен к другому узлу, если этот сосед находится в пределах его радиодиапазона. Затем узлы перемещаются (мигрируют) на основе случайной модели с использованием случайного блуждания или броуновского движения. Различная мобильность и количество присутствующих узлов приводят к разной длине маршрута и, следовательно, разному количеству многозвенных участков.
Произвольно построенный геометрический граф, нарисованный внутри квадрата Это графы, состоящие из набора узлов, размещенных в соответствии с точечным процессом в некоторых обычно ограниченное подмножество n-мерной плоскости, взаимно связанное согласно булевой функции массы вероятности их пространственное разделение (см., например, графики единичного диска ). Соединения между узлами могут иметь разные веса, чтобы моделировать разницу в затухании каналов. Затем можно изучить сеть наблюдаемых (например, связность, центральность или распределение степеней ) из теоретико-графов перспектива. Можно дополнительно изучить сетевые протоколы и алгоритмы для повышения пропускной способности и справедливости сети.
Большинство беспроводных одноранговых сетей не реализуют никакого контроля доступа к сети, что делает эти сети уязвимыми для атак с потреблением ресурсов, когда злонамеренный узел вводит пакеты в сеть с целью истощения ресурсов узлов, ретранслирующих пакеты.
Чтобы предотвратить или предотвратить такие атаки, было необходимо использовать механизмы аутентификации, которые гарантируют, что только авторизованные узлы могут вводить трафик в сеть. Даже с аутентификацией эти сети уязвимы для атак с отбрасыванием или задержкой пакетов, когда промежуточный узел отбрасывает пакет или задерживает его, а не сразу отправляет его на следующий переход.
В многоадресной и динамической среде создание временных 1: 1 безопасных «сеансов» с использованием PKI с каждым другим узлом невозможно (как это делается с HTTPS, самый VPN и т. Д. На транспортном уровне). Вместо этого обычным решением является использование общих ключей для симметричного аутентифицированного шифрования на канальном уровне, например MACsec с использованием AES -256- GCM. С помощью этого метода каждый полученный правильно отформатированный пакет аутентифицируется, а затем передается для дешифрования или отбрасывается. Это также означает, что в каждом узле необходимо менять чаще и одновременно (например, чтобы избежать повторного использования IV ).
Установление доверия и управление в MANET сталкиваются с проблемами из-за ограничений ресурсов и сложной взаимозависимости сетей. Управление доверием в MANET должно учитывать взаимодействия между составными когнитивными, социальными, информационными и коммуникационными сетями, а также учитывать ограничения ресурсов (например, вычислительную мощность, энергию, полосу пропускания, время) и динамику (например, изменения топологии, мобильность узла, отказ узла, состояние канала распространения).
Исследователи управления доверием в MANET предположили, что для таких сложных взаимодействий требуется составная метрика доверия, которая фиксирует аспекты коммуникаций и социальных сетей, а также соответствующее измерение доверия, распределение доверия, и схемы управления доверием.
Непрерывный мониторинг каждого узла в MANET необходим для доверия и надежности, но сложен, потому что он по определению прерывистый, 2) он требует ввода от самого узла и 3) от его сверстники "поблизости".
Кан, Роберт Э. (январь 1977 г.). «Организация компьютерных ресурсов в сети пакетной радиосвязи». IEEE Transactions on Communications. COM-25 (1): 169–178. doi : 10.1109 / tcom.1977.1093714.
