自組網

自組網是一種移動通信和計算機網路相結合的網路，網路的信息交換採用計算機網路中的分組交換機制，用戶終端是可以移動的攜帶型終端，自組網中每個用戶終端都兼有路由器和主機兩種功能。作為主機，終端需要運行各種面向用戶的應用程式，如編輯器、瀏覽器等；作為路由器，終端需要運行相應的路由協定，根據路由策略和路由表完成數據分組的轉發和路由維護工作，故要求節點實現合適的路由協定。自組網路由協定的目標是快速、準確和高效，要求在儘可能短的時間內查找到準確可用的路由信息，並能適應網路拓撲的快速變化，同時減小引入的額外時延和維護路由的控制信息，降低路由協定的開銷，以滿足移動終端計算能力、儲存空間以及電源等方面的限制。

概述

目前自組網路由協定的設計主要有三種思路：1) 修改現有的常規路由協定，使其能夠適應自組網的需要，如DSDV(Destination Sequenced Distance Vector)協定就是通過修改常見的RIP協定得來；2) 採用按需發現的路由原則，不通過周期性廣播路由信息來維持路由表，僅當需要建立路由時才發出請求以建立路由，從而有效地減少對網路資源的消耗，典型的有動態源路由(DSR)、AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)等；3) 基於服務質量(QoS)的路由，節點根據收集到的網路資源情況(而不是通常的跳數)選擇一條最有可能滿足用戶QoS要求的路由，如LS-QoS(Link State-QoS)協定。

表驅動的路由協定適合於常規有線網路，但對無線自組網來說，由於網路自身存在的諸多限制，周期性廣播控制信息分組會大量消耗網路頻寬，維護路由表會大量消耗移動終端的資源，拓撲結構的快速變化會使很多路由信息很快變得過時，造成資源的浪費。即使將表驅動協定針對無線自組網進行改動，仍然在很大程度上存在這個問題。相比之下，按需路由協定更能適應自組網拓撲結構快速變化的特點。

目前流行的幾種典型按需路由協定中，DSR使用了源路由的機制，要求在每一個數據包頭部包含完整的路徑信息，大大增加了路由協定的開銷，且斷鏈發生需要重建路由時，需要將斷鏈信息發回源節點，由源節點重新發起路由發現過程，帶來了很大的延遲。AODV協定使用逐跳轉發機制解決了這個問題，但它需要使用周期性的Hello信息來維持節點之間的連線狀態，增加了開銷，而且在發生斷鏈時，則採用和DSR同樣的方式進行重建路由。TORA協定除了自身的開銷大外，還需要特殊硬體提供支持，如GPS設備提供全網節點的時間同步功能，並需要數據和控制兩個獨立的無線信道，其套用局限較大。

起源

自組網的原型是美國早在1968年建立的ALOHA網路和之後於1973提出的PR(Packet Radio)網路。ALOHA網路需要固定的基站，網路中的每一個節點都必須和其它所有節點直接連線才能互相通信，是一種單跳網路。直到PR網路，才出現了真正意義上的多跳網路，網路中的各個節點不需要直接連線，而是能夠通過中繼的方式，在兩個距離很遠而無法直接通信的節點之間傳送信息。PR網路被廣泛套用于軍事領域。IEEE在開發802.11標準時，提出將PR網路改名為Ad Hoc網路，也即今天我們常說的移動自組織網路。

特點

移動自組織網路能夠利用移動終端的路由轉發功能，在無基礎設施的情況下進行通信，從而彌補了無網路通信基礎設施可使用的缺陷。自組網技術為計算機支持的協同工作系統提供了一種解決途徑，主要特點有：

(1) 網路拓撲結構動態變化

在移動自組織網路中，由於用戶終端的隨機移動、節點的隨時開機和關機、無線發信裝置傳送功率的變化、無線信道間的相互干擾以及地形等綜合因素的影響，移動終端間通過無線信道形成的網路拓撲結構隨時可能發生變化，而且變化的方式和速度都是不可預測的。

(2) 自組織無中心網路

移動自組織網路沒有嚴格的控制中心，所有節點的地位是平等的，是一種對等式網路。節點能夠隨時加入和離開網路，任何節點的故障都不會影響整個網路的運行，具有很強的抗毀性。

(3) 多跳網路

由於移動終端的發射功率和覆蓋範圍有限，當終端要與覆蓋範圍之外的終端進行通信時，需要利用中間節點進行轉發。如下圖所示。

圖 移動自組網多跳組網方式

值得注意的是，與一般網路中的多跳不同，無線自組網中的多跳路由是由普通節點共同協作完成的，而不是由專門的路由設備完成的。

(4) 無線傳輸頻寬有限

無線信道本身的物理特性決定了移動自組織網路的頻寬比有線信道要低很多，而競爭共享無線信道產生的碰撞、信號衰減、噪音干擾及信道干擾等因素使得移動終端的實際頻寬遠遠小於理論值。

(5) 移動終端的局限性

自組織網路中的移動終端(如筆記本電腦、手機等)具有靈巧、輕便、移動性好等優點，但同時其電源有限、記憶體小、CPU性能低等限制，使得我們在開發應用程式時，需要考慮這些因素。