基本介紹
概念,特點,獨立性,結構,通信頻寬,主機能源,分散式特性,生存周期,物理安全,套用需求,對比,蜂窩系統,集群系統,通信系統,網路結合,問題,結論,
概念
Ad Hoc網路是一種沒有有線基礎設施支持的行動網路，網路中的節點均由移動主機構成。Ad Hoc網路最初套用于軍事領域，它的研究起源於戰場環境下分組無線網數據通信項目，該項目由DARPA資助，其後，又在1983年和1994年進行了抗毀可適應網路SURAN（Survivable AdaptiveNetwork）和全球移動信息系統GloMo（Global Information System）項目的研究。由於無線通信和終端技術的不斷發展，Ad Hoc網路在民用環境下也得到了發展，如需要在沒有有線基礎設施的地區進行臨時通信時，可以很方便地通過搭建Ad Hoc網路實現。
在Ad Hoc網路中，當兩個移動主機在彼此的通信覆蓋範圍內時，它們可以直接通信。但是由於移動主機的通信覆蓋範圍有限，如果兩個相距較遠的主機要進行通信，則需要通過它們之間的移動主機B的轉發才能實現。因此在Ad Hoc網路中，主機同時還是路由器，擔負著尋找路由和轉發報文的工作。在Ad Hoc網路中，每個主機的通信範圍有限，因此路由一般都由多跳組成，數據通過多個主機的轉發才能到達目的地。故Ad Hoc網路也被稱為多跳無線網路。
Ad Hoc網路可以看作是移動通信和計算機網路的交叉。在Ad Hoc網路中，使用計算機網路的分組交換機制，而不是電路交換機制。通信的主機一般是攜帶型計算機、個人數字助理（PDA）等移動終端設備。Ad Hoc網路不同於目網際網路環境中的移動IP網路。在移動IP網路中，移動主機可以通過固定有線網路、無線鏈路和撥號線路等方式接入網路，而在Ad Hoc網路中只存在無線鏈路一種連線方式。在移動IP網路中，移動主機通過相鄰的基站等有線設施的支持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之間均為有線網路，仍然使用網際網路的傳統路由協定。而Ad Hoc網路沒有這些設施的支持。此外，在移動IP網路中移動主機不具備路由功能，只是一個普通的通信終端。當移動主機從一個區移動到另一個區時並不改變網路拓撲結構，而Ad Hoc網路中移動主機的移動將會導致拓撲結構的改變。
特點
Ad Hoc網路作為一種新的組網方式，具有以下特點。
獨立性
Ad Hoc網路相對常規通信網路而言，最大的區別就是可以在任何時刻、任何地點不需要硬體基礎網路設施的支持，快速構建起一個移動通信網絡。它的建立不依賴於現有的網路通信設施，具有一定的獨立性。Ad Hoc網路的這種特點很適合災難救助、偏遠地區通信等套用。
結構
通信頻寬
在Ad Hoc網路中沒有有線基礎設施的支持，因此，主機之間的通信均通過無線傳輸來完成。由於無線信道本身的物理特性，它提供的網路頻寬相對有線信道要低得多。除此以外，考慮到競爭共享無線信道產生的碰撞、信號衰減、噪音干擾等多種因素，移動終端可得到的實際頻寬遠遠小於理論中的最大頻寬值。
主機能源
在Ad Hoc網路中，主機均是一些移動設備，如PDA、便攜計算機或掌上電腦。由於主機可能處在不停的移動狀態下，主機的能源主要由電池提供，因此Ad Hoc網路有能源有限的特點。
分散式特性
生存周期
Ad Hoc網路主要用於臨時的通信需求，相對與有線網路，它的生存時間一般比較短。
物理安全
行動網路通常比固定網路更容易受到物理安全攻擊，易於遭受竊聽、欺騙和拒絕服務等攻擊。現有的鏈路安全技術有些已套用於無線網路中來減小安全攻擊。不過Ad Hoc網路的分散式特性相對於集中式的網路具有一定的抗毀性。
套用需求
Ad Hoc網路的套用範圍很廣，總體上來說，它可以用於以下場合：
a）沒有有線通信設施的地方，如沒有建立硬體通信設施或有線通信設施遭受破壞。
b）需要分散式特性的網路通信環境。
c）現有有線通信設施不足，需要臨時快速建立一個通信網路的環境。
d）作為生存性較強的後備網路。
Ad Hoc網路技術的研究最初是為了滿足軍事套用的需要，軍隊通信系統需要具有抗毀性、自組性和機動性。在戰爭中，通信系統很容易受到敵方的攻擊，因此，需要通信系統能夠抵禦一定程度的攻擊。若採用集中式的通信系統，一旦通信中心受到破壞，將導致整個系統的癱瘓。分散式的系統可以保證部分通信節點或鏈路斷開時，其餘部分還能繼續工作。在戰爭中，戰場很難保證有可靠的有線通信設施，因此，通過通信節點自己組合，組成一個通信系統是非常有必要的。此外，機動性是部隊戰鬥力的重要部分，這要求通信系統能夠根據戰事需求快速組建和拆除。
對比
蜂窩系統
蜂窩系統是覆蓋範圍最廣的陸地公用移動通信系統。在蜂窩系統中，覆蓋區域一般被劃分為類似蜂窩的多個小區。每個小區內設定固定的基站，為用戶提供接入和信息轉發服務。移動用戶之間以及移動用戶和非移動用戶之間的通信均需通過基站進行。基站則一般通過有線線路連線到主要由交換機構成的骨幹交換網路。蜂窩系統是一種有連線網路，一旦一個信道被分配給某個用戶，通常此信道可一直被此用戶使用。蜂窩系統一般用於語音通信。
集群系統
集群系統與蜂窩系統類似，也是一種有連線的網路，一般屬於專用網路，規模不大，主要為移動用戶提供語音通信。
通信系統
衛星通信系統的通信範圍最廣，可以為全球每個角落的用戶提供通信服務。在此系統中，衛星起著與基站類似的功能。衛星通信系統按衛星所處位置可分為靜止軌道、中軌道和低軌道3種。衛星通信系統存在成本高、傳輸延時大、傳輸頻寬有限等不足。
上述移動通信系統都需要有線網路通信基礎設施的支持，如基站、交換機、衛星等。這些設施的建立和運轉需要大量的人力和物力，因此成本比較高，同時建設的周期也長。Ad Hoc網路不需要基站的支持，由主機自己組網，因此，網路建立的成本低，同時時間短，一般只要幾秒鐘或幾分鐘。上述通信系統中，移動終端之間並不直接通信，並且移動終端只具備收發功能，不具備轉發功能。而Ad Hoc網路由移動主機構成，移動主機之間可以直接通信，而移動主機不僅收發數據，同時還轉發數據。此外移動通信系統主要為用戶提供語音通信功能，通常採用電路交換，拓撲結構比較穩定。而Ad Hoc網路使用分組轉發技術，主要為用戶提供數據通信服務，拓撲結構易於變化。
網路結合
實現移動和全IP是當今網路發展的兩大趨勢。隨著手機使用的日益廣泛和人們對移動所能提供的信息要求越來越高，人們更加希望能隨時隨地接入網際網路。
對於Ad Hoc網路，網路是隨時生成而且具有易構性，不需要事先存在的網路來支持，因此，套用很廣泛也很簡單。但是這種網路有很強的獨立性，它可以單獨存在，它的特性和它所使用的主動的、按需驅動的路由協定都令它難以與網際網路通信，達到互動信息的目的。為了達到Ad Hoc網路中的移動主機可以在不同的Ad Hoc網路間移動和隨時接入網際網路，我們利用移動IP協定可在不同網路中漫遊的特性，結合移動IP和Ad Hoc網路，即MIPMANET，提供一種將Ad Hoc網路使用按需驅動的路由機制，移動IP提供代理地址和反向隧道的Ad Hoc網路接入網際網路的解決方案。
問題
Ad Hoc網路的特性決定了管理上比有線網路複雜許多，因為網路拓撲的動態變化，要求網路管理也是動態自動配置。而且要考慮到移動節點本身的限制，例如能源有限、鏈路狀態變化和有限的存儲能力等，因此，要將管理協定給整個網路帶來的負荷考慮在內。最後還要考慮到網路管理對不同環境的適用性等。
具體Ad Hoc網路管理需要解決的問題為以下幾方面：
a）網路管理協定的一個重要任務是使網管知道網路的拓撲結構。在有線網路中，由於網路變化不頻繁，所以這點容易做到。但在行動網路中，節點的移動導致拓撲結構變化太頻繁，網管需定期收集節點的連線信息，這無疑會加大網路的負荷。
b） 大多數節點使用電池供電，所以要保證網路管理的負荷限制在最小值以節省能源。要儘量減少收發和處理的節點數，但這是與需要拓撲結構的定期更新相矛盾的。
c） 能源的有限性和節點的移動性導致節點隨時可能與網路分離，這要求網路管理協定能夠及時覺察節點的離開和加入，而更新拓撲結構。
d） 無線環境下信號質量變化大。信號的衰退和擁塞都會使網管誤認為節點已離開，因此，網管必須能夠區分是由於節點移動還是由於鏈路質量的原因導致連線中斷。網管必須詢問物理層，但這樣會違反OSI的層次管理結構。
e） Ad Hoc網路通常套用于軍事，因此，要防止竊聽、破壞和侵入。所以網管需要結合加密和認證過程。
由上可見Ad Hoc網路的網路管理是與傳統網路不同的，要解決的問題包括如何有效地收集網路的拓撲信息，如何處理動態的網路配置和安全保密問題。
