Ad hoc网络的特点

• 正文
  • 1.AdHoc什么意思
  • 2.AdHoc网络的特点
  • 3.AdHoc网络与蜂窝网络的异同
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Ad Hoc结构是一种省去了无线中介设备AP而搭建起来的对等网络结构，只要安装了无线网卡，计算机彼此之间即可实现无线互联；其原理是网络中的一台计算机主机建立点到点连接，相当于虚拟AP，而其他计算机就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。

1.AdHoc什么意思

Ad-Hoc（点对点）模式：ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样，是P2P的连接，所以也就无法与其它网络沟通了。一般无线终端设备像PMP、PSP、DMA等用的就是ad-hoc模式。 

家庭无线局域网的组建，最简单的莫过于两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联，其中一台计算机连接Internet就可以共享带宽。一个基于Ad-Hoc结构的无线局域网便完成了组建。

2.AdHoc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。

3.AdHoc网络与蜂窝网络的异同

（1）蜂窝网络通信系统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。

（2）蜂窝网络通信系统中，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。

（3）目前的蜂窝网络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。

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Ad-Hoc网络具有以下特点：

• 独立性。Ad-Hoc网络与常规通信网络最大的区别在于：Ad-Hoc网络的建立不依赖现有的网络通信设施，在任何环境下都能快速构建起一个移动通信网络，具有一定的独立性。

• 网络拓扑结构动态变化。主机可以在Ad-Hoc网络中随意移动，这会导致主机之间的链路发生变化，从而不断改变主机之间的关系。在Ad-Hoc网络中，主机同时还具备路由器的功能，因此，链路变化会导致网络拓扑结构动态变化，且变化的方式和速度都不可预测。

• 无线通信带宽低。在Ad-Hoc网络中，主机之间的通信均需要通过无线传输的方式实现。由于无线信道本身的物理特性，它所提供的网络带宽低于有线信道，且在实际工作中，会出现因竞争共享无线信道而产生碰撞、信号衰减、噪声干扰等多种影响因素，因此移动终端得到的实际带宽远小于理论中的最大带宽。

• 主机能源供给受限。在Ad-Hoc网络中，主机全部由便携计算机或掌上电脑等移动设备组成。由于主机可能随时处于移动状态，导致主机的供能设施主要由电池构成，因此Ad-Hoc网络具有能源供给受限的特点。

• 分布式特性。在Ad-Hoc网络中没有中心控制节点，主机通过分布式机制实现通信连接。当网络中的某个或某些节点发生故障时，不影响其余节点继续正常工作。

• 生存周期短。Ad-Hoc网络主要用于临时性的通信需求，相对于有线网络，具有较短的生存周期。

• 物理安全。通常情况下，移动网络相比固定网络而言，更容易受到窃听、欺骗和拒绝服务等物理安全的攻击。但是，由于Ad-Hoc网络具有分布式特性，因此可以抵抗一部分攻击。

• 多跳通信。由于无线收发机的信号传播范围有限，Ad hoc网络要求支持多跳通信。这种多跳通信由此也带来了隐藏终端、暴露终端和公平性等问题。

• 移动终端受限。移动终端具有便携方便、轻便灵巧等优点，但也存在其固有的缺陷，如能源受潮，内存较小、CPU处理能力较低和成本较高等，从而给设计开发和应用推广带来一定难度，同时显示屏等外设的功能和尺寸受限，不利于开展功能较复杂的业务。考虑到成本和易于携带，移动节点不能配备太多数量的发送接收器，并且节点一般依靠电池供电。因此如何高效地使用节点的电能和延长节点的工作时间是一个十分突出的问题。

• 特殊的无线信道特征。Adhoc网络采用无线传输技术，由于无线信道本身的特性，它所能提供的网络带宽相对于有线信道要低得多，并且无线信道的质量较差。考虑到竞争共享无线信道的冲突、信号衰减、噪音和信道之间干扰等因素，移动终端获得的实际带宽远远小于理论上的最大带宽，并且会随时间动态地发生变化。在Adhoc网络中，节点的发送功率受限，一个节点的发送，只有其一跳相邻节点可以听到，而此范围之外的其他节点觉察不到。这一特征一方面提髙了信道的空间复用度，另一方面使得报文的冲突与节点所处的地理位置相关。此外，地形和发射功率等因素使得Adhoc网络中可能存在单向无线信道。例如，车载终端的发送功率大于手持终端，手持终端可以收到来自车载终端的信号，而车载终端无法收到来自手持终端的信号，即存在从车载终端到手持终端的单向信道。

• 无中心：Adhoc网络采用无中心结构，所有节点的地位平等，组成一个对等式网络，其中的节点可以随时加入和离开网络，任意节点的故障不会影响整个网络的运行。与有中心网络相比，Adhoc网络具有很强的抗毁性。

回答所涉及的环境：联想天逸510S、Windows 10。

3个月前 / 评论

• Ad hoc网络的前身是分组无线网（Packet Radio Network）。

  早在1972年，美国DARPA（Defense Advanced  Research Project Agency）就启动了分组无线网（ PRNET, Packet Radio NETwork）项目，研究在战场环境下利用分组无线网进行数据通信。

  1983年，DARPA启动了可存活自适应网络项目SURAN（Survivable Adaptive Network），研究如何将PRNET的研究成果加以扩展，以支持更大规模的网络。

  1994年，DARPA又启动了全球移动信息系统GloMo（Globle Mobile Information Systems）项目，旨在对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究。

  成立于1991年5月的IEEE802.11标准委员会采用了“Ad hoc网络”一词来描述这种特殊的自组织对等式多跳移动络，Ad hoc网络就此诞生。IETF（Internet Engineering Task Force）也将Ad hoc网络称为MANET（移动Ad hoc网络）。

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• Ad Hoc网络作为一种新的组网方式，具有以下特点。

  1、无中心和自组织性

  Ad hoc网络中没有绝对的控制中心，网络中的节点通过分布式算法来协调彼此的行为，无需人工干预和任何其它预置的网络设施，可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。由于网络的分布式特征、节点的冗余性和不存在单点故障点，使得网络的健壮性和抗毁性很好。

  2、动态变化的网络拓扑

  Ad hoc网络中，移动终端能够以任意速度和任意方式在网中移动，并可以随时关闭电台，加上无线发送装置的天线类型多种多样、发送功率的变化、无线信道间的互相干扰、地形和天气等综合因素的影响，移动终端间通过无线信道形成的网络拓扑随时可能发生变化，而且变化的方式和速度都难以预测。

  3、自动配置

  自动配置是Ad hoc网络的基本特征，节点必须检测其它节点以及它们可以提供的服务。由于网络动态变化，自动配置过程需要确保网络能够正常工作，这涉及到连接Internet的网关节点的更换，簇头的更新等。在网络形成阶段，节点可以就网络拓扑进行协商（星形、环形、点到点、点到多点、平面和分级），这依赖于网络的类型、底层的无线技术和应用的需求。

  4、受限的无线传输带宽

  Ad hoc网络采用无线传输技术作为底层通信手段，由于无线信道本身的物理特性，它所能提供的网络带宽相对有线信道要低得多。此外，考虑到竞争共享无线信道产生的冲突、信号衰减、噪音和信道之间干扰等多种因素，移动终端得到的实际带宽远远小于理论上的最大带宽。

  5、网络的可扩展性不强

  在目前Internet环境下，可以采用子网、无级域间路由（CIDR）和变长子网掩码（VLSM）等技术，增强了Internet的可扩展性。但是动态变化的拓扑结构使得具有不同子网地址的移动终端可能同时处于一个Ad hoc网络中，因而子网技术所带来的可扩展性无法应用在Ad hoc网络环境中。

  6、安全性较差

  Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络，由于采用无线信道、有限电源、分布式控制等技术，它更容易受到被动窃听、主动入侵、拒绝服务、剥夺“睡眠”等网络攻击。信道加密、抗干扰、用户认证和其它安全措施都需要特别考虑。

  7、多跳路由

  由于节点发射功率的限制，节点的覆盖范围有限。当它要与其覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的转发。此外，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通节点协作完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。

  8、移动终端的局限性

  Ad hoc网络中， 移动终端具有携带方便、轻便灵巧等好处，但是也存在固有缺陷，例如能源受限、内存较小、CPU性能较低等，从而给应用程序设计开发带来一定的难度，同时屏幕等外设较小，不利于开展功能较复杂的业务。

  9、存在单向的无线信道

  Ad hoc网络采用无线信道通信，由于地形环境或发射功率等因素影响可能产生单向无线信道。异构网络中该问题尤为突出。

  10、特殊的信道共享方式

  传统的共享广播式信道是一跳共享的。而在Ad hoc网络中，广播信道是多跳共享的，一个节点的发送，只有其一跳相邻节点可以听到。

  11、供电问题突出

  考虑到成本和易于携带，节点不能配备太多数量的发送接收器，并且节点一般依靠电池供电。因此如何节省节点电源、延长工作时间是个突出问题。

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•       军事应用仍Ad hoc网络的主要应用领域，但是民用方面，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。因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，它是数字人战场通信的首选技术。Ad hoc网络技术已经成为美军战术互联网的核心技术。美军的近期数字电台和无线互联网控制器等主要通信装备都使用了Ad hoc网络技术。

  2、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。类似地，处于边远或偏僻野外地区时，同样无法依赖固定或预设的网络设施进行通信。Ad hoc网络技术的独立组网能力和自组织特点，是这些场合通信的最佳选择。

  3、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。 在实际应用中，Ad hoc网络除了可以单独组网实现局部的通信外，它还可以作为末端子网通过接入点接入其他的固定或移动通信网络，与Ad hoc网络以外的主机进行通信。因此，Ad hoc网络也可以作为各种通信网络的无线接入手段之一。

  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、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。这在爆炸残留物检测等领域具有非常广阔的应用前景。