自組織網路

移動自組織網路是一種移動通信和計算機網路相結合的網路，是移動計算機網路的一種，用戶終端可以在網內隨意移動而保持通信。

基本介紹

• 中文名：自組織網路
• 外文名：Ad Hoc
• 實質：多跳的臨時性自治系統
• 原型：ALOHA網路

自組織網路概述

移動自組織(Ad Hoc)網路是一種多跳的臨時性自治系統，它的原型是美國早在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。

移動自組織網路。一方面，網路信息交換採用了計算機網路中的分組交換機制，而不是電話交換網中的電路交換機制;另一方面，用戶終端是可以移動的攜帶型終端，如筆記本、PDA等，用戶可以隨時處於移動或者靜止狀態。無線自組網中的每個用戶終端都兼有路由器和主機兩種功能。作為主機，終端可以運行各種面向用戶的應用程式;作為路由器，終端需要運行相應的路由協定，這種分散式控制和無中心的網路結構能夠在部分通信網路遭到破壞後維持剩餘的通信能力，具有很強的魯棒性和抗毀性。

作為一種分散式網路，移動自組織網路是一種自治、多跳網路，整個網路沒有固定的基礎設施，能夠在不能利用或者不便利用現有網路基礎設施(如基站、AP)的情況下，提供終端之間的相互通信。由於終端的發射功率和無線覆蓋範圍有限，因此距離較遠的兩個終端如果要進行通信就必須藉助於其它節點進行分組轉發，這樣節點之間構成了一種無線多跳網路。

網路中的移動終端具有路由和分組轉發功能，可以通過無線連線構成任意的網路拓撲。移動自組織網路既可以作為單獨的網路獨立工作，也可以以末端子網的形式接入現有網路，如Internet網路和蜂窩網。

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：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

自組織網路套用領域

移動自組織網路通常套用在沒有或者不便利用現有的網路基礎設施的情形中。主要套用在以下領域。

軍事通信

在現代化的戰場上，由於沒有基站等基礎設施可以利用，裝備了移動通信裝置的軍事人員、軍事車輛以及各種軍事設備之間可以藉助移動自組織網路進行信息交換，以保持密切聯繫，協同完成作戰任務;裝備了音頻感測器和攝像頭的軍事車輛和設備也可以通過移動自組織網路，將目標區域收集到的位置和環境信息傳輸到處理節點;需要通信的艦隊戰鬥群之間也可以通過移動自組織網路建立通信，而不必依賴陸地或者衛星通信系統。移動自組網技術已成為美軍戰術網際網路的核心技術，美軍的數字電台和無線網際網路控制器等主要通信裝備都使用了移動自組網技術

移動會議

當前，人們經常攜帶筆記本、PDA(個人數字助理)等攜帶型終端參加各種會議。通過移動自組網技術，可以在不藉助路由器、集線器或基站的情況下，就將各種移動終端快速組織成無線網路，以完成提問、交流和資料的分發。

行動網路

移動終端一般沒有與拓撲相關的固定IP位址，所以通過傳統的移動IP協定無法為其提供連線，需要採用移動多跳方式聯網。由於採用的是平面拓撲，因而沒有地址變更的問題，從而使得這些移動終端仍然像在標準的計算機環境中一樣。

此外，在實際套用中，移動自組網除了可以單獨組網實現局部通信以外，還可以作為末端子網通過網關連線到現有的網路基礎設施上，例如Internet或者蜂窩網。作為末端子網，只允許產生於或者目的地是自治系統內部節點的信息進出，而不準許其它信息穿越自治系統。由此可見，移動自組網可以成為各種通信網路的一種無線接入手段。

連線個域網路

個域網路(PAN)只包含與某個人密切相關的裝置，這些裝置無法與廣域網連線。藍牙技術當前一種典型的個域網技術，但是它只能實現室內近距離的通信，因此，移動自組織網路就為建立PAN與PAN之間的多跳互連提供了可能性。

緊急服務和災難恢復

在由於自然災害或其它各種原因導致網路基礎設施出現故障而無法使用時，快速恢復通信是非常重要的。藉助於移動自組網路技術，能夠快速建立臨時網路，延伸網路基礎設施，從而減少營救時間和災難帶來的危害。

無線感測器網路

無線感測器網路是移動自組織網路技術的一大套用領域。感測器網路使用無線通信技術，由於發射功率較小，只能採用多跳轉發方式進行通信。分布在各處的感測器節點自組織成網路，以完成各種套用任務。