[科普中国]-无线随意网络

无线随意网络（英语：Wireless ad hoc network，缩写为WANET），又称无线临时网络，是一种分散式的无线网络系统。其重要特点为网络拓扑结构的动态性，核心问题在网络通信效率和节点能量消耗之间的合理平衡。

简介无线随意网络英文为Wireless ad hoc network**，**ad hoc源自拉丁文，原意是临时、专用、特设的。它被称为ad hoc，是因为这种网络系统是临时形成，由节点与节点间的动态连结所形成。它不需要依赖一个既存的网络架构，像是有线系统的路由器，或是无线系统的无线网络基地台。相反的，它每一个节点，都有能力转送网络封包给其他节点（这称为路由）。这是由DARPA资助，在1970年代开始的封包无线电技术研究，是无线随意网络的最早应用。无线随意网络被包涵在IEEE 802.11标准中。

由于网络中的节点没有当前网络拓扑结构的先验知识，通常在需要通信时才开始发现路由。常见的无线随意网络的路由方式有洪泛路由、主动构建路由表、按需构建路由，面向流的路由和适应性路由等。典型的按需构建路由协议有无线自组网按需平面距离矢量路由协议。1

挑战无线随意网络优点和挑战（缺点）可以概括如下：

优点高效的网络。

不需要安装昂贵的基础设施

使用未经许可的频谱

在发件人周围快速分发信息

没有单点故障。1

缺点所有的网络实体可能是移动的⇒非常动态的拓扑

网络功能必须具有高度的适应性

没有中央实体⇒完全分布式运作。1

技术要求实施自组织网络由多个“链接”连接的“节点”组成。

链路受节点资源（例如，发射机功率，计算能力和存储器）和行为属性（例如可靠性）以及链路属性（例如链路长度和信号损失，干扰和噪声）的影响。由于链接可以随时连接或断开，所以运行良好的网络必须能够应对这种动态的重组，最好是以及时，高效，可靠，健壮和可扩展的方式。

网络必须允许任何两个节点通过中继信息通过其他节点进行通信。“路径”是连接两个节点的一系列链接。各种路由方法在任意两个节点之间使用一条或两条路径;洪泛方法使用全部或大部分可用路径。2

协议栈影响无线随意网络的挑战涉及OSI协议栈的各个层面。媒体访问层（MAC）必须改进以解决冲突和隐藏的终端问题。网络层路由协议需要改进，以解决动态变化的网络拓扑和断开的路由。传输层协议必须改进以处理丢失或断开的连接。会话层协议必须处理服务器和服务的发现。

移动节点的一个主要限制是它们具有高移动性，导致链路频繁地中断和重新建立。而且，无线信道的带宽也是有限的，节点在有限的电池电量下工作，最终耗尽。因此，移动自组织网络的设计是非常具有挑战性的，但是这种技术对于将来能够管理通信协议具有很高的前景。

跨层设计偏离了传统的网络设计方法，其中每一层都将独立运作。修改的发射功率将帮助该节点动态地改变其在物理层的传播范围。这是因为传播距离总是与发射功率成正比。该信息从物理层传递到网络层，以便在路由协议中可以做出最佳决策。这个协议的一个主要优点是它允许访问物理层和顶层（MAC和网络层）之间的信息。

软件堆栈的一些元素被开发来允许原地进行代码更新，即将节点嵌入到其物理环境中，而不需要将节点带回到实验室设施中。这样的软件更新依赖于传播信息的流行模式和必须做既有效地（几个网络传输）和快速。2

安全大多数无线自组织网络不实施任何网络访问控制，使这些网络容易受到资源消耗攻击，其中恶意节点将分组注入网络，目的是耗尽中继分组的节点的资源。

为了阻止或防止这种攻击，有必要采用认证机制来确保只有授权的节点才能向网络注入流量。即使认证，这些网络容易受到分组丢弃或延迟发作，由此中间节点丢弃该数据包或延迟它，而不是将其迅速地发送到下一跳。2

模拟无线随意网络中的一个关键问题是预见可能发生的各种情况。因此，使用广泛的参数扫描和假设分析的建模和仿真（M&S）成为在ad hoc网络中使用的极其重要的范例。传统的M&S工具包括OPNET和NetSim。2

应用无线随意网络最早是因应军事用途而开发，但现在已经广泛使用于日常生活。根据其应用，无线随意网络还可以被分类成：

随建即连网络(MANET)

无线网状网络(WMN)

无线感测网络(WSN)2

本词条内容贡献者为:

李岳阳 - 副教授 - 江南大学