Ad hoc网络的前身是分组无线网(Packet Radio Network)。在Ad hoc网络中,结点具有报文转发能力,结点间的通信可能要经过多个中间结点的转发,即经过多跳(MultiHop),这是Ad hoc网络与其他移动网络的最根本区别。结点通过分层的网络协议和分布式算法相互协调,实现了网络的自动组织和运行。目前的移动通信大多需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方进行通信,一种新的网络技术——Ad Hoc网络技术应运而生。Ad Hoc网络不需要有线基础设备的支持,通过移动主机自由的组网实现通信。Ad Hoc网络的出现推进了人们实现在任意环境下的自由通信的进程,同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。
一、 Ad Hoc网络的概念
Ad hoc网络又称为多跳网络(multi-hop network)、无固定网络设施的网络(infrastructure less network)自组(self organization)网,自愈网或是对等网,它是一种逻辑意义上的组网方式,即强调在不依赖基础网络设施的前提下由一定范围内的移动终端动态的建立可以互联的网络。同时它还将现有的主要网络中广泛应用的中央控制管理的功能进行分布式处理,由网络各个节点同步完成,从而提高了网络抗干扰,抗故障的能力,也使其成为在许多特殊场合进行网络互联应用的主要方案。
Ad Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络,网络中的节点均由移动主机构成。在Ad Hoc网络中,当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆盖范围内时,它们可以直接通信。但是由于移动主机的通信覆盖范围有限,如果两个相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要进行通信,则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。因此在Ad Hoc网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找路由和转发报文的工作。在Ad Hoc网络中,每个主机的通信范围有限,因此路由一般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故Ad Hoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。
Ad Hoc网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉。在Ad Hoc网络中,使用计算机网络的分组交换机制,而不是电路交换机制。通信的主机一般是便携式计算机、个人数字助理(PDA)等移动终端设备。
Ad Hoc网络不同于目前因特网环境中的移动IP网络。在移动IP网络中,移动主机可以通过固定有线网络、无线链路和拨号线路等方式接入网络,而在Ad Hoc网络中只存在无线链路一种连接方式。在移动IP网络中,移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之间均为有线网络,仍然使用因特网的传统路由协议。而Ad Hoc网络没有这些设施的支持。此外,在移动IP网络中移动主机不具备路由功能,只是一个普通的通信终端。当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构,而Ad Hoc网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。
二、 网络性能测试体系结构
Ad Hoc网络协议主要包括网络接入层协议(MAC)和路由协议。不同层次的协议由于所完成的功能不同,所以具有不同的测试指针。在网络测试中,要合理评价网络性能必须充分考虑不同层次的协议在性能上的差别。同时,对于不同的网络应用来说,各个层次协议性能对网络整体性能的影响也不尽相同。
Ad Hoc网络性能测试按照网络功能层次进行区分,主要分为以下三个方面的内容:通信终端物理性能测试,接入层协议测试和路由协议测试。
1 结点结构
Ad hoc网络中的结点不仅要具备普通移动终端的功能,还要具有服文转发能力,即要具备路由器的功能。因此,就完成的功能而言可以将结点分为主机、路由器和电台三部分。其中主机部分完成普通移动终端的功能,包括人机接口、数据处理等应用软件。而路由器部分主要负责维护网络的拓扑结构和路由信息,完成报文的转发功能。电台部分为信息传输提供无线信道支持。从物理结构上分,结构可以被分为以下几类:单主机单电台、单主机多电台、多主机单电台和多主机多电台。手持机一般采用的单主机单电台的简单结构。作为复杂的车载台,一个结点可能包括通信车内的多个主机。多电台不仅可以用来构建叠加的网络,还可用作网关结点来互联多个Ad hoc网络。
Ad hoc网络的信道共享方式与它们不同。虽然Ad hoc网络的无线信道也是一个共享的广播信道,但它不是一跳共享的。因为当一个结点发送报文时,只有在它覆盖范围内的结点(称为邻居)才能够收到,而覆盖范围外的结点则感知不到任何通信的存在。这恰恰也是Ad hoc网络的优势所在,发送结点覆盖范围外的结点不受发送结点的影响,它们也可以同时发送报文。我们称Ad hoc网络的共享信道为多跳共享广播信道。
Ad hoc网络中的结点不仅可以自由移动,还可以随时开机和关机。这将造成网络拓扑的动态变化。考虑到Ad hoc网络的多跳特性,结点要有报文转发功能,这要求结点实现相应的路由协议。传统的基于因特网的路由协议是为相对稳定的网络拓扑而设计的,它们无法满足快速变化拓扑网络的需要。因此,路由协议也成了Ad hoc网络的研究特点。
Ad Hoc网络是一种新颖的移动计算机网络的类型,它既可以作为一种独立的网络运行,也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式。其自身的独特性,赋予其巨大的发展前景。在Ad Hoc网络的研究中还存在许多亟待解决的问题:设计具有节能策略、安全保障、组播功能和QoS支持等扩展特性的路由协议,以及Ad Hoc网络的网络管理等。今后将重点致力于Ad Hoc网络中网络监视、节点移动性管理、抗毁性管理和安全管理等方面的研究。
如果只是英语单词。。
ad hoc
ad hoc (ăd hk, hōk)
adv.
For the specific purpose, case, or situation at hand and for no other: a committee formed ad hoc to address the issue of salaries.
adj.
Formed for or concerned with one specific purpose: an ad hoc compensation committee.
Improvised and often impromptu: “On an ad hoc basis, Congress has... placed... ceilings on military aid to specific countries” (New York Times).