AdHoc网络

Ad hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络，又称为多跳网（Multi-hop Network）、无基础设施网（Infrastructureless Network）或自组织网（Self-or-ganizing Network）。整个网络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中，由于终端无线覆盖取值范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器，它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。

AdHoc网络特性就是无中心，自组织，对等，多跳路由，动态拓扑。

AdHoc这个就是AdHoc最大的特点了，也是区别AP接入方式的一个方面，我们知道AP接入时需要一个中心接点，所有的无线设备都要通过该中心节点进行数据传输和报文交换，一旦中心节点出现问题，那么这个网络就瘫痪了。AdHoc没有一个中心，所有接入的节点在网络中都是对等的，任何节点可以自由的加入和离开网络，任何一个节点的故障都不会影响这个网络的正常运行。图中就是一个典型的AdHoc网络了。

网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施，只要有两台和以上支持AdHoc的计算机就可以自行的建立无线连接。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。从这一点知道AdHoc的网络很适合临时组网，例如朋友外出旅游的时候，需要互相传输文件，此时没有路由器，也没有网线，但是只要两台笔记本有AdHoc功能就能立刻组建一个网络相互传输文件了。

这个就是比较专业的概念了，如果只是想使用AdHoc网络的话无需知道具体的知识，稍稍了解一下就可以了。由于无线网络的信号范围是有一定的距离的，在普通的AP接入网络中，和远程节点通信的时候，靠的是AP和无线路由来转发数据和报文；在AdHoc网中，两台计算机之间的通信是靠点到点的传输方式，如果两台计算机距离超过无线信号覆盖范围，那么就需要中间节点的计算机来转发数据了，这个就事多跳路由了。与固定网络的多跳不同，Adhoc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。

固定网络有固定的网络拓扑，所谓的拓扑就是一定的网络结构。AdHoc网络的拓扑是动态的，网络中的计算机可以自由的加入和退出网络，而不会影响网络的运行，同时网络的结构也随着节点的加入和退出做出动态的改变。^[1]

Ad Hoc网络的应用范围很广，总体上来说，它可以用于以下场合：

1．没有有线通信设施的地方，如没有建立硬件通信设施或有线通信设施遭受破坏。

2．需要分布式特性的网络通信环境。

3．现有有线通信设施不足，需要临时快速建立一个通信网络的环境。

4．作为生存性较强的后备网络。

Ad Hoc网络技术的研究最初是为了满足军事应用的需要，军队通信系统需要具有抗毁性、自组性和机动性。在战争中，通信系统很容易受到敌方的攻击，因此，需要通信系统能够抵御一定程度的攻击。若采用集中式的通信系统，一旦通信中心受到破坏，将导致整个系统的瘫痪。分布式的系统可以保证部分通信节点或链路断开时，其余部分还能继续工作。在战争中，战场很难保证有可靠的有线通信设施，因此，通过通信节点自己组合，组成一个通信系统是有必要的。此外，机动性是部队战斗力的重要部分，这要求通信系统能够根据战事需求快速组建和拆除。

Ad Hoc网络满足了军事通信系统的这些需求。Ad Hoc网络采用分布式技术，没有中心控制节点的管理。当网络中某些节点或链路发生故障，其他节点还可以通过相关技术继续通信。Ad Hoc网络由移动节点自己自由组合，不依赖于有线设备，因此，具有较强的自组性，很适合战场的恶劣通信环境。Ad Hoc网络建立简单、具有很高的机动性。目前，一些发达国家为作战人员配备了尖端的个人通信系统，在恶劣的战场环境中，很难通过有线通信机制或移动IP机制来完成通信任务，但可以通过Ad Hoc网络来实现。因此，研究Ad Hoc网络对军队通信系统的发展具有重要的应用价值和长远意义。

近年来，Ad Hoc网络的研究在民用和商业领域也受到了重视。在民用领域，Ad Hoc网络可以用于灾难救助。在发生洪水、地震后，有线通信设施很可能因遭受破坏而无法正常通信，通过Ad Hoc网络可以快速地建立应急通信网络，保证救援工作的顺利进行，完成紧急通信需求任务。Ad Hoc网络可以用于偏远或不发达地区通信。在这些地区，由于造价、地理环境等原因往往没有有线通信设施，Ad Hoc网络可以解决这些环境中的通信问题。Ad Hoc网络还可以用于临时的通信需求，如商务会议中需要参会人员之间互相通信交流，在现有的有线通信系统不能满足通信需求的情况下，可以通过Ad Hoc网络来完成通信任务。

Ad Hoc网络在研究领域也很受关注，近几年的网络国际会议基本都有Ad Hoc网络专题，随着移动技术的不断发展和人们日益增长的自由通信需求，Ad Hoc网络会受到更多的关注，得到更快速的发展和普及。

蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统。在蜂窝系统中，覆盖区域一般被划分为类似蜂窝的多个小区。每个小区内设置固定的基站，为用户提供接入和信息转发服务。移动用户之间以及移动用户和非移动用户之间的通信均需通过基站进行。基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络。蜂窝系统是一种有连接网络，一旦一个信道被分配给某个用户，通常此信道可一直被此用户使用。蜂窝系统一般用于语音通信。

集群系统与蜂窝系统类似，也是一种有连接的网络，一般属于专用网络，规模不大，主要为移动用户提供语音通信。

卫星通信系统的通信范围最广，可以为全球每个角落的用户提供通信服务。在此系统中，卫星起着与基站类似的功能。卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道、中轨道和低轨道3种。卫星通信系统存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。

上述移动通信系统都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。上述通信系统中，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。此外目前的移动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。

实现移动和全IP是当今网络发展的两大趋势。随着手机使用的日益广泛和人们对移动所能提供的信息要求越来越高，人们更加希望能随时随地接入互联网。

对于Ad Hoc网络，网络是随时生成而且具有易构性，不需要事先存在的网络来支持，因此，应用很广泛也很简单。但是这种网络有很强的独立性，它可以单独存在，它的特性和它所使用的主动的、按需驱动的路由协议都令它难以与互联网通信，达到交互信息的目的。为了达到Ad Hoc网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc网络间移动和随时接入互联网，我们利用移动IP协议可在不同网络中漫游的特性，结合移动IP和Ad Hoc网络，即ＭIPＭＡＮＥＴ，提供一种将Ad Hoc网络使用按需驱动的路由机制，移动IP提供代理地址和反向隧道的Ad Hoc网络接入互联网的解决方案。

Ad Hoc网络的特性决定了管理上比有线网络复杂许多，因为网络拓扑的动态变化，要求网络管理也是动态自动配置。而且要考虑到移动节点本身的限制，例如能源有限、链路状态变化和有限的存储能力等，因此，要将管理协议给整个网络带来的负荷考虑在内。最后还要考虑到网络管理对不同环境的适用性等。

具体Ad Hoc网络管理需要解决的问题为以下几方面：

1．网络管理协议的一个重要任务是使网管知道网络的拓扑结构。在有线网络中，由于网络变化不频繁，所以这点容易做到。但在移动网络中，节点的移动导致拓扑结构变化太频繁，网管需定期收集节点的连接信息，这无疑会加大网络的负荷。

2．大多数节点使用电池供电，所以要保证网络管理的负荷限制在最小值以节省能源。要尽量减少收发和处理的节点数，但这是与需要拓扑结构的定期更新相矛盾的。

3．能源的有限性和节点的移动性导致节点随时可能与网络分离，这要求网络管理协议能够及时觉察节点的离开和加入，而更新拓扑结构。

4．无线环境下信号质量变化大。信号的衰退和拥塞都会使网管误认为节点已离开，因此，网管必须能够区分是由于节点移动还是由于链路质量的原因导致连接中断。网管必须询问物理层，但这样会违反ＯＳＩ的层次管理结构。

5．Ad Hoc网络通常应用于军事，因此，要防止窃听、破坏和侵入。所以网管需要结合加密和认证过程。

由上可见Ad Hoc网络的网络管理是与传统网络不同的，要解决的问题包括如何有效地收集网络的拓扑信息，如何处理动态的网络配置和安全保密问题。

大规模的独立Ad Hoc网络包括成百上千个节点。如果用来组网的话，将会产生高风险、 高成本、低效率等一系列的问题。远没有现在的有线通信网络经济和高效。与此相比小规模的Ad Hoc单独组网具有较大的商业价值，其应用环境包括家庭、商务会议区以及医院等。例如家庭环境中，Ad Hoc为用户建立无线家庭网络，可以把所有的家电用网络连接起来，比如把电脑、音响、厨房用具、保安系统等连接在一起，从而方便交流，还可以实现资源共享。