1.3 移动Ad Hoc网络的特点

一个MANET由若干移动平台（例如带有多个主机和无线通信装置的路由器）组成，这里将移动平台称为“节点”，各个节点自由地随处任意移动。节点可以安放在飞机、船只、卡车、小汽车上，甚至可以安放在人身上或者非常小的装置上。每个路由器可能有多个主机。一个MANET是一个自治的移动节点系统。这种系统可以独立工作，也可以通过网关和接口与固定网络连接。对于后一种操作方式，MANET连接到固定Internet上时，通常按照“末端（Stub）”网络方式工作。末端网络传输其内部节点产生的信息，以及/或者将信息传输到其内部节点，但不允许末端网络传输的信息既不是其内部节点产生的信息、也不是其内部节点接收的信息（即不允许末端网络完成传输网络的功能）。

MANET节点配备有无线发射机、无线接收机、天线（可能是全向的（广播）、高定向的（点对点）、很可能易于操控，或者某些组合）。在一给定时刻，根据节点的位置及其发射机和接收机的覆盖区域、发射功率等级、同频信道干扰程度，按照随机、多跳图方式或者“Ad Hoc”网络方式，存在节点之间的无线连接。由于节点移动或者调整发射功率和接收参数，所以Ad Hoc拓扑会随着时间的推移而变化。

从前面的描述中可以看到，MANET至少具有以下几个特性：

1）分布式操作

由于MANET节点不能依靠固定基础设施或者中心管理，所以MANET节点必然是分布式的。由于当前的大多数通信系统，包括电信通信网络和部分Internet服务都是集中式的，所以对当前的网络功能必须重新设计才能够应用到分布式环境中。例如，这些功能包括寻址和认证。

2）带宽有限、链路容量易变

无线链路的容量明显低于有线信道。无线环境具有带宽有限、比特误码率高、链路质量和链路容量起伏波动等问题。考虑到多址访问、衰落、噪声、环境干扰等因素的影响后，无线通信的实际吞吐量常常比最大无线传输速率低得多。这些现象对于传统Internet协议（例如TCP协议）是没有考虑的，因此，传统Internet协议也必须修改或者重新设计才能够适应于MANET环境。

总的应用需求很可能常常接近或者超越网络容量。由于移动网络常常是固定网络基础设施的延伸，所以MANET用户需要类似于固定网络的服务。这些需求将随着多媒体计算和网络联合应用的不断升级而不断增大。

3）移动性与网络拓扑动态性

MANET节点自由地任意移动。这必然导致网络拓扑动态变化。因此，网络拓扑（通常是多跳的）可能随机、迅速、不可预测地变化，并且可能由双向链和单向链组成。移动首先限制了网络扩展性，必须开发更为合适的路由协议。

4）设备限制

如果不考虑诸如汽车、战舰、以及战士之类的不同传达手段，那么剩下需要考虑的就是诸如传感器之类的手持设备，或者更小的设备。这些小设备受到设备本身的若干特性的限制，包括电池能量、设备的处理能力。这些限制还对协议设计和应用设计提出了一些要求。因此，最重要的系统设计优化准则可能是节能。

MANET跨越多个不同的终端。其应用和技术千变万化。因此，定义一个典型的MANET或者描述一个典型的MANET节点几乎是不可能的。尽管MANET从应用到应用都可能是变化的，但是仍然能够找到某些代表性的例子。

图1-3给出一个MANET例子：网络由7个节点组成，全部通过无线与其相邻节点连接。即使在一个MANET内部，网络节点容量以及所使用的低层传输技术也可能是变化的。此外，一个节点能够支持多种通信技术。

图1-3 MANET的一个例子

节点还能够相互移动，从而中断现有链路，建立新链路。图1-3表示了MANET的这一重要特性：节点7向右移动，结果节点4和节点7之间的链路连接中断，但是却重新建立了节点5 和节点7 之间的链路连接。MANET可能包含有连接固定基础设施的链路或者网关，将蜂窝电话系统与MANET互连起来。

5）物理安全有限

移动无线网络一般比固定网络更加易受物理安全威胁。应该仔细考虑偷听、哄骗、拒绝服务攻击不断提高的可能性。可将现有的链路安全技术应用到无线网络中，降低安全威胁。MANET的非集中式控制特性提供额外的安全强壮性，对抗集中控制网络中单个点上出现的安全漏洞。

此外，有些网络（例如，移动军用网络或者高速网络）可能规模相当大（例如，每个路由区域内几十个或者数百个节点）。不只是MANET要求扩展能力。因此，根据前面所述特性，很可能需要实现扩展能力的机制。