AD Hoc网络互联技术的研究及实现

（武警江苏省总队，江苏南京 210019）

AD Hoc是一种省去硬件设施组建起来的对等式网络结构，这种网络只需要无线网卡就能实现移动主机之间的沟通，真正做到无线互联。AD Hoc网络的主要工作原理是计算机设备通过建立点与点支架的相互连接，作用等同于虚拟AP，其他计算机就可以进行网络共享，大幅度提升工作的效率。通过AD Hoc网络的互联共享，提升了网络运行的速度与质量，推动了移动互联网技术不断向前发展。

1 AD Hoc网络互联技术概述

1.1 AD Hoc特点

AD Hoc是一种无线网络，具有多跳性，是没有中心的一种特殊网络，网络中没有固定不变的基础设备，因此网络中各个节点具有相同的水平，每个节点都是移动的，具有常规移动终端要求的性能，还具有转发报文的功能。

AD Hoc网络具有以下的特点：

（1）多跳路由。

节点与自身范围之外的节点进行联系时，AD Hoc不需要专门的路由器发送信号，只需要普通的节点就可以。

（2）自组织。

不需要外部设备，节点利用分层协议调整自身动态，实现快速便捷的组网工作。

（3）无中心。

AD Hoc网络结点之间是平等的对等式网络，结点的加入和退出不会对整个网络造成损坏和影响。

（4）动态拓扑。

AD Hoc具有移动自由性，使得动态拓扑结构处于不断变化中[1]。

1.2 AD Hoc应用领域

AD Hoc网络的功能具有一定特殊性，因此应用的领域与普通的网络存在一定区别，适合于没有网络实施的地方以及需要迅速自动组建网络的地方。

（1）个人通信。

手机、电脑、蓝牙技术等电子设备可以通过AD Hoc实现通信功能以及多跳通信。

（2）传感器网络。

分散的传感器能够实现AD Hoc组建网络，实现传感器与控制中心的正常通信。

（3）紧急应用。

发生意外情况后，固定的通信设备技术受到破坏，通信工作终止，AD Hoc网络由于独立性强，可以正常发挥作用，因此在一些灾难多发的场所可以使用AD Hoc网络技术[2]。

2 AD Hoc网络互联技术的研究

2.1 AD Hoc体系结构

AD Hoc体系结构包含了网络结构和节点结构，AD Hoc节点的主要作用是充当路由器，实现一般的移动端和报文发送的功能，节点将路由器、主机、电台的功能集聚于一体。路由器部分承担拓扑结构和路由工作，实现报文转发；主机部分相当于移动终端，完成收集处理数据等工作；电台部分主要负责在进行信息传输时为其提供无线信道的功能，结点结构的物理结构又可以分为单主机单台和多主机电台。AD Hoc网络结构可以分成两种，一种是平面结构，一种是分级结构。平面结构指在网络中，节点的地位处于同一水平，平面的结构相对简易，网络中的节点处于对等的地位，因此在节点之间没有形成瓶颈，运行良好，但平面结构的扩充性能较差。分级结构以簇为单位，由簇头组成，更高一级的网络就由簇头构成。分级结构又包含单频和多频两种分级结构，单频结构就是指在通信的过程中，结点使用的频率相同，多频结构相反，需要采用不一样的频率。分级网络中的簇头要选择适当的算法，依据网络拓扑的状态进行相应的调整，正因为具有很强的随机应变能力，分级结构不易受到外部环境的影响，具有良好的抗破坏性。针对两种分级的优缺点，可以得出，如果在规模较小、网络环境简单时，可以使用平面结构，反之，使用分级结构[3]。

2.2 AD Hoc网络存在的问题

AD Hoc存在的问题较为复杂，技术尚不成熟，如安全性能差。在AD Hoc网络中主要采用无线信道和有限电源等手段，没有固定的网络边界，更容易受到外部因素的影响，普通的安全防控措施并不适用于AD Hoc网络；AD Hoc管理难度较大，AD Hoc节点的移动过于频繁，网络管理人员应定期收集整理数据，网络的工作强度加大，且在无线环境下，信号的质量得不到有效保证；动态拓扑具有一定缺陷。AD Hoc网络中拓扑处于高度动态，一些安全保障手段无法发挥作用，给恶意的入侵提供了机会；采用分布式协作方法，缺少中心结构参与管理统一协作，增加了外来入侵的风险，采用破坏算法进行系统破坏；无线通信的宽带较小，自身节点在发送时会出现延迟现象[4]。

3 AD Hoc网络互联技术的实现

现阶段，随着技术的不断发展和进步，AD Hoc技术已经实现了质的飞跃，技术不断升级。

（1）信道接入技术。

AD Hoc网络与一般网络具有较大差别，信道接入技术主要解决了网络终端出现的问题，如一些隐藏或暴露的终端问题，主要包括MAC协议以及升级的MAC协议，当终端在接入介质传送数据包时，MAC协议决定采取何种方式进行信息资源的共享，避免造成冲突，规范网络中接入的业务源，以一定顺序和有效方法对结点访问媒体进行合理分配，有效解决网络中出现的问题[5]。

（2）路由协议。

AD Hoc网络中的多跳路由必须设计成具有专用性、高效性的无线跳路由协议，因为在AD Hoc网络中多跳路实现工作必须由普通结点共同配合完成，路由设备还没有达到专业化的水平[6]。目前，DSDV、WRP、ZRP等是路由协议的主要研究成果。

（3）QoS保证。

为了使AD Hoc网络在传输多媒体信息时的效率得到提高，减少时延和抖动的现象，QoS保证是必不可少的技术。QoS保证技术指利用各种基础技术为网络通信带来高质量的服务工作，是网络运行过程中的一种安全保证机制，有效减少了延缓和拥堵的现象，是十分重要的技术[7]。

（4）自适应技术。

自适应技术是指通信系统在进行工作时，具有适应外在条件变化的功能。AD Hoc网络要求各层协议都应依据外在的环境以及条件进行相应的变化调整，对于MAC、频带操作功率的设置，要求不能过于严格，应具有一定灵活性，使网络连接以及LPD指标得到优化和改善。自适应技术具备了自动调整流量以及在动态的环境下布置协议、更换协议等功能[8]。自适应技术应加强路由机制，强大的路由机制有助于避免外部环境的影响，减少对网络拓扑的破坏，在充分利用网络资源的前提下，减少资源耗费。自适应技术可以实现距离较远的主干网络之间的正常通信，还可以备份通信设施，提升网络运行的安全性。

（5）网络管理。

AD Hoc网络管理包含的内容较广泛，主要通过建立具体的机制实现定位工作和地址配置问题，包括移动性管理、服务管理和地址管理。对于服务管理的研究必不可少，服务管理指外在的设施或程序为其他的设备、程序带来的帮助，但在平常的工作运行中，多数用户并不了解如何得到需要的服务。服务的管理包含发现、描述、调度等。

（6）节能控制。

节能控制的手段主要是通过控制功率对移动节点进行调整，平衡传输范围以及干扰之间的矛盾。可以在网络层、MAC层、越层等方面进行节能控制。还可以利用自动休眠机制，处于不工作状态时，便进入智能休眠状态，利用功率较小的硬件设施达到节能的效果，减少能量的消耗。

（7）网络体系结构。

在没有引入AD Hoc网络时，网络的作用主要是为数据业务提供帮助，对于体系结构的设计还没有过多涉及。AD Hoc网络系统对原有的协议栈进行了合理改进，使AD Hoc网络系统能够更好地支撑QoS保证，并提供多种业务支撑，提升网络运行的效率与功能。

4 结语

AD Hoc网络是现阶段比较先进的移动网络技术，兼具了系统的独立性以及为固定的设施网络提供补充作用的功能。AD Hoc网络的独立性体现在不需要基础设施网，在一定的条件下可以独立组建网络，具有灵活、高效的特点，发展中具有广阔的前景。但是在发展的过程中，AD Hoc网络本身还具有一定局限性，如在AD Hoc网络性能方面，还存在漏洞，对网络的安全性、节能性、QoS保证、网络管理等产生了一定威胁，本文对此进行研究，并对相关的技术进行了阐述，为相关的工作人员提供帮助。