Το MANET είναι ένας τύπος ασύρματου δικτύου που δεν βασίζεται σε μια σταθερή υποδομή όπως ένας δρομολογητής ή ένα σημείο πρόσβασης.
Η προέλευση των MANET μπορεί να εντοπιστεί στη δεκαετία του 1970, όταν οι ερευνητές άρχισαν να εξερευνούν τη χρήση δικτύων ραδιοφώνου πακέτων. Αυτά τα δίκτυα δημιουργήθηκαν για να παρέχουν άμεση επικοινωνία μεταξύ συσκευών χωρίς τη χρήση σταθερής υποδομής.
Καθώς οι φορητοί υπολογιστές και οι καινοτομίες στην ασύρματη τεχνολογία επέτρεψαν τη δημιουργία πολύπλοκων και δυναμικών δικτύων, η ιδέα ενός ad hoc δικτύου όπως το γνωρίζουμε σήμερα άρχισε να διαμορφώνεται.
Έκτοτε, η έρευνα στον τομέα των MANET συνέχισε να εξελίσσεται, με νέα πρωτόκολλα, αλγόριθμους και εφαρμογές να αναπτύσσονται για την αντιμετώπιση των μοναδικών προκλήσεων αυτών των δικτύων.
Ας δούμε τι είναι αυτό το MANET και πού χρησιμοποιείται.
Πίνακας περιεχομένων
Τι είναι το MANET;
Το MANET σημαίνει Mobile Ad-hoc Network. Είναι ένας τύπος ασύρματου δικτύου όπου κινητά, φορητοί υπολογιστές και ταμπλέτες μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους χωρίς την ανάγκη κεντρικής υποδομής ή προϋπάρχοντος δικτύου επικοινωνίας.
Πηγή εικόνας: networksimulationtools
Σε ένα MANET, οι συσκευές επικοινωνούν μεταξύ τους σχηματίζοντας ένα προσωρινό δίκτυο. Κάθε συσκευή λειτουργεί και ως αποστολέας και ως παραλήπτης δεδομένων.
Όταν μια συσκευή θέλει να επικοινωνήσει με μια άλλη συσκευή, εκπέμπει ένα σήμα ή ένα μήνυμα σε όλες τις άλλες συσκευές εντός του εύρους επικοινωνίας της. Η προβλεπόμενη συσκευή παραλήπτης λαμβάνει το μήνυμα και απαντά ανάλογα.
Εάν η συσκευή-στόχος δεν βρίσκεται εντός του εύρους άμεσης επικοινωνίας της, στέλνει το μήνυμα σε μια κοντινή συσκευή, η οποία στη συνέχεια το προωθεί στην επόμενη συσκευή και ούτω καθεξής, έως ότου το μήνυμα φτάσει στον προορισμό του.
Οι συσκευές σε ένα MANET χρησιμοποιούν ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης για να δημιουργούν και να διατηρούν δυναμικά συνδέσεις δικτύου καθώς κινούνται μέσα και έξω από το εύρος επικοινωνίας του άλλου. Το πρωτόκολλο δρομολόγησης βοηθά τις συσκευές να καθορίσουν την καλύτερη διαδρομή για την προώθηση πακέτων δεδομένων στον προορισμό τους με βάση την τοπολογία του δικτύου, την ποιότητα σύνδεσης και άλλους παράγοντες.
Ένα κοινό πρωτόκολλο δρομολόγησης που χρησιμοποιείται στα MANET είναι το πρωτόκολλο Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV). Το πρωτόκολλο AODV επιτρέπει στις συσκευές να καθιερώνουν διαδρομές κατ’ απαίτηση και υποστηρίζει τόσο unicast όσο και multicast επικοινωνία.
Ένα άλλο πρωτόκολλο δρομολόγησης που χρησιμοποιείται στα MANET είναι το πρωτόκολλο Dynamic Source Routing (DSR), το οποίο βασίζεται στη δρομολόγηση προέλευσης και επιτρέπει στις συσκευές να διατηρούν μια προσωρινή μνήμη δρομολογίων των διαδρομών που χρησιμοποιήθηκαν πρόσφατα.
Γιατί χρειάζεται κανείς το MANET;
Παρακάτω είναι μερικά από τα χαρακτηριστικά που περιγράφουν πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί το MANET.
Έλλειψη Υποδομών
Σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει υπάρχουσα υποδομή δικτύου, όπως σε απομακρυσμένες τοποθεσίες ή στρατιωτικές επιχειρήσεις, ένα MANET μπορεί να δημιουργηθεί γρήγορα χωρίς να βασίζεται σε προϋπάρχουσα υποδομή.
Ευελιξία και Κινητικότητα
Ένα MANET μπορεί εύκολα να ρυθμιστεί και να μετακινηθεί ανάλογα με τις ανάγκες, καθιστώντας τα ιδανικά για καταστάσεις όπου το δίκτυο πρέπει να ρυθμιστεί γρήγορα.
Για παράδειγμα, σε μια στρατιωτική επιχείρηση, ένα MANET μπορεί να δημιουργηθεί και να διαμορφωθεί εκ νέου καθώς τα στρατεύματα κινούνται σε διαφορετικές τοποθεσίες.
Αποδοτική
Η ανάπτυξη μιας συμβατικής υποδομής δικτύου μπορεί περιστασιακά να είναι εξαιρετικά δαπανηρή, ειδικά σε απομονωμένες ή αγροτικές τοποθεσίες. Ωστόσο, ένα MANET μπορεί να ρυθμιστεί εύκολα χρησιμοποιώντας ήδη ιδιόκτητες συσκευές, γεγονός που το καθιστά μια πιο προσιτή επιλογή.
Αυτόματη διαμόρφωση
Δεν απαιτούν χειροκίνητη διαμόρφωση ή ρύθμιση. Καθώς οι συσκευές συνδέονται ή αποχωρούν από το δίκτυο, το πρωτόκολλο δρομολόγησης προσαρμόζεται δυναμικά για να διασφαλίσει ότι όλες οι συσκευές μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους.
Επεκτασιμότητα
Ένα MANET μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί ανάλογα με τις ανάγκες, ανάλογα με το μέγεθος του δικτύου και τον αριθμό των συσκευών που εμπλέκονται. Αυτό το καθιστά ιδανικό για καταστάσεις όπου το μέγεθος και η τοπολογία του δικτύου ενδέχεται να αλλάζουν συνεχώς, όπως σε μια περιοχή καταστροφής ή σε εξωτερικό συμβάν.
Χαρακτηριστικά της ΜΑΝΕΤ
Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός MANET περιλαμβάνουν:
Δυναμική τοπολογία
Η τοπολογία του δικτύου αλλάζει συνεχώς καθώς οι κόμβοι μετακινούνται μέσα και έξω από την εμβέλεια ή νέοι κόμβοι ενώνονται ή φεύγουν από το δίκτυο. Αυτό καθιστά δύσκολη τη διατήρηση ενός σταθερού και αξιόπιστου δικτύου.
Αποκέντρωση
Δεν υπάρχει κεντρικός έλεγχος ή σταθερή υποδομή στα MANET, πράγμα που σημαίνει ότι όλοι οι κόμβοι στο δίκτυο πρέπει να συνεργάζονται μεταξύ τους για να διασφαλίσουν τη σωστή λειτουργία του δικτύου.
Περιορισμένες πηγές
Οι φορητές συσκευές έχουν περιορισμένη ισχύ μπαταρίας, ισχύ επεξεργασίας και χωρητικότητα αποθήκευσης, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την απόδοση και την αποδοτικότητα του δικτύου.
Προκλήσεις ασφάλειας
Τα MANET είναι ευάλωτα σε διάφορες απειλές ασφαλείας, όπως υποκλοπές, υποκλοπές και επιθέσεις άρνησης υπηρεσίας. Η έλλειψη σταθερής υποδομής και η αποκεντρωμένη φύση του δικτύου καθιστούν δύσκολη την εφαρμογή αποτελεσματικών μέτρων ασφαλείας.
Αυτοοργάνωση
Οι κόμβοι στο δίκτυο πρέπει να αυτο-οργανώνονται για να σχηματίσουν και να διατηρήσουν την τοπολογία του δικτύου, η οποία απαιτεί τη χρήση κατανεμημένων πρωτοκόλλων και αλγορίθμων.
Περιορισμοί εύρους ζώνης
Το διαθέσιμο εύρος ζώνης στα MANET είναι συνήθως περιορισμένο και μοιράζεται σε όλους τους κόμβους του δικτύου, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την ταχύτητα και την αξιοπιστία των μεταδόσεων δεδομένων.
Κινητικότητα
Η σταθερότητα και η αξιοπιστία του δικτύου μπορεί να επηρεαστεί από την απεριόριστη κίνηση των κόμβων του. Η διατήρηση των πινάκων δρομολόγησης και η διασφάλιση της σωστής προώθησης δεδομένων είναι δύσκολη λόγω κινητικότητας.
Εφαρμογές ΜΑΝΕΤ
Τα MANET έχουν μια ποικιλία εφαρμογών, ειδικά σε περιπτώσεις όπου ένα παραδοσιακό ενσύρματο ή ασύρματο δίκτυο δεν είναι διαθέσιμο. Μερικές από τις κοινές εφαρμογές των MANET είναι:
Στρατιωτικές επικοινωνίες
Χρησιμοποιείται σε στρατιωτικές επιχειρήσεις για την παροχή ασφαλούς και αξιόπιστης επικοινωνίας μεταξύ στρατευμάτων και οχημάτων, ακόμη και σε εχθρικά ή απομακρυσμένα περιβάλλοντα.
Κοινωνικά δίκτυα
Τα MANET μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σχηματίσουν αυθόρμητα δίκτυα επικοινωνίας σε κοινωνικές καταστάσεις όπως συναυλίες ή φεστιβάλ, όπου τα παραδοσιακά δίκτυα μπορεί να είναι συμφορημένα ή να μην είναι διαθέσιμα.
Υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης
Οι παραδοσιακές υποδομές επικοινωνίας ενδέχεται να καταστραφούν ή να καταστραφούν σε περίπτωση φυσικών καταστροφών όπως σεισμοί ή τυφώνες. Εδώ, τα MANET μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γρήγορη ανάπτυξη δικτύων επικοινωνίας για να βοηθήσουν στις προσπάθειες διάσωσης και ανακούφισης.
Δίκτυα αισθητήρων
Τα MANET μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση ασύρματων αισθητήρων σε περιβάλλοντα όπως η γεωργία, η περιβαλλοντική παρακολούθηση ή η υγειονομική περίθαλψη. Οι αισθητήρες μπορούν στη συνέχεια να επικοινωνούν μεταξύ τους και τα δεδομένα μπορούν να συλλεχθούν και να αναλυθούν για διάφορους σκοπούς.
Δίκτυα μεταφορών
Στη βελτίωση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας των συστημάτων μεταφοράς, όπως τα οχήματα που επικοινωνούν μεταξύ τους για την αποφυγή συγκρούσεων ή για την παροχή ενημερώσεων για την κυκλοφορία.
Προσωπικά δίκτυα περιοχής
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για επικοινωνία μεταξύ προσωπικών συσκευών όπως smartphone, tablet και φορητές συσκευές σε καταστάσεις όπου τα παραδοσιακά δίκτυα δεν είναι διαθέσιμα.
Πόροι μάθησης
Υπάρχουν πολλά βιβλία διαθέσιμα στην αγορά που παρέχουν μια ολοκληρωμένη επισκόπηση του MANET, συμπεριλαμβανομένης της ιστορίας του, των βασικών εννοιών και των τρεχουσών τάσεων της έρευνας. Εδώ, έχουμε παραθέσει μερικά από αυτά.
#1. Εφαρμογές Mobile Ad Hoc Network
Αυτό το βιβλίο παρέχει στους αναγνώστες μια ευρεία κατανόηση των περιπτώσεων πρακτικής χρήσης των MANET και των πιθανών επιπτώσεών τους σε διαφορετικούς τομείς.
Επιπλέον, το βιβλίο περιγράφει τη χρήση του πακέτου προσομοίωσης NS2 για υλοποίηση και πειραματική εργασία, κάτι που θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για ερευνητές που θέλουν να δοκιμάσουν και να αξιολογήσουν διαφορετικά πρωτόκολλα δρομολόγησης στα MANET.
#2. Δίκτυα Ad Hoc για κινητά: Τρέχουσα κατάσταση και μελλοντικές τάσεις
Αυτό το βιβλίο είναι οργανωμένο σε 18 κεφάλαια το καθένα γραμμένο από κορυφαίους ειδικούς στον τομέα της Ad-hoc δικτύωσης. Τα κεφάλαια καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα θεμάτων που σχετίζονται με τα MANET, συμπεριλαμβανομένων των πρωτοκόλλων δρομολόγησης, των μηχανισμών ασφαλείας, της ποιότητας της υπηρεσίας και των εφαρμογών πολυμέσων.
#3. Πρωτόκολλο ασφάλειας κόμβων για αποτελεσματική δρομολόγηση σε δίκτυο Ad Hoc για κινητά
Πρώτον, αυτό το βιβλίο παρέχει μια λεπτομερή επισκόπηση των προκλήσεων που αντιμετωπίζουν τα Ad-hoc δίκτυα, όπως η έλλειψη κεντρικής υποδομής, οι περιορισμένοι πόροι και η ευαισθησία τους στις επιθέσεις.
Στη συνέχεια προτείνει μια λύση σε αυτές τις προκλήσεις μέσω της ανάπτυξης του πρωτοκόλλου NSP.
Περιλαμβάνει επίσης λεπτομερή διαγράμματα και παραδείγματα για να βοηθήσει τους αναγνώστες να κατανοήσουν τις έννοιες που παρουσιάζονται.
Σημείωση του συγγραφέα
Καθώς η ζήτηση για ασύρματη συνδεσιμότητα συνεχίζει να αυξάνεται, η σημασία των MANET είναι πιθανό να αυξηθεί επίσης.
Στόχος της μελλοντικής έρευνας σε αυτόν τον τομέα θα είναι η εύρεση καινοτόμων προσεγγίσεων για την επίλυση των προκλήσεων της MANET, συμπεριλαμβανομένης της κατανομής πόρων, της διαχείρισης ενέργειας και της παροχής QoS.
Συνολικά, ο τομέας των MANETs είναι ένας ταχέως εξελισσόμενος τομέας έρευνας με πολλές συναρπαστικές ευκαιρίες για καινοτομία και ανάπτυξη.
Ελπίζω να βρήκατε αυτό το άρθρο χρήσιμο για να μάθετε για τα δίκτυα Ad hoc για κινητά και τη χρήση τους. Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει να μάθετε για τη βελτιστοποίηση δικτύου και τις μεθόδους που μπορείτε να εφαρμόσετε για να βελτιώσετε την απόδοση του δικτύου.