MANET er en type trådløst netværk, der ikke er afhængig af en fast infrastruktur såsom en router eller et adgangspunkt.
Oprindelsen af MANETs kan spores tilbage til 1970’erne, da forskere begyndte at udforske brugen af pakkeradionetværk. Disse netværk blev skabt for at give direkte kommunikation mellem enheder uden brug af en fast infrastruktur.
Da mobil computing og innovationer inden for trådløs teknologi muliggjorde skabelsen af komplekse og dynamiske netværk, begyndte ideen om et ad hoc-netværk, som vi kender det i dag, at tage form.
Siden da er forskning inden for MANETs fortsat med at udvikle sig, med nye protokoller, algoritmer og applikationer, der er blevet udviklet til at løse de unikke udfordringer i disse netværk.
Lad os se, hvad denne MANET handler om, og hvor den bruges.
Indholdsfortegnelse
Hvad er MANET?
MANET står for Mobile Ad-hoc Network. Det er en type trådløst netværk, hvor mobiler, bærbare computere og tablets kan forbindes med hinanden uden behov for en centraliseret infrastruktur eller allerede eksisterende kommunikationsnetværk.
Billedkilde: networksimulationtools
I et MANET kommunikerer enheder med hinanden ved at danne et midlertidigt netværk. Hver enhed fungerer som både afsender og modtager af data.
Når en enhed ønsker at kommunikere med en anden enhed, udsender den et signal eller en besked til alle andre enheder inden for dens kommunikationsrækkevidde. Den påtænkte modtagerenhed modtager beskeden og svarer i overensstemmelse hermed.
Hvis målenheden ikke er inden for dens direkte kommunikationsrækkevidde, sender den beskeden til en enhed i nærheden, som derefter videresender den til den næste enhed og så videre, indtil beskeden når sin destination.
Enhederne i en MANET bruger en routingprotokol til dynamisk at etablere og vedligeholde netværksforbindelser, når de bevæger sig ind og ud af hinandens kommunikationsområde. Routingprotokollen hjælper enhederne med at bestemme den bedste rute til videresendelse af datapakker til deres destination baseret på netværkstopologien, linkkvaliteten og andre faktorer.
En almindelig routingprotokol, der bruges i MANETs, er Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) protokollen. AODV-protokollen tillader enheder at etablere ruter on-demand og understøtter både unicast- og multicast-kommunikation.
En anden routingprotokol, der bruges i MANETs, er Dynamic Source Routing (DSR)-protokollen, som er baseret på kilderouting og tillader enheder at opretholde en rutecache for nyligt brugte ruter.
Hvorfor har man brug for MANET?
Nedenfor er nogle af funktionerne til at beskrive, hvordan MANET kan bruges.
Mangel på infrastruktur
I situationer, hvor der ikke er nogen eksisterende netværksinfrastruktur, såsom fjerntliggende steder eller militære operationer, kan en MANET hurtigt etableres uden at være afhængig af allerede eksisterende infrastruktur.
Fleksibilitet og mobilitet
En MANET kan nemt sættes op og flyttes efter behov, hvilket gør dem ideelle til situationer, hvor netværket skal omkonfigureres hurtigt.
For eksempel, i en militær operation, kan en MANET sættes op og omkonfigureres, når tropper bevæger sig gennem forskellige steder.
Omkostningseffektiv
Implementering af en konventionel netværksinfrastruktur kan nogle gange være ekstremt dyr, især på isolerede eller landlige steder. En MANET kan dog nemt konfigureres ved hjælp af allerede ejede enheder, hvilket gør det til en mere overkommelig mulighed.
Auto-konfiguration
De kræver ingen manuel konfiguration eller opsætning. Når enheder tilslutter sig eller forlader netværket, justeres routingprotokollen dynamisk for at sikre, at alle enheder kan kommunikere med hinanden.
Skalerbarhed
En MANET kan skaleres op eller ned efter behov, afhængigt af netværkets størrelse og antallet af involverede enheder. Dette gør den ideel til situationer, hvor netværkets størrelse og topologi konstant ændrer sig, såsom i et katastrofeområde eller udendørs begivenhed.
Karakteristika for MANET
De vigtigste egenskaber ved en MANET inkluderer:
Dynamisk topologi
Netværkets topologi ændrer sig konstant, efterhånden som noder bevæger sig ind og ud af rækkevidde, eller nye noder tilslutter sig eller forlader netværket. Det gør det udfordrende at opretholde et stabilt og pålideligt netværk.
Decentralisering
Der er ingen centraliseret kontrol eller fast infrastruktur i MANETs, hvilket betyder, at alle noder i netværket skal samarbejde med hinanden for at sikre, at netværket fungerer korrekt.
Begrænsede ressourcer
Mobilenheder har begrænset batteristrøm, processorkraft og lagerkapacitet, hvilket kan påvirke netværkets ydeevne og effektivitet.
Sikkerhedsudfordringer
MANET’er er sårbare over for forskellige sikkerhedstrusler, såsom aflytning, aflytning og lammelsesangreb. Manglen på en fast infrastruktur og netværkets decentraliserede karakter gør det udfordrende at implementere effektive sikkerhedsforanstaltninger.
Selvorganisering
Noder i netværket skal selvorganisere sig for at danne og vedligeholde netværkstopologien, som kræver brug af distribuerede protokoller og algoritmer.
Båndbreddebegrænsninger
Den tilgængelige båndbredde i MANETs er typisk begrænset og deles mellem alle noder i netværket, hvilket kan påvirke hastigheden og pålideligheden af datatransmissioner.
Mobilitet
Netværkets stabilitet og pålidelighed kan blive påvirket af den ubegrænsede bevægelse af dets noder. Vedligeholdelse af routingtabeller og sikring af korrekt datavideresendelse er vanskelig på grund af mobilitet.
Anvendelser af MANET
MANET’er har en række applikationer, især i situationer, hvor et traditionelt kablet eller trådløst netværk ikke er tilgængeligt. Nogle af de almindelige anvendelser af MANETs er:
Militær kommunikation
Anvendes i militære operationer til at give sikker og pålidelig kommunikation mellem tropper og køretøjer, selv i fjendtlige eller fjerntliggende miljøer.
Sociale netværk
MANET’er kan bruges til at danne spontane kommunikationsnetværk i sociale situationer såsom koncerter eller festivaler, hvor traditionelle netværk kan være overbelastede eller utilgængelige.
Beredskabstjenester
Traditionel kommunikationsinfrastruktur kan meget vel blive beskadiget eller ødelagt i tilfælde af naturkatastrofer som jordskælv eller orkaner. Her kan MANET’er bruges til hurtigt at implementere kommunikationsnetværk for at hjælpe med rednings- og nødhjælpsindsatsen.
Sensor netværk
MANET’er kan bruges til at forbinde trådløse sensorer i miljøer som landbrug, miljøovervågning eller sundhedspleje. Sensorerne kan derefter kommunikere med hinanden, og dataene kan indsamles og analyseres til forskellige formål.
Transportnetværk
Ved at forbedre sikkerheden og effektiviteten af transportsystemer, såsom køretøjer, der kommunikerer med hinanden for at undgå kollisioner eller for at give trafikopdateringer.
Personlige netværk
Den kan også bruges til kommunikation mellem personlige enheder såsom smartphones, tablets og bærbare enheder i situationer, hvor traditionelle netværk ikke er tilgængelige.
Læringsressourcer
Der findes adskillige bøger på markedet, som giver et omfattende overblik over MANET, inklusive dets historie, nøglebegreber og aktuelle forskningstendenser. Her har vi listet nogle af dem.
#1. Applikationer af mobilt ad hoc-netværk
Denne bog giver læserne en bred forståelse af MANET’ers praktiske anvendelsestilfælde og deres potentielle indvirkning på forskellige domæner.
Desuden beskriver bogen brugen af NS2-simuleringspakken til implementering og eksperimentelt arbejde, hvilket kunne være nyttigt for forskere, der ønsker at teste og evaluere forskellige routing-protokoller i MANETs.
#2. Mobile Ad Hoc-netværk: Aktuel status og fremtidige tendenser
Denne bog er organiseret i 18 kapitler hver skrevet af førende eksperter inden for ad-hoc-netværk. Kapitlerne dækker en bred vifte af emner relateret til MANET’er, herunder routingprotokoller, sikkerhedsmekanismer, servicekvalitet og multimedieapplikationer.
#3. Node-sikringsprotokol til effektiv routing i mobilt ad hoc-netværk
For det første giver denne bog et detaljeret overblik over de udfordringer, som ad hoc-netværk står over for, såsom manglen på en centraliseret infrastruktur, begrænsede ressourcer og deres følsomhed over for angreb.
Den foreslår derefter en løsning på disse udfordringer gennem udviklingen af NSP-protokollen.
Den indeholder også detaljerede diagrammer og eksempler for at hjælpe læserne med at forstå de præsenterede koncepter.
Forfatterens note
Efterhånden som efterspørgslen efter trådløs forbindelse fortsætter med at vokse, vil betydningen af MANETs sandsynligvis også stige.
Målet med fremtidig forskning på dette område vil være at finde innovative tilgange til at løse MANETs udfordringer, herunder ressourceallokering, energistyring og QoS-forsyning.
Generelt er MANETs-feltet et forskningsområde i hastig udvikling med mange spændende muligheder for innovation og udvikling.
Jeg håber, at du fandt denne artikel nyttig til at lære om mobile ad hoc-netværk og deres brug. Du kan også være interesseret i at lære om netværksoptimering og de metoder, du kan implementere for at forbedre netværkets ydeevne.