MANET to rodzaj sieci bezprzewodowej, która nie opiera się na stałej infrastrukturze, takiej jak router lub punkt dostępowy.
Początków sieci MANET można doszukiwać się w latach 70. XX wieku, kiedy naukowcy zaczęli badać wykorzystanie pakietowych sieci radiowych. Sieci te powstały w celu zapewnienia bezpośredniej komunikacji pomiędzy urządzeniami bez użycia infrastruktury stacjonarnej.
Ponieważ mobilna technologia komputerowa i innowacje w technologii bezprzewodowej umożliwiły tworzenie złożonych i dynamicznych sieci, idea sieci ad hoc, jaką znamy dzisiaj, zaczęła nabierać kształtu.
Od tego czasu badania w dziedzinie MANET nadal ewoluują, opracowując nowe protokoły, algorytmy i aplikacje, aby sprostać wyjątkowym wyzwaniom tych sieci.
Zobaczmy, o co chodzi z tym MANETem i gdzie jest używany.
Spis treści:
Co to jest MANET?
MANET to skrót od Mobile Ad-hoc Network. Jest to rodzaj sieci bezprzewodowej, w której telefony komórkowe, laptopy i tablety mogą łączyć się ze sobą bez potrzeby posiadania scentralizowanej infrastruktury lub istniejącej wcześniej sieci komunikacyjnej.
Źródło obrazu: narzędzia do symulacji sieci
W sieci MANET urządzenia komunikują się ze sobą, tworząc tymczasową sieć. Każde urządzenie działa zarówno jako nadawca, jak i odbiorca danych.
Gdy urządzenie chce komunikować się z innym urządzeniem, wysyła sygnał lub wiadomość do wszystkich innych urządzeń w swoim zasięgu komunikacji. Zamierzone urządzenie odbiorcze odbiera wiadomość i odpowiednio reaguje.
Jeśli urządzenie docelowe nie znajduje się w zasięgu bezpośredniej komunikacji, wysyła wiadomość do pobliskiego urządzenia, które następnie przekazuje ją do następnego urządzenia i tak dalej, aż wiadomość dotrze do miejsca docelowego.
Urządzenia w sieci MANET używają protokołu routingu do dynamicznego ustanawiania i utrzymywania połączeń sieciowych, gdy wchodzą i wychodzą ze swojego zasięgu komunikacji. Protokół routingu pomaga urządzeniom określić najlepszą trasę do przekazywania pakietów danych do miejsca docelowego na podstawie topologii sieci, jakości łącza i innych czynników.
Jednym z powszechnych protokołów routingu używanych w sieciach MANET jest protokół Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV). Protokół AODV umożliwia urządzeniom ustanawianie tras na żądanie i obsługuje komunikację zarówno emisji pojedynczej, jak i multiemisji.
Innym protokołem routingu używanym w sieciach MANET jest protokół Dynamic Source Routing (DSR), który jest oparty na routingu źródłowym i umożliwia urządzeniom utrzymywanie pamięci podręcznej ostatnio używanych tras.
Dlaczego potrzebny jest MANET?
Poniżej przedstawiono niektóre funkcje opisujące, w jaki sposób można używać MANET.
Brak infrastruktury
W sytuacjach, w których nie ma istniejącej infrastruktury sieciowej, na przykład w odległych lokalizacjach lub podczas operacji wojskowych, MANET można szybko ustanowić bez polegania na istniejącej infrastrukturze.
Elastyczność i mobilność
MANET można łatwo skonfigurować i przenosić w razie potrzeby, dzięki czemu idealnie nadają się do sytuacji, w których sieć wymaga szybkiej rekonfiguracji.
Na przykład podczas operacji wojskowej MANET można skonfigurować i ponownie skonfigurować, gdy wojska przemieszczają się przez różne lokalizacje.
Ekonomiczny
Wdrożenie konwencjonalnej infrastruktury sieciowej może czasami być niezwykle kosztowne, zwłaszcza w odosobnionych lub wiejskich lokalizacjach. Jednak MANET można łatwo skonfigurować przy użyciu już posiadanych urządzeń, co czyni go bardziej przystępną opcją.
Autokonfiguracja
Nie wymagają żadnej ręcznej konfiguracji ani ustawień. Gdy urządzenia dołączają lub opuszczają sieć, protokół routingu dynamicznie dostosowuje się, aby zapewnić, że wszystkie urządzenia mogą się ze sobą komunikować.
Skalowalność
MANET można skalować w górę lub w dół w zależności od potrzeb, w zależności od rozmiaru sieci i liczby zaangażowanych urządzeń. Dzięki temu idealnie nadaje się do sytuacji, w których rozmiar i topologia sieci mogą się ciągle zmieniać, na przykład na obszarze dotkniętym klęską żywiołową lub podczas imprezy plenerowej.
Charakterystyka MANET
Główne cechy MANET obejmują:
Topologia dynamiczna
Topologia sieci stale się zmienia, gdy węzły wchodzą i wychodzą z zasięgu lub nowe węzły dołączają do sieci lub ją opuszczają. Utrudnia to utrzymanie stabilnej i niezawodnej sieci.
Decentralizacja
W sieciach MANET nie ma scentralizowanej kontroli ani stałej infrastruktury, co oznacza, że wszystkie węzły w sieci muszą ze sobą współpracować, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie sieci.
Ograniczone zasoby
Urządzenia mobilne mają ograniczoną moc baterii, moc obliczeniową i pojemność pamięci masowej, co może wpływać na wydajność i wydajność sieci.
Wyzwania związane z bezpieczeństwem
Sieci MANET są podatne na różne zagrożenia bezpieczeństwa, takie jak podsłuchiwanie, przechwytywanie i ataki typu „odmowa usługi”. Brak stałej infrastruktury i zdecentralizowany charakter sieci utrudniają wdrożenie skutecznych środków bezpieczeństwa.
Samoorganizacja
Węzły w sieci muszą się samoorganizować, aby tworzyć i utrzymywać topologię sieci, co wymaga użycia rozproszonych protokołów i algorytmów.
Ograniczenia przepustowości
Dostępna przepustowość w sieciach MANET jest zwykle ograniczona i dzielona między wszystkie węzły w sieci, co może wpływać na szybkość i niezawodność transmisji danych.
Mobilność
Na stabilność i niezawodność sieci może mieć wpływ nieograniczony ruch jej węzłów. Utrzymanie tablic routingu i zapewnienie prawidłowego przesyłania danych jest trudne ze względu na mobilność.
Zastosowania MANET
Sieci MANET mają różnorodne zastosowania, zwłaszcza w sytuacjach, gdy tradycyjna sieć przewodowa lub bezprzewodowa nie jest dostępna. Niektóre z typowych zastosowań MANET to:
Komunikaty wojskowe
Używany w operacjach wojskowych w celu zapewnienia bezpiecznej i niezawodnej komunikacji między żołnierzami a pojazdami, nawet w nieprzyjaznym lub odległym środowisku.
Portale społecznościowe
Sieci MANET można wykorzystać do tworzenia spontanicznych sieci komunikacyjnych w sytuacjach społecznych, takich jak koncerty lub festiwale, gdzie tradycyjne sieci mogą być przeciążone lub niedostępne.
Służby ratunkowe
Tradycyjna infrastruktura komunikacyjna może zostać uszkodzona lub zniszczona w przypadku klęsk żywiołowych, takich jak trzęsienia ziemi lub huragany. W tym przypadku MANET można wykorzystać do szybkiego wdrożenia sieci komunikacyjnych w celu pomocy w akcjach ratowniczych i humanitarnych.
Sieci czujników
MANET mogą być używane do łączenia czujników bezprzewodowych w środowiskach takich jak rolnictwo, monitorowanie środowiska lub opieka zdrowotna. Czujniki mogą wtedy komunikować się ze sobą, a dane mogą być gromadzone i analizowane w różnych celach.
Sieci transportowe
W poprawie bezpieczeństwa i wydajności systemów transportowych, takich jak pojazdy komunikujące się ze sobą w celu uniknięcia kolizji lub dostarczania aktualnych informacji o ruchu drogowym.
Sieci osobiste
Może być również używany do komunikacji między urządzeniami osobistymi, takimi jak smartfony, tablety i urządzenia do noszenia w sytuacjach, gdy tradycyjne sieci nie są dostępne.
Zasoby edukacyjne
Na rynku dostępnych jest kilka książek, które zapewniają kompleksowy przegląd MANET, w tym jego historię, kluczowe koncepcje i aktualne trendy badawcze. Tutaj wymieniliśmy niektóre z nich.
# 1. Zastosowania mobilnej sieci ad hoc
Ta książka zapewnia czytelnikom szerokie zrozumienie praktycznych przypadków użycia MANET i ich potencjalnego wpływu na różne dziedziny.
Ponadto książka opisuje wykorzystanie pakietu symulacyjnego NS2 do prac implementacyjnych i eksperymentalnych, co może być pomocne dla badaczy chcących przetestować i ocenić różne protokoły routingu w sieciach MANET.
#2. Mobilne sieci ad hoc: aktualny stan i przyszłe trendy
Ta książka jest podzielona na 18 rozdziałów, z których każdy został napisany przez czołowych ekspertów w dziedzinie sieci Ad-hoc. Rozdziały obejmują szeroki zakres tematów związanych z MANET, w tym protokoły routingu, mechanizmy bezpieczeństwa, jakość usług i aplikacje multimedialne.
#3. Protokół Node Securing dla efektywnego routingu w mobilnej sieci ad hoc
Po pierwsze, ta książka zawiera szczegółowy przegląd wyzwań stojących przed sieciami Ad-hoc, takich jak brak scentralizowanej infrastruktury, ograniczone zasoby i ich podatność na ataki.
Następnie proponuje rozwiązanie tych wyzwań poprzez opracowanie protokołu NSP.
Zawiera również szczegółowe diagramy i przykłady, które pomogą czytelnikom zrozumieć przedstawione koncepcje.
Notka autora
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na łączność bezprzewodową prawdopodobnie wzrośnie również znaczenie sieci MANET.
Celem przyszłych badań w tej dziedzinie będzie znalezienie innowacyjnych podejść do rozwiązywania problemów MANET, w tym alokacji zasobów, zarządzania energią i zapewniania QoS.
Ogólnie rzecz biorąc, dziedzina MANET to szybko rozwijający się obszar badań z wieloma ekscytującymi możliwościami innowacji i rozwoju.
Mam nadzieję, że ten artykuł okazał się pomocny w poznawaniu mobilnych sieci ad hoc i ich wykorzystaniu. Możesz być również zainteresowany poznaniem optymalizacji sieci i metod, które możesz wdrożyć w celu zwiększenia wydajności sieci.