无线自组织网络关键技术与进展
2007年8月6日 10:57 通信世界网评论(0) 阅读：次作者：韦云凯毛玉明吴凡
无线自组织网络由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力的节点组成，这种网络适应了军事和商用中对网络和设备移动性的要求，而引起了人们的关注，并在20世纪90年代以后获得了广泛的研究和发展。
与其他通信网络相比，无线自组织网络具有带宽有限、链路容易改变、节点的移动性以及由此带来的网络拓扑的动态性、物理安全有限、受设备限制等特点。正是由于这些区别，无线自组织网络协议栈也产生了比传统网络协议栈更高的要求：适应移动分布节点随机收发行为的媒体接入控制(MAC)协议，基于动态拓扑结果的高效、稳健的路由算法，便利的异构网络互联技术，有效的功率控制，合理的跨层信息交互、多层协同设计，可靠的安全机制等等。
1 MAC协议
MAC协议是无线自组织网络协议的重要组成部分，是分组在无线信道上发送和接收的主要控制者。目前，在无线自组织网络中MAC协议面临着隐藏终端、暴露终端，信道分配，单向链路，广播扩散等问题。
1.1隐藏终端、暴露终端问题
如图1所示，节点A、B、C都工作在同一个信道上，当节点A向节点B发送分组时，载波侦听机制无法阻止节点C发送数据，造成信号在节点B处冲突。节点C是隐藏在节点A的覆盖范围之外的、却又能对节点A的发送形成冲突的节点，这种在发送节点覆盖范围以外的、存在着潜在冲突的节点问题就是信道访问中的隐藏终端问题。隐藏终端问题会大大降低信道的通信能力。
另外还有一种情况也会降低信道的通信能力，即所谓的暴露终端问题。如图2所示，当节点B向节点A 发送分组时，节点C侦听到节点B在发送分组，所以推迟发送分组。这种推迟是毫无必要的，因为节点C 向节点D发送分组和节点B向节点A发送分组并不冲突，此时节点C是节点B的暴露终端。这种因发送节点在其覆盖范围内，感知到有其他节点在传输，而进行不必要的发送延迟就是暴露终端问题。
IEEE 802.11中提出的请求发送/准备接受/确认(RTS/CTS/ACK)握手机制，以及目前在很多研究中提出的控制信道-数据信道协作的方式，可以在一定程度上解决隐藏终端问题，但对于暴露终端问题，目前还没有充分有效的解决方式。
RTS/CTS/ACK机制的基本思想是在传输数据帧之前，A、B之间先用很短的握手帧RTS进行沟通，而其他所有无关节点收到RTS或CTS后，抑制自己的发送动作，避免冲突，从而为A、B间的数据帧传输提供一个短暂的“净空”。正确收到的帧需要使用ACK来进行确认。
这种改进只能解决单信道无线自组织网络的部分问题。假设一个网络具有n个任意分布的节点，每个节点的传输容量是W，那么每个节点可以达到的吞吐量将会是，即使对这些节点的位置进行优化，也仅能使得每个节点的吞吐量达到的水平[1]。由此可以看出，无线自组织网络节点数量的增大，将会使节点的吞吐量快速降低，尤其是在节点任意分布的情况下。
1.2信道分配问题
最初的无线自组织网络，由于技术和设备的限制，各节点都工作在一个信道上。随着设备和相关协议的发展，多信道、甚至是多接口-多信道无线自组织网络已经在步入实用。
对于单信道无线自组织网络，其MAC协议需要考虑的是如何充分利用信道，避免冲突。载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CA)机制是目前应用非常广泛的协议，节点通过物理信道侦听(CCA)与虚拟网络侦听(NAV)结合的方式进行载波侦听，采用基于长帧间隙、中帧间隙和短帧间隙等不同时隙的退避机制和冲突避免策略，竞争信道进行发送。时分多址(TDMA)机制可以将信道按照时间片划分为多个时隙，节点按照静态或者动态分配方式占用其中的一个或者几个时隙。但是对于无线自组织网络来说，静态分配方式不能适应节点的移动和拓扑的变化；而在一个分布式多跳系统内，进行动态分配也还有很多问题需要解决，目前的研究多是针对基于某些假设或者某种应用背景的无线自组织网络，还没有普遍适用的方法提出。将CSMA/CA 和TDMA结合，提高信道分配效率，减少冲突也是一种值得研究的内容。
多信道无线自组织网络，则需要关注如何在节点间分配信道，以提高网络吞吐量，避免冲突，实现信道上的负载均衡。目前较多的做法是，将信道分为控制信道和数据信道，节点在控制信道中协商数据交换采用的数据信道，然后在相应的数据信道上进行数据通信。控制信道和数据信道的划分可能是时间上的，也可能是空间上的。比如，一个信道在某个时刻可能用作控制信道，协商好数据信道后，切换到相应的数据信道进行通信。也可能一个节点拥有几个接口，其中的一个接口固定工作在某个控制信道上，其他接口固定或者动态实用某个数据信道。不管是哪种方式，都需要占用一定的资源用于信道协商。这种占用是值得的，目前在多信道的理论分析结果说明，在合理设计的多信道条件下，不仅可以提高整体网络容量，还可
以提高每个信道的实际吞吐量。但是这些研究多是基于静态的。开发一种基于拓扑结构的算法，对信道资源进行动态分配，也是一个值得研究的问题。
1.3单向链路问题
单向链路问题是无线通信中一个普遍存在的问题。如图3所示，A的信号覆盖范围包括B，而B由于功率、地形等因素，信号不能覆盖到A，则B可以收到A的信息，而A不能收到B的信息，这就构成了单向链路。
在单向链路情况下，RTS/CTS/ACK、控制信道协商等机制都不再有效。在目前的标准与应用中，很多都没有使用、或者是没有涉及单向链路。这对信道资源而言是一个很大的浪费。如果能够通过链路层和物理层的协同控制，借助网络层的某些信息，控制A可以直接发送给B，而B可以通过适当的节点转发给A，则可以提高信道的利用率。
1.4广播
无线自组织网络中的广播，对于信道利用率有很大的影响。最基本的思路是：一个节点的广播被其所有邻居节点收到，所有的邻居节点再次转发这个广播。但这种做法显然是行不通的，一个节点可能反复收到同一条广播，并多次转发。即使采用某种机制辨别出是自己已经转发过的，而不再次转发，也已经对信道构成了浪费[2]。比较行之有效的一种方法是，借鉴区域路由协议(ZRP)中的多点中继(MPR)思路，某节点A根据拓扑信息将邻居节点中的某些节点设为MPR节点，只有被设为MPR节点的，才转发A所发出的广播。其他节点依次类推。这种方式大大减少了广播转发的次数，减少了信道的无谓占用，提高了信道利用效率。
2 路由技术
2.1无线自组织网络路由协议
无线自组织网络环境下，节点间的无线链路及由此而形成的网络拓扑结构随节点的位置分布和移动、信道的变化等因素呈现出动态变化的特性。无线网络的路由技术面临的困难远比有线网络的大的多，有线网络的路由技术完全无法直接移植到无线网络中来。按照路由协议建立和维护方式的不同，可以将无线自组织网络路由协议分为3类：先应式路由协议、反应式路由协议、混合式路由协议，如图4所示。
先应式路由协议仿照有线网络的做法，在每个节点建立和维护包含到达其他节点的路由信息的路由表，源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小，但路由协议在及时把握网络拓扑结构的变化、路由更新和维护等方面，占用无线信道通信资源的开销较大，在移动性高而负载轻的网络中性能较差。
反应式路由协议在需要发送数据时才查找路由，与先验式路由协议相比，反应式路由协议的开销较小，能够快速的适应网络拓扑变化，但是由于存在发现过程使数据报传送的时延较大，在网络负载很重的情况下，其性能较差。
混合式路由协议中在局部范围内使用先验式路由协议，维护准确的路由信息，并可缩小路由控制消息传播的范围，当目标节点较远时，通过查找发现路由，这样既减少路由协议的开销，也改善了时延特性。
2.2无线自组织网络组播路由协议
根据参与组播路由的节点构成的网络拓扑结构，无线自组织网络组播路由协议可分为以下几类[3-4]：基于树的组播路由协议、基于网格的组播路由协议、混合的组播路由协议。
在有线网络中，通过采用组播分发树能有效地实现组播。受此启发，早期的自组织网络最组播路由也是使用树结构。基于树的组播路由协议一般包括两个过程：组播树形成和组播树维护。
在组播树形成过程中，节点启动加入组播树过程：节点广播发送查询分组查找组播树，组播树上的节点在收到查询分组后回复响应分组，当加入节点收到响应分组后就能通过回复节点加入组播树。当加入节点收到多个回复报文时，根据一定策略选择一条最优路径。
组播树的维护是通过Hello机制来监控树型拓扑结构，即树根节点周期性发送Hello报文给子节点，若子节点在一定时间内未收到Hello报文，则认为树枝已经断开。这时由子孙节点启动树链路修复过程。典型协议有：利用递增序号的组播路由协议(AMRIS)、按需距离适量的组播路由协议(MAODV)、轻量的自适应组播路由协议(LAM)等。
基于网格的组播路由协议与组播树协议不同，数据分组以广播的方式在网络中传输。网络中网格节点负责广播中继分组。基于网格的组播路由协议一般包括两个过程：加入组播网格和维护组播网格。典型的协议有：按需组播路由协议(ODMRP)、核心辅助的网格协议(CAMP)、前向转发组组播路由协议(FGMP)等。
混合组播路由协议设计出发点是：充分利用树结构和网格结构各自优点。混合组播是在网格结构基础上构建组播树。混合的组播路由协议一般包括建立网格和建立组播树两个过程。
在网格基础之上建立组播树的一般过程是：核心节点或源节点向邻居网格节点发送创建树链路控制报文；当网格节点收到非重复的创建树报文时，将该报文转发给其他邻居网格节点，同时，该节点加入组播树；当网格节点收到重复的创建树报文时；向发送该报文的节点回复剪枝报文以剪去该组播树链路。典型的混合组播路由协议有Ad hoc 组播路由协议(AMRoute)和核心提取的分布式组播Ad hoc路由协议(MCEADR)。
2.3QoS路由
自组网QoS路由的目标是满足QoS连接请求的一条或多条路由，同时提供足够的路由资源信息，为管理控制机制提供支持，完成全网资源的有效利用。目前自组网的QoS路由问题还处在起步阶段。无线自组织网络的QoS研究主要集中在QoS模型、具有资源预约功能的信令、QoS路由协议和QoS媒体接入协议以及接纳控制和调度等方面。
由于无线自组织网络具有无中心结构，拓扑动态变化，节点资源受限，无线节点间相互干扰等特性，使得自组织网络中的QoS路由设计面临新的挑战。这主要体现在：
拓扑结构的动态变化使节点间链路状态信息的获取和管理维护困难。
由于相邻节点间存在“隐蔽终端”、“暴露终端”、“侵入终端”等相互干扰，使得无线链路状态难以确定，例如带宽、时延、时延抖动等链路参数都很难及时获取和更新维护。
随时存在的单向信道的存在使得QoS路由协议设计困难，主要体现在:认知的单向性、路由的单向性和汇点不可达。
每个节点资源有限，使得QoS路由选择不能太复杂。
基于约束的QoS路由选择十分加困难。特别是当路由选择的约束条件包含两个或两个以上QoS参数时，路由选择将是一个NP完全问题[5]。
常见的无线自组织网络QoS路由协议有核心提取的分布式Ad hoc路由协议(CEDAR)[6]、基于标签探测的路由协议(TBP)[7]、保证服务质量的优化的链路状态路由协议(QoS-OLSR)[8]、分布式服务质量路由算法(DQoSR)等。
实际上，无线自组织网络上可提供QoS的能力非常有限，目前网络的QoS研究主要针对的是网络的QoS能力的提升，在提供满足应用需求的QoS方面还有很长的路要走。
3 跨层设计
无线自组织网络中链路的带宽较紧缺，而节点的处理能力和存储空间相对充足，因此需要通过增加协议栈各层之间的垂直交互来减少协议层对等实体之间的水平通信。跨层协同设计正是这种原则的一种具体的体现形式，网络各层共享与其他层相关的信息，从而对无线自组织网络进行整体设计。按照这种方式设计的协议栈中的各层协议在逻辑上是相互耦合的，各层协议之间垂直通信的增加允许上下层协议更好地结合，从而能够减少不必要的水平通信造成的带宽等资源浪费，有效地提高网络的整体性能。
无线自组织网络中，通过拓扑发现技术节点可以学习到局部拓扑信息。如何充分挖掘这些信息以实现优化自组织网络的通信性能，是一个值得研究的课题。目前的研究主要集中在如何利用局部拓扑信息在自组织网中实现高效广播传输、减小路由发现开销、改进路由维护等。当前的研究成果都体现出一个基本观点：无线自组织网络中的数据转发不能仅依靠网络层路由功能，必须结合链路层以及物理层实施跨层联合设计。因此在今后的无线自组织网络中，节点需要的不仅仅是局部的拓扑信息，还会需要更多的局部网路、链路参数。
综合考虑各协议层之间的信息进行路由协议设计，是无线自组织网络跨层协同设计的重点和技术难点之一。其设计需要考虑网络节点的移动性、有限带宽和不稳定的信道质量等特征，网络层可以基于当前的链路参数、网络和业务量状况选择合适的路由，实现对网络资源的有效分配。文献[9]中提出了一种跨层协同机制，利用多目标优化算法来计算跨层机制中使用的路由参数，支持自适应多QoS限制的多路径路由选择。文献[10]中基于AODV路由协议和IEEE 802.11e的MAC协议增强分布式协调访问(EDCA)标准提出的一种跨层路由协议，根据延时、带宽和路由稳定性等指标，寻找满足应用需要的最佳路径。文献[11]中把有线网络和光网络中的标签的概念移植到无线自组织网络中，提出标签路由协议(LRP)跨层路由协议框架，较之于DSDV、AODV、DSR和ZRP路由协议的效率有所提高。但目前为止，尚无针对数据链路层和网络层的跨层协同设计技术进行的系统性的研究，链路层哪些信息有助于路由了协议优化，以及网络层的哪些任务可以由链路层完成，这些问题都有待于深入研究和论证。
4 具有可扩展结构的无线自组织网络
无线自组织网络具有两种不同的层次结构：平面结构和分层结构。在平面结构中，每个节点都需要知道到达其他所有节点的路由。由于节点的移动性，维护这个动态路由需要大量的控制信息。网络规模越大，路由维护的开销就越大。所以平面结构的网络可扩展性较差。如何构建具有可扩展性的大规模自组织网络体系结构一直是国内外研究的重点。目前，对于可扩展自组织网络的研究都集中在分层自组织网络体系结构上。
4.1逻辑分层结构
分层自组织网络体系结构源于分簇结构思想，如图5所示，将网络划分成若干个簇，每个簇由一个簇头和多个普通节点组成。簇头之间的通信需要借助于网关节点完成，簇头和网关形成高一级网络，称为虚拟骨干网。分级结构的网络规模在很大程度上将不受限制，路由和控制开销较小，并且容易实现移动性管理和网络的局部同步。因此，当无线自组织网络规模较大并需要提供一定的服务质量保障时宜采用分层分布式网络结构。
但是分级结构也有它的缺点。首先，分级结构需要相应的分簇算法和簇维护机制；其次，节点之间的路由不一定是最优路由。但是，我们可以通过设计合理的分簇算法来减少维护簇结构所需的开销，并且可以通过分布式网关来优化路由。通过将网络划分成簇，可以在无线自组织网络中方便地实施资源管理。在每个簇内，簇头可以控制节点的接入请求并且合理地分配带宽。
此外在分簇结构中，可以采用结合先验式和反应式优点的分级路由协议来提高路由算法的性能。因此基于分簇算法的分级网络结构可以在很大程度上提高无线自组织网络的性能和实用性。
4.2物理分层机构
相对于分簇方式的逻辑分层结构，另外一类分层结构是建立在异构节点模型基础之上的物理分层结构，即网络中存在不同类型的节点，这些异构节点具有不同的系统参数，从而使得网络物理上形成不同的层次。
典型的物理分层结构就是具有移动骨干网络(MBN)的无线自组织网。这类自组网有两类节点组成：骨干节点(BN)和普通节点(RN)，如图6所示。BN一般具有多个无线收发设备，一种典型的配置是：其中一个无线设备的系统设置与网络中普通节点相同，可与普通节点直接通信，而另一个无线设备往往具有更长的传输距离，更快的数据传输率，和较小的供电限制，节点通过该无线设备与其他BN互连，形成MBN。每一个BN类似簇首，负责管理、维护一个子网，子网的规模为k跳(k≥1)；每一个RN归属某一个由BN管理的子网，RN与所属BN间的跳数最大为k跳。所以，这种网络是一种两层结构的网络。
这种分层结构与分簇结构类似，也是将平面网络划分成若干子网，而与分簇结构不同的是：子网间互连是通过簇首形成的MBN实现；而在MBN中，BN之间通过无线信道直接互连，不再需要网关节点参与。而为了确保MBN的连通性，需要在MBN中部署足够多的冗余BN，即具有组成骨干网络能力的节点 (BCN)，当某一个BN移动引起MBN不连通时，在该区域的BCN自动转换成为BN，保持MBN的连通性。
MBN结构特点是：根据组网信道的不同，网络自然分成两层结构，BN通过高速率的信道形成上层网络MBN，RN则通过低速信道接入到某一个BN。每层网络本身仍然是一个同质网络，所以对于MBN可以进一步采用分簇技术，再形成多个逻辑分层结构。
4.3异构自组织互联网
以往的可扩展性自组织网络体系结构的研究都偏重于如何将一个平面网络分解成为多个相对对立、且相互连通的小规模子网，各个子网执行统一的自组织协议，通过构造高层网络实现子网间的互连。与此对应，还存在另一类网络系统，该系统本身就是由多个异构自组织子网组成，这些子网在通信体制、组网方式、自组织协议方面都存在差异，而由于实际应用的需求，要求在子网间实现通信，实现异构自组织网络间的互连互通，应该是可扩展自组网体系结构研究的另一个方面，目前较多的方式仍是由高层网络负责不同建制子网间的互连，如图7所示。
在实际应用中，这类网络系统是比较常见的。例如在军事应用中，部队按建制配备通信电台，并形成各自独立的通信子网。根据不同建制的通信需求，各单位所配备的电台通信体制不尽相同，即使体制相同，工作的信道也可能互不相同，这样就形成了由多个异构网络组成的通信系统。又如，目前民用市场上出现了各式各样的无线通信终端，其通信方式可能是超宽带(UWB)、无线局域网(WLAN)、微波存取全球互通(WiMAX)等；这些不同通信体制的设备通过各自的自组织协议形成若干相互独立的网络，要实现它们之间的互联互通实质上也是异构自组织网互联的问题。
实现无线异构自组织网络的互联首先需寻找一种方法可屏蔽异构网络通信方式的差异性，在开放系统互联(OSI)七层模型中，网络层的IP技术在设计时最大限度降低了应用对网络的依赖性，所以在网络层实现IP数据包的跨异构网传输是目前的首选方案。
在子网互联结构中，拓扑的动态性更为复杂。从网络结构来看，网络的移动性模型可分为两个层次：域内移动性和域间移动性，它们又分别被称为微移动性和宏移动性。域内移动性是指节点在子网内的移动；域间移动性是指节点在相邻子网间的漫游。此外，子网作为一个整体进行移动、多个具有相同通信体制的子网合并成一个新的子网、一个子网分裂成多个子网等情况也会产生一系列新的动态拓扑问题。所以网间自组织的设计应该充分考虑上述复杂性。
5 其他相关技术进展
5.1无线自组织网络的安全
无线自组织网络的安全问题的最终目标是给用户提供安全服务。为了实现这个目标，安全解决方法应该提供跨越整个协议栈的全面保护。现在对于无线自组织网络安全的研究，链路层可以采用安全的无线MAC 协议，采用检测和响应策略进行反应式保护，对现有协议进行修改，确定安全漏洞，如IEEE 802.11i对IEEE 802.11wep安全问题的修补；在网络层一般采取了相邻节点验证、安全增强型路由协议、相邻节点监视、入侵响应等方法；传输层采用数据加密认证和保护端到端通信。
5.2无线自组织网络中的TCP
传输控制协议(TCP)是一个根据有效网络带宽控制器承载载荷的自适应传输协议，在没有拥塞的时候将用色窗口增大，监测到拥塞的时候又减小拥塞窗口。这种机制在有线网络中工作的很好，但是在无线自组织网络中，TCP协议遇到了很多挑战，如端到端时延的变化加大、报文丢失的原因增多、可用资源减少等问题。目前对于无线自组织网络中TCP的研究，集中在拥塞窗口大小的控制、TCP的公平性、端到端时延的保证等方面。
5.3无线自组织网络中的节能
可达性和便携性在无线自组织网络中是一对矛盾的综合体。一方面，为了提高通信的可达性，可以提高收发器的功率，这将带来能耗的提高；另一方面，便携性又对设备的体积、重量电源等提出了种种限制。为了保证无线自组织网络的工作时间，可以提高电池供电能力，降低移动节点的能量消耗。前者的提高受到种种限制，不可以一蹴而就，目前的研究大都集中到了如何降低移动节点能量消耗上，如减少分组重传，提高收发器的使用效率，设计基于功耗的路由算法等。
6 结束语
无线自组织网络由于其可移动性、自组织性和便利性，成为通信领域发展的热点之一；也正是这些特性对无线自组织网络各方面的技术都提出了新的要求。目前不断有基于原有基础修改或者全新设计的思路、协议、方案提出，但是很多关键问题还没有得到真正解决。这些问题的研究和解决，将使得无线自组织网络迎来进一步的发展。
大作业内容如下: 一、单选题（每小题2分，计４0分) 1、OSI参考模型就是由( Ｄ)组织提出得。 Ａ、IＥＥE B、ANSＩＣ、EIA/TIA D、ISO ２、拓扑结构就是( Ａ )得具有点到点配置得特点。 A、总线Ｂ、星型 C、环型D、都不对 3、IEEE8０2就是( A )体系结构标准。 Ａ、ＬＡN B、ＭAN C、WＡＮ D、以上都不就是 4、基带传输系统就是使用( A ）进行传输得。 A、模拟信号 B、数字信号Ｃ、多路模拟信号 D、模拟与数字信号 5、调幅(AM)与调频(FＭ）以及调相(PＭ）就是( D ）调制得例子。 A、模拟—数字 B、数字—模拟 C、数字—数字 D、模拟—模拟 6、异步传输中，字节间得时间间隙就是（Ｂ）。 A、固定不变 B、可变得 C、0 D、数据速率得函数 ７、对于（ A ),警戒频带多占用了带宽。 A、FDM B、TDＭ C、STDＭ D、以上都就是 8、在数据链路层就是通过( B )找到本地网络上主机得。 A、端口号 B、MＡＣ地址 C、默认网关 D、逻辑网络地址 9、在基于广播得以太网中，所有得工作站都可以接收到发送到网上得（ C )。 A、电信号 B、比特流 C、广播帧 D、数据包 1０、下面关于CSMA/ＣD叙述正确得就是( D ）。 A、信号都就是以点到点方式发送得
B、一个节点得数据发往最近得路由器,路由器将数据直接发到目得地 C、如果源节点知道目得地得IP与MAC地址得话,信号便直接送往目得地 D、任何一个节点得通信数据要通过整个网络,且每个节点都接收并验证该数据 11、关于共享式以太网，下列不正确得说法就是( B )。 A、需要进行冲突检测Ｂ、仅能实现半双工流量控制 C、利用CSMA/CD介质访问机制 D、可以缩小冲突域 １2、数据分段就是在OSI/RＭ中得( C ）完成得。 A、物理层Ｂ、网络层C、传输层Ｄ、应用层 13、OＳI/RM得( B ）关心路由寻址与数据包转发。 A、物理层Ｂ、数据链路层 C、网络层 D、传输层 1４、路由器并不具备( B )功能。 A、路由协议 B、减少冲突与碰撞 C、支持两种以上得子网协议 D、存储、转发、寻径 １5、对路由器理解正确得就是( D )。 A、路由就是路由器 Ｂ、路由就是信息在网络路径得交叉点 C、路由就是用以配置报文得目得地址 D、路由就是指报文传输时得路径信息 1６、非对称数字用户线就是( B )。 A、HDＳL B、ADＳＬ C、SDSL D、RADＳＬ 1７、IＳDN BRI得用户接口就是( C )。 Ａ、2B+Ｄ B、3０B+ＤC、同轴电缆Ｄ、普通电话线
物联网四班大作业 班级：02121427 姓名：董国庆学号：0121427
关于物联网技术在智能家居、 汽车制造业采购物流及无线环境检测的应用 一、物联网概述 1、物联网的定义： 物联网的概念最早是在1999年被提出的,它的英文名是Internet of Things(IOT),也称为WebofThings。2005年,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟在于突尼斯举行的信息社会世界峰会上,发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。博欣将物联网定义为通过各种信息传感设备、装置和技术,实时采集所有需要监控、连接、互动的物体和过程,采集其光、声、热、电、力学、生物、化学、位置等各种人们需要的信息,再结合互联网形成一个巨大的网络,以实现物体与物体,物体与人、物品与网络之间的连接,方便识别、管理和控制。 2、物联网网络结构 目前一般讲物联网网络架构分为三个层次,分别为感知层、网络层和应用层。其结构如图所示。 物联网网络架构 感知层的主要作用是完成数据的釆集,包括传感器和短距离传输M络两个部分。传感器部分实现了对数据的采集,而短距离传输网络负责将传感器釆集到的数据传输到网关。 网络层的主要作用是传递信息,它是基于现有的通信网络和互联网建立的,包括接入单元和接入网络两个组成部分。接入单元负责接收感知层发送过来的数据,并将数据传输至接入网络。接入网络即为现有的各种通信网络,包括有线电话网、移动通信网等。用户通过接入网络将数据传入互联网。 应用层的主要作用是对数据进行管理和处理,并与物联网的各种应用相结合。物联网应用层包括中间件和物联网应用两个部分。中间件是一个独立的软件或服务程序,用于将一些公用能力统一封装以提高应用的发效率。物联网应用即各种供用户使用的应用,如家庭安防等。 3、物联网国内外发展现状： 自物联网的概念问世以来,物联网已经得到了很大的发展,被应用于交通、物流、电力、工业等很多领域。目前美欧及日韩等发达国家在物联网应用的广度和深度等方面处于领先地
自组织网络 求助编辑百科名片 自组织网络 移动自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。 目录 自组织网络概述 自组织网络特点 自组织网络应用领域 展开 编辑本段自组织网络概述 移动自组织(Ad Hoc)网络是一种多跳的临时性自治系统，它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和之后于1973提出的PR(Pac ket Radio)网络。ALOHA网络需要固定的基站，网络中的每一个节点都必须和其它所有节点直接连接才能互相通信，是一种单跳网络。直到P R网络，才出现了真正意义上的多跳网络，网络中的各个节点不需要直接连接，而是能够通过中继的方式，在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。PR网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发802. 11标准时，提出将PR网络改名为Ad Hoc网络，也即今天我们常说的移动自组织网络。
移动自组织网络。一方面，网络信息交换采用了计算机网络中的分组交换机制，而不是电话交换网中的电路交换机制;另一方面，用户终端是可以移动的便携式终端，如笔记本、PDA等，用户可以随时处于移动或者静止状态。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为路由器，终端需要运行相应的路由协议。这种分布式控制和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力，具有很强的鲁棒性和抗毁性。 作为一种分布式网络，移动自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下，提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。[1] 网络中的移动终端具有路由和分组转发功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。移动自组织网络既可以作为单独的网络独立工作，也可以以末端子网的形式接入现有网络，如Internet网络和蜂窝网。 编辑本段自组织网络特点 移动自组织网络能够利用移动终端的路由转发功能，在无基础设施的情况下进行通信，从而弥补了无网络通信基础设施可使用的缺陷。自组网技术为计算机支持的协同工作系统提供了一种解决途径，主要特点有：
无线自组织网络综述 余梓奇 I中国科学技术大学计算机科学与技术系，合肥230000） 摘要：无线自组织网络是一种随着无线通信技术的发展出现的新型网络，作为一种新型的无线、多跳、无中心分布式控制网络，它无需网络基础设施，具有很强的自组织性、鲁棒性、抗毁性和容易构建的特点，具有重要的军事价值和广阔的商业应用背景。论文详细介绍了无线自组织网络的路由协议、服务质量、功率控制、安全问题和互联问题进行分析和探讨，并对无线自组织网络的发展前景作了展望。 关键词：无线自组织网络路由协议；综述； 1引言 无线通信技术的迅速发展，使得人们对移动通信的需求越来越强烈，人们通过配有无线接口的便携式计 算机或个人数字助理（PDA）来实现移动中的通信，目前的移动通信往往需要有固定基础设施的支持才能实现， 例如全球通信系统（GSM）。但是当遇到医疗抢险、抗洪救灾以及军事战场等特殊紧急环境的时候，传统的无线网络就不可用了[1]。为了能够在没有固定基础设施的地方进行通信，一种被称作无线自组织网络（Ad hoc 网络）的技术应运而生。 Ad hoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信，Ad Hoc网络的出现推进 了人们实现在任意环境下的自由通信的进程。Ad hoc网络组网灵活、快速，使用非常方便，但必须为其设计 专门的协议和技术，因为传统固定网络和移动蜂窝网络中的技术和协议无法直接复制到Ad hoc网络，这是由
Ad hoc网络自身特性决定的。自组织网络已被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一。 2无线自组织网络特点 Ad hoc即自组网络，它是仅靠移动站自身而不需要固定基站就能组成网络。这种自组网络没有基木服务集中的接人点而是一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络(图1)。图1中显当移动站A和E 通信时，是经过 A - B,B - C,C- D和最后D- E这样一连串的存储转发过程[2]。在从源结点A到目的结点E 的路径中的移动站B,C和D都是转发结点，这些结点具有路由器的功能。Ad hoc网络没有预先建好的网络固 定基础设施(基站)，网络一般也不和外界其他网络相连接。 ⑴无中心：无线自组织网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等，即是一个对等式网络。结点可 以随时加人和离开网络。仟何结点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。 (2) 自组织：网络的布设或展开无需依赖于仟何预设的网络设施。结点通过分层协议和分布式算法协调各 自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。 (3) 多跳路由：当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转发。与固定网络的 多跳不同，无线自组织网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的，而不是由专用的路由设备(如路由器)完成的。 (4) 动态拓扑：无线自组织网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。 (5) 移动终端的局限性。Ad Hoc网络中，移动终端存在固有缺陷，例如能源受限、内存较小、CPU性能较低等，同时屏幕等外设较小，不利于开展功能较复杂的业务。 (6) 安全性较差。移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击，易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等 攻击。 (7) 网络的可扩展性不强。动态变化的拓扑结构使得具有不同子网地址的移动终端可能同时处于一个 Ad Hoc网络中，因而子网技术所带来的可扩展性无法应用在Ad Hoc网络环境中。 (8) 多跳路由。由于节点发射功率的限制，节点的覆盖范围有限。当它要与其覆盖范围之外的节点进行通 信时，需要中间节点的转发。Ad Hoc网络中的多跳路由是由普通节点协作完成的，而不是由专用的路由设备完成的。 3无线自组织网络关键技术 3.1 路由协议
网络技术基础大作业 大作业内容如下： 一、单选题（每小题2分，计40分） 1、OSI参考模型是由（ D ）组织提出的。 A、IEEE B、ANSI C、EIA/TIA D、ISO 2、拓扑结构是（ B ）的具有点到点配置的特点。 A、总线 B、星型 C、环型 D、都不对 3、IEEE802是（ A ）体系结构标准。 A、LAN B、MAN C、WAN D、以上都不是 4、基带传输系统是使用（ B ）进行传输的。 A、模拟信号 B、数字信号 C、多路模拟信号 D、模拟和数字信号 5、调幅（AM）和调频（FM）以及调相（PM）是（ D ）调制的例子。 A、模拟—数字 B、数字—模拟 C、数字—数字 D、模拟—模拟 6、异步传输中，字节间的时间间隙是（ B ）。 A、固定不变 B、可变的 C、0 D、数据速率的函数 7、对于（ A ），警戒频带多占用了带宽。 A、FDM B、TDM C、STDM D、以上都是 8、在数据链路层是通过（ B ）找到本地网络上主机的。 A、端口号 B、MAC地址 C、默认网关 D、逻辑网络地址 9、在基于广播的以太网中，所有的工作站都可以接收到发送到网上的（ C ）。 A、电信号 B、比特流 C、广播帧 D、数据包 10、下面关于CSMA/CD叙述正确的是（ D ）。 A、信号都是以点到点方式发送的 B、一个节点的数据发往最近的路由器，路由器将数据直接发到目的地 C、如果源节点知道目的地的IP和MAC地址的话，信号便直接送往目的地 D、任何一个节点的通信数据要通过整个网络，且每个节点都接收并验证该数据 11、关于共享式以太网，下列不正确的说法是（ D ）。 A、需要进行冲突检测 B、仅能实现半双工流量控制 C、利用CSMA/CD介质访问机制 D、可以缩小冲突域 12、数据分段是在OSI/RM中的（ C ）完成的。 A、物理层 B、网络层 C、传输层 D、应用层 13、OSI/RM的（ C ）关心路由寻址和数据包转发。 A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、传输层 14、路由器并不具备（ B ）功能。
1无线自组织网络路由算法研究 摘要：移动Ad Hoc网络是一种特殊的无线移动网络，其路由设计问题是无线移动网络领域的热点问题。随着制造工艺和设备性能的不断进步以及基础理论研究的不断深入，移动Ad Hoc网络开始从军用进入商用和民用领域，如会议数据分发、数字化农业、保健医疗、智能公路等。因此如何进一步提高路由协议的性能是当前急需解决的重要问题。本文从自组织网络常用路由协议出发，简要介绍表驱动路由协议CGSR、WRP、DSDV，以及按需路由协议AODV、DSR，其中以DSDV、AODV、DSR为本文重点内容，介绍其路由算法，分析比较表驱动路由协议以及按需路由协议的性能。本文也简要介绍了AODV路由节点中断时如何应对的改进办法--本地修复。另外，本文也将Ad Hoc多播路由协议作为研究对象，综述多播路由协议面临问题及其主要协议，但不涉及具体算法。 关键词：Ad Hoc；DSDV；DSR；AODV；多播路由协议 Routing for ad-hoc wireless networks Liu Shuang (Class 001111，Student No. 00111127) Abstract:Mobile Ad Hoc networks are a special kind of wireless mobile networks, its routing design problem is a hot issue in the field of wireless mobile networks. With the deepening of the manufacturing process and equipment performance and progress of basic research, starting with mobile Ad Hoc networks into commercial and military civilian areas, such as meeting data distribution, digital agriculture, health care, smart highways. So how to further improve the performance of the routing protocol is an important current problems need to be resolved. In this paper, self-organizing network routing protocols commonly used starting brief table-driven routing protocols CGSR, WRP, DSDV, as well as on-demand routing protocols AODV, DSR, which DSDV, AODV, DSR key content for this article introduces its routing algorithm, analysis and comparison table performance-driven routing protocols and on-demand routing protocols. This article also briefly describes ways to improve how to deal with the AODV routing node is interrupted - local repair. In addition, the paper will also Ad Hoc multicast routing protocol for the study, summarized the problems faced by the multicast routing protocol and its main agreement, but does not involve a specific algorithm. Key words:Ad Hoc；DSDV；DSR；AODV；Multicast Routing Protocol 1 引言 无线自组织网络是一种没有固定基础设施的移动通信网络。也正因为没有固定基础设施的限制，无线自组织网络具有很大的灵活性，不受有线网络的限制，适合军事通信以及发生自然灾害现场有线通信设施已经被破坏的情况，具有广阔的发展前景。本文基于无线自组网络背景，立足于其特殊性，比较当前几种已经存在的路由协议，分析其优缺点，给出结论。 2 Ad Hoc网络特点 无线自组网是一种无线多跳通信网络，无固定基础设施，具有移动、自治的特点，可以在不能利用或不便利用现有通信设施的情况下，建立起通信支撑环境，拓宽了移动通信应用场合，其主要特征如下[2]： ⑴独立组网：即网络的组织无需依赖于任何规划和先验信息。节点开机后可以迅速、独立的组成一个网络。 ⑵多跳路由：由于单一节点发射功率以及覆盖范围的限制，当需要通信节点超出当前节点覆盖范围时，需要其它节点的转发，即要进行多跳路由。 ⑶动态拓扑结构：由于其移动性，使得网络内节
大作业内容如下： 一、单选题（每小题2分，计40分） 1、OSI参考模型是由（ D ）组织提出的。 A、IEEE B、ANSI C、EIA/TIA D、ISO 2、拓扑结构是（ A ）的具有点到点配置的特点。 A、总线 B、星型 C、环型 D、都不对 3、IEEE802是（ A ）体系结构标准。 A、LAN B、MAN C、WAN D、以上都不是 4、基带传输系统是使用（ A ）进行传输的。 A、模拟信号 B、数字信号 C、多路模拟信号 D、模拟和数字信号 5、调幅（AM）和调频（FM）以及调相（PM）是（ D ）调制的例子。 A、模拟—数字 B、数字—模拟 C、数字—数字 D、模拟—模拟 6、异步传输中，字节间的时间间隙是（ B ）。 A、固定不变 B、可变的 C、0 D、数据速率的函数 7、对于（ A ），警戒频带多占用了带宽。 A、FDM B、TDM C、STDM D、以上都是 8、在数据链路层是通过（ B ）找到本地网络上主机的。 A、端口号 B、MAC地址 C、默认网关 D、逻辑网络地址 9、在基于广播的以太网中，所有的工作站都可以接收到发送到网上的（ C ）。 A、电信号 B、比特流 C、广播帧 D、数据包 10、下面关于CSMA/CD叙述正确的是（ D ）。 A、信号都是以点到点方式发送的 B、一个节点的数据发往最近的路由器，路由器将数据直接发到目的地 C、如果源节点知道目的地的IP和MAC地址的话，信号便直接送往目的地 D、任何一个节点的通信数据要通过整个网络，且每个节点都接收并验证该数据 11、关于共享式以太网，下列不正确的说法是（ B ）。 A、需要进行冲突检测 B、仅能实现半双工流量控制 C、利用CSMA/CD介质访问机制 D、可以缩小冲突域 12、数据分段是在OSI/RM中的（ C ）完成的。 A、物理层 B、网络层 C、传输层 D、应用层 13、OSI/RM的（ B ）关心路由寻址和数据包转发。 A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、传输层
无线自组织网络路由协议概述 作者：唐敏赵贵 摘要：移动自组网由一组带有无线收发装置的移动节点组成，用来为远程操作、战场和地震或者洪水救援等紧急通信和易变的移动通信提供服务。由于移动自组网与有线网的区别，使得为移动自组网设计一个合适的分布式路由协议具有一定程度上的难度。本文主要是介绍了DSR和ADOV协议以及与有线网络中DV路由协议的区别。 关键词：无线自组网、DSR、ADOV 无线自组织网络即MANET(Mobile Ad Hoc Network)，是一种不同于传统无线通信网络的技术。传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时，由其他用户节点进行数据的转发。这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。但无线自组织网络也存在网络带宽受限、对实时性业务支持较差、安全性不高的弊端。目前，国内外有大量研究人员进行此项目研究。 无线自组织网络(mobile ad-hoc network)是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组网的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。通常节点具有持续的能量供给。 由于Adhoc网络具有节点节电、减少带宽消耗、拓扑快速变化、适应单向信道环境等多方面的要求，使得现有的IP路由协议，如RIP（选路信息协议）和OSPF（开放最短路径优先协议）等不能满足要求，Adhoc网络路由协议的设计具有很大难度。IETF的MANET工作组重点研究无线Adhoc中的路由协议。主要有如下几种草案： 1.AODV（AdhoconDemandDistmceVectorRouting）Adhoc网络的距离矢量路由算法。 2.TORA（TemporallyOrderedRoutingAlgorithm）临时顺序路由算法。 3.DSR（DynamicSourceRouting）动态源路由协议。 4.OLSR（OptimizedLinkStateRoutingProtocol）优化的链路状态路由协议。 5.TBRPF（TopologyBroadcastBasedonReversePathForwarding）基于拓扑广播的反向路径转发。 6.FSR（FisheyeStateRoutingProtocol）鱼眼状态路由协议。 7.IERP（theInterzoneRoutingProtocol）区域间路由协议。 8.IARP（theIntrazoneRoutingProtocol）区域内路由协议。 9.DSDV（DestinationSequencedDistanceVector）目标序列距离路由矢量算法。 下面我将重点就DSR和AODV两种协议进行介绍。 (一)．DSR（DynamicSourceRouting）动态源路由协议。
无线传感网络大作业 考试形式：□专题研究报告□论文√大作业□综合考试学生姓名： 学号： 序号分项类别得分序号分项类别得分序号分项类别得分1题目一11题目一21题目二一2题目二12题目二22题目二二3题目三13题目三23题目二三4题目四14题目四24题目二四5题目五15题目五25题目二五6题目六16题目六26题目二六7题目七17题目七27题目二七8题目八18题目八28题目二八9题目九19题目九29题目二九10题目20题目二总分评阅人： 时间：1、分析WSN和Ad hoc网络特征的相同之处和不同点。答：相同点：基本不需要人的干预，大部分工作是以自组织的方式完成的，二者都是自组织网络，网络自动配置，动态拓扑结构，需要考虑网络的安全性。二者的研究都是追求低功耗的自组织网络设计。不同点：Ad hoc网络可以用于没有无线基础设施存在或出于费用和安全方面的考虑不方便设置无线基础设施的场合，而传感器很多时候被布置在近地环境中，地波吸收现象不能被忽视，并且高密度布置的传感器网络中的多用户接口也造成了很高的误比特率。作为移动通信的两种基本组网模式之一，Ad hoc 网络中的传输模型是典型的多对多式，而传感器网中的传输
模型更偏向于分层次模型（多对一传输）。一般来说，无线传感器网络的节点比典型的移动终端或手持设备有更多的资源受限要求，但对于计算的要求则是可有可无的，当需要执行计算任务时，如果通信成本比计算成本低，计算任务就被送到中心节点去执行。Ad hoc网络拓扑结构动态变化，而WSN网络拓扑结构是静态的。2、WSN和传统无线宽带网络在设计中，各自的首要设计目标是什么？答：WSN的首要设计目标是能源的高效利用。通常传感器节点都由能量有限的电池提供能量,且在实际应用中由于传感器节点数量多,分布广,部署环境复杂,因而在大多数部署环境中通过更换电池或充电的方式来补充能量是不可行的。能量有限是WSN 发展的一个瓶颈。因此,如何合理有效地使用现有能量最大化WSN 的生命周期便成了首要的设计目标。其中生命周期是指从网络开始正常运行到第一个节点由于能量耗尽所经历的时间。无线宽带网络的首要设计目标传统宽带无线网络的首要设计目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才考虑节约能源。3、无线传感器网络的特点？ 答：无线传感器网络有以下一些特点：（1）计算和存储能力有限。传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求它价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。为了完成各种任务，传感器节点需要利用有限的计算和存储资源完成监测数据的采集和转换、数据的管理和处理、应答汇聚节点的任务请求和节点控制等多种工作。（2）动态性强。传
自组织网络及其路由技术 一、背景及概念 1.发展历史 无线通信网一般都是有中心的，要基于预设的网络基础架构才能运行。例如，蜂窝移动通信系统要有基站的支持；无线局域网一般也工作在有接入点（AP）和有线骨干网的模式下。但对于有些特殊场合来说，有中心的移动网络并不能胜任。比如，战场上部队快速展开和推进，地震或水灾后的营救等。这些场合的通信不能依赖于任何预设的网络设施，而需要一种能够临时快速自动组网的移动网络。无线自组织网络即可以满足这样的应用。 自组织网络技术的研究始于 20 世纪 70 年代。美国 DARPA 出于军事需要，开始研究分组无线网（PRNET）在战场环境下数据通信中的应用。项目完成之后，DAPRA 又在 1993 年启动了高残存性自适应网络项目。研究如何将 PRNET的成果加以扩展，以支持更大规模的网络，还要开发能够适应战场快速变化环境下的自适应网络协议。1994 年， DARPA 又启动了全球移动信息系统项目。在分组无线网已有成果的基础上对能够满足军事应用需要的、可快速展开、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究，并一直持续至今。1991 年成立的 IEEE 802.11 标准委员会采用了“无线自组织网络”一词描述这种特殊的对等式无线移动网络。 美国《福布斯》杂志报道了加州大学洛杉矶分校的无线传感器网络的研究项目，指出通过无线传感器网络，我们将实实在在地掌握这个物理世界。2003年美国《商业周刊》将无线传感器网络列为21世纪改变世界的10大技术之一。美国《技术评论》杂志评出对世界产生深远影响的十大新兴技术，无线传感器网络排名第一。另外，像 IEEE((ComPuter》等众多杂志也都发表了一些关于无限传感器网络的论文。我国也非常重视无线传感器网络的研究，中国国家自然科学基金委员会在2003年已经开始对无线传感器网络的研究进行了资助，并于2004年将其列为重点项目。2005年我国开始传感网络标准化研究工作。2006年，国家973计划，国家863高技术计划等国家和省部级科技发展“十一五”规划也设专项资助该领域的理论、方法和关键技术研究。 同年，我国政府将发展无线传感器网络列入未来15年的《国家中长期科学
江南大学现代远程教育2015年下半年考试大作业 考试科目:《计算机网络》 一、大作业题目： 1、说明INTERNET域名系统的功能。举一个实例解释域名解析的过程。（25分） 答：DNS实现主机域名和IP地址之间的解析。 假设某个网络的计算机要访问https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html, ①首先，该台计算机的解析器向其本地域名服务器发出请求，查寻“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”的IP地址，如果没有该纪录，则向上一级域名服务器发请求，直到中国的顶级域名服务器。 ②中国的顶级域名服务器先查询自己的数据库，若发现没有相关的记录，则向根“．”域名服务器发出查寻“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”的IP地址请求；根域名服务器给中国域名服务器返回一个指针信息，并指向com域名服务器。 ③中国的本地域名服务器向com域名服务器发出查找“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”的IP地址请求，com域名服务器给中国的本地域名服务器返回一个指针信息，并指向“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”域名服务器。 ④经过同样的解析过程，“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”域名服务器再将“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”的IP地址返回给中国的本地域名服务器。
⑤中国域名服务器将“https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,”的IP地址逐级发送给该计算机解析器。 ⑥解析器使用IP地址与https://www.doczj.com/doc/6b17407755.html,进行通信 2、若要将一个C类的网络地址192.168.1.0划分为4个子网，分别代表四个部门，这4个部门分别有计算机5、7、12、20台。请写出每个子网的子网掩码和主机IP地址的范围。（25分） 答：子网掩码＝255.255.255.192 四个子网如下： 1) 192.168.1.0 -- 192.168.1.63 2) 192.168.1.64 -- 192.168.1.127 3) 192.168.1.128 -- 192.168.1.191 4) 192.168.1.192 -- 192.168.1.255 3、某医院建设信息网络系统。系统分为业务内网和INTERNET外网两部分。内网运行医院业务应用系统，诸如电子病例系统、住院管理系统等。医院还建有门诊挂号预约系统，病员信息查询系统，向外网用户提供服务。医院应用数据根据上级主管部门要求，需要每天规定时间上传病案数据到卫生质量监测部门。请设计一套信息数据安全方案，满足内部业务应用系统和外网应用的需求，内、外网数据交换的需求。（50分） 要求： 1）给出方案设计的详细拓扑图 2）给出各个应用系统服务器的部署（电子病例系统、住院管理系统、门诊挂号预约系统，
无线移动自组织网络 【摘要】本文介绍了无线移动自组织网络的特点、关键技术和应用。近年来,无线移动自组织网络已引起了人们的广泛注意，并成为一个新的研究热点。 【关键词】无线移动自组织（Ad Hoc）网络；应用 无线移动自组织(以下简称Ad Hoc)网络是由一组移动或固定的无线节点组成的，不依赖于任何基础设施（如基站、接入点）的自组织的网络，网络中每个节点可以和其发射范围内的其他节点直接通信，同时利用其他节点作为中继而与发射范围外的节点进行通信。与传统的带固定设备(如基站)的无线网络相比，其显著特点是网络中没有固定的通信设施，网络中所有通信节点都是移动的，每个移动节点既是终端又是路由器，能够提供包的存储转发功能。由于无须固定通信设施的支持，因此，无线自组织网络具有很高的灵活性，可广泛应用于敌对和不易建设固定通信设施的环境中，如野战通信、紧急搜救、临时会议等。近年来，无线自组织网络已引起了人们的广泛注意，并成为一个新的研究热点。 1.网络的特点 Ad Hoc网络是一种无中心的网络，它与传统的有线网络以及蜂窝移动网络不同，具有如下特点： 1.1独立组网 Ad Hoc网络具有独立组网能力，即网络的布设无需依赖于任何预先架设的网络设施。节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。 1.2无中心 Ad Hoc网络采用无中心结构，所有节点的地位平等，组成一个对等式网络，节点可以随时加入或离开网络，任意节点的故障不会影响整个网络的运行。与有中心网络相比，Ad Hoc网络具有很强的抗毁性。 1.3自组织 Ad Hoc网络没有严格的控制中心，所有节点通过分层的网络协议和分布式算法协调各自的行为。无中心和自组织特点使得Ad Hoc网络可以实现快速自动组网。 1.4多跳路由 与普通网络中的多跳不同，Ad Hoc网络中的多跳路由是由普通节点共同协作完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。反过来，如果可以使
无线传感器网络大作业题目：无线传感网络实现矿井环境检测物联网工程学院计算机科学与技术专业 学号 学生姓名
指导教师宋春霖副教授 二〇一六年五月 摘要：煤矿中的突发事故具有一定的随机性和不确定性。利用无线传感器网络采集矿井中的数据,再将这些数据通过无线网络传输到矿井上的环境监测中心,并把这些数据实时直观地显示出来;尤其是在被监测的瓦斯体积分数超标的时候,还可发出报警信号。采集到的数据会备份到数据库中,通过对这些数据进行科学的分析归纳,能为预测事故和危机的发生提供强有力的数据支持。 关键词：煤矿、突发事故、无线传感网
目录 1、具体应用 (4) 2、设计方面的挑战 (4) 2.1土壤状况与类型 (4) 2.2成本 (5) 2.3功耗问题 (5) 2.4恶劣环境 (5) 3、无线传感网的组成以及架构 (5) 传感器节点 (6) 4、通信架构 (7) 参考文献: (7)
1、具体应用 近些年来，我国的煤矿事故时常发生，一旦出现重大煤矿事故，不仅失去大量矿工人
员的生命，而且还给煤矿企业和国家带来一定的负面影响。我国现有的煤矿井下的检测系统还是传统的有线检测系统，这种检测系统存在着一系列的弊端，比如说，它只能在矿井扩宽的场域方便使用，而在那些工人作业的采煤区域还不能够完全地有效使用。 监控设备不能很好地发挥作用。传统的监控设备，监控范围有限，并且基本采用有线模式传输信号，在矿井中使用十分不便。而无线传感器网络存在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式组成的一个多跳的自组织网络，其目的是采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并通过无线模块发送给观察者。是集数据的采集、融合、分析、传输于一体，具有展开快速、可靠稳定、可维护性好等特点，特别适用于环境恶劣、不方便人工监控和通过有线网络监控的场所。如果将其应用于煤矿中，配上上层监控软件，可以很好地实现对煤矿内重点区域实时监控、显示和预警，对煤矿的安全生产起着非常重要的作用。下面就提出一种基于无线传感网络的煤矿瓦斯预警系统的设计方法。 无线传感器网络由于自身的特殊特点，比如说方便，能够适应各种环境、检测精确度较高和安全可靠性高等特点，在当前的煤矿开采中非常实用，可以解决在环境复杂、恶劣的煤矿中对瓦斯浓度的监控和预警，不仅要实现煤矿采空区的监测和数据的传输,而且开发成本和运行成本也要低,适合于中、小煤矿采空区的温度监测,移植与功能扩展方便,更换与增加不同的传感器又可构建其他监测网络。 2、设计方面的挑战 2.1土壤状况与类型 在地下通信中网络部署与土壤类型密切相关，随着土壤类型的不同功率衰减的特性展现出很大差异，很大程度上引起了网络拓扑结构的设计。另外，天气、湿度、季节等因素对土壤状况的影响也是我们需要考虑的一个重点。
无线网络技术及其应用无线自组织网络的应用 专业： 班级： 姓名： 学号： 成绩：
项目任务： 1、AODV协议应用 2、DSR协议应用 项目分析： 1、AODV AODV路由协议开始工作时，源节点首先会广播一个携带有目的节点信息的路由分组RREQ，然后邻居节点会依次向周围的节点广播这个RREQ。广播RREQ前将会建立该节点到源节点的路由，直到路由分组到达目的节点或者下一个中间节点，这个节点包含了节点的路由信息，就不会再广播RREQ。整个工作过程会建立一个从源节点到目的节点的反向路由。随后该节点将沿着反向路由发回一个RREP，RREP到达源节点之后路由发现过程结束。为了避免路由环路，每个路由分组中都包含了一个sequence ID作为唯一标志，当节点收到一个sequence ID比它当前保留的的sequence ID小的数据包时，说明这个数据包是过期的，将不会进行处理，直接丢弃。发现多条路由时，源节点会选择一条sequence ID大，跳数最少的最佳路由路径。 AODV是一种源驱动路由协议。当一个节点需要给网络中的其他节点传送信息时，如果没有到达目标节点的路由，则必须先以多播的形式发出RREQ(路由请求)报文。RREQ报文中记录着发起节点和目标节点的网络层地址，邻近节点收到RREQ，首先判断目标节点是否为自己。如果是，则向发起节点发送RREP(路由回应)；如果不是，则首先在路由表中查找是否有到达目标节点的路由，如果有，则向源节点单播RREP，否则继续转发RREQ进行查找。 2、DSR DSR中移动节点都维护一个存放路由的快速缓冲区。每当某移动节点要发送分组时，首先查询本地高速路由缓冲区，确定是否存在可用路由，如存在则沿路由发送数据，否则发送一个包含源和目标节点地址的路由请求分组，启动路由发现过程。中间节点收到该请求后，查询本地缓冲区，如无到达目标节点的路由，则将本节点地址加入请求分组后转发，直至将分组转发到目标节点或有到达目标节点路由的中间节点。该节点返回一个路由应答分组，包含了从源到目标路径上所有节点的序列。每个发送的数据分组中都将包含该路径节点序列。因此，中间节点不需保存路由信息，不再需要周期性路由广播和邻居发现。 DSR路由协议有两个主要机制组成——路由寻找机制和路由维护机制。路由
无线传感器网络简介及应用 学院：信息工程与自动化 专业：通信工程 班级：通信XXX班 姓名：XXXXXX 学号：XXXXXXXXXX 日期：2014.6.11
摘要：无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络是目前国内外研究的一个热点方向,具有非常广泛的应用前景,其应用与发展,将对人类的生活和生产的各个领域带来深刻的影响。对目前已经应用于无线传感器网络的具体传感器技术进行了分析,总结了无线传感器网络应用对传感器技术的需求约束。依据这些需求展望了未来可能应用于无线传感器网络的传感器技术。 关键词：无线传感器、网络、应用、发展 正文 一、无线传感器网络的定义 传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。它的英文是WirelessSensorNetwork,简称WSN。无线传感器网络是由散布在工作区域中大量的体积小，成本低，具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的。每个节点可能具有不同的感知形态，例如声纳、震动波、红外线等，节点却可以完成对目标信息的采集、传输、决策制定与实施，实现区域监控、目标跟踪、定位和预测等任务。每一个节点都具有存储、处理、传输数据的能力。通过无线网络，传感器节点之间可以相互交换信息，也可以把信息传送到远程端。 图---无线传感器的内部结构 二、无线传感器网络的主要特点 目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、ADhoc网络等，与这些网络相比，无线传感器网络具有以下特点： 1、集感知、处理、传输为一体。无线传感器网络节点是集传感器（感知部件）、处理器单元（例如AMR7、8680等）、短距离无线通信模块（例如RFM公司的TR1000、Zigbee 传输单元等）于一体的综合系统，通过综合的处理，完成了数据采集，转换和传输，同时由于集成，它实现了节点的微型化，无线传感器网络的应用领域大大拓宽。 2、硬件资源有限。节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能太复杂。 3、电源容量有限。网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。其特殊的应用领
无线网络技术试题集 一、单选题 1. 在设计点对点(Ad Hoc) 模式的小型无线局域时，应选用的无线局域网设备是( )。 A．无线网卡B．无线接入点C．无线网桥D．无线路由器2．在设计一个要求具有NAT功能的小型无线局域网时，应选用的无线局域网设备是( )。 A．无线网卡B．无线接入点C．无线网桥D．无线路由器3．以下关于无线局域网硬件设备特征的描述中，( )是错误的。 A．无线网卡是无线局域网中最基本的硬件 B．无线接入点AP的基本功能是集合无线或者有线终端，其作用类似于有线局域网中的集线器和交换机 C．无线接入点可以增加更多功能，不需要无线网桥、无线路由器和无线网关 D．无线路由器和无线网关是具有路由功能的AP，一般情况下它具有NA T功能 4．以下设备中，( )主要用于连接几个不同的网段，实现较远距离的无线数据通信。 A．无线网卡B．无线网桥C．无线路由器D．无线网关 5．无线局域网采用直序扩频接入技术，使用户可以在( )GHz的ISM频段上进行无线Internet连接。 A．2.0 B．2.4C．2.5 D．5.0 6．一个基本服务集BSS中可以有( )个接入点AP。 A．0或1 B．1C．2 D．任意多个 7．一个扩展服务集ESS中不包含( )。 A．若干个无线网卡B．若干个AP C．若干个BSS D．若干个路由器8．WLAN常用的传输介质为( )。 A．广播无线电波B．红外线C．地面微波D．激光 9．以下不属于无线网络面临的问题的是( ) 。 A．无线信号传输易受干扰B．无线网络产品标准不统一 C．无线网络的市场占有率低D．无线信号的安全性问题 10．无线局域网相对于有线网络的主要优点是( )。 A．可移动性B．传输速度快C．安全性高D．抗干扰性强11．以下哪个网络与其他不属于相同的网络分类标准？( ) A．无线Mesh网B．无线传感器网络C．无线穿戴网D．无线局域网12．当要传播的信号频率在30MHz以上时，通信必须用( )方式。 A．地波B．天波C．直线D．水波13．WLAN的通信标准主要采用( )标准。 A．IEEE802.2 B．IEEE802.3 C．IEEE802.11D．IEEE802.16 14．一个学生在自习室使用无线连接到他的试验合作者的笔记本电脑，他使用的是( )模式。 A．Ad-Hoc B．基础结构C．固定基站D．漫游15．WLAN上的两个设备之间使用的标识码叫( )。 A．BSS B．ESS C．SSID D．NID
自组织网络 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
自组织网络 自组织网络 移动自组织网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，是移动计算机网络的一种，用户终端可以在网内随意移动而保持通信。 自组织网络概述 移动自组织(Ad Hoc)网络是一种多跳的临时性自治系统，它的原型是美国早在1968年建立的ALOHA网络和之后于1973提出的PR(Packet Radio)网络。ALOHA网络需要固定的，网络中的每一个节点都必须和其它所有节点直接连接才能互相通信，是一种单跳网络。直到PR网络，才出现了真正意义上的多跳网络，网络中的各个节点不需要直接连接，而是能够通过中继的方式，在两个距离很远而无法直接通信的节点之间传送信息。PR网络被广泛应用于军事领域。IEEE在开发标准时，提出将PR网络改名为Ad Hoc网络，也即今天我们常说的移动自组织网络。 移动自组织网络。一方面，网络信息交换采用了计算机网络中的机制，而不是电话交换网中的电路交换机制;另一方面，用户终端是可以移动的便携式终端，如笔记本、PDA等，用户可以随时处于移动或者静止状态。无线自组网中的每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端可以运行各种面向用户的应用程序;作为，终端需要运行相应的路由协议。这种和无中心的网络结构能够在部分通信网络遭到破坏后维持剩余的通信能力，具有很强的鲁棒性和抗毁性。 作为一种分布式网络，移动自组织网络是一种自治、多跳网络，整个网络没有固定的基础设施，能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下，提供终端之间的相互通信。由于终端的发射功率和无线覆盖范围有限，因此距离较远的两个终端如果要进行通信就必须借助于其它节点进行分组转发，这样节点之间构成了一种无线多跳网络。[1]