MANET — це тип бездротової мережі, яка не покладається на фіксовану інфраструктуру, таку як маршрутизатор або точка доступу.
Походження MANET можна простежити до 1970-х років, коли дослідники почали досліджувати використання пакетних радіомереж. Ці мережі були створені для забезпечення прямого зв’язку між пристроями без використання фіксованої інфраструктури.
Оскільки мобільні обчислення та інновації в бездротових технологіях дозволили створювати складні та динамічні мережі, почала формуватися ідея тимчасової мережі, якою ми її знаємо сьогодні.
З тих пір дослідження в області MANET продовжують розвиватися, розробляються нові протоколи, алгоритми та програми для вирішення унікальних проблем цих мереж.
Давайте подивимося, що таке MANET і де він використовується.
Що таке MANET?
MANET означає Mobile Ad-hoc Network. Це тип бездротової мережі, у якій мобільні телефони, ноутбуки та планшети можуть з’єднуватися один з одним без необхідності централізованої інфраструктури чи попередньо існуючої мережі зв’язку.
Джерело зображення: networksimulationtools
У MANET пристрої взаємодіють один з одним, утворюючи тимчасову мережу. Кожен пристрій виступає і відправником, і отримувачем даних.
Коли пристрій хоче зв’язатися з іншим пристроєм, він транслює сигнал або повідомлення всім іншим пристроям у межах свого діапазону зв’язку. Передбачений пристрій одержувача отримує повідомлення та відповідає відповідним чином.
Якщо цільовий пристрій знаходиться поза зоною прямого зв’язку, він надсилає повідомлення на сусідній пристрій, який потім пересилає його на наступний пристрій і так далі, доки повідомлення не досягне пункту призначення.
Пристрої в MANET використовують протокол маршрутизації для динамічного встановлення та підтримки мережевих з’єднань, коли вони переміщуються в діапазон зв’язку один одного та виходять із нього. Протокол маршрутизації допомагає пристроям визначати найкращий маршрут для пересилання пакетів даних до місця призначення на основі топології мережі, якості з’єднання та інших факторів.
Одним із поширених протоколів маршрутизації, що використовується в MANET, є протокол Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV). Протокол AODV дозволяє пристроям встановлювати маршрути на вимогу та підтримує як одноадресну, так і багатоадресну передачу.
Іншим протоколом маршрутизації, що використовується в MANET, є протокол динамічної маршрутизації джерела (DSR), який базується на маршрутизації джерела та дозволяє пристроям підтримувати кеш маршрутів нещодавно використаних маршрутів.
Навіщо потрібен MANET?
Нижче наведено деякі функції, які описують, як можна використовувати MANET.
Відсутність інфраструктури
У ситуаціях, коли немає існуючої мережевої інфраструктури, наприклад у віддалених місцях або під час військових операцій, MANET можна швидко встановити, не покладаючись на вже існуючу інфраструктуру.
Гнучкість і мобільність
MANET можна легко налаштувати та перемістити за потреби, що робить їх ідеальними для ситуацій, коли мережу потрібно швидко переналаштувати.
Наприклад, під час військової операції MANET можна налаштувати та переконфігурувати, коли війська пересуваються різними місцями.
Економічно ефективним
Розгортання звичайної мережевої інфраструктури іноді може бути надзвичайно дорогим, особливо в ізольованих або сільських місцях. Однак MANET можна легко налаштувати за допомогою вже наявних пристроїв, що робить його більш доступним варіантом.
Автоконфігурація
Вони не вимагають ручного налаштування чи налаштування. Коли пристрої приєднуються або залишають мережу, протокол маршрутизації динамічно налаштовується, щоб усі пристрої могли спілкуватися один з одним.
Масштабованість
MANET можна збільшити або зменшити за потреби, залежно від розміру мережі та кількості залучених пристроїв. Це робить його ідеальним для ситуацій, коли розмір і топологія мережі можуть постійно змінюватися, наприклад, у зоні стихійного лиха або подій на відкритому повітрі.
Характеристика MANET
Основні характеристики MANET включають:
Динамічна топологія
Топологія мережі постійно змінюється, оскільки вузли переміщуються в зону дії та виходять із неї, або нові вузли приєднуються чи залишають мережу. Це ускладнює підтримку стабільної та надійної мережі.
Децентралізація
У MANET немає централізованого контролю або фіксованої інфраструктури, що означає, що всі вузли в мережі повинні співпрацювати один з одним, щоб забезпечити належне функціонування мережі.
Обмежені ресурси
Мобільні пристрої мають обмежений заряд батареї, потужність обробки та ємність пам’яті, що може вплинути на продуктивність і ефективність мережі.
Проблеми безпеки
MANET вразливі до різних загроз безпеці, таких як підслуховування, перехоплення та атаки на відмову в обслуговуванні. Відсутність фіксованої інфраструктури та децентралізований характер мережі ускладнюють впровадження ефективних заходів безпеки.
Самоорганізація
Вузли в мережі повинні самоорганізовуватися для формування та підтримки топології мережі, що вимагає використання розподілених протоколів і алгоритмів.
Обмеження пропускної здатності
Доступна смуга пропускання в MANET зазвичай обмежена та ділиться між усіма вузлами мережі, що може вплинути на швидкість і надійність передачі даних.
Мобільність
На стабільність і надійність мережі може вплинути необмежений рух її вузлів. Підтримка таблиць маршрутизації та забезпечення правильного пересилання даних ускладнюється через мобільність.
Застосування MANET
MANET мають різноманітні застосування, особливо в ситуаціях, коли традиційна дротова або бездротова мережа недоступна. Деякі з поширених застосувань MANET:
Військовий зв’язок
Використовується у військових операціях для забезпечення безпечного та надійного зв’язку між військами та транспортними засобами, навіть у ворожому чи віддаленому середовищі.
Соціальні мережі
MANET можна використовувати для формування спонтанних комунікаційних мереж у соціальних ситуаціях, таких як концерти чи фестивалі, де традиційні мережі можуть бути перевантаженими або недоступними.
Аварійні служби
Традиційні комунікаційні інфраструктури цілком можуть бути пошкоджені або знищені у разі стихійних лих, таких як землетруси чи урагани. Тут MANET можна використовувати для швидкого розгортання комунікаційних мереж для допомоги в рятувальних роботах і наданні допомоги.
Сенсорні мережі
MANET можна використовувати для підключення бездротових датчиків у таких середовищах, як сільське господарство, екологічний моніторинг або охорона здоров’я. Потім датчики можуть спілкуватися один з одним, а дані можна збирати й аналізувати для різних цілей.
Транспортні мережі
Підвищення безпеки та ефективності транспортних систем, наприклад транспортних засобів, які спілкуються один з одним, щоб уникнути зіткнень або надати оновлення дорожнього руху.
Персональні мережі
Його також можна використовувати для зв’язку між персональними пристроями, такими як смартфони, планшети та переносні пристрої в ситуаціях, коли традиційні мережі недоступні.
Навчальні ресурси
На ринку є кілька книг, які містять вичерпний огляд MANET, включаючи його історію, ключові концепції та сучасні тенденції досліджень. Тут ми перерахували деякі з них.
#1. Програми мобільної спеціальної мережі
Ця книга дає читачам широке розуміння практичних випадків використання MANET та їх потенційного впливу на різні домени.
Крім того, у книзі описано використання пакета моделювання NS2 для реалізації та експериментальної роботи, що може бути корисним для дослідників, які хочуть протестувати та оцінити різні протоколи маршрутизації в MANET.
#2. Мобільні спеціальні мережі: поточний стан і майбутні тенденції
Ця книга складається з 18 розділів, кожен з яких написаний провідними експертами в області спеціальних мереж. Розділи охоплюють широкий спектр тем, пов’язаних з MANET, включаючи протоколи маршрутизації, механізми безпеки, якість обслуговування та мультимедійні програми.
#3. Протокол захисту вузлів для ефективної маршрутизації в мобільній мережі Ad Hoc
По-перше, ця книга містить детальний огляд проблем, з якими стикаються мережі Ad-hoc, наприклад, відсутність централізованої інфраструктури, обмежені ресурси та їх чутливість до атак.
Потім пропонується вирішення цих проблем шляхом розробки протоколу NSP.
Він також містить докладні діаграми та приклади, які допоможуть читачам зрозуміти представлені концепції.
Примітка автора
Оскільки попит на бездротове з’єднання продовжує зростати, важливість MANET, ймовірно, також зросте.
Метою майбутніх досліджень у цій галузі буде пошук інноваційних підходів до вирішення проблем MANET, включаючи розподіл ресурсів, управління енергією та надання QoS.
Загалом, галузь MANET – це сфера досліджень, що швидко розвивається, з багатьма захоплюючими можливостями для інновацій та розвитку.
Сподіваюся, ця стаття знайшла для вас корисну інформацію про мобільні спеціальні мережі та їх використання. Вам також може бути цікаво дізнатися про оптимізацію мережі та методи, які можна застосувати для підвищення продуктивності мережі.
