MANET är en typ av trådlöst nätverk som inte är beroende av en fast infrastruktur som en router eller åtkomstpunkt.
Ursprunget till MANETs kan spåras tillbaka till 1970-talet när forskare började utforska användningen av paketradionätverk. Dessa nätverk skapades för att tillhandahålla direkt kommunikation mellan enheter utan användning av en fast infrastruktur.
Eftersom mobil datoranvändning och innovationer inom trådlös teknik möjliggjorde skapandet av komplexa och dynamiska nätverk, började idén om ett ad hoc-nätverk som vi känner det idag ta form.
Sedan dess har forskningen inom området MANET fortsatt att utvecklas, med nya protokoll, algoritmer och applikationer som utvecklats för att möta de unika utmaningarna i dessa nätverk.
Låt oss se vad denna MANET handlar om och var den används.
Innehållsförteckning
Vad är MANET?
MANET står för Mobile Ad-hoc Network. Det är en typ av trådlöst nätverk där mobiler, bärbara datorer och surfplattor kan ansluta till varandra utan behov av en centraliserad infrastruktur eller redan existerande kommunikationsnätverk.
Bildkälla: networksimulationtools
I ett MANET kommunicerar enheter med varandra genom att bilda ett tillfälligt nätverk. Varje enhet fungerar som både sändare och mottagare av data.
När en enhet vill kommunicera med en annan enhet sänder den en signal eller ett meddelande till alla andra enheter inom dess kommunikationsområde. Den avsedda mottagarenheten tar emot meddelandet och svarar därefter.
Om målenheten inte är inom sitt direkta kommunikationsräckvidd, skickar den meddelandet till en närliggande enhet som sedan vidarebefordrar det till nästa enhet och så vidare, tills meddelandet når sin destination.
Enheterna i en MANET använder ett routningsprotokoll för att dynamiskt upprätta och underhålla nätverksanslutningar när de rör sig in och ut ur varandras kommunikationsområde. Routingprotokollet hjälper enheterna att bestämma den bästa vägen för att vidarebefordra datapaket till sin destination baserat på nätverkstopologin, länkkvaliteten och andra faktorer.
Ett vanligt routingprotokoll som används i MANETs är Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV)-protokollet. AODV-protokollet tillåter enheter att upprätta rutter på begäran och stöder både unicast- och multicast-kommunikation.
Ett annat routingprotokoll som används i MANETs är Dynamic Source Routing (DSR)-protokollet, som är baserat på källrouting och tillåter enheter att upprätthålla en ruttcache för nyligen använda rutter.
Varför behöver man MANET?
Nedan finns några av funktionerna för att beskriva hur MANET kan användas.
Brist på infrastruktur
I situationer där det inte finns någon befintlig nätverksinfrastruktur, till exempel på avlägsna platser eller militära operationer, kan ett MANET snabbt upprättas utan att förlita sig på redan existerande infrastruktur.
Flexibilitet och rörlighet
En MANET kan enkelt ställas in och flyttas efter behov, vilket gör dem idealiska för situationer där nätverket snabbt behöver konfigureras om.
Till exempel, i en militär operation, kan en MANET ställas in och omkonfigureras när trupper rör sig genom olika platser.
Kostnadseffektiv
Att distribuera en konventionell nätverksinfrastruktur kan ibland vara extremt kostsamt, särskilt på isolerade platser eller på landsbygden. En MANET kan dock enkelt ställas in med hjälp av redan ägda enheter, vilket gör det till ett mer prisvärt alternativ.
Automatisk konfiguration
De kräver ingen manuell konfiguration eller inställning. När enheter går med i eller lämnar nätverket justeras routingprotokollet dynamiskt för att säkerställa att alla enheter kan kommunicera med varandra.
Skalbarhet
En MANET kan skalas upp eller ner efter behov, beroende på storleken på nätverket och antalet involverade enheter. Detta gör den idealisk för situationer där nätverkets storlek och topologi kan ständigt förändras, till exempel i ett katastrofområde eller utomhusevenemang.
Kännetecken för MANET
De viktigaste egenskaperna hos en MANET inkluderar:
Dynamisk topologi
Nätverkets topologi förändras ständigt när noder rör sig in och utanför räckvidden eller nya noder ansluter till eller lämnar nätverket. Detta gör det utmanande att upprätthålla ett stabilt och pålitligt nätverk.
Decentralisering
Det finns ingen centraliserad kontroll eller fast infrastruktur i MANET, vilket innebär att alla noder i nätverket måste samarbeta med varandra för att säkerställa att nätverket fungerar korrekt.
Begränsade resurser
Mobila enheter har begränsad batterikraft, processorkraft och lagringskapacitet, vilket kan påverka nätverkets prestanda och effektivitet.
Säkerhetsutmaningar
MANET är sårbara för olika säkerhetshot, såsom avlyssning, avlyssning och överbelastningsattacker. Bristen på en fast infrastruktur och nätverkets decentraliserade karaktär gör det utmanande att implementera effektiva säkerhetsåtgärder.
Självorganisering
Noder i nätverket måste självorganisera sig för att bilda och underhålla nätverkstopologin, vilket kräver användning av distribuerade protokoll och algoritmer.
Bandbreddsbegränsningar
Den tillgängliga bandbredden i MANET är vanligtvis begränsad och delas mellan alla noder i nätverket, vilket kan påverka hastigheten och tillförlitligheten för dataöverföringar.
Rörlighet
Nätverkets stabilitet och tillförlitlighet kan påverkas av den obegränsade rörelsen av dess noder. Att underhålla routingtabeller och säkerställa korrekt datavidarebefordran är svårt på grund av mobilitet.
Tillämpningar av MANET
MANET har en mängd olika applikationer, särskilt i situationer där ett traditionellt trådbundet eller trådlöst nätverk inte är tillgängligt. Några av de vanliga applikationerna för MANETs är:
Militär kommunikation
Används i militära operationer för att tillhandahålla säker och pålitlig kommunikation mellan trupper och fordon, även i fientliga eller avlägsna miljöer.
Sociala nätverk
MANET kan användas för att bilda spontana kommunikationsnätverk i sociala situationer som konserter eller festivaler, där traditionella nätverk kan vara överbelastade eller otillgängliga.
Akuttjänster
Traditionell kommunikationsinfrastruktur kan mycket väl skadas eller förstöras vid naturkatastrofer som jordbävningar eller orkaner. Här kan MANETs användas för att snabbt distribuera kommunikationsnätverk för att hjälpa till med räddnings- och hjälpinsatser.
Sensornätverk
MANET kan användas för att ansluta trådlösa sensorer i miljöer som jordbruk, miljöövervakning eller hälsovård. Sensorerna kan sedan kommunicera med varandra och data kan samlas in och analyseras för olika ändamål.
Transportnätverk
För att förbättra säkerheten och effektiviteten för transportsystem, såsom fordon som kommunicerar med varandra för att undvika kollisioner eller för att ge trafikuppdateringar.
Personliga nätverk
Den kan också användas för kommunikation mellan personliga enheter som smartphones, surfplattor och bärbara enheter i situationer där traditionella nätverk inte är tillgängliga.
Lärresurser
Det finns flera böcker tillgängliga på marknaden som ger en omfattande översikt över MANET, inklusive dess historia, nyckelbegrepp och aktuella forskningstrender. Här har vi listat några av dem.
#1. Tillämpningar av mobilt ad hoc-nätverk
Den här boken ger läsarna en bred förståelse för de praktiska användningsfallen för MANETs och deras potentiella inverkan på olika domäner.
Dessutom beskriver boken användningen av simuleringspaketet NS2 för implementering och experimentellt arbete, vilket kan vara till hjälp för forskare som vill testa och utvärdera olika routingprotokoll i MANETs.
#2. Mobila ad hoc-nätverk: aktuell status och framtida trender
Den här boken är organiserad i 18 kapitel var och en skrivna av ledande experter inom området ad-hoc-nätverk. Kapitlen täcker ett brett spektrum av ämnen relaterade till MANET, inklusive routingprotokoll, säkerhetsmekanismer, servicekvalitet och multimediaapplikationer.
#3. Node Securing Protocol för effektiv routing i mobilt ad hoc-nätverk
För det första ger den här boken en detaljerad översikt över de utmaningar som ad-hoc-nätverk står inför, såsom avsaknaden av en centraliserad infrastruktur, begränsade resurser och deras känslighet för attacker.
Den föreslår sedan en lösning på dessa utmaningar genom utvecklingen av NSP-protokollet.
Den innehåller också detaljerade diagram och exempel för att hjälpa läsarna att förstå de presenterade koncepten.
Författarens anteckning
Eftersom efterfrågan på trådlös anslutning fortsätter att växa, kommer också vikten av MANET sannolikt att öka.
Målet med framtida forskning inom detta område kommer att vara att hitta innovativa metoder för att lösa MANETs utmaningar, inklusive resursallokering, energihantering och QoS-försörjning.
Sammantaget är MANETs område ett snabbt växande forskningsområde med många spännande möjligheter för innovation och utveckling.
Jag hoppas att du tyckte att den här artikeln var användbar för att lära dig mer om mobila ad hoc-nätverk och deras användning. Du kanske också är intresserad av att lära dig om nätverksoptimering och de metoder du kan implementera för att förbättra nätverkets prestanda.