代替移动节点构成多播组，简化了多播组的构成，树的 结构，这样就可以减少网络负载，简化树的发现和维护 。 其代价是在通信开始前必须建立框架（spine），路由 不一定是最优的，而且spine节点（MMA）的负担加重 。
概观
接收节点 多播代理 发送节点 移动主机
某时刻的多播树
Multicast tree with MMA
802.1x 蓝牙技术 HomeRF HiperLAN 红外网络（IrDA）
802.11系列无线局域网




1、二战期间：美国陆军利用无线电信号传输资料, 2、1971年，美国夏威夷大学创造了第一个基于分组技 术的无线电通讯网络(ALOHNET网络)，是最早的无线局 域网络, 3、1997年，IEEE推出了其无线局域网络的第一个标准 802.11, 4、1999年9月，IEEE推出了IEEE 802.11a标准和IEEE 802.11b标准， 5、2003年初，IEEE将推出IEEE802.11g标准。
混合式路由协议


是对上两种类型的折中， 把路由刷新只限制在局部范围内，对于 远的节点，采用随选式路由协议， 如区域路由协议（ZRP）等。
MANET组播(multicast)协议

组播作为一种高效的数据分组发送方式，特别 是用于MANET这种资源有限的系统中。
移动终端发送分组给一组移动终端，以一次发送代替多次发送给 单一接受终端；它可以减少网络负载，节省网络带宽。 。
军事应用（续）

自组织网技术正是建立完善的单兵通信 系统的核心技术，它对发展单兵作战系 统起到了关键的作用。
民用和商用

灾害抢险、 医疗救护、 科学考察、 会议室环境、 建立无线信息家电网络。
移动自组织网络的应用简介
四、移动自组织网络的关键技术
移动自组织网络标准

移动自组织网络在物理层和媒质介入控 制层应用到的802.11无线局域网系列标 准主要有 IEEE802.11、 IEEE802.11b、 IEEE802.11a、 IEEE802.11g 。
MANET关键技术
涉及通信、计算机、网络和信息安全等 学科的最先进技术，是最新科学技术与人 类生活需要相结合的产物。
MANET关键技术
移动自组织网络路由协议
移动自组织网络中的移动代理技术 移动自组织网络中的多播算法 移动自组织网络的QoS策略 基于IP的移动自组织网络 移动自组织网络的安全协议
MANET网络现存的问题
网络结构、 点到点通信的动态路由、 点到多点通信的动态多播、 管理和安全。
研究MANET的开始点


准确地描述网络的构成和拓扑:
在MANET中，每一个移动用户都在随机地移动着，而且 可以自发地登录/登出网络，所以网络的拓扑结构频繁 地变化着 由于拓扑的不断变化，路由信息也必须不断更新

移动自组织网络的网络结构
移动蜂窝网络
BSC
BSC
BSC
固定网络
无线局域 网络
移动自组织 网络
二、什么是移动自组织网络？
移动自组织网络

又称移动Ad-hoc网络（MANET：Mobile Ad-hoc NETwork）、对等的（Peer-To-Peer）移动计 算网络、或无框架的移动网络。
采用无线通信技术，通过结点转发，实现网络 内部节点之间的通信。
表驱动路由协议



基于路由表的路由协议， 要求每一个移动节点保留一个或多个表 格来存储路由信息, 每当检测到网络拓扑发生变化时，该节 点发送路由更新消息给整个网络, 收到路由更新消息的节点便更新自己的 路由表内容。
随选路由协议


指当一个节点需要通信时才触发路由查 找过程， 因此每一个移动节点并不用保存实时的 路由信息，等到获得所需的路由时，才 开始发送数据分组。

移动自组织网络的特点



多跳（multi-hop）, 无基础设施（infrastructure-less）, 自组织（self-organized）, 每个移动节点在需要通信时可以自发发起一个网络或 者参加已经存在的网络，也可以自由退出一个网络， 节点移动（node mobility）， 网络中的移动结点都是平等的，互相作为其邻居结点 的路由器， 动态拓扑（dynamic topology）。
三、移动自组织网络的应用
一个移动自组织网络
T1 MH3 MH1 T2 MH3 MH4
MH1
MH4
移动自组织网络的应用场合
临时、突发场合，如： 军事行动、
灾害抢险、
医疗救助、 会议室活动 、 视频点播等。
军事应用




1981年：美国就为海军特谴部队提出了一种高频自组 织网， 1991年：美国又研究了一种“改进型高频数据网”， 充分应用了短波自组织网技术， 1994年：美国抗毁自适应系统演示，以宽带技术为基 础，改善了战术通信的机动性和生存能力， 近年来：美、英、法、荷兰等国的单兵作战系统， 未来的单兵通信系统： 宽带化的、手持或便携式个人移动终端。
无线技术的发展：蜂窝通信网


1G: 模拟话音业务，电路交换 2G: 数字化音业务，数字的电路交换 2.5G: 增强的数字分组交换业务 3G: 无线Internet业务，交互视频，CD 质量的语音 4G: 宽带无线接入，完全无缝，全IP网 络
无线技术的发展：无线局域网等

在网格多播方式中，每个移动节点保留一定数量的相 邻节点的信息，称为网格信息。 这样的多播就会有多条传输路径，不会因为一个连接 的断开而使传输中断。 现有的网格多播方式，在快速移动的环境中因控制开 销的增加会出现网络拥塞。



QoS和信息安全



目前的MANET路由协议，还不能提供QoS 的保证， 目前的安全策略，有安全认证、SSID、 WEP协议等， 一部分WLAN安全策略可用于MANET。 需要适合于MANET的信息安全策略。

无线电波的广播特性，使它更适合于多播传输。

移动多播可以用于FTP服务、语音会议、电视 会议以及其它的点对多点/多点对多点的多媒 体通信。
MANET组播协议分类

按照数据包传递方式分为
基于树（tree）的多播协议 基于网格（mesh）的多播协议
树 vs. 网格

现有树多播方式由于周期性/触发性的路由表刷新而引 入了控制开销，而且多播树的生成造成一定的时延，
为什么移动自组织网络？

移动计算网络发展迅速： 人们对移动服务信息内容和形式的需求 的增加，移动数据业务和多媒体业务在 通信中的比重越来越多。
为什么移动自组织网络？（续）


现有移动计算网络的限制：
蜂窝数字分组数据（CDPD: Cellular digital Packet Data）都需要基站作为中继和管理中心， 传统的Internet都需要设置网关和服务器， 最新的移动IP，无论是在IPv4还是Ipv6中，都需要固 定主机用作本地代理（Home Agent）, 在有框架（Infrastructure）的无线局域网中，也需 要有接入点(Access Point)来完成网络管理和数据中 继的功能。
优点： 提高数据传送速率 增加网络有效带宽
实验结果
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 Size of file(M) 6 8
Transfer time(S)
without SHAKE with SHAKE
基于代理（MMA）的移动多播算法
移动多播代理（Mobile Multicast Agent）：
网络层标准



移动自组织网络的网络层的研究才刚刚开始， 没有全球统一的标准系统， IEEE802.11b标准只是规定了有一种无结构的 工作方式，没有具体的协议内容， Internet工程任务组(IETF)于1996年成立的移 动Ad hoc网络工作组(MANET) ，其主要目标就 是针对移动自组织网络，开发基于IP协议的路 由、多播（multicast）机制。
五、移动计算网络的最新发展
SHAKE
SHAring multiple paths procedure for a cluster type networK Environment CN MN 无线通信信道的共享 Cluster link
MN
Internet
MN
MN=Mobile Node CN=Correspondent Node
MANET路由协议


作为移动自组织网络的关键技术之一， 直接决定了整个网络的性能 ； 路由协议分类有多种方法： 网络规模、移动特点、路由产生途径等
按路由信息产生方式



1、表驱动(table-driven)路由协议（又 称为先验式（proactive）路由协议）、 2、随选（on-demand）路由协议（又称 为后验式（reactive）路由协议）、 3、混合式（Hybrid）路由协议。


优点

1、快速组网 2、廉价组网
难点

1、动态的拓扑需要高性能的路由算法 2、无线信道误码率高 3、带宽受限 4、移动终端的功耗 5、移动信息安全
IEEE802.11b中的Ad-hoc模式
IEEE802.11b中的工作模式1
Ad hoc 网络简介---网络结构
Ad hoc 网络简介---网络结构
第八章 移动自组织网络
概要

1.无线网络的发展 2.什么是移动自组织网络？


3.移动自组织网络的应用
4.移动自组织网络的关键技术