Ad Hoc网络协议栈通用要求研究

    在源分发树算法中，对每一对节点要单独构造分发树，一个群组会有多个分发树存在。共享分发树算法针对一个群组只构造一棵分发树。源分发树的优点是单独构造的分发树可以降低数据分组的网络延时，优化传输性能；缺点是由于有多个分发树的存在，所有发送节点消耗的网络带宽总和要高于共享分发树，路由维护的复杂度和网络开销都会增加。因此，从网络带宽的使用效率和消耗上看，共享分发树算法更适合在Ad Hoc网络环境下使用。

    由于目前在有线网络环境下使用的共享分发树算法大多是根据底层单播路由协议提供的距离-矢量信息，采用逆向路径转发机制建立和更新多播分发树，所以在Ad Hoc网络环境下使用依然存在问题。Ad Hoc网络环境下，拓扑结构的变化速度要比单播路由协议计算路由的速度快，也比多播路由协议的反应速度快，分发树的构造往往赶不上网络的变化，这是共享分发树所面临的最大的问题。如果采用链路状态法的多播路由协议，如多波开放式最短路径优先协议(MOSPF)，这个问题将更严重。在一个中等大小的Ad Hoc网络环境中，要做到路由信息的变化与拓扑结构的变化迅速保持一致是非常困难的。

    总之，在Ad Hoc网络环境中，对于多播路由协议的设计的关键在于如何有效迅速地对网络拓扑结构发生的变化作出反应。

    4 传输层

    传输层负责排序接收的数据并将其送交相应的应用程序，检测分组的错误和重传分组。最常用的传输层协议包括数据报协议(UDP)和传输控制协议(TCP)。TCP面向连接、保证分组的可靠按需到达，具有流量控制和拥塞控制机制，实现复杂，开销大。当前的TCP是为有线网络环境设计的，不能区分拥塞、传输错误以及路由失效引起的分组丢失，不适于无线环境特别是Ad Hoc网络环境，因此需要修改和加强。

    语音业务是Ad Hoc网络中的常见业务。这就要使用到实时传送协议/实时传输控制协议(RTP/RTCP)和信令控制传输协议(SCTP)。RTP建立在UDP的基础之上，SCTP替代TCP传输呼叫信令方面的数据。

    在不同的网络规模和结构下，不同长度的业务数据对网络会造成不同的影响。一方面，长度大的数据的传输会占据较长的网络传输时间，因网络环境变化造成的重传会增加网络的负担；另一方面，太短的数据的传输会因为管理开销的比例增加而降低网络的效率。可以针对不同的网络环境适配最佳的数据长度。

    5 应用层

    应用层的关注重点是网络效率问题。目前Ad Hoc网络要确保能够应用的QoS，几乎是不可能的。尽管链路层和网络层的自适应机制能够为应用提供一定的QoS保障，但是这种QoS会随着信道条件、网络拓扑和用户要求的变化而变化，因此应用需要根据网络提供的QoS进行变化。此外，还可以采用QoS协商机制通过降低低等级用户的QoS来提高高等级用户的服务质量。由于不同的应用具有不同的QoS要求，它们可以互相协调以获得可以接受的服务性能。节点的有限能量要求网络性能和网络寿命的折衷，这些折衷也是随网络的变化而动态变化的。

    6 结束语

    Ad Hoc网络由于自组织和多跳的存在，对网络协议栈的各个层次都提出了和有线网络不同的要求，特别是对于MAC层和网络层。设计优秀的网络协议栈必须考虑到Ad Hoc网络的特点，并在各方面的影响因素中进行折衷，以获取最高的效率和最小代价的平衡。

    7 参考文献

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