MANET là một loại mạng không dây không dựa vào cơ sở hạ tầng cố định như bộ định tuyến hoặc điểm truy cập.
Nguồn gốc của MANET có thể bắt nguồn từ những năm 1970, khi các nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu việc sử dụng mạng vô tuyến gói. Các mạng này được tạo ra để đảm bảo liên lạc trực tiếp giữa các thiết bị mà không cần sử dụng cơ sở hạ tầng cố định.
Khi công nghệ điện toán di động và những đổi mới trong công nghệ không dây cho phép tạo ra các mạng phức tạp và năng động, ý tưởng về mạng ad hoc như chúng ta biết ngày nay bắt đầu hình thành.
Kể từ đó, nghiên cứu của MANET tiếp tục phát triển, phát triển các giao thức, thuật toán và ứng dụng mới để giải quyết những thách thức đặc biệt của các mạng này.
Chúng ta hãy xem MANET này là gì và nó được sử dụng ở đâu.
MANET là gì?
MANET là viết tắt của Mạng Ad-hoc di động. Đây là một loại mạng không dây nơi điện thoại di động, máy tính xách tay và máy tính bảng có thể kết nối với nhau mà không cần cơ sở hạ tầng tập trung hoặc mạng liên lạc có sẵn.
Nguồn ảnh: công cụ mô phỏng mạng
Trong mạng MANET, các thiết bị giao tiếp với nhau để tạo thành mạng tạm thời. Mỗi thiết bị đóng vai trò vừa là người gửi vừa là người nhận dữ liệu.
Khi một thiết bị muốn liên lạc với một thiết bị khác, nó sẽ gửi tín hiệu hoặc tin nhắn đến tất cả các thiết bị khác trong phạm vi liên lạc của nó. Thiết bị nhận dự kiến sẽ nhận được tin nhắn và phản hồi tương ứng.
Nếu thiết bị mục tiêu không nằm trong phạm vi liên lạc trực tiếp, nó sẽ gửi tin nhắn đến thiết bị ở gần, sau đó thiết bị này sẽ chuyển tiếp tin nhắn đó đến thiết bị tiếp theo, v.v. cho đến khi tin nhắn đến đích.
Các thiết bị trong mạng MANET sử dụng giao thức định tuyến để thiết lập và duy trì động các kết nối mạng khi chúng di chuyển vào và ra khỏi phạm vi liên lạc của chúng. Giao thức định tuyến giúp các thiết bị xác định tuyến đường tốt nhất để chuyển tiếp gói dữ liệu đến đích dựa trên cấu trúc liên kết mạng, chất lượng liên kết và các yếu tố khác.
Một trong những giao thức định tuyến phổ biến được sử dụng trong mạng MANET là giao thức Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV). Giao thức AODV cho phép các thiết bị thiết lập các tuyến theo yêu cầu và hỗ trợ cả giao tiếp unicast và multicast.
Một giao thức định tuyến khác được sử dụng trong mạng MANET là giao thức Định tuyến nguồn động (DSR), dựa trên định tuyến nguồn và cho phép các thiết bị duy trì bộ đệm của các tuyến được sử dụng gần đây.
Tại sao cần có MANET?
Dưới đây là một số tính năng mô tả cách bạn có thể sử dụng MANET.
Không có cơ sở hạ tầng
Trong những tình huống không có cơ sở hạ tầng mạng hiện có, chẳng hạn như ở những địa điểm xa xôi hoặc trong các hoạt động quân sự, MANET có thể được thiết lập nhanh chóng mà không cần dựa vào cơ sở hạ tầng hiện có.
Tính linh hoạt và tính di động
MANET dễ dàng thiết lập và di chuyển khi cần, lý tưởng cho các trường hợp mạng cần được cấu hình lại nhanh chóng.
Ví dụ, trong một chiến dịch quân sự, MANET có thể được cấu hình và cấu hình lại khi quân đội di chuyển qua các địa điểm khác nhau.
Thuộc kinh tế
Việc triển khai cơ sở hạ tầng mạng thông thường đôi khi có thể cực kỳ tốn kém, đặc biệt là ở những vùng nông thôn hoặc biệt lập. Tuy nhiên, MANET có thể được thiết lập dễ dàng bằng các thiết bị bạn có sẵn, khiến nó trở thành một lựa chọn hợp lý hơn.
Tự động cấu hình
Họ không yêu cầu bất kỳ cấu hình hoặc cài đặt thủ công nào. Khi các thiết bị tham gia hoặc rời khỏi mạng, giao thức định tuyến sẽ tự động điều chỉnh để đảm bảo rằng tất cả các thiết bị có thể giao tiếp với nhau.
Khả năng mở rộng
MANET có thể được tăng hoặc giảm quy mô khi cần thiết, tùy thuộc vào kích thước của mạng và số lượng thiết bị liên quan. Điều này khiến nó trở nên lý tưởng trong các tình huống mà kích thước mạng và cấu trúc liên kết có thể thay đổi liên tục, chẳng hạn như trong khu vực có thảm họa hoặc trong một sự kiện ngoài trời.
Đặc điểm MANET
Các tính năng chính của MANET bao gồm:
Cấu trúc liên kết động
Cấu trúc liên kết mạng liên tục thay đổi khi các nút di chuyển vào và ra khỏi phạm vi hoặc các nút mới tham gia hoặc rời khỏi mạng. Điều này gây khó khăn cho việc duy trì một mạng lưới ổn định và đáng tin cậy.
Phân cấp
Không có cơ sở hạ tầng cố định hoặc điều khiển tập trung trong mạng MANET, nghĩa là tất cả các nút trong mạng phải hoạt động cùng nhau để đảm bảo mạng hoạt động bình thường.
Nguồn tài nguyên giới hạn
Thiết bị di động có nguồn pin, khả năng tính toán và dung lượng lưu trữ hạn chế, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu suất mạng.
Những thách thức về an ninh
Mạng MANET dễ bị tổn thương trước các mối đe dọa bảo mật khác nhau như nghe lén, đánh chặn và tấn công từ chối dịch vụ. Việc thiếu cơ sở hạ tầng lâu dài và tính chất phi tập trung của mạng khiến việc thực hiện các biện pháp bảo mật hiệu quả trở nên khó khăn.
Tự tổ chức
Các nút trong mạng phải tự tổ chức để tạo và duy trì cấu trúc liên kết mạng, yêu cầu sử dụng các giao thức và thuật toán phân tán.
Giới hạn băng thông
Băng thông khả dụng trong mạng MANET thường bị giới hạn và được chia sẻ giữa tất cả các nút trong mạng, điều này có thể ảnh hưởng đến tốc độ và độ tin cậy của việc truyền dữ liệu.
Tính cơ động
Tính ổn định và độ tin cậy của mạng có thể bị ảnh hưởng bởi lưu lượng không hạn chế của các nút. Việc duy trì bảng định tuyến và đảm bảo truyền dữ liệu thích hợp là khó khăn do tính di động.
Ứng dụng MANET
Mạng MANET có nhiều ứng dụng khác nhau, đặc biệt trong những trường hợp không có mạng có dây hoặc không dây truyền thống. Một số ứng dụng phổ biến của MANET là:
thông tin liên lạc quân sự
Được sử dụng trong các hoạt động quân sự để đảm bảo liên lạc an toàn và đáng tin cậy giữa quân đội và phương tiện, ngay cả trong môi trường thù địch hoặc từ xa.
Truyền thông xã hội
Mạng MANET có thể được sử dụng để tạo mạng truyền thông tự phát trong các tình huống xã hội, chẳng hạn như buổi hòa nhạc hoặc lễ hội, nơi mạng truyền thống có thể bị quá tải hoặc không khả dụng.
Các dịch vụ khẩn cấp
Cơ sở hạ tầng truyền thông truyền thống có thể bị hư hỏng hoặc bị phá hủy trong trường hợp xảy ra thiên tai như động đất hoặc bão. Trong trường hợp này, MANET có thể được sử dụng để nhanh chóng triển khai mạng lưới thông tin liên lạc nhằm hỗ trợ các hoạt động cứu hộ và nhân đạo.
Mạng cảm biến
MANET có thể được sử dụng để kết nối các cảm biến không dây trong các môi trường như nông nghiệp, giám sát môi trường hoặc chăm sóc sức khỏe. Sau đó, các cảm biến có thể giao tiếp với nhau và dữ liệu có thể được thu thập và phân tích cho nhiều mục đích khác nhau.
Mạng lưới giao thông
Trong việc cải thiện sự an toàn và hiệu quả của hệ thống giao thông, chẳng hạn như các phương tiện liên lạc với nhau để tránh va chạm hoặc cung cấp thông tin giao thông cập nhật.
mạng cá nhân
Nó cũng có thể được sử dụng để liên lạc giữa các thiết bị cá nhân như điện thoại thông minh, máy tính bảng và thiết bị đeo trong những trường hợp không có mạng truyền thống.
Phương pháp giáo dục
Có một số cuốn sách trên thị trường cung cấp cái nhìn tổng quan toàn diện về MANET, bao gồm lịch sử, các khái niệm chính và xu hướng nghiên cứu hiện tại. Ở đây chúng tôi đã liệt kê một số trong số họ.
# 1. Ứng dụng mạng ad hoc di động
Cuốn sách này cung cấp cho người đọc sự hiểu biết rộng về các trường hợp sử dụng MANET thực tế và tác động tiềm tàng của chúng đối với các lĩnh vực khác nhau.
Ngoài ra, cuốn sách còn mô tả cách sử dụng gói mô phỏng NS2 để triển khai và thử nghiệm, điều này có thể hữu ích cho các nhà nghiên cứu muốn thử nghiệm và đánh giá các giao thức định tuyến khác nhau trong mạng MANET.
#2. Mạng ad hoc di động: hiện trạng và xu hướng tương lai
Cuốn sách này được chia thành 18 chương, mỗi chương được viết bởi các chuyên gia hàng đầu về mạng ad-hoc. Các chương bao gồm nhiều chủ đề MANET, bao gồm các giao thức định tuyến, cơ chế bảo mật, chất lượng dịch vụ và các ứng dụng đa phương tiện.
#3. Giao thức bảo mật nút để định tuyến hiệu quả trong mạng ad hoc di động
Đầu tiên, cuốn sách này cung cấp cái nhìn tổng quan chi tiết về những thách thức mà mạng Ad-hoc phải đối mặt, chẳng hạn như thiếu cơ sở hạ tầng tập trung, nguồn lực hạn chế và các lỗ hổng của chúng.
Sau đó đề xuất giải quyết những thách thức này bằng cách phát triển giao thức NSP.
Nó cũng bao gồm các sơ đồ và ví dụ chi tiết để giúp người đọc hiểu các khái niệm được trình bày.
Ghi chú của tác giả
Khi nhu cầu kết nối không dây tăng lên, tầm quan trọng của MANET cũng có thể tăng lên.
Nghiên cứu trong tương lai trong lĩnh vực này sẽ nhằm mục đích tìm ra các phương pháp tiếp cận sáng tạo để giải quyết các thách thức của MANET, bao gồm phân bổ tài nguyên, quản lý năng lượng và đảm bảo QoS.
Nhìn chung, lĩnh vực MANET là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng với nhiều cơ hội thú vị để đổi mới và phát triển.
Tôi hy vọng bạn thấy bài viết này hữu ích trong việc tìm hiểu về mạng ad hoc di động và cách sử dụng chúng. Bạn cũng có thể muốn tìm hiểu về tối ưu hóa mạng và các phương pháp bạn có thể triển khai để tăng hiệu suất mạng.
