MANET ist eine Art drahtloses Netzwerk, das nicht auf eine feste Infrastruktur wie einen Router oder Zugangspunkt angewiesen ist.
Der Ursprung von MANETs lässt sich bis in die 1970er Jahre zurückverfolgen, als Forscher begannen, die Nutzung von Paketfunknetzen zu erforschen. Diese Netzwerke wurden erstellt, um eine direkte Kommunikation zwischen Geräten ohne die Verwendung einer festen Infrastruktur zu ermöglichen.
Als Mobile Computing und Innovationen in der drahtlosen Technologie die Schaffung komplexer und dynamischer Netzwerke ermöglichten, begann die Idee eines Ad-hoc-Netzwerks, wie wir es heute kennen, Gestalt anzunehmen.
Seitdem hat sich die Forschung auf dem Gebiet der MANETs weiterentwickelt, wobei neue Protokolle, Algorithmen und Anwendungen entwickelt wurden, um die einzigartigen Herausforderungen dieser Netzwerke anzugehen.
Mal sehen, was es mit diesem MANET auf sich hat und wo es eingesetzt wird.
Inhaltsverzeichnis
Was ist MANET?
MANET steht für Mobile Ad-hoc Network. Es ist eine Art drahtloses Netzwerk, in dem Mobiltelefone, Laptops und Tablets miteinander verbunden werden können, ohne dass eine zentralisierte Infrastruktur oder ein bereits vorhandenes Kommunikationsnetzwerk erforderlich ist.
Bildquelle: networksimulationtools
In einem MANET kommunizieren Geräte miteinander, indem sie ein temporäres Netzwerk bilden. Jedes Gerät fungiert sowohl als Sender als auch als Empfänger von Daten.
Wenn ein Gerät mit einem anderen Gerät kommunizieren möchte, sendet es ein Signal oder eine Nachricht an alle anderen Geräte innerhalb seiner Kommunikationsreichweite. Das beabsichtigte Empfängergerät empfängt die Nachricht und antwortet entsprechend.
Befindet sich das Zielgerät nicht innerhalb seiner direkten Kommunikationsreichweite, sendet es die Nachricht an ein Gerät in der Nähe, das sie dann an das nächste Gerät weiterleitet und so weiter, bis die Nachricht ihr Ziel erreicht.
Die Geräte in einem MANET verwenden ein Routing-Protokoll, um Netzwerkverbindungen dynamisch aufzubauen und aufrechtzuerhalten, während sie sich in den Kommunikationsbereich des anderen hinein- und herausbewegen. Das Routing-Protokoll hilft den Geräten, basierend auf der Netzwerktopologie, der Verbindungsqualität und anderen Faktoren die beste Route für die Weiterleitung von Datenpaketen an ihr Ziel zu bestimmen.
Ein übliches Routing-Protokoll, das in MANETs verwendet wird, ist das Ad-hoc-On-Demand-Distance-Vector-(AODV-)Protokoll. Das AODV-Protokoll ermöglicht es Geräten, Routen nach Bedarf einzurichten, und unterstützt sowohl Unicast- als auch Multicast-Kommunikation.
Ein weiteres Routing-Protokoll, das in MANETs verwendet wird, ist das Dynamic Source Routing (DSR)-Protokoll, das auf Source-Routing basiert und es Geräten ermöglicht, einen Routen-Cache kürzlich verwendeter Routen zu unterhalten.
Warum braucht man MANET?
Im Folgenden sind einige der Funktionen beschrieben, die beschreiben, wie das MANET verwendet werden kann.
Mangelnde Infrastruktur
In Situationen, in denen keine vorhandene Netzwerkinfrastruktur vorhanden ist, wie z. B. an abgelegenen Orten oder bei militärischen Operationen, kann ein MANET schnell eingerichtet werden, ohne sich auf eine bereits vorhandene Infrastruktur zu verlassen.
Flexibilität und Mobilität
Ein MANET kann bei Bedarf einfach eingerichtet und verschoben werden, wodurch es sich ideal für Situationen eignet, in denen das Netzwerk schnell neu konfiguriert werden muss.
Beispielsweise kann bei einer Militäroperation ein MANET eingerichtet und neu konfiguriert werden, wenn Truppen durch verschiedene Orte ziehen.
Kosteneffizient
Die Bereitstellung einer konventionellen Netzwerkinfrastruktur kann gelegentlich sehr kostspielig sein, insbesondere an abgelegenen oder ländlichen Standorten. Ein MANET kann jedoch problemlos mit bereits vorhandenen Geräten eingerichtet werden, was es zu einer kostengünstigeren Option macht.
Automatische Konfiguration
Sie erfordern keine manuelle Konfiguration oder Einrichtung. Wenn Geräte dem Netzwerk beitreten oder es verlassen, passt sich das Routing-Protokoll dynamisch an, um sicherzustellen, dass alle Geräte miteinander kommunizieren können.
Skalierbarkeit
Ein MANET kann nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden, abhängig von der Größe des Netzwerks und der Anzahl der beteiligten Geräte. Dies macht es ideal für Situationen, in denen sich die Netzwerkgröße und -topologie ständig ändern kann, z. B. in einem Katastrophengebiet oder bei einer Veranstaltung im Freien.
Eigenschaften von MANET
Zu den Hauptmerkmalen eines MANET gehören:
Dynamische Topologie
Die Topologie des Netzwerks ändert sich ständig, wenn sich Knoten in Reichweite oder außerhalb der Reichweite bewegen oder neue Knoten dem Netzwerk beitreten oder es verlassen. Dies macht es schwierig, ein stabiles und zuverlässiges Netzwerk aufrechtzuerhalten.
Dezentralisierung
In MANETs gibt es keine zentralisierte Steuerung oder feste Infrastruktur, was bedeutet, dass alle Knoten im Netzwerk zusammenarbeiten müssen, um das ordnungsgemäße Funktionieren des Netzwerks sicherzustellen.
Begrenzte Ressourcen
Mobile Geräte haben eine begrenzte Batterieleistung, Verarbeitungsleistung und Speicherkapazität, was die Leistung und Effizienz des Netzwerks beeinträchtigen kann.
Sicherheitsherausforderungen
MANETs sind anfällig für verschiedene Sicherheitsbedrohungen, wie z. B. Abhören, Abfangen und Denial-of-Service-Angriffe. Das Fehlen einer festen Infrastruktur und die dezentrale Natur des Netzwerks erschweren die Implementierung effektiver Sicherheitsmaßnahmen.
Selbstorganisation
Knoten im Netzwerk müssen sich selbst organisieren, um die Netzwerktopologie zu bilden und aufrechtzuerhalten, was die Verwendung von verteilten Protokollen und Algorithmen erfordert.
Bandbreitenbeschränkungen
Die verfügbare Bandbreite in MANETs ist typischerweise begrenzt und wird von allen Knoten im Netzwerk gemeinsam genutzt, was die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit von Datenübertragungen beeinträchtigen kann.
Mobilität
Die Stabilität und Zuverlässigkeit des Netzwerks kann durch die uneingeschränkte Bewegung seiner Knoten beeinträchtigt werden. Das Pflegen von Routing-Tabellen und das Sicherstellen einer ordnungsgemäßen Datenweiterleitung ist aufgrund der Mobilität schwierig.
Anwendungen von MANET
MANETs haben eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere in Situationen, in denen ein traditionelles verdrahtetes oder drahtloses Netzwerk nicht verfügbar ist. Einige der üblichen Anwendungen von MANETs sind:
Militärische Kommunikation
Wird in militärischen Operationen verwendet, um eine sichere und zuverlässige Kommunikation zwischen Truppen und Fahrzeugen zu gewährleisten, selbst in feindlichen oder abgelegenen Umgebungen.
Soziale Netzwerke
MANETs können verwendet werden, um spontane Kommunikationsnetzwerke in sozialen Situationen wie Konzerten oder Festivals zu bilden, wo traditionelle Netzwerke überlastet oder nicht verfügbar sein können.
Notdienste
Bei Naturkatastrophen wie Erdbeben oder Wirbelstürmen können traditionelle Kommunikationsinfrastrukturen beschädigt oder zerstört werden. Hier können MANETs verwendet werden, um Kommunikationsnetzwerke schnell einzusetzen, um Rettungs- und Hilfsmaßnahmen zu unterstützen.
Sensornetzwerke
MANETs können verwendet werden, um drahtlose Sensoren in Umgebungen wie Landwirtschaft, Umweltüberwachung oder Gesundheitswesen zu verbinden. Die Sensoren können dann miteinander kommunizieren und die Daten können für verschiedene Zwecke gesammelt und analysiert werden.
Verkehrsnetze
Bei der Verbesserung der Sicherheit und Effizienz von Transportsystemen, z. B. bei Fahrzeugen, die miteinander kommunizieren, um Kollisionen zu vermeiden oder Verkehrsinformationen bereitzustellen.
Persönliche Bereichsnetzwerke
Es kann auch für die Kommunikation zwischen persönlichen Geräten wie Smartphones, Tablets und tragbaren Geräten in Situationen verwendet werden, in denen herkömmliche Netzwerke nicht verfügbar sind.
Lernmittel
Auf dem Markt sind mehrere Bücher erhältlich, die einen umfassenden Überblick über MANET bieten, einschließlich seiner Geschichte, Schlüsselkonzepte und aktuellen Forschungstrends. Hier haben wir einige davon aufgelistet.
#1. Anwendungen des mobilen Ad-Hoc-Netzwerks
Dieses Buch vermittelt den Lesern ein umfassendes Verständnis der praktischen Anwendungsfälle von MANETs und ihrer potenziellen Auswirkungen auf verschiedene Domänen.
Darüber hinaus beschreibt das Buch die Verwendung des NS2-Simulationspakets für Implementierungs- und experimentelle Arbeiten, was für Forscher hilfreich sein könnte, die verschiedene Routing-Protokolle in MANETs testen und evaluieren möchten.
#2. Mobile Ad-Hoc-Netzwerke: Aktueller Stand und zukünftige Trends
Dieses Buch ist in 18 Kapitel unterteilt, die jeweils von führenden Experten auf dem Gebiet der Ad-hoc-Vernetzung verfasst wurden. Die Kapitel decken eine breite Palette von Themen im Zusammenhang mit MANETs ab, darunter Routing-Protokolle, Sicherheitsmechanismen, Dienstgüte und Multimedia-Anwendungen.
#3. Node Securing Protocol für effektives Routing im mobilen Ad-Hoc-Netzwerk
Erstens bietet dieses Buch einen detaillierten Überblick über die Herausforderungen, mit denen Ad-hoc-Netzwerke konfrontiert sind, wie das Fehlen einer zentralisierten Infrastruktur, begrenzte Ressourcen und ihre Empfindlichkeit gegenüber Angriffen.
Anschließend schlägt es eine Lösung für diese Herausforderungen durch die Entwicklung des NSP-Protokolls vor.
Es enthält auch detaillierte Diagramme und Beispiele, um den Lesern das Verständnis der vorgestellten Konzepte zu erleichtern.
Anmerkung des Verfassers
Da die Nachfrage nach drahtloser Konnektivität weiter wächst, wird wahrscheinlich auch die Bedeutung von MANETs zunehmen.
Das Ziel der zukünftigen Forschung in diesem Bereich wird es sein, innovative Ansätze zur Lösung der Herausforderungen von MANET zu finden, einschließlich Ressourcenzuweisung, Energiemanagement und QoS-Bereitstellung.
Insgesamt ist das Gebiet der MANETs ein sich schnell entwickelndes Forschungsgebiet mit vielen spannenden Möglichkeiten für Innovation und Entwicklung.
Ich hoffe, Sie fanden diesen Artikel hilfreich, um mehr über mobile Ad-hoc-Netzwerke und deren Verwendung zu erfahren. Sie könnten auch daran interessiert sein, mehr über die Netzwerkoptimierung und die Methoden zu erfahren, die Sie implementieren können, um die Netzwerkleistung zu verbessern.