移动Ad Hoc网络
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第2版前言

无线自组织网络技术一直在不停发展,其应用也在不断地深入和拓广。自组织网络技术是战场通信系统(如战术互联网、单兵通信系统等)的重要技术之一;是无线传感器网络(WSN)的基本网络技术;是物联网的重要网络技术之一;是无线局域网(WLAN)、无线个人区域网络(WPAN)必备的网络技术;是车辆通信系统中的核心网络技术。自组织网络技术可以嵌入到许多平台中,提升平台的协作能力、智能水平,以及综合工作能力。无线自组织网络技术也早已是我国中长期规划中的一项基本技术。因此,自然需要一本系统阐述无线自组织网络的基本理论与技术的书。为此,决定对受到读者厚爱的《移动Ad Hoc网络——自组织分组无线网络技术》一书进行修订再版。

在修订过程中,充分吸收当前国际上移动Ad Hoc网络(MANET)领域的最新研究成果;继续保持原书详细描述的编写风格;原书主要内容保持不变,但对具体内容作了调整,同时增加了新的内容。具体说明如下。

(1)对原书章节调整如下:

① 将原“第2章 移动Ad Hoc网络的基本内容”、“第3章 移动Ad Hoc网络的应用”、“第4章 移动Ad Hoc网络中的广播”纳入“第1章 移动Ad Hoc网络概述”。

② 将原“第6章 移动Ad Hoc网络的分配类MAC协议”和“第7章 移动Ad Hoc网络的混合类MAC协议”合并成1章。

③ 删除原“第14章 移动Ad Hoc网络路由协议的对比研究”,只将其中有关路由协议的对比研究内容(即“DSR、AODV、ABR的性能对比及分析”)安排在“移动Ad Hoc网络的按需路由协议”一章中。

④ 原“第14章 移动Ad Hoc网络中的功率与能量效率”主要论述节能问题。考虑到作者在其另一部专著《无线传感器网络技术与应用》中已对此问题有了论述,以及本书篇幅已经较大,故删除此章。

(2)新增一章是“移动Ad Hoc网络的分群技术”。

(3)保留并重新编写“移动Ad Hoc网络的安全”一章。

(4)充实的内容如下:

① 在“移动Ad Hoc网络的MAC协议——竞争类”一章中,增加了多信道CSMA协议,增加了FAMA-NCS、FAMA-NPS协议的正确性分析、吞吐量对比分析。

② 在“移动Ad Hoc网络的按需路由协议”一章中,增加了QoS路由协议(即具有QoS意识的AODV路由协议)。

③ 在“移动Ad Hoc网络的混合路由协议”一章中,增加了灵敏混合自适应路由协议(SHARP)。

④ 在“移动Ad Hoc网络的多径路由协议”一章中,增加了多径源动态路由协议(MP-DSP)、可靠数据交付安全协议(SPREAD)、载荷平衡多径路由协议(MRP-LB)。

⑤ 在“移动Ad Hoc网络的多目标路由协议”一章中,增加了MAODV、ABAM、ODMRP、ADMR的性能,ODMRP的优化,ABAM与ODMRP的对比分析,ODMRP与MAODV的对比分析。

⑥ 在“移动Ad Hoc网络的IP地址分配技术”一章中,增加了跨层交互对TCP性能的影响,环形地址自动配置协议(RAA)。

⑦ 在“移动Ad Hoc网络中的TCP”一章中,增加了提高MANET环境中TCP性能的机制,如小数窗口递增策略与按需路由协议链路中断容忍机制。

⑧ 在“第12章 移动Ad Hoc网络的QoS”一章中,增加了MANET服务质量(QoS)的基本概念。

(5)修订版各章篇幅大致一样。全书共14章(减少了5章,既保留了原书的基本内容,又增加了许多新内容),安排如下:

“第1章 移动Ad Hoc网络概述”介绍MANET的发展历史、基本概念、特点、基本内容,分析MANET面临的问题和挑战,详细描述MANET广播技术,分析和介绍MANET的应用。

“第2 章 移动Ad Hoc网络的MAC协议——竞争类”介绍的竞争类MAC协议包括ALOHA,CSMA,基于控制分组握手的竞争访问控制协议(如MACA、MACAW、FAMA、IEEE 802.11 MAC、MACA-BI),忙音类多址访问协议[如BTMA、DBTMA、RI-BTMA、无线碰撞检测(WCD)],多信道CSMA协议。

“第3章 移动Ad Hoc网络的MAC协议——分配类和混合类”详细描述TDMA、五步预留协议(FPRP)、跳频预留多址访问协议(HRMA)、混合时分多址访问协议(HTDMA),简单介绍了一种TDMA和CSMA的混合协议、ADAPT、ABROAD、AGENT、Meta-协议。

“第4章 移动Ad Hoc网络的主动式路由协议”详细描述MANET两个典型的主动式路由协议,即最优化链路状态(OLSR)协议和基于反向路径转发的拓扑分发(TBRPF)协议。

“第5章 移动Ad Hoc网络的源动态路由协议”详细描述源动态路由协议(DSR)。

“第6章 移动Ad Hoc网络的按需路由协议”详细描述MANET两个典型按需路由协议,一个是Ad Hoc按需距离矢量路由(AODV)协议,另一个是基于相互关系的路由(ABR)协议,接着详细描述具有QoS意识的AODV路由协议,最后比较DSR、AODV、ABR的性能。

“第7章 移动Ad Hoc网络的混合路由协议”详细描述域路由协议(ZRP)、抢先式路由协议、灵敏混合自适应路由协议(SHARP)。

“第8章 移动Ad Hoc网络的多径路由协议”介绍多径路由的基本概念,详细描述Ad Hoc按需多径距离矢量路由协议(AOMDV)、分离多径路由路由(SMR)、多径源动态路由协议(MP-DSP)、可靠数据交付安全协议(SPREAD)、载荷平衡多径路由协议(MRP-LB)。

“第9章 移动Ad Hoc网络的多目标路由协议”详细描述Ad Hoc按需距离矢量多目标路由协议(MAODV)、基于相互关系的多目标路由协议(ABAM)、按需多目标路由协议(ODMRP)、自适应按需驱动多目标路由协议(ADMR)。

“第10章 移动Ad Hoc网络的分群技术”介绍分群的基本概念,详细描述基于节点ID和网络连通性的分群技术[包括最小ID分群算法(MinID)和最高连通性分群算法(MaxDegree)]、自适应分群算法、基于节点权重的分群技术[包括加权分群算法(WCA)和分布式分群算法(DCA)]、基于节点移动性的分群技术、基于弱连通支配集(WCDS)的分群技术。

“第11章 移动Ad Hoc网络的IP地址分配技术”分析MANET IP地址分配面临的困难与基本要求,介绍MANET IP地址分配算法的分类,详细描述Perkins冲突检测分配法、分布式动态主机配置协议(DDHCP)、基于二分法的主动式IP地址动态分配法、预测分配法、环形地址自动配置协议(RAA)。

“第12章 移动Ad Hoc网络的QoS”介绍MANET服务质量(QoS)的基本概念,详细描述基于MACA/PR的QoS体系、INSIGNIA服务质量框架体系、综合移动Ad Hoc服务质量QoS框架体系(iMAQ)。

“第13章 移动Ad Hoc网络中的TCP”分析和介绍多跳无线信道、MAC协议、多径路由协议、跨层交互对TCP性能的影响,详细介绍一些提高MANET环境中TCP性能的措施(如反馈策略、乱序检测与响应对策、小数窗口递增策略与按需路由协议链路中断容忍机制)。

“第14章 移动Ad Hoc网络的安全”介绍和分析MANET的安全目标、安全要求、面临的安全挑战和安全威胁、安全攻击,详细描述了一些MANET的安全技术(如多层次多方面安全防护对策、MANET网络层分组交付功能的SCAN安全解决方案、对抗分组注入攻击的简易夹层对策(LIP)、对抗MANET蠕虫攻击的分组束缚对策)。

本次修订工作主要由陈林星和曾曦两位研究员完成。其中中国电子科技集团公司第三十研究所的曾曦研究员完成第11章“移动Ad Hoc网络的IP地址分配技术”、第13章“移动Ad Hoc网络中的TCP”的修订和编写工作,并完成了本书中大多数图形的描绘;陈林星研究员完成其余各章的修订和编写工作,并负责全书的统稿;参加修订和编写的还有骆睿、方丽群、曾晖、刘陶惠、曾令长、马蓉、张虎、刘科、刘玲玲、曾德蓉、刘飙、廖昌秀等。

本次修订参阅了大量的研究文献和资料。在每章最后列出本章的参考资料。对于本书修订及出版,电子工业出版社给予了大力支持。作者在此一并表示感谢,同时感谢帮助作者完成本书编写及修订的所有人士!

借此修订版出版之际,作者特别感谢本书读者,感谢您们指出书中的错误!

由于作者水平有限,本书难免有缺陷甚至错误。非常欢迎读者给予指正。联系信箱:clx-clx-clx@163.com