无线mesh网络：一次深入调研

"这篇经典文章是对无线mesh网络的全面调查，已被引用超过1000次，主要讨论了WMN的结构、应用和挑战。" 无线mesh网络（Wireless Mesh Networks，简称WMNs）是由mesh路由器和mesh客户端组成的网络系统。在这样的网络中，mesh路由器具有较低的移动性，它们共同构成了WMNs的骨干。这些路由器不仅为mesh客户端提供网络接入，还为传统的客户端提供服务。通过mesh路由器的网关和桥接功能，WMNs能够与互联网、蜂窝网络、IEEE 802.11、IEEE 802.15、IEEE 802.16、传感器网络等其他网络进行整合。 WMNs的一个关键特性是其mesh客户端可以是固定的或移动的。移动客户端可以互相形成一个客户端mesh网络，并且能与mesh路由器相互连接。这种灵活性使得WMNs能够在各种环境中部署，如城市、农村甚至灾难响应场景，为用户提供灵活的无线接入。 与传统的自组网（Ad Hoc Networks）和无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLANs）相比，WMNs有望克服一些局限并显著提升性能。例如，它们通过多路径路由和冗余连接提高了网络的可靠性和鲁棒性，减少了单点故障的风险。此外，mesh网络的自我修复能力也使得即使在网络部分节点失效的情况下，仍能保持通信。 WMNs的架构通常包括多个层次，例如接入层、汇聚层和核心层，每层都有特定的功能和责任。接入层主要负责客户端的接入，汇聚层处理来自接入层的数据并将流量聚合到核心层，核心层则负责将数据传输到外部网络。 然而，WMNs也面临一系列挑战。首先，由于网络中的多个节点可能同时转发数据，因此需要高效的路由算法来平衡负载和减少延迟。其次，能量效率是一个重要问题，尤其是在移动客户端中，需要优化能量管理策略以延长设备的电池寿命。此外，网络安全和隐私保护也是WMNs需要解决的关键问题，因为开放的无线环境容易遭受攻击和干扰。 为了应对这些挑战，研究者已经提出了多种技术和解决方案，如优化的路由协议（如ODMRP、AODV-Mesh）、能量感知的调度算法以及安全机制（如加密和身份验证）。随着技术的发展，无线mesh网络正逐渐成为实现大规模、自组织无线网络的关键技术，广泛应用于智慧城市、物联网以及应急通信等多个领域。