无线Ad Hoc与mesh网络路由算法调查

"这篇论文是一份关于无线Ad Hoc和mesh网络路由算法的调查报告，由Eiman Alotaibi和Biswanath Mukherjee撰写，来自加利福尼亚大学戴维斯分校计算机科学系。文章详细探讨了这两种无线网络的发展现状，并重点研究了多跳网络中的路由算法。该论文在2010年2月首次提交，经过修订后于2010年11月18日再次提交，并于2011年10月20日被接受，最终于2011年11月15日在线发布。关键词包括无线Mesh网络、Ad Hoc网络、多跳网络和路由算法。" **无线Ad Hoc网络** 无线Ad Hoc网络是一种自组织网络，其中的用户设备能够直接通信，无需依赖中央基础设施。这种网络模式特别适合于临时或动态环境，如灾难救援、军事应用和移动计算。在Ad Hoc网络中，数据包通过多个节点的接力传递，即多跳通信，来实现远距离传输。由于网络拓扑可能频繁变化，因此Ad Hoc网络的路由算法设计需要考虑节点的移动性和网络的动态性。 **无线Mesh网络 (WMN)** 无线Mesh网络则是一种更加结构化的多跳网络，其中的节点不仅作为终端设备，还可能作为路由器，帮助转发其他节点的数据。WMN通常由固定的接入点或mesh路由器组成，它们形成一个网格状的拓扑，可以提供广域覆盖和高带宽。Mesh网络的特点是能够提供冗余路径，增强网络的可靠性和容错能力。此外，它们还可以通过分布式路由协议自我修复网络连接。 **路由算法的重要性** 在无线Ad Hoc和mesh网络中，路由算法扮演着关键角色。这些算法必须能够有效地处理节点移动、网络拓扑变化、带宽限制以及能量效率等问题。常见的Ad Hoc路由算法包括Dijkstra的最短路径优先（Dijkstra's SPF）、动态源路由（Dynamic Source Routing, DSR）、临时按需距离向量路由（Temporally-Ordered Routing Algorithm, TORA）等。而在mesh网络中，路由算法通常更加复杂，例如Mesh分层路由（Hierarchical Mesh Networking, HMN）、信息为中心的路由（Information-Centric Networking, ICN）以及优化链接状态路由（Optimized Link State Routing, OLSR）。 **多跳网络的挑战与解决方案** 多跳网络面临的主要挑战包括路由效率、网络拥塞、能量效率和安全性。路由效率要求算法能够在动态网络中快速找到最佳路径；网络拥塞管理需要平衡负载，防止节点过载；能量效率对于电池驱动的设备尤为重要，需要设计节能策略；而安全性则涉及防止恶意攻击和数据保护。 为了应对这些挑战，研究者们提出了一系列创新策略，如基于信誉的路由、能量感知路由、QoS路由和安全路由。这些方法通过结合网络状态信息、节点行为评估和安全机制，提高了网络的整体性能。 这篇survey paper深入分析了无线Ad Hoc和mesh网络的当前状态，特别是其路由算法的研究进展，对于理解这两种网络的核心特性和挑战，以及未来可能的发展趋势，具有重要的参考价值。