O rețea MANET este un tip de rețea wireless care operează fără o structură fixă, precum un router sau un punct de acces central.
Începuturile rețelelor MANET se găsesc în anii ’70, când cercetătorii au explorat rețelele radio de pachete. Aceste rețele au fost create pentru a oferi comunicații directe între dispozitive, eliminând necesitatea unei infrastructuri predefinite.
Progresele în tehnologia wireless și calculul mobil au facilitat crearea unor rețele dinamice și complexe, ceea ce a condus la dezvoltarea rețelelor ad-hoc, așa cum le cunoaștem astăzi.
De atunci, studiile în domeniul MANET au avansat continuu, fiind dezvoltate noi protocoale, algoritmi și aplicații pentru a face față provocărilor unice ale acestor rețele.
În continuare, vom analiza ce presupune un MANET și unde este utilizat.
Ce reprezintă un MANET?
Termenul MANET, abreviere pentru Mobile Ad-hoc Network, se referă la un tip de rețea wireless în care dispozitivele mobile, cum ar fi telefoanele, laptopurile și tabletele, se conectează direct între ele, fără a fi nevoie de o infrastructură centralizată sau de o rețea de comunicații preexistentă.
Sursa imagine: networksimulationtools
Într-o rețea MANET, dispozitivele comunică între ele, formând o rețea temporară. Fiecare dispozitiv acționează atât ca sursă, cât și ca destinație a datelor.
Atunci când un dispozitiv dorește să comunice cu un altul, transmite un semnal sau un mesaj către toate celelalte dispozitive din raza sa de acoperire. Dispozitivul destinatar primește mesajul și răspunde corespunzător.
Dacă dispozitivul țintă nu se află în raza de acoperire directă, mesajul este transmis către un dispozitiv din apropiere, care la rândul său îl redirecționează către următorul dispozitiv, și tot așa până când mesajul ajunge la destinație.
Dispozitivele dintr-o rețea MANET utilizează un protocol de rutare pentru a stabili și menține dinamic conexiunile de rețea, adaptându-se la mișcarea dispozitivelor și la modificările razei lor de acoperire. Protocolul de rutare ajută dispozitivele să determine cea mai eficientă cale pentru transmiterea pachetelor de date, ținând cont de topologia rețelei, calitatea conexiunii și alți factori relevanți.
Un protocol de rutare frecvent utilizat în rețelele MANET este Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV). Protocolul AODV permite dispozitivelor să stabilească rute la cerere și suportă atât comunicații unicast, cât și multicast.
Un alt protocol de rutare utilizat în MANET este Dynamic Source Routing (DSR), care se bazează pe rutarea sursă și permite dispozitivelor să mențină o memorie cache cu rutele utilizate recent.
De ce este util un MANET?
Mai jos sunt câteva caracteristici care demonstrează utilitatea unui MANET:
Absența infrastructurii
În situații unde nu există o infrastructură de rețea existentă, cum ar fi zonele izolate sau operațiunile militare, un MANET poate fi configurat rapid fără a depinde de o infrastructură preexistentă.
Flexibilitate și mobilitate
Un MANET poate fi ușor configurat și mutat conform necesităților, fiind ideal pentru situații în care rețeaua trebuie adaptată rapid.
De exemplu, într-o operațiune militară, un MANET poate fi configurat și reconfigurat pe măsură ce trupele se deplasează prin diferite locații.
Eficiență costurilor
Implementarea unei infrastructuri de rețea convenționale poate fi costisitoare, mai ales în locații izolate sau rurale. Un MANET, însă, poate fi configurat cu dispozitivele deja disponibile, devenind o opțiune mai accesibilă.
Configurare automată
Nu necesită configurare manuală. Pe măsură ce dispozitivele se conectează sau se deconectează, protocolul de rutare se ajustează dinamic pentru a asigura comunicarea între toate dispozitivele.
Scalabilitate
Un MANET poate fi extins sau redus în funcție de dimensiunea rețelei și de numărul de dispozitive implicate. Acest lucru îl face ideal pentru situații unde dimensiunea și topologia rețelei se pot schimba constant, ca în zonele afectate de dezastre sau la evenimente în aer liber.
Caracteristicile unui MANET
Principalele caracteristici ale unei rețele MANET includ:
Topologie dinamică
Topologia rețelei se modifică în permanență, pe măsură ce dispozitivele se deplasează sau intră/ies din raza de acoperire sau se alătură/părăsesc rețeaua. Acest lucru complică menținerea unei rețele stabile și fiabile.
Descentralizare
Nu există control centralizat sau infrastructură fixă în rețelele MANET. Toate dispozitivele trebuie să colaboreze pentru a asigura funcționarea corectă a rețelei.
Resurse limitate
Dispozitivele mobile au o putere limitată a bateriei, a procesorului și capacitate de stocare, ceea ce poate afecta performanța și eficiența rețelei.
Provocări de securitate
Rețelele MANET sunt vulnerabile la diverse amenințări de securitate, cum ar fi interceptarea datelor, atacurile de tip „man-in-the-middle” și atacurile de tip denial of service. Lipsa unei infrastructuri fixe și natura descentralizată a rețelei fac dificilă implementarea unor măsuri eficiente de securitate.
Autoorganizare
Dispozitivele din rețea trebuie să se auto-organizeze pentru a forma și menține topologia rețelei, ceea ce necesită utilizarea unor protocoale și algoritmi distribuiți.
Constrângeri de lățime de bandă
Lățimea de bandă disponibilă într-o rețea MANET este, de obicei, limitată și partajată între toate dispozitivele, ceea ce poate afecta viteza și fiabilitatea transmisiei de date.
Mobilitate
Mișcarea liberă a dispozitivelor poate afecta stabilitatea și fiabilitatea rețelei. Menținerea tabelelor de rutare și asigurarea unei redirecționări corespunzătoare a datelor este dificilă din cauza mobilității.
Aplicațiile rețelelor MANET
Rețelele MANET sunt utilizate într-o varietate de aplicații, mai ales în situațiile unde o rețea tradițională, cu fir sau wireless, nu este disponibilă. Câteva exemple de aplicații comune ale MANET sunt:
Comunicații militare
Utilizate în operațiunile militare pentru a asigura o comunicare sigură și fiabilă între trupe și vehicule, inclusiv în medii ostile sau izolate.
Rețele sociale
Rețelele MANET pot fi folosite pentru a crea rețele de comunicare spontane în cadrul evenimentelor sociale, precum concerte sau festivaluri, unde rețelele tradiționale pot fi aglomerate sau indisponibile.
Servicii de urgență
Infrastructurile tradiționale de comunicații pot fi deteriorate sau distruse în cazul dezastrelor naturale, cum ar fi cutremure sau uragane. În aceste situații, MANET-urile pot fi folosite pentru a implementa rapid rețele de comunicații, care să ajute la eforturile de salvare și ajutor.
Rețele de senzori
Rețelele MANET pot fi folosite pentru a conecta senzori wireless în diverse domenii, cum ar fi agricultura, monitorizarea mediului sau asistența medicală. Senzorii pot comunica între ei, iar datele pot fi colectate și analizate în diverse scopuri.
Rețele de transport
Contribuie la îmbunătățirea siguranței și eficienței sistemelor de transport, prin comunicarea dintre vehicule, pentru a preveni coliziunile sau pentru a oferi actualizări de trafic.
Rețele personale
Pot fi folosite și pentru comunicarea între dispozitive personale, cum ar fi smartphone-uri, tablete și dispozitive portabile, în situațiile unde rețelele tradiționale nu sunt disponibile.
Resurse de învățare
Există numeroase cărți care oferă o imagine cuprinzătoare asupra MANET, incluzând istoricul, conceptele cheie și tendințele actuale din cercetare. Mai jos sunt câteva dintre acestea.
#1. Aplicații ale rețelei mobile ad-hoc
Această carte oferă o înțelegere amplă a cazurilor practice de utilizare a MANET și a impactului lor potențial în diverse domenii.
În plus, cartea descrie utilizarea pachetului de simulare NS2 pentru implementare și studii experimentale, care ar putea fi utilă pentru cercetătorii care doresc să testeze și să evalueze diferite protocoale de rutare în MANET.
#2. Rețele mobile ad-hoc: starea actuală și tendințe viitoare
Această carte este structurată în 18 capitole, fiecare fiind scris de experți în domeniul rețelelor ad-hoc. Capitolele acoperă o gamă largă de subiecte legate de MANET, incluzând protocoale de rutare, mecanisme de securitate, calitatea serviciului și aplicații multimedia.
#3. Protocolul de securizare a nodurilor pentru rutarea eficientă în rețeaua ad-hoc mobilă
În primul rând, această carte oferă o analiză detaliată a provocărilor cu care se confruntă rețelele ad-hoc, cum ar fi lipsa unei infrastructuri centralizate, resursele limitate și vulnerabilitatea la atacuri.
Apoi, propune o soluție la aceste provocări prin dezvoltarea protocolului NSP.
De asemenea, include diagrame și exemple detaliate pentru a facilita înțelegerea conceptelor prezentate.
Notă autorului
Pe măsură ce cererea de conectivitate wireless continuă să crească, importanța rețelelor MANET este, de asemenea, în creștere.
Cercetările viitoare din acest domeniu se vor concentra pe găsirea unor abordări inovatoare pentru a rezolva provocările MANET, inclusiv alocarea resurselor, gestionarea energiei și furnizarea calității serviciilor (QoS).
În general, domeniul MANET reprezintă o zonă de cercetare în continuă evoluție, cu multe oportunități interesante de inovație și dezvoltare.
Sper că acest articol v-a fost util pentru a înțelege conceptul rețelelor mobile ad-hoc și utilizările lor. Ați putea fi, de asemenea, interesat să aflați despre optimizarea rețelei și despre metodele de implementat pentru a îmbunătăți performanța rețelei.