Sieć typu Ad-Hoc - bezprzewodowa sieć o zdecentralizowanej strukturze, w której przyłączone mobilne urządzenia mogą pełnić funkcje zarówno klienta (terminala końcowego) jak i routera. Do przekazywania danych nie jest wymagane istnienie żadnej infrastruktury sieciowej (brak punktów zarządzających), gdyż pakiety dostarczane są do odbiorcy poprzez inne, pośredniczące, dowolnie zlokalizowane urządzenia w tej sieci. Zastosowania
* komercyjne rozwiązania w małych, przenośnych urządzeniach takich jak:
o telefony komórkowe z modułem Bluetooth i GPRS (w przyszłości UMTS)
o komputery PDA
o aparaty cyfrowe
* publiczne terminale dostępowe bazujące na standardzie WLAN IEEE 802.11
* medyczne, mobilne urządzenia pomiarowe
* sieci o małym zasięgu PAN (Personal Area Network)
* wojskowe techniki łączności
Typy sieci Ad-Hoc
Obecnie sieci Ad-Hoc działają w jednym z dwóch możliwych typów:
* Single-Hop - urządzenia wchodzące w skład sieci znajdują się w swoim bezpośrednim zasięgu. Transmisja odbywa się bez urządzeń pośredniczących.
* Multi-Hop - umożliwia jednoczesną transmisję poprzez stacje pośredniczące wieloma niezależnymi ścieżkami. Dopuszcza się transmisję kiedy odbiorca nie znajduje się w zasięgu nadawcy. Tryb ten wpływa na zwiększenie szybkość transmisji, zmniejsza interferencję i pobór mocy. Działanie sieci opisują bardziej skomplikowane algorytmy sterujące przekazywaniem danych. Sieci te cechuje jednak większa zawodność. Mobilność stacji może powodować ze ścieżka przestaje być możliwa do realizacji i konieczne jest znalezienie ścieżki zastępczej. To pociąga za sobą inne problemy związane z szybkością i jakością transmisji (możliwość utraty danych).
Protokoły routingu
W sieciach Ad-Hoc nie występuje podział urządzeń ze względu na pełnione przez nie funkcje (wykonywanie aplikacji, funkcje koncentratorów, przełączników i routerów). Wspomniana wcześniej możliwość zmiany położenia stacji skutkuje zwiększeniem wymagań dla algorytmów. Specyfikacja budowy i działania sieci Ad-Hoc pociągnęła za sobą konieczność określenia i doprecyzowania zagadnień routowania czym zajęła się grupa MANET (Mobile Ad-Hoc Network) powołana przez IETF. Zdefiniowała m.in. takie protokoły jak: FSR, DSR, TORA, AODV.
Protokoły routingu można podzielić m.in. na:
* Proaktywne - przechowują informacje o wszystkich trasach co wymaga ciągłego odnawiania informacji o ścieżkach. Dzięki temu można zapewnić dopasowywanie się do zmiany topologii (przeciążenie medium lub zerwanie połączenia). Należą do nich:
o FSR (Fisheye State Routing)
o DSDV
* Reaktywne - wyszukują trasy na żądanie, cechuje je mniejsze opóźnienie i obciążenie łącza. W ich skład wchodzą:
o DSR (Dynamic Source Routing)
o AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Victor)
o Grid
o LAR
o DNVR
AODV
Protokół typu reaktywnego, co oznacza, że jego działanie odbywa się na żądanie. Stosowany jest w mobilnych, bezprzewodowych sieciach Ad-Hoc typu multi-hop. Algorytm działania służący do określenia ścieżki:
* rozgłaszanie pakietu RREQ w przypadku nie odnalezienia trasy
* otrzymanie odpowiedzi RREP od węzła docelowego lub węzła pośredniczącego, który dysponuje zawartą w swojej tablicy trasą do węzła końcowego
* wysyłanie PERR w przypadku zerwania połączenia, host docelowy nieosiągalny
DSR
Rolą DSR jest określenie kolejnych węzłów w sieci, przez które przekazywany będzie pakiet (według listy zawartej w nagłówku). By zapewnić połączenie miedzy dwoma dowolnymi urządzeniami w sieci Ad-Hoc konieczna jest znajomość jedynie ścieżki do bezpośredniego sąsiada danej stacji. Algorytm działania służący do określenia ścieżki:
* rozgłaszanie pakietu RREQ
* sprawdzanie w tablicy tras istnienia ścieżki do węzła wskazanego w RREQ
* w przypadku braku ścieżki retransmisja z dodaniem własnego adresu do sekwencji przejść
* w przypadku istnienia możliwości wskazania ścieżki generowanie pakiety RREP zawierającego sekwencje przejść przez węzeł docelowy lub potrafiący określić poszukiwaną trasę
* wysłanie RREP do węzła źródłowego
FSR
Protokół typu proaktywnego wykorzystywany w dużych sieciach Ad-Hoc. Algorytm działania:
* przechowywanie tablicy stanów łączy (Link State) dla wszystkich hostów docelowych
* odświeżanie tablic stanów łączy polega na okresowym przesyłaniu ich zawartości pomiędzy węzłami (długość przerw pomiędzy kolejnymi wymianami informacji zależy od położenia węzłów)
* utworzenie mapy istniejących połączeń w danej sieci Ad-Hoc na podstawie wspomnianych w poprzednim podpunkcie tablic stanów. Dzięki temu istnieje możliwość wskazania najlepszej poszukiwanej ścieżki.
Grid
Algorytm ten dzieli obszar analizowanej sieci Ad-Hoc na prostokątne pola, w których następuje wybór tzw. „lidera". Lider kieruje routingiem pomiędzy stycznymi polami utworzonej siatki. Rozwiązanie to zmniejsza obciążenie łącza gdyż pozostałe węzły robocze nie są do wspomnianego routingu wykorzystywane. Cechy algorytmu:
* odkrywanie ścieżki - ustalanie zasięgu rozgłaszania na podstawie danych o położeniu w topologii
* przekazywanie pakietów; kierowanie przesyłanymi pakietami na podstawie identyfikatorów pól.
* utrzymanie ścieżki; ewentualna zmiana położenia liderów określonych pól nie wpływa negatywnie na działanie sieci - „nowy" lider przejmuje tablicę routingu.