Explicación: Red Móvil Ad hoc (MANET) [ 3 Recursos de Aprendizaje]

MANET es un tipo de red inalámbrica que no depende de una infraestructura fija como un router o un punto de acceso.

El origen de las MANET se remonta a la década de 1970, cuando los investigadores empezaron a explorar el uso de redes de radio por paquetes. Estas redes se crearon para proporcionar comunicación directa entre dispositivos sin el uso de una infraestructura fija.

A medida que la informática móvil y las innovaciones en la tecnología inalámbrica permitieron la creación de redes complejas y dinámicas, la idea de una red ad hoc tal y como la conocemos hoy empezó a tomar forma.

Desde entonces, la investigación en el campo de las MANET no ha dejado de evolucionar, y se han desarrollado nuevos protocolos, algoritmos y aplicaciones para hacer frente a los retos únicos de estas redes.

Veamos en qué consiste esta MANET y dónde se utiliza.

¿Qué es MANET?

MANET son las siglas de Mobile Ad-hoc Network (red móvil ad hoc). Es un tipo de red inalámbrica en la que móviles, ordenadores portátiles y tabletas pueden conectarse entre sí sin necesidad de una infraestructura centralizada o una red de comunicación preexistente.

En una MANET, los dispositivos se comunican entre sí formando una red temporal. Cada dispositivo actúa como emisor y receptor de datos.

Cuando un dispositivo quiere comunicarse con otro, emite una señal o mensaje a todos los demás dispositivos dentro de su alcance de comunicación. El dispositivo destinatario recibe el mensaje y responde en consecuencia.

Si el dispositivo destinatario no se encuentra dentro de su alcance de comunicación directo, envía el mensaje a un dispositivo cercano que lo reenvía al siguiente y así sucesivamente, hasta que el mensaje llega a su destino.

Los dispositivos de una MANET utilizan un protocolo de encaminamiento para establecer y mantener dinámicamente conexiones de red a medida que entran y salen del rango de comunicación de los demás. El protocolo de enrutamiento ayuda a los dispositivos a determinar la mejor ruta para reenviar los paquetes de datos a su destino en función de la topología de la red, la calidad de los enlaces y otros factores.

Un protocolo de enrutamiento común utilizado en las MANET es el protocolo Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV). El protocolo AODV permite a los dispositivos establecer rutas bajo demanda y admite tanto la comunicación unidifusión como la multidifusión.

Otro protocolo de enrutamiento utilizado en las MANET es el protocolo de enrutamiento dinámico de origen (DSR), que se basa en el enrutamiento de origen y permite a los dispositivos mantener una caché de rutas utilizadas recientemente.

¿Por qué se necesita una MANET?

A continuación se describen algunas de las características que permiten utilizar las MANET.

Falta de infraestructura

En situaciones en las que no existe una infraestructura de red, como en lugares remotos o en operaciones militares, una MANET puede establecerse rápidamente sin depender de una infraestructura preexistente.

Flexibilidad y movilidad

Una MANET puede establecerse y trasladarse fácilmente según sea necesario, lo que las hace ideales para situaciones en las que la red debe reconfigurarse rápidamente.

Por ejemplo, en una operación militar, una MANET puede establecerse y reconfigurarse a medida que las tropas se desplazan por diferentes lugares.

Rentable

En ocasiones, desplegar una infraestructura de red convencional puede resultar extremadamente costoso, sobre todo en lugares aislados o rurales. Sin embargo, una MANET puede configurarse fácilmente utilizando dispositivos ya existentes, lo que la convierte en una opción más asequible.

Autoconfiguración

No requieren ninguna configuración o ajuste manual. A medida que los dispositivos se unen a la red o la abandonan, el protocolo de enrutamiento se ajusta dinámicamente para garantizar que todos los dispositivos puedan comunicarse entre sí.

Escalabilidad

Una MANET puede ampliarse o reducirse según sea necesario, en función del tamaño de la red y del número de dispositivos implicados. Esto la hace ideal para situaciones en las que el tamaño y la topología de la red pueden cambiar constantemente, como en una zona catastrófica o en un evento al aire libre.

Características de una MANET

Las principales características de una MANET son

Topología dinámica

La topología de la red cambia constantemente a medida que los nodos entran y salen de su radio de acción o nuevos nodos se unen o abandonan la red. Esto dificulta el mantenimiento de una red estable y fiable.

Descentralización

En las MANET no existe un control centralizado ni una infraestructura fija, lo que significa que todos los nodos de la red deben cooperar entre sí para garantizar el correcto funcionamiento de la red.

Recursos limitados

Los dispositivos móviles tienen una batería, una capacidad de procesamiento y una capacidad de almacenamiento limitadas, lo que puede afectar al rendimiento y la eficacia de la red.

Retos de seguridad

Las MANET son vulnerables a diversas amenazas para la seguridad, como las escuchas, la interceptación y los ataques de denegación de servicio. La falta de una infraestructura fija y la naturaleza descentralizada de la red dificultan la aplicación de medidas de seguridad eficaces.

Autoorganización

Los nodos de la red deben autoorganizarse para formar y mantener la topología de la red, lo que requiere el uso de protocolos y algoritmos distribuidos.

Limitaciones de ancho de banda

El ancho de banda disponible en las MANET suele ser limitado y se comparte entre todos los nodos de la red, lo que puede afectar a la velocidad y la fiabilidad de las transmisiones de datos.

Movilidad

La estabilidad y fiabilidad de la red pueden verse afectadas por el movimiento sin restricciones de sus nodos. Mantener las tablas de enrutamiento y garantizar el correcto reenvío de los datos resulta difícil debido a la movilidad.

Aplicaciones de MANET

Las MANET tienen una gran variedad de aplicaciones, especialmente en situaciones en las que no se dispone de una red cableada o inalámbrica tradicional. Algunas de las aplicaciones más comunes de las MANET son:

Comunicaciones militares

Se utilizan en operaciones militares para proporcionar una comunicación segura y fiable entre tropas y vehículos, incluso en entornos hostiles o remotos.

Redes sociales

Las MANET pueden utilizarse para formar redes de comunicación espontáneas en situaciones sociales como conciertos o festivales, donde las redes tradicionales pueden estar congestionadas o no estar disponibles.

Servicios de emergencia

Las infraestructuras de comunicación tradicionales pueden verse dañadas o destruidas en caso de catástrofes naturales como terremotos o huracanes. En estos casos, las MANET pueden utilizarse para desplegar rápidamente redes de comunicación que ayuden en las labores de rescate y socorro.

Redes de sensores

Las MANET pueden utilizarse para conectar sensores inalámbricos en entornos como la agricultura, la vigilancia medioambiental o la asistencia sanitaria. De este modo, los sensores pueden comunicarse entre sí y los datos pueden recopilarse y analizarse para diversos fines.

Redes de transporte

Para mejorar la seguridad y la eficacia de los sistemas de transporte, como los vehículos que se comunican entre sí para evitar colisiones o para proporcionar información actualizada sobre el tráfico.

Redes de área personal

También puede utilizarse para la comunicación entre dispositivos personales como teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos wearables en situaciones en las que las redes tradicionales no están disponibles.

Recursos de aprendizaje

Hay varios libros disponibles en el mercado que ofrecen una visión completa de las MANET, incluyendo su historia, conceptos clave y tendencias de investigación actuales. A continuación enumeramos algunos de ellos.

#1. Aplicaciones de las redes móviles ad hoc

Este libro proporciona a los lectores una amplia comprensión de los casos prácticos de uso de las MANET y su impacto potencial en distintos ámbitos.

Además, el libro describe el uso del paquete de simulación NS2 para la implementación y el trabajo experimental, lo que podría ser útil para los investigadores que quieran probar y evaluar distintos protocolos de encaminamiento en las MANET.

#2. Redes móviles ad hoc: Estado actual y tendencias futuras

Este libro está organizado en 18 capítulos, cada uno de ellos escrito por destacados expertos en el campo de las redes ad hoc. Los capítulos cubren una amplia gama de temas relacionados con las MANET, incluidos los protocolos de encaminamiento, los mecanismos de seguridad, la calidad del servicio y las aplicaciones multimedia.

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#3. Protocolo de seguridad de nodos para un enrutamiento eficaz en redes ad hoc móviles

En primer lugar, este libro ofrece una visión detallada de los retos a los que se enfrentan las redes ad hoc, como la falta de una infraestructura centralizada, los recursos limitados y su sensibilidad a los ataques.

A continuación, propone una solución a estos retos mediante el desarrollo del protocolo NSP.

También incluye diagramas detallados y ejemplos para ayudar a los lectores a comprender los conceptos presentados.

Nota del autor

A medida que siga creciendo la demanda de conectividad inalámbrica, es probable que también aumente la importancia de las MANET.

El objetivo de la investigación futura en este campo será encontrar enfoques innovadores para resolver los retos de las MANET, como la asignación de recursos, la gestión de la energía y la provisión de QoS.

En general, el campo de las MANET es un ámbito de investigación en rápida evolución con muchas y apasionantes oportunidades de innovación y desarrollo.

Espero que este artículo le haya resultado útil para conocer las redes móviles ad hoc y su uso. Puede que también le interese aprender sobre la optimización de redes y los métodos que puede aplicar para mejorar el rendimiento de la red.