Explicación: Redes móviles 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 los años 70, cuando los investigadores empezaron a explorar el uso de redes de radiocomunicación por paquetes. Estas redes se crearon para proporcionar comunicación directa entre dispositivos sin necesidad de una infraestructura fija.

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

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

Veamos en qué consiste esta red 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, portátiles y tabletas pueden conectarse entre sí sin necesidad de una infraestructura centralizada o una red de comunicaciones 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 rango de comunicación. El dispositivo destinatario recibe el mensaje y responde en consecuencia.

Si el dispositivo de destino no está 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 paquetes de datos a su destino basándose en la topología de redla calidad de los enlaces y otros factores.

Uno de los protocolos de encaminamiento más utilizados en las MANET es el Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV). El protocolo AODV permite a los dispositivos establecer rutas bajo demanda y admite comunicación unidifusión y multidifusión.

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

¿Por qué se necesita MANET? 

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

Falta de infraestructuras

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

Flexibilidad y movilidad

Una MANET puede configurarse y trasladarse fácilmente según las necesidades, lo que la hace ideal 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 instalarse fácilmente utilizando dispositivos ya existentes, lo que la convierte en una opción más asequible.

Autoconfiguración

No requieren ninguna configuración manual. A medida que los dispositivos entran o salen de la red, 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 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 se incorporan o abandonan nuevos nodos. Por eso es difícil mantener una red estable y fiable.

Descentralización

En las MANET no hay control centralizado ni infraestructura fija, lo que significa que todos los nodos de la red deben cooperar entre sí para garantizar el buen 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 a la seguridad, como escuchas, interceptación y ataques de denegación de servicio. La falta de una infraestructura fija y el carácter descentralizado 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 compartido entre todos los nodos de la red, lo que puede afectar a la velocidad y fiabilidad de las transmisiones de datos.

Movilidad

La estabilidad y fiabilidad de la red pueden verse afectadas por el movimiento ilimitado de sus nodos. La movilidad dificulta el mantenimiento de las tablas de encaminamiento y el correcto reenvío de los datos.

Aplicaciones de MANET

Las MANET tienen diversas aplicaciones, especialmente en situaciones en las que no se dispone de una red tradicional por cable o inalámbrica. Algunas de las aplicaciones habituales de las MANET son:

Comunicaciones militares

Se utiliza 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 disponibles.

Servicios de urgencia

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 del medio ambiente o la asistencia sanitaria. Los sensores se comunican entre sí y los datos se recogen y analizan con diversos fines.

Redes de transporte

En la mejora de la seguridad y la eficacia de los sistemas de transporte, como los vehículos que se comunican entre sí para evitar colisiones o 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 portátiles en situaciones en las que las redes tradicionales no están disponibles.

Recursos de aprendizaje

Existen varios libros en el mercado que ofrecen una visión completa de MANET, incluyendo su historia, conceptos clave y tendencias de investigación actuales. A continuación se enumeran 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.

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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 MANET.

#2. Redes móviles ad hoc: Situación 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 abarcan una amplia gama de temas relacionados con las MANET, como protocolos de encaminamiento, mecanismos de seguridad, calidad de servicio y aplicaciones multimedia.

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#3. Protocolo de seguridad de nodos para un encaminamiento 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.

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

Nota del autor

Como la demanda de conectividad inalámbrica sigue creciendo, es probable que la importancia de las MANET también aumente.

El objetivo de la investigación futura en este campo será encontrar enfoques innovadores para resolver los retos de 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 sido útil para conocer las redes móviles ad hoc y su uso. Puede que también le interese saber más sobre optimización de la red y los métodos que puede aplicar para mejorar el rendimiento de la red.