Uitleg: Mobile Ad hoc Network (MANET) [ 3 Leermiddelen]

MANET is een type draadloos netwerk dat niet afhankelijk is van een vaste infrastructuur zoals een router of toegangspunt.

De oorsprong van MANET’s ligt in de jaren 1970, toen onderzoekers het gebruik van pakketradionetwerken begonnen te onderzoeken. Deze netwerken werden gecreëerd om directe communicatie tussen apparaten mogelijk te maken zonder het gebruik van een vaste infrastructuur.

Toen mobiel computergebruik en innovaties in draadloze technologie de creatie van complexe en dynamische netwerken mogelijk maakten, begon het idee van een ad-hoc netwerk zoals we dat vandaag de dag kennen vorm te krijgen.

Sindsdien is het onderzoek op het gebied van MANET’s zich blijven ontwikkelen en zijn er nieuwe protocollen, algoritmen en toepassingen ontwikkeld om de unieke uitdagingen van deze netwerken aan te gaan.

Laten we eens kijken wat MANET inhoudt en waar het wordt gebruikt.

Wat is MANET?

MANET staat voor Mobile Ad-hoc Network. Het is een type draadloos netwerk waarin mobiele telefoons, laptops en tablets met elkaar in verbinding kunnen staan zonder dat er een gecentraliseerde infrastructuur of een reeds bestaand communicatienetwerk nodig is.

In een MANET communiceren apparaten met elkaar door een tijdelijk netwerk te vormen. Elk apparaat fungeert als verzender en ontvanger van gegevens.

Wanneer een apparaat met een ander apparaat wil communiceren, zendt het een signaal of bericht uit naar alle andere apparaten binnen zijn communicatiebereik. Het beoogde ontvangende apparaat ontvangt het bericht en antwoordt dienovereenkomstig.

Als het doelapparaat zich niet binnen zijn directe communicatiebereik bevindt, stuurt het het bericht naar een nabijgelegen apparaat dat het vervolgens doorstuurt naar het volgende apparaat, enzovoort, totdat het bericht zijn bestemming bereikt.

De apparaten in een MANET gebruiken een routeringsprotocol om dynamisch netwerkverbindingen tot stand te brengen en te onderhouden terwijl ze in en uit elkaars communicatiebereik bewegen. Het routeringsprotocol helpt de apparaten bij het bepalen van de beste route voor het doorsturen van gegevenspakketten naar hun bestemming op basis van de netwerktopologie, verbindingskwaliteit en andere factoren.

Een veel gebruikt routeringsprotocol in MANET’s is het Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) protocol. Het AODV-protocol stelt apparaten in staat om on-demand routes aan te maken en ondersteunt zowel unicast als multicast communicatie.

Een ander routeringsprotocol dat gebruikt wordt in MANET’s is het Dynamic Source Routing (DSR) protocol, dat gebaseerd is op bronroutering en apparaten in staat stelt om een routecache van recent gebruikte routes bij te houden.

Waarom heeft men MANET nodig?

Hieronder staan enkele kenmerken die beschrijven hoe MANET gebruikt kan worden.

Gebrek aan infrastructuur

In situaties waar er geen bestaande netwerkinfrastructuur is, zoals op afgelegen locaties of bij militaire operaties, kan een MANET snel worden opgezet zonder afhankelijk te zijn van reeds bestaande infrastructuur.

Flexibiliteit en mobiliteit

Een MANET kan gemakkelijk worden opgezet en verplaatst als dat nodig is, waardoor het ideaal is voor situaties waarin het netwerk snel opnieuw geconfigureerd moet worden.

In een militaire operatie kan een MANET bijvoorbeeld opgezet en opnieuw geconfigureerd worden terwijl de troepen zich verplaatsen naar verschillende locaties.

Kosteneffectief

Het opzetten van een conventionele netwerkinfrastructuur kan soms erg duur zijn, vooral op geïsoleerde of landelijke locaties. Een MANET kan echter eenvoudig worden opgezet met behulp van apparaten die al in bezit zijn, waardoor het een meer betaalbare optie is.

Auto-configuratie

Er is geen handmatige configuratie of instelling nodig. Als apparaten zich bij het netwerk aansluiten of het verlaten, past het routeringsprotocol zich dynamisch aan om ervoor te zorgen dat alle apparaten met elkaar kunnen communiceren.

Schaalbaarheid

Een MANET kan naar behoefte op- of afgeschaald worden, afhankelijk van de grootte van het netwerk en het aantal betrokken apparaten. Dit maakt het ideaal voor situaties waarin de grootte en topologie van het netwerk voortdurend kunnen veranderen, zoals in een rampgebied of openluchtevenement.

Kenmerken van MANET

De belangrijkste kenmerken van een MANET zijn

Dynamische topologie

De topologie van het netwerk verandert voortdurend als knooppunten binnen en buiten bereik komen of als nieuwe knooppunten zich bij het netwerk aansluiten of het netwerk verlaten. Dit maakt het een uitdaging om een stabiel en betrouwbaar netwerk te onderhouden.

Decentralisatie

Er is geen gecentraliseerde besturing of vaste infrastructuur in MANET’s, wat betekent dat alle knooppunten in het netwerk met elkaar moeten samenwerken om een goede werking van het netwerk te garanderen.

Beperkte bronnen

Mobiele apparaten hebben een beperkte batterijcapaciteit, verwerkingskracht en opslagcapaciteit, wat de prestaties en efficiëntie van het netwerk kan beïnvloeden.

Beveiligingsuitdagingen

MANET’s zijn kwetsbaar voor verschillende veiligheidsbedreigingen, zoals afluisteren, onderscheppen en denial-of-service-aanvallen. Het ontbreken van een vaste infrastructuur en de gedecentraliseerde aard van het netwerk maken het een uitdaging om effectieve beveiligingsmaatregelen te implementeren.

Zelforganisatie

Knooppunten in het netwerk moeten zichzelf organiseren om de netwerktopologie te vormen en te onderhouden, wat het gebruik van gedistribueerde protocollen en algoritmen vereist.

Beperkingen in bandbreedte

De beschikbare bandbreedte in MANET’s is meestal beperkt en wordt gedeeld door alle knooppunten in het netwerk, wat de snelheid en betrouwbaarheid van gegevensoverdracht kan beïnvloeden.

Mobiliteit

De stabiliteit en betrouwbaarheid van het netwerk kunnen worden beïnvloed door de onbeperkte beweging van de knooppunten. Het onderhouden van routeringstabellen en het garanderen van de juiste gegevensdoorsturing is moeilijk vanwege de mobiliteit.

Toepassingen van MANET

MANET’s hebben een verscheidenheid aan toepassingen, vooral in situaties waar een traditioneel bedraad of draadloos netwerk niet beschikbaar is. Enkele veelvoorkomende toepassingen van MANET’s zijn:

Militaire communicatie

Gebruikt bij militaire operaties om veilige en betrouwbare communicatie te bieden tussen troepen en voertuigen, zelfs in vijandige of afgelegen omgevingen.

Sociale netwerken

MANET’s kunnen worden gebruikt om spontane communicatienetwerken te vormen in sociale situaties zoals concerten of festivals, waar traditionele netwerken overbelast of niet beschikbaar kunnen zijn.

Hulpdiensten

Traditionele communicatie-infrastructuren kunnen beschadigd of verwoest raken bij natuurrampen zoals aardbevingen of orkanen. MANET’s kunnen hier gebruikt worden om snel communicatienetwerken in te zetten om te helpen bij reddings- en hulpacties.

Sensornetwerken

MANET’s kunnen worden gebruikt om draadloze sensoren te verbinden in omgevingen zoals de landbouw, milieubewaking of gezondheidszorg. De sensoren kunnen dan met elkaar communiceren en de gegevens kunnen worden verzameld en geanalyseerd voor verschillende doeleinden.

Transportnetwerken

Bij het verbeteren van de veiligheid en efficiëntie van transportsystemen, zoals voertuigen die met elkaar communiceren om botsingen te voorkomen of om verkeersupdates te geven.

Persoonlijke netwerken

Het kan ook gebruikt worden voor communicatie tussen persoonlijke apparaten zoals smartphones, tablets en draagbare apparaten in situaties waar traditionele netwerken niet beschikbaar zijn.

Leerbronnen

Er zijn verschillende boeken op de markt die een uitgebreid overzicht geven van MANET, inclusief de geschiedenis, belangrijkste concepten en huidige onderzoekstrends. Hier hebben we er een aantal opgesomd.

#1. Toepassingen van mobiele Ad Hoc netwerken

Dit boek biedt lezers een breed inzicht in de praktische gebruikssituaties van MANET’s en hun potentiële impact op verschillende domeinen.

Preview	Product	Rating	Price
	Applications of Mobile Ad Hoc Network: Usage of Mobile Ad Hoc Network	No ratings yet	$47.00	Buy on Amazon

Verder beschrijft het boek het gebruik van het NS2-simulatiepakket voor implementatie en experimenteel werk, wat nuttig kan zijn voor onderzoekers die verschillende routeringsprotocollen in MANET’s willen testen en evalueren.

#2. Mobiele Ad Hoc Netwerken: Huidige status en toekomstige trends

Dit boek is onderverdeeld in 18 hoofdstukken, elk geschreven door vooraanstaande experts op het gebied van Ad-hoc netwerken. De hoofdstukken behandelen een breed scala aan onderwerpen met betrekking tot MANET’s, waaronder routeringsprotocollen, beveiligingsmechanismen, kwaliteit van de dienstverlening en multimediatoepassingen.

No products found.

#3. Knooppuntbeveiligingsprotocol voor effectieve routering in mobiele ad-hocnetwerken

Ten eerste geeft dit boek een gedetailleerd overzicht van de uitdagingen waarmee Ad-hoc netwerken worden geconfronteerd, zoals het gebrek aan een gecentraliseerde infrastructuur, beperkte middelen en hun gevoeligheid voor aanvallen.

Vervolgens wordt een oplossing voor deze uitdagingen voorgesteld door de ontwikkeling van het NSP-protocol.

Preview	Product	Rating	Price
	Node Securing Protocol for Effective Routing in Mobile Ad Hoc Network: Secure Wireless Communication	No ratings yet	$61.92	Buy on Amazon

Het bevat ook gedetailleerde diagrammen en voorbeelden om lezers te helpen de gepresenteerde concepten te begrijpen.

Noot van de auteur

Aangezien de vraag naar draadloze connectiviteit blijft groeien, zal het belang van MANET’s waarschijnlijk ook toenemen.

Het doel van toekomstig onderzoek op dit gebied zal zijn om innovatieve benaderingen te vinden om de uitdagingen van MANET’s op te lossen, waaronder de toewijzing van bronnen, energiebeheer en QoS-voorziening.

Over het geheel genomen is het gebied van MANET’s een snel ontwikkelend onderzoeksgebied met veel spannende mogelijkheden voor innovatie en ontwikkeling.

Ik hoop dat u dit artikel nuttig vond bij het leren over Mobiele Ad hoc netwerken en hun gebruik. Misschien bent u ook geïnteresseerd in meer informatie over netwerkoptimalisatie en de methoden die u kunt implementeren om de netwerkprestaties te verbeteren.