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.
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:
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 między 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.