MANET เป็นเครือข่ายไร้สายประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานแบบตายตัว เช่น เราเตอร์หรือจุดเข้าใช้งาน
ต้นกำเนิดของ MANET สามารถย้อนไปถึงปี 1970 เมื่อนักวิจัยเริ่มสำรวจการใช้เครือข่ายวิทยุแพ็คเก็ต เครือข่ายเหล่านี้สร้างขึ้นเพื่อให้มีการสื่อสารโดยตรงระหว่างอุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานที่ตายตัว
เนื่องจากคอมพิวเตอร์พกพาและนวัตกรรมในเทคโนโลยีไร้สายอนุญาตให้สร้างเครือข่ายที่ซับซ้อนและไดนามิก แนวคิดของเครือข่ายเฉพาะกิจที่เรารู้จักในปัจจุบันเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง
ตั้งแต่นั้นมา การวิจัยในสาขาของ MANETs ก็ได้พัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยมีการพัฒนาโปรโตคอล อัลกอริทึม และแอปพลิเคชันใหม่ๆ เพื่อจัดการกับความท้าทายเฉพาะของเครือข่ายเหล่านี้
มาดูกันว่า MANET นี้เกี่ยวกับอะไรและใช้ที่ไหน
มาเน็ตคืออะไร?
MANET ย่อมาจาก Mobile Ad-hoc Network เป็นเครือข่ายไร้สายประเภทหนึ่งที่โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป และแท็บเล็ตสามารถเชื่อมต่อกันได้โดยไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างพื้นฐานแบบรวมศูนย์หรือเครือข่ายการสื่อสารที่มีอยู่แล้ว
ที่มาของรูปภาพ: networksimulationtools
ใน MANET อุปกรณ์สื่อสารกันโดยสร้างเครือข่ายชั่วคราว แต่ละเครื่องทำหน้าที่เป็นทั้งผู้ส่งและผู้รับข้อมูล
เมื่ออุปกรณ์ต้องการสื่อสารกับอุปกรณ์อื่น อุปกรณ์นั้นจะส่งสัญญาณหรือข้อความไปยังอุปกรณ์อื่นทั้งหมดภายในช่วงการสื่อสาร อุปกรณ์ผู้รับที่ต้องการได้รับข้อความและตอบกลับตามนั้น
หากอุปกรณ์เป้าหมายไม่อยู่ในช่วงการสื่อสารโดยตรง ระบบจะส่งข้อความไปยังอุปกรณ์ใกล้เคียงซึ่งส่งต่อไปยังอุปกรณ์ถัดไปและต่อไปเรื่อยๆ จนกว่าข้อความจะถึงปลายทาง
อุปกรณ์ใน MANET ใช้โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเพื่อสร้างและรักษาการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบไดนามิกเมื่ออุปกรณ์เหล่านั้นย้ายเข้าและออกจากช่วงการสื่อสารของกันและกัน โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางช่วยให้อุปกรณ์กำหนดเส้นทางที่ดีที่สุดสำหรับการส่งต่อแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังปลายทาง โดยพิจารณาจากโทโพโลยีเครือข่าย คุณภาพของลิงก์ และปัจจัยอื่นๆ
หนึ่งในโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางทั่วไปที่ใช้ใน MANET คือโปรโตคอล Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) โปรโตคอล AODV ช่วยให้อุปกรณ์สร้างเส้นทางตามต้องการและรองรับการสื่อสารทั้งแบบยูนิคาสต์และมัลติคาสต์
โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางอื่นที่ใช้ใน MANET คือโปรโตคอล Dynamic Source Routing (DSR) ซึ่งอิงตามการกำหนดเส้นทางต้นทางและอนุญาตให้อุปกรณ์รักษาแคชเส้นทางของเส้นทางที่ใช้ล่าสุด
ทำไมคนถึงต้องการ MANET?
ด้านล่างนี้คือคุณลักษณะบางส่วนที่จะอธิบายวิธีการใช้ MANET
ขาดโครงสร้างพื้นฐาน
ในสถานการณ์ที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่าย เช่น ในสถานที่ห่างไกลหรือการปฏิบัติการทางทหาร MANET สามารถสร้างได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่แล้ว
ความยืดหยุ่นและความคล่องตัว
MANET สามารถติดตั้งและย้ายได้อย่างง่ายดายตามต้องการ ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่เครือข่ายจำเป็นต้องได้รับการกำหนดค่าใหม่อย่างรวดเร็ว
ตัวอย่างเช่น ในปฏิบัติการทางทหาร MANET สามารถตั้งค่าและกำหนดค่าใหม่ได้เมื่อกองทหารเคลื่อนผ่านสถานที่ต่างๆ
คุ้มค่า
การปรับใช้โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายแบบเดิมๆ บางครั้งอาจมีค่าใช้จ่ายสูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ห่างไกลหรือในชนบท อย่างไรก็ตาม MANET สามารถตั้งค่าได้อย่างง่ายดายโดยใช้อุปกรณ์ที่มีอยู่แล้ว ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า
การกำหนดค่าอัตโนมัติ
ไม่จำเป็นต้องมีการกำหนดค่าหรือการตั้งค่าด้วยตนเอง เมื่ออุปกรณ์เข้าร่วมหรือออกจากเครือข่าย โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางจะปรับเปลี่ยนแบบไดนามิกเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทั้งหมดสามารถสื่อสารระหว่างกันได้
ความสามารถในการปรับขนาด
MANET สามารถปรับขนาดขึ้นหรือลงได้ตามต้องการ ขึ้นอยู่กับขนาดของเครือข่ายและจำนวนอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ขนาดเครือข่ายและโทโพโลยีอาจเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เช่น ในพื้นที่ภัยพิบัติหรือกิจกรรมกลางแจ้ง
ลักษณะของมาเน็ต
ลักษณะสำคัญของ MANET ได้แก่:
โทโพโลยีแบบไดนามิก
โทโพโลยีของเครือข่ายเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเมื่อโหนดย้ายเข้าและออกจากช่วง หรือโหนดใหม่เข้าร่วมหรือออกจากเครือข่าย สิ่งนี้ทำให้การรักษาเครือข่ายที่เสถียรและเชื่อถือได้เป็นเรื่องท้าทาย
การกระจายอำนาจ
ไม่มีการควบคุมจากส่วนกลางหรือโครงสร้างพื้นฐานคงที่ใน MANET ซึ่งหมายความว่าโหนดทั้งหมดในเครือข่ายต้องทำงานร่วมกันเพื่อให้แน่ใจว่าเครือข่ายทำงานได้อย่างถูกต้อง
ทรัพยากรที่มี จำกัด
อุปกรณ์เคลื่อนที่มีพลังงานแบตเตอรี่ พลังประมวลผล และความจุที่จำกัด ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของเครือข่าย
ความท้าทายด้านความปลอดภัย
MANET มีความเสี่ยงต่อภัยคุกคามด้านความปลอดภัยต่างๆ เช่น การดักฟัง การสกัดกั้น และการโจมตีแบบปฏิเสธบริการ การขาดโครงสร้างพื้นฐานที่ตายตัวและลักษณะการกระจายอำนาจของเครือข่ายทำให้ยากต่อการใช้มาตรการรักษาความปลอดภัยที่มีประสิทธิภาพ
องค์กรตนเอง
โหนดในเครือข่ายต้องจัดระเบียบตัวเองเพื่อสร้างและรักษาโทโพโลยีเครือข่าย ซึ่งต้องใช้โปรโตคอลและอัลกอริทึมแบบกระจาย
ข้อจำกัดแบนด์วิธ
โดยทั่วไป แบนด์วิธที่มีอยู่ใน MANET จะถูกจำกัดและใช้ร่วมกันระหว่างโหนดทั้งหมดในเครือข่าย ซึ่งอาจส่งผลต่อความเร็วและความน่าเชื่อถือของการส่งข้อมูล
ความคล่องตัว
ความเสถียรและความน่าเชื่อถือของเครือข่ายอาจได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนไหวที่ไม่จำกัดของโหนด การบำรุงรักษาตารางเส้นทางและการส่งต่อข้อมูลที่เหมาะสมเป็นเรื่องยากเนื่องจากความคล่องตัว
แอพพลิเคชั่นของ MANET
MANET มีแอปพลิเคชันที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ไม่มีเครือข่ายแบบใช้สายหรือไร้สายแบบเดิม แอปพลิเคชั่นทั่วไปของ MANET ได้แก่:
ทหารสื่อสาร
ใช้ในการปฏิบัติการทางทหารเพื่อให้การสื่อสารที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ระหว่างกองทหารและยานพาหนะ แม้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรหรือห่างไกล
สังคมออนไลน์
สามารถใช้ MANET เพื่อสร้างเครือข่ายการสื่อสารที่เกิดขึ้นเองในสถานการณ์ทางสังคม เช่น คอนเสิร์ตหรืองานเทศกาล ซึ่งเครือข่ายแบบดั้งเดิมอาจแออัดหรือใช้งานไม่ได้
บริการฉุกเฉิน
โครงสร้างพื้นฐานด้านการสื่อสารแบบดั้งเดิมอาจได้รับความเสียหายหรือถูกทำลายในกรณีของภัยธรรมชาติ เช่น แผ่นดินไหวหรือพายุเฮอริเคน ที่นี่ สามารถใช้ MANET เพื่อปรับใช้เครือข่ายการสื่อสารอย่างรวดเร็วเพื่อช่วยเหลือในความพยายามกู้ภัยและบรรเทาทุกข์
เครือข่ายเซ็นเซอร์
สามารถใช้ MANET เพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ไร้สายในสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น การเกษตร การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม หรือการดูแลสุขภาพ จากนั้นเซ็นเซอร์จะสามารถสื่อสารระหว่างกัน และข้อมูลจะถูกรวบรวมและวิเคราะห์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ
เครือข่ายการขนส่ง
ในการปรับปรุงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของระบบการขนส่ง เช่น ยานพาหนะสื่อสารกันเพื่อหลีกเลี่ยงการชนหรือเพื่อแจ้งข้อมูลการจราจร
เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคล
นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ส่วนตัว เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์สวมใส่ในสถานการณ์ที่เครือข่ายแบบเดิมไม่สามารถใช้งานได้
แหล่งเรียนรู้
มีหนังสือหลายเล่มในตลาดที่ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของ MANET รวมถึงประวัติ แนวคิดหลัก และแนวโน้มการวิจัยในปัจจุบัน ที่นี่เราได้แสดงรายการบางส่วนไว้
#1. แอปพลิเคชั่นของเครือข่ายมือถือเฉพาะกิจ
หนังสือเล่มนี้ช่วยให้ผู้อ่านมีความเข้าใจในวงกว้างเกี่ยวกับกรณีการใช้งานจริงของ MANET และผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับโดเมนต่างๆ
นอกจากนี้ หนังสือยังอธิบายการใช้ชุดจำลอง NS2 สำหรับการนำไปใช้และงานทดลอง ซึ่งอาจเป็นประโยชน์สำหรับนักวิจัยที่ต้องการทดสอบและประเมินโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางต่างๆ ใน MANET
#2. เครือข่ายเฉพาะกิจบนมือถือ: สถานะปัจจุบันและแนวโน้มในอนาคต
หนังสือเล่มนี้แบ่งออกเป็น 18 บท แต่ละบทเขียนโดยผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในด้านเครือข่ายเฉพาะกิจ บทต่างๆ ครอบคลุมหัวข้อต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับ MANET รวมถึงโปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง กลไกการรักษาความปลอดภัย คุณภาพของบริการ และแอปพลิเคชันมัลติมีเดีย
#3. โปรโตคอลการรักษาความปลอดภัยโหนดสำหรับการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพในเครือข่ายมือถือเฉพาะกิจ
ประการแรก หนังสือเล่มนี้ให้ภาพรวมโดยละเอียดของความท้าทายที่เครือข่าย Ad-hoc เผชิญ เช่น การไม่มีโครงสร้างพื้นฐานแบบรวมศูนย์ ทรัพยากรจำกัด และความไวต่อการโจมตี
จากนั้นจะเสนอวิธีแก้ปัญหาสำหรับความท้าทายเหล่านี้ผ่านการพัฒนาโปรโตคอล NSP
นอกจากนี้ยังมีไดอะแกรมโดยละเอียดและตัวอย่างเพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจแนวคิดที่นำเสนอ
หมายเหตุผู้เขียน
ในขณะที่ความต้องการสำหรับการเชื่อมต่อไร้สายยังคงเติบโต ความสำคัญของ MANET ก็น่าจะเพิ่มขึ้นเช่นกัน
เป้าหมายของการวิจัยในอนาคตในพื้นที่นี้คือการค้นหาแนวทางใหม่ๆ เพื่อแก้ปัญหาความท้าทายของ MANET รวมถึงการจัดสรรทรัพยากร การจัดการพลังงาน และการจัดสรร QoS
โดยรวมแล้ว สาขาของ MANETs เป็นสาขาการวิจัยที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วพร้อมโอกาสที่น่าตื่นเต้นมากมายสำหรับนวัตกรรมและการพัฒนา
ฉันหวังว่าคุณจะพบว่าบทความนี้มีประโยชน์ในการเรียนรู้เกี่ยวกับเครือข่ายมือถือเฉพาะกิจและการใช้งาน คุณอาจสนใจที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายและวิธีที่คุณสามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่าย
