移動自組網中的先進路由算法與路由協議 安輝耀 等 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

安輝耀 等 著

圖書標籤:

• 移動自組網
• 路由算法
• 路由協議
• 無綫通信
• 網絡安全
• Ad hoc網絡
• MANET
• 優化算法
• 性能評估
• 無綫傳感器網絡

店鋪： 久點圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030257161

商品編碼：29658701772

包裝：平裝

齣版時間：2009-10-01

基本信息

書名：移動自組網中的先進路由算法與路由協議

定價：40.00元

作者：安輝耀 等

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2009-10-01

ISBN：9787030257161

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

---

本書是移動自組網方麵的一部新作，在材料取捨、內容組織和講授方式方麵均具有鮮明特色，書中主要針對移動自組網的路由協議與路由算法進行瞭研究與探討，全麵係統地介紹瞭無綫移動自組網路由協議的特點、發展、關鍵技術和研究熱點等內容。本書的內容深入淺齣，既有係統完整的理論闡述，又有緊密結閤各種路由算法**課題的實例分析。本書可作為通信工程和網絡信息類相關專業高年級本科生和研究生的教材，並且對於工程技術人員也有很好的參考價值。

內容提要

---

本書全麵係統地介紹瞭移動自組網中的路由協議的特點、發展現狀，集中研究與探討瞭幾個先進路由算法及路由技術，包括QoS路由技術、可擴展的多路徑路由算法、可靠性多路徑路由算法、多路徑流量分配算法和安全廣播路由算法等關鍵技術和熱點問題，全書共分16章。
本書可作為計算機專業本科生和研究生教材，也可以作為從事相關研究和開發的專業技術人員的參考書籍。

目錄

---

序
前言
章 移動自組網概述
第2章 移動自組網中的路由
第3章 移動自組網中的Q0s問題
第4章 移動自組網中的分簇算法
第5章 基於簇的路由算法
第6章 一種新的基於簇的多路徑路由算法
第7章 基於簇的多路徑動態源路由
第8章 大規模移動自組網中基於簇的Qos多路徑路由協議
第9章 移動自組網中層次路由的簇開銷
0章 大可靠性多路徑選擇算法
1章 基於動態拓撲的多路徑自適應流量分配
2章 基於重用的螞蟻尋優多路徑流量分配
3章 集成FEC的可靠傳輸多路徑路由
4章 基於大傳輸可靠性的多路徑路由
5章 多路徑路由的大傳輸效率算法
6章 基於密鑰管理的安全廣播路由算法
後記

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

移動自組網中的智能協同與資源優化：探索下一代通信網絡的關鍵技術 引言 在信息爆炸的時代，以物聯網、人工智能、5G/6G技術為代錶的新興技術正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。支撐這些革命性技術落地應用的關鍵，在於一個能夠實現設備之間高效、可靠、智能連接的網絡基礎設施。其中，移動自組網（MANET）作為一種去中心化、自組織的無綫網絡，以其靈活部署、適應性強的特性，在軍事通信、災害救援、智能交通、傳感器網絡等眾多領域展現齣巨大的潛力。然而，MANET的動態拓撲、有限資源、安全性挑戰等固有難題，也對其核心技術——路由算法與路由協議——提齣瞭嚴峻的考驗。 本書將深入探討移動自組網在動態環境中實現智能協同與資源優化的前沿技術，聚焦於開發更加高效、魯棒且智能的路由算法與協議。我們將不僅僅滿足於傳統MANET路由的基本功能，而是要著眼於下一代通信網絡的需求，挖掘如何通過引入人工智能、機器學習、博弈論等先進技術，提升網絡的自適應能力、決策智能化水平以及資源利用效率。本書旨在為研究人員、工程師以及對下一代通信網絡感興趣的讀者提供一個全麵而深入的視角，共同探索MANET在未來通信場景中的無限可能。 第一章：移動自組網的挑戰與機遇 移動自組網（MANET）的核心優勢在於其無需固定基礎設施即可實現節點間的直接通信。然而，這種自由度也伴隨著顯著的挑戰。節點移動性是MANET最突齣的特點，它導緻網絡拓撲頻繁變化，鏈接不可靠，信息傳播路徑可能瞬息萬變。這種動態性對路由的穩定性和效率提齣瞭極高的要求。如果路由信息更新不及時，可能導緻數據包丟失、延遲過大，甚至網絡分區。 此外，MANET通常部署在資源受限的環境中。節點可能擁有有限的電池容量、計算能力和帶寬。這意味著路由算法需要具備低功耗、低開銷的特性，避免不必要的資源消耗。信息的安全性也是MANET麵臨的另一大難題。由於網絡節點的開放性和動態性，易受惡意節點的攻擊，如僞造信息、拒絕服務攻擊等，威脅網絡的可靠性和安全性。 盡管麵臨諸多挑戰，MANET的獨特優勢也為其帶來瞭巨大的機遇。在缺乏基礎設施的區域，MANET可以快速部署，提供臨時的通信解決方案，例如在自然災害發生時，用於協調救援行動；在軍事領域，用於建立動態的戰術通信網絡。隨著物聯網設備的激增，MANET也為連接海量異構設備提供瞭新的可能。同時，MANET的自組織特性使其能夠適應不斷變化的環境，並能通過引入智能技術，實現更高級的功能。 第二章：傳統MANET路由算法與協議的迴顧與分析 在深入探討先進技術之前，迴顧並深刻理解現有MANET路由算法與協議是至關重要的。本章將梳理並分析幾種經典的MANET路由策略，包括： 錶驅動（Proactive）路由協議： 如DSDV（Destination-Sequenced Distance Vector）和OLSR（Optimized Link State Routing）。這類協議維護完整的網絡拓撲信息，為每個節點維護一張路由錶，能夠快速地找到目標節點。然而，其缺點在於網絡規模增大時，維護路由錶所需的開銷也隨之增加，尤其在節點移動性高的場景下，路由信息的更新會消耗大量的帶寬和能量。 按需（Reactive）路由協議： 如AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）和DSR（Dynamic Source Routing）。這類協議僅在需要通信時纔建立和維護路由。當節點需要嚮另一個節點發送數據包時，它會發起一個路由發現過程。這種方式可以顯著降低路由開銷，尤其是在網絡規模較大且節點移動性不高的情況下。然而，路由發現過程本身會引入額外的延遲，並且可能導緻消息風暴。 混閤（Hybrid）路由協議： 結閤瞭錶驅動和按需路由的優點，旨在提高路由效率和可擴展性。例如ZRP（Zone Routing Protocol）。這類協議將網絡劃分為若乾區域，在區域內采用錶驅動方式，在區域間采用按需方式。 本章將對這些協議的工作原理、優缺點、適用場景進行詳細剖析，並分析它們在麵對高移動性、大規模網絡、資源受限等問題時的局限性。通過對這些經典方法的深入理解，為引入更先進的路由策略奠定堅實的基礎。 第三章：麵嚮智能協同的路由算法設計 本章將聚焦於如何利用人工智能和機器學習技術，設計齣能夠實現智能協同的MANET路由算法。智能協同意味著節點不再僅僅被動地執行預設的路由規則，而是能夠主動感知網絡狀態、預測未來變化，並與其他節點協同做齣最優決策。 基於機器學習的路由決策： 探討如何利用監督學習、無監督學習和強化學習等技術，讓節點學習並預測網絡擁塞、鏈接失效的可能性，從而選擇更可靠的路徑。例如，可以訓練一個模型來預測在特定時間段內，某個鏈接的可用性，並據此調整路由選擇。 強化學習在路由中的應用： 重點分析強化學習（RL）如何賦能MANET的自適應路由。RL算法可以使得節點通過與環境的交互來學習最優策略，例如，一個節點可以被訓練成在麵對不同網絡狀況時，選擇不同的路由策略，以最小化延遲或最大化吞吐量。本書將探討Q-learning、Deep Q-Networks (DQN)等RL算法在MANET路由場景下的具體實現方法和性能評估。 群體智能與協作路由： 探索群體智能（Swarm Intelligence）算法，如蟻群優化（Ant Colony Optimization, ACO）和粒子群優化（Particle Swarm Optimization, PSO），在MANET路由中的應用。這些算法模仿自然界中生物體的集體行為，通過簡單的個體交互，湧現齣復雜的全局行為。在MANET中，節點可以模擬“螞蟻”的行為，通過信息素的標記來發現最優路徑，或者通過“粒子”的閤作來搜索最優路由。 知識圖譜與語義路由： 介紹如何利用知識圖譜來錶示MANET中的網絡信息、節點屬性以及應用需求，並在此基礎上進行語義路由。這種方法可以使路由決策更加智能化，例如，根據應用對延遲、帶寬、安全性等的需求，從知識圖譜中匹配齣最符閤要求的路由。 第四章：資源優化的路由協議設計 MANET的資源限製是其推廣應用的重要瓶頸。本章將深入研究如何設計路由協議，以最大限度地優化有限的網絡資源，包括能量、帶寬和緩存。 能量感知路由： 探討如何設計路由協議，將節點的剩餘能量納入路由決策考量。能量感知路由旨在延長網絡的整體壽命，避免關鍵節點的過早耗盡能量導緻網絡分區。本書將介紹能量預測模型、能量平衡路由策略以及如何與MAC層協同實現能量優化。 帶寬受限下的路由優化： 分析在帶寬受限的環境下，如何通過智能調度和路徑選擇來最大化網絡的有效吞吐量。這包括探討擁塞控製機製、鏈路質量評估以及負載均衡路由算法。 緩存管理與路由協同： 討論如何有效地利用節點的緩存空間來存儲路由信息、數據包以及網絡狀態信息，以減少路由發現的開銷和數據的重傳。本書將介紹緩存預取、緩存路由等技術，以及如何將緩存管理與路由協議進行深度集成。 服務質量（QoS）保障的路由： 隨著對實時應用（如視頻會議、語音通話）需求的增長，MANET需要提供一定的服務質量保障。本章將探討如何設計支持QoS的路由協議，例如，基於帶寬、延遲、抖動等參數的路徑選擇，以及如何通過流量工程來滿足不同應用的QoS需求。 第五章：麵嚮特定場景的路由協議與算法 MANET的應用場景多種多樣，不同場景對路由協議有不同的需求。本章將針對幾種典型場景，設計和優化相應的路由協議與算法。 麵嚮移動性極高的MANET： 探討如何應對節點高速移動帶來的挑戰。這可能涉及預測性路由、基於軌跡的路由以及利用多播或廣播技術來快速傳播路由信息。 麵嚮大規模MANET/WMN（Wireless Mesh Network）： 分析如何提高大規模網絡的路由可擴展性。這可能包括分層路由、區域劃分、以及利用網關節點來簡化路由。 麵嚮低功耗傳感器網絡： 針對能量極其有限的傳感器節點，設計極度低開銷的路由協議。這可能涉及事件驅動路由、數據聚閤以及延長網絡壽命的技術。 麵嚮車載自組網（VANET）： 探討VANET特有的環境，如高速移動、道路拓撲約束、以及通信的間歇性。本書將分析如何利用地理位置信息、車道信息以及車輛間的通信模式來設計高效的路由協議。 第六章：MANET路由協議的安全性增強 安全性是MANET的軟肋，也是實現可靠通信的基石。本章將探討如何增強MANET路由協議的安全性，以抵禦各種惡意攻擊。 安全路由協議設計原則： 介紹安全路由協議的設計原則，包括認證、完整性、機密性以及可用性。 密鑰管理與信任管理： 探討在分布式MANET環境中，如何安全有效地管理密鑰和建立節點間的信任關係。 基於密碼學的安全機製： 分析如何在路由協議中集成數字簽名、加密算法等密碼學技術，以保證路由信息的真實性和完整性。 檢測與防禦惡意節點： 介紹檢測和防禦惡意節點的方法，如異常檢測、聲譽係統以及基於規則的入侵檢測。 安全路由協議的實例分析： 選取一些具有代錶性的安全路由協議，如ARAN（Authenticated Routing for Ad hoc Networks）、SAODV（Secure Ad hoc On-Demand Distance Vector）等，對其安全機製進行深入分析。 第七章：仿真與實驗評估 理論研究的成果需要通過仿真和實驗來驗證。本章將介紹MANET路由算法和協議的仿真與實驗評估方法。 MANET仿真工具介紹： 詳細介紹幾種主流的MANET仿真工具，如NS-2/NS-3、OMNeT++、QualNet等，並分析它們在路由協議研究中的應用。 仿真場景設計與參數選擇： 指導讀者如何設計閤理的仿真場景，包括節點數量、移動模型、網絡拓撲、流量模型以及性能指標的選擇。 實驗評估指標： 明確定義評估MANET路由協議性能的關鍵指標，如數據包投遞率、端到端延遲、路由開銷、能量消耗、網絡壽命等。 真實網絡實驗的挑戰與機遇： 討論在真實MANET環境中進行實驗所麵臨的挑戰，例如硬件成本、部署復雜性、以及如何利用小型原型係統進行驗證。 結論與展望 本書通過對MANET路由算法與協議的深入剖析，重點關注瞭智能協同與資源優化的前沿技術。我們迴顧瞭經典協議的優劣，詳細探討瞭基於人工智能、機器學習、群體智能等技術的先進路由算法設計，並深入研究瞭在能量、帶寬、緩存等資源受限環境下的優化策略。此外，我們還針對不同應用場景，提齣瞭定製化的路由解決方案，並強調瞭安全性在MANET中的重要性。 展望未來，MANET仍將是通信網絡領域一個活躍的研究方嚮。隨著5G/6G、邊緣計算、人工智能等技術的進一步發展，MANET將迎來更多的創新機遇。未來的研究將更加注重： 與邊緣計算的深度融閤： 將路由決策和數據處理能力下沉到網絡邊緣，提高響應速度和資源利用率。 軟件定義網絡（SDN）與網絡功能虛擬化（NFV）在MANET中的應用： 實現路由功能的靈活部署和動態管理。 更加智能和自適應的網絡： 引入更先進的AI技術，使MANET能夠更好地預測和應對未知環境。 跨層協同優化： 實現路由層、MAC層、物理層之間的深度協同，全麵提升網絡性能。 更強的安全性與隱私保護： 在保證通信效率的同時，為用戶提供更高等級的安全和隱私保障。 我們相信，通過持續的研究和創新，MANET必將在構建下一代智能、高效、可靠的通信網絡中扮演越來越重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

深入閱讀後續關於路由協議的章節時，我發現作者對於傳統路由協議（如DSDV、AODV）的局限性分析得尤為透徹。以往很多資料隻是簡單說明這些協議的“反應性”或“預測性”問題，但這本書卻引入瞭更復雜的網絡狀態模型來量化這些局限。特彆是在探討源啓動（Source-initiated）路由發現機製時，作者用一個非常直觀的拓撲變化模型，展示瞭在高速移動場景下，路由信息過時導緻的控製開銷爆炸性增長。這種從數學建模角度切入分析問題的方法，使得原本抽象的協議性能評估變得具體而可量化。此外，書中對“鏈路質量”和“持久性”的討論也頗具啓發性，它超越瞭單純的跳數（Hop Count）指標，開始引入基於能耗和信道質量的復閤度量，這對於構建真正麵嚮服務的移動網絡架構是不可或缺的思路。這種對性能指標的精細化定義，是區分優秀技術著作和普通參考書的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

令人印象深刻的是，書中有一大塊篇幅專門聚焦於新興的、麵嚮特定應用場景的路由框架。這部分內容顯然是作者研究的前沿陣地，它沒有停留在經典的無綫Ad-hoc網絡理論，而是大膽地將視野投嚮瞭車聯網（VANETs）和物聯網（IoT）的交叉領域。作者對基於地理位置的路由（Geo-routing）的討論非常詳盡，特彆是關於如何處理 GPS 信號丟失或不精確情況下的魯棒性設計。我特彆欣賞作者在介紹異構網絡路由時的切入點——即如何平衡延遲敏感型業務和帶寬密集型業務的需求。書中提齣的某種“分層緩存轉發”策略，有效地緩解瞭傳統數據包轉發中因節點移動導緻的緩衝區溢齣問題。這種前瞻性的內容布局，讓讀者不僅能理解現有技術，更能預見未來研究的方嚮和潛在的挑戰，顯示齣作者深厚的行業洞察力。

評分☆☆☆☆☆

總體而言，這本書在技術深度和廣度上都達到瞭一個很高的水準，但真正讓它脫穎而齣的，是其中蘊含的那種對“不完美環境”的深刻理解。它清醒地認識到移動自組網的本質就是不確定性，因此，所有的“先進”算法和協議，最終目的都不是追求理論上的最優解，而是尋求在動態變化、資源受限環境下的“可持續最優解”。書中對擁塞管理和負載均衡的討論，尤其體現瞭這種務實的態度。它沒有沉溺於完美模型的假設，反而花費大量筆墨討論在節點頻繁離開、鏈路質量波動不定的極端情況下，如何設計具有自愈能力的路由機製。這種強調魯棒性和適應性的設計哲學，讓這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一部關於如何在混亂中建立秩序的工程學指南，對於希望設計齣真正能在野外穩定運行的移動網絡係統的工程師和研究人員來說，是極具指導價值的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的開篇部分，尤其是關於自組織網絡（Ad-hoc Networks）基礎概念的闡述，真是讓人耳目一新。作者似乎沒有陷入那種教科書式的枯燥定義，而是通過大量的實際應用場景來引入技術細節。我記得有一章專門講瞭MANETs（移動自組織網絡）在災後應急通信中的潛力，那段描述極具畫麵感，仿佛能感受到設備在斷網環境中如何自發形成通信鏈路。更值得稱贊的是，它在介紹底層介質訪問控製（MAC）協議時，沒有僅僅羅列各種協議的優缺點，而是深入剖析瞭不同MAC策略如何影響網絡的整體吞吐量和延遲。比如，它對比瞭基於競爭的協議和基於 TDMA 的協議在節點密度變化時的性能麯綫，這種深度分析對於理解路由決策背後的物理層製約至關重要。初讀之下，感覺作者對網絡設計哲學有著深刻的理解，而不是簡單地堆砌算法。對於初學者來說，這是一個很好的引路石，因為它在打好理論基礎的同時，始終保持瞭對“移動性”這一核心挑戰的關注，這使得後續的路由協議章節能夠順理成章地展開。

評分☆☆☆☆☆

從文字風格和結構組織來看，這本書的編排邏輯極其嚴謹，但敘述方式卻保持瞭難得的靈活性。它很少使用那種僵硬的、並列式的羅列，而是傾嚮於采用因果鏈條式的論證結構。例如，在討論如何優化數據轉發的能效時，作者並不是簡單地提齣一個“節能路由協議”，而是先論證瞭功耗在不同網絡負載下的分布特點，然後基於此特點，逐步推導齣節點休眠策略的優化空間，最後纔將這些策略整閤進一個統一的路由框架。這種“問題-分析-方案”的遞進結構，極大地增強瞭閱讀的連貫性和理解的深度。即便是對於像擁塞控製與路由耦閤這樣復雜的議題，作者也總能通過生動的比喻或恰當的圖示，將其中的耦閤關係剖析得層次分明，避免瞭純理論推導帶來的枯燥感。