Ad hoc δίκτυο

Ένα ασύρματο ad hoc δίκτυο (αυτοοργανωμένο δίκτυο ή δίκτυο κατ' απαίτηση) είναι ένας αποκεντρωμένος τύπος ασύρματου δικτύου. Το δίκτυο είναι ad hoc επειδή δε βασίζεται σε κάποια προϋπάρχουσα υποδομή, όπως δρομολογητές στα ενσύρματα δίκτυα ή ασύρματα access points στα διαχειριζόμενα ασύρματα δίκτυα. Αντίθετα, κάθε κόμβος λαμβάνει μέρος στη δρομολόγηση προωθώντας τα δεδομένα προς τους άλλους κόμβους, κι έτσι ο καθορισμός του ποιοι κόμβοι προωθούν δεδομένα γίνεται δυναμικά με βάση τη συνδεσιμότητα του δικτύου. Πέρα από την κλασική δρομολόγηση, τα ad hoc δίκτυα μπορούν να χρησιμοποιήσουν την υπερχείλιση για να προωθήσουν τα δεδομένα. Τα πρώτα ασύρματα ad hoc δίκτυα ήταν τα PRNETs (δίκτυα "ραδιοφωνικών πακέτων") από τη δεκαετία του '70, υπό την αιγίδα του DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) μετά το ALOHAnet project.

 Ο αποκεντρωμένος χαρακτήρας των ασύρματων ad hoc δικτύων τα καθιστά κατάλληλα για ποικίλες εφαρμογές οι οποίες δε μπορούν να βασίζονται σε κεντρικούς κόμβους, και μπορούν να βελτιώσουν την ευελιξία τους σε σχέση με τα διαχειριζόμενα ασύρματα δίκτυα. Ωστόσο, έχουν εντοπιστεί θεωρητικοί και πρακτικοί περιορισμοί στις δυνατότητες των δικτύων αυτών. Η γρήγορη εγκατάσταση και η ελάχιστη απαιτούμενη διαμόρφωση καθιστά τα ασύρματα ad hoc δίκτυα κατάλληλα για καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, όπως φυσικές καταστροφές ή πολεμικές συρράξεις. Η παρουσία δυναμικών και προσαρμοστικών πρωτοκόλλων επιτρέπει στα ad hoc δίκτυα να σχηματίζονται γρήγορα. Τα ασύρματα ad hoc δίκτυα μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω με βάση την εφαρμογή τους: Κινητά ad hoc δίκτυα (MANET - Mobile Ad hoc NETworks) Ασύρματα δίκτυα πλέγματος (WMN - Wireless Mesh Networks) Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (WSN - Wireless Sensor Networks) Ένα ασύρματο ad hoc δίκτυο αποτελείται από πολλαπλούς κόμβους, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους μέσω "ζεύξεων" (links). Οι ζεύξεις επηρεάζονται από τους πόρους του κόμβου (π.χ. ισχύς πομπού, υπολογιστική ισχύς, μνήμη), από τις ιδιότητες συμπεριφοράς (π.χ. αξιοπιστία), καθώς επίσης και από τις ιδιότητες της ζεύξης (π.χ. μήκος ζεύξης, απώλεια σήματος, παρεμβολές, θόρυβος). Δεδομένου ότι οι ζεύξεις μπορεί να συνδέονται και να αποσυνδέονται ανά πάσα στιγμή, ένα λειτουργικό δίκτυο πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίσει αυτή τη δυναμική αναδιάρθρωση, κατά προτίμηση με τρόπο που να είναι έγκαιρη, αποτελεσματική, αξιόπιστη, δυναμική και επεκτάσιμη. Το δίκτυο θα πρέπει να επιτρέπει σε οποιουσδήποτε δυο κόμβους να επικοινωνούν, διαβιβάζοντας την πληροφορία μέσω άλλων κόμβων. Η χρήση άλλων κόμβων για διαβιβαστικούς σκοπούς είναι γνωστή ως "Συνεργατική Επικοινωνία". Ένα "μονοπάτι" (path) είναι μια σειρά από ζεύξεις η οποία συνδέει δυο κόμβους. Ποικίλες μέθοδοι δρομολόγησης χρησιμοποιούν ένα ή δυο μονοπάτια μεταξύ δυο κόμβων. Οι μέθοδοι υπερχείλισης χρησιμοποιούν όλα ή τα περισσότερα διαθέσιμα μονοπάτια. Στα περισσότερα ασύρματα ad hoc δίκτυα, οι κόμβοι συναγωνίζονται μεταξύ τους για την πρόσβαση στο κοινόχρηστο ασύρματο μέσο, καταλήγοντας συχνά σε συγκρούσεις (παρεμβολές). Η χρήση συνεργατικών ασύρματων επικοινωνιών βελτιώνει την ανοσία σε παρεμβολές, με τον κόμβο-προορισμό να συνδυάζει την αυτοπαρεμβολή μαζί με τις παρεμβολές άλλων κόμβων, για τη βελτίωση της αποκωδικοποίησης του επιθυμητού σήματος. Ένα βασικό πρόβλημα για τα ασύρματα ad hoc δίκτυα είναι η πρόβλεψη της ποικιλίας των πιθανών καταστάσεων που μπορεί να προκύψουν. Ως αποτέλεσμα, η Μοντελοποίηση και η Προσομοίωση χρησιμοποιώντας εκτεταμένη σάρωση παραμέτρων και ανάλυση περιπτώσεων ("what-if") καθίσταται εξαιρετικά σημαντικό υπόδειγμα για χρήση σε ad hoc δίκτυα. Παραδοσιακά εργαλεία Μοντελοποίησης-Προσομοίωσης περιλαμβάνουν τα NS2, το OPNET και το NetSim. Ωστόσο, τα εργαλεία αυτά επικεντρώνονται κυρίως στην προσομοίωση ολόκληρης της στοίβας πρωτοκόλλων του συστήματος. Άν και αυτό μπορεί να είναι σημαντικό για την απόδειξη της εννοιολογικής υλοποίησης των συστημάτων, δεν παύει να υφίσταται η ανάγκη μιας πιο προηγμένης μεθοδολογίας. Guide to Wireless Ad hoc Networks των Sudip Misra, Isaac Woungang και Subhas Chandra Misra. Ρύθμιση δικτύου υπολογιστή με υπολογιστή (ad hoc) Ασύρματα Ad Hoc Δίκτυα