1.4 移动Ad Hoc网络中的问题
正如很多人已经预测的那样，MANET能够满足人们将来通信的很多需求。无线短距离通信装置可以嵌入到很多产品中，几乎每个人都将携带一个无线交流器。这就给MANET提供了应用的可能性。但是，因为仍然还有很多MANET问题有待解决，所以MANET面临许多挑战和问题。
1.4.1 传统的无线问题
一般情况下，MANET由移动节点动态构成为一个自治系统，移动节点通过无线链路相互连接，不需要现有的网络基础设施或者管理中心。节点自由地随机移动，任意自己组织自己。因此，无线网络拓扑可能迅速变化且不可预测。MANET可以孤立地工作，也可以连接到较大的Internet上。MANET不需要任何固定基础设施来支持自己的操作，因此是没有基础设施的网络。一般情况下，MANET中节点之间的路由可能包括多跳路由，因此又被称为“多跳无线Ad Hoc网络”。每个节点能够与其传输覆盖范围内的任何其他节点进行通信。节点为了与其传输覆盖范围外的其他节点进行通信，必须使用中间节点来逐跳逐跳地中继消息。
MANET的机动性和便利性需要很高代价。MANET仍然包含无线通信和无线网络的传统问题：
● 无线媒介既不是绝对的，也没有易于观测的边界线，越出边界线的节点接收不到网络分组；
● 无线信道易受外部信号干扰；
● 无线媒介相对于有线媒介是极不可靠的媒介；
● 无线信道具有时变特性和非对称传播特性；
● 可能出现隐含终端和显现终端现象。
1.4.2 网络设计约束条件
MANET的特点及其包含的无线传统问题给其网络设计添加了许多约束条件和复杂性：
（1）自治与无基础设施。MANET不依赖任何已建立的基础设施或者管理中心。每个节点按照分布式对等方式操作，作为一个独立的路由器，独立产生数据。网络管理功能不得不分散到各个节点中，从而增加了故障检测和管理的困难。
（2）多跳路由。没有可用的默认路由器，每个节点都作为一个路由器，互相转发分组，以便移动主机之间共享信息。
（3）动态变化的网络拓扑。在MANET中，由于节点能够任意移动，所以网络拓扑（通常是多跳）可能频繁变化且不可预测，从而导致路由变化、频繁的网络分割，以及可能的分组丢失。
（4）链路容量和节点容量的差异。每个节点配置有一个或者多个电台接口，各个电台接口的发送/接收容量不同，工作频段也不同。节点电台容量的差异可能产生非对称链。此外，每个移动节点可能具有不同的软件/硬件配置，因而具有不同的处理能力。为这种不同种类网络设计网络协议和算法是个复杂的任务，要求动态适应变化条件（功率条件和信道条件，流量载荷/分布式变量，拥塞，等等）。
（5）能量限制操作。每个移动节点的电池的供电能力有限，因此其处理能力有限，从而限制了每个节点所能够支持的服务和应用。这是MANET中的一个较大问题，因为每个节点可以同时作为一个端系统和一个路由器，需要增加能量用于分组转发。
（6）网络扩展性。目前流行的大多数网络管理算法是为固定网络或者相对较小的无线网络设计的。很多MANET应用涉及到数万个节点的大网络，例如，传感器网络和战术网络。扩展性是这种大网络成功展开的关键。由有限资源节点组成的大网络的设计问题面临很多挑战，例如寻址、路由、位置管理、配置管理、互操作、安全、高容量无线技术，等等。
（7）网络性能分析与评估。由于MANET的性能分析必须考虑无线物理层、无线传播、多址访问、随机拓扑、路由、以及应用特性之间的交互，所以MANET的性能分析是一个极富挑战性的任务。
1.4.3 带宽有限
与有线固定连接相比，无线带宽是一种非常宝贵的资源。除了有效数据传输速率较低以外，还引起了路由协议设计的问题，因为带宽必需尽可能多地留给真正的数据传输。在考虑具体的不同路由协议的时候，有效带宽还限制了网络扩展性，因为网络规模越大，必须发送的路由更新就越多，路由更新传输距离越长。
再综合考虑到电池供电能力极度有限，那么有限带宽还有增大时延、甚至丢失其他用户流量的可能。这在瓶颈节点上可能特别有害。
1.4.4 扩展性
动态网络拓扑、可能缺乏累加可能性引起了直接扩展性问题。缺乏累加导致路由表更大。节点移动甚至是一个更大的问题，因为节点移动的时候路由信息发生变化，而为了维护路由表就必须将控制信息发送到网络中。当节点相互之间快速移动的时候，还必须发送更多的控制信息。控制信息的增多减少了有效带宽，这就限制了网络扩展性。所发送的控制信息的数量依赖所使用的具体算法，并且影响某些其他问题，比如收敛时间长，或者时延太大。
网络扩展性不仅受到节点移动的影响，而且还受到具体应用的时延要求的影响。因此，只要带宽、收敛、时延问题是可控制的扩展，那么网络就是可扩展的。
1.4.5 电池能量极其有限
大多数MANET设备都是小型手持式装置，其电池供电能力极其有限。例如，在传感器应用中，电池甚至决定一个应用的寿命。因此，电池能量的应用也是待研究的关键问题之一。
首先，分组转发功耗很大。因此，这就对移动节点将自己作为中间转发节点起了限制作用。但是，转发节点实际是必需的，因为如果没有有效的转发节点，那么MANET就不能工作。在消费者应用中，这个问题还会导致节点试图获取免费的网络服务，而自己却不提供转发服务。
通过改变发射功率可以控制电池的使用。使用较小的发射功率尽管引起多跳问题，但是可以节省能量。多跳网络使得路由算法更加苛刻，路由操作需要消耗更多的功率，这又是MANET的另一个主要的功率消耗问题。
按需发送路由信息或者不要频繁地发送路由信息也可以节省能量。路由更新频率与电池能量使用之间的平衡考虑是工程设计的主要决断之一，因为MANET路由协议的路由更新频率较低，常常导致时延变长。通过开发其他技术来控制能量的使用，比如采取休眠方式。
1.4.6 外部系统连接
很多应用都需要连接到某些外部系统，尤其是连接到Internet。当然，从网络观点来看这是有利的，但是从边沿节点观点来看却是非常麻烦的，尤其是对于能量很宝贵的手持装置。
将MANET与Internet连接起来是有利的。例如，提供与Internet连接的边沿节点可以将自己作为一个默认路由器而进行广播。这个“边沿节点”通过移动IP按照外部代理来工作，还能够提供全服务移动。但是，将Internet连接到MANET中的任意一个节点是极不确定的。因此，获得典型的Internet服务、集中授权和集中管理功能是有问题的。
1.4.7 安全问题
MANET的许多特点使得其在所有层次上都存在特别脆弱的安全问题。MANET使用开放媒介，其网络拓扑动态变化。协作算法和集中式基础设施的缺乏使得固定网络机制无法应用到MANET环境中。MANET面临如下三种具体的不同威胁：
（1）无线媒介使得MANET在面对从被动偷听到主动干扰范围内的许多攻击显得非常脆弱。MANET没有明确的保护线使得自己很难防护这些攻击，因此任何一个节点都不得不为直接攻击和间接攻击做准备。
（2）MANET节点是自治的，能够独立地到处随机移动，这就使得自己变成比较容易被捕捉的目标。与固定网络相比较，被捕捉的MANET节点更难被检测出来，这是因为MANET的协作特性而使得攻击造成的损害可能远要严重得多。例如，某个节点通过分发错误的路由信息就能够最终造成整个网落瘫痪或者使网络最终变得更加糟糕，能够截获通过自己转发的所有信息。
（3）由分布式决策、缺乏集中式基础设施、缺乏集中式安全证书权威机构造成的安全问题或许是最严重的威胁。由于可信赖的密钥和安全证书的分发更加困难，其数量也更加少，因此这些原因引起路由协议信息安全以及全部信息安全方面的一些问题。尤其是MANET规模很大的时候，要知道其中哪个节点是安全节点实在太困难。
总之，MANET中的信息能够在端用户完全不知情的情况下被偷听、被篡改。网络服务能够很容易被拒绝。所发送的信息可能正在经过很多可能不能信赖的节点。原理上，一个攻击者不得不等待几个新目标，而不是主动跟踪几个目标。由于MANET的网络协议是相互协作、共同完成的，所以整个MANET更加脆弱，尤其是目前的设备没有性能良好的认证机制来对某个特定用户的特定设备进行认证。在MANET环境中，跟踪特定用户的问题是MANET更具吸引力的工作目标之一。
1.4.8 消费者应用问题
MANET在消费者市场很有潜力，但是在这种可能性变成现实之前还有许多难点必须解决。MANET在消费者应用中要遇到与MANET在其他应用中遇到的同样问题，但是又有自己特殊的问题。
只使用网络而不依靠其他传输来测定移动节点的位置非常困难。因此，消费者特别应该有目的地进行协作。现在对此还没有合适的解决方法，但是，如果电子兑现变得更加普遍，那么电子兑现可能就是一种解决方法。
目前不存在MANET的覆盖范围，即使在MANET登陆大市场之后其覆盖范围也是不规则的。这是一个真正的鸡与蛋的问题，这是因为节点密度太低就根本不能形成网络的缘故。当然，可以从个人Ad Hoc网络（Personal Ad Hoc Network，PAN）开始发展，PAN本来就不需要与规模较大的网络交互，但是这个问题仍然存在。