1.5 移动Ad Hoc网络的基本内容

根据MANET的特点、所面临的问题、及其面临的日益增长的应用要求，MANET主要包括以下主要内容：

● 媒介访问控制层：各种MAC协议。

● 网络层：网络层内容很丰富，本书主要关心网络层路由问题和多目标路由问题。

● 传输层：主要是TCP在MANET中遇到的问题及其解决方案。

● 网络安全：MANET面临的安全挑战及其全面解决方案。

● 资源问题：IP地址自动动态分配技术，节能技术。

● 服务质量：MANET提供QoS支持面临的挑战，QoS框架体系解决方案。

下面主要介绍媒介访问控制和路由方面的一些基本概念。

1.5.1 MANET的媒介访问控制

1.MAC协议的功能和作用

一个无线网络由通过无线电波交换分组来进行通信的节点组成。媒介访问控制（Medium Access Control，MAC）协议决定节点什么时候允许发送其分组，而且通常控制对物理层的所有访问。

MAC层有单目标（即点对点）、多目标（即点对多点）、广播三种基本的发送方式，分别发送单目标分组（所包含的信息是传递给某个特定节点的）、多目标分组（所包含的信息是分发给一组节点的）、广播分组（所包含的信息是传递给相邻区域内所有相邻节点的）。

跟一个MAC协议有关的特定功能根据其系统要求和应用而变化。例如，无线宽带网络承载的数据流具有严格的服务质量（QoS）要求。这就要求能够自适应管理带宽资源的复杂MAC协议，以满足这些QoS要求。MAC协议设计及其复杂性还受到所使用的网络体系结构、通信模式、双工复接机制的影响。稍后描述这三个因素的影响。

MAC协议对MANET的性能起着重要作用。一个MAC协议详细说明了网络中每个移动单元如何能够以一种高效率方式共享有限的无线带宽资源。

2.MAC协议的性能评估

在评估MANET的MAC协议的时候，应该考虑如下性能指标：

（1）吞吐量和时延。通常按照每单位时间内成功发送的无线链路层分组的百分比来测量吞吐量。传输时延定义为发送节点分组到达MAC层的那一时刻与发送节点确认其发送的该分组已被接收节点成功接收到的那一时刻之间的时间差。

（2）公平性。一般地，公平性衡量为不同移动节点的分组流所做出的信道分配的公平程度。节点移动和无线信道的不可靠性是影响公平性的两个主要因素。

（3）能量效率。一般地，能量效率按照有用能量消耗（用于成功的分组传输）与总能量消耗之比来测量。

（4）多媒体支持。MAC协议具有提供不同服务要求（例如，吞吐量、时延、分组丢失率等）的传输能力。

3.影响MAC协议的因素

网络体系结构、通信模式、双工复接机制的组合定义一个通用框架结构，在这个通用框架结构内实现MAC协议。通用框架结构作出的决策是定义整个通信系统如何工作以及单个节点之间的相互交互的程度，限制能够提供哪些服务，描述影响系统总体性能的MAC协议设计。

1）网络体系结构

网络体系结构决定网络的结构如何实现，以及网络的智能驻留在何处。通常有两种类型的网络体系结构：一是集中式网络体系结构，二是Ad Hoc网络体系结构。

（1）集中式网络体系结构

集中式网络体系结构的特点是有一个专门节点（例如基站）来协调和控制该节点覆盖范围内或者蜂窝内的所有传输。蜂窝边界定义为节点接收基站发送信号的能力。为了扩大网络覆盖范围，若干个基站通过地面有线线路互连起来，并最终连接到现有网络中，例如公共交换电话网PTSN，或者局域网LAN。因此每个基站还起着无线通信区域和有线通信区域之间的中间设备的作用。

从基站到节点的通信在下行链路上进行，反过来，从节点到基站的通信在上行链路上进行。只有基站能够访问下行链路，而各个节点共享上行链路。在大多数情况下，其中至少有一条上行链路被专门分配用来收集来自节点的控制信息。基站对于从控制信道上接收到的服务请求做出的响应就是准许节点访问上行链路。因此，节点简单地遵循基站的指令。

智能集中在基站导致极简单的节点设计既紧凑，又能量高效。集中控制还简化了服务质量QoS支持和带宽管理，因为基站能够收集到这些要求信息并且适当地优先安排信道访问。每个节点维护一条单独的到达基站的链路，因此多目标传输分组的传输也得到极大的简化。但是，集中式无线网络的展开很困难，而且是一个长耗时过程。安装新基站需要精确的位置和系统配置，以及铺设新的地面有线线路（用于将新基站连接到现有的通信系统），导致成本增加。集中式无线系统还表现出单点故障（Single Point of Failure）的问题，如没有基站等于没有服务。

（2）Ad Hoc网络体系结构

Ad Hoc网络体系结构的主要特点是没有预先确定的结构。服务覆盖范围和网络连通性唯一地由节点相邻关系和主要的射频（RF）传播特性决定。Ad Hoc网络节点按照对等方式相互直接通信。为了实现远距离节点之间的通信，每个Ad Hoc网络节点还起着路由器的作用，存储和转发其他节点的分组。其结果是，MANET能够迅速展开和动态地组网，提供按需的网络解决方法。Ad Hoc网络体系结构更为强壮，一个节点故障破坏网络服务的可能性极小。

尽管一个通用体系结构肯定有它的优势，但是也引入了一些新的挑战。所有的网络控制，包括信道访问，都必须是分布式的。每个Ad Hoc网络节点必须意识到其周围正在发生什么，并且与其他节点共同合作，以便实现关键的网络服务。考虑到大多数Ad Hoc网络是全移动的（如每个节点单独移动），所以协议复杂程度和节点复杂性都很高。此外，每个Ad Hoc网络节点必须维护大量的状态信息，以便于纪录关键信息（如当前网络拓扑信息）。

由于其分布式特性，所以Ad Hoc网络的信道访问可以通过竞争节点之间的密切协作来完成。为了在活动节点之间有效地分配信道资源，需要某种形式的分布式协商机制。根据时间和带宽资源来计算，与分布式协商机制有关的开销将是整个系统性能的一个关键因素。

2）通信模式

通信模式指的是出现在无线通信系统中的同步总体程度，而且还决定何时进行信道访问。尽管可能有不同程度的同步，但是只有两种基本通信模式：同步通信模式和异步通信模式。

同步通信模式的特点是时隙化信道，使信道由多个持续时间相等的离散时间间隔（时隙）组成。除了极少数情况以外，这些时隙组合成一个较大的时间帧（Time Frame），时间帧是循环重复的。然后所有的网络节点按照这个时间帧进行同步，并且在时隙内进行通信。

同步通信模式的均匀性和规则性简化了服务质量（QoS）要求的提供。分组抖动、时延、带宽分配全部可以通过细致的时隙管理来控制。这种特性使得同步通信模式是作为支持话音和多媒体应用的无线通信系统的一种理想选择。但是，同步过程的复杂性依赖所使用的网络体系结构类型。在集中式网络体系结构中，基站可以广播信标信号来指定时间帧的开始。一个蜂窝内的所有节点只需简单地接收这些信标信号，就可与基站同步。集中式网络体系结构的这种同步机制不适用于MANET系统，MANET必须依靠更为复杂的时钟同步机制，比如全球定位系统（Global Positioning System，GPS）中的定时。

异步通信模式的限制少得多。异步通信模式按需地进行通信，不存在时隙，因此不需要任何全网同步。尽管这样肯定可以简化通信和降低节点的复杂程度，但是却使服务质量QoS提供和带宽管理变得更复杂。因此，异步通信模式通常用于对服务质量QoS要求不高的应用，比如文件传输和传感器网络。简化节点间的相互依赖关系也可以使异步通信模式应用到MANET体系结构中。

3）双工复接

双工复接指的是如何将发送事件和接收事件复接在一起。时分复接（Time Division Duplexing，TDD）在相同的频带上在不同的时刻轮流交替进行发送和接收，而频分复接（Frequency Division Duplexing，FDD）则把发送和接收分开在两个不同的频带内进行。TDD比较简单，对硬件复杂性要求较低，但是发送和接收轮流交替方式引入额外的时延开销。如果具有足够频带分隔，那么FDD允许同时发送和接收，能够明显提高获取反馈信息的速率。但是，FDD通信系统要求更为复杂的硬件和频率管理。

4.设计MAC协议时应该考虑的问题

在MANET中，节点移动、无线信道脆弱、缺乏中心协调机制将引起以下问题，在设计MAC协议时必须仔细考虑。

（1）隐含节点问题。一个隐含节点就是一个处在发送节点的无线电波覆盖范围之外、但是却处在接收节点的无线电波覆盖范围之内的节点。隐含节点接收不到发送节点发送给接收节点的数据。隐含节点产生较高的碰撞概率。一般地，分组成功传输的概率随着源节点和目的节点之间的距离的增大、以及（或者）网络负载的增加而下降。隐含节点增加了接收节点的碰撞概率。

（2）显现节点问题。一个显现节点是一个处在接收节点的无线电波覆盖范围之外、但是却处在相应发送节点的无线电波覆盖范围之内的节点。显现节点会做出不必要的推迟发送，导致链路利用率下降，系统吞吐量下降。这可能对高层协议（例如TCP）性能产生十分不利的影响。

（3）无线链路的脆弱性。无线电波传播通过的媒介没有可观测边界，而且不能控制，无线电波传播易受外部干扰源的干扰。因此，无线信道的容量受到高比特误码率的限制。无线链路常常表现出不对称的信道质量。无线环境中的高比特误码率可能是由噪声、干扰、自由空间损伤、阴影衰落、多径衰落等影响造成的。此外，信道误码还与所处位置有关，表现出突发特性。无线链路脆弱性可能对无线信道利用率以及不同移动节点（以及分组流）之间的公平服务具有极严重的不利影响。不对称的存在意味着节点间的协作可能受到严重限制。

可以采用前向纠错（Forward Error Correction，FEC）、自动重传请求（Automatic Repeat Request，ARQ）、信道编码、比特交织、频率/空间分集、以及均衡等技术提高发送信息通过无线链路的生存能力。可是，这些方法导致带宽利用率降低。而且，依靠提高发送功率来处理上述不需要的无线传播特性可能会拓宽干扰范围，从而导致空间复用的减弱。

（4）捕获效应问题。捕获效应是指节点在同时出现多个传输信号的情况下仍然能够完整、正确地接收信号（大概是一个具有主导信号电平的信号）。事实上，捕获效应是一种有利的信道特性，能够改善信道的利用率，但是却可能造成移动节点之间不公平地使用信道。

（5）信号传播时延问题。信号传播时延（即信号从发送节点传输到接收节点所需要的时间）也要影响系统性能。依靠载波侦听的协议对传播时延尤其敏感。由于大的传播时延，当信号没有及时到达接收节点的时候，则接收节点最初可能检测不到活动的传输信号。在这种情况下，很可能发生碰撞，系统性能受到损害。此外，使用同步通信模式的无线通信系统必须加宽每个时隙宽度来容纳传播时延。这种开销的增加减少了信息传输的有效带宽。

（6）通信方式问题。在建立可靠无线链路的时候，还必须考虑许多其他硬件约束。大多数无线收发信机在单个频率上进行半双工通信。当一个节点正在积极发送的时候，其大部分信号能量泄漏到接收路径上。发送信号的功率等级比任何同频接收信号的功率高出许多，发送节点接收自己的发送信号。因此，传统的碰撞检测协议，比如以态网的碰撞检测协议，就不能应用到无线环境中。

半双工通信方式提升了双工转接在无线通信系统中的作用。但是，使用TDD的协议必须考虑发送方式和接收方式之间轮流切换所需要的时间，例如硬件转换时间。对于高速无线通信系统在最大容量条件下工作的时候，收发转换时间增加的开销非常大。使用握手协议在面对这种情况的时候显得尤其脆弱。例如，考虑一个源节点发送一个分组，然后从目的节点接收应答消息的情况。在这个例子中，10μs的收发转换时间和10Mb/s的传输速率将导致信道容量丢失100bit。对于使用多轮消息交换来确保分组成功接收的协议，这种资源浪费更加严重；当传输载荷繁重的时候，这种资源浪费会进一步增加。

5.基本的MAC协议

尽管无线通信系统种类繁多，但是仍然有许多大家熟知的通用MAC协议。其中有些MAC协议是从有线通信领域的MAC协议改变而来的，而其他的MAC协议则是无线通信独有的。当前的大多数MAC协议都是使用下列技术的某种子集。

1）频分多址（FDMA）

频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）将整个信道带宽划分成M个相等的子信道，各个子信道相互分隔足够宽（通过保护频宽），以便于预防同频信道干扰，如图1-4（a）所示。

忽略一小部分保护频带的频率，每个子信道的容量等于 C/M，C 是整个信道带宽的容量。然后每个源节点能够分得一个或者多个子信道作为自己独立使用。为了接收某个特定源节点发送的分组，目的节点必须在其相应的信道上进行接收。FDMA的主要优点是提供M个分组的同时发送（在每个子信道上发送一个分组），而不会发生碰撞。但是，FDMA的这种多个分组同时发送付出的代价是增加了分组传输时间，结果导致较长的分组时延。例如，一个长为L bit的分组的传输时间等于M×L/C；若将这个分组安排在整个信道频带上传输，则其传输时间等于L/C；因此前者是后者的M倍。信道分配的独占特性可能在源节点短暂地没有分组发送之时导致带宽资源利用不足。

2）时分多址（TDMA）

时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）将整个信道带宽划分成M个相等的时隙，然后将这些时隙组成一个同步帧，如图1-4（b）所示。从概念上说，每个时隙代表一个信道，其容量等于 C/M，C 仍然是整个信道带宽的容量。然后每个节点分得一个或者多个时隙作为自己独立使用。因此，TDMA通信系统的分组传输是按串行方式进行，每个节点轮流访问信道。因为每个节点在每个时隙内可以访问整个信道带宽，所以发送一个长度为L bit的分组所需要的时间等于L/C。但是，若考虑每个节点每帧只分得一个时隙，那么来自同一个节点的两个连续分组之间的时延等于M−1个时隙。而且，当一个节点在其时隙内没有分组需要发送的时候，信道资源可能得不到充分利用。另一方面，时隙更容易管理，允许动态调整所分配的时隙数量，使浪费的带宽资源最小。

3）码分多址（CDMA）

尽管FDMA和TDMA分别把传输分离成不同频率和不同时隙，但是码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）却允许多个发送同时占用信道而不会相互干扰。通过使用特殊的编码技术避免碰撞，这种编码技术允许从组合信号中提取所需信息。只要两个节点的编码具有足够的差异（正交），这两个节点的发送就不会互相干扰。

CDMA的工作原理是将信息比特有效地扩展到人为拓宽的信道上。这就增加了每次发送的频率多样性，使得传输信号不易受衰落的影响，减轻了对工作在相同频谱上其他通信系统的干扰。因为所有的节点共享一个公共频带，所以CDMA简化了系统的设计和应用。但是，CDMA通信系统要求更为复杂、代价更高的硬件，并且通常更难以管理和控制。

CDMA通信系统使用两种类型的扩频调制：直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS）调制和跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum，FHSS）调制。

DSSS调制将原始信号乘以另外一个速率更高的信号，这个信号称为随机噪声（Pseudo-Noise，PN）序列。这自然提高了原始信号的比特速率及其所占用的带宽。增加的带宽数量叫做扩频系数。一个节点接收到一个DSSS信号之后，将该信号乘以接收信号对应节点的PN序列。相对于任何干扰信号，信号幅度增大为其原幅度的扩频系数倍，因而干扰信号被减弱，并且作为背景噪声来处理。因此，扩频系数用于提高干扰中的所需信号的幅度。这就是大家熟知的处理增益。但是，如果所接收到的原始信息信号比干扰信号弱得多，那么处理增益不足以解决问题。因此，对于大覆盖范围的无线通信系统，比如蜂窝电话网络，需要严格的功率控制机制。

FHSS调制根据特定的跳频序列周期性地改变发送频率。停留在每个频率上的时间称为驻留时间。FHSS调制按照两步进行。第一步，原始信息调制载波，生成窄带信号；第二步，按照跳频序列和驻留时间修改载波频率。

6.Ad Hoc MAC协议

MANET没有预先确定的基站来协调信道访问，因此许多集中式媒介访问控制设计思想在MANET中都无效。本书不介绍集中式媒介访问控制协议，而是介绍MANET的媒介访问控制协议。

MANET的媒介访问控制协议大致包括三类：一是竞争协议（Contention Protocol），二是分配协议（Allocation Protocol），三是竞争协议和分配协议的组合协议[也称为混合协议（Hybrid Protocol）]。这三种协议的区别在于各自的信道访问策略不同。

1）竞争协议的概念和特点

竞争协议使用直接竞争来决定信道访问权，并且通过随机重传来解决碰撞问题。ALOHA协议和载波侦听多址访问（CSMA）协议就是竞争协议的典型例子。除了时隙化ALOHA协议，大多数竞争协议都使用异步通信模式。碰撞回避也是一个关键设计问题，这需要通过某种控制信令形式来实现。

竞争协议简单，往往在轻传输载荷条件下运行良好，例如，碰撞次数很少，导致信道利用率高，分组传输时延小。但是，随着传输载荷的增大，往往是竞争协议性能下降，碰撞次数增多。在传输载荷很重的时候，竞争协议可能随着信道利用率下降而变得不稳定。这就可能导致分组传输时延呈指数形式增大，以及网络服务崩溃，即使能够成功交付分组，也只能够成功交付少数几个分组。

2）分配协议的概念和特点

分配协议使用同步通信模式，使用某种传输时间安排算法将时隙映射为节点。这种映射导致一个发送时间安排决定了一个节点在其特定的时隙（可以使用一个时隙，也可以使用多个时隙）内允许访问信道。大多数分配协议建立无碰撞的发送时间安排，因此安排的发送时间长度（按照时隙个数计算）建立协议性能的基础。时隙可以静态分配、也可以动态分配，分别得到固定长度的传输时间安排、可变长度的传输时间安排。

分配协议往往在中等到繁重传输载荷条件下运行良好，这是因为在这种条件下才可能利用所有的时隙。分配协议即使在传输载荷非常繁重的时候也能够保持稳定。这是由于大多数分配协议确保每个节点在每帧至少可以无碰撞地访问一个时隙。另一方面，分配协议的缺点是在轻传输载荷条件下表现不利，这是因为人为时隙化信道而引入的时延，结果分配协议的时延相对于竞争协议是非常大的。

3）混合协议的概念和特点

混合协议可以简单描述为两种或者更多种协议的组合。但是，这里将混合MAC协议中的“混合”定义局限为只包含竞争协议要素和分配协议要素的综合。混合MAC协议能够保持所组合的各个访问协议的优点，同时又能避免所组合的各个协议的缺陷。因此，一个混合协议的性能在传输载荷轻的时候近似表现为竞争协议的性能，而在传输载荷重的时候近似表现为分配协议的性能。

1.5.2 MANET的路由

1.路由协议的分类

可以根据网络节点获取路由信息的方法来对MANET的路由算法进行分类，也可以根据网络节点使用的、用于计算优先路由的信息类型来对路由算法进行分类。根据后者，MANET的路由算法大致可以分成链路状态算法和距离矢量算法两大类。运行链路状态路由协议的网络节点使用拓扑信息来做出路由选择决策；运行距离矢量路由协议的网络节点使用距离以及在某些情形下至目的节点的路径信息来做出路由选择决策。距离矢量路由算法遇到一个无法彻底解决的无穷计算问题，而链路状态路由算法却不存在这个问题。这也正是DARPA在早期的PRNET中使用距离矢量路由算法、而在改进后的PRNET中使用链路状态路由算法的一个主要原因。根据前者，MANET的路由算法大致也可以分成两大类：一类称做表格驱动类路由协议，另一类称做源节点初始化按需驱动类路由协议。

表格驱动类路由协议又称为主动式路由协议。主动式路由协议尽力维护网络中每个节点至所有其他节点的一致的最新路由信息，要求网络中的每个节点都建立和维护一张或多张存储路由信息的表格，对于网络拓扑变化的反应是向整个网络传播路由更新信息，因而从网络一致性的观点来达到维护整个网络路由信息的一致性。各个主动式路由协议的差别主要表现在两个方面：一是跟路由选择有关的、所必需的路由表格的数量的差异；二是有关由网络拓扑变化所引起的路由变化信息在整个网络中的传播的方法的差异。

源节点初始化按需驱动类路由协议又称为反应式路由协议，或者简称为按需路由协议。按需路由协议不同于表格驱动类路由协议。按需路由协议只有在源节点需要的时候，才创建路由，这也正是“按需”的含义所在。当网络中一个节点（这个节点称为源节点）需要一条路由到达某个目的节点的时候，源节点就初始化网内的路由寻找进程。一旦找到一条路由，或者所有可能的路由重新排列都已检测完毕，则结束网内路由寻找进程。一旦创建了一条路由，那么就立即按照某种路由维护机制维护该条路由，直至出现下列情况之一时方才停止该路由的维护：①沿着从源节点至目的节点的路径已无法再访问到目的节点（路由异常中断）；②已不再需要该路由。

2.路由协议的性能

为了判定一个路由协议的优劣，需要一些定性和定量的性能指标，使用这些指标来测量路由协议的适用性和性能。这些指标应该“独立于”任何给定的路由协议。

1）定性性能指标

下面列出MANET路由协议所要求的定性指标（读者可以根据这些基本要求去认识和分析每个MANET路由协议）。

（1）分布式操作。这是要求MANET路由协议必需的一个特性。

（2）开环。一般要求避免诸如最坏情形之类问题的出现，例如少量分组在网络中无止境地来回传递。诸如TTL之类的Ad Hoc解决方法能够约束这个问题，但是一般需要更加结构化的、结构良好的方法，这样常常能够得到更好的总体性能。

（3）基于需求的操作。不假定传输流在网络中均匀分布（以及不停地维护所有节点之间的路由），而是让路由算法按需地自适应传输模式。如果能够灵活地实现，那么就能够更加有效地利用网络能量和带宽资源，其代价是路由寻找时延增大。

（4）主动式操作。这是正好与按需操作相反的操作。在某些环境下，按需操作引入的时延可能是不可接受的。如果带宽和能量允许，那么在这种环境中值得采取主动式操作。

（5）网络安全。一个MANET如果没有某种形式的网络级安全或者链路级安全，则在面对很多形式的攻击时显得很脆弱。在没有适当安全保护的无线网络中进行下述攻击也许相对简单：对网络传输信息进行偷听、重放，操控分组头信息，修改路由信息。尽管在有线网络基础设施和有线网络路由协议中也存在这些安全问题，但是维护MANET传输媒介的“物理”安全却要困难得多（因为无线传输媒介是开放性传输媒介）。MANET需要充分的安全保护，防止协议操作被恶意修改和破坏性修改。

（6）“休眠”操作。由于节能，或者某些其他原因要求节点暂停工作（但又不是关电完全停止工作，常常将此称为“静默”），所以一个MANET的节点能够任意长时间的停止发送和/或者接收（即使信息接收要求打开发射功率）。路由协议应该能够包容这种节点休眠周期而不致产生不利结果。这种属性可能要求通过标准接口密切耦合链路层协议。

（7）单向链路的支持。在设计MANET路由算法时通常假定双向链路。很多路由算法在单向链路上不能正常工作。但是，单向链路在无线网络中确实存在。通常是存在足够多的双向链路，以至于单向链路的使用具有有限的额外价值。但是，当两个Ad Hoc区域之间只存在一对单向链路（其方向正好相反）的唯一双向连接时，那么充分利用这两条单向链路则很有价值。

2）定量性能指标

下面列出用于评估MANET路由协议性能的定量指标（读者可以根据这些基本要求去认识和分析每个MANET路由协议）。

（1）端到端的数据吞吐量和数据时延。对数据传输路由性能的统计测量（例如均值、方差、分布）非常重要。这两个指标是对一个路由策略的功效的测量：从使用路由的其他策略的外部来测量路由策略，说明路由策略的表现程度。

（2）路由获取时间。路由获取时间指当发出路由请求后建立路由所需要的时间。这个指标是专门对按需路由算法的一种特殊形式的“外部”端到端时延的测量。

（3）乱序交付百分率。该指标是对无连接路由性能的外部测量。传输层协议关心该指标，如TCP协议是按序交付的协议，因此希望该指标越低越好。

（4）效率。如果数据路由功效是对路由策略性能的外部测量，那么效率就是对路由功效的“内部”测量。为了实现给定的数据路由性能，两种不同的路由策略依据其内部效率可能产生不同的开销。路由协议效率可能会、也可能不会直接影响数据路由性能。如果控制信息和用户数据共享同一个容量有限的信道，那么控制信息过多常常影响数据路由性能。

跟踪以下几个描述路由协议“内部”效率的比率是很有用的（也可能还有其他比率）：

① 发送数据比特平均数量/交付数据比特平均数量。这个比率可以看作是对在一个网络内交付数据的比特效率的测量。这个比率也间接地给出数据分组经过的平均跳数。

② 发送控制比特平均数量/交付数据比特平均数量。这个比率是对路由协议交付数据时控制开销的比特效率的测量。计算这个比率时不仅包含路由控制分组的比特数量，而且还包含数据分组分组头中的比特数量。换句话说，只要不是数据的信息就是控制开销，而且应该归入该路由算法的控制开销中。

③ 发送的数据分组和控制分组的平均总数量/交付的数据分组平均数量。这个比率不是按照比特单位测量路由算法的纯效率，而是试图反映路由协议的信道访问效率，因为基于竞争的链路层的信道访问代价很高。

此外，在测量路由协议性能时必须考虑网络中的网络信息。应该改变的必要参数包括：

（1）网络规模。按照节点数量来测量。

（2）网络连通性。表示一个节点的平均密度（即一个节点的相邻节点的平均数量）。

（3）拓扑变化速率。指网络拓扑正在变化的速率。

（4）链路容量。指按照比特/秒测量的链路有效传输速率，其中不包含多址访问、编码、成帧等造成的传输速率的损失。

（5）单向链路比例。这个比例说明一个路由协议的效能随着单向链路数量的变化而变化的情况。

（6）流量模式。这个参数说明一个路由协议适应非均匀流量模式或者突发流量模式的能力。

（7）移动性。无论在何种环境中，一个路由协议与网络拓扑的时间、空间关系如何？在这些环境中，仿真MANET节点移动性的最合适模型是什么？

（8）休眠节点的比例和休眠频率。一个路由协议当存在休眠节点和唤醒节点时性能表现怎样？

一个MANET协议应该在一个较宽的网络参数范围内有效地发挥作用。从小范围内的Ad Hoc协作组到大范围的移动、多跳网络。前面讨论的MANET的特征、评估指标不同于传统的有线多跳网络。无线网络环境资源稀缺，传输带宽相对有限，能量也相对有限。

总之，MANET已经正在激起人们的兴趣，其实现工程折中很多，并富有挑战性。各种性能问题需要新的网络控制协议。一个路由协议较适合于某个特定的网络参数集，而不太适合于其他的网络参数集。在提供一个协议描述时，应该同时提到该协议的“优点”和“缺陷”，以便为该协议的使用确定一组合适的网络参数。一个协议的属性通常可以定性表述，例如，一个路由协议是否能够支持最短路径路由。可以根据属性的定性描述对路由协议做出大致分类，为更为详细的协议性能的定量评估建立基础。随着MANET技术不断发展和有关成果不断成熟，这里介绍的指标和方法也将继续变化和发展。