1.1 移动Ad Hoc网络的发展历史简述
MANET技术不是一种新技术，到目前为止已经有40多年的发展历史。以前移动Ad Hoc网络的研究和开发大多数由美国政府，尤其是由美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）来支持。下面就通过介绍MANET的一些重要工程项目来描述MANET的发展历史。图1-1给出了MANET的历史发展概况。
图1-1 MANET的发展历史
MANET的思想最早可追溯到1968年的ALOHA网络。ALOHA网络的研究目标是为了将夏威夷的教育设备连接在一起。ALOHA采用固定基站，采用分布式信道访问管理，为之后分布式信道访问技术的研究和开发提供了基础。ALOHA协议是单跳协议，不支持路由功能。
历史上，MANET主要用于战术网络，用于加强战场通信和提高战场通信系统的生存能力。MANET建立一个合适的框架体系来解决这些问题，提供多跳无线网络，不需要预先建立好的通信基础设施，也不需要超视距的连接。
受到ALOHA网络和早期固定分组交换网络开发成功的鼓舞，DARPA在1973年开始研制分组无线网（Packet Radio Network，PRNET）。PRNET的研究目标是为了将数据分组交换技术引入到无线环境中，开发军用无线数据分组网。PRNET是多跳网络，提供集中式和分布式的操作管理机制。正是由于PRNET的研制成功，才使人们认识到多跳技术能够提高网络容量。PRNET采用分布式体系结构，由广播电台组成，中心控制成分达到最低程度，综合了ALOHA和CSMA两种信道访问协议，支持动态共享广播电台信道，采用多跳存储转发路由技术克服广播电台覆盖范围小的问题，能够在广阔地理区域内有效进行多用户通信。PRNET的成功证明了MANET思想的可行性。
在路由协议方面，PRNET首先引入了主动多跳路由算法，其工作原理如下：每个节点维护一张其相邻分组电台（Packet Radio，PR）和到达这些PR的链路质量列表。通过PR主动地向其他所有PR广播其存在来建立路由。使用一种特定的分组电台组织包（Packet Radio Organization Packet，PROP）进行主动广播。
但是，PROP广播导致传输大量的控制分组，这就限制了网络的扩展性。事实上，在PRNET中，网络中的PR数量不能够超过138个。相邻PR数量也被限制在16个之内。PRNET中的分组电台和控制设备体积大、功耗大，从而限制了系统的处理能力。
抗毁无线网络（Survivable Radio Network，SURAN）是美国DARPA于1983年开发的，主要解决PRNET遗留的问题、网络扩展性、安全、处理能力、以及能量管理。SURAN的主要研究目标是开发网络算法，采用这些网络算法使网络能够扩大到数万个节点，能够对抗安全攻击，能够采用低成本低功耗小型电台支持复杂分组无线网络协议。SURAN的研究成果是在1987年成功开发了低成本分组电台（Low-cost Packet Radio，LPR）技术，采用数字直接序列扩频电台，电台内置以Intel 8086处理器作为处理平台的综合分组交换模块。此外，开发了一组先进网络管理协议，采用动态分群的分层网络拓扑来支持网络扩展性。采用广播密钥管理提高了电台的自适应能力、安全性、传输容量。
到了20世纪80年代后期和90年代初期，Internet基础设施的增长以及微型计算机革命使得初期分组无线网思想更加实用、更加切实可行。为了使全球信息基础设施支持无线移动环境，DoD在1994年启动了DARPA全球移动信息（Global Mobile，GloMo）系统计划。GloMo计划的研究目标是支持无线装置之间随时随地的以太网类多媒体连接，解决所谓的MANET的M3[移动（Mobile）、多跳（Multihop）、多媒体（Multimedia）]问题。设计了几种网络，例如，加利福尼亚大学圣迭戈分校（University of California at San Diego，UCSC）开发的无线Internet网关（Wireless Internet Gateway，WING）采用平面对等网络体系结构，而GTEInternet的多媒体移动无线网络（Multimedia Mobile Wireless Network，MMWN）采用基于分群技术的分层网络体系结构。
美国陆军在1997年实现的战术互联网（Tactical Internet，TI）是迄今为止所实现的规模最大的移动无线多跳分组无线网。TI采用直接序列扩频的时分多址电台，数据传输速率为几十Kb/s，节点之间采用经过修改的商用Internet协议进行网络互连。这使我们认识到：商用有线协议不能处理拓扑变化问题以及数据速率低而比特误码率高的无线链。
1999年，美国海军提出了另外一个MANET，即增强型沿海战场先进概念技术示范（Extending the Littoral Battle-space Advanced Concept Technology Demonstration，ELB ACTD），用于演示海军舰艇部队作战概念的可行性，其中需要通过空中中继进行从海上舰船到地面海军陆战队队员的跨视距（Over-The-Horizon，OTH）通信。网络需要配置大约20个节点，采用Lucent公司的WaveLAN和VRC-99A来建立访问和与骨干网的连接。ELB ACTD成功演示了采用空中中继连接视距外的用户。
从上面可以看到，开发MANET具有很强的军事背景，其研究还在继续进行。即使是现在，DARPA也正在支持多种研究项目，比如未来战斗系统（Future Combat System，FCS）、联合战术电台系统（Joint Tactical Radio System，JTRS）、美国空军（United States Air Force，USAF）航空网特别工作组制定的《航空网体系结构》，均包括了MANET问题。
尽管MANET在军事方面有着时间久远的传统，但是对商用MANET的开发和研究也已经有若干年历史。在1997年6月成立了Internet工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）的MANET工作组，这极大地推动了商用MANET的开发和研究。IETF的MANET工作组的任务非常关键，这是因为IETF MANET工作组是当前唯一能够确保通过引入一种广泛采纳的网络协议而实现MANET协议互操作性的组织。
成立IETF MANET工作组是为了将改进的、新开发的路由技术规范标准引入到当前的Internet协议栈中。IETF MANET工作组的工作目标如下：
● 将各个领域的单目标路由协议标准化；
● 解决在预定应用环境中的安全问题；
● 很有可能解决层次化的更为先进的服务问题，比如在原有路由技术之上进行多目标传输和服务质量QoS扩展。
IETF MANET工作组还受到其他商用动机的推动，比如IEEE 802.11无线局域网标准、欧洲的HIPELAN/2无线局域网标准。此外，蓝牙是第一个商用的Ad Hoc无线系统。蓝牙技术是由1998年成立的蓝牙专用兴趣组开发的。
当前，IETF MANET工作组正在致力于MANET协议的标准化工作，已经完成标准化的路由协议有OLSR、TBRPF、AODV、DSR。本书将在有关章节详细描述这几个典型的路由协议。