通讯网路与多媒体应用期末书面报告.docx

通訊網路與多媒體應用期末書面報告

Paper: M. Conti and S. Giordano, "Multihop Ad Hoc Networking: The Reality", Communications Magazine, IEEE, vol. 45, 2007, pp. 88-95.

指導老師： 童曉儒 教授　　
組別： 第二組　　　　　　
組員：　　　　　　　　　　
M9656004
朱浚煌
M9656017
林祐沁
M9656025
陳岸佐
M9656029
吳信衡
M9656033
高靖宜
M9656035
呂旭儒

目錄
壹、 摘要 ……………………………… 5
貳、 前言 ……………………………… 5
參、 MANET
3-1 發展 ……………………………… 7
3-2 特性 ……………………………… 7
3-3 MANET議題 ……………………………… 8
3-4 隨意式無線網路 ……………………………… 9
3-5 Mobile ad hoc network應用 ……………………………… 9
3-6 Mobile ad hoc network架構 ……………………………… 11
肆、 IEEE802.11無線網路 ……………………………… 12
伍、 無線網狀網路（Mesh Network）
5-1 Mesh Network起源 ……………………………… 13
5-2 無線Mesh網路特性 ……………………………… 14
5-3 優點 ……………………………… 15
5-4 缺點 ……………………………… 15
5-5 WMN的應用 ……………………………… 15
陸、 臨機網路（Opportunistic Network）
6-1 特點 ……………………………… 17
6-2 Delay Tolerant Networking ……………………………… 17
6-2-1 DTN簡介 ……………………………… 17
6-2-2 為何需要DTN ……………………………… 19
6-2-3 DTN之架構 ……………………………… 19
6-2-4 DTN的相關應用 ……………………………… 19
柒、 VANET（Vehicle Ad-hoc NETwork）
7-1 智慧型運輸系統ITS ……………………………… 20
7-2 VANET定義 ……………………………… 20
7-3 VANET網路架構 ……………………………… 21
7-4 Inter-Vehicle Communications（IVC）………………………… 22
7-5 結合RVC以及IVC之網路架構 ……………………………… 23
7-6 VANET網路的特性 ……………………………… 24
7-7 MANET與VANET比較 ……………………………… 25
7-8 VANET網路的研究議題 ……………………………… 26
7-8-1 Safety Applications ……………………………… 27
7-8-2 Safety議題 ……………………………… 27
7-9 Comfort Applications ……………………………… 28
捌、 WSN
8-1 介紹 ……………………………… 30
8-2 平台內容 ……………………………… 31
8-2-1 傳輸協定標準 ……………………………… 31
8-2-2 硬體架構 ……………………………… 32
8-2-3 作業系統 ……………………………… 33
8-2-4 程式語言 ……………………………… 34
8-3 傳輸介質 ……………………………… 35
8-4 工作模式 ……………………………… 35
8-5 傳輸方式 ……………………………… 36
8-6 設計要點 ……………………………… 38
8-7 模擬器 ……………………………… 40
玖、 WSN於民事監控上的應用
9-1 應用特色 ……………………………… 41
9-2 WSN網路應用 ……………………………… 41
9-3 WSN的限制與挑戰 ……………………………… 43
壹拾、 摘要及結論 ……………………………… 43
壹拾壹、 參考文獻 ……………………………… 44
表目錄
表一：行動隨意網路與有基礎網路的比較 …………………………… 10
表2：MANET與VANET比較表 …………………………… 25

圖目錄
圖一：Mobile ad hoc networks架構 …………………………… 11
圖二：跨層方法分類圖 …………………………… 12
圖三：無線網路資料傳送架構 …………………………… 13
圖四：無線網路架構 …………………………… 14
圖五：Broadband home networking …………………………… 16
圖六：Wireless Mesh Network …………………………… 16
圖七：DTN所適用的各種網路類型 …………………………… 18
圖八：A點和E點從未相遇，但packet卻可以從A傳遞到E ……….. 18
圖九：DTN之架構圖 …………………………… 19
圖十：Roadside-to-Vehicle Communications （RVC） …………………… 22
圖十一：Inter-Vehicle Communications （IVC） ……………………… 23
圖十二：結合RVC以及IVC之網路架構 …………………………… 23
圖十三：IVC架構裡發生fragment …………………………… 24
圖十四：Networking challenges in VANETs …………………………… 27
圖十五：WSN架構圖 …………………………… 30
圖十六：各種Sensor Node …………………………… 30
圖十七：ZigBee架構 …………………………… 31
圖十八：6lowpan架構 …………………………… 32
圖十九：WSN硬體架構 …………………………… 33
圖二十：TinyOS架構圖 …………………………… 34
圖二十一：nesC 程式碼 …………………………… 35
圖二十二：WSN工作週期 …………………………… 36
圖二十三：工作週期說明 …………………………… 36
圖二十四：Infrastructure Network …………………………… 36
圖二十五：Ad-Hoc Network …………………………… 37
圖二十六：Multihop技術 …………………………… 38
圖二十七：無線感測器網路資訊應用示意圖 …………………………… 40
圖二十八：為森林感知網路圖 …………………………… 42
圖二十九：為農業感知網路圖 …………………………… 42
圖三十：為感知網路用於軍事用途圖 …………………………… 43

壹、 摘要
在目前的真時世界中，單純使用移動式隨意網路（Mobile Ad Hoc Networks，MANET）並不存在，但是多重跳躍式隨意網路（Multihop Ad Hoc Networks）的概念以及應用已經成功的在許多網路層面上實作並且滲透網路的環境。在本篇文章中，主要介紹與推薦目前已經應用於實務需求中來延伸網際網路或支援需求定義明確多重跳躍式隨意網路的一些實務範例：網狀網路（Mesh Network）、臨機網路（Opportunistic Network）、車載網路（Vehicular Network）以及感測網路（Sensor Network）。透過這些實務範例與單純使用移動式隨意網路，我們可以推薦與證實出這些實務範例相較下是有效且有用的，也可以觀察出隨意網路的一些缺陷。

貳、 前言
近年來由於行動運算以及無線通訊的蓬勃發展，網際網路服務的應用越來越受到大眾的依賴與重視，但是網際網路應用唯一的缺陷，便是必須有網路訊號並連上網際網路方能夠使用各式各樣的服務，因此如何能夠讓使用者可以不受時間與空間的限制使用網際網路也是十分重要的議題，因次能夠滿足使用者在任何時間、地點進行通訊服務的隨意網路（Mobile Ad Hoc Networks，MANET）受到廣大的重視。
隨意網路是一種在沒有Base Station 的情況下，所有的行動裝置皆能彼此直接作訊息交流溝通或者間接經由其他中間的行動裝置傳遞訊息的一種網路環境。而這種網路架構由於沒有所謂的Base Station 的機制，所以他的應用環境不需受到Base Station 的限制，可以使用於許多無法建立Base Station 的情況。在無線網路中，MANET屬於無基礎建設架構（Non-Infrastructure），不受時間、地點以及環境相關因素有所影響。
在真實世界中，單純一般用途的隨意網路並不存在與實作也沒有在工業技術上有所發展，這是因為缺乏經濟效益並且高難度的架構與協定設計，所以導致在目前真實世界中沒有針對單純一般使用隨意網路的實作在生活中‧根據相關的文章中的研究[M. Conti and S. Giordano，Multihop Ad Hoc Networking：the theory in this issue）]，從科技以及經濟效益的觀點來看，單純一般用途的隨意網路缺乏注重現實生活的應用傾向；研究人員嘗試建立一個大型的、完全非集中化、無須管理權限、網路建立在使用者設備為基礎上的一般用途網路模型，但是卻發現十分困難建立以及設計相關架構以及模型。
本篇文章主要介紹與分析所推薦的網路科技技術（Mesh Network、Opportunistic Network、Vehicular Network、Sensor Network），這些科技已經成功的應用在目前的生活實務之中。
以下針對下列網路範例進行介紹：網狀網路（Mesh Network）、臨機網路（Opportunistic Network）、車載網路（Vehicular Network）以及感測網路（Sensor Network）。
l 網狀網路（Mesh Network）
網狀網路屬於短期性的應用，它是一種在網路節點間透過動態路由的方式來進來資料與控制指令的傳送。這種網路可以保持每個節點間的連線完整，當網路拓蹼中有某節點失效或無法服務時，這種架構允許使用「跳躍」的方式形成新的路由後將訊息送達傳輸目的地。
在網狀網路中，所有節點都可與拓撲中所有節點進行連線而形成一個「區域網路」。網狀網路與一般網路架構的差異處在於所有節點可以透過多次跳躍進行數據通訊 但它們通常不是移動式裝置。網狀網路可以視為是一種點對點的架構。移動式點對點網路與網狀網路在架構上是非常相似的，只是移動式點對點網路還必須隨時更新組態以因應各節點移動的情形。網狀網路透過引導與修正路由和透過顯著的降低影響節點衝擊可以簡化網絡設計。此外，有了基礎建設的支援，網狀網路透過提供靈活和低成本的網路延伸性，帶給一般用途的MANET一個大量傳播網路市場。
l 臨機網路（Opportunistic Network）
臨機網路是一種屬於中長期的隨意網路的應用，主要功能是在兩個節點之間沒有存在真實的路徑，訊息藉由跳躍方式傳送到目的端，藉由跳躍的方式來進行資料傳遞，而跳躍中的路徑是隨機產生，視當時環境中節點而產生。臨機網路算是延遲容錯網路 （Delay Tolerant Networks, DTN）的一種，當沒有機會使資料前進發送時，節點會儲存資料訊息等待有機會發送，因此在臨機網路的架構中，如何將路徑安排最佳化使資料前進目的端發送資料訊息是非常重要的議題。雖然目前無線網路相關設定由於不同的設備可能擁有著不同的無線網路技術，規格與通訊標準不同，但是有時同一系列的設備但不同網路的設備之間是可以連接使用的，可以透過臨機網路提供的臨機性與流動性與其他無線設備連接，以便傳送資料。
l 車載網路（Vehicular Ad Hoc Network，VANET）
車載網路是一種透過隨意網路提供車輛之間的通訊，藉由無線通訊與資料傳遞技術，串聯交通工具以及路邊交通設施，所形成的特殊的專用網路，屬於高度客制化的行動式隨意網路。主要功能在於讓所有的用路人可以即時取得與傳遞與交通相關的資訊，以便提高行車效率，增進用路安全與舒適性。目前由於道路事故事件數目居高不下，高級智慧行車運輸系統（Advanced intelligent transportation systems，ITS）因應而生。
l 無線感測網路（Wireless Sensor Network，WSN）
無線感測網路是一種透過所有散佈於特定空間內的自動感應裝置透過無線網路進行節點之間合作與監測目的物。由於無線感測網路發展是為了解決特殊應用上得問題，所以非常成功導入在一般使用者與工業技術層面。此外，無線感測網路擁有豐富的技術基礎資源，進而產生出許多新感測科技研究，也因此，無線感測網路高度應用在各種不同的領域中。
參、 行動隨意網路的發展（mobile ad hoc network－MANET）
3-1 發展
現今的行動通訊設備已經變的很輕薄且功能增強，人手一機在現今世代已經越來越普遍，早期的行動隨意網路被應用在軍事、醫療、會議等，且由於無線網路技術的快速發展，讓行動隨意網路成為當今的一股新潮流，給予人們一種極大的便利。然而無線通訊的技術和傳統的有線通訊技術不同，因為無線通訊是在公開的空間中傳遞資料，所以任何人都可輕易截取這些資料，也因此許多安全方面的考量都需要重新設計，行動隨意網路是一種特別的無線網路通訊模式，
行動隨意網路（MANET）是一種聚集兩個或多個具有無線通訊能力和網路連線能力的設備，且設備可以直接在他們的無線電範圍之內或一個是在他們的無線電範圍之外的其它設備相互連接進行通訊，不必透過Access Point來進行通訊連接，例如有幾台PDA、手機或筆記型電腦，當他們聚集在通訊的鏈結範圍內，就可以形成一個臨時的網路。整個Ad-hoc無線網路形成無固定形狀的拓樸圖。
3-2 特性
MANET是由一些具有無線收發裝置的節點所組成，由於沒有集中管理的伺服器裝置，所以每個節點都是對等，利用彼此間的位置來形成網路的拓撲，由於各個節點是能任意的移動，所以拓撲也隨時間有所變化進而形成新的拓撲網路。另外，在無線隨意網路架構中，節點可以任意進入或退出該網路，這也會使得網路拓撲產生改變。無線隨意網路最大的特徵在於不需要任何有線網路的架構或設備，這意味著我們可以不受實體基礎架構及硬體設備之限制，而任意拓展網路規模大小。在Ad-hoc無線網路中，由於多層跳躍（multi-hop）的特性，資料的傳遞需經由多個中間節點來完成，而在頻寬及功率方面都有相當的限制。節點之間只能透過有線的頻寬，在有限的傳輸距離內傳遞訊息。
l 自動組織能力：只要能感測到附近的節點，便可以在任何環境和地點組成網路，不需要有現成的網路設施, MANET的佈署或展開不需要依賴於任何現有的網路基礎設施。行動設備藉由分層協定和分散式演算法協調各自的行爲，行動設備在開機後可以很快自動地組成一個獨立的網路，因此，在佈署上不但相當快速，而且也非常容易。
l 隨時改變的拓撲：由於是無線的設備，所以各節點能夠隨意的移動，加上地形及訊號的干擾，將造成網路拓普隨時都會產生變化,網路中所有的行動設備都可以任意的移動，也可以隨時開機和關機，這些情況都會導致整個網路拓撲發生改變，因此，MANET的網路拓樸是會持續的變動。
l 安全性較差：由於MANET是無線的方式在傳輸資料，所以在安全性上較易被竊聽、攻擊。
l 頻寬受限：MANET中的各類裝置因為其特性就是可攜性高，相對的限制就在硬體方面的資源較低，例如記憶體小、CPU處理能力低、所能儲存的電量有限，使得MANET在設計上更加困難。由於無線網路的物理特性，所以實際的傳輸寬頻會較理想值來得小。
l 安全性不佳：MANET是一種無線方式的分散式結構，所以更加容易被竊聽、入侵、網路攻擊和拒絕服務等。使得網路安全自始以來就是一直被重視的課題。
l 生存時間短：MANET通常是由於某個特定原因而臨時建立的，在使用目的達成後，網路環境將會不復存在。生存時間相對於有線網路而言是短暫的。
3-3 MANET議題
1. 媒介控制機制（Medium Access Scheme）：
MANET網路中在MAC層的最大問題，就是在於共享的頻道中因碰撞而產生的效能影響。另外在這個部份的研究，尚有公平性（Fairness）、隱藏節點（Hidden Terminals Problem）、暴露節點（Exposed Terminal Problem）、吞吐量（Throughput）、同步（Synchronization）以及省電等等的相關議題。
2. 路由（Routing）：
目前MANET網路在路由上有下列幾個研究方向，包括快速的路由建立、快速將斷裂的路由回復、避免無窮迴路、縮小控制信號的額外負擔、QoS的提供、安全性與私密性等等議題。
3. 群播（Multicast）：
傳統有線網路中群播通訊協定包括CBT （Core Based Trees）、PIM（Protocol Independent Multicast）與DVMRP（Distance Vector Multicast Routing Protocol）等，在MANET網路中運作並不是很良好，也因此延伸出許多設計來因應高度移動性的MANET網路。除了傳統的Tree-based架構外，近期的研究還提出了Mesh-based架構的群播通訊協定，以對付更為高度移動性的環境。目前的研究議題主要是針對路由的強健性、效能、控制信號的額外負擔、QoS、群組管理的效能等等。
4. 傳輸層通訊協定（Transport Layer Protocols）：
MANET網路傳輸層的研究也是相當受到矚目的議題，因為傳統的reliable connection-oriented傳輸協定例如TCP （Transmission Control Protocol），當初設計之時並未考慮到MANET網路這類變化劇烈的環境，傳統的Sequence Number、Congestion Window、Slow Start等等的設計，根本無法應用於MANET網路，而且會導致傳輸效能的嚴重下滑。主要原因歸咎於傳統網路下，TCP封包遺失主要是因為網路壅塞，而TCP當年也是為了因應這種狀況所設計的；然而MANET 網路中造成封包遺失的主要狀況卻是因為下層路由斷裂，而非網路壅塞。為了解決這些問題，目前有相當多關於傳輸效能的研究，其中大量的研究偏重在cross-layer的解決方案。
5. 能量管理：
關於MANET網路上省電議題的研究也是相當多，大致上可分類為傳輸能量管理（與RF 模組設計有關）、電池能量管理、CPU能量管理與周邊裝置能量管理等。
3-4 隨意式無線網路
1. 由許多行動節點（Mobile Host；MH）動態組合成網路。
2. 藉由多躍程無線聯結（multi-hop wireless links）互相溝通。
3. 每個MN扮演如同路由器般的角色協助轉送封包。
4. 網路拓撲呈現動態的改變。
3-5 Mobile ad hoc networks應用
目前在MANET上的應用如下：
1. 軍事上的應用：士兵可以在戰地中使用無線裝置形成行動隨意網路互相交換彼此資訊。
2. 個人區域網路：印表機、PDA、行動電話以及數位攝影機等裝置都裝有無線通訊模組，因此就可以隨時隨地使用這些資源。
3. 室內外應用：開會、研討會、示威遊行、車輛以及體育場中，可利用臨時形成的網路分享彼此資訊，例如開會資料、交通狀況。
4. 緊急狀況：災難現場營救，如地震，救災人員可以立即投入救災而不需花時間建構資料通訊網路。
5. 感應網路：可追蹤時間或空間相關的訊息，例如天氣、火山活動、環境污染或地震等等。或者用於追蹤可移動的物體例如動物、昆蟲等。
6. 娛樂：目前包括許多掌上遊樂器例如NDS或PSP等，都提供了Ad-Hoc模式的服務，使得可以用戶同時連線進行遊戲。
7. 教育：建立虛擬教室或虛擬會議室，讓進行報告的學生或客戶間可以直接進行資料或文件的傳輸交換。
8. 電子商務：對於道路上的車輛，彼此之間可以以MANET網路來組成區域性的局部網路，相互交換訊息等等。
表一：行動隨意網路與有基礎網路的比較
Infrastructure
Ad-Hoc
需基地台設備接上固定網路
不需基地台設備
single-hop無線連結
multi-hop無線連結
中央統一控管路由
分散式路由
成本較高
成本較低
設置較為費時
設置較為快速
時間同步容易
時間同步困難

3-6 Mobile ad hoc networks架構

圖一：Mobile ad hoc networks架構
一種聚集兩個或多個具有無線通訊能力和網路連線能力的設備，可在無線範圍內或無線範圍外的利用其他設備做連接聚集再通訓練節範圍內就可形成一個臨時的網路，如圖一：車子、PDA、筆電、Smartphone都可利用MANET進行連接。
肆、 IEEE 802.11無線網路

圖二：跨層方法分類圖
在跨層結構中，某層中藉由協定產生/收集的資訊都可被其它層的協定取得，來產生最佳化和改善網路效能。
將此共同科學切割的問題是「這種持續分層的模組可以延伸到何種程度」，此結果顯示範圍從傳統結構層到完全不分層架構的解決方法中。
一般而言，階層間的通訊仍保留模組結構，但階層設計就打破模組（藉由連接各階層設計），階層間調整位於兩者間，在完全不分層方法中，層的概念消失，進而發展新的破壞結構，對於Multihop Ad Hoc Network是非常有益的。
伍、 無線網狀網路（Mesh Network）
5-1 Mesh Network起源
美國當初為了戰地通訊而研發出的無線網路通訊傳輸技術，此技術無需佈建實體網路線，而是將Mesh基地台（AP）架設在車隊中快速移動。在Mesh Network中，每個AP節點都具有傳送與接收功能。因此，當眾多Mesh AP的覆蓋區域聯集成一大片無線網路覆蓋區域時，AP之間會藉由相互溝通來找出最佳的連接路徑，並且會自動偵測與避開已故障毀、損毀，或負載程度較高AP，透過別的路徑到達目的端，這即是所謂的自我修復傳遞路徑的功能。透過此功能，在此mesh network上的網路節點，便不易發生通訊中斷的情形。
Mesh Network是一個Local Area Network，它利用網路上節點兩兩互相連接的排列方式，來達成一個Topology的網路架構。Mesh Network藉由Redundancy的方式來提供可靠的通訊環境。如果網路中有一節點損壞或因其它因素無法繼續運作時，其它的節點依然可透過一個或多個中間節點來傳輸訊息，不會因為有節點損壞而產生通訊中斷或資料無法傳輸的情形發生。而且，當節點不規則的散佈在網路上時，此網路依然可以保有良好的工作性質。在早期，固定式的Mesh Network 中，主要的缺點是佈建Mesh Network時需要花費大量的佈建成本，且在某些特定的方案中，環狀網路或星形網路都會比Mesh Network來的有效。如果每個節點皆置於固定位置上，使用Bus Network Topology通常為最好的選擇。
無線網狀網路有著如基礎網路架構提供穩定且不移動的存取點讓其它設備連接，以及像無線隨意網路利用節點之間的無線通訊能力，經用多重跳躍的方式將資料傳送到目的而且不像基礎網路架構需要將每一個存取點接上網路線，也不像無線隨意網路會有較大的機率改變整個無線網路拓撲。如同下圖三，圖中PDA要進行溝通時，只要將資料傳輸給最近的網狀網路存取點（Mesh AP），再經由Mesh AP互相傳遞把資料傳給另一部PDA。而電腦要存取到（Internet）也可以直接透過Mesh AP間的傳遞，將資料送到網狀網路後置節點（Mesh Backhaul）連到網際網路（Internet）存取資料。

圖三：無線網路資料傳送架構
網狀網路由router、client所組成。是透過AP的連結，使網路上的每個使用者同樣扮演著一個可以傳送資料的角色。由於每個節點的工作只需負責將資料傳送於下一個節點，所以具有「分權」和 「簡化」的特性。

圖四：無線網路架構
無線網狀網路與無線隨意網路的資料傳輸類似，都是利用節點和節點之間的無線網路來傳遞資料，而且也會利用多重跳躍的方式將資料傳輸到更遠的節點。因此在無線網狀網路中，也可以利用無線隨意網路的路由協定來幫助資料傳送到需要多重跳躍才能到達的節點。
5-2 無線Mesh網路特性
1. 自我組織：網路節點和授權最終用戶可即時加入網路，擴展網路覆蓋範圍，並可連接至所有其他節點。
2. 自我設定：如果網路中的某台設備發生故障或從其拓撲位置上拆卸，網路會自動適應這種改變。既使發端與對端之間的連接涉及多台中繼設備，網路也會找到從發端到對端的新的路由。
3. 跳躍式：每個網路節點和用戶端設備均能轉發和路由發送至另一個對端的數據包，能選擇並確定一個從發端到對端的最佳路由。
4. 點對點網路：自組織網路通常由平等的網元構成，只要發端和對端的距離足夠近，就能直接連接發端和對端。而不必透過中央管理節點。
5-3 優點
1. 保持每個節點間的連線完整：當網路拓蹼中有某節點失效或無法服務時,這種架構允許使用「跳躍」的方式形成新的路由後將訊息送達傳輸目的地。
2. 没有網點的限制：可以由一網點傳送到另外十個網點, 而這十個網點又能互相複製（replicate），所以傳遞較為可靠。
3. 覆蓋層面很廣闊：因為網點與網點之間的傳送距離可達三百米，只需十多點傳送的距離就可達一萬尺以上。
4. 降低架設成本、增加架設之便利性：因為無線網狀網路不需要將買一個無線網路存取點連接到網路現，它利用存取點之間相互溝通，把訊息傳送到目的端。
5-4 缺點
1. 網狀網路有傳輸過程訊號的延遲問題：因為轉傳的節點越多，所以需繞道的路徑越多，因此傳遞資料到目的地所需要的時間就會延長，這對於即時性高的資料會有些許的影響。
2. 安全性的問題：在無線網路傳輸技術裡，安全性一直是被關注的問題，在透過那麼多節點的傳輸過程裡，資料被竊取的機率相當的高。安全法則是建立一個點對點相對應傳輸過程，因為直接讓資料由一端傳送到另一端，只要確保這一條直線的安全性就好，但是Wireless Mesh Network的特性，雖可以免去由於故障而引發網路中斷的情況發生，但卻帶來了安全性的考量。
5-5 WMN的應用
網狀網路因成本低、易建立、可靠度高因此被廣泛的應用，因此常被拿來做日常生活的應用。Wireless Mesh Network的應用方式，是透過Access Point的連結，使網路上的每個使用者也同樣扮演著是一個可以待傳資料的角色。由於每個節點的工作只需負責將資料傳送於下一個節點，所以具有decentralized and simplified的特性。此外，Wireless Mesh Network允許讓居住在邊遠地區位置的網路和一般小型企業使用同一連結，在這些小型企業可容忍的範圍內，使用小型企業的網路。
1. Broadband home networking
2. Community and neighborhood networking
3. Enterprise networking
4. Metropolitan area networks
5. Transportation systems
下圖五是內部網狀網路，它採點對點的方式傳輸，都是透過短距且快速的資料交換來達到即時的訊息傳遞。

圖五：Broadband home networking
圖五：Broadband home networking
如圖六，它並不特定依賴網路中的某個節點，此種網路的彈性較佳。每個節點的要傳輸資料時，會搜尋一可用的網路節點，因此每一個節點都有多種傳輸路徑可供選擇。當傳輸路徑中某個節點故障，便會尋找備用的節點裡最近的節點將資料傳輸出去，使得傳輸資料時不會因為某個節點損壞而傳輸失敗。

圖六：Wireless Mesh Network
陸、 臨機網路（Opportunistic Network）
臨機網路是DTN的一種，就是使用者的行動裝置有機會可以互相傳輸資料和交換訊息的網路。在臨機網路中，點跟點之間會間歇性且臨機性地作連結。臨機網路是利用攜帶者本身的移動性讓不同使用者移動裝置的無線裝置有「臨機」（opportunities）可互相傳輸資料或交換訊息的網路。
6-1 特點
1. 當節點呈現無系統狀，則MANET就無法進行資料的傳送，臨機網路克服了這個限制。
2. 他與傳統網際網路的不同點在於發送端與目的端之間不一定存在有一條點到點的資料路由路徑。像是E-MAIL的傳送，它不在乎時間的延遲問題，只在乎是否訊息確實的傳送到收件人手中，因此，當節點附近沒有可以傳送的另一個節點時，則會暫時停止傳送資料，等有適合的節點出現。因此，臨機網路沒有一個固定的路線。
6-2 Delay Tolerant Networking
6-2-1 DTN簡介
在網際網路之外的許多通訊網路，包括有限電力的移動設備、衛星、星球間的通訊，漸漸地在發展起來，其通訊的技術需考慮通訊環境的特殊需求。這些通訊網路無法使用TCP／IP協定，也無法相互溝通，只能用特定的協定在其內通訊。
以上的通訊網路各自形成一塊region，region內各連線的通訊特性相當近似。不同region的界線可由連結延遲、連結連通度、資料的相對速率、錯誤率、定址、可靠性與傳輸品質來決定。不同於網際網路，這些無線網路具有以下特性：長而變動的延遲、傳輸中斷、高資料錯誤率、資料傳輸相對速率差異大。在網際網路之外的無線網路包括：跨州公路網路，戰場作戰單位網路，太空網路。連結不同region的網路需由代理機制的介入來轉換不同網路的特性，並且在兩個傳輸速率相異甚大的網路間扮演緩衝的角色。
簡單來說，在一般的隨意網路裡，即使node的移動會產生路徑的中斷，但是大部分的節點都是互相連接的；但是可能一些環境因素、拓撲的不穩定，每一次的封包傳遞常會有延遲的狀況， 這樣的隨機網路就稱為延遲網路。

圖七：DTN所適用的各種網路類型
在一般的wireless ad-hoc network裡，routing protocol都是假設network是連接的，即使node的移動會產生或中斷一些link，但大部分的node 都是connected的；但越來越多新的應用，由於node在稀疏網路中移動、環境改變、頻譜共用、或sensor node休眠節能等等的因素，使得network不總是connected的，node與node之間的連線狀態會隨著時間改變，產生新的連線或中斷連線。如下圖所示，在這種情況下，node往往會有一個queue來暫存封包，以備未來有新連線出現時可以將封包繼續forward下去。類似這樣，network連線的狀況不穩定，每一次的packet delivery 往往會有很長的delay，這樣的wireless ad-hoc network就稱為delay-tolerance networks、highly-partitioned networks、或disruption- tolerant networks。而為了盡量提升delay-tolerance network的性能表現與提高繞徑成功率，node裡一般會有buffer可以暫存封包，以便未來如果連線狀況變好的時候可以繼續傳遞，其他常見的配套做法還包括適合各種scenario的routing protocol，用來決定該傳出buffer裡的哪些packet，以及應該刪除哪些不必要的packet；網路編碼，可以計算不同packet 的線性組合，降低網路的overhead及提高它的傳輸率；或根據網路連線拓墣的缺口，安置可自主移動的傳輸中繼站來提高網路的連線品質等。

圖八：A點和E點從未相遇，但packet卻可以從A傳遞到E
6-2-2 為何需要DTN
許多新一代的網路不具有網際網路的優點，因此無法使用TCP協定進行可靠通訊。這些網路具有以下特性：
1. 間歇性中斷
2. 長而變動的延遲
3. 非對稱的傳輸速率
4. 高錯誤率
6-2-3 DTN之架構
DTN網路的主要目標是希望在異質性的網路提供一個徹底的相互溝通方式，並且能在封包遺失、延遲過大、錯誤發生、可能暫時性沒有連結的環境下提供一個可接受的網路表現。如底下圖九，網路上分成4種不同性質的網路，像Region A是傳統的網際網路，Region B是隨意網路（Ad-Hoc networks），Region C是一種內部的網際網路，Region D是衛星網路，則假如目前User Host位於RegionA，有資料想傳送到Region D，但又一定必須經過Region B及Region C的條件下，DTN在這邊就提供了一種傳送資料的方法，在DTN的傳送方法，資料在不同性質的網路傳送會透過DTN閘道器，在DTN的閘道器會提供一些功能，讓整個DTN網路可以順利運作。

圖九：DTN之架構圖
6-2-4 DTN的相關應用
1. 外太空傳輸（Outer space communication）：衛星傳輸是短期目標，行星間傳輸則是長程目標，衛星傳輸在現今已經有一些技術是可行的，直觀的來說，DTN容許長時間delay和high error rate的性質，的確也十分適合外太空傳輸所需的特性。
2. 開發中國家或偏遠地區網路傳輸（Developing Regions Networks）：開發中國家或偏遠地區的網路基礎建設通常未臻完善，所以勢必有許多的地區的對外網路不發達，甚至是沒有網路可言，這時候DTN的作用和優勢就可以被突顯出來，雖然不能提供即時的網路服務，但是能提供這些地區價格相對較低， 而且一定品質的網路服務。
3. 戰爭網路應用（Battle filed networks）：戰爭型的網路本身就具有須具備容忍高度不可靠性和某種程度delay的需求，在以前Ad-Hoc網路常被拿來做此類應用，但是DTN在網路特性上比Ad-Hoc網路更能容忍隨機，與具高度不可靠性的傳輸，所以有可能更適合應用在戰爭型網路。
4. 野生動物追蹤（Wildlife Tracker）：在每隻動物的身上戴一個低功率省電且可互傳資料的sensor，藉此觀察牠們的活動範圍和互動情形。
柒、 VANET
7-1 智慧型運輸系統ITS
應用先進的電子，通信，資訊與感測等技術，以整合人，路，車的管理策略，提供即時（real-time）的資訊而增進運輸系統的安全，效率及舒適性，同時也減少交通對環境的衝擊。
智慧型運輸系統 IT