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Ad hoc网络是一种采用了分组交换技术的无线多跳网络，它的出现最早可以追溯到1968年组建于美国夏威夷的ALOHA网络。ALOHA是一种单跳网络，网络中的每个节点之间都可直接互相通信。其后，美国国防部高级研究计划局（DARPA）于1972年启动了分组无线网项目（Packet Radio Network，PRN），研究在战场环境下利用分组无线网进行数据通信。PRN在真正意义上首次实现了多跳无线网络，提出了无基础设施网络（Infrastructureless Network）的概念，对Ad h oc网络的发展起到了奠基性的作用。此后，为了解决PRN遗留下来的诸如网络可扩展性差、安全无保障等问题，DARPA先后启动了抗毁自适应网络（Survivable Adaptive Network，SURAN）、低成本报文无线电（LCR）、可生存通信网络（SCN）、全球移动信息系统（Globle Mobile Information Systems，GloMo）、联合战术无线电系统（Joint Tactical Radio System，JTRS）和近期数字无线电台（Near-term Digital R adio，NTDR）等项目，旨在对能够满足军事应用需要的高抗毁性移动信息系统进行全面深入的研究。20世纪90年代以来，随着处理器、内存性价比的极大提升以及分布式计算、集成电路和信号处理等技术的迅猛发展，Ad hoc网络的应用逐渐推广到民用通信领域，焕发了新的活力，并以前所未有的深度和广度得到了普遍的研究和应用。成立于1991年的IEEE 802.11标准委员会采用“Ad hoc
网络”一词来描述这种自组织多跳移动通信网络，1997年IETF成立了移动 Ad hoc网络（Mobile Ad hoc Network，MANET）工作组，主要负责研究和制定Ad hoc网络路由算法的相关标准，极大地推动了Ad hoc网络的发展和应用。另外，第三代移动通信协作项目（3GPP）和欧洲通信标准化组织（ETSI）也都对这类无线自组网展开了深入研究，并在Ad hoc网络节点接入和自优化等方面制定了相关标准。
Ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统，其中移动终端具有路由功能，可以通过无线连接构成任意的网络拓扑。这种网络可以独立工作，也可以与Internet或蜂窝无线网络连接。在后一种情况中，Ad h oc网络通常是以末端子网（树状网络）的形式接入现有网络。考虑到带宽和功率的限制，MANET 一般不适于作为中间承载网络，它只允许产生于或目的地是网络内部节点的信息进出，而不让其他信息穿越本网络，从而大大减少了与现存Internet互操作的路由开销。在Ad hoc网络中，每个移动终端兼备路由器和主机两种功能：作为主机，终端需要运行面向用户的应用程序；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表参与分组转发和路由维护工作。
在Ad hoc网络中，节点间的路由通常由多个网段（跳）组成。由于终端的无线传输范围有限，两个无法直接通信的终端节点往往通过多个中间节点的转发来实现通信。所以，它又被称为多跳无线网络、自组织网络、无固定设施的网络或对等网络。Ad hoc网络同时具备移动通信网络和计算机网络的特点，可以看作一种特殊的移动计算机通信网络。图3.1（a）中给出了Ad hoc网络的一种典型的物理网络结构，图3.1（b）是其逻辑结构，图中终端A和I无法直接通信，但A和I可以通过路径Au Bu Gu I进行通信。
图3.1 典型的Ad hoc网络的物理结构（a）和逻辑结构（b）
与传统通信网络相比，Ad hoc网络具有以下显著特点：
（1）无中心和自组织性：Ad hoc网络中没有控制中心，节点通过分布式协调彼此行为，无须人工干预和预设网络设施，可以在任何时刻、任何地方快速展开并自动组网。
（2）网络拓扑动态变化：Ad hoc网络中的移动终端能够随意移动并可调节功率或关闭电台，加上无线信道自身的不稳定性，移动终端之间形成的网络拓扑随时可能发生变化。
（3）受限的无线传输带宽：由于无线信道本身的物理特性，Ad hoc网络所能提供的带宽较低。此外，竞争无线信道产生的冲突、信号衰减、噪声和信道之间干扰等因素都会使得移动终端得到的实际带宽远远小于理论带宽。
（4）移动终端的局限性：移动终端存在很多固有缺陷，如能源受限、内存较小、CPU处理能力较低和成本较高等，这给其应用的设计开发和推广带来了一定的难度；同时，由于其显示屏等外设的功能和尺寸受限，不利于开展功能较复杂的业务。
（5）安全性差：由于采用无线信道、有限电源、分布式控制等技术，Ad hoc网络容易受到被动窃听、主动入侵、拒绝服务、剥夺“睡眠”等网络攻击。
（6）多跳网络特性：由于节点传输范围有限，当它要与覆盖范围之外的节点通信时，需要借助中间节点的转发，即形成了多跳通信网。
（7）存在单向的无线信道：Ad hoc网络采用无线信道通信，地形环境或发射功率等因素都可能会产生单向无线信道。
表3.1介绍了Ad hoc网络与传统无线网络的主要区别。
表3.1 Adhoc网络与传统无线网络的主要区别
Ad hoc网络的设计非常复杂，面临很多挑战。本节重点分析适用于Ad hoc网络的体系结构及其相关问题。体系结构对于网络协议和各功能模块的设计起着至关重要的作用，并且在很大程度上决定网络的规划和整体的性能。
1.节点结构
Ad hoc网络的节点不仅需要具有移动终端的功能，还要完成路由器的功能。因此，网络节点通常包括主机、路由器和电台3部分：主机部分（外置计算机或嵌入式计算机）完成移动终端的功能，包括人机接口、数据处理等；路由器部分主要负责维护网络的拓扑结构和路由信息，完成报文的转发功能；电台部分（无线接口）提供无线信息传输功能。按照物理结构，节点可以被分为以下几类（参见图3.2）：单主机单电台、单主机多电台、多主机单电台和多主机多电台。手持机一般采用单主机单/多电台结构，复杂的车载台可能包括通信车内的多个主机，它可以采用多主机单/多电台结构，以实现多个主机共享一个或多个电台。多电台使节点具有更大的灵活性和自适应能力，不仅可以使用多个电台来构建叠加（Overlay）网络，还可以作为网关节点来互连多个Ad hoc网络。
图3.2 Ad hoc网络节点的几种结构
2.网络结构
拓扑可变的网络包含4种基本结构：中心式控制结构、分层中心式控制结构、完全分布式控制结构和分层分布式控制结构。
前两种属于中心式控制结构，普通节点设备比较简单，而中心控制节点设备较复杂，具有较强的处理能力，负责选择路由和实施流量控制。在Ad hoc网络中，节点的能力通常相同，并且中心控制节点易被发现和易遭摧毁，使得Ad hoc网络不适合采用中心式控制结构，特别是在战场环境中。
完全分布式网络结构又称为平面网络结构，如图3.3所示。在这种网络结构中，所有节点在网络控制、路由选择和流量管理上是平等的，原则上不存在瓶颈，网络比较健壮；源站和目的站之间一般存在多条路径，可以较好地实现负载平衡和选择最优的路由。另外，在平面网络结构中，节点的覆盖范围比较小，相对较安全；但在用户很多，特别是在移动的情况下，存在处理能力弱、控制开销大、路由经常中断等缺点，并且无法实施集中式的网络管理和控制功能，因此它主要用于中小型网络。
图3.3 平面网络结构
分层分布式控制结构又称分级结构，借鉴了全分布式和分层中心式的优点。分级结构中，网络被划分为簇。每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，由簇头节点负责簇间业务的转发。根据不同的硬件配置，分级结构又可以分为单频分级和多频分级两种结构。单频分级网络（参见图 3.4）只有一个通信频率，所有节点使用同一个频率通信。为了实现簇头之间的通信，要有网关节点的支持。簇头和网关形成了高一级的网络，称为虚拟骨干网。而在多频率分级网络中，不同级采用不同的通信频率。低级的节点的通信范围较小，而高级的节点要覆盖较大的范围。高级的节点同时处于多个级中，有多个频率，使用不同的频率来实现不同级的通信。在图3.5所示的两级网络中，簇头节点有两个频率。频率1用于簇头与簇成员的通信，而频率2用于簇头之间的通信。目前在军事系统中，规模较大的Ad hoc网络常采用分簇结构，而且簇的划分和管理通常与作战单位相对应，而不同簇的节点之间的通信必须借助簇间网关节点的转发完成。例如，以一个建制连作为一个簇，不同连之间节点的通信必须通过营的网关节点转发。
图3.4 单频分级结构
平面网络结构的最大缺点是网络规模受限。在平面结构中，每一个节点都需要知道到达其他所有节点的路由，而维护这些动态变化的路由信息需要大量的控制消息。网络规模越大，路由维护和网络管理的开销就越大。当平面结构网络的规模增加到某一程度时，所有的带宽都可能会被路由协议消耗掉，因此网络的可扩充性较差。分级结构可以大大减少路由开销，克服了平面结构可扩充性差的缺点，网络规模不再受限制，并且可以通过增加簇的个数或网络的级数来提高网络的容量。
然而，分级结构也有其缺点：需要簇头选择算法和簇维护机制；簇头节点的任务相对较重，可能成为网络的瓶颈；簇间的路由不一定能使用最佳路由。这些问题都是在设计分簇网络结构时需要特别考虑的问题。但是从实施资源管理和提供业务服务质量保障的角度出发，分级结构有较大的优势。首先，分级结构具有较好的可扩展性。其次，分级结构通过路由信息局部化可提高系统的吞吐量。分级结构使路由信息局部化，减小了路由控制报文的开销，并且容易实现网络的局部同步。再次，分级结构中节点的定位要比平面结构简单得多。在平面结构中，想知道一个节点的位置，需要在全网中执行查询操作。而在分级结构中，簇头知道自己簇成员的位置，只要查询簇头就可以得到节点的位置信息。最后，分级结构是无中心和有中心模式的混合体，可以采用两种模式的技术优势。分级后网络被分成了相对独立的簇，每个簇都设有控制中心，因此基于有中心的TDMA、CDMA、轮询等接入技术都可以在分级的网络中使用。基于有中心控制的路由、功率调整、移动性管理和网络管理等技术也可以移植到 Ad ho c 网络中来。美军在其战术互联网中使用近期数字无线电台（Near T erm D igital Radio，NTDR）组网时采用的就是如图3.5所示的双频分级结构，每个簇由一部NTDR电台充当簇头，簇内成员都在簇头的无线电中继范围内，并且同属一个战斗单位组织。总之，当Ad h oc网络规模较小时，可以采用简单的平面式结构；而当Ad h oc网络规模较大并需要提供一定的服务质量保障时宜采用分级网络结构。
图3.5 多频分级网络结构
早期的Ad hoc 网络主要用于军事通信领域，由于当时多方面技术的限制，其主要研究内容集中在如何保证在多跳无线网络环境中高效和可靠地传送数据。在此期间众多学者针对各种通信环境提出了大量卓有成效的信道接入协议和路由算法。随着研究的深入和信息技术的进步，Ad hoc网络的应用逐渐转向民用和商业领域，研究的内容也更为宽泛，其中包括网络体系结构、分簇算法、跨层设计、QoS支持、服务发现、网络互连和信息安全传输等。Ad hoc网络时变的链路特性、节点的移动性、受限的能量和处理能力、恶劣的无线环境和安全性都是必须面对的问题，网络的自组织、无中心控制及临时配置特性也对协议的设计提出了新的特殊要求，因为固定有线网络和无线蜂窝网络中使用的各种协议和技术无法直接应用于Ad hoc网络。
1.物理层技术
物理层负责频率选择、载波产生和监听、信号监测、调制、数据的发送接收和加密等。目前一般采用基于 2.4 GHz 的免费的 ISM 频带。Ad h oc 网络物理层可以选择和参考 IEEE 802.11、蓝牙和 HiperLAN 等标准所定义的物理层。具体而言，物理层可采用的传输技术包括：正交频分复用（OFDM）；自适应编码调制（ACM）；红外线和扩频技术，其中包括直接序列扩频（DSSS）和跳频序列扩频（FHSS）。今后的任务是发展简单和低功率的调制技术，减少信号传播特性的负面影响，开发低功耗、低成本和高性能的硬件等。
2.信道接入协议
信道接入协议处于协议栈底层，是报文在无线信道上发送和接收的直接控制者，用来管理和协调用户竞争/共享信道资源。在流量呈现高突发性时，适合采用随机接入方法；但是当流量平稳连续时，宜采用某种调度（分配）机制来减少分组冲突。也就是说，信道接入协议的目标通常是低时延、低能量损耗、高信道利用率、较好的公平性并支持实时业务。信道接入协议能否有效使用无线信道的有限带宽，将对Ad hoc网络的性能起着决定性的作用。
现有的信道接入协议可以分为以下几种类型：
（1）信道划分机制。信道划分机制包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）以及这些方法的组合。TDMA 将时间划分为时隙，具有较好灵活性，可以方便地将多个时隙分配给单个用户，节点可在不发送数据时转入休眠来减少能耗。但是 TDMA 需要预留保护时间间隔来维护时隙同步。FDMA 将系统带宽划分为不交叠的信道，实现简单，但不够灵活。相比于TDMA，FDMA减少了时间保护和同步所需的开销，但也需要保护频带以防止干扰，并且节点始终处于工作状态，增加了能耗。CDMA不仅具有较强的抗干扰性和适应性，而且具有灵活的信道接入能力。只要不同节点采用不同的伪码序列，就容许多个节点同时占用公共信道。但是，CDMA对接收器的要求较高，实现较复杂。SDMA通过使用定向波束天线或智能天线技术来增加系统容量，理想情况下可以使所有用户在同一信道中同时通信，缺点是复杂性和成本均较高。
（2）随机接入机制。随机接入协议中，用户通过竞争方式共享信道资源。载波侦听多址（CSMA）在单跳环境下可以很好地工作，但是多跳共享的无线信道所造成的隐终端使它不能有效地检测和避免冲突，此外暴露终端则会降低信道利用率。很多媒体访问控制（MAC）协议，如MACAW和IEEE 802.11，采用握手机制来解决隐终端和暴露终端问题，但是增加了系统开销和能量耗费。因为节点需要检测是否收到CTS消息，并且如果节点长时间无法获得信道，会使缓存溢出而丢失分组。随机接入协议实现简单，不需要了解网络拓扑和实施全局控制；但是传输冲突较多，难以提供QoS保障，并且没有过多考虑能量使用效率问题。
（3）调度机制。当用户具有较连续的业务流量时，随机接入协议性能较差。在这种情况下调度机制能够更有效地为用户分配信道，并能保证每个节点发送/接收分组而不与邻居节点发生冲突。蜂窝网络中可以采用简单的集中式调度机制，而Ad hoc网络中的分布式调度通常是NP完全问题，并且问题的复杂性随系统规模的增加而迅速增加。即使采用调度机制，在网络的初始化阶段也需要某种随机接入协议的支持，用于提供初始化交互和为后续的数据传输建立合适的调度表。例如，分组预约多址接入协议（PRMA）结合了预约ALOHA和TDMA方法，可以同时支持数据用户和语音用户。
（4）混合式MAC协议。混合协议结合了随机接入协议和调度协议，基本思想是为节点固定分配一个TDMA传输调度，同时允许节点通过随机竞争来回收/重用空闲的时隙。ADAPT协议在TDMA调度协议中集成了基于握手机制的竞争协议来解决隐终端问题。每个时隙被划分为3个阶段：在第一个阶段，节点通过与目的节点进行握手来声明它要使用的时隙；在第二个阶段（竞争阶段），节点可以竞争未分配的时隙；第三个阶段用来传送分组。ADAPT可以提高信道利用率，但是不支持多播。ABROAD协议对ADAPT进行了改进以满足多播要求，并采用一种负反馈响应机制来减少竞争阶段，控制分组的冲突。
3.路由协议
Ad hoc路由协议的主要作用是在自组织网络中迅速、准确地计算希望到达目的节点的路由，同时通过监控网络拓扑变化来更新和维护路由。Ad hoc网络的独特性使得常规路由协议（如RIP、OSPF等）不再适用，这是因为：动态变化的网络拓扑使得常规路由协议难以收敛；常规路由协议无法有效利用单向信道；常规路由协议的周期性广播会耗费大量带宽和能量，严重降低系统性能。Ad hoc路由协议的目标是快速、准确、高效、可扩展性好。快速是指能对网络拓扑动态变化做出快速反应，查找路由的时间较短；准确是指能提供准确的路由信息，支持单向信道，尽量避免路由环路；高效是指计算和维护路由的控制消息尽量少，尽量提供最佳路由，并支持节点休眠；可扩展性是指路由协议能够适应网络规模的增长。
依据路由信息的获取方式，Ad hoc路由协议大致可分为先验式（Proactive）路由协议、反应式（Reactive）路由协议和混合式（Hybrid）路由协议。在先验式路由协议中（如DSDV、WRP 和 GSR 等），每个节点维护到达其他节点的路由信息的路由表，故又称表驱动（Table Driven）路由协议。当检测到网络拓扑变化时，节点在网络中发送更新消息，收到更新消息的节点将更新路由表，以维护一致、准确的路由信息。源节点一旦要发送报文，可以立即获得到达目的节点的路由。因此这种路由协议的时延较小，但是开销较大。反应式路由决议（如AODV、DSR和TORA等）不需要维护路由信息，当需要发送数据时才查找路由，故又称按需（on Demand）路由协议。与先验式路由相比，反应式路由的开销较小，但是传送时延较大。在高速动态变化的Ad hoc网络中，使用先验式路由会产生大量控制报文；如果单独采用反应式路由，则需要为每个报文查找路由。由此可见，结合先验式路由和反应式路由的混合式路由协议（如ZRP）是一种较好的折中协议：在局部范围使用先验式路由，维护准确的路由信息，缩小路由消息的传播范围；当目标节点较远时，则按需查找路由。这样既可以减少路由开销，又可以改善时延特性。
按照拓扑结构组织方式，Ad h oc 路由协议可分为平面式（Flat）路由协议和分级式（Hierarchical）路由协议。在平面结构中，所有节点地位平等，通信流量平均分散在网络中，路由协议的健壮性好。但当网络规模很大时，每个节点维护的路由信息量很大，路由消息可能会充斥整个网络，且消息的传递也将花费很长时间，故网络的可扩展性差，故它主要用在小型网络中。对于规模较大的网络，分级式路由是较好的选择。对于分级路由，网络的逻辑视图是层次性的。层次的划分可以基于信道频率、协同关系和地理位置等多种因素，最常见的是由骨干网和分支子网组成的两层网络结构。分级网络结构常借助某种分簇算法得到，分支子网是由普通节点构成的簇，而骨干网由簇头和网关构成。同一个簇内的节点之间可以自主通信，并通常采用先验式路由；不同簇的节点之间的通信需要跨越骨干网，并往往采用反应式路由。分级路由的协议开销小，可扩展性较好，适合大规模Ad hoc网络；缺点是需要维护分级网络结构，骨干网的可靠性和稳定性对全网性能影响较大，并且得到的路由往往不是最佳路由。
4.传输层协议
目前Ad hoc网络的传输层基本上还是采用传统有线网络中的TCP和UDP。TCP假定链路传输出错率很低并且链路是准静态的，无法区分网络拥塞、路由失效和链路错误造成的分组丢失，而将分组丢失都看成网络拥塞的结果，从而启动拥塞控制过程：超时重传未确认的分组，重传定时器指数退避并减小窗口，甚至进入慢启动阶段。当路由失效时，重传的分组不能到达目的节点，而且浪费了节点的能源和链路带宽；当路由恢复时，由于慢启动机制，吞吐量仍很低。因此传统的TCP协议在Ad ho c网络中常会引起不必要的重传和吞吐量的下降，此外它也没有考虑节点移动和无线多跳路由对传输层协议造成的影响。
传统无线网络中对TCP协议的改进大都利用了基站，同时假设无线链路是单跳链路，并且不考虑节点移动引起的链路失效或重路由。因此，这些协议通常不能直接用于Ad hoc网络，但可借鉴其中的一些设计思想。一种最直观的方法是使用显式反馈机制来通知链路故障或路由失效引起的分组丢失。借助于显式链路故障通知机制（ELFN），TCP能够较准确地获得网络的实际状况，从而做出合适的动作以改善协议性能。无线信道使得分组丢失较频繁，但可通过增强链路可靠性来缓解此问题。更加严重的问题是，经常发生并且无法预测的路由失效，以致在路由恢复或重建时间内，分组无法到达目的节点，从而引起分组排队或丢失。为此，TCP-F协议采用显式反馈机制来通知路由失效事件，从而使源端暂时关闭定时器并停止发送分组。当路由恢复后，通过路由建立消息通知源端，然后源端重新启动定时器并发送分组。显式反馈机制有助于抑制拥塞控制并以网络能够支持的速率恢复分组发送，显著提高了 Ad hoc网络中TCP的吞吐量。但是，TCP-F依赖于路由节点检测路由失效、重建路由和反馈信息的能力，并且中间节点需要记录源节点 ID。TCP-BUS 协议结合路由反馈和分组缓存机制来提高TCP协议的性能，使用反馈消息来通知路由失效和重建事件。节点在路由失效和重建期间缓存分组，并且通过被动确认来保证控制消息的可靠传输。此外，源节点可以定期发送探测分组以查询是否已经找到可行路由。相比于TCP-F，TCP-BUS采用分组缓存机制减少了分组的重传，并通过加倍定时器的方法减少了超时情况的出现。另外，ATCP 协议是一种平衡网络透明性和应用灵活性的TCP协议，它向应用提供关于连接状态的信息，允许应用控制数据流的可靠性和服务质量级别。它试图在IP和TCP之间实现一个中间层来解决由于路径失效或传输错误引起的分组丢失并维护较高的吞吐量。
5.分簇算法
分簇算法是构造分级网络结构的关键技术，按系统要求将节点组织成若干可管理的簇，簇的大小可以由节点的无线传输功率来控制，每个簇一般由一个簇头和多个普通节点组成。簇头之间的通信需要借助于网关或分布式网关完成，簇头和网关形成了高一级的网络，称为虚拟骨干网。Ad hoc网络面临的挑战之一是如何分配资源，以便可以按照定量或统计的方式来预约带宽。在蜂窝网络中，各移动终端可以直接或借助基站获得对方的带宽要求，资源分配较易实现。通过把网络划分成簇可以将这种方法扩展到Ad hoc网络，在簇内，簇头可以控制节点的业务接入请求并合理分配带宽。基于分簇结构，还可以采用混合式路由算法，簇内采用先验式路由，而簇间采用反应式路由来减少路由开销。此外可以借助于虚拟骨干网来提高业务的QoS保障能力。因此，通过分簇算法将网络划分成簇可以在很大程度上提高Ad hoc网络的性能和实用性，因此具有重要的意义。由于簇头承担繁重的工作，很可能成为瓶颈节点。为此，需要采用合适的分簇结构并动态选举簇头。分簇算法的目标是构造一个能够覆盖整个网络的可以较好支持资源管理和路由协议的簇集合。好的分簇算法应尽量保持网络拓扑稳定，减少重新分簇次数，优化簇内和簇间连接，并要考虑节点的能量、网络的负载平衡，以及对路由算法和信道接入协议的支持等。
在分簇网络结构中，动态运动的节点会经常加入或离开某个簇，从而影响系统的稳定性。更为严重的是，剧烈的节点移动有时会导致簇头的频繁更新和网络的重新配置，这将引入较大的计算和通信开销，并且严重影响其他网络协议的性能，如分组调度、路由和资源管理等。分簇算法的目标就是构造一个能够覆盖整个用户节点的可以较好支持资源管理和路由协议等网络控制功能的相互连接的簇的集合。为了减少分簇算法带来的通信和计算开销，分簇算法应该简单高效，在只有很少的节点移动和拓扑变化较慢时，分簇机制应该尽量保持原有结构，从而减少分簇的开销和提高网络的总体效能。簇头的优化选择是 NP完全问题，因此一般采用启发式算法来解决。但是好的分簇机制应尽量保持网络拓扑稳定，减少重新分簇的次数，并且还应考虑节点的能量级别、网络的负载平衡和对信道接入协议的支持等多个方面。
迄今，业界已经提出了大量适用于不同应用场合的分簇算法，如最小 ID 分簇算法、最高节点度分簇算法、最低移动性分簇算法、考虑能量耗费和稳定度的分簇算法、加权分簇算法、限制簇尺寸的分簇算法、基于信道接入的分簇算法等。依据不同的标准可以将它们归为不同的类别，如有簇头算法和无簇头算法、单跳簇算法和多跳簇算法、主动分簇算法和被动分簇算法等。这些分簇算法各有优缺点和其适用的场合，必须根据应用需求加以适当选择，以便充分发挥各个分簇算法及分簇网络结构在路由、移动性管理、资源管理、信道接入等方面的优势。
6.节能机制
移动节点通常由电池供电，为了增加移动节点的寿命和网络服务时间，必须高效地使用能源。节点的能源耗费来自两个方面：与通信相关的功耗和非通信功耗。前者主要是指发送/接收数据的功耗，而后者是指用于计算和运行相关的应用程序的处理功耗和其他设备的功耗。协议栈各层都与功耗密切相关，主要体现在以下几个方面：
（1）物理层和无线设备。该层可以进行的节能措施包括：降低显示器、CPU和硬盘的功耗，提高算法效率，关闭不用的设备或使设备处于待机/休眠状态。在物理层还可以通过功率控制来调节传输功耗，应在能够维护网络连通性的基础上尽量以最低的功耗发送和接收数据。
（2）数据链路层。Ad hoc网络中的传输错误率较高，这将导致频繁的重发请求，故数据链路层应使用高效的重传请求机制来降低能耗。一种方法是当发送节点收不到确认时，它认为信道很差而不再重传，从而节省了能源，但是会增加分组投递时延。另一种方法是重传数据时增大传输功率来减少传输错误率，从而减少重传次数，但是会增加信号的干扰。因此以多大的功率重传数据是一个很难抉择的问题。此外，节点应在不使用的时候进入休眠状态，以消除不必要的监听和传输冲突来达到降低能耗的目的。
（3）网络层。为了节省功耗，路由算法应该将功耗作为一个选择最佳路由的约束条件，并应尽量将分组转发负载平均分配到各个节点，从而尽量延长网络的使用寿命。根据不同的度量指标，节能路由协议包括以下几种：最小传输功耗路由（MTPR）选择从源节点到目的节点功耗最小的路径，但是可能造成节点电量使用的不公平性；最小电池耗费路由（MBCR）使用最小电池耗费量作为路由衡量指标，但是它只考虑了总电池耗费，选择的路由可能包含电池量很低的节点；最小最大电池耗费路由（MMBCR）能够使每个节点的电池耗费相对较公平，但是不能保证选择最小传输功耗的路由；受限的最大最小电池容量路由（CMMBCR）结合了MBCR和MMBCR的优点，可在很大程度上克服以上3种路由协议的缺陷。
7.网络互连
Ad hoc网络通常以一个独立的通信网络形式存在。但是，在实际应用中，移动终端要访问有线网络中的资源，这时位于不同Ad hoc网络中的移动终端之间就要进行通信等。因此仅仅依靠独立的Ad h oc网络已经无法满足用户需求，Ad h oc网络与其他网络实现互连互通才能真正发挥网络的潜能。Ad h oc网络的互连主要包括3种形式：一是多个同种类型Ad ho c网络间的互连，这种网络互连形式可以用来为多个地理位置分散的工作小组或移动用户提供协同通信和信息共享能力。二是Ad hoc网络与有线网络和无线网络的互连。在这种情况下，Ad h oc网络通常作为一个末端子网使用，这种形式的互连主要用于满足Ad h oc网络的移动终端访问有线网络资源的需求。三是通过隧道方式，利用现有网络（如Internet）作为信息传输系统，将位于不同地理位置的Ad h oc网络通过隧道方式组成一个更大的“虚拟”Ad h oc网络。这种隧道操作模式有以下好处：采用TCP/IP协议的Ad hoc网络可以通过非IP传输网络（如X.25网络）来实现网络互连；采用内部地址的Ad hoc网络，可以通过地址转换来完成网络互连。此外，还可以组合以上3种互连方式以构成更通用的网络互连形式。
为了支持移动终端在不同的Ad hoc网络之间漫游，可以利用移动IP协议。移动IP协议要求移动节点位于某个外地代理的通信范围内。但是，这一假设在Ad hoc网络环境中并不成立。为此，需要对移动 IP 协议进行适当的改动来有效地传播代理请求和通告报文。例如，MIPMANET（Mobile IP for Mobile Ad hoc Network）通过利用移动IP协议和反向隧道机制，能够使Ad hoc网络中的移动节点接入Internet。