無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渚S護(hù)（二）

　　總之，基于拓?fù)渲貥?gòu)的拓?fù)渚S護(hù)技術(shù)可能需要多次動態(tài)運(yùn)行拓?fù)錁?gòu)建或維護(hù)算法，通常需要更多的時(shí)間和能量消耗。然而，拓?fù)錁?gòu)建過程在它每次運(yùn)行時(shí)通常選擇最優(yōu)或接近最優(yōu)拓?fù)洌瑥亩鴮?dǎo)致生成比基于角色轉(zhuǎn)換拓?fù)渚S護(hù)技術(shù)更好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　3.3 混合的拓?fù)渚S護(hù)

　　混合的拓?fù)渚S護(hù)技術(shù)結(jié)合了基于角色輪換和拓?fù)渲貥?gòu)的拓?fù)渚S護(hù)。該類拓?fù)渚S護(hù)技術(shù)周期性地采用節(jié)點(diǎn)角色轉(zhuǎn)換和拓?fù)渲貥?gòu)策略。首先，混合的方法采用角色轉(zhuǎn)換的維護(hù)方法對網(wǎng)絡(luò)的局部拓?fù)溥M(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一部分（如一個簇）的優(yōu)化。隨著網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的骨干網(wǎng)絡(luò)能量消耗較快，造成網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的能量消耗不均衡，于是混合技術(shù)采用拓?fù)渲貥?gòu)的維護(hù)技術(shù)來重構(gòu)整個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，兩種方法周期性地交替運(yùn)行，有效地均衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗。DFTM采用角色輪換的方法對局部拓?fù)溥M(jìn)行維護(hù)，而采用拓?fù)渲貥?gòu)的方法來對整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行維護(hù)。

　　可見，混合的拓?fù)渚S護(hù)技術(shù)可以使用基于節(jié)點(diǎn)角色輪換無法使用的資源，而且網(wǎng)絡(luò)持續(xù)的時(shí)間比基于拓?fù)渲貥?gòu)方法要長，因?yàn)檩嗈D(zhuǎn)過程比一個完整的新構(gòu)建過程消耗的能量少。但是，混合技術(shù)由于觸發(fā)條件的選擇，一個性能嚴(yán)重下降的拓?fù)淇赡艹掷m(xù)很長一段時(shí)間，在它到達(dá)拓?fù)渲貥?gòu)恢復(fù)點(diǎn)前，這將影響連通和覆蓋的服務(wù)水平。

　　3.4 拓?fù)渚S護(hù)算法分類

　　拓?fù)渚S護(hù)算法分類可以從許多方面來進(jìn)行，如可以根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)將拓?fù)渚S護(hù)分為確保覆蓋、連通的拓?fù)渚S護(hù)，故障容忍和安全的拓?fù)渚S護(hù)，能量消耗均衡的拓?fù)渚S護(hù)等。此外，很難將目前研究的設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)要素分開，導(dǎo)致分類可能并沒有精確地反映設(shè)計(jì)者的最初意圖。為了盡量避免該問題，本文根據(jù)第2 節(jié)設(shè)計(jì)的拓?fù)渚S護(hù)模型對現(xiàn)有的拓?fù)渚S護(hù)算法進(jìn)行分類，如表1 所示。

　　4 存在的問題和發(fā)展趨勢

　　從以上可見，無線傳感器網(wǎng)路拓?fù)渚S護(hù)研究取得了一些成果，但其仍然存在一些問題。此外，隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用，如何確保拓?fù)渚S護(hù)的安全性以及如何有機(jī)地與其它層互相融合將是拓?fù)渚S護(hù)算法的主要發(fā)展方向。

　　（1）缺乏實(shí)際的拓?fù)渚S護(hù)實(shí)施

　　盡管許多研究機(jī)構(gòu)致力于本文提到的拓?fù)渚S護(hù)技術(shù)研究，且許多的理論和基于仿真的證據(jù)表明拓?fù)渚S護(hù)算法或協(xié)議能有效減小網(wǎng)絡(luò)的能量消耗從而延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期，但是迄今為止，很少有實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施來證明拓?fù)渚S護(hù)事實(shí)上能被用于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

　?。?）未能量化拓?fù)渚S護(hù)頻率

　　拓?fù)渚S護(hù)算法要考慮拓?fù)渲貥?gòu)產(chǎn)生的報(bào)文開銷和優(yōu)化拓?fù)涞馁|(zhì)量之間的權(quán)衡，一般情況下，產(chǎn)生一個高質(zhì)量的優(yōu)化拓?fù)洌托枰l繁執(zhí)行拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議。另一方面，每一次執(zhí)行拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議將導(dǎo)致相當(dāng)數(shù)量的報(bào)文開銷。目前，很少有研究仔細(xì)考慮兩者之間的權(quán)衡關(guān)系。

　?。?）安全的拓?fù)渚S護(hù)

　　目前的大部分拓?fù)渚S護(hù)協(xié)議通常假設(shè)傳感器部署在一個可信的、非敵對的環(huán)境中，并沒有考慮到節(jié)點(diǎn)內(nèi)部或外部攻擊的影響。而無線傳感器的實(shí)際應(yīng)用尤其是商業(yè)和軍事應(yīng)用，存在各種類型的惡意行為和攻擊，對手可以利用使用的拓?fù)渚S護(hù)算法來對網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊。因此，必須采取相應(yīng)的安全策略，提高拓?fù)渚S護(hù)算法的魯棒性，使其能防御各類攻擊。