自组织网络采用分布式控制方式，其节点具有自组织功能。在自组织网络中需要解决的一个关键问题是如何发现、收集和使用拓扑信息来形成较为合理的网络结构，从而提高网络的性能和业务的服务质量。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指导性作用，基于以上考虑，本小节介绍了自组织网络的体系结构及其相关问题。

　　1. 自组织网络的节点结构

　　自组织网络的节点不仅要具各普通移动终端的功能，还要具备报文转发能力，即具有路由器的功能。因此，就完成的功能而言，可以将节点分为主机、路由器和电台三部分。主机部分完成普通移动终端的功能，路由器部分负责维护网络的拓

　　扑结构和路由信息，完成报文转发功能。电台部分为信息传输提供无线信道支持。从物理结构上分，节点可以分为以下几类：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，如图1所示。对于一般的简单节点（如手持设各）通常采用单主机单电台的结构；对于需要在两个或多个网络间互通的中继节点可以采用单主机多电台的结构；多主机单电台的结构可以运用在复杂的车载设施之上，使一个结点能包含通信车内的多个主机；多电台节点的好处是不仅可以用来构建叠加（overlay）式的网络，还可以用作网关节点来互联多个自组织网络以及其他网络。

　　图1 自组织网络节点的结构

　　2．自组织网络的拓扑结构

　　拓扑可变的网络包含四种基本结构：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。前两种属于集中式控制结构不适用于自组织网络，故自组织网络一般采用分布式控制结构，即完全分布式控制结构和分层分布式控制结构。这两种结构又分别称为平面结构和分级结构如图2所示。

　　图2 自组织网络拓扑结构

　　平面结构的自组织网络如图2（a）所示。这种网络结构的特点是比较简单，所有节点在网络控制、路由选择和流量管理上都是平等的，故又称为对等式结构。这种结构原则上不存在瓶颈，网络比较健壮。源节点和目的节点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化的路由。

　　与平面结构不同的是分级结构，在分级结构中，自组织网络被划分为一到多个簇（cluster）。每个簇由一个簇头（cluster header）和多个簇成员（cluster member）构成，所有簇头又形成了更高一级的网络。在高一级的网络中又可以继续分簇。如图2（b）所示。

　　3．自纽织网络的协议栈

　　根据自组织网络的特征，参照osi的7层协议模型和tcp／ip的体系结构，可以将自组织网络的协议栈划分为5层，如图3所示，其中虚线框表示可选部分。

　　图3 自组织网络通用协议栈结构

　　在通用协议栈结构中，物理层负责频率的选择、信号的收发和调制解调、信道的加密解密等。数据链路层中的mac子层控制移动节点对共享信道的访问，llc子层负责数据流的复用、数据帧的检测、分组的确认、优先级排队、差错控制和流量控制等。网络层完成邻居发现、分组路由、接纳控制、拥塞控制和网络互联功能，其中邻居发现用于收集网络拓扑。

　　路由协议则是用于发现和维护去往目的节点的路由。传输层用于向应用层提供可靠的端到端服务，特别是当自组织网络需要接人internet等外部网络时，尤其需要传输层协议的支持。应用层协议用于提供面向用户的各种应用服务。

　　4．自组织网络体系结构的设计策略

　　自组织网络体系结构的设计与internet有显著区别。internet的网络是准静态的，相邻路由器之间的链路速率很高，网络的瓶颈是路由器的处理能力和存储容量。因此internet中的网络协议常常通过使用较多的链路带宽来减少路由器的处理和存储资源，即强调相邻路由器的对等实体之间的水平方向的通信，而使路由器内协议栈各层之间的垂直通信尽可能少。但自组织网络中链路的带宽和主机的电源都比较紧缺，能量主要消耗在发送和接收分组上，主机的处理能力和存储空间相对来说比较充裕，无论是从节能还是节省带宽来看，都应尽量减少节点间水平方向的通信，通过增加协议栈各层之间的垂直交互来减少协议层对等实体之间的水平通信，如图4示。按照这种方式设计的协议栈中的各层协议在逻辑上是相互耦合的，各层协议之间垂直通信量的增加使得上下层协议能更好地结合，从而能够减少不必要的水平通信造成的资源（带宽和能量等）浪费。

　　图4 两种协议设汁原则网络的体系结构设计原则