Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)可以即時(shí)展開、隨意通信且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一般不需要預(yù)先建立的基礎(chǔ)設(shè)施，在需要時(shí)由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。因此Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和操作與其它傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)不同, 很難實(shí)現(xiàn)集中控制，往往需要利用分布算法來實(shí)現(xiàn)，這使得Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理相對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的管理而言明顯要難得多。近幾年來，基于策略的管理在網(wǎng)絡(luò)管理和分布式系統(tǒng)管理中發(fā)展很快，使用策略的主要優(yōu)勢在于提高網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和重構(gòu)性。可擴(kuò)展性指管理方案能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化；重構(gòu)性指管理策略能動(dòng)態(tài)修改，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)或用戶要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的管理。策略從功能上講是一些可以用來改變系統(tǒng)行為的信息；從內(nèi)容上講，網(wǎng)絡(luò)策略是一組規(guī)則的集合，可利用這些規(guī)則對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問進(jìn)行管理和控制。
1 基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理方案
　　IETF 工作組關(guān)于策略管理框架的基本模型見圖1，該框架與設(shè)備和實(shí)現(xiàn)技術(shù)無關(guān),是一個(gè)可擴(kuò)展的通用模型，主要包括策略決策點(diǎn)(PDP)、策略執(zhí)行點(diǎn)(PEP)、策略倉庫和管理工具^[1]。

　　策略決策點(diǎn)(Policy Decision Point，PDP)負(fù)責(zé)存取策略倉庫中的策略，并根據(jù)策略信息做出決策，然后將相應(yīng)的策略分配至策略執(zhí)行點(diǎn)。策略決策點(diǎn)還能檢測策略的變化和沖突，從而采取應(yīng)對措施。策略執(zhí)行點(diǎn)(Policy Enforcement Point，PEP)是接受策略管理的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，通常也被稱作策略客戶端" title="客戶端">客戶端。它可以是路由器、交換機(jī)、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，負(fù)責(zé)執(zhí)行由策略決策點(diǎn)分配來的策略。同時(shí)它還向策略決策點(diǎn)發(fā)送信息，使策略決策點(diǎn)知道網(wǎng)絡(luò)的變化以及策略的執(zhí)行情況。策略管理工具(Policy Management Tool)是供管理員編輯策略和監(jiān)控策略的應(yīng)用系統(tǒng)。它可以為管理員提供一個(gè)易于使用的編輯界面(如GUI)來編輯策略，并將編輯好的策略轉(zhuǎn)成一定格式，存于策略倉庫中。同時(shí)它還可以對策略進(jìn)行檢查和確認(rèn)，以確保在整合策略的構(gòu)成時(shí)不會(huì)發(fā)生沖突。策略庫(Policy Repository)用于存儲(chǔ)策略信息，能對系統(tǒng)中的策略進(jìn)行匯總。它可以是目錄服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，除了儲(chǔ)存管理員已經(jīng)編輯好的策略信息，還可以存儲(chǔ)其它的網(wǎng)絡(luò)信息和系統(tǒng)參數(shù)，方便網(wǎng)絡(luò)管理人員匯總策略。為了實(shí)現(xiàn)模塊間的策略信息交換，IETF 定義了一些協(xié)議來實(shí)現(xiàn)模塊間的通信。圖1中，LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)協(xié)議用于策略倉庫和其它子系統(tǒng)之間策略信息的傳輸；COPS(Common Open Policy Service)協(xié)議用于PDP、PEP 和策略管理工具之間策略信息的傳輸。
2 基于策略的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理方案
　　目前關(guān)于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在路由協(xié)議以及MAC層等方面。Ad hoc網(wǎng)絡(luò)由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性、節(jié)點(diǎn)能力和網(wǎng)絡(luò)無線資源的有限等特點(diǎn)，致使網(wǎng)絡(luò)管理、QoS保障以及實(shí)時(shí)應(yīng)用等方面的難度較大，目前這些方面的研究還處于起步階段?；诓呗缘墓芾硎蔷W(wǎng)絡(luò)管理和分布式系統(tǒng)管理的一種最新的發(fā)展，本文試圖通過分析Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的一些基于策略管理方案，明確這個(gè)方面的發(fā)展方向。
　　· GM(Guerrilla Management)
　　GM ^[2]是由Chien-Chung Shen等人提出的一種基于策略的管理方案。其重點(diǎn)不是在策略管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而是在策略的具體實(shí)現(xiàn)，管理結(jié)構(gòu)見圖2。GM采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)能力較高的成為管理節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)智能化的管理功能，如圖中的游牧式管理節(jié)點(diǎn)；其它節(jié)點(diǎn)則作為普通節(jié)點(diǎn)歸屬于某個(gè)管理節(jié)點(diǎn)。管理者(Supervisor)進(jìn)行策略的控制和分配，游牧式管理節(jié)點(diǎn)(Nomadic manager)通過相互協(xié)同完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理。

　　游牧式管理是GM的核心。游牧式管理節(jié)點(diǎn)設(shè)置可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)來調(diào)整，如當(dāng)節(jié)點(diǎn)的剩余電池能力達(dá)到某個(gè)極限時(shí)，就將其承擔(dān)的管理功能移植到一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)上；或當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度增加時(shí)，為了保證管理效率，就復(fù)制一個(gè)新的管理節(jié)點(diǎn)。游牧式管理節(jié)點(diǎn)能偵測網(wǎng)絡(luò)的分裂和融合，并能根據(jù)相應(yīng)的情況進(jìn)行調(diào)整。游牧式管理節(jié)點(diǎn)還能在節(jié)點(diǎn)離開原有位置時(shí)，通過相互間的協(xié)作完成節(jié)點(diǎn)的切換過程。
　　GM根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能力將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分為三級(jí)，第三級(jí)和第二級(jí)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)中的普通節(jié)點(diǎn)。第三級(jí)節(jié)點(diǎn)的能力最低，只充當(dāng)一個(gè)SNMP代理完成本地管理信息的遠(yuǎn)端接入；第二級(jí)節(jié)點(diǎn)的能力相對高些，可配置探針處理模塊，具有相應(yīng)的探針執(zhí)行環(huán)境，能執(zhí)行從上級(jí)發(fā)送下來的活動(dòng)探針，這些節(jié)點(diǎn)完成本地管理任務(wù)的分配以及向上級(jí)管理提供本地相關(guān)管理信息；第一級(jí)節(jié)點(diǎn)的能力最強(qiáng)，配置游牧式的管理模塊，作為游牧式管理節(jié)點(diǎn)，向?qū)儆谄涔芾碛虻墓?jié)點(diǎn)分配活動(dòng)探針，并能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行管理功能的移植和復(fù)制。
　　GM具有兩大特點(diǎn)，第一個(gè)特點(diǎn)是采用兩層結(jié)構(gòu)的思想來配置管理功能，高的一層是由一組游牧式管理節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化，這些游牧式管理節(jié)點(diǎn)擁有較多的智能管理功能，并在管理時(shí)充當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)的指針。低的一層由輕量級(jí)的活動(dòng)探針組成，完成局部的管理操作，這些探針是可編程的腳本，通過使用這些探針能節(jié)約無線帶寬資源以及降低管理負(fù)載。GM的另外一個(gè)特點(diǎn)是將決策理論方法應(yīng)用到自適應(yīng)的智能管理。
　　· APM(Agent-based Policy-enabled Management)
　　APM^[3]是在CECOM DRAMA^[4]下的一種管理結(jié)構(gòu)。由于APM采用了基于代理的策略驅(qū)動(dòng)思想，在網(wǎng)絡(luò)管理中能根據(jù)指令進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的快速配置，并通過智能信息的收集和分發(fā)提高帶寬利用效率。APM根據(jù)基于代理的管理系統(tǒng)和分布式的策略管理系統(tǒng)，提出了使用策略并基于代理的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)，見圖3。在該結(jié)構(gòu)中，管理代理同管理對象是相互作用，受策略管理代理指導(dǎo)；策略存儲(chǔ)于策略數(shù)據(jù)庫，代理報(bào)告網(wǎng)絡(luò)情況以及管理事件。

　　APM管理結(jié)構(gòu)分為兩部分,圖中左側(cè)部分完成策略管理，包括策略決策代理、策略倉庫、策略決策模塊、策略管理GUI以及策略轉(zhuǎn)換等；右邊部分為管理組件，包括管理代理平臺(tái)和管理對象。管理對象是管理單元的軟件和硬件組件，這些組件可以是操作系統(tǒng)的進(jìn)程、應(yīng)用程序、子硬件等。APM的主要貢獻(xiàn)是將基于策略的管理方法和基于代理的管理方法融合在一起，進(jìn)一步簡化管理任務(wù)，提高了管理效率。
　　· EPM (Extending Policy-based Management)
　　EPM^[5]的主要貢獻(xiàn)是根據(jù)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將IETF的策略管理框架進(jìn)行了延伸和擴(kuò)展。在EPM中，管理框架具有七個(gè)關(guān)鍵的功能塊，如圖4所示。

　　策略規(guī)范：策略規(guī)范是網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)和全網(wǎng)策略間的一個(gè)映射，有高級(jí)策略和低級(jí)策略。高級(jí)策略通常由網(wǎng)絡(luò)管理者制定并且是靜態(tài)的，只有在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)意外或發(fā)生重大變化情況下才會(huì)變化；而低級(jí)策略相對高級(jí)策略而言，是動(dòng)態(tài)的，它會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)某些參數(shù)(如利用率、時(shí)延)的變化而進(jìn)行調(diào)整。
　　策略結(jié)構(gòu)：策略結(jié)構(gòu)包括三個(gè)子模塊——策略的結(jié)構(gòu)類型模塊、策略分發(fā)協(xié)議模塊和控制結(jié)構(gòu)模塊。策略結(jié)構(gòu)按照控制的位置、信息的位置、策略的分布模式以及控制層次等方面分為三大類：外部控制模式、本地控制模式以及混合控制模式。外部控制模式即所有的策略由外部決定，通過客戶端-服務(wù)器實(shí)現(xiàn)；本地控制模式通過預(yù)先配置客戶端從而在本地完成決策，混合模式指綜合采用了外部控制和本地控制這兩種模式。策略的分發(fā)機(jī)制是影響策略的一個(gè)重要因素，現(xiàn)有主要的策略分發(fā)機(jī)制包括使用命令行腳本、使用某種管理機(jī)制(如CORBA)、Web服務(wù)器以及使用COPS、SNMP、LDAP協(xié)議等。評價(jià)不同的策略分發(fā)機(jī)制性能的好壞主要根據(jù)其是否高效、是否穩(wěn)健以及是否為一個(gè)輕量級(jí)的機(jī)制，同時(shí)還要考慮到這個(gè)策略分發(fā)機(jī)制與其它策略管理系統(tǒng)有無較好的互通性。策略結(jié)構(gòu)中的控制結(jié)構(gòu)模塊主要指策略管理的自組織和自動(dòng)操作，有三方面的內(nèi)容:網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定位發(fā)現(xiàn)、節(jié)點(diǎn)分簇管理以及動(dòng)態(tài)服務(wù)冗余。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定位發(fā)現(xiàn)是指通過某種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方案讓節(jié)點(diǎn)知道網(wǎng)絡(luò)提供那些服務(wù)；節(jié)點(diǎn)分簇管理的目的是讓節(jié)點(diǎn)圍繞策略服務(wù)器形成管理分簇，從而讓策略管理得以實(shí)現(xiàn)；動(dòng)態(tài)服務(wù)冗余是在節(jié)點(diǎn)分簇管理出現(xiàn)問題時(shí)(如策略服務(wù)移動(dòng)導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)不在任何策略服務(wù)器的管理范圍內(nèi))采用重定向或授權(quán)技術(shù)完成節(jié)點(diǎn)的管理。
　　資源發(fā)現(xiàn)模塊：當(dāng)策略轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)資源的使用時(shí)，管理系統(tǒng)必須知道網(wǎng)絡(luò)中那些資源是可靠的，如那些設(shè)備是活動(dòng)的，網(wǎng)絡(luò)目前的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及帶寬利用率等。
　　策略提供模塊：策略提供可以看作是策略分發(fā)后的一個(gè)階段，包括策略的安裝和執(zhí)行，它直接影響網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　基于策略的路由模塊：基于策略的管理中一個(gè)關(guān)鍵功能就是對網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制，解決這個(gè)問題的方法就是將策略集成到路由協(xié)議中。
　　策略監(jiān)視模塊：現(xiàn)有策略是否滿足網(wǎng)絡(luò)的要求，這時(shí)可通過策略監(jiān)視模塊來完成這個(gè)功能，從而為實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)管理打下基礎(chǔ)。
　　自適應(yīng)邏輯模塊：由于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)變化性，要求使用動(dòng)態(tài)的并且和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的策略。這要求網(wǎng)絡(luò)管理具有智能性。自適應(yīng)邏輯是通過一些管理上的反饋(如策略監(jiān)視模塊反饋的信息)以及資源發(fā)現(xiàn)機(jī)制，使管理系統(tǒng)能做出智能決策以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化。
　　EPM提出了一個(gè)應(yīng)用于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的策略管理框架，其主要貢獻(xiàn)是利用了系統(tǒng)化的方法，對基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理進(jìn)行了模塊化的設(shè)計(jì)。
　　· PSPM (Protocol Support for Policy-based Management)
　　PSPM^[6]是基于公共開放策略服務(wù)(COPS)的策略管理方案，核心內(nèi)容包括K-hop分簇、動(dòng)態(tài)服務(wù)冗余、策略協(xié)商和自動(dòng)服務(wù)發(fā)現(xiàn)四部分。
　　PSPM使用的K-hop分簇方案以及動(dòng)態(tài)服務(wù)冗余方案與EPM基本相同。K-hop分簇方案在網(wǎng)絡(luò)初始化配置時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先設(shè)置一定數(shù)量的策略服務(wù)器，每個(gè)策略服務(wù)器同在k-hop范圍內(nèi)的客戶端組成簇。策略服務(wù)器所需的K-hop拓?fù)湫畔⑼ㄟ^網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層的跨層信息交互實(shí)現(xiàn)。在K-hop分簇中，策略服務(wù)器只維持其k跳內(nèi)的客戶端的COPS連接，K值可由服務(wù)器在服務(wù)廣播中廣播或在COPS連接期間發(fā)送給客戶端。由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性或網(wǎng)絡(luò)初始化配置不足等原因，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不在服務(wù)器的k跳范圍之內(nèi)。為了提高策略服務(wù)的可靠性以及能讓策略服務(wù)器有效地跟蹤節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，PSPM使用了動(dòng)態(tài)服務(wù)冗余來增強(qiáng)前面的分簇算法，包含兩個(gè)技術(shù)：重定向和委托授權(quán)。重定向就是當(dāng)前的策略服務(wù)器幫助客戶端切換到另外一個(gè)合適的服務(wù)器。委托授權(quán)是指處于一個(gè)策略服務(wù)器內(nèi)的客戶端偵測到網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)需要服務(wù)時(shí)，將向其服務(wù)器發(fā)送“Volunteer Request”COPS消息請求擔(dān)任這些節(jié)點(diǎn)的策略服務(wù)器，策略服務(wù)器在收到這個(gè)請求后將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體情況進(jìn)行授權(quán)委托。
　　策略協(xié)商解決節(jié)點(diǎn)位于不同域的問題，PSPM是通過擴(kuò)展COPS協(xié)議，使用"Home PDP Address"來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)一個(gè)客戶端在外域同該域內(nèi)的服務(wù)器建立COPS連接時(shí)，這個(gè)服務(wù)器將在本地策略信息庫中搜索與該客戶端相關(guān)的策略，若無則向客戶端的歸屬策略服務(wù)器查詢相關(guān)的策略。
　　PSPM使用的是簡單的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，采用了兩種類型的消息：服務(wù)廣播(SA)和客戶端服務(wù)請求(CSRQ)消息?？蛻舳藢⒏鶕?jù)收到的SA消息選擇一個(gè)策略服務(wù)器建立COPS連接；若客戶端在一定的時(shí)間間隔內(nèi)沒有收到SA消息，將發(fā)送CSRQ消息，當(dāng)某一服務(wù)器接收到這個(gè)CSRQ時(shí)，將響應(yīng)一個(gè)單播的SA消息，并進(jìn)一步建立COPS連接。
　　· PMAM(Policy-based Mobile Ad hoc network Management)
　　PMAM ^[7]是在美軍DRAM計(jì)劃下發(fā)展而來的，管理系統(tǒng)由一定數(shù)量的策略域組成，結(jié)構(gòu)見圖5。在PMAM中有三種策略代理：全局策略代理(GPA)，域策略代理(DPA)以及本地策略代理(LPA)。GPA管理多個(gè)DPA；DPA可管理多個(gè)其它域的DPA或多個(gè)域內(nèi)的LPA；LPA管理相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，完成在本地策略控制下的配置、監(jiān)視、管理信息聚合等。策略的分發(fā)通過動(dòng)態(tài)配置分發(fā)協(xié)議/動(dòng)態(tài)快速配置協(xié)議(DRCP/DCDP)來實(shí)現(xiàn)，而管理消息的傳送是通過增強(qiáng)的YAP協(xié)議向其上一級(jí)策略代理上傳。YAP協(xié)議是由代理周期性地向管理者上傳信息報(bào)告，而不是由管理者去查找網(wǎng)絡(luò)組件當(dāng)前的狀態(tài)。

　　PMAM中的策略分配有兩種情況：GPA-DPA-LPA或DPA-LPA。PBM主要定義了以下組件：策略代理平臺(tái)、策略執(zhí)行者、策略分發(fā)者、管理代理、YAP服務(wù)器和中繼器、DRCP/DCDP、配置監(jiān)視數(shù)據(jù)庫(CMDB)以及發(fā)現(xiàn)組件。PMAM中三種策略代理的平臺(tái)在結(jié)構(gòu)和程序代碼上是相同的，不同的是其應(yīng)用的范圍；管理代理就是同一系列策略相對應(yīng)功能實(shí)體，CMDB是用來存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的配置和監(jiān)視信息，發(fā)現(xiàn)組件主要是用來初始化和升級(jí)LPA和CMDB。
　　PMAM通過智能代理實(shí)現(xiàn)，通過監(jiān)視和報(bào)告實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組件的配置或重配置，管理信息的聚合和過濾在信息源處進(jìn)行，從而減少管理處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拈_銷。
3 管理方案比較
　　上述5種關(guān)于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的策略管理方案中，GM、PSPM和PMAM屬于同一類，它們主要研究的重點(diǎn)是策略管理的實(shí)現(xiàn)。APM和EPM屬于另外一類，研究的重點(diǎn)是針對Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對基于策略管理框架的進(jìn)一步擴(kuò)展和細(xì)化。在接下來的管理方案比較中，根據(jù)它們研究重點(diǎn)的不同，將方案比較分為相應(yīng)的兩個(gè)部分。
　　· GM、PSPM和PMAM管理方案比較
　　基于策略的管理方案實(shí)現(xiàn)，可從管理實(shí)現(xiàn)架構(gòu)、管理協(xié)議、方案可擴(kuò)展性、管理方案的性能以及管理方案的兼容性等幾方面來比較。GM、PSPM和PMAM管理方案的比較情況見表1。