Network Layer Architectrue

我們提出幾種網路架構，針對災區對外通訊中斷，無組織無伺服器兵荒馬亂的特殊情況下，建構臨時性網路以供通訊聯絡之用。基礎的網路層架構是 Ad Hoc 隨意型無線區域網路，在基礎的網路層之上傳輸層之下再架構另一層網路控制層，有三種模式:

Uncontrolled Single-Hop Group Communication Network	在此種網路中，每一個電腦要對外通訊時，直接以廣播的方式送出封包，在無線電信號的範圍內的電腦都可以接受封包，送給上層的應用程式，但並不轉送給其他電腦。此種網路架構非常簡單，沒有複雜的控制程式，在災區中簡便易行，架設成功率及穩定度最高，應該優先普及於救災團隊的電腦。在此架構上最合適的語音通訊服務，是模擬短距離Walki-Talki 無線電對講機的 Push-to-Talk服務。在無線電接收範圍內的所有電腦都可以接到語音封包，也不需要伺服器提供允入管制及發話權的管理。此種網路不能支援特定對象之間的通訊服務，例如可與某特定人通話的VoIP。救災初期，救難人員之間尚未通訊聯絡簿，彼此之間互不認識，也無暇交換電話號碼(或任何通訊ID)的情況下，最適合使用這種網路。
Uncontrolled K-Hop Group Communication Network	此種網路類似前一種網路，唯一不同的是收到封包的網路必須往其他電腦轉送，轉送次數設定為 K。此種網路架構比前一種稍微複雜，但仍然非常簡單，控制程式比前者稍微複雜。架設成功率及穩定度稍低於前者。在此架構上最合適的語音通訊服務，是模擬長距離無線電對講機的 Push-to-Talk服務。在K-hop內的所有電腦都可以接到語音封包，也不需要伺服器提供允入管制及發話權的管理。同樣的，此種網路不能支援特定對象之間的通訊服務。
Controlled K-Hop Group Communication Network	此種網路比較像傳統的 Ad Hoc 電腦網路，電腦之間彼此之間互相轉送，轉送次數設定為 K，每個電腦必須有唯一性的位址，可支援一對一有特定對象的語音通訊。此種這種網路即可支援正常的 VoIP 服務，例如，要跟某一個具有特殊醫護技術的救難人員通話時，就需要這樣的網路服務。此種網路的技術較為複雜，系統程式也需要較長時間開發，系統的架設成功率及穩定度自然遠低於前兩種網路。在災區已經建立臨時性的指揮中心之並有了初步的任務編組，具備行使允入控制的功能以及救災資訊系統時，才適合架設此種網路。

Uncontrolled Single-Hop Group Communication Network

在此種網路中，每一個電腦要對外通訊時，直接以廣播的方式送出封包，在無線電信號的範圍內的電腦都可以接受封包，送給上層的應用程式，但並不轉送給其他電腦。此種網路架構非常簡單，沒有複雜的控制程式，在災區中簡便易行，架設成功率及穩定度最高，應該優先普及於救災團隊的電腦。在此架構上最合適的語音通訊服務，是模擬短距離Walki-Talki 無線電對講機的 Push-to-Talk服務。在無線電接收範圍內的所有電腦都可以接到語音封包，也不需要伺服器提供允入管制及發話權的管理。此種網路不能支援特定對象之間的通訊服務，例如可與某特定人通話的VoIP。救災初期，救難人員之間尚未通訊聯絡簿，彼此之間互不認識，也無暇交換電話號碼(或任何通訊ID)的情況下，最適合使用這種網路。

Uncontrolled K-Hop Group Communication Network

此種網路類似前一種網路，唯一不同的是收到封包的網路必須往其他電腦轉送，轉送次數設定為 K。此種網路架構比前一種稍微複雜，但仍然非常簡單，控制程式比前者稍微複雜。架設成功率及穩定度稍低於前者。在此架構上最合適的語音通訊服務，是模擬長距離無線電對講機的 Push-to-Talk服務。在K-hop內的所有電腦都可以接到語音封包，也不需要伺服器提供允入管制及發話權的管理。同樣的，此種網路不能支援特定對象之間的通訊服務。

Controlled K-Hop Group Communication Network

此種網路比較像傳統的 Ad Hoc 電腦網路，電腦之間彼此之間互相轉送，轉送次數設定為 K，每個電腦必須有唯一性的位址，可支援一對一有特定對象的語音通訊。此種這種網路即可支援正常的 VoIP 服務，例如，要跟某一個具有特殊醫護技術的救難人員通話時，就需要這樣的網路服務。此種網路的技術較為複雜，系統程式也需要較長時間開發，系統的架設成功率及穩定度自然遠低於前兩種網路。在災區已經建立臨時性的指揮中心之並有了初步的任務編組，具備行使允入控制的功能以及救災資訊系統時，才適合架設此種網路。

⊕ 研究議題
+ + - - ^ ^

1. Uncontrolled Single-Hop Group Communication Network

2. Uncontrolled K-Hop Group Communication Network

3. Controlled K-Hop Group Communication Network

IP Allocation	為了要支援一對一的通訊，每一部電腦都要有唯一性的位址，並讓所有電腦彼此之間可以找到對方的地址，並順利傳遞封包。問題的麻煩在於電腦上既有的網路軟體都失效，必須另行在無組織無伺服器的環境下設計簡單可行的方案。一個簡單的方案時架設臨時的DHCP server, 分配臨時IP 之用，但此法在兵荒馬亂的情況下，不一定能夠順利執行。另外的方案是自動化模式，不需架設任何server，也不需人工設定即可執行。我們的計畫將研究找出一個簡單易行而且可以讓目前的應用程式順利執行的方案。舉例而言，可以利用一個轉換程式直接將　具有唯一性的 MAC 地址轉換成 IP 地址。
Routing Protocol	傳統的 Ad-Hoc Network 已經有很多 routing 演算法可以運用在P2Pnet 上。我們將發展自動化免設定的routing 方法。
Mobility Management	如果需要支援IP mobility 的話，可以運用 Mobile IP 的技術達成，我們將發展自動化免設定的 Mobile IP 方法。

IP Allocation

為了要支援一對一的通訊，每一部電腦都要有唯一性的位址，並讓所有電腦彼此之間可以找到對方的地址，並順利傳遞封包。問題的麻煩在於電腦上既有的網路軟體都失效，必須另行在無組織無伺服器的環境下設計簡單可行的方案。一個簡單的方案時架設臨時的DHCP server, 分配臨時IP 之用，但此法在兵荒馬亂的情況下，不一定能夠順利執行。另外的方案是自動化模式，不需架設任何server，也不需人工設定即可執行。我們的計畫將研究找出一個簡單易行而且可以讓目前的應用程式順利執行的方案。舉例而言，可以利用一個轉換程式直接將　具有唯一性的 MAC 地址轉換成 IP 地址。

Routing Protocol

傳統的 Ad-Hoc Network 已經有很多 routing 演算法可以運用在P2Pnet 上。我們將發展自動化免設定的routing 方法。

Mobility Management

如果需要支援IP mobility 的話，可以運用 Mobile IP 的技術達成，我們將發展自動化免設定的 Mobile IP 方法。

如果要提供特定使用者之間的 VoIP/PTT 服務，還須提供下列功能：

Membership Management Service	我們將發展分散式 membership management service.
Distributed Directory Service (Yellow Page)	使用者不必知道欲通訊對象所在的電腦及其IP 位址，只需指定對方的使用者ID即可建立通訊管道，系統必須提供 Yellow Page 服務。我們將發展自動化分散式建構 yellow page 的方法。
Present Service	在提供VoIP/PTT 服務時，必須讓使用者知道有哪些使用者在線上，及其位址，這是 present service, 因為沒有伺服器的原因，無法使用現有的解決方案。我們將發展分散式 present service.
Serverless P2P VoIP	現有的VoIP 需要一些伺服器，Skype 甚至於需要大量的 super-node才能順利運作，在災區對外通訊中斷或只有低頻寬的連線時，現有的 VoIP 軟體都將失效，因此有必要建構一個無伺服器的P2P VoIP 系統。
QoS Assurance	VoIP 的品質在寬頻網路上都是很難解決的問題，在P2Pnet 上因網路不穩定，高封包遺失率，使得更難維持VoIP 的通訊品質。我們將針對此種環境的特性，發展適合P2Pnet 的品質提升方案。