分布式传感器网络是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。由于传感器节点数量众多，部署时只能采用随机投放的方式，传感器节点的位置不能预先确定；在任意时刻，节点问通过无线信道连接，自组织网络拓扑结沟；传感器节点间具有很强的协同能力，通过局部的数据采集、预处理以及节点问的数据交互来完成全局任务。DSN是一种无中心节点的全分布系统。由于大量传感器节点是密集部署的，传感器节点问的距离很短，因此，多跳对等通信方式比传统的单跳、主从通信方式更适合在DSN中使用，由于每跳的距离较短，无线收发器可以在较低的能量级别上工作。另外，多跳通信方式可以有效地避免在长距离无线信号传播过程中遇到的信号衰减和干扰等各种问题。DSN可以在独立的环境下运行，也可以通过网关连接到现有的网络基础设施上，如Internet.在后面这种情况，远程用户可以通过Internet浏览DSN采集的信息。

　　1.多跳路由。传感器节点通信距离一般只能在几百米范围内与它的邻居直接通信， 如果希望与其无线通信覆盖范围之外的节点进行通信， 则需要通过中间节点进行路由。分布式传感器网络中的多跳路由是由普通网络节点完成的， 没有专门的路由设备。

　　2.规模比传统嵌入式无线网络要大上好几个数量级。例如， 传统嵌入式无线网络大多数只包含数十个传感器， 而分布式传感器网络可能有成千上万的传感器节点。

　　3.自组织。网络的布设和展开无须依赖于任何预设的网络设施， 节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

　　4.动态拓扑。分布式传感器网络能够在没有物理接触的情况下增加新的节点， 或者废除掉无用的或被敌人捕获的节点。

　　5.电源容量有限。传感器节点由电池供电， 电池的容量一般不是很大， 一旦电池能量用完， 这个节点也就失去了作用。因此在传感器网络设计过程中， 任何技术和协议的使用都要以节能为前提， 这也说明了本文改SPINS 协议的密钥管理方案的必要性。

　　分布式传感器网络典型的体系结构如图1 所示。节点既是信息的采集和发出者，也充当信息的路由者，通过网络自组织和多跳路由将数据向网关发送。网关是一种特殊的节点，承担内部节点控制以及与外界通信的任务，通信方式包括Internet、卫星或移动通信网络等，大规模的应用可能使用多个网关。由于受到体积、价格和电源供给等因素的限制，节点之间的通信距离必须较短，只能在自己通信范围内与邻居节点交换数据。要访问通信范围以外的节点，必须使用多跳路由。为了保证网络内大多数节点都可以与网关建立无线链路，传感器节点非常密集、数量巨大，可能达到几百、几千， 甚至更多。

　　在不同的应用中，传感器节点设计也各不相同，但是它们的基本结构是一样的。节点的典型硬件结构如图2 所示，其中实心箭头的方向表示数据在节点中的流动方向。节点采用电池供电，一旦电源耗尽，节点就失去了工作能力。为了限度地节约电源，在硬件设计方面要尽量采用低功耗器件，在没有通信任务时要切断射频部分电源；在软件设计方面，各层通信协议都应该以节能为中心，要时可以牺牲其他一些网络性能指标以获得更高的电源效率。