پروژه بررسی شبکه بی سیم Adhoc در 85 صفحه ورد قابل ویرایش
پروژه بررسی شبکه بی سیم Adhoc در 85 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه
دوروش برای ارتباط بی سیم بین کامپیوترهای متحرک وجود دارد .
چرا نیاز به طراحی پروتکلهای مسیر یابی جدیدی برای شبکه های Adhoc وجود دارد ؟
از دیگر مواردی که می توان به عنوان دلایل نیاز به طراحی پروتکلهای مسیریابی جدید برای شبکههای Adhoc به آنها اشاره کرد عبارتند از :
به طور کلی اهداف طراحی پروتکلهای مسیریابی این است که پروتکلی ساخته شود که :
تقسیم بندی پروتکلهای مسیریابی در شبکه های Adhoc
-مسیریابی Link State در مقابل مسیریابی DisTance Vector
Event – driven Update در مقابل Periodical Update
-ساختارهای مسطح (Flat ) در مقابل ساختارهای سلسله مراتبی (Hierarchical)
-محاسبات غیر متمرکز(Decentralizad) در مقابل محاسبات توزیع شده (Distributed)
-Source Routing درمقابل hop- by-hop Routing
-مسیرهای منفرد در مقابل مسیرهای چندگانه
مسیریابی ProActive در مقابل مسیریابی ReAvtive
( DSDV )Distance Sequence Vector Ronting Protocol
شکل زیر مثالی را از یک شبکه Adhoc نشان می دهد .
جدول مسیریابی درنود H6
-انواع بسته های بروز رسانی اطلاعات مسیریابی
پاسخ به تغییرات توپولوژی
مشکلات پروتکل DSDV
•کاهش نوسانات
شکل زیر مثالی از دریافت مسیرهای نوسان دار را نشان می دهد .
•لینکهای یکطرفه
شکل زیر از یک شبکه Adhoc با لینکهای یکطرفه و دوطرفه است .
Adhoc On – Demard Distance vector Routing
- پروسه کشف مسیر (Route Discovery)
-پروسه نگهداری مسیر
حل مشکل شمارش تا بی نهایت
Dynamic Source Routing (DSR )
عملکرد کلی پروتکل DSR
-پروسه کشف مسیر
- پروسه نگهداری مسیر
بهینه سازی
1- استفادة کامل از Rout cache
2- استفاده از تکنیک Piggy backing در کشف مسیر
-بهینه سازی بر روی مدیریت خطاها
Optimized link State Routing Protocol (OLSR)
-عملکرد پروتکل OLSR
-ارسال مجدد چند نقطه ای (Multipoint Relay)
-شناسایی همسایه
- انتخاب MPR ها
Zone Routing Protocol (ZRP)
-انگیزه به وجود آمدن پروتکل ZRP
-معماری ZRP :
اجزای مسیریابی در پروتکل ZRP شامل پروتکلهای IARP
شکل زیر ارتباط بین اجزا را در پروتکل ZRP نشان می دهد .
-مسیریابی در پروتکل ZRP
-پروسه نگهداری مسیر
Zone Based Hierarchcal Link State –ZHLS
خصوصیات ZHLS
Cluster Switch Gateway Protocol (CGSR)
-عملکرد کلی پروتکل CGSR
شکل زیر مثالی از یک مسیریابی CGSR را نشان می دهد .
Fisheye State Routing(FSR)
عملکرد پروتکل FSR :
شکل زیر کاربرد یک fisheye را در شبکه بی سیم متحرک نشان میدهد .
-پروتکل GSR
درجه مشارکت نودها در مسیریابی
امروزه تمایل به استفاده از شبکه های بی سیم روز به روز در حال افزایش است ، چون هر شخصی، هر جایی و در هر زمانی می تواند از آنها استفاده نماید . در سالهای اخیر رشد شگرفی در فروش کامپیوترهای laptop و کامپیوترهای قابل حمل بوجود آمده است . این کامپیوترهای کوچک،به چندین گیگا بایت حافظه روی دیسک ، نمایش رنگی با کیفیت بالا و کارتهای شبکه بی سیم مجهز هستند . علاوه بر این ، این کامپیوترهای کوچک می توانند چندین ساعت فقط با نیروی باتری کار کنند و کاربران آزادند براحتی آنها را به هر طرف که می خواهند منتقل نمایند . زمانی که کاربران شروع به استفاده از کامپیوترهای متحرک نمودند ، به اشتراک گذاشتن اطلاعات بین کامپیوترها یک نیاز طبیعی را بوجود آورد . از جمله کاربردهای به اشتراک گذاری اطلاعات در مکانهایی نظیر سالن کنفرانس ،کلاس درس ، ترمینالهای فرودگاه و همچنین در محیط های نظامی است .
دوروش برای ارتباط بی سیم بین کامپیوترهای متحرک وجود دارد .
1- استفاده از یک زیر ساخت ثابت که توسط یک Acces point خارج شد آنگاه در محدوده رادیویی Wireless Access point ها فراهم می آید . که در این گونه شبکه ها ، نودهای متحرک از طریق Access Point ها با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و هنگامیکه یک نود از محدوده رادیویی Access Pointدیگری قرار می گیرد . مشکل اصلی در اینجا هنگامی است که یک اتصال باید از یک Access Point به Access Point دیگری تحویل داده شود ، بدون آنکه تاخیر قابل توجهی به وجود آید ویا بسته ای گم شود .
2- شکل دادن یک شبکه بی سیم Adhoc در بین کاربرانی است که می خواهند با هم ارتباط داشته باشند . این گونه شبکه ها زیر ساخت ثابتی ندارند و کنترل کننده و مرکزی نیز برای آنها وجود ندارد .
شبکه های بی سیم Adhoc از مجموعه ای از نودهای متحرک تشکیل شده اند که این نودها قادرند به طور آزادانه و مداوم مکانشان را در شبکه تغییر دهند . نودهای موجود در شبکه Adhoc همزمان به عنوان client و مسیریاب عمل می کنند و با توجه به عدم وجود ساختار ثابت در این گونه شبکهها ، نودها مسئولیت مسیریابی را برای بسته هایی که می خواهند در شبکه ارسال شوند بر عهده دارند و در انجام این امر با یکدیگر همکاری می کنند .
هدف ما نیز در اینجا بررسی و مطالعه بر روی خصوصیات و ویژگی های این تکنیکهای مسیر یابی است . لازم بذکر است پروتکل های مسیریابی متفاوتی برای استفاده در شبکه های Adhoc پیشنهاد شده اند که پس از مطالعه اجمالی برروی نحوه عملکرد هر یک از آنها ، قادر خواهیم بود آنها را بر طبق خصوصیاتشان قسمت بندی نمائیم .
چرا نیاز به طراحی پروتکلهای مسیر یابی جدیدی برای شبکه های Adhoc وجود دارد ؟
در شبکه های سیم دار تغییرات در توپولوژی شبکه بندرت اتفاق می افتد . بیشتر host ها و نودهای دیگر در یک جای مشخصی در شبکه قرار دارند ویک شکستگی در لینک زمانی اتفاق میافتد که یک قطع فیزیکی نظیر fail شدن host و یا خسارت فیزیکی کامل اتفاق بیفتد . برای این نوع شبکه های سیم دار با ساختار ثابت یک الگوریتم مسیریابی کلاسیک به خوبی کار می کند.
برای اینکه اطلاعات جداول مسیریابی بروز باشند ،مسیریابها به صورت دوره ای اطلاعاتشان را با یکدیگر مبادله می کنند و در حالتی که یک failure ی در لینکی اتفاق بیفتد مسیرها باید مجدداً محاسبه شوند ودر شبکه منتشر گردند. این پروسه یک مدت زمانی طول می کشد که چنین چیزی در شبکه های سیم دار طبیعی است و آشکار است که چنین روشی در شبکه های Adhoc کار نخواهد کرد . در این شبکه ها از آنجایی که نودها مرتباً در حال حرکت هستند ، تغییراتی که در لینکها به وجود می آید نیز بسیار مداوم خواهد بود . به عنوان مثال زمانی را در نظر بگیرید که 2 تا نود در حالی با هم ارتباط برقرار کرده اند که مدام از همدیگر فاصله می گیرند . تا زمانی که هردوی آنها در محدوده ارتباطی همدیگر باشند این ارتباط می تواند حفظ گردد. ولی هنگامیکه فاصله بین نودها بیشتر شود دیگر این ارتباط نیز میسر نخواهد بود . حال تصور کنید که تعداد زیادی از نودها مطابق این سناریو رفتار نمایند ، در این حالت لینکهای زیادی شکل خواهند گرفت ومسیرهای جدیدی به سمت مقصدها محاسبه خواهد شد و در مقابل لینکهای بسیاری نیز شکسته خواهند شد و مسیرهای بسیاری نیز از بین خواهند رفت .
از دیگر مواردی که می توان به عنوان دلایل نیاز به طراحی پروتکلهای مسیریابی جدید برای شبکههای Adhoc به آنها اشاره کرد عبارتند از :
- پروتکلهای مسیریابی شبکه های سیم دار بار محاسباتی بسیار زیادی را به صورت مصرف زیاد حافظه و همچنین مصرف زیاد انرژی بر روی هر کامپیوتر قرار می دهند .
- پروتکلهای مسیریابی مورد استفاده در شبکه های سیم دار از مشکلات به وجود آوردن حلقههای کوتاه مدت وبلند مدت رنج می برند .
- متدهایی که برای حل مشکلات ناشی از بوجود آوردن حلقه ها در پروتکلهای مسیریابی سنتی استفاده می شوند در شبکه های Adhoc عملی نیستند .
این تفاوتها بین شبکه های سیم دار و بی سیم به راحتی آشکار می کند که یک پروتکل مسیریابی برای شبکه های Adhoc باید یکسری از مشکلات اضافه تری را حل نماید که این مشکلات در شبکه های سیم دار وجود نداشته است .
در زیر لیستی از مواردی را که یک پروتکل مسیریابی باید آنها را مدنظر قرار دهد ذکر گردیده که بعضی از این خصوصیات مهمتر از خصوصیات دیگر هستند .
به طور کلی اهداف طراحی پروتکلهای مسیریابی این است که پروتکلی ساخته شود که :
1- وقتی که توپولوژی شبکه گسترش می یابد این پروتکل نیز بتواند همچنان مسیریابی را انجام دهد .
2- زمانی که تغییراتی در توپولوژی شبکه به وجود می آید این پروتکل سریعاً قادر به پاسخگویی باشد .
3- مسیرهایی را فراهم کند که بدون حلقه باشد .
4- تاخیر را به حداقل رساند (باانتخاب مسیرهای کوتاه )
5- برای اجتناب از تراکم چندین مسیر را از مبدأ به مقصد فراهم نماید .
پروتکل طراحی شده برای مسیریابی در یک شبکه Adhoc باید خصوصیات زیررا دارا باشد .
1- اجرای غیر مرکزی داشته باشد ، به این معنی که نباید به یک نود مرکزی وابسته باشد .
2- استفاده از پهنای باند را کار اگرداند (overhead مسیریابی را می نیمم کند )
3- هم از لینکهای یکطرفه و هم از لینکهای دو طرفه استفاده کند .
تقسیم بندی پروتکلهای مسیریابی در شبکه های Adhoc
چندین معیار متفاوت برای طراحی و کلاس بندی پروتکلهای مسیر یابی در شبکه های Adhoc وجود دارد . به عنوان مثال اینکه چه اطلاعات مسیریابی مبادله می شوند ؟ چه زمانی و چگونه این اطلاعات مبادله میشوند ؟ چه زمانی و چگونه مسیرها محاسبه می شوند .
که ما در این بخش در مورد هر یک از این معیارها مطالبی را بیان خواهیم کرد .
دراین فصل پروتکل دیگری برای مسیریابی در شبکه های Adhoc مورد بررسی قرار میگیرد . این پروتکل در دسته پروتکلهای ProActive قرار دارد و مسیریابی آن شبیه پروتکل Link State میباشد . مسیریابی در FSR بصورت مسطح انجام میگیرد .
در این پروتکل هر نود دارای 3 جدول و یک لیست میباشد .
1- لیست همسایگان Ai
2- جدول توپولوژی TTi
3- جدول hop بعدی NEXTI
4- جدول فاصله Di
Ai از مجموعه ای از نودها که در مجاورت نود ناقرار دارند تشکیل شده است . هر مقصدی نظیر j دارای یک مدخل در جدول TTi است که شامل 2 قسمت میباشد .
TTiSEQ(j) وTTiLS(j) .
TTiLS(j) اطلاعات Link State ی را که توسط نود j گزارش شده است نشان میدهد .
TTiSEQ(j) ، یک نشانه زمانی است که مشخص کننده زمان تولید اطلاعات Link State توسط نود j میباشد . به طور مشابه برای هر مقصدی مانند j ، NEXTI(j) مشخص کننده hop بعدی برای forward کردن بسته هایی به مقصد j (روی کوتاهترین مسیر ) میباشد و DI(j) نیز فاصله را روی کوتاهترین مسیر از i به j نشان میدهد .
یک فانکشن وزن ، نیز برای محاسبه فاصله هر Link استفاده میشود . از آنجاییکه مینیمم hop ( کوتاهترین مسیر) تنها هدف در این پروتکل است این فانکشن وزن در مواقعی که 2 نود دارای اتصال مستقیم باشند مقدار 1 را برمی گرداند و در غیر این صورت مقدار را برخواهد گرداند .
عملکرد پروتکل FSR :
چشم یک ماهی Pixed هایی را که نزدیک نقطه کانونی اش قرار دارند با جزئیات بیشتری می بیند واین جزئیات با افزایش فاصله از نقطه کانونی کاهش می یابد ، فلسفه نام گذاری پروتکل FSR نیز به همین دلیل میباشد .
در روش Fisheye نیز هر نود اطلاعات دقیقی را در مورد فاصله و کیفیت مسیر در ارتباط با همسایگان بلامانع اش نگهداری میکند ولی هر چه فاصله بیشتر میشود جزئیات این اطلاعات نیز کمتر میشود .
FSR از نظر کارکرد بسیار شبیه پروتکل مسیریابی Link State است . تفاوت اصلی بین آنها در طریقه ای است که اطلاعات مسیریابی منتشر میشوند ، در پروتکل Link State بسته های Link State در کل شبکه جاری میشوند در حالیکه در FSR ، بسته های Link State در کل شبکه جاری نمیشوند ، به جای آن این بسته ها فقط به همسایگان محلی نود مربوطه ارسال میشوند . از طریق این پروسه تبادلی ، مدخلهای جدول که SegNo شان بزرگتر باشد جایگزین مدخلهایی میشوند که SegNo شان کوچکتر است .
تبادل دوره ای جداول در FSR با تبادل بردارها در الگوریتم DSDV شباهت دارد . در آنجا نیز فواصل بر اساس نشانه زمانی ویا SegNo ها بروز رسانی میشوند . اگر چه پروتکل FSR بر پروتکل DSDV برتری دارد و علاوه بر این ، شبیه پروتکلهای Link State هر نود یک دید کلی از توپولوژی شبکه داردو کوتاهترین مسیرها بر اساس این اطلاعات محاسبه میشوند .
در محیط های بی سیم ، لینکهای رادیویی بین نودهای متحرک ممکن است قطع و دوباره وصل شود ، و این کار احتمالاً بسیار زیاد اتفاق می افتد در این گونه مواقع پروتکل Link State یک بسته Link State را برای هر یک از این تغییرات در شبکه جاری میکند و با اینکار سربارکاری زیادی را به وجود میآورد . در حالیکه پروتکل FSR با انتشار دوره ای از وقوع این مشکل اجتناب کرده و به مقدار زیادی از به وجود آمدن سربارکاری می کاهد .
هنگامیکه سایزشبکه بزرگ میشود ، پیامهای بروز رسانی مقدار زیادی از پهنای باند را مصرف میکنند که این بستگی به دوره Update دارد . برای کاهش سایز بسته های بروز رسانی ، بدون اینکه تاثیری در دقت مسیریابی داشته باشد از تکنیک fisheye استفاده میشود .
مشخصات فروشنده
نام و نام خانوادگی : علیرضا خشاوه پور
شماره تماس : 09357717947 - 05137573265
ایمیل :info@cero.ir
سایت :cero.ir
برای خرید و دانلود فایل و گزارش خرابی از لینک های روبرو اقدام کنید...
پرداخت و دانلودگزارش خرابی و شکایت از فایل