دسته:
کامپیوتر بازدید:
1 بار
فرمت فایل:
doc حجم فایل:
122 کیلوبایت تعداد صفحات فایل:
81
امروزه تمایل به استفاده از شبكه 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 كامپیوترهای laptop و كامپیوترهای قابل حمل بوجود آمده است
قیمت فایل فقط 12,000 تومان
پرتکل های مسیریابی و درجه مشارکت نودها در مسیریابی
امروزه تمایل به استفاده از شبكه 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 كامپیوترهای laptop و كامپیوترهای قابل حمل بوجود آمده است . این كامپیوترهای كوچك،به چندین گیگا بایت حافظه روی دیسك ، نمایش رنگی با كیفیت بالا و كارتهای شبكه بی سیم مجهز هستند . علاوه بر این ، این كامپیوترهای كوچك می توانند چندین ساعت فقط با نیروی باتری كار كنند و كاربران آزادند براحتی آنها را به هر طرف كه می خواهند منتقل نمایند . زمانی كه كاربران شروع به استفاده از كامپیوترهای متحرك نمودند ، به اشتراك گذاشتن اطلاعات بین كامپیوترها یك نیاز طبیعی را بوجود آورد . از جمله كاربردهای به اشتراك گذاری اطلاعات در مكانهایی نظیر سالن كنفرانس ،كلاس درس ، ترمینالهای فرودگاه و همچنین در محیط های نظامی است .
دوروش برای ارتباط بی سیم بین كامپیوترهای متحرك وجود دارد .
1- استفاده از یك زیر ساخت ثابت كه توسط یك Acces point خارج شد آنگاه در محدوده رادیویی Wireless Access point ها فراهم می آید . كه در این گونه شبكه ها ، نودهای متحرك از طریق Access Point ها با یكدیگر ارتباط برقرار می كنند و هنگامیكه یك نود از محدوده رادیویی Access Pointدیگری قرار می گیرد . مشكل اصلی در اینجا هنگامی است كه یك اتصال باید از یك Access Point به Access Point دیگری تحویل داده شود ، بدون آنكه تاخیر قابل توجهی به وجود آید ویا بسته ای گم شود .
2- شكل دادن یك شبكه بی سیم Adhoc در بین كاربرانی است كه می خواهند با هم ارتباط داشته باشند . این گونه شبكه ها زیر ساخت ثابتی ندارند و كنترل كننده و مركزی نیز برای آنها وجود ندارد .
شبكه های بی سیم Adhoc از مجموعه ای از نودهای متحرك تشكیل شده اند كه این نودها قادرند به طور آزادانه و مداوم مكانشان را در شبكه تغییر دهند . نودهای موجود در شبكه Adhoc همزمان به عنوان client و مسیریاب عمل می كنند و با توجه به عدم وجود ساختار ثابت در این گونه شبكه‌ها ، نودها مسئولیت مسیریابی را برای بسته هایی كه می خواهند در شبكه ارسال شوند بر عهده دارند و در انجام این امر با یكدیگر همكاری می كنند .
هدف ما نیز در اینجا بررسی و مطالعه بر روی خصوصیات و ویژگی های این تكنیكهای مسیر یابی است . لازم بذكر است پروتكل های مسیریابی متفاوتی برای استفاده در شبكه های Adhoc پیشنهاد شده اند كه پس از مطالعه اجمالی برروی نحوه عملكرد هر یك از آنها ، قادر خواهیم بود آنها را بر طبق خصوصیاتشان قسمت بندی نمائیم .
چرا نیاز به طراحی پروتكلهای مسیر یابی جدیدی برای شبكه های Adhoc وجود دارد ؟
در شبكه های سیم دار تغییرات در توپولوژی شبكه بندرت اتفاق می افتد . بیشتر host ها و نودهای دیگر در یك جای مشخصی در شبكه قرار دارند ویك شكستگی در لینك زمانی اتفاق میافتد كه یك قطع فیزیكی نظیر fail شدن host و یا خسارت فیزیكی كامل اتفاق بیفتد . برای این نوع شبكه های سیم دار با ساختار ثابت یك الگوریتم مسیریابی كلاسیك به خوبی كار می كند.
برای اینكه اطلاعات جداول مسیریابی بروز باشند ،مسیریابها به صورت دوره ای اطلاعاتشان را با یكدیگر مبادله می كنند و در حالتی كه یك failure ی در لینكی اتفاق بیفتد مسیرها باید مجدداً محاسبه شوند ودر شبكه منتشر گردند. این پروسه یك مدت زمانی طول می كشد كه چنین چیزی در شبكه های سیم دار طبیعی است و آشكار است كه چنین روشی در شبكه های Adhoc كار نخواهد كرد . در این شبكه ها از آنجایی كه نودها مرتباً در حال حركت هستند ، تغییراتی كه در لینكها به وجود می آید نیز بسیار مداوم خواهد بود . به عنوان مثال زمانی را در نظر بگیرید كه 2 تا نود در حالی با هم ارتباط برقرار كرده اند كه مدام از همدیگر فاصله می گیرند . تا زمانی كه هردوی آنها در محدوده ارتباطی همدیگر باشند این ارتباط می تواند حفظ گردد. ولی هنگامیكه فاصله بین نودها بیشتر شود دیگر این ارتباط نیز میسر نخواهد بود . حال تصور كنید كه تعداد زیادی از نودها مطابق این سناریو رفتار نمایند ، در این حالت لینكهای زیادی شكل خواهند گرفت ومسیرهای جدیدی به سمت مقصدها محاسبه خواهد شد و در مقابل لینكهای بسیاری نیز شكسته خواهند شد و مسیرهای بسیاری نیز از بین خواهند رفت .
از دیگر مواردی كه می توان به عنوان دلایل نیاز به طراحی پروتكلهای مسیریابی جدید برای شبكه‌های Adhoc به آنها اشاره كرد عبارتند از :
- پروتكلهای مسیریابی شبكه های سیم دار بار محاسباتی بسیار زیادی را به صورت مصرف زیاد حافظه و همچنین مصرف زیاد انرژی بر روی هر كامپیوتر قرار می دهند .
- پروتكلهای مسیریابی مورد استفاده در شبكه های سیم دار از مشكلات به وجود آوردن حلقههای كوتاه مدت وبلند مدت رنج می برند .
- متدهایی كه برای حل مشكلات ناشی از بوجود آوردن حلقه ها در پروتكلهای مسیریابی سنتی استفاده می شوند در شبكه های Adhoc عملی نیستند .
این تفاوتها بین شبكه های سیم دار و بی سیم به راحتی آشكار می كند كه یك پروتكل مسیریابی برای شبكه های Adhoc باید یكسری از مشكلات اضافه تری را حل نماید كه این مشكلات در شبكه های سیم دار وجود نداشته است .
در زیر لیستی از مواردی را كه یك پروتكل مسیریابی باید آنها را مدنظر قرار دهد ذكر گردیده كه بعضی از این خصوصیات مهمتر از خصوصیات دیگر هستند .
به طور كلی اهداف طراحی پروتكلهای مسیریابی این است كه پروتكلی ساخته شود كه :
1- وقتی كه توپولوژی شبكه گسترش می یابد این پروتكل نیز بتواند همچنان مسیریابی را انجام دهد .
2- زمانی كه تغییراتی در توپولوژی شبكه به وجود می آید این پروتكل سریعاً قادر به پاسخگویی باشد .
3- مسیرهایی را فراهم كند كه بدون حلقه باشد .
4- تاخیر را به حداقل رساند (باانتخاب مسیرهای كوتاه )
5- برای اجتناب از تراكم چندین مسیر را از مبدأ به مقصد فراهم نماید .
پروتكل طراحی شده برای مسیریابی در یك شبكه Adhoc باید خصوصیات زیررا دارا باشد .
1- اجرای غیر مركزی داشته باشد ، به این معنی كه نباید به یك نود مركزی وابسته باشد .
2- استفاده از پهنای باند را كار اگرداند (overhead مسیریابی را می نیمم كند )
3- هم از لینكهای یكطرفه و هم از لینكهای دو طرفه استفاده كند .
تقسیم بندی پروتكلهای مسیریابی در شبكه های Adhoc
چندین معیار متفاوت برای طراحی و كلاس بندی پروتكلهای مسیر یابی در شبكه های Adhoc وجود دارد . به عنوان مثال اینكه چه اطلاعات مسیریابی مبادله می شوند ؟ چه زمانی و چگونه این اطلاعات مبادله میشوند ؟ چه زمانی و چگونه مسیرها محاسبه می شوند .
كه ما در این بخش در مورد هر یك از این معیارها مطالبی را بیان خواهیم كرد .
- مسیریابی Link State در مقابل مسیریابی DisTance Vector
همانند شبكه های سیم دار عرف ، LSR و DVR مكانیزم های زیرین برای مسیریابی در شبكه‌های Adhoc بی سیم می باشند . در LSR اطلاعات مسیریابی به شكل بسته های Link State
(Link State Packets) مبادله می شوند . LSP یك نود شامل اطلاعات لینكهای همسایگانش است . هرنود زمانی كه تغییری را در لینكی شناسایی كند LSP هایش را فوراً در كل شبكه جاری می كند . نودهای دیگر بر اساس اطلاعاتی كه از LSP های دریافتی شان بدست می آورند ، توپولوژی كل شبكه را ترسیم می كنند و برای ساختن مسیرهای لازم از یك الگوریتم كوتاهترین مسیر نظیردایجكسترا استفاده می كنند .
لازم به ذكر است تعدادی از هزینه های لینكها از دید یك نود می توانند غیر صحیح باشند واین بدلیل تاخیر زیاد انتشار و قسمت بندی بودن شبكه است . این دیدهای ناسازگار از توپولوژی شبكه می تواند مارا به سمت تشكیل مسیرهایی دارای حلقه سوق دهد . اگرچه این حلقه ها عمرشان كوتاه است وبعد از گذشت مدت زمانی (مدت زمانی كه طول می كشد تا یك Message قطر شبكه را بپیماید ) ناپدید می شوند . مشكلی كه در LSR وجود دارد overhead بالای مسیریابی است كه بدلیل حركت سریع نودها در شبكه و در نتیجه تغییرات سریع در توپولوژی شبكه اتفاق می افتد .
در مكانیزم DVR ، هر نود یك بردار فاصله كه شامل شناسه مقصد ، آدرس hop بعدی ، كوتاهترین مسیر. می باشد را برای هر مقصدی نگهداری می كند . هر نود بصورت دوره ای بردارهای فاصله را با همسایگانش مبادله می كند . هنگامیكه نودی بردارهای فاصله را از همسایگانش دریافت می كند ، مسیرهای جدید را محاسبه می كند و بردار فاصله اش را نیز Update می كند و یك مسیر كاملی را از مبدأ تا مقصد شكل می دهد . مشكلی كه در مكانیزم DVR وجود دارد همگرایی كند آن وتمایلش به تولید مسیرهای دارای حلقه است .
Event – driven Update در مقابل Periodical Update
برای تضمین اینكه اطلاعات مربوط به موقعیت لینكها و توپولوژی شبكه بروز باشد ، اطلاعات مسیریابی باید در شبكه منتشر شوند . براساس اینكه چه زمانی اطلاعات مسیریابی منتشر خواهند شد قادر خواهیم بود كه پروتكلهای مسیریابی را به 2 دسته تقسیم بندی نمائیم . دسته اول پروتكلهایی هستند كه به صورت دوره ای اطلاعات مسیریابی را منتشر می كنند و دسته دوم مربوط به پروتكلهایی است كه در زمان وقوع تغییری در توپولوژی شبكه اطلاعات مسیریابی را انتشار می‌دهند .
پروتكلهای Periodical Update ، اطلاعات مسیریابی را بصورت دوره ای پخش می كنند . این پروتكلها ،پروتكلهای ساده ای هستند و پایداری شبكه ها را حفظ می كنند و مهم تر از همه این است كه به نودهای جدید امكان می دهند كه اطلاعات مربوط به توپولوژی و موقعیت لینكها را درشبكه بدست آورند. اگرچه ،در صورتی كه مدت زمان بین این بروز رسانی های دوره ای طولانی باشد آنگاه این پروتكلها نمی توانند اطلاعات بروز ر انگه دارند . از طرف دیگر ، در صورتی كه این مدت زمان كوتاه باشد ، تعداد بسیار زیادی از بسته های مسیریابی منتشر خواهند شد كه در نتیجه پهنای باند زیادی را از یك شبكه بی سیم مصرف خواهد كرد .
در یك پروتكل بروز رسانی Event – Driven ، هنگامیكه یك حادثه ای اتفاق می افتد ، ( نظیر اینكه یك لینك fail می شود و یا اینكه یك لینك جدیدی بوجود می آید )، یك بسته مسیریابی جهت بروزرسانی نمودن اطلاعات مسیریابی موجود در نودهای دیگر ، broadkact می شود . مشكل زمانی بوجود خواهد آمد كه توپولوژی شبكه بسیار سریع تغییر كند ، كه در آن هنگام تعداد زیادی از بسته های بروز رسانی تولید و در شبكه پخش خواهند شد كه این موجب مصرف مقدار زیادی از پهنای باند ونیز تولید نوسانات بسیاری در مسیرها می گردد .
مكانیزم های بروز رسانی دوره ای و بروز رسانی Event Driven می توانند با یكدیگر استفاده شوند و یك مكانیزمی به نام مكانیزم بروز رسانی تركیبی (Hybrid Update ) را به وجود آورند .
- ساختارهای مسطح (Flat ) در مقابل ساختارهای سلسله مراتبی (Hierarchical)
دریك ساختار مسطح همه نودها در شبكه در یك سطح قرار دارند و دارای عملكرد مسیریابی مشابهی می باشند ، مسیریابی مسطح برای استفاده در شبكه های كوچك ، ساده وكارا است .
در مسیریابی سلسله مراتبی نودها به صورت دینامیك در شبكه به قسمتهایی كه clustor نامیده میشوند سازماندهی می گردند ، سپس مجدداً این clustor هادر كنار یكدیگر تجمع می كنند وSuperclustor ها را می سازند وبه همین ترتیب ادامه می یابد .
سازماندهی یك شبكه به clustor به نگهداری توپولوژی یك شبكه نسبتاً پایدار كمك می كند .
در شبكه هایی كه عضویت در آنها و همچنین تغییرات در توپولوژی بسیار داینامیك باشد استفاده از cluster ها كارایی چندانی نخواهد داشت .
- محاسبات غیر متمركز(Decentralizad) در مقابل محاسبات توزیع شده (Distributed)
براساس اینكه چگونه و در كجا یك مسیر محاسبه می شود 2 بخش برای پروتكلهای مسیریابی به وجود می آید . محاسبات Decentralized و محاسبات توزیع شده .
در یك پروتكلی كه بر اساس محاسبات Decentralized باشد ، هرنود در شبكه از اطلاعات كاملی راجع به توپولوژی شبكه نگهداری می كند بطوریكه هر زمان كه مایل باشد بتواند خودش یك مسیری را به سمت مقصد مورد نظر محاسبه كند . برخلاف آن ، در پروتكلی كه بر اساس محاسبات توزیع شده باشد هر نود در شبكه فقط قسمتی از اطلاعات مربوط به توپولوژی شبكه را نگهداری می كند . هنگامیكه یك مسیری نیاز به محاسبه داشته باشد ، تعداد زیادی از نودها با هم همكاری می كنند تا آن مسیررا محاسبه كنند .
- Source Routing درمقابل hop- by-hop Routing
بعضی از پروتكلهای مسیریابی كل مسیر را در header مربوط به بسته های اطلاعاتی قرار می دهند بنابراین نودهای میانی فقط این بسته ها را بر طبق مسیری كه در header شان وجود دارد forward میكنند . به چنین مسیریابی ، مسیریابی از مبدأ یا Source Routing گفته می شود . مزیت این گونه مسیریابی ها در این است كه نودهای میانی نیازی ندارند كه اطلاعات مسیریابی بروز شده را نگهداری كنند چون خود بسته ها شامل تمام تصمیمات مسیریابی می باشند . بزرگترین مشكل این مسیریابی، زمانی است كه شبكه بزرگ باشد ومسیرها طولانی باشند در این حالت قرار دادن كل مسیر در header هر بسته مقدار زیادی از پهنای باند را مصرف خواهد كرد . لازم بذكر است كه مسیریابی Source Route ، امكان تولید چندین مسیر را به سمت یك مقصد خاص فراهم می كند . در مسیریابی hop- by- hop ، هنگامیكه یك نود بسته ای را برای یك مقصدی دریافت می كند ، بر طبق آن مقصد بسته را به hop بعدی forward خواهد كرد . مشكل این است كه همه نودها نیاز دارند كه اطلاعات مسیریابی را نگهداری كنند وبنابراین این امكان وجود دارد كه مسیرهای دارای حلقه شكل بگیرند .
-مسیرهای منفرد در مقابل مسیرهای چندگانه
بعضی از پروتكلهای مسیریابی یك مسیر منفرد را از مبدأ به مقصد پیدا می كنند كه این گونه پروتكلها معمولاً عملكرد ساده ای دارند . پروتكلهای مسیریابی دیگری نیز هستند كه چندین مسیر را به سمت یك مقصد معین پیدا می كنند كه مزیت آن قابلیت اطمینان بالاتر و همچنین بهبودی راحتتر در هنگام وقوع failure می باشد . علاوه بر این ، نود مبدأ می تواند بهترین مسیر را از میان مسیرهای در دسترس انتخاب نماید .
مسیریابی ProActive در مقابل مسیریابی ReAvtive
بسته به اینكه چه زمانی مسیرها محاسبه می شوند ، پروتكلهای مسیریابی می توانند به 2 بخش تقسیم شوند . مسیریابی ProActive و مسیریابی ReActive .
مسیریابی ProActive ، مسیریابی Precomputed و یا Table-Driven نیز نامیده می شود . دراین متد ، مسیرها از قبل به سمت تمام مقصدها محاسبه می شوند . برای محاسبه مسیرها ، نودها نیاز دارند كه تمام ویا قسمتی از اطلاعات را در مورد موقعیت های لینكها و توپولوژی شبكه نگهداری كنند و برای اینكه این اطلاعات را بروز رسانی نمایند ، احتیاج دارند كه بصورت دوره ای ویا در زمانی كه موقعیت لینكی یا توپولوژی شبكه ای تغییر كرد اطلاعاتشان را منتشر نموده و براساس اطلاعات بدست آمده جداولشان را نیز Update نمایند . مزیت مسیریابی ProActive این است كه زمانی كه یك مبدأ نیازمند ارسال بسته ای به مقصدی باشد ، مسیر مورد نظر در دسترس است و هیچ اتلاف زمانی صورت نمی پذیرد . عیبی كه برای این گونه مسیریابی ها مطرح می باشد این است كه بعضی از مسیرهای تولید شده ممكن است هیچ گاه استفاده نشوند و همچنین اینكه در هنگامیكه تغییرات در توپولوژی شبكه سریع باشد ، انتشار اطلاعات مسیریابی ممكن است مقدار زیادی از پهنای باند را مصرف نماید .
مسیریابی ReActive ، مسیریابی On-Demand نیز نامیده می شود . دراین متد ، مسیر به سمت یك مقصد وجود ندارد و فقط هنگامیكه آن مسیر مورد نیاز باشد اقدامات لازم جهت محاسبه آن صورت می پذیرد . ایده اصلی این نوع مسیریابی به صورت زیر است :
هنگامیكه یك مبدأ نیاز دارد كه بسته ای را به سمت یك مقصدی بفرستد ، ابتدا یك یا چند مسیر را به سمت آن مقصد شناسایی می كند كه به این پروسه ، پروسه كشف مسیر و (Route Discovery) گفته می شود . بعد از اینكه آن مسیر یا مسیرها بدست آمدند ، مبدأ بسته مورد نظر را از طریق یكی از آنها ارسال می كند . در طول انتقال بسته ها ، ممكن است كه بدلیل حركت مداوم نودها در شبكه ، مسیرها شكسته شوند .
مسیر های شكسته شده نیازمند بازسازی هستند . پروسه شناسایی شكست مسیرها و بازسازی آنها نگهداری مسیر و (Route maintenance) نام دارد .
مزیت اصلی مسیریابی On-Demand صرفه جویی در پهنای باند است زیرا از انتشار اطلاعات مسیریابی به صورت دوره ای و یا جاری نمودن این اطلاعات هنگامیكه تغییری در موقعیت لینكی اتفاق می افتد جلوگیری می كند.
مشكل اصلی این نوع مسیریابی تاخیر زمانی زیادی است كه در ابتدا برای انجام عمل كشف مسیر باید انجام بگیرد .
لازم بذكر است كه استراتژی دیگری نیز برای مسیریابی در شبكه های Adhoc وجود دارد و این استراتژی تركیبی از مسیریابی هایProActive و ReActive می باشد و اصطلاحاً به آن Hybrid می گویند . در این گونه پروتكلها یك شبكه به تعدادی ناحیه تقسیم می شود كه از مسیریابی ProActive در داخل این نواحی و از مسیریابی ReActive برای مسیریابی در بین نواحی مذكور استفاده می شود . این روش برای شبكه های بزرگی كه تقسیم بندی نواحی در آنها انجام می گیرد بسیار مناسب و كارا است . به غیر از مكانیزم های فوق ، مكانیزم مسیریابی دیگری نیز وجود دارد كه Flooding نامیده می شود . در Flooding ، هیچ مسیری محاسبه و یا كشف نمی شود . یك بسته به تمام نودها در شبكه فرستاده می شود و انتظار داریم كه حداقل یك كپی از بسته به مقصد مورد نظر برسد . ناحیه بندی می تواند برای محدودتر كردن سرباركاری در مكانیزم Floding استفاده شود .
این متد ساده ترین متد مسیریابی است زیرا نیاز به هیچ دانشی در مورد توپولوژی شبكه ندارد و عموماً برای ارسال بسته های كنترلی (اطلاعات مسیریابی ) استفاده می شود ، نه برای ارسال بسته های اطلاعاتی .
هدف ما در این جا مطالعه برروی 2 دسته پروتكلهای Table- Driven و On-Demand می باشد . دراین راستا به بررسی خصوصیات و ویژگی های چند نمونه از پروتكلهای مسیریابی می پردازیم و آنها را بر اساس عملكردشان در دسته های ذكر شده فوق قرار می دهیم .
قیمت فایل فقط 12,000 تومان
برچسب ها : پرتکل های مسیریابی و درجه مشارکت نودها در مسیریابی , پرتکل های مسیریابی , درجه مشارکت نودها , مسیریابی , پروژه , تحقیق , مقاله , پژوهش , پایان نامه , دانلود پروژه , دانلود تحقیق , دانلود مقاله , دانلود پژوهش , دانلود پایان نامه
دسته: کامپیوتر 
دسته: 
دسته: 
شما هم یک سایت حرفه ای داشته باشید