07 بهمن 1399
آشنایی با پروتکل‌های مسیریابی ادهاک ad-hoc
پروتکل مسیریابی ad-hoc استانداردی است که کنترل می‌کند که چگونه گره‌ها برای هدایت و مسیریابی بسته‌ها در بین گره‌های دیگر در یک شبکه موبایلی adhoc تصمیم بگیرند. در یک شبکه ad-hoc گره‌ها با پیکربندی شبکه آشنایی ندارند و بنابراین باید خود نحوه پیکربندی را کشف کنند. ایده پایه این است که گره‌ای که به تازگی به شبکه اضافه شده‌ باید حضور خود را به دیگر گره‌ها اعلان کند و منتظر شود تا اعلان فراگیر گره‌های همسایه‌اش را دریافت کند. هر گره درباره گره‌های همسایه‌اش و نحوه دستیابی به آن‌ها اطلاعاتی را به دست می‌آورد و ممکن است به همسایگان امکان دستیابی به آن‌ها را اعلان کند. با این‌حال به این نکته مهم دقت کنید در معنای عمیق‌تر پروتکل‌های ادهاک می‌توانند به‌طور عینی استفاده شوند و این بدان معنا است که پروتکلی است که بدون دانش قبلی و به مقتضای وقت برای برآوردن هدف خاصی طراحی شده‌است.

ثبثبثب.gif

شبکه بیسیم موردی چیست؟

شبکه‌های بی‌سیم موردی یا شبکه‌های بی‌سیم ادهاک (AD hoc Networks) شامل مجموعه‌ای از گره‌های توزیع شده‌اند که با همدیگر به‌طور بی‌سیم ارتباط دارند. نودها می‌توانند کامپیوتر میزبان یا مسیریاب باشند. نودها به‌طور مستقیم بدون هیچگونه نقطه دسترسی با همدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و سازمان ثابتی ندارند و بنابراین در یک توپولوژی دلخواه شکل گرفته‌اند. هر نودی مجهز به یک فرستنده و گیرنده می‌باشد. مهم‌ترین ویژگی این شبکه‌ها وجود یک توپولوژی پویا و متغیر می‌باشد که نتیجه تحرک نودها می‌باشد. نودها در این شبکه‌ها به‌طور پیوسته موقعیت خود را تغییر می‌دهند که این خود نیاز به یک پروتکل مسیریابی که توانایی سازگاری با این تغییرات را داشته، نمایان می‌کند. مسیریابی و امنیت در این شبکه از چالش‌های امروز این شبکه هاست. شبکه‌های بی سیم ادهاک خود بر دو نوع می‌باشند: شبکه‌های حسگر هوشمند و شبکه‌های موبایل ادهاک. در مسیریابی در شبکه‌های ادهاک نوع حسگر سخت‌افزار محدودیت‌هایی را بر شبکه اعمال می‌کند که باید در انتخاب روش مسیریابی مد نظر قرار بگیرند ازجمله اینکه منبع تغذیه در گره‌ها محدود است و در عمل، امکان تعویض یا شارژ مجدد آن مقدور نیست؛ لذا روش مسیریابی پیشنهادی در این شبکه‌ها بایستی از انرژی موجود به بهترین نحو ممکن استفاده کند یعنی باید مطلع از منابع گره باشد و اگر گره منابع کافی نداشت بسته را به آن برای ارسال به مقصد نفرستد. خودمختاربودن و قابلیت انطباق گره‌ها را ایجاد کند. بعضی از این روش‌ها در این مقاله بحث شده‌اند. از کاربردهای این مدل شبکه می‌توان به شبکه‌های حسگر هوشمند اشاره کرد که متشکل از چندین حسگر هستند که در محدوده جغرافیایی معینی قرار گرفته‌اند. هر حسگر دارای قابلیت ارتباطی بی سیم و هوش کافی برای پردازش سیگنال‌ها و امکان شبکه سازی است. علاوه بر این شبکه‌های موبایل ادهاک مجموعه مستقلی شامل کاربران متحرک است که از طریق لینک‌های بی سیم با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. برای اتفاقات غیرقابل پیش‌بینی اتصالات و شبکه‌های متمرکز کارا نبوده و قابلیت اطمینان کافی را ندارند؛ لذا شبکه‌های ادهاک موبایل راه حل مناسبی است، گره‌های واقع در شبکه‌های ادهاک موبایل مجهز به گیرنده و فرستنده‌های بی سیم بوده و از آنتن‌هایی استفاده می‌کنند که ممکن است از نوع Broad cast یا peer to peer باشند.

مسیریابی جدولی (فعال)

عملکرد این نوع از پروتکل‌ها نگهداری فهرستی از جدیدترین مقصدها و شیوه مسیر یابی انها، با به روز رسانی دوره‌ای جدول‌های مسیریابی و توزیع این جداول در کل شبکه می‌باشد. از عمده‌ترین عیب این دسته از الگوریتم‌ها می‌توان به حجم قابل توجه داده‌هایی که باید نگهداری شوند و واکنش کند در برابر دوباره سازی ساختار شبکه و شکست‌ها اشاره کرد.

مسیریابی واکنشی (بر اساس تقاضا)

این گونه از پروتکل‌ها مسیر درخواست شده را با ارسال سیل اسای بسته‌های یابنده مسیر درخواستی در کل شبکه می‌یابند. از مهم‌ترین معایب این الگوریتم‌ها می‌توان به صرف زمان طولانی برای یافتن مسیر و حجم سیل اسای بسته‌های ارسالی و امکان ازدحام و مختل شدن شبکه اشاره کرد.

پروتکل‌های مبتنی بر جدول

در این روش مسیریابی هرنودی اطلاعات مسیریابی را با ذخیره اطلاعات محلی سایر نودها در شبکه استفاده می‌کند و این اطلاعات سپس برای انتقال داده از طریق نودهای مختلف استفاده می‌شوند.

مسیریابی بر پایه جریان

این نوع از پروتکل مسیر تقاضا شده را با ردگیری جریان جاری پیدا می‌کند. از مهم‌ترین معایب این الگوریتم‌ها می‌توان اکتشاف مسیرهای جدید بدون هیچ دانش اولیه درباره آن‌ها زمان زیادی می‌برد و کمی دانش دریاره مسیرهای تقاضا شده منجر به تولید ترافیک اضافی می‌گردد اشاره کرد.

پروتکل‌های مبتنی بر تقاضا

روش ایجاب می‌کند مسیرهایی بین نودها تنها زمانی که برای مسیریابی بسته موردنیاز است تا جایی که ممکن است بروزرسانی روی مسیرهای درون شبکه ندارد به جای آن روی مسیرهایی که ایجاد شده و استفاده می‌شوند وقتی مسیری توسط یک نود منبع به مقصدی نیاز می‌شود که آن هیچ اطلاعات مسیریابی ندارد، آن فرایند کشف مسیر را از یک نود شروع می‌کند تا به مقصد برسد. همچنین ممکن است یک نود میانی مسیری تا مقصد داشته باشد. این پروتکل‌ها زمانی مؤثرند که فرایند کشف مسیر کمتر از انتقال داده تکرار شود زیرا ترافیک ایجاد شده توسط مرحله کشف مسیر در مقایسه با پهنای باند ارتباطی کمتر است.

مسیریابی دوگانه

این نوع از پروتکل مزیت هر دو مسیریابی فعال و واکنشی را ترکیب می‌کند این مسیریابی در ابتدا یک سری مسیرهای فعالانه پیش فرض ایجاد می‌کند و مسیرهای تقاضا شده برای نودهای فعال اضافه شده را با ارسال سیل اسای الگوریتم واکنشی می‌یابد. انتخاب یک یا سایر شیوه‌ها نیازمند به اطلاعات زمینه‌های درباره موارد نوعی است. با این‌حال از معایب این الگوریتم‌ها‌ می‌توان به مزیت و کارایی این الگوریتم به تعداد گره‌های فعال وابسته است و واکنش در برابر درخواست‌های ترافیکی به میزان حجم ترافیک وابسته می‌باشد اشاره کرد.

پروتکل‌های ترکیبی

ترکیبی از دو پروتکل بالاست. این پروتکل‌ها روش مسیریابی بردار-فاصله را برای پیدا کردن کوتاه‌ترین به کار می‌گیرند و اطلاعات مسیریابی را تنها وقتی تغییری در توپولوژی شبکه وجود دارد را گزارش می‌دهند. هر نودی در شبکه برای خودش یک zone مسیریابی دارد و رکورد اطلاعات مسیریابی در این zoneها نگهداری می‌شود.

پروتکل‌های مسیریابی سلسله مراتبی

در این گونه از پروتکل‌ها انتخاب الگوریتم فعال یا واکنشی وابسته به سطح سلسله مراتبی می‌باشد که نود در آن قرار دارد. این مسیریابی در ابتدا یک سری مسیرهای فعالانه پیش فرض ایجاد می‌کند و مسیرهای تقاضا شده برای نودهای فعال اضافه شده را با ارسال سیل اسای الگوریتم واکنشی در سطوح پایین‌تر می‌یابد. انتخاب یک یا سایر شیوه‌ها نیازمند به ویژگی‌های مناسب براس سطوح مربوطه می‌باشد. از معایب این الگوریتم‌ها می‌توان به مزیت و کارایی این الگوریتم وابسته به عمق سلسله مراتب و الگوی آدرس دهی می‌باشد و واکنش در برابر درخواست‌های ترافیکی وابسته به پارامترهای مش می‌باشد اشاره کرد.

مسیریابی Backpressure

این نوع از الگوریتم‌های مسیریابی مسیرها را از قبل محاسبه نمی‌کنند گام بعدی به صورت پویا به صورت پویا انتخاب می‌شود به طوری که بسته در حال پردازش در مسیر رسیدن به مقصد واقع شود. این تصمیم گیی‌ها بر پایه میزان یا درجه شلوغی نودهای همسایه گرفته می‌شوند. هنگامی که از این الگوریتم با زمانبندی بیشترین وزن دهی خطوط ارتباطی (max-weight link) خروجی الگوریتم بهینه خواهد بود.

پروتکل‌های مسیریابی مبتنی برمیزبان

این نوع از پروتکل‌ها نیازمند به مدیدیت شبکه می‌باشد تا شیوه مسیریابی را به طرح شبکه‌ای مشخصی وصل کند و از استراتژی متمایزی برای جریان استفاده کند. از معایب این الگوریتم‌ها می‌توان به مزیت و کارایی این الگوریتم به کیفیت الگوی آدرس دهی مدیریت وابسته می‌باشد وواکنش مناسب در برابر اعمال تغییرات در پیکربندی شبکه نیازمند به بازنگری در تمام پارامترها می‌باشد اشاره کرد.

پروتکل‌های مسیریابی آگاه به انرژی (Power-aware)

انرژی لازم برای انتقال یک سیگنال تقریباً با مقادیر a,d متناسب می‌باشد که مقدار d فاصله را نشان می‌دهد و a>=۲ نشان دهنده میزان رقیق بودن فاکتور می‌باشد که به ویژگی‌های رسانه انتقال وابسته می‌باشد. اگر a=۲ باشد (بهینه‌ترین مقدار ممکن) انتقال یک سیگنال به اندازه ‌نصف از مسافت مسیرش نیاز به مصرف ‌یک چهارم از انرژی است و اگریکی از گره‌های میان راه مایل باشد تا با مصرف ‌یک چهارم دیگر از انرژی خودش سیگنال را تا پایان ‌نصف بعدی مسیرش منتقل کند در کل داده‌ها با مصرف ‌نصف از انرژی لازم برای انتقال مستقیم یک سیگنال به مقصد منتقل می‌شوند. این پدیده از قانونی در فیزیک به نام معکوس مربع پیروی می‌کند. از معایب این الگوریتم‌ها می‌توان به ایجاد تاخیر در هر ارسال و عدم وجود هیچ ارتباطی میان میزان انرژی لازم برای انتقال در شبکه و تعداد ساختارهای تکرارگر کافی برقرار نیست اشاره کرد.

مسیریابی چند مسیری

برخی از الگوریتم‌های مسیریابی در شبکه‌های موردی، عمل مسیریابی را به‌طور چند مسیری انجام می‌دهند، به این معنا که به‌طور هم‌زمان چندین مسیر را بین مبدأ و مقصد برقرار می‌کنند. در حالت کلی می‌توان مزایای زیر را برای الگوریتم‌های چندمسیری در برابر الگوریتم‌های تک‌مسیری، برشمرد: ۱. افزایش تحمل پذیری در برابر خطا و خرابی. ۲. متعادل کردن بار در شبکه و کنترل ازدحام و ترافیک. ۳. افزایش پهنای باند انتها به انتها. ۴. کاهش تأخیر انتها به انتها. الگوریتم‌های مسیریابی چند مسیری در واقع چندین مسیر را بین مبدأ و مقصد کشف می‌کنند، که استفاده از این مسیرها معمولاً به دو صورت انجام می‌شود.

ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید.

ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه     
ثبت اشتراک نسخه آنلاین

 

کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکه‌ها

  • برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network  اینجا  کلیک کنید.

کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون

  • اگر قصد یادگیری برنامه‌نویسی را دارید ولی هیچ پیش‌زمینه‌ای ندارید اینجا کلیک کنید.

ایسوس

نظر شما چیست؟