بخشی از مقاله
چکیده
یک شبکه موردی سیار زیرساخت خودپیکربندی دارد. با یک چینش خاص، همه دستگاههای بیسیم قادرند بدون نقاط دسترسی مرکزی، بایکدیگر همپوشانی و ارتباط داشتهباشند. یک ویژگی خاص برای شبکه-های موردی، طبیعت پویای توپولوژی شبکه در آنها میباشد. هر گره سیار در شبکه موردی تا زمانیکه انتقال اطلاعات در شبکه فزونی یابد، نقش یک مسیر را ایفا میکند.
شبکه موردی MANET قادر است مکانها و ساختار خود را به صورت هوایی تغییر دهد. لذا از این شبکه در ارتباطات بیسیم و شبکههای تلفن همراه و یا انتقالات اطلاعات ماهوارهای استفاده میشود. امنیت گرههای سیار در شبکه MANET به اتصالات بیسیم درون شبکه وابسته میباشد. از طرفی مسیریابی، یکی از مسائل چالش برانگیز در شبکه های بی سیم سیال میباشد.
یک راه حل مسیریابی خوب، باید دارای صفاتی مانند متمرکز بودن، قابلیت سازماندهی خود و خود بهبودی باشد. در عین حال، یک راه حل مسیریابی باید خود را با محدودی های پهنای باند و طیف بی سیم مطابق سازد و از مشخصه ی چند هاپی نیز برای تعادل بهتر بار استفاده کند. مسیریابی همچنین نیاز به فراهم کردن یک راه حل کارآمد از نظر مصرف انرژی برای شبکه های بی سیم دارد. از این رو تمام هدف این پژوهش تحلیل شبکه های موردی و بررسی تکنیک های موثر مسیریابی در این توع شبکه ها می باشد.
-1 مقدمه
شبکه موردی سیار1، شبکهای از گرههای سیاری است که به صورت بیسیم با یکدیگر در ارتباطند. در این شبکهها از هیچ زیر ساخت پیش ساختهای استفاده نمیشود. بدین معنا که هیچ زیر ساختی مانند یک ایستگاه مرکزی، مسیریاب، سوئیچ و یا هر چیز دیگری که در شبکهها از آنها برای کمک به ساختار شبکه استفاده میشود، وجود ندارد. بلکه فقط تعدادی گره بیسیم هستند که با کمک ارتباط با گرههای همسایه، به گرههای غیر همسایه متصل میگردند. شبکههای موردی سیار به علت عدم استفاده از زیر ساخت از پیش بنا شده، میتوانند استفادههای گوناگونی داشته باشند. این شبکهها میتوانند به راحتی راهاندازی شوند، مورد استفاده قرار گیرند و نهایتا از بین بروند. از موارد استفاده شبکههای بیسیم موردی میتوان به کاربردهای شخصی مانند اتصال لپتاپها به یکدیگر، کاربردهای عمومیمانند ارتباط وسایل نقلیه و تاکسیها، کاربردهای نظامی مانند ارتش و ارتباط ناوگان جنگی و کاربردهای اضطراری مانند عملیات امداد و نجات اشاره کرد
-2 شبکه های MANET
یک شبکه موردی بیسیم، یک شبکه بیسیم غیرمتمرکز است. این شبکه شامل مجموعهای از گرههای توزیعشده است که بدون هیچ زیرساخت یا مدیریت مرکزی، یک شبکه موقت را تشکیل میدهند. در این شبکهها، هیچ زیرساختی مثل مسیریاب یا نقطه دسترسی وجود ندارد، بلکه گرهها به طور مستقیم با هم ارتباط برقرار میکنند و هر گره از طریق ارسال دادهها برای سایر گرهها در مسیریابی شرکت میکند.
در شبکههای موردی، گرهها میتوانند هم به عنوان مسیریاب و هم به عنوان میزبان عمل کنند. شبکه موردی به دستگاهها این امکان را می دهد که در هر زمان و در هر مکان بدون نیاز به یک زیرساخت مرکزی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و بهدلیل تحرک گرهها، توپولوژی شبکه پویا و متغیر میباشد. بنابراین، با توجه به این که گرهها می توانند به طور پیوسته موقعیت خود را تغییر دهند، به یک پروتکل مسیریابی که توانایی سازگاری با این تغییرات را داشته باشد، نیاز دارد. در یک شبکه موردی، گرهها از طریق لینکهای بیسیم به هم متصل شدهاند. از آنجایی که لینکها میتوانند در هر زمان متصل یا منفصل شوند، یک شبکه باید قادر باشد خود را با ساختار جدید تطبیق دهد. یک مسیر دنبالهای از لینکها است که دو گره را به هم متصل میکند
شکل 1، یک شبکه ی Ad-Hoc بی سیم را نشان میدهد که غیر متمرکز بوده و در آن، هر گره - گره ی کاربر نهایی - میتواند بسته های داده ای را برای سایر گره ها ارسال نماید. هدف اصلی این شبکه ها، حفظ اتصالات و انتقال بسته های داده ای به صورت ایمن میباشد. علاوه بر این، هر گره به صورت پویا، هاپ بعدی خود را بر مبنای توپولوژی شبکه مشخص میسازد. یک نوع از شبکه ای Ad-Hoc، شبکه های موردی - - Manet نام دارد. شبکه های موردی، شبکه هایی از گره های سیال بوده که خاصیت خودپیکربندی داشته - روتر نیز نامیده میشوند - و میتوانند یک توپولوژی پویایی را تشکیل دهند. روتر ها میتوانند خود را پیکربندی کنند؛ بنابراین توپولوژی شبکه ی بی سیم ممکن است به سرعت و بدون قابلیت پیش بینی تغییر کنند. یک چنین شبکه ای میتواند به صورت خود مختار عمل کند و یا به اینترنت متصل باشد.
شکل :1 نمایی از یک شبکه ی Ad-Hoc بیسیم
1؛2 خصوصیات شبکه های موردی
MANET نیز مانند انواع شبکه های دیگر دارای ویژگی هایی است که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد
· ترمینال مستقل: در MANE هر ترمینال یک گره مستقل است که ممکن است در حالت HOST و روتر عمل نماید. به عبارت دیگر در موقع پردازش اصلی به عنوان یک HOST عمل می کند و گره های سیار می توانند عملیات SWICHING را به عنوان یک روتر انجام دهند .بنابراین نقطه پایانی و سوئیچ ها در MANET غیر قابل تشخیص هستند
· توزیع عملیات: از آن جایی که هیچ ساختاری برای عملیات کنترل مرکزی شبکه وجود ندارد، کنترل و مدیریت شبکه بین ترمینال ها به صورت توزیع شده انجام می شود. گره های درگیر در MANET باید با همدیگر کار کنند و هر گره به عنوان یک تقویت کننده عمل می کند
· مسیریابی چند هابه: انواع اصلی الگوریتم های مسیریابی Ad hoc می تواند بر مبنای خصوصیات متفاوت لایه پیوند و پروتکل های مسیریابی به صورت Single hop و multi hop عمل کند. شبکه Manet Single hop از لحاظ پیاده سازی و ساختار ساده تر است و قیمت آن هم از لحاظ عملیاتی پایین تر است. موقع تحویل دادن بسته ها از یک منبع به مقصد خارج از دامنه انتقالات بی سیم مستقیم، بسته باید توسط یک یا تعداد بیشتری گره میانی ارسال شود
· مسیربابی توپولوژی شبکه پویا: از آن جایی که گره ها سیار هستند، توپولوژی شبکه ممکن است به سرعت و به صورت غیر قابل پیش بینی تغییر کند و اتصالات از میان ترمینال ها ممکن است در یک زمان تغییر کند MANET. باید ترافیک و شرایط انتشار و همچنین الگوهای حرکت گره های شبکه سیار را سازگار کند.گره های سیار در شبکه به صورت پویا مسیریابی را از میان خودشان همان طور که آنها حرکت می کنند،ایجاد می کنند و در ادامه خودشان شبکه را شکل می دهند.اگر چه، یک کاربر در یک MANET ممکن است فقط درون AD HOC عمل نکند و نیاز به شبکه ثابت داشته باشد
· تغییر ظرفیت اتصال: طبیعت نرخ بیت خطای بالای ارتباط بی- سیم ممکن است در یک MANET عمیق تر باشد
. یک مسیر END -TO-END می تواند توسط چندین جلسه مشترک شود. کانالی که ترمینال ها را متصل می کند هدفی برای نویز، ناپدید شدن و تداخل می باشد و پهنای باند کمتری از یک شبکه سیمی دارد.در تعدادی از طرح ها،مسیر بین هرجفت از کاربران می تواند اتصالات بی سیم متعددی را بپیماید
· ترمینال های سبک وزن: در تعدادی حالت ها، گره های MANET وسایل سیار با ظرفیت پردازش کمتر اندازه حافظه کوچکتر، ذخیره ساری نیروی کمتری هستند این وسایل نیاز به الگوریتم- های بهینه شده و مکانیسم هایی که عملیات محاسباتی و ارتباطی را بهینه می کنند دارند
2؛2 معایب شبکه های موردی
صرفنظر از کاربردهای جذاب MANET، ویژگی های MANET باعث محدودیت هایی در استفاده از این شبکه ها شده است،که باید بررسی شوند. یکی از چالش های بسیار مهم در این شبکه عدم وجود زیر ساخت ثابت می باشد.از بزرگترین مشکلات موجود در این شبکه می توان به موارد زیر اشاره کرد
· مسیریابی: از آن جایی که توپولوژی شبکه به صورت مداوم در حال تغییر است، عمل مسیریابی بسته ها بین هر جفت از گره ها بسیار مشکل است. بیشتر پروتکل ها باید بر مبنای مسیریابی واکنشی به جای کنشی باشند.
