بخشی از مقاله

چکیده - یک شبکهي اقتضایی - Ad Hoc - سیار از تعدادي گره متحرك تشکیل شده است که بدون هیچ زیر ساخت و تقویت کننده ثابت و به کمک گرههاي میانی با یکدیگر به تبادل اطلاعات می پردازند. پویایی شبکه، تحرك گرهها و عدم وجود تقویت کنندههاي مرکزي مسیریابی در این شبکه ها را با چالشی بزرگ مواجه کرده است. تا کنون پروتکلهاي مسیریابی بسیاري براي این شبکه پیشنهاد شده است که هر کدام یک یا چند پارامتر خاص در شبکه را بهبود می بخشد. ما در این مقاله چهار پروتکل مسیریابی کارآمد در شبکههاي اقتضایی را بررسی کرده و به کمک شبیه ساز     پارامتر هاي گذردهی، تاخیر و ترافیک دریافتی در شبکه را براي این چهار پروتکل مقایسه می کنیم.

-1مقدمه

یک شبکه اقتضایی محصول ارتباط بیسیم میان مجموعهاي از گرههاي متحرك وثابت، که از لحاظ امنیتی مشکلی با هم ندارند، بدون حضور نقاط دسترسی - - access point است. این تعریف بهخوبی خصوصیات یک شبکه اقتضایی را به نمایش میگذارد و نشان میدهد که ارتباط بین مبدا و مقصد در درجه اول به صورت نقطه به نقطه و در فواصل بیشتر با واسطهگري سایر گرههاي شبکه انجام میشود.

چگونگی حفظ توان منبع، امنیت ، استفادي بهینه از پهناي باند و فراتر از آن مبحث مسیریابی، یعنی یافتن مسیري شامل حداقل گرههاي واسط که پیام را از گره مبدا به گره مقصد می رسانند ، اهمیت بسیار خواهد داشت. براي حفظ توان منبع که معمولاً به دلیل عدم دسترسی به منبع ثابت الکتریکی - مانند برق شهري - طول عمر محدودي دارد یک راه کار خوب علاوه بر ترقی سختافزاري، متناسب کردن میزان همکاري هرگره با شبکه برحسب میزان همکاري سایر گرهها با آن گره است.

در مورد امنیت مانند سایر شبکهها استفاده ازکلیدهاي عمومی و خصوصی و طراحی سخت افزاري بهینه گرهها براي جلوگیري از نفوذ غیر مجاز افراد و نرم افزارهاي مخرب به شبکه و جلوگیري از سرقت اطلاعات استفاده میشود. تعداد زیاد گرهها در یک فضاي جغرافیایی محدود ایجاب میکند ازمدولاسیونهایی استفاده شود که پهناي باند مصرفی هر گره را به حداقل برسانند، در غیر این صورت نه تنها شبکه کوچک خواهد بود بلکه احتمال تداخل فرکانسی با ورود یک عضو جدید بالا خواهد رفت.

اهمیت مسیریابی از آن جهت است که پویایی شبکه نه تنها تشخیص موقعیت کنونی هر گره را براي سایر گرهها مشکل میکند بلکه ممکن است موجب از دست رفتن برخی مسیرهاي کشف شدهي پیشین و ایجاد میسرهاي ناشناختهي جدید گردد. بنابراین مسیریابی باید تا حد امکان سریع ودقیق انجام شود. براي پیداکردن یک مسیر مناسب الگوریتمهاي گوناگونی ارائه شده است که هرکدام از آنها از روش هاي خاص خود براي پیداکردن مبدا و مقصد استفاده میکنند. برخی از آنها در شبکههاي کوچک و برخی دیگر در شبکه هاي بزرگ عملکرد بهتري دارند.

 بهعلاوه وجود برخی حملات امنیتی مانند حملهي لانهي کرمی مباحث مسیریابی امن را هم مطرح کرده است .ما در    این مقاله سعی کردهایم به مقایسهي چهار الگوریتم    ,OLSR   AODV,GRP,DSR   با  کمک شبیهساز OPNET 14 بپردازیم و مزایاي آنها را نسبت به هم بررسی کنیم. درقسمت 2 نگاهی اجمالی به تعریف این چهار پروتکل خواهیم انداخت. در بخش3 محیط شبیهساز OPNET را معرفی می کنیم و نهایتا در بخش 4 نتایج شبیهسازي را ارائه می دهیم.

-2مسیریابی مسطح

مسیریابی مسطح به دو دسته ي پیش گستر و منفعل تقسیم می گردد . در مسیریابی پیش گستر هر گره تقریبا اطلاعات کامل و دائمی از بهمبندي شبکه در اختیار دارد. ولی در مسیریابی منفعل اگر ارتباطی بین گرهها برقرار باشد آن گاه اطلاعات مسیر نیز در گرهها خواهد بود.

2-1پروتکل هاي پیش گستر

الف - مسیریابی - Optimized link state routing protocol :OLSR - در این پروتکل هر گره به صورت متناوب پیام سلام را به گرههاي مجاور در اولین گام ارسال میکند. براي ارسال این پیام براي گرههاي موجود در گام دوم همه گر هاي گام اول این پیام را منعکس نمیکنند بلکه گره فرستنده از بین گرههاي موجود در گام اول خود کم ترین تعدادي را که کلیه گرههاي موجود در گام دوم پوشش می دهند انتخاب میکند و آن ها عملیات ارسال پیام سلام را در گام بعدي به عهده می گیرند. شکل 1 نمایی از نحوه عمل کرد OLSR را نشان می دهد.[1

ب - مسیریابی - : GRP - Gathering -based routing protocol

GRP پروتکلی است ساده ولی مؤثرکه هدف آن استفاده ي هم زمان از فواید تاخیر کم ارسال در پروتکلهاي پیش گستر - - PRPو سربار هاي کم در پروتکل هاي منفعل - RRP - است . این پروتکل از روش هاي فازي - - FUZZY براي مسیریابی استفاده میکند. الگوریتم فازي از تکنیکهاي AI براي پیدا کردن مسیر با اطلاعات محدود مسیر استفاده میکند . [2]

-2-2 پروتکل هاي منفعل

الف - مسیریابی Ad hoc On-Demand Distance Vector -

: AODV - AODV یک پروتکل منفعل است که مبناي آن بر DSDV استوار است که خود شامل یک پروتکل پیش فعال است و در سال 1997 معرفی شده است. این پروتکل براي شبکههایی با چند ده تا چند صد گره طراحی شده است . یکی از جنبههاي AODV استفاده از شماره ي رشته - توالی - در جدول هر گره است. این شماره رشته توسط گره مقصد تولید میشود ،شماره ي رشته هم در بسته درخواست مسیر و هم در بسته هاي پاسخ به مسیر گنجانده میشود و به گرههاي درخواست کننده فرستاده میشود .شماره رشته از اهمیت فوق العاده اي برخورداراست. زیرا باعث اجتناب از حلقه شده و بهسادگی قابل برنامهریزي است.

در دیگر گرهها نیز این شماره رشته به منظور به روز رسانی اطلاعات مسیریابی استفاده میشود در این روش گره فرستنده پیام مربوط به درخواست برقراري ارتباط را ارسال میکند. هر کدام از گرههاي بین راه که این درخواست را دریافت میکند، آدرس را در جدول خاصی نگهداري میکند. اگر پیام درخواست در بین راه به گرهی برسد که در جدول خود آدرس گیرنده را دارد انتشار آن متوقف میشود. پس از رسیدن پیام به مقصد، یک مسیر دو طرفه بین مبدا و مقصد برقرار می گردد. تا مادامی که از آن استفاده میشود برقرار می ماند. اجتناب از حلقه ، انتشار چند گانه اختیاري و کاهش سربارهاي کنترلی از مزایاي این پروتکل و تاخیر درفرآیند کشف مسیر و ضرورت وجود پیوندهاي دوطرفه جهت آشکار شدن پیوندهاي یک طرفه از جمله معایب آن است .[3]

ب - مسیریابی - DSR - Dynamic Source Routing

کشف مسیر :

DSR یک پروتکل منفعل است که می تواند شبکههاي اقتضایی را بدون نیاز به جداول مسیریابی و به روز سازي آنها مدیریت کند. DSR به طور اخص براي شبکههاي اقتضایی چند پرشه  طراحی میشود.بهمنظور صرفهجوئی در پهناي باند فرایند مسیریابی تنها زمانی انجام میشود که نیاز باشد - مقتضی - . در DSR فرستنده تمام مسیرهاي منبع به مقصد را مشخص و آدرس تمام گرههاي میانی را در بستهها ذخیره میکند. این پروتکل بر مبناي الگوریتمهاي موقعیت پیوند - - link state کار میکند یعنی هر گره قادر به ذخیرهي بهترین مسیر به مقصد است.

همچنین اگر تغییري در شبکه رخ دهد تمام گرههاي شبکه از طریق انتشار کلی - flooding - از این تغییر مطلع می شوند.DSR شامل دو مکانیزم عمده می باشد که در زیر به بررسی آنها می پردازیم. کشف مسیر در شکل 2 اگر گره S در حافظهي خود مسیري به D داشته باشدو بخواهد با آن ارتباط برقرار کند بلافاصله از این مسیر استفاده میکند.اما اگر مسیري به D موجود نباشد مراحل کشف مسیر به قرار زیر آغاز میشود:گره S یک بسته درخواست مسیر - RREQ - به تمام گرهها می فرستد.

اگر گره A درخواست مسیر را قبلا دریافت کرده باشد یا آدرسش در بایگانی مسیر موجود باشد این گره درخواست را حذف میکند.اگر گره A هدف کشف مسیر باشد گره یک بسته جواب به مسیر - - RREP به مبدا بر می گرداند.بستهRREP شامل بهترین مسیر از منبع به مقصد است وقتی منبع این بسته را دریافت کرد این مسیر را در حافظه مسیر خود ذخیره میکند تا متعاقبا از آن استفاده کند.در غیر این صورت گره A درخواست S را به همسایگان خود میفرستد.

شکل - 2 -

- نگهداري مسیر :

در DSR هر گره مسئول تایید دریافت بسته توسط گره بعدي است و همچنین هر بسته تنها یک بار توسط هر گره ارسال میشود. اگر یک بسته به یک گره خاص نرسد فرآیند ارسال تا زمانی معین ادمه می یابد . اگر دریافت بسته تایید نشد یک پیام خطاي مسیر - RERR - به منبع فرستاده میشود و مسیر مورد نظر از حافظه مسیر حذف میشود. سپس منبع از روي حافظه مسیر خود دنبال مسیر دیگري می گردد. و اگر مسیري در حافظه نباشد یک بسته درخواست مسیر انتشار می یابد. در شکل 3 اگر گره B بعد از چندین درخواست از C تاییدیه نگیرد یک پیام خطا به گره S - منبع - میفرستد.

مادامی که گره پیام خطا را دریافت کرد مسیر شامل پیوند شکسته شده را از حافظه حذف میکند و اگر S مسیر دیگري به D داشته باشد بلافاصله بسته هاي خود را در طول آن مسیر می فرستد. در غیر این صورت S دوباره اقدام به کشف مسیر میکند اگر چه در DSR نیاز به بروز رسانی متناوب نیست، سربارهاي کنترلی نسبتا کم هستند و در پهناي باند صرفه جویی میشود، اما این پروتکل فقط براي شبکههایی با کمتر از 200 گره کار آمد بوده و سرعت گرهها نمی تواند سریع تر از حد معینی باشد. ضمنا انتشار کلی - - flooding در شبکه باعث ایجاد تزاحم داده میشود.[4]

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید