بخشی از مقاله
چکيده
شبکه هاي ادهاک بيسيم مجموعه اي از گره هاي توزيع شده اند که با همديگر به طور بيسيم ارتباط دارند، بنابراين در يک توپولوژي دلخواه شکل گرفته اند.تعادل بار و ازدحام شبکه از مشکلات عمده در شبکه هاي بيسيم ادهاک ميباشند که با انجام يک ساختار مسيريابي مناسب و انتخاب مسيرهاي مختلف با متريک مناسب در يک پروتکل مسيريابي تعادل بار، ميتوان تعادلبار بهتري را در شبکه ايجاد کرد. با توجه به ويژگيهاي خاص خود، پروتکلهاي مسيريابي سنتي در شبکه هاي ثابت و شبکه هاي ادهاک نميتواند به طور مستقيم در شبکه هاي بيسيم ادهاک استفاده شود ،. در اينجا، يک ترکيب جديد از بردار فاصله برحسب تقاضا چندمسيري پيشنهاد ميکنيم ، پروتکل مسيريابي که شبکه هاي بيسيم ادهاک را به شبکه هاي ستون فقرات و غيرستون فقرات تقسيم ميکند براي اين که مسيريابي استاتيک و مسيريابي پويا انجام شود. بنابراين با بررسي پروتکل مسيريابي چندمسيري AODVM به عنوان يه ساختار پروتکل مسيريابي تعادلبار و انتخاب متريکهاي هريک از پروتکلهاي تعادل بار، نتايج ارزيابي هر يک از پروتکلهاي مسيريابي چندمسيري را با يک نمودار نمايش ميدهيم . نتايج شبيهسازي نشان ميدهد که اين الگو در مقايسه با پروتکل مسيريابي سنتي، نه تنها شرايط عملکرد بهتري در مقياسپذيري و بقايي دارد بلکه ميتواند به خوبي بار شبکه را متعادل کند.
کلمات کليدي: شبکه هاي ادهاک بيسيم ،مسيريابي چندمسير ، تعادل بار، تاخير انتها به انتها
١. مقدمه
اکثر پروتکلهاي مسيريابي تعادلبار [١] با ايجاد مسيريابي با ساختار بهتر سعي به توزيع مناسب بار در مسير ايجاد شده دارند. بسياري از پروتکلهاي مسيريابي استفاده از تعداد گام به گره مقصد به عنوان پايه متريک در نظر ميگيرند. هر کدام از پروتکلهاي مسيريابي انتخاب يک متريک مناسب از جمله کوتاهترين مسير (تعداد گام )، ظرفيت توان باتري، ازدحام (اندازه بار ترافيک ) و غيره ، در جهت برآورد ساختن تعادلبار در مسيريابي براي ارسال بسته ها استفاده ميکنند.
با در نظر گرفتن لينک ، گره با انتخاب متريکهاي چندگانه مانند ظرفيت پهناي باند و ظرفيت توان باتري و غيره ، مي توان عملکرد شبکه را بالا برد. بنابراين ما با در نظر گرفتن متريکهاي بار ترافيک ، انرژي باقي مانده براي گره و محاسبه پهناي باند براي لينکها با انتخاب مسيريابي چندمسيري AODVM مسيريابي با تعادلبار بهتر را مدنظر قرار گرفتيم . طرحي که در اين روش ارائه شده است فراهم کننده يک تکنيک براي مسيريابي چندمسيري با متريکهاي چندگانه در مورد بار ترافيک اضافه در سيستم است . سازماندهي مقاله بدين شرح ميباشد:بخش ٢به مسيريابي درشبکه هاي غيرستون فقرات پرداخته ميشود، بخش ٣ در مورد تعادل بار، بخش ٤ روش ايجاد مسيريابي توضيح داده شده است ، بخش ٥ به تحليل و نتايج شبيه سازي ميپردازد،بخش ٦ جمع بندي،بخش ٧ نتيجهگيري بيان ميشود.
٢. مسيريابي درشبکه هاي غيرستون فقرات :
در يک شبکه غيرستون فقرات [٢] حرکت گرهها به طور کلي داراي نظم است و حرکت گروهي هستند. از آنجا که رفتار گرهها اثرات زيادي در مسيريابي دارد، براي به دست آوردن عملکرد خوب شبکه ، اين تحقيق يک روش متمايز گره به طورسريعا متمايز بين رفتار گرهها در يک شبکه غيرستون فقرات طراحي ميشود.
٣. تعادل بار:
به منظور بررسي ظرفيت تعادل بار[٣] از پروتکلهاي مسيريابي، نسبت سربار مسيريابي، نسبت تحويل بسته و ميانگين تاخير انتهابهانتها (AED) را مورد آزمايش قرار مي هيم .
٤. ايجاد مسيريابي :
هنگامي که يک گره (گره منبع ) نياز به برقراري ارتباط با گره ديگر (گره مقصد) در شبکه دارد مکانيسم واکنشي که در گره منبع براي ايجاد مسيريابي[٤] اتخاذ خواهيم کرد به شرح زير است :
گره منبع يک پيام درخواست مسير( RREQ)، پخش خواهد کرد از جمله يک ليست مسير گره ، درجه تراکم گره ، آدرس منبع ، تعداد پخش ها، آدرس مقصد، زمان ارسال وگام ها، که در آن گره منبع تعداد را به ليست گره مسير اضافه ميکند و زمان فعلي را به عنوان زمان ارسال ثبت خواهد کرد.
گره مياني پس از دريافت پيام درخواست مسير (RREQ)، اول بررسي ميکند که آيا گره منبع جزء پيام درخواست مسير(RREQ) است .اگر گره منبع جزء آن هست ، آن را از پيام درخواست مسير (RREQ)، دور خواهد کرد، درغيراين - صورت ، بررسي مي کند که آيا گره منبع جزء ليست مسير گره است يا نه . اگر در ليست مسير گره است پيام درخواست مسير (RREQ) را از آن دور مي کند، اگر نبود آن را به تعداد گره خود، به ليست گره مسير اضافه مي کند، براي اين که مسيرحلقه باز را حفظ کند.
سپس گره مياني درجه تراکم آن را محاسبه خواهدکرد، اگر در وضعيت تراکم است ، از پيام درخواست مسير (RREQ)
دور خواهد شد. درغيراينصورت ، درجه تراکم خود را به ليست درجه تراکم گره اضافه مي کند. سپس ، گره مياني گامها از نود منبع را محاسبه خواهدکرد و بررسي مي کند که آيا گامها بيش از حداکثر محدود گامها هستند يا نه . اگر گامها بيش از حد باشند، گره از پيام درخواست مسير (RREQ) دور خواهد شد، درغيراينصورت گره به طور معمول پيام درخواست مسير (RREQ) را پردازش خواهدکرد.
علاوه براين گره مياني به ساخت خودکار مسيريابي معکوس نياز دارد، با اشاره به گره از گام قبلي خود که پيام درخواست مسير (RREQ) به آن فرستاده مي شود و تنها اجازه مي دهد که گره مياني پيام درخواست مسير (RREQ) را به جلو بفرستد و به پيام پاسخ مسير ( RREP ) پاسخ نمي دهد.
گره مقصد پس از دريافت پيام درخواست مسير (RREQ) آن را به طور موقت ضبط مي کند. پس از انتظار در طول زمان مناسب ، گره مقصد پيام دريافت چندگانه RREQs را مقايسه خواهد کرد با توجه به تابع ارزيابي مسير پويا، گره مقصد چندين مسير بهينه را انتخاب خواهد کرد و سپس پيام پاسخ مسير (RREP) را براي برگشت به گره منبع در امتداد مسير معکوس ارسال مي کند.
در اين فرآيند پس ارسال پيام پاسخ مسير (RREP) به گره منبع در امتداد مسيرهاي معکوس بر مي گردد هر گره در طول اين مسيرها جدول مسيريابي خود را به روز خواهد کرد و همچنين مسير رو به جلو به گره مقصد مسيريابي مي - شود.
پس از دريافت پيام پاسخ مسير(RREP) گره منبع بدست مي آيد، روند پيدا کردن مسير کامل ميشود. در حال حاضر، گره منبع ميتواند داده را به گره مقصد از طريق مسيرهاي ساخته شده ارسال کند.
اگر منبع چند RREPs را دريافت کند، منبع مسيريابي چندگانه گره متلاشي شده به گره مقصد را برقرار خواهد کرد.
نگهداري مسير:
با توجه به با رفتار ديناميکي [٥]کلي در شبکه غيرستون فقرات ، اگر يک لينک شکست خورده خاص را پيدا کنيم ، تمام مسيرهاي حاوي اين لينک را در جدول مسيريابي خود حذف خواهد کرد و سپس يک پيام RERR شامل نودهاي غيرقابل دسترسي در طول مسير معکوس ارسال مي کند. بنابراين ، گره ميتواند به گره بالادست براي حذف نودهاي غيرقابل دسترسي ناشي توسط لينک شکست خورده از جدول مسيريابي مربوطه خود اطلاع دهد. پس از دريافت پيام خطاي مسير RERR، گره منبع بقيه مسيرهاي معتبر را براي انتقال موازي[٦] با استفاده از مسيرهاي در دسترس باقي مانده تنظيم خواهد کرد. زماني که هيچ اطلاعات مسيريابي مناسبي براي گره مقصد در جدول مسيريابي گرههاي منبع وجود ندارد گره منبع در روند جستجو براي مسير دوباره راه اندازي خواهد کرد.
٥. تحليل و نتايج شبيه سازي
آزمايشهاي شبيهسازي پروتکل پيشنهادي با استفاده از شبيه ساز MATLAB انجام شده است . دو مورد را در نظر ميگيريم . يک ، تعداد کمي از گرهها در شبکه غيرستون فقرات (توپولوژيهاي ١-٨) و يک تعداد زياد از نودها در غيرستون فقرات شبکه (توپولوژيهاي ٩-١٦) در نظر گرفته ميشوند (جدول ١)، در شبيهسازي، پروتکل مسيريابي چندمسير پيشنهادي خود را با پروتکل مسيريابي AODVM مقايسه ميکنيم که در آن اتصالات متعدد در لايه کاربردي براي اطمينان از برقراري ارتباط از کل گرههاي شبکه تاسيس شد. دو معيار عملکرد، نسبت سربار مسيريابي (ROR) و نسبت تحويل بسته (PDR) را ارزيابي ميکنيم ، که پيامهاي کنترلي [٧] و قابليت پردازش پيامهاي داده در شبکه را اندازهگيري ميکند. براي منعکس کردن بهتر وضعيت واقعي شبکه هاي ادهاک بيسيم ، در اين تحقيق به شبيهسازي و تجزيه و تحليل در دو مورد ميپردازد که در آن تعداد گره از شبکه غيرستون فقرات نسبتا کوچک و بزرگ که به طور تصادفي توپولوژي شبکه را تست ميکنيم . در مورد اول ، تعداد گره از شبکه غيرستون فقرات نسبتا کوچک بود که ، ٥٠ گره در شبکه قرار داده شده است (شکل ١)، که در آن گره ها از ٣٦-٠ ثابت هستند، و گره هاي ديگر ديناميک هستند.در مورد دوم ، تعدادي از گرهها در شبکه غيرستون فقرات نسبتا بزرگ هستند که ٥٠ گره در شبکه قرار داده شده است (شکل ٢ )،که در آن گرهها از ١٢-٠ ثابت هستند، و گرههاي ديگر پويا هستند. در اين تحقيق مقايسه AODVM و روش پيشنهادي با تنظيم پارامترها (جدول ٢)،که هر گره پويا به صورت تصادفي حرکت ميکند و سرعت متوسط آن m.s١است . تعداد اتصالات به طور تصادفي در هر شبيهسازي انتخاب ميشود و هر تست از مقدار متوسط پنج نمونه نتيجه ميشود.
