بخشی از مقاله
چکیده
شبکههای موردی سیار از تعدادی گره متحرک جهت انجام کار مشخصی تشکیل شدهاند، هر گره خودمختار عمل می کند و وظیفه از پیش تعیین شده خود را انجام میدهد و اطلاعات را از محیط جمعآوری و از طریق گره همسایه به گره مورد نظر ارسال میکنند؛ یکی از ویژگیهای این شبکهها، میزان مصرف انرژی آنها میباشد، همانطور که انرژی مصرفی همه گرههای سیار از باتری تامین میشود، انرژی هر گره محدود میباشد که باید از آن ماهرانه استفاده کند؛ گرههای خودخواه یکی از چالشهای شبکههای موردی سیار میباشند
روشهای متعددی جهت کشف گره خودخواه در شبکه های موردی سیار مطرح شده که در آنها نسبت تحویل بسته پایین میباشد، بنابراین در این مقاله با ارائه راهحل مناسب جهت کشف گره خودخواه با استفاده از انرژی باقیمانده گره، تشخیص میدهد که گره مورد نظر غیرهمکار - خودخواه - است یا نه، و با استفاده از شبیهسازی الگوریتم این روش و بررسی و آنالیز دادههای حاصل از آن و همچنین مقایسه آنها با روشهای قبلی مشاهده گردید که نسبت تحویل بستهها افزایش یافته و نرخ تاخیر کمتر شده و از تعداد گام کمتری برای ارسال بسته تا گره مقصد استفاده شده است؛ از معایب روش پیشنهادی میتوان به تشخیص گره درحاشیه به عنوان گره خودخواه اشاره کرد.
-1 مقدمه
شبکههای موردی سیار از تعدادی گره متحرک جهت انجام کار مشخصی تشکیل شدهاند، هر گره دارای تعدادی سنسور، محرکها، فرستنده گیرنده، مبدل آنالوگ به دیجیتال، واحد پردازشی، حافظه و منبع تغذیه انرژی میباشد، که بدون کمک گرفتن از یک مدیر متمرکز، توانایی انتقال داده به یکدیگر را دارند. و هر گره خودمختار عمل می کند و وظیفه از پیش تعیین شده خود را انجام میدهد و اطلاعات را از محیط جمعآوری و از طریق گره همسایه به گره مورد نظر ارسال می کنند و هر گره به عنوان یک سیستم کامل و مسیریاب عمل میکند؛
عملیات توزیع از ویژگیهای اصلی این شبکهها میباشد. چرا که در شبکههای موردی سیار هر دستگاه به صورت جداگانه کار میکند؛ و هیچ مدیر متمرکز یا دستگاهی برای کنترل این شبکهها وجود ندارد. هر دستگاه با دستگاه دیگر برای به انجام رساندن توابعی مانند امنیت و مسیریابی با یکدیگر همکاری میکنند. یکی دیگر از ویژگیها به عنوان بخشی از گرههای سیار، میزان مصرف انرژی آنها میباشد، همانطور که انرژی مصرفی همه گرههای متحرک از باتری تامین میشود، این دارای یک محدودیت میباشد، انرژی هر گره محدود میباشد که باید از آن ماهرانه استفاده کند. در مقایسه با شبکههای سیمی، شبکههای بیسیم دارای ظرفیت پهنای باند پایینی میباشد.
شبکههای موردی سیار کاربردهای زیادی از جمله در مناطقی که صعبالعبور هستند و یا زمان لازم برای ایجاد زیرساخت وجود ندارد مورد استفاده قرار میگیرد. این شبکهها، دارای مشکلات متعددی از قبیل مسئله اقتصادی بودن و قابلیت پشتیبانی موقعیت و افزونگی اطلاعات، تحرک گرهها، تغییرات توپولوژیکی سریع و غیر معمول، قدرت باتری محدود و تامین انرژی آن، ساخت یک پروتکل مسیریابی، مسئله امنیت، بهرهگیری موثر از پهنای باند، افزونگی اطلاعات، طبقه بندی مداوم شبکه و بدرفتاری گرهها می باشند
گرههای خودخواه یکی از چالشهای شبکههای موردی سیار می باشند و خصوصیات آنها این است که در فرآیند مسیریابی شرکت نمیکنند، نسبت تحویل بسته را کاهش میدهند یا به تاخیر میاندازند، یا بسته را حذف میکنند واینکه در جریان مسیریابی شرکت میکنند ولی بسته را بازپخش نمیکنند؛ روشهای متعددی جهت کشف گره خودخواه در شبکههای موردی سیار مطرح شده که هر کدام مزایا و معایب خود ازجمله این که نسبت تحویل بسته پایین میباشد، تعداد گام بیشری جهت مسیریابی و انتقال بسته تا مقصد طی میشود و همچنین نرخ تاخیر بیشتری دارند، که بطور خلاصه آنها را مورد بررسی قرار میدهیم.
-2 کارهای مرتبط
در مدل دیدهبان بافر هر گره حفظ میشود. بستههای تازه، ارسال میشوند و همچنین با بسته دیگری که میشنود مقایسه میکند و برای نظارت بین آنها مسابقه وجود دارد. در صورتی که دو نوع بازی وجود دارد، پس از آن که بسته در بافر لغو و توسط مکانیزم نظارتی خود سپری میشود از آن بیش از حد ارسال خواهد شد. اگر یک بسته بیش از حداکثر زمان دوره خاص در بافر باقی بماند، دیدهبان واحد، افزایش تعداد شکست برای گرهی که مسئول جلورانی بسته میباشد، صادر میکند. پیامی به منبع می فرستد و اطلاع میدهد که گره یک بدرفتار میباشد. اشکال روش دیدهبان این است که در حضور برخورد مبهم، برخورد گیرنده، قدرت محدود انتقال، سوء رفتار غلط، نتیجهگیری و رهایی جزئی، نمیتواند گره بدرفتار را تشخیص دهد
این مقاله متشکل از پنج بخش می باشد؛ بخش اول جهت آشنایی با شبکههای موردی سیار و معماری، ویژگیها، کاربردها، چالشها و مفهوم گرههای بدرفتار است. در بخش دوم به کارهای انجام شده در زمینه تشخیص گره خودخواه و همچنین به بررسی معایب و مزایای هرکدام از آنها اشاره شده است. در بخش سوم روش پیشنهادی همراه با الگوریتم، فلوچارتها و فرمولها به طور کامل شرح داده شده است. در بخش چهارم نتایج حاصل از شبیهسازی و پارامترهای آن بطور کامل بیان گردیده و نتایج، مورد تحلیل قرار گرفته و بوسیله نمودارهای گرافیکی با روشهای قبلی مقایسه شده است. در بخش پنجم به نتیجه گیری کلی از مقاله و پیشنهاد کارهای آتی پرداخته می شود.
در مدل رازداری یا جداسازی گره سودمند، هنگامی که بدرفتاری شده است، پس از آن گره تماشاچی - بیننده گره بدرفتار - ، زنگ پیامی به گرههای همسالان خود به منظور تشخیص بدرفتاری میدهد و تغییر ارزش شهرت مربوط را پخش میکندب6ب. در رازداری هر گره به چهار شرط مانیتورینگ، مدیر اعتماد، سیستم شهرت و مدیر مسیر تقسیم بندی میشود. روش مانیتورینگ مربوط به دیدهبان همسایه میباشد که در آن گره بصورت محلی بر رفتار انحرافی گره نظارت میکند. اگر هیچ رویداد مشکوکی اتفاق نیفتد و پیامهای هشدار دریافت نشود مانیتور به مدیر اعتماد گزارش میدهدب11ب.×در روش مدیر اعتماد تشخیص اطلاعات مسیر ارائه یا پذیرش شده توسط مدیر اعتماد خواهد بود. از آن به بعد شروع قبول یک گره به عنوان بخشی از یک مسیر، یا شرکت در یک مسیر که توسط گره دیگر می باشد، توسط مدیر اعتماد می باشد.
در روش مدیر مسیر با توجه به ارزش شهرت از گرهها در مسیر خود، و انجام وظایف مسیر، رتبه بندی مجدد خواهد شد و مسیرهای هر گره مخرب را حذف میکند و سپس با در خواست یک مسیر از یک گره مخرب در آخرین اقدام در گرفتن درخواست برای یک مسیر، برای یک گره مسیر مبدا وجود دارد. احراز هویت گره علامت زده نشده فقط از پروتکل مطمئن است طوری که آن را یک گره تصدیق فرض میکنیم اما گره پرخطر میتواند پیامهای هشدار اشتباه به دیگران ارسال کند. یکی دیگر این است که دیدهبان هر گره بر رفتار همسایگان خود به طور یکسان نظارت میکند. حل و فصل معیارهای دست زدن به لیست دوستان توسط مدیر اعتماد دشوار میباشد.
در روش دیدهبان بیزی به منظور غلبه بر نقطه ضعف در دیدهبان استاندارد میباشد. دیدهبان بیزی یک ابزاری است که ترکیبی از هر دو مکانیسم نظارتی و فیلتر بیزی میباشد. این در برابر نویز محیط زیست قویتر بوده، اما مصرف منابع پردازنده زیاد میباشد. استفاده از تنها اطلاعات محلی و مهارتی به نقطه گره به نفع پروتکل دیدهبان است. انجام پروتکل دیدهبان از مکانیزمهای خوب تشخیص نفوذ در شبکه میباشد. به منظور غلبه بر مشکل پروتکل ناظر، مکانیزم دیدهبان بیزی معرفی شده است که در آن از دست دادن بسته به علت ازدحام کاملا متمایز از دست دادن بسته با توجه به حال حاضر از یک گره مخرب در شبکه است
در روش دیدبان مشترک برای به حداقل رساندن زمان شناسایی گره خودخواه بر اساس انتشار تماس، از دیدهبان مشترک استفاده میشود. یک گره خودخواه که قبلا توسط گرهی شناسایی شده است میتواند با استفاده از دیدهبان خود اطلاعات را به گرههای دیگر پراکنده کند. اگر گره خود را یک گره مثبت میداند، آن گره خودخواه میباشد.
-3 روش پیشنهادی
در روش×پیشنهادی با استفاده از پروتکل مسیریابی AODV و راهکار جدید، ایجاد و ارسال بسته کنترلی جهت مسیریابی و شروع به پذیرش بسته از یک گره جدید میکند، که به آن مخاطب جدید گویند. پس از آن گره انتقال یک پیام از جمله تمام مثبت شناختن آن به گرههای همسایه خود میدهد. تعداد پیامهای مورد نیاز به عمل انجام این کار از بالاسری دیدهبان مشترک میباشد. عیب این کار این است که نفوذ پرهزینهتر است چرا که آنها در اشاعه پیامها دورهای هستند.
در روش انتقال تعاونی برای خودخواهی مبتنی بر اولویت، گرهها برای انداختن و یا نگهداشتن - انتقال - و جایگزینی پیامها برای ذخیره فضای بافر بر اساس تنظیمات پیام و ارتباطات گرهها، تصمیمی را اتخاذ میکنند. وسپس یک طرح انتقالی تعاونی برای خودخواهی مبتنی بر اولویت در شبکههای اجتماعی سیار ارائه میدهند که طرح ارسال پیام پیشنهادی را با یک سیاست جایگذاری بافر برای تنظیم کردن پیام، تطبیق می-دهند، عیب این روش عدم استفاده از یک مدل اعتماد قدرتمند برای ارسال اطلاعات است
در روش مسیریابی دوگامه با گرههای خودخواه، تأثیر رفتار خودخواهانه گرهها در زمان انتقال پیامها مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است؛ در کل، در این روش جفتهای چندگانه منبع و مقصد در نظر گرفته شدهاند و هر گره منبع، پیامها را با استفاده از فرآیند پواسون تولید کرده است؛ به-علت وجود رفتار خودخواهانه، گرههای خودخواه تمایلی به ارسال بستههای سایر گرهها ندارند و تنها تمایل به ارسال بستههای خود دارند. علاوه بر این، گرهها دارای روابط نزدیکتری با گرههای مرکزی - دوستان - هستند. در حالت کلی، روش پیشنهادی از دو مرحله تشکیل شده است، اولین مرحله ارائه الگوریتم مسیریابی دو گامه باوجود خودخواهی و دومین مرحله، تقسیم گرههای شبکه به دو جامعه که در آن گرههایی که در یک جامعه هستند با یکدیگر دوست بوده و گرههایی که در یک جامعه نیستند، با یکدیگر دوست نخواهند بود.
