پاورپوینت مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مبانی شبکه های بی سیم
فصل پنجم: مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم

اسلاید 2 :

مقدمه
شبکه های حسگر از تعداد زیادی گره حسگر تشکیل شده اند
در کاربردهای مختلف ضروری است که اطلاعاتی از یک گره به یک یا چند گره دیگر ارسال شود
از نکات مهم در شبکه های حسگر انتخاب بهترین مسیر برای رسیدن اطلاعات است.
انتخاب یک مسیر مناسب میتواند در کاهش تاخیر و زمان انتقال و همچنین کاهش مصرف انرژی بسیار مفید باشد.
باتوجه به ساختار شبکه، پروتکل های مسیریابی به سه بخش عمده تقسیم میشوند:
مسیریابی یکنواخت
مسیریابی سلسله مراتبی
مسیریابی براساس موقعیت

اسلاید 3 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم

اسلاید 4 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
1- محل قرار گرفتن گره ها

محل قرار گرفتن گره ها میتواند تصادفی و یا منظم باشد. در حالت منظم گره ها بصورت دستی در محل قرار میگیرند و داده میتواند از محلهای از پیش تعیین شده مسیریابی شود.

در حالت تصادفی توزیع گره ها منظم نیست. معمولاً در چنین شبکه هایی دسته بندی گره ها به گروه های جدا از هم امری ضروری است.

اسلاید 5 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
2- میزان مصرف انرژی

گره ها تمایل دارند میزان مصرف انرژی را در حین عملیات محاسباتی و ارتباط با گره های دیگر به حداقل برسانند.
در مسیریابی چندمسیره (Multipath Routing) هر گره دو نقش مسیریابی و ارسال را به عهده دارد
اگر گره انرژی انجام این عملیات را نداشته باشد، شبکه با شکست روبرو میشود.
در صورت شکست شبکه، باید براساس توپولوژی جدید، سازماندهی مجدد شبکه و مسیریابی ها دوباره انجام شود.
بنابراین توزیع وظایف و مسئولیت ها بین گره ها موجب کاهش مصرف انرژی در یک گره و افزایش طول عمر آن گره و بالتبع افزایش طول عمر شبکه میشود.

اسلاید 6 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
3- نحوه گزارش داده

گزارش داده به چهار دسته تقسیم میشود:
گزارش متناوب داده
گزارش داده در صورت رخ دادن اتفاق
گزارش داده در صورت درخواست
ترکیبی از حالتهای فوق
لذا پروتکل مسیریابی باتوجه به پایداری الگوریتم مسیریابی و کاهش میزان مصرف انرژی، متاثر از مدل مورد استفاده در گزارش داده در ساختار شبکه خواهد بود.

اسلاید 7 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
4- ناهمگنی در گره ها

ممکن است گره های مورد استفاده در شبکه باتوجه به کاربرد آنها، از لحاظ توان عملیاتی، میزان انرژی، پهنای باند ارتباطی و نرخ تبادل داده متفاوت باشند.

بعنوان مثال در مسیریابی سلسله مراتبی، هر خوشه شامل یک سرخوشه است که این سرخوشه میتواند مانند گره های دیگر باشد و یا از لحاظ انرژی ، حافظه و پهنای باند قویتر از سایر گره ها باشد.

اسلاید 8 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
5- تحمل خرابی

ممکن است برخی گره ها بدلیل صدمه فیزیکی و یا تمام شدن منبع انرژی از کار بیافتند اما این امر نباید موجب از کار افتادن کل شبکه شود.

در مواردی که احتمال از کار افتادن گره ها زیاد است پروتکل مسیریابی باید بطور پویا با تنظیم نرخ تبادل داده در لینک مورد نظر میزان مصرف انرژی را کاهش دهد.

اسلاید 9 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
6- مقیاس پذیری

تعداد گره ها میتواند باتوجه به کاربرد در یک ناحیه متفاوت باشد.

الگوریتم مسیریابی باید به گونه ای باشد که توانایی مدیریت تعداد متفاوت (کم یا زیاد) از گره ها را داشته باشد.

اسلاید 10 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
7- گره های متحرک

برخی شبکه ها باتوجه به کاربرد دارای گره ها و حتی ایستگاه های پایه متحرک هستند.

بنابراین تحرک گره ها نیز یکی از عومل موثر در انتخاب الگوریتم مسیریابی است.

اسلاید 11 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
8- محیط انتقال

عواملی از قبیل محوشدگی و نرخ خطای بالا در ارتباط های بی سیم، عملکرد شبکه را تحت تاثیر قرار میدهند.

همچنین پروتکل لایه 2 استفاده شده که در فصل قبل با آنها آشنا شدیم، متفاوت هستند که براساس محیط انتقال انتخاب شده اند.

اسلاید 12 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
9- اتصال گره ها

تراکم زیاد گره ها باعث کاهش استقلال آنها از یکدیگر و در مقابل ثابت ماندن توپولوژی شبکه در اثر از کار افتادن گره ها میشود

اسلاید 13 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
10- پوشش

هر گره میتواند محدوده خاصی از محیط اطراف خود را پوشش دهد. لذا میزان پوشش هر گره یکی از پارامترهای مهم در طراحی شبکه های حسگر بی سیم است.

اسلاید 14 :

عوامل موثر در مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
11- تجمیع داده

از طریق تجمیع میتوان تعداد داده های ارسالی را کاهش داد و ترافیک شبکه را کم کرد.
تجمیع داده میتواند از طریق روش های مختلفی از قبیل انتخاب حداقل، حداکثر و یا متوسط گیری انجام شود.
این امر از عوامل موثر در مصرف بهینه انرژی و بهبود تعداد داده های ارسالی در شبکه است.

اسلاید 16 :

Flooding
ارسال سیل آسا، یک روش کلاسیک برای انتشار بدون نیاز به هیچ الگوریتم مسیریابی و نگهداری توپولوژی است
گره منبع، داده ها را برای همه همسایگان ارسال می کند
گره های میانی دریافت کننده، داده ها را ذخیره و برای تمام همسایگان خود ارسال می کنند

اسلاید 17 :

نسخه کمی پیشرفت یافته از سیل آسا است که در آن گره دریافت کننده، بسته را به همسایه ای که به طور تصادفی انتخاب شده می فرستد
و همسایه نیز برای انتقال، بسته را به برخی از همسایگان میفرستد و به همین ترتیب بسته در شبکه منتشر میشود.

مزیت: جلوگیری از انفجار (implosion)
اشکال: تاخیر در انتقال

اسلاید 18 :

در مسیر یابی یکنواخت تمام گره ها نقش یکسانی در ساختار شبکه دارند.
در حالی که در مسیریابی سلسله مراتبی، هر گره و یا مجموعه ای از گره ها وظیفه جداگانه ای دارند.
در مسیریابی براساس موقعیت، براساس موقعیت گره مسیریابی انجام میشود.

اسلاید 19 :

دیگر دسته بندی ها در مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم
مسیریابی از قبل فعال (proactive)
تمام مسیرها از گره منبع به مقصد قبل از اینکه عملیات ارسال داده ای درخواست شود، محاسبه میگردد
مسیریابی واکنش پذیر (reactive)
مسیرها در صورت درخواست ارسال، محاسبه میشوند
مسیر یابی ترکیبی (hybrid)
ترکیبی از دو روش فوق است
هنگامی که محل قرار گیری گره ها ثابت است، بهتر است از مسیریابی از قبل فعال استفاده شود زیرا مصرف انرژی در مسیریابی واکنش پذیر بیشتر است

اسلاید 20 :

در این مسیریابی تمام گره ها نقش یکسانی در ساختار شبکه دارند.
در حالتی که تعداد گره ها زیاد است، اختصاص یک آدرس به هر گره عملی نیست و لذا ممکن است مجموعه ای از گره ها دارای آدرس یکسان باشند.
عمدتاً الگوریتم هایی که در اینجا مورد استفاده قرار میگیرند، داده محور میباشند.
بدین ترتیب که در صورت رسیدن درخواست از طرف ایستگاه پایه به گروهی از حسگرها، داده توسط حسگرهای آن ناحیه جمع شده و برای ایستگاه پایه ارسال میشود.
از جمله الگوریتم های مسیریابی که بصورت یکنواخت عمل میکنند، عبارتند از: الگوریتم SPIN، نفوذ مستقیم، مسیریابی شایعه و .