پاورپوینت شبکه های حسگر بی سیم

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

مبانی شبکه های بی سیم
فصل چهارم: شبکه های حسگر بی سیم

اسلاید 2 :

مطالب فصل چهارم
مروری بر مسیر یابی در شبکه های سیمی
مسیر یابی در شبکه ها با توپولوژی متغیر
معرفی شبکه های حسگر بی سیم

اسلاید 3 :

مروری بر مباحث مسیر یابی

اسلاید 4 :

وظایف لایه شبکه
انتقال بسته های فرستنده به گیرنده
پروتکلهای لایه شبکه در تمامی میزبانها (host) و مسیریابها (router) اجرا میگردد
سه وظیفه اصلی لایه شبکه عبارتند از:
تعیین مسیر (path determination):
مسیر انتقال بسته ها از مبدا به سمت مقصد تعیین میشود (الگوریتم مسیریابی)
هدایت بسته ها (forwarding):
انتقال بسته ورودی به روتر به پورت خروجی مناسب
برقراری تماس (call setup):
در برخی معماریهای شبکه نیاز است یک تماس قبل از ارسال بسته ها در مسیر بین فرستنده و گیرنده تنظیم شود

اسلاید 5 :

وظایف لایه شبکه (ادامه)
در لایه پیوند داده ارتباطات بین دو ایستگاه که روی یک رسانه مشترک (بصورت منطقی) هستند میپردازد
ولی لایه شبکه ارتباطات بین دو میزبان که بین آنها عناصر مسیریابی مختلفی وجود دارد میپردازد

لایه پیوند داده (لایه 2) با آدرس فیزیکی که برای هر میزبان منحصر بفرد است کار میکند ولی لایه شبکه برای شناسایی هر میزبان از آدرس منطقی استفاده میکند
آدرسهای منطقی در هر شبکه منحصر بفرد هستند.
لایه شبکه برای رسیدن به اهدافش باید توپولوژی زیر شبکه (گراف مسیریابها) را بداند

اسلاید 6 :

خدمات لایه شبکه
خدماتی که لایه شبکه برای لایه انتقال تدارک می بیند، با اهداف زیر تهیه شده اند:
لایه شبکه پایین ترین لایه ای است که با انتقال انتها به انتها سروکار دارد.
خدمات باید مستقل از فناوری باشند: اطلاعات مربوط به رسانه ارتباطی مهم نیست
انتقال بسته باید مستقل از تعداد، نوع و توپولوژی مسیریابها باشد
آدرس دهی میزبانها باید براساس اصول منطقی باشد
گروهی اعتقاد دارند این لایه باید خدمات اتصال گرا ارائه دهد و برخی معتقدند این خدمات باید بدون اتصال باشد
پروسس P1 در میزبان H1 قصد ارتباط با پروسس P2 در میزبان H2 دارد
بین این دو میزبان عناصر راه گزینی مختلفی وجود دارد.

اسلاید 7 :

خدمات بدون اتصال یا بی اتصال (Connection less)
در خدمات بدون اتصال، هر بسته ماهیت مستقل دارد و به زیرشبکه تزریق میشود و هر بسته مستقل از دیگر بسته ها مسیریابی میشود و برای ارسال نیاز به هماهنگی قبلی وجود ندارد.
در این بستر، بسته ها را داده گرام و زیر شبکه را زیرشبکه داده گرام میگویند
Routing within a diagram subnet.

اسلاید 8 :

زیر شبکه داده گرام: مدل استفاده شده در اینترنت
packets forwarded using destination host address
packets between same source-destination pair may take different paths
1. Send Data
2. Receive Data

اسلاید 9 :

خدمات اتصال گرا
برای خدمات اتصال گرا به زیر شبکه مدار مجازی نیاز داریم.
در این روش وقتی اتصال برقرار شد، مسیری از ماشین مبدا به مقصد بعنوان بخشی از تنظیم اتصال انتخاب میشود و در جداول مسیریاب های میانی ذخیره میشود.
مسیریابها و میزبانها در این روش اقدامات زیر را انجام میدهند:
نگهداری وضعیت هر یک از اتصالات
جایگزین کردن برچسب مسیر (در مسیریابهای میانی)
حذف برچسب مسیر (در مسیریاب یا میزبان انتهایی)
درج برچسب (در مسیریاب یا میزبان ابتدایی)
Routing within a virtual-circuit subnet.
در منابع به این روش راهگزینی برچسب label switcing نیز میگویند

اسلاید 10 :

جدول هدایت (Forwarding table)
VC number
Interface number
Forwarding table in router a
مسیریابها وضعیت تمامی اتصالها را نگه میدارند

اسلاید 11 :

Virtual Circuits: Signaling Protocols
فرایندهای مربوط به برقراری، نگهداری و خاتمه دهی به یک VC
در پشته های پروتکلی ATM، frame-relay و X.25استفاده شده
در اینترنت امروزی استفاده نشده است.
1. Initiate call
2. Incoming call
3. Accept call
4. Call connected
5. Data flow begins
6. Receive data

اسلاید 12 :

مقایسه زیر شبکه داده گرام و زیر شبکه مدار مجازی

اسلاید 13 :

تحلیل جدول
مدارهای مجازی اجازه میدهند بسته ها بجای آدرس کامل، تنها شماره مدار مجازی را حمل کنند
اگر طول پیام کوتاه باشد، حمل آدرس مبدا و مقصد، سربار زیادی را ایجاد میکند
روش اتصال گرا مستلزم آماده سازی اتصال قبل از ارسال است ولی شناسایی پورت خروجی در مسیریاب ساده تر است
در شبکه داده گرام آماده سازی اولیه وجود ندارد ولی یافتن وارده ای از جدول که حاوی مقصد باشد، روش پیچیده تری احتیاج دارد.

اسلاید 14 :

مسائل اصلی در لایه شبکه
نام گذاری منطقی
با عنایت به اینکه در آینده بررسی پشته پروتکلی TCP/IP ارائه خواهد شد، این موضوع در فصل بعد بطور جدی بررسی میگردد
الگوریتم مسیریابی
دو دسته کلی الگوریتمهای ”بردار-فاصله“ و ”حالت پیوند“ بررسی خواهند شد
کنترل ازدحام
مطالب مربوط به صف بندی بیان میگردد

اسلاید 15 :

مسیریاب
مسیریاب عنصری راهگزین در شبکه است که هر پورت آن به یک زیر شبکه متصل میباشد.
بررسی لازم روی بسته وارد شده به روتر انجام میگیرد و باتوجه به آدرس مقصد، در زیر شبکه مناسب قرار داده میشود.

اسلاید 16 :

الگوریتم مسیریابی
همانطور که بیان شد، وظیفه اصلی لایه شبکه، هدایت بسته ها از ماشین مبدا به ماشین مقصد است
در اغلب زیر شبکه ها بسته ها باید چند جهش (hop) انجام دهند تا به مقصد برسند
در حالاتی که مبدا و مقصد در یک شبکه نباشند، مسیریابی باید انجام شود

اسلاید 17 :

خواص الگوریتم مسیریابی
صرفنظر از اینکه آیا مسیرها برای هر بسته بطور مستقل انتخاب شود و یا وقتی اتصال جدیدی در حال شکل گیری است (در ارتباطات اتصال گرا) خواص زیر باید در الگوریتم وجود داشته باشد:
صحت (Correctness)
سهولت (Simplicity)
تحمل عیب (robustness)
پایداری (stability)
عدالت و بهینگی (fairness & optimality)

اسلاید 18 :

صحت (Correctness)
باید اقدامات صورت گرفته برای هدایت بسته در نهایت منتج به رسیدن بسته به مقصد گردد
سهولت (Simplicity)
باتوجه به محدودیتهای حافظه و توان پردازشی در مسیریابها و از طرف دیگر حجم بالای ترافیک عبوری از هر مسیریاب باید الگوریتمهای مسیریابی دارای پیچیدگی پایین باشند
تحمل عیب (robustness)
انتظار میرود که شبکه های بزرگ، سالها بدون عیب به کار خود ادامه دهند
در این مدت ممکن است اشکالات سخت افزاری و نرم افزاری گوناگونی حادث شوند و توپولوژی چندین بار تغییر پیدا کند، الگوریتم مسیریابی باید بتواند بدون توقف کار کند و از عهده برخورد با تغییرات در شبکه برآید
پایداری (stability)
چنانچه تغییری در شرایط اتصالات ایجاد نشود باید الگوریتم مسیریابی همگرا گردد
عدالت و بهینگی (fairness & optimality)
الگوریتم باید به نحوی عمل کند تا توازن بار روی تمامی مسیریابها و لینکهای ارتباطی وجود داشته باشد

اسلاید 19 :

dest. IP addr. in arriving
packet’s header
routing algorithm
local forwarding table
dest. net. addr.
Output port
65/8
128.9/16
128.9.16/20
128.9.19/24
3
2
2
1
ساز و کار routing و forwarding

اسلاید 20 :

Graph: G = (N,E)

N = مجموعه روترها = { u, v, w, x, y, z }

E = مجموعه لینکها={ (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) }
مدلسازی زیر شبکه با Graph