بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
Naming and Addressing
اسلاید 2 :
مقدمه
مدیریت نام و آدرس در شبکه حسگرها
تخصیص دهی آدرس MAC
تخصیص توزیع شده محلی
آدرس دهی جغرافیایی و مبتنی بر محتوا
گروه تحقیقاتی شبکه سنسورهای بیسیم دانشگاه اصفهان
اسلاید 3 :
مقدمه
مفهوم نام: ابزاری برای تفکیک چیزها
مفهوم آدرس: اطلاعاتی برای یافتن (جستجو) چیزها
این دو مفهوم همیشه جدا از هم نیستند و گاهی یک چیزند
در شبکه اینترنت و شبکه ادهاک گره ها به صورت مستقل هستند ولی در شبکه حسگرها گره ها مستقل نیستند و با هم همکاری دارند تا به هدف خود برسند(مثلا اندازه گیری یک پارامتر فیزیکی) بنابراین در این شبکه می توان به جای نام گذاری گره ها از نام گذاری داده(Data Naming) استفاده کرد.
اسلاید 4 :
مقدمه
مکانیزمهای مورد نیاز
ارتباطات چند گامی
استفاده کارا از انرژی
پیکربندی خودکار
مشارکت در پردازشهای شبکه
داده محور بودن شبکه به جای آدرس محور بودن
اسلاید 5 :
انواع روش های نامگذاری و آدرس دهی
شناسه منحصر به فرد (Unique node Identifier)
این شناسه معمولا با ترکیب نام سازنده، نام محصول و شماره سریال بدست می آید. ممکن است در پشته پروتکل از این شناسه استفاده نشود
آدرس MAC
از این آدرس برای تشخیص همسایه هایی از گره که در فاصله یک گامی آن قرار دارند استفاده می گردد.
این آدرس برای شبکه هایی مهم است که پروتکل دسترسی به خط آنها به صورت رقابتی است(امکان برخورد وجود دارد)
اسلاید 6 :
انواع روش های نامگذاری و آدرس دهی
آدرس شبکه(Network Address)
از این آدرس برای جستجوی یک گره در چندین
گام استفاده می شود.(معمولا برای مسیریابی)
شناسه شبکه(Network Identifier)
برای جدا سازی شبکه های جغرافیایی همپوشان که از یک باند فرکانسی استفاده می کنند ، استفاده می شود.
شناسه منابع
نامی است که برای کاربر قابل فهم است مثل نام سایتها
ممکن است یک گره انواع مختلف نام و آدرس را داشته باشد
اسلاید 7 :
مدیریت آدرسها
موارد مدیریت آدرس عبارتند از:
تخصیص آدرس(Address Allocation)
در این فرایند با برداشتن آدرسی از منبع آن را به گره تخصیص می دهیم
آزاد سازی آدرس(Address De allocation)
در این فرایند آدرس گره را به منبع برمی گردانیم. از این فرایند در مواردی استفاده می شود که حوزه آدرس محدود باشد.
آزاد سازی از قبل هماهنگ شده(Graceful)در این روش خود گره تقاضای آزاد سازی آدرس را اعلام میکند
آزاد سازی بدون هماهنگی(ناگهانی)(abrupt)در این روش گره از کار افتاده و باید آدرس آن آزاد گردد
اسلاید 8 :
مدیریت آدرسها
تشخیص برخورد و حل آن (Conflict detection )
Binding
اگر در لایه های مختلف از آدرس های مجزایی استفاده شود باید بتوان این آدرس ها را به یکدیگر نگاشت کرد.
تمام شیوه های مدیریت آدرس در شبکه حسگرها با مساله جداشدن شبکه به چند قسمت و تلفیق چند شبکه با یکدیگر مواجه هستند.
اسلاید 9 :
یکتایی آدرس
یکتایی آدرس شامل موارد زیر می شود
یکتایی جهانی (Globally unique)
در این مورد هدف این است که در کل جهان آدرس یکتا باشد مثل آدرس 48بیتی استفاده شده در اترنت
یکتایی در سطح شبکه(Network Wide unique)
در این مورد آدرس در یک شبکه مورد نظر باید یکتا باشد و این آدرس ممکن است در شبکه دیگری نیز وجود داشته باشد
یکتایی محلی (Locally unique)
در این مورد یک آدرس می تواند چندین بار در یک شبکه تکرار شود ولی بگونه است که مشکلی ایجاد نشود
اسلاید 10 :
یکتایی آدرس
یکتایی محلی (Locally unique)
مثال 1: برای اختصاص آدرس MAC در یک شبکه کافی است تا دو گام آدرس یکتا باشد و تکراری نباشد
آدرس A و C نمی تواند یکسان باشد
مثال 2: در یک شبکه حسگر که حسگرهای دما و رطوبت وجود دارند گره های دما و رطوبت می توانند آدرسهای مشابه داشته باشند
اسلاید 11 :
تخصیص آدرس
فرایند تخصیص آدرس می تواند از قبل (هنگام ساخت)باشد یا اینکه بر حسب تقاضا هنگام کار شبکه صورت گیرد
در تخصیص آدرس بر حسب تقاضا، ممکن است از روش مرکزی یا توزیع شده استفاده گردد
در روش توزیع شده نمی توان تضمین کرد که در شبکه همیشه یکتایی آدرس وجود دارد و ممکن است گاهی مواقع آدرس تکراری وجود داشته باشد. دو دسته روش برای کشف آدرس تکراری (Duplicate Address Detection)وجود دارد:
- Strong DAD
- Weak DAD
اسلاید 12 :
تخصیص آدرس
- Strong DAD
در این روش باید تکراری بودن آدرس حداکثر به مدت T بعد از تکراری شدن آدرس کشف گردد.
- Weak DAD
در این روش تکراری بودن آدرس تا زمانی که مشکلی ایجاد نکند قابل تحمل است.
اسلاید 13 :
تخصیص آدرس
DHCP یکی از پروتکلهای تخصیص آدرس به صورت مرکزی می باشد.
معایب تخصیص آدرس به صورت مرکزی در شبکه حسگر:
باعث ایجاد ترافیک زیاد در اطراف سرورها می شود
اگر قبل از اینکه گره ای به شبکه وارد گردد شبکه دو قسمت شود ممکن است دسترسی به سرور امکان پذیر نباشد
پروتکل DHCP نیازمند از نو شدن آدرس ها می باشد تا گره های از کار افتاده کشف گردند.
اسلاید 14 :
بالاسری مکانیزم آدرس دهی
هرچه تعداد بیتهای نمایش دهنده آدرس بیشتر باشد بالاسری نیز زیاد تر و در شبکه حسگرها انرژی بیشتری مصرف می شود.
در پروتکل هایی که ارتباط به صورت یک لینک تعیین شده از قبل بین گره های همسایه است نیازی به آدرس دهی نیست مثل پروتکلهای TRAMA و AMACS
تعداد بیتهای آدرس باید به گونه ای باشد که نسبت به کل پکت قابل صرف نظر باشد مثل اترنت که آدرس 48 بیتی است ولی فریمها معمولا چند صد بایتی هستند
اسلاید 15 :
بالاسری مکانیزم آدرس دهی
تعداد بیتهای اختصاصی برای آدرس باید به گونه ای باشد که برای یکتا کردن آدرس در شبکه کفایت کند. مثلا برای یک شبکه حسگر با 10000 گره، 14 بیت کافی است
در صورت استفاده از یکتایی آدرس محلی تعداد بیتهای مورد نیاز کاهش می یابد.
وجود یک Trade off در کوچک کردن آدرس
کوچک کردن آدرس MAC می تواند باعث کاهش مصرف انرژی برای پکتهای داده کوچک شود ولی این کار خود نیازمند یک بالاسری است که عبارت است است مکانیزم تخصیص آدرس و مذاکره می باشد.
اسلاید 16 :
بالاسری مکانیزم آدرس دهی
در یک شبکه حسگر که گره ها نسبتا ثابت هستند و حرکتی ندارند مسلما پروتکل آدرس دهی فقط یک بار در ابتدا ویا گاه گاهی برای اضافه شدن گره جدیدیا حذف شدن گره اتفاق می افتد. در چنین شبکه ای ذخیره کردن بیتهای آدرس در پکتهای داده هزینه تر از پروتکلهای مذاکره می باشد.
برعکس در یک شبکه حسگر که گره ها تحرک زیادی دارند هزینه مذاکره و تخصیص آدرس ها بیشتر از ذخیره کردن بیتهای آدرس در پکتهای داده می باشد.
اسلاید 17 :
تخصیص آدرس MAC
در شبکه حسگر با توجه به کوچک بودن پکتهای داده مسلما برای آدرس دهی MAC از روش یکتایی جهانی استفاده نمی شود(چون بیتهای آدرس بیشتر از بیتهای داده می شود)
بنابراین باید راه حل های تخصیص آدرس پویا و توزیع شده را دنبال کرد
اسلاید 18 :
تخصیص توزیع شده در سطح شبکه
ساده ترین راه حل تخصیص آدرس: هر گره به صورت تصادفی یک آدرس انتخاب کند. اگر فرض کنیم k تعداد گره ها و n تعداد آدرس های ممکن باشد آنگاه احتمال اینکه k گره آدرس تکراری انتخاب نکرده باشند به صورت زیر است:
اسلاید 19 :
تخصیص توزیع شده در سطح شبکه
برای K=275 احتمال عدم برخورد بیشتر از90 درصد است ولی فقط از 1.7درصدفضای آدرس استفاده شده است
اسلاید 20 :
تخصیص توزیع شده در سطح شبکه
راه حل برای جلو گیری از برخورد آدرس ها:
- هر گره به همسایه هایش گوش دهد و آدرسی انتخاب کندکه بقیه استفاده نکرده اند
- هر گره یک آدرس تصادفی انتخاب و یک پکت کنترلی تقاضای آدرس تولید کند که حاوی آدرس تصادفی باشد و آن را برای همه ارسال می کند اگر گرهی با آدرس تصادفی فوق موجود بود پاسخ می دهد اگر نبود و پاسخی دریافت نکرد همین آدرس را برای خودش انتخاب می کند.
