مسیریابی در شبکه های ادهاک موبایل (MANETs)

[سیده آمین ارمان]

شبکه های ادهاک موبایل

‫در سالهاي اخير دستيابي پذيري گسترده ارتباطات بي سيم و دستگاههاي دستي, باعث گسترش تحقيقات روي شبكه‬ ‫هاي " خود سازمان ده" كه نيازمند يك فراساختار از پيش برقرار نباشند شده است.

اين شبكه هاي خود مختار‬ ‫شامل گرههاي خود مختار كه براي انتقال اطلاعات با يكديگر همكاري ميكنند هستند.



معمولا اين گرهها در آن‬ ‫واحد هم بعنوان سيستم پاياني و هم روتور عمل ميكنند.‬ ‫يك شبكه خود مختار مجموعه اي از گرههاي سيار بيسيم است كه بطور يكپارچه يك شبكه را بدون يك‬ ‫مدير كاربري با پيكر بندي خاص تشكيل ميدهد.

هر گره در يك شبكه خود مختار مسئول اطلاعات مسيريابي و‬ ‫بنابراين همكاري و نگهداري اتصال شبكه بين همسايگانش مي باشد.


مواردی وجود دارد که زير ساخت‬ ‫شبكه اي در دسترس نیست و ايجاد يك شبكه خود مختار راحت تر است است.‬
‫عمليات امنيتي: نصب سريع يك زير ساخت ارتباطي در هنگام يك حادثه محيطي/ طبيعي يا ناشي از‬ ‫تروريسم كه ساختار قبلي را خراب كرده باشد.‬
‫انجام فعاليتهاي قانوني: نصب سريع يك زير ساخت ارتباطي در هنگام عمليات خاص‬
‫ماموريت تاكتيكي: نصب سريع يك زير ساخت ارتباطي در يك قلمرو ناشناخته متخاصم‬
‫پروژه هاي تجاري: نصب ساده يك زير ساخت ارتباطي براي اجتماعات تجاري همچون كنفرانس ها, نمايشگاه ‫ها, ميتينگ ها, ‪ Work Shop‬ها‬
‫كلاسهاي آموزشي: نصب ساده يك زير ساخت ارتباطي براي ايجاد يك كلاس تعاملي مورد درخواست‬

‫شبكه هاي خود مختار مي توانند به دو كلاس تقسيم گردند: ايستا و سيار.

در شبكه هاي ايستا خود مختار‬ ‫موقعيت يك گره به محض اينكه قسمتي از يك شبكه شود قابل تغيير نيست.

مانند شبكه هاي ‪ .rooftop‬ ‫در شبكه هاي خود مختار سيار گرهها ممكن است بطور اختياري حركت كنند.

از آنجا که شبكه هاي خود مختار سيار بطور مكرر توپولوژي شان را بدون توجه به وضعيت قبلي تغيير ميدهند ،‬ ‫مسيريابي در چنين شبكه هايي يك كار چالش انگيز است.

ما دو ديدگاه متفاوت را تشريح ميكنيم : مسيريابي‬ ‫مبتني بر توپولوژي، مسيريابي مبتني بر موقعيت.‬



مسيريابي‬ ‫مبتني بر توپولوژي

‫پروتكلهاي مسيريابي مبتني بر توپولوژي براي انجام عمل به جلو راندن بسته ها از اطلاعات لينكهاي موجود در‬ ‫شبكه استفاده مي كنند.

آنها ميتوانند به ديدگاههاي پيش فعال و انفعالي و تركيبي تقسيم ميشوند.‬
‫الگوريتم هاي پيش فعال از استراتژي هاي مسيريابي كلاسيك مانند مسيريابي بردار فاصله (DSDV) یا مسيريابي حالت – لينك (‪ (TBRPF ، OLSR‬ استفاده ميكنند.

آنها اطلاعات مسيريابي درباره مسيرهاي در‬ ‫دسترس در شبكه را نگه ميدارند. حتي اگر اين مسيرها در حال حاضر (وضعيت جاري) مورد استفاده نباشند.

اشكال‬ ‫اصلي اين ديدگاه ها آن است كه نگهداري اين مسير هاي بلا استفاده، اگر توپولوژي شبكه مكررا در حال تغيير باشد، ميتواند قسمت مهمي از پهناي باند در دسترس را اشغال كند‬

‫در پاسخ به اين مشكل ، پروتكلهاي مسيريابي انفعالي توسعه داده شدند ( ‪ AODV ، TORA ، DSR‬‬)

‫پروتكلهاي مسيريابي انفعالي فقط مسيرهايي را كه در حال حاضر مورد استفاده هستند نگهداري ميكنند

بنابراين بار‬ ‫روي شبكه كاهش مي يابد به دليل اينكه فقط يك بخش كوچكي از مسيرهاي در دسترس در هر زمان در حال‬ ‫استفاده هستند.

اما آنها هنوز بعضي محدوديتهاي ذاتي را دارند :

اولا چون فقط مسيرهاي در حال استفاده نگهداري‬ ‫مي شوند بنابراين قبل از اينكه بتوان بين يك زوج ارتباطي بسته ها را مبادله كرد بايد كشف مسير انجام گيرد كه‬ ‫اين باعث يك تاخير روي اولين بسته اي كه بايد انتقال يابد ميگردد.

ثانيا حتي دربين مسيرهاي نگهداري شده براي‬ ‫الگوريتم انفعالي كه فقط به مسيرهاي در حال استفاده محدود ميشود هنوز هم ممكن است كه بخش مهمي از‬ ‫ترافيك شبكه هنگاميكه توپولوژي شبكه بطور مكرر تغيير ميكند توليد شود در نهايت بسته هاي ارسال شده به يك‬ ‫مقصد تقريبا از دست ميروند اگر مسير به گره مقصد تغيير يابد.‬

‫پروتكلهاي مسيريابي خود مختار تركيبي مانند ‪ ZRP‬ تركيب مسيريابي پيش فعال محلي و مسيريابي انفعالي‬ ‫سراسري براي دسترسي به سطح بالايي از كارايي و مقياس پذيري است.

اما حتي تركيب هردو استراتژي هم نياز‬ ‫دارد كه حداقل اطلاعات مسيرهاي در حال استفاده را نگهداري نمايد. محدود كردن ميزان تغيير توپولوژيكي‬ ‫ميتواند در يك مدت زمان مشخص قابل تحمل باشد.


مسيريابي مبتني بر موقعيت
‫الگوريـتم هاي مسيريابي مبتني بر موقعيت بعضي از محدوديتهاي مسيريابي مبتني بر توپولوژي را با استفاده‬ ‫از اطلاعات اضافه تر حذف ميكند.

آنها نيازمند اطلاعاتي در باره موقعيت فيزيكي گرههاي همكار كه قابل دسترس‬ ‫هستند مي باشند.

بطور عام هر گره موقعيت خودش را با استفاده از ‪ GPS‬يا هر نوع سرويس موقعيت ياب ديگر‬ ‫تعيين ميكند.

يك سرويس مكاني بوسيله فرستنده يك بسته براي تعيين‬ ‫موقعيت مقصد و قرار دادن آن در اطلاعات آدرس مقصد بسته استفاده مي شود.

سپس تصميمات مسيريابي در هر‬ ‫گره براساس موقعيت مقصد موجود در آدرس بسته و موقعيت همسايه هاي گرههاي ارسال كننده اتخاذ ميگردد.‬

‫بنابراين مسيريابي مبتني بر موقعيت نيازمند برقراري يا نگهداري مسيرها نيست.

گرهها نه اطلاعات جدول مسيريابي‬ ‫را ذخيره ميكنند و نه پيغام هايي را براي بروزرساني جداول ارسال ميكنند.

مسيريابي مبتني بر موقعيت تحويل‬ ‫بسته ها به همه گرهها در يك ناحيه جغرافياي داده شده با يك روش طبيعي را پشتيباني ميكند. اين نوع سرويس‬ ‫پخش جغرافيايي ناميده ميشود.