no-img
papersaz

سمینار مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس در شبکه‌های موردی متحرک - papersaz


papersaz

ادامه مطلب

سمینار مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس در شبکه‌های موردی متحرک
zip
۲۹ بهمن, ۱۳۹۵
9000 تومان
0 فروش
9000 تومان – خرید

سمینار مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس در شبکه‌های موردی متحرک


تاریخچه

در سال‌1970 وزارت دفاع در امریکا تصمیم گرفت تا در سیستم خود شبکه‌های بی سیم سیار را بکار اندازد و نام آن را شبکه‌های موردی متحرک[1] نامید. دلیل آن نیز این بود که در میدان جنگ تضمینی وجود ندارد که ارتباطات از طریق یک حالت زیربنایی[2] انجام گیرد و یا اینکه تضمینی وجود ندارد که این حالت زیربنایی در این وضعیت خراب نشود.‌ بنابراین تصمیم گرفتند به جای آن، یک شبکه‌ موردی را که بدون زیر ساختار می‌باشد راه اندازی کنند و ارتباطات نظامی دیگر آسیب پذیر نخواهد بود. یک مثال کلاسیک از شبکه‌ها موردی، شبکه‌ها جنگنده‌های جنگ و پایگاه‌های متحرک آنها در میدان جنگ می‌باشد، اما به تدریج در قسمت های تجاری و صنعتی نیز مفید واقع شد. کاربرد فعلی شبکه‌ها موردی شامل بازیهای آنلاین، ارتباطات در کلاس درس، ارتباطات نظامی، جستجوهای عملی و غیره می‌باشد.که در همه‌ی آنها ارتباطات گروهی مهم است.

واژه ادهاک نشان می‌دهد که این شبکه‌ها به یک گروه خاص انتشار می‌یابد و یا اغلب سرویسهای ویژه‌ای می‌باشد که برای کاربردهای خاص استفاده می‌شود، بنابراین شبکه‌های موردی در یک دوره کوتاهی از زمان برپا می‌شود و پروتکل‌های ویژه‌ای برای هر کاربرد در نظر گرفته می‌شود. مهمترین ویژگی این شبکه‌ها وجود یک توپولوژی پویا و متغیر می‌باشد که نتیجه تحرک گره می‌باشد. گره‌ها در این شبکه‌ها به طور پیوسته موقعیت خود را تغییر می‌دهند که این خود نیاز به یک پروتکل مسیریابی که توانایی سازگاری با این تغییرات را داشته نمایان می‌کند. کاربردها ممکن است بسیار باشند و محیط نیز ممکن است بصورت پویا تغییر یابد در نتیجه پروتکل‌های این شبکه‌ها باید خاصیت خود پیکربندی[3] برای تنظیم شدن با محیط، ترافیک و تغییرات را داشته باشند به علت سیار بودن و طبیعت بدون زیربنایی شبکه‌های موردی بایستی از یک طراحی جدید استفاده شود، بنابراین از روش خودپیکربندی برای آدرس ها و مسیریابی در تحرک پذیری آن استفاده می‌شود. در سطح کاربرد، کاربران این شبکه‌ها با یکدیگر به صورت یک تیم در ارتباط می‌باشند. برای مثال،  پلیس، ‌ماٌموران آتش نشانی،  تیم‌های پزشکی و غیره. بنابراین این کاربردها نیاز به ارتباطات گروهی[4] مناسب برای ارسال داده و ترافیک بلادرنگ دارند. مسیریابی و امنیت در این شبکه‌ها از چالش های امروز این شبکه‌هاست.

 

 

 

 

چکیده

شبکه‌های موردی در چند سال اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته‌اند. کاربران این نوع شبکه‌ها خواهان استفاده ازخدمات چند رسانه‌ای در این شبکه‌ها می‌باشند. این امر مستلزم فراهم کردن کیفیت سرویس برای کاربردهای چند رسانه‌ای درشبکه‌های موردی است. به علت خصوصیات خاص شبکه‌های موردی فراهم کردن کیفیت سرویس در آنها با چالشهای بسیاری روبرو است. در این شبکه‌ها، تضمین کیفیت سرویس بیش از شبکه‌های با سیم با چالش همراه است، که عمدتا به دلیل حرکت گره، ارتباطات چندهاپ، کشاکش مربوط به دسترسی به ‌کانال و فقدان هماهنگی مرکزی است. تضمین کیفیت سرویس جزو الزامات بیشتر رسانه ها و برنامه‌های کاربردی حساس به خطا یا حساس به زمان است. مشکلات موجود در سر راه چنین تضمین‌هایی باعث محدودیت بهره برداری از شبکه‌های موردی متحرک می‌شود. با این حال، در دهه اخیر، بیشتر تحقیقات حول موضوع ایجاد تضمین در پروتکل‌های شبکه‌های موردی متحرک بوده است. پروتکل مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس بخش داخلی روش تضمین کیفیت سرویس  محسوب می‌شود، برای اینکه عملکرد آن مشخص کردن این است که کدام گره قادر به سرویس دهی به نیازهای برنامه‌های کاربردی است. در نتیجه، یک نقش حیاتی درکنترل پذیرش نشست داده است.

انگیزه زیادی برای ارتباطات بی سیم و قدرتمند در شبکه‌های موردی متحرک وجود داشته است که به دلیل ماهیت پویا، خودپیکربندی و غیر‌متمرکز آن بوده است که از نیاز به یک زیرساخت ایستگاه پایه گران قیمت پیشگیری می‌کند. در اواسط دهه 1990، تمرکز دانشمندان عمدتا روی طراحی پروتکل‌های ارتباطی پویا و توزیع شده برای به اشتراک گذاری کانال‌های بی سیم برای کشف مسیرهای بین دستگاه های متحرک بود. هدف از این پروتکل‌ها ایجاد یک سطح پایه از خدمات بود تا عملکرد شبکه‌ها را در زمان مواجه با رسانه های ارتباطی بی‌سیم مشترک و غیرقابل پیش بینی تضمین نماید و چشم انداز توپولوژی شبکه‌ها را حفظ کرده و هنگام برخورد با لینک ها و دستگاه‌های متحرک معیوب، آنها را مسیریابی نماید. با وجود طیف وسیعی از راه‌حل‌های تکنولوژیکی برای شبکه‌های موردی متحرک، پیاده سازی عملی آنها و استفاده آنها در دنیای واقعی تا‌کنون محدود بوده است. از آنجایی که خدمات چند رسانه‌ای و سرگرم کننده مختلف معمولا با تکنولوژی رابطه مستقیم دارند، لازم است که توانایی بالقوه شبکه‌های موردی ‌متحرک را به درستی درک کنیم وآنها باید بتوانند چنین خدماتی را برای پروتکل‌هایی فراهم کنند که با آنها سازگار نیستند.

دلیل این است که برنامه‌های کاربردی چند رسانه‌ای‌ اغلب نیاز به خدمات حساس به زمان و قابلیت اطمینان دارند که شبکه‌ها باید پاسخگوی این نیاز باشد. در نتیجه، به خصوص در 5 یا 6 سال گذشته، تمرکز از سمت خدماتی که در آن بیشترین تلاش اعمال می‌شود به سمت ارائه تضمین کیفیت سرویس سوق داده شد که در تحقیقات شبکه‌های موردی متحرک  به بهترین شکل توصیف شده است. پروتکل، نقش اصلی در مکانیزم تضمین کیفیت سرویس ایفا می‌کنند، برای اینکه وظیفه آنهاست که بفهمند کدام گره قادر به سرویس دهی به نیاز برنامه‌های کاربردی است. بنابراین، پروتکل مسیریابی تضمین کیفیت سرویس نیز نقش مهمی در کنترل پذیرش نشست[5] ایفا می‌کند، برای اینکه وابسته به کشف مسیری است که بتواند از کیفیت سرویس[6] مورد تقاضا پشتیبانی کند. در روش دیگر، برخی از روش های مسیریابی ممکن است به نیازهای برنامه‌های کاربردی به طور مستقیم پاسخگو نباشند و ممکن است به دنبال بهبود تضمین کیفیت سرویس  تحت معیارهای خاص باشند.

بیشتر روش‌های پیشنهادی در این مقاله بر ارائه تضمین کیفیت سرویس بر اساس دو معیار متمرکز شده اند: توان و تاخیر. از بین این دو رایج‌ترین معیار، توان است. احتمالا این بدان دلیل است که توان تضمینی تا حدودی نیاز به “کمترین مخرج مشترک” است؛ بیشترین برنامه‌های کاربردی صوتی یا تصویری نیاز به سطوحی از توان تضمین شده با وجود محدودیت‌های دیگر خود دارند. با این حال، بسیاری از معیارهای دیگری نیز وجود دارند که برای تعیین کمیت تضمین کیفیت سرویس  مورد استفاده قرار می‌گیرد و در این بررسی ما سعی می کنیم که بیشتر آنها را تحت پوشش قرار دهیم و نمونه هایی از موارد استفاده از آنها را فراهم می کنیم. همچنین یک روش مسیریابی شبکه‌ها مبتنی بر کیفیت سرویس برای شبکه‌های موردی مبتنی بر زیگبی در محیط نوسانی چند گرافی نیز مورد بررسی قرار گرفته است که از اطلاعات اولیه برای تضمین کیفیت سرویس استفاده کرده می‌کند تا پیام درخواست را در روند اکتشاف مسیر و پیام HELLO را در روند حفظ مسیر، مسیریابی نماید. رشد انفجاری در استفاده از شبکه‌های موردی متحرک با خواسته های کاربران برای برنامه های بلادرنگ  چالش‌های زیادی را در طراحی پروتکل‌های این شبکه‌ها فراهم کرده است. ما به مطالعه مسائل درگیر با مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس  و مقایسه پروتکل‌های مسیریابی با تضمین کیفیت سرویس می‌باشد. چالش اصلی دراین نوع شبکه‌ها پیداکردن یک مسیررضایت بخش برای کاربر با تضمین کیفیت سرویس برای چندرسانه‌ای وبرنامه‌های کاربردی بلادرنگ است. با این حال سطح خدمات ،به در دسترس بودن، پهنای‌باند، تأخیر و جیتر بستگی دارد. و ادغام این پارامترهای کیفیت سرویس، پیچیدگی الگوریتم های مورد استفاده را افزایش میدهد.

ما یک بررسی کلی درباره اقدامات مربوط به مسیریابی با ارائه کیفیت سرویس، معیارهای پروتکل‌های مسیریابی، چالش مطرح شده در شبکه‌های موردی و مبادلات موجود در طرح پروتکل‌های مسیریابی و همچنین پژوهش های انجام شده در الگوریتم مورچگان که مبتنی بر مسیریابی با تضمین کیفیت سرویس است را نیز ارائه می کنیم .

 

فهرست مطالب

1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………….. 1

2- اقدامات مربوطه………………………………………………………………………………………………………….. 2

3- مشکلات پیش روی تضمین کیفیت سرویس…………………………………………………………………………. 4

4- حالات گره و معیارهای اعمال شده برای انتخاب مسیر…………………………………………………………….. 4

 4-1- معیارهای لایه شبکه‌ها…………………………………………………………………………………………….. 4

4-2- معیارهای لایه پیوند و مک………………………………………………………………………………………….. 4

 4-3 – معیارهای لایه فیزیکی…………………………………………………………………………………………….. 4

 5- معیارهای ارزیابی پروتکل…………………………………………………………………………………………….. 5

5-1- لایه انتقال/ کاربردی…………………………………………………………………………………………………. 5

 5-2- لایه شبکه‌ها………………………………………………………………………………………………………… 5

 5-3- لایه مک……………………………………………………………………………………………………………… 5

6- عوامل تاثیرگذار روی عملکرد پروتکل کیفیت سرویس…………………………………………………………….. 5

7- منابع مورد نیاز شبکه‌ها ……………………………………………………………………………………………… 6

 8- مبادلات طراحی……………………………………………………………………………………………………… 7

 9- ملاحظات طراحی اولیه پروتکل‌های مسیریابی………………………………………………………………….. 8

9-1- برآورد منابع…………………………………………………………………………………………………………. 8

 9-2- کشف مسیر………………………………………………………………………………………………………. 9

9-3- رزرو منابع…………………………………………………………………………………………………………… 9

 9-4- نگهداری مسیر……………………………………………………………………………………………………. 9

 9-5- انتخاب مسیر………………………………………………………………………………………………………. 9

10- طبقه بندی پروتکل‌ها………………………………………………………………………………………………. 10

11- ویژگی های پروتکل‌های مسیریابی……………………………………………………………………………… 14

11-1- الگوریتم مسیریابی موقتی توزیع شده استخراج هسته…………………………………………………… 14

 11-2- الگوریتم مسیریابی چند مسیری مبتنی بر بلیط…………………………………………………………… 16

11-3- الگوریتم مسیریابی مبتنی بر تقاضا………………………………………………………………………….. 18

 11-4- الگوریتم مسیریابی مبتنی بر توزیع ماشه…………………………………………………………………. 19

 11-5- الگوریتم مسیریابی کیفیت سرویس تطبیقی……………………………………………………………… 20

 11-6- الگوریتم مسیریابی لینک-وضعیت بهینه……………………………………………………………………. 21

 11-7- الگوریتم مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس بر اساس پهنای‌باند…………………………………….. 21

 11-8-الگوریتم مسیریابی لینک-وضعیت بهینه مبتنی بر کیفیت سرویس……………………………………….22

 11-9- الگوریتم مسیریابی وضعیت گره…………………………………………………………………………….. 23

 11-10- الگوریتم مسیریابی مورد تقاضا SIR با تخصیص توان انتشار……………………………………………. 23

11-11- الگوریتم مسیریابی مبتنی بر تقاضا………………………………………………………………………… 24

 12- عملکرد پروتکل مسیریابی………………………………………………………………………………………. 26

 13- معیار پروتکل‌های مسیریابی……………………………………………………………………………………. 27

13-1- پشتیبانی تحرک………………………………………………………………………………………………… 28

13-2- سربار مسیریابی………………………………………………………………………………………………… 29

13-3- الزامات اضافی……………………………………………………………………………………………………. 29

13-4- مقیاس شبکه‌ها…………………………………………………………………………………………………. 29

14- مسائل باز…………………………………………………………………………………………………………… 29

14-1- کشف مسیر……………………………………………………………………………………………………… 30

14-2- رزرو منابع…………………………………………………………………………………………………………. 31

14-3- نگهداری مسیر…………………………………………………………………………………………………… 31

14-4- افزونگی مسیر……………………………………………………………………………………………………. 32

15- الگوریتم مورچگان……………………………………………………………………………………………………. 32

15-1- روش اول…………………………………………………………………………………………………………… 33

15-2- روش دوم…………………………………………………………………………………………………………… 33

15-3- روش سوم…………………………………………………………………………………………………………. 33

15-4- روش چهارم………………………………………………………………………………………………………… 33

15-5- روش پنجم…………………………………………………………………………………………………………. 33

15-6- روش ششم………………………………………………………………………………………………………. 34

15-7- روش هفتم………………………………………………………………………………………………………… 34

15-8- روش هشتم………………………………………………………………………………………………………. 34

15-9- روش نهم………………………………………………………………………………………………………….. 34

15-10-روش دهم……………………………………………………………………………………………………….. 34

16- مقایسه الگوریتم های مبتنی بر مورچه…………………………………………………………………………. 35

17- الگوریتم خوشه بندی……………………………………………………………………………………………….35

17-1- نگهداری خوشه………………………………………………………………………………………………….. 36

17-2- مسیریابی ……………………………………………………………………………………………………….. 37

17-3- کشف مسیر……………………………………………………………………………………………………… 37

17-4- نگهداری مسیر………………………………………………………………………………………………….. 38

18- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………. 39

منابع……………………………………………………………………………………………………………………… 40

فهرست جداول

جدول1. ویژگی های برجسته پروتکل‌های مسیریابی……………………………………………… ………. 12

جدول2. ویژگی های پروتکل‌های مسیریابی کیفیت سرویس………………………………………………. 13

جدول3. مقایسه پروتکل‌های مسیریابی………………………………………………………………… …… 26

جدول4. مقایسه عملکرد پروتکل‌ها……………………………………………………………………………. 27


 

فهرست اشکال

شکل1. طبق بندی پروتکل‌ها…………………………………………………………………………………….. 10

شکل2. مسیریابی با توجه به الگوریتم مبتی بر بلیط…………………………………………………………. 17

شکل3. دسته بندی پروتکل مبتنی بر تقاضا……………………………………………………………………. 20

 



موضوعات :

درباره نویسنده

papersaz 161 نوشته در papersaz دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *