دانلود پایان نامه : پرتکل های مسیریابی و درجه مشاركت نودها در مسيريابي

دانلود پایان نامه : پرتکل های مسیریابی و درجه مشاركت نودها در مسيريابي

تعداد صفحات: 81

فرمت فایل: word

دسته بندی: -

قیمت: 5500 تومان

تعداد نمایش: 209 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 29 جولای 2016

به روز رسانی در: 29 جولای 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

5500 تومان – خرید

موضوع :

 پرتکل های مسیریابی و درجه مشاركت نودها در مسيريابي

امروزه تمايل به استفاده از شبكه هاي بي سيم روز به روز در حال افزايش است ،‌ چون هر شخصي،‌ هر جايي و در هر زماني مي تواند از آنها استفاده نمايد . در سالهاي اخير رشد شگرفي در فروش كامپيوترهاي laptop و كامپيوترهاي قابل حمل بوجود آمده است . اين كامپيوترهاي كوچك،‌به چندين گيگا بايت حافظه روي ديسك ،‌ نمايش رنگي با كيفيت بالا و كارتهاي شبكه بي سيم مجهز هستند . علاوه بر اين ،‌ اين كامپيوترهاي كوچك مي توانند چندين ساعت فقط با نيروي باتري كار كنند و كاربران آزادند براحتي آنها را به هر طرف كه مي خواهند منتقل نمايند . زماني كه كاربران شروع به استفاده از كامپيوترهاي متحرك نمودند ،‌ به اشتراك گذاشتن اطلاعات بين كامپيوترها يك نياز طبيعي را بوجود آورد . از جمله كاربردهاي به اشتراك گذاري اطلاعات در مكانهايي نظير سالن كنفرانس ،‌كلاس درس ‌،‌ ترمينالهاي فرودگاه و همچنين در محيط هاي نظامي است .

دوروش براي ارتباط بي سيم بين كامپيوترهاي متحرك وجود دارد .

  • استفاده از يك زير ساخت ثابت كه توسط يك Acces point خارج شد آنگاه در محدوده راديويي Wireless Access point ها فراهم مي آيد . كه در اين گونه شبكه ها ،‌ نودهاي متحرك از طريق Access Point ها با يكديگر ارتباط برقرار مي كنند و هنگاميكه يك نود از محدوده راديويي Access Pointديگري قرار مي گيرد . مشكل اصلي در اينجا هنگامي است كه يك اتصال بايد از يك Access Point به Access Point ديگري تحويل داده شود ،‌ بدون آنكه تاخير قابل توجهي به وجود آيد ويا بسته اي گم شود .
  • شكل دادن يك شبكه بي سيم Adhoc در بين كاربراني است كه مي خواهند با هم ارتباط داشته باشند . اين گونه شبكه ها زير ساخت ثابتي ندارند و كنترل كننده و مركزي نيز براي آنها وجود ندارد .

شبكه هاي بي سيم Adhoc از مجموعه اي از نودهاي متحرك تشكيل شده اند كه اين نودها قادرند به طور آزادانه و مداوم مكانشان را در شبكه تغيير دهند . نودهاي موجود در شبكه Adhoc همزمان به عنوان client و مسيرياب عمل مي كنند و  با توجه به عدم وجود ساختار ثابت در اين گونه شبكه‎ها ،‌ نودها مسئوليت مسيريابي را براي بسته هايي كه مي خواهند در شبكه ارسال شوند بر عهده دارند و در انجام اين امر با يكديگر همكاري مي كنند .

هدف ما نيز در اينجا بررسي و مطالعه بر روي خصوصيات و ويژگي هاي اين تكنيكهاي مسير يابي است . لازم بذكر است پروتكل هاي مسيريابي متفاوتي براي استفاده در شبكه هاي Adhoc پيشنهاد شده اند كه پس از مطالعه اجمالي برروي نحوه عملكرد هر يك از آنها ،‌ قادر خواهيم بود آنها را بر طبق خصوصياتشان قسمت بندي نمائيم .

چرا نياز به طراحي پروتكلهاي مسير يابي جديدي براي شبكه هاي Adhoc وجود دارد ؟‌

در شبكه هاي سيم دار تغييرات در توپولوژي شبكه بندرت اتفاق مي افتد . بيشتر host ها و نودهاي ديگر در يك جاي مشخصي در شبكه قرار دارند ويك شكستگي در لينك زماني اتفاق مي‎افتد كه يك قطع فيزيكي نظير fail‌ شدن host  و يا خسارت فيزيكي كامل اتفاق بيفتد . براي اين نوع شبكه هاي سيم دار با ساختار ثابت يك الگوريتم مسيريابي كلاسيك به خوبي كار مي كند.

براي اينكه اطلاعات جداول مسيريابي بروز باشند ،‌مسيريابها به صورت دوره اي اطلاعاتشان را با يكديگر مبادله مي كنند و در حالتي كه يك failure‌ ي در لينكي اتفاق بيفتد مسيرها بايد مجدداً محاسبه شوند ودر شبكه منتشر گردند. اين پروسه يك مدت زماني طول مي كشد كه چنين چيزي در شبكه هاي سيم دار طبيعي است و آشكار است كه چنين روشي در شبكه هاي Adhoc كار نخواهد كرد . در اين شبكه ها از آنجايي كه نودها مرتباً در حال حركت هستند ،‌ تغييراتي كه در لينكها به وجود مي آيد نيز بسيار مداوم خواهد بود . به عنوان مثال زماني را در نظر بگيريد كه 2 تا نود در حالي با هم ارتباط برقرار كرده اند كه مدام از همديگر فاصله مي گيرند . تا زماني كه هردوي آنها در محدوده ارتباطي همديگر باشند اين ارتباط مي تواند حفظ گردد. ولي هنگاميكه فاصله بين نودها بيشتر شود ديگر اين ارتباط نيز ميسر نخواهد بود . حال تصور كنيد كه تعداد زيادي از نودها مطابق اين سناريو رفتار نمايند ،‌ در اين حالت لينكهاي زيادي شكل خواهند گرفت ومسيرهاي جديدي به سمت مقصدها محاسبه خواهد شد و در مقابل لينكهاي بسياري نيز شكسته خواهند شد و مسيرهاي بسياري نيز از بين خواهند رفت .

از ديگر مواردي كه مي توان به عنوان دلايل نياز به طراحي پروتكلهاي مسيريابي جديد براي شبكه‎هاي Adhoc به آنها اشاره كرد عبارتند از :‌

  • پروتكلهاي مسيريابي شبكه هاي سيم دار بار محاسباتي بسيار زيادي را به صورت مصرف زياد حافظه و همچنين مصرف زياد انرژي بر روي هر كامپيوتر قرار مي دهند .
  • پروتكلهاي مسيريابي مورد استفاده در شبكه هاي سيم دار از مشكلات به وجود آوردن حلقه‎هاي كوتاه مدت وبلند مدت رنج مي برند .
  • متدهايي كه براي حل مشكلات ناشي از بوجود آوردن حلقه ها در پروتكلهاي مسيريابي سنتي استفاده مي شوند در شبكه هاي Adhoc عملي نيستند .

اين تفاوتها بين شبكه هاي سيم دار و بي سيم به راحتي آشكار مي كند كه يك پروتكل مسيريابي براي شبكه هاي Adhoc بايد يكسري از مشكلات اضافه تري را حل نمايد كه اين مشكلات در شبكه هاي سيم دار وجود نداشته است .

در زير ليستي از مواردي را كه يك پروتكل مسيريابي بايد آنها را مدنظر قرار دهد ذكر گرديده كه بعضي از اين خصوصيات مهمتر از خصوصيات ديگر هستند .

به طور كلي اهداف طراحي پروتكلهاي مسيريابي اين است كه پروتكلي ساخته شود كه :‌

  • وقتي كه توپولوژي شبكه گسترش مي يابد اين پروتكل نيز بتواند همچنان مسيريابي را انجام دهد .
  • زماني كه تغييراتي در توپولوژي شبكه به وجود مي آيد اين پروتكل سريعاً قادر به پاسخگويي باشد .
  • مسيرهايي را فراهم كند كه بدون حلقه باشد .
  • تاخير را به حداقل رساند (‌باانتخاب مسيرهاي كوتاه )‌
  • براي اجتناب از تراكم چندين مسير را از مبدأ به مقصد فراهم نمايد .

پروتكل طراحي شده براي مسيريابي در يك شبكه Adhoc بايد خصوصيات زيررا دارا باشد .

  • اجراي غير مركزي داشته باشد ،‌ به اين معني كه نبايد به يك نود مركزي وابسته باشد .
  • استفاده از پهناي باند را كار اگرداند (overhead مسيريابي را مي نيمم كند )
  • هم از لينكهاي يكطرفه و هم از لينكهاي دو طرفه استفاده كند .

تقسيم بندي پروتكلهاي مسيريابي در شبكه هاي Adhoc

چندين معيار متفاوت براي طراحي و كلاس بندي پروتكلهاي مسير يابي در شبكه هاي Adhoc وجود دارد . به عنوان مثال اينكه چه اطلاعات مسيريابي مبادله مي شوند ؟ چه زماني و چگونه اين اطلاعات مبادله مي‎شوند ؟‌ چه زماني و چگونه مسيرها محاسبه مي شوند .

كه ما در اين بخش در مورد هر يك از اين معيارها مطالبي را بيان خواهيم كرد .

  • مسيريابي Link State در مقابل مسيريابي DisTance Vector

همانند شبكه هاي سيم دار عرف ،‌ LSR و DVR مكانيزم هاي زيرين براي مسيريابي در شبكه‎هاي Adhoc بي سيم مي باشند . در LSR‌ اطلاعات مسيريابي به شكل بسته هاي Link State
(Link  State Packets) مبادله مي شوند . LSP يك نود شامل اطلاعات لينكهاي همسايگانش است . هرنود زماني كه تغييري را در لينكي شناسايي كند LSP‌ هايش را فوراً در كل شبكه جاري مي كند . نودهاي ديگر بر اساس اطلاعاتي كه از LSP هاي دريافتي شان بدست مي آورند ‌، توپولوژي كل شبكه را ترسيم مي كنند و براي ساختن مسيرهاي لازم از يك الگوريتم كوتاهترين مسير نظيردايجكسترا استفاده مي كنند .

 

پروتكل مسيريابي DSR در شبكه هاي Adhoc مورد استفاده قرارمي گيرد . اين پروتكل در دسته پروتكلهاي  مسيريابي On-Dmand قرار مي گيرد  وعملكرد اين پروتكل بر اساس مسيريابي از مبدأ مي باشد .

همانگونه كه قبلاً هم ذكر گرديد ،‌ Source Routing يك تكنيك مسيريابي است كه در آن فرستنده بسته ،‌ ترتيبي كامل از نودهايي كه بايد بسته مذكور را forward‌ كنند مشخص مي نمايد  وآن را در header‌ آن بسته قرارمي دهد . لازم به ذكر است كه در اين ليست ،‌ هرنود forward كننده با آدرس hop بعدي اش مشخص مي شود .

Source Routing‌ در بسياري از مفاهيم موجود در شبكه هاي سيم دار نيز استفاده مي شود و به صورت استاتيك و يا دايناميك مسير مورد نظر را مشخص مي نمايد .

در پروتكل DSR‌ اعلان مسيرها به صورت دوره اي انجام نمي گيرد . در اين پروتكل نيز همانند ساير پروتكلهاي On-Demand ديگر ،‌ مسيرها فقط در مواقع نياز و از طريق پروسه كشف مسير شكل مي گيرند .

عملكرد كلي پروتكل DSR

هنگاميكه يك نود مي خواهد بسته اي را به نود ديگري ارسال نمايد ،‌ در صورتي كه مسيري را به سمت آن مقصد نداشته باشد پروسه كشف مسير انجام مي گيرد تا مسير مورد نظر بدست آيد . سپس مسير مذكور را در  header بسته قرار داده و آن را در شبكه forward مي كند . هر نودي كه اين بسته را دريافت مي كند در صورتي كه به عنوان مقصد آن بسته نباشد ‌،‌ به سادگي بر طبق آدرسهايي كه در header اش قرار دارد آن را به سمت نود بعدي forward مي كند . زماني كه بسته به مقصد نهايي اش مي رسد توسط نرم افزار لايه شبكه آن نود دريافت مي گردد .

هرنود متحرك در شبكه Adhoc داراي يك Route Cache مي باشد كه در آن مسيرهايي را كه بدست آمده است cache مي كند . هنگاميكه يك نود مي خواهد بسته اي را به نود ديگري بفرستد ابتدا مسيرهاي موجود در Route cache خود را بررسي مي كند و در صورت عدم وجود يك مسير معتبر به سمت آن مقصد پروسه كشف مسير را راه اندازي خواهد كرد .

درطول مدت زماني كه آن نود منتظر است تا عمليات كشف مسير انجام شود ،‌ مي تواند پروسسهاي طبيعي خود را ادامه دهد و بسته هايي را به نودهاي ديگر بفرستد و يا از آنها دريافت نمايد .

هر مدخل در Route cache‌ داراي يك زمان انقضا خواهد بود كه بعد از اتمام اين زمان ‌،‌ مدخل مربوطه ازcache پاك خواهد شد .

  • پروسه كشف مسير

پروسه كشف مسير به هر نودي در شبكه Adhoc‌ اجازه مي دهد تا به صورت دايناميك مسيري را به سمت نود ديگري دراين شبكه پيدا نمايد . اين پروسه به صورت زير انجام مي گيرد .

ابتدا نود مبدأ يك بسته درخواست مسير (RREQ) را به همسايگانش مي فرستد . در اين بسته آدرس مقصد ذكر گرديده است . هر يك از نودهاي واسط با توجه به آدرس مذكور اقدام به ارسال اين بسته به نودهاي ديگر مي نمايند تا در نهايت بسته RREQ‌ به مقصد برسد .

در صورتي كه پروسه كشف مسير موفقيت آميز باشد نود فرستنده يك بسته پاسخ مسير (RREP) را دريافت خواهد كرد كه در آن ترتيبي از آدرس هاي مربوط به نودهايي كه از طريق آنها بسته RREQ به مقصد رسيده است وجود دارد .

علاوه بر آدرس نود فرستنده ونود مقصد نهايي ،‌ يك Route Record نيز در هر RREQ قرار دارد. در Route Record ترتيبي از hop  هايي كه بسته براي رسيدن به مقصد نهايي از طريق آنها forward  مي شود قرار مي گيرد . هر RREQ شامل يك شماره درخواست نيز مي باشد كه توسط نود فرستنده به صورت محلي توليد مي شود .

زمانيكه يك نود ،‌ بسته RREQ را دريافت مي كند با توجه به شرايط زير اقدامات مختلفي را انجام خواهد داد .

  • در صورتي كه (‌آدرس نود مبدأ ،‌ شماره درخواست ) در ليست درخواستهايي كه اخيراً ديده است وجود داشته باشد آنگاه بسته RREQ مذكور را از بين خواهد برد و هيچ پروسه اضافه تري را انجام نمي دهد .
  • در صورتي كه آدرس آن نود در ليست Route Record‌ بسته RREQ‌ وجود داشته باشد آنگاه نود مذكور بسته RREQ‌ را از بين خواهد برد و هيچ پروسه اضافه تري را روي آن انجام نمي‎دهد .
  • در صورتي كه آدرس مقصد موجود در بسته RREQ‌ با آدرس آن نود يكسان بود آنگاه Route Record ي كه در بسته RREQ‌ وجود دارد شامل مسيري است كه بسته درخواست از مبدأ‌ طي كرده تا به اين نود رسيده ،‌ پس يك كپي از اين مسير در يك بسته RREP‌ قرار مي گيرد و به فرستنده اصلي ارسال مي گردد .
  • و در صورتي كه هيچ يك از موارد فوق صدق نكند ، آن نود آدرس خودش را به آدرسهاي موجود در ليست Route Record آن بسته اضافه مي كند وسپس بسته RREQ‌ را مجدداً منتشر مي كند .

بنابراين بسته RREQ آنقدر در طول شبكه منتشر مي شود تا زمانيكه به مقصد اصلي برسد و پس از آن بسته RREP به نود مبدأ بازگردانده خواهد شد .

با توجه به موارد ذكر شده فوق هر نود مياني فقط در صورتي كه براي نخستين بار اين بسته را دريافت كرده باشد و همچنين به عنوان مقصد نهايي نيز نباشد آنگاه بسته مذكور را مجدداً در شبكه منتشر خواهد كرد .

توجه به اين نكته ضروري است كه از بين بردن يك RREQ توسط يك نود ،‌ به سبب وجود آدرس آن نود در Route Record بسته مذكور ،‌ تضمين كننده عدم انتشار يك كپي منفرد از آن بسته در يك حلقه مي باشد . همچنين از بين بردن اين بسته به دليل اينكه آن نود بسته مذكور را قبلاً دريافت كرده است سبب خواهد شد كه آن نود بتواند كپي هاي مختلفي از يك RREQ را كه از مسيرهاي متفاوتي دريافت شده اند پاك نمايد . از آنجايي كه نود مقصد موظف به ارسال يك بسته RREQ‌ به نود مبدأ مي باشد پس حتماً بايد مسيري به سمت اين نود برايش وجود داشته باشد .

در صورتي كه نود مقصد مدخلي را براي ارسال RREP در Route cache اش داشته باشد آنگاه از آن مسير براي فرستادن بسته به نود مبدأ استفاده خواهد كرد . در غير اين صورت ،‌ نود مقصد مسير موجود در Route Record را معكوس خواهد كرد و از آن براي ارسال بسته استفاده خواهد نمود . اگرچه براي استفاده از روش دوم بايد ارتباطات بين نودها در شبكه به صورت متقارن و يكسان باشد و چنين چيزي در بسياري از محيط هاي بي سيم صادق نيست .

ويك روش جايگزين براي آن استفاده از تكنيك Piggy backing مي باشد .

– پروسه نگهداري مسير

به طور كلي به نظارتي كه بر عملكرد صحيح يك مسير از طرف يك نود اعمال مي گردد پروسه نگهداري مسير گفته مي شود .

پروتكلهاي مسيريابي عرف با فرستادن پيامهاي Update به صورت دوره اي ومداوم ،‌ پروسه هاي كشف مسير و نگهداري مسير را با هم ادغام نموده اند ،‌ در صورتي كه در پروتكلهاي دسته
On- Demand اين 2 پروسه به صورت مجزا انجام مي گيرند .

در پروتكلهاي ProActive در صورتي كه موقعيت يك لينك تغيير نمايد عاقبت پيامهاي بروزرساني دوره اي اين تغييرات را به همه نودها در شبكه منعكس مي كنند كه احتمالاً موجب محاسبه مسيرهاي جديد خواهد شد . ولي در پروتكلهاي ReActive هيچ پيامي به صورت دوره اي در بين نودها ردو بدل نمي شود و به جاي آن هرزمان كه از مسيري استفاده مي گردد ،‌ پروسه نگهداري مسير بر عملكرد صحيح آن نظارت خواهد داشت و خطاهاي مسيريابي را به نود فرستنده اعلام مي‎كند .

از آنجايي كه شبكه هاي بي سيم ذاتاً قابليت اطمينان كمتري نسبت به شبكه هاي سيم دار دارند ،‌ بسياري از آنها عمليات ارسال ACK را به صورت hop‌ به hop‌ انجام مي دهند تا در صورت بروز اشكالات ويا از بين رفتن بسته ها موارد به سرعت قابل شناسايي باشند . دراين گونه شبكه ها ،‌ پروسه نگهداري مسير مي تواند به راحتي انجام پذيرد .

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

پاسخ دهید