مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

www.irantarjomeh.com

پروتکل مسیریابی چند بخشی برحسب تقاضا در شبکه های سیار بی سیم

چکیده

در این مقاله، ما یک پروتکل مسیریابی چند بخشی «برحسب تقاضا» را برای یک شبکه چند جهشی سیار بی سیم عرضه خواهیم نمود. طرح پیشنهادی دارای دو ویژگی کلیدی می‌باشد:  (الف) این سیستم بر مبنای مفهوم گروه ارسال بیان شده است (بدان معنا که زیر مجموعه ای از گره ها در کار ارسال پاکت های چند بخشی از طریق سیلاب حوزه‌ای مشارکت خواهند داشت) که خود در تقابل با طرح درختی چند بخشی متعارف عمل می‌نماید. (ب) چنین سیستمی‌‌به صورت دینامیکی و با استفاده از رویه ای (همانگونه که از نام آن بر می‌آید)، متکی به مسیریابی برحسب تقاضا، اقدام به نوسازی یا رفرش اعضای گروه ارسال می‌نماید. سیستم چند بخشی «برحسب تقاضا» یکی از سیستم های کاملاً متناسب در زمینه کاربرد در محیط مسیریابی برحسب تقاضا می‌باشد، جائیکه مسیرها به صورت گزینشی، به هنگام نیاز بین جفت های گره ارتباطاتی، به جای حفظ و بروز رسانی کلی با استفاده از «زیر ساختار» مسیریابی (همانند، به طور مثال، بردار فاصله یا وضعیت لینک) محاسبه می‌شوند. سیستم چند بخشی برحسب تقاضا علی الخصوص در شبکه های سیار که دارای تغییرات سریعی می‌باشند جذاب بنظر می‌رسد، آن هم در موقعیتی که سربار ترافیک، که بواسطه آپدیت های مسیریابی و پیکربندی های درخت بوجود آمده است، ممکن است بعنوان یک مضمون بازدارنده در مبحث سرعت تلقی شود و یا در شبکه های بزرگ با نیازهای پراکنده ترافیکی، جائیکه راه حل زیر ساختار مسیریابی، در ارتباط با ترافیک، پردازش و سربار انباره، ممکن است وجه‌المصالحه قرار دادن مقیاس پذیری باشد. از طریق شبیه سازی، ما نسبت به مقایسه سیستم چند بخشی برحسب تقاضا با رویه چند بخشی متعارف درختی، DVMRP، و با نگارش چند بخشی گروه ارسال، که از رویه مسیریابی بردار فاصله متعارف به جای مسیریابی برحسب تقاضا استفاده می‌نماید، اقدام می‌نمائیم. این امر به ما اجازه می‌دهد تا قابیلت ارزیابی خطاهای درخت و زیر ساختار مسیریابی عمومی، بعنوان تابع تحرک و پراکندگی، را داشته باشیم.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۱- مقدمه

پروتکل های مسیریابی چند بخشی شبکه دارای سیم ( نظیر DVMRP، PIM، CBT، غیره) بر مبنای دو اصل اساسی می‌باشند: استفاده از درخت های توزیع برای تحویل مؤثر و کارای پاکتهای چند بخشی و استفاده از یک ساختار مسریابی از قبل موجود، برای حفظ و نگهداری چنین درخت‌هایی. با این وجود، در شبکه های سیار بی سیم اقتضایی یا ادهاک (ad hoc) اعتبار چنین اصولی، از طریق طبیعت انتشار کانال و تغییر پیوسته اتصال پذیری شبکه، به تحلیل برده می‌شود. در ابتدا، استفاده از درختان آن هم در یک محیطی که به سرعت تحت پیکربندی مجدد قرار دارد، نیازمند تعمیر و بازسازی مکرر شاخه ها می‌باشد که خود دو پیامد منفی را بدنبال خواهد داشت: تعمیرات کلی و اساسی (O/H) بسیار زیاد کانال و پردازشگر و ریسک بالای اتلاف پاکت در طی پیکربندی مجدد شاخه. بعلاوه، استفاده از زیرساختار متعارف مسیریابی بواسطه محدودیت های آن مشکل آفرین خواهد بود. به هنگامی‌که تحرک افزایش می‌یابد، تبادل بردارهای مسیریابی (در سیستم های بردار فاصله) و جداول وضعیت لینک (در سیستم های وضعیت لینک) نیز می‌بایست به صورت سریعتر و متوالی انجام شود، که خود منجر به سربار بالاتری خواهد شد. از طرف دیگر، شکست در افزایش سرعت آپدیت یا بروزرسانی، منجر به بروز نرخ های بالاتر افت پاکت‌ها در طی انتقال می‌گردد.

…

در این مطالعه، ما یک پروتکل چند بخشی را پیشنهاد می‌نماییم که متشکل از ویژگی طراحی مسیریابی برحسب تقاضای خود می‌باشد، بر این مبنا از سربار کانال اجتناب شده و  مقیاس پذیری نیز افزایش می‌یابد. پروتکل چند بخشی برحسب تقاضای کنونی به هیچ گونه مسیریابی تک بخشی نیاز نخواهد داشت. این سیستم ‌برای هر گونه از سیستم های کاربردی مسیریابی برحسب تقاضا کاربرد خواهد داشت. علاوه بر استفاده از سیستم مسیریابی برحسب تقاضا، پروتکل چند بخشی ما از طریق اکتشاف خصیصه انتشار ذاتی رسانه بی سیم از سربار مرتبط با حفظ و نگهداری درخت نیز اجتناب می‌نماید. به جای استفاده از زیرساخت های درخت همانند پروتکل های چند بخشی متعارف، پروتکل ما از” گروه ارسال”، تعدادی از گره ها که مسئول ارسال داده های چند بخشی هستند، جهت تحویل ترافیک چند بخشی، استفاده می‌نماید. ساختار گروه ارسال همچنین سبب کاهش سربار انباره می‌شود (مزیتی که در پروتکل های چند بخشی متعارف جهت حفظ و نگهداری درخت های چند بخشی مورد نیاز می‌باشد)؛ بعلاوه اتصال پذیری در بین اعضای چند بخشی بصورت راحت‌تری اعمال خواهد شد (در این مقوله کفایت خواهد داشت که توپولوژی مش، تشکیل شده بوسیله لینک های جفت های عضو، قابلیت شنیدن/ اعلان اتصال هر یک از گره ها را داشته باشند (عدم وجود جزایر)؛ در حالی که در طراحی سیستم درختی، مش می‌بایست در بردارنده یک یا چند  درخت از قبل مشخص شده باشد – که یک ضرورت کاملاً اکید و سخت گیرانه بشمار خواهد آمد). کاهش سربار  کانال و ذخیره گاه و اتصال پذیری آزاد/ واهلش شده سبب می‌شود تا این پروتکل از مقیاس پذیری بالاتری برای شبکه های بزرگ برخوردار باشد و همچنین از ثبات بیشتری برای شبکه های بی سیم سیار نیز بهره جوید. پروتکل چند بخشی گروه ارسال در ابتدا در [۶] با استفاده از ساختار مسیریابی متعارف (بلمن فورد – Bellman Ford) معرفی شد. این مقاله نسبت به اصلاح و تعمیم چنین سیستمی، ‌از طریق مشارکت سیستم مسیریابی برحسب تقاضا درآن، اقدام خواهد نمود.

بخش۲ پروتکل چند بخشی گروه ارسال، با استفاده از اطلاعات مسیریابی پایه، که بوسیله آپدیت جداول مسیریابی تامین می‌شود را معرفی می‌نماید (بلمن فورد [۳]). بخش ۳ اقدام به تشریح تفصیلی پروتکل چند بخشی برحسب تقاضا خواهد نمود. بخش ۴ زیرساختار این شبکه را بررسی می‌نماید. بخش ۵ محیط شبیه سازی را مورد خطاب قرار می‌دهد. بخش۶ جزئیات ارزیابی عملکرد را با زگو خواهد نمود. در نهایت، بخش ۷  نتیجه گیری این مقاله را مطر ح می‌‌سازد.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۲- پروتکل  چند بخشی گروه ارسال (FGMP)

در یک کانال انتشار بی سیم، هیچگونه ایده‌ای در خصوص رابط صریح لینک، همانند مبحث موجود در کانال نقطه به نقطه سیم‌دار در این زمینه، وجود ندارد. روش ارسال چند بخشی بر مبنای گره ها ( مسیریاب ها) می‌باشد که به جای پذیرش لینک های خروجی اقدام به پذیرش پاکت های چند بخشی می‌نمایند که بر مبنای آن این پاکتها ارسال می‌شوند. پروتکل های چند بخشی متعارف درختی بر مبنای لینک های بالا دست و پایین دست عمل می‌نمایند (نظیر CBT، [۲, ۴]، PIM، [۱۰]، DVMRP، [۱۱]). این لینک ها تشکیل دهنده یک یا چند درخت چند بخشی می‌باشند. همانگونه که قبلاً ذکر شد، سیستم چند بخشی مبتنی بر لینک و مبتنی بر درخت در اینجا چندان کارایی نخواهد داشت که علت آن نیز بواسطه آن است که رویه حفظ و نگهداری لینک بالادست و پایین دست در یک شبکه سیار بی سیم پر هزینه و غیر دقیق می‌باشد.

 ۱-۲٫ حفظ و نگهداری FG از طریق اعلان گیرنده (FGMP-RA)

یک روش جهت اعلان عضویت بدین صورت خواهد بود که اجازه داده شود تا هر گیرنده به صورت دوره ای و کلی اقدام به انتشار سیلابی اطلاعات اعضای خود (درخواست اتصال) نماید که فرمت آن در جدول ۱ ذکر شده است. TTL سبب محدود شدن حوزه این سیلاب  خواهد شد. هر فرستنده اقدام به حفظ یک جدول عضو به شرح جدول ۲ خواهد نمود. به هنگامی‌که یک فرستنده درخواست اتصال را از اعضای گیرنده دریافت داشت، اقدام به آپدیت جدول عضو خود خواهد نمود. ورودیهای منقضی شده گیرنده از جدول عضو حذف خواهند شد. گره های غیر- فرستنده به سادگی اقدام به ارسال پاکت درخواست می‌نمایند. پس از بروز رسانی جدول عضو، فرستنده از آن جدول ارسال FW، منطبق با جدول ۳، را ایجاد خواهد نمود. جهش بعدی در کوتاهترین مسیر به گیرنده از جداول مسیریابی موجود قبلی حاصل خواهد شد. 

۲-۲٫ حفظ FG از طریق اعلان فرستنده (FGMP-SA)

روش دیگر جهت اعلان عضویت بدین صورت می‌باشد تا اجازه داده شود تا فرستنده ها اقدام به ارسال سیلابی اطلاعات فرستنده نمایند. در صورتی که تعداد فرستنده ها کمتر از تعداد گیرنده ها باشند، اعلان فرستنده کاراتر از اعلان گیرنده خواهد بود. اغلب برنامه های کاربردی چند بخشی متعلق به این دسته بندی می‌باشند. همانند مبحث مرتبط با اعلان گیرنده، فرستنده ها نیز می‌بایست بصورت دوره ای اقدام به ارسال سیلابی اطلاعات فرستنده ‌نمایند. براین مبنا، گیرنده ها وضعیت فرستنده ها را جمع‌آوری نموده و سپس به صورت دوره ای اقدام به انتشار «جداول پیوندی» نموده تا آنکه قابلیت ایجاد و حفظ گروه ارسال FG بوجود آید. این «جداول پیوندی» دارای فرمت یکسانی همانند «جدول ارسال» خواهند بود، به جزء آنکه جدول پیوندی حاوی مشخصه های فرستنده می‌باشد در حالی که جدول ارسال حاوی شناسه گیرنده خواهد بود. پرچم ارسال و تایمر به هنگامی‌‌فعال می‌گردند که یک گره جدول پیوندی را دریافت نماید. گروه ارسال به وسیله فرستنده ها در سیستم اعلان گیرنده (رفرش بصورت وضعیت نرم) و همچنین بوسیله  گیرندگان در سیستم اعلان فرستنده حفظ می‌شود.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۳- سیستم برحسب تقاضای FGMP

در بخش قبلی، FGMP از جدول ارسال/ پیوند جهت حفظ گروه ارسال استفاده نموده است. در هر مرحله گره میانجی نیازمند آن است تا اطلاعات مسیریابی بدین جدول ارسال شود. اطلاعات جهش بعدی در جدول مسیریابی را می‌توان به روش مسیریابی برحسب تقاضا به جای استفاده از آپدیت های دوره ای جدول مسیریابی ایجاد و حفظ و نگهداری نمود. برای تقلیل سربار کانال و افزایش رویه تحویل اطلاعات بصورتی کار و موثر، می‌توان به جای استفاده از آپدیت‌های دوره‌ای جدول مسیریابی، با استفاده از روش مسیریابی برحسب تقاضا اقدام به ایجاد و حفظ جدول مسیریابی نمود. فرمت ورودی جدول مسیریابی پروتکل مسیریابی برحسب تقاضا در جدول ۴ نشان داده شده است. متفاوت از سیستم ارائه شده بوسیله بلمن فورد، یک فیلد اضافه بنام «تایمر» در این مورد به چشم می‌خورد. ورودی‌هایی که دارای تایمر منقضی شده می‌باشند از جدول مسیریابی حذف می‌گردند و از این طریق سبب صرفه جویی در نیاز به حافظه یا فضای ذخیره سازی برای گره‌های سیار می‌شود. در اینجا دو فاز جهت استقرار اطلاعات جهش بعدی برای FGMP برحسب تقاضا وجود دارد. یکی از آنها تحت عنوان «فاز درخواست» می‌باشد که به وسیله اعضای چند بخشی، جهت ایجاد اطلاعات مسیریابی (جهش بعدی) برای جدول ارسال/ پیوند، صادر می‌شود. فاز دوم که تحت عنوان «فاز ریکاوری» خوانده می‌شود به منظور درخواست اطلاعات جهش بعدی به کار گرفته خواهد شد، البته در صورتی که چنین اطلاعاتی، به هنگامی‌که گره ارسال اقدام به ارسال جدول ارسال/ پیوند می‌نماید، موجود نباشد. از آنجائیکه این دو فاز همچنین در برخی از الگوریتم های مسیریابی برحسب تقاضا نیز یافت می‌شوند، ما به طور خلاصه اقدام به  بررسی سیستم مسیریابی برحسب تقاضا در بخش بعد خواهیم نمود.

۱-۳٫ بررسی پروتکل مسیریابی برحسب تقاضا

پروتکل های مسیریابی برادار فاصله [۱۹] نیازمند آپدیت اطلاعات مسیریابی از طریق تبادل دوره‌ای جدول مسیریابی با گره‌های مجاور خود می‌باشند. به هنگامی‌که اندازه جدول مسیریابی بسیار بزرگ باشد و توپولوژی شبکه به صورت ایستایی نباشد، سربار تبادل جداول مسیریابی سبب کاهش کارایی مسیریابی خواهد شد. این موقعیت در شبکه های بی سیم سیار(شبکه‌های اقتضایی) در حالت چند جهشی رخ خواهد داد. بواسطه وجود تحرک و عدم وجود زیرشبکه‌های استاتیک، هر گره در شبکه اقتضایی بعنوان یک مسیریاب عمل خواهد نمود. این بدان معنا می‌باشد که در صورتی که تعداد N گره بزرگ سیار در شبکه  موجود باشد، اندازه جدول مسیریابی نیز N ورودی خواهد بود. به هنگامی‌که اندازه شبکه بزرگ باشد و تحرک نیز بالا باشد، مسیریابی بردار فاصله غیر مکفی خواهد شد. چندین پروتکل مسیریابی اخیراً برای شبکه های اقتضایی پیشنهاد شده اند     [۸, ۱۹, ۱۵]. هر یک از این سیستم ها جهت پشتیبانی از رویه چند بخشی برحسب تقاضا از  کفایت لازم برخوردار خواهند بود. در این مطالعه، ما از پروتکل مسیریابی برحسب تقاضا که به وسیله [۲۰] پیشنهاد شده است استفاده نموده و آن را در FGMP بکار گرفتیم. اصل اولیه مسیریابی برحسب تقاضا حفظ اطلاعات مسیریابی برای جفت های منبع/ مقصد فعال می‌باشد. به هنگامی‌که یک منبع S خواسته باشد تا داده ای را به یک مقصد D ارسال نماید و نتواند D را در جدول مسیریابی خود بیابد، این گره یک پیام REQUEST را برای یافتن مسیری به D ارسال می‌نماید. 

۲-۳٫ فاز درخواست برحسب تقاضا

در FGMP برحسب تقاضا، بدون آپدیت های دوره ای جداول مسیریابی، ما نیاز خواهیم داشت تا نسبت به یافتن راهی جهت استقرار اطلاعات مسیریابی مورد نیاز برای FGMP اقدام نمائیم. در FGMP-RA، پیام های اعلان (درخواست های اتصال) که به وسیله اعضای گیرنده صادر شده است را می‌توان جهت به وجود آوردن اطلاعات مسیر از فرستنده ها به گیرنده ها مورد استفاده قرار داد. در این ارتباط، برخی از ویژگی های مرتبط را باید با درخواست اتصال همراه داشت تا آنکه قابلیت استقرار اطلاعات مسیر وجود داشته باشد. جدول ۵ نشان دهنده فرمت درخواست اتصال برحسب تقاضا می‌باشد. «شناسه ارسال» بعنوان شناسه گرهی تلقی می‌شود که در حال حاضر اقدام به ارسال درخواست نموده است. «Hops» نیز تعداد / شمارنده جهشی است که به وسیله پیام درخواست پیموده شده است. به هنگامی‌که یک گره n پیام درخواست اتصال را دریافت می‌دارد، که شامل شناسه عضو گیرنده R_i  از گره مجاور m می‌باشد، گره n جدول مسیریابی خود را مورد بررسی قرار می‌دهد.

۳-۳٫ وصله – مجدد جهش بعدی

 سیستم چند بخشی برحسب تقاضا از پیام های اعلان عضو جهت ایجاد یا آپدیت اطلاعات مسیریابی استفاده می‌نماید. با این وجود، هدف اصلی اعلان پیام ها بروز رسانی وضعیت عضویت به جای حفظ وضعیت مسیریابی خواهد بود. در سیستمBellman-Ford+FGMP، هر گره عیناً اقدام به ارسال پیام های اعلان (به صورت سیلابی) بدون بر جای گذاشتن هر ردی در گره های میانجی می‌نمایند چرا که اطلاعات مسیریابی بوسیله RTU حفظ و نگهداری خواهد شد. در مورد سیستم برحسب تقاضا، علاوه بر ارسال پیام های اعلان، هر گره اقدام به بروزرسانی جدول مسیریابی خود بر مبنای محتوای پیام دریافتی خواهد نمود. سیستم مسیریابی برحسب تقاضا سبب افزایش تکرار با تعدد اعلان نخواهد شد. این سیستم تنها به صورت حاشیه ای سبب افزایش سربار کانال می‌شود (اندازه پیام تنها به میزان دو فیلد افزایش می‌یابد، با این حال این اندازه بسیار کوچکتر از اندازه جدول مسیریابی خواهد بود). سیستم مسیریابی برحسب تقاضا کلیه اطلاعات مسیریابی مورد نیاز برای FGMP، همانند اطلاعات جهش بعدی به منظور ایجاد جدول ارسال/ اتصال، را خود ایجاد می‌نماید، رویه ای که در مقابل قابلیت حفظ گروه ارسال( FG) را نیز خواهد داشت. با این وجود، اطلاعات مسیر ایجاد شده یا  بروز رسانی شده بوسیله پیام های اعلان ممکن است قابلیت رهگیری تحرک بالا را نداشته باشند.

۴-۳٫ استراتژی نوسازی یا رفرش

عملکرد طرح‌های حفظ و نگهداری وضعیت نرم تحت تأثیر فاصله نوسازی یا رفرش (چگونگی تعداد و تناوب وضعیت رفرش) و دوره تایم اوت (مدت زمان تداوم این وضعیت) [۵] می‌باشد. سیستم چند بخشی برحسب تقاضا از حالت نرم برای هر دو مورد مسیریابی برحسب تقاضا و حفظ و نگهداری سیستم چند بخشی استفاده می‌نماید. فاصله‌های رفرش و تایم اوت به شرح ذیل تعریف می‌گردند:

RTE timeout: فاصله تایم اوت ورودی های جدول  مسیریابی (RTE).

MEM refresh: فاصله رفرش پیام های اعلان عضو

MEM timeout: فاصله تایم اوت وضعیت عضویت

FT refresh: فاصله رفرش جداول ارسال/ اتصال.

FG timeout: فاصله تایم اوت گره های ارسال.

پیام های اعلان عضو بوسیله اعضای گیرنده / فرستنده برحسب MEM- refresh صادر می‌شوند، همچنین اعضای قدیمی که ‌در جداول عضو در گیرنده / فرستنده نگهداری شده‌اند، بر مبنای MEM timeout حذف می‌شوند. ورودی های مسیریابی در جداول مسیریابی برحسب تقاضا در صورتی که دوره حیات آنها فراتر از RTE timeout گردد حذف خواهند شد. جداول ارسال / اتصال به صورت دوره ای بوسیله اعضای فرستنده/ گیرنده برحسب FT refresh صادر می‌شوند. هر گونه آپدیت جداول عضو سبب فعالیت جداول ارسال/ اتصال نیز خواهد شد. گره های ارسال بوسیله جداول ارسال/ اتصال رفرش شده و سپس پس از تایم اوت به گره های غیر ارسالی تنزل خواهند یافت (البته در صورتی که دوره حیات آنها فراتر از FG timeout گردد). به منظور انطباق با توپولوژی در حال تغییر، این پارامترها را می‌بایست با مقادیر مکفی آنها تنظیم کرد. بخش ۵ نشان دهنده مقادیر پارامتری می‌باشد که در مدل های شبیه سازی ما انتخاب شده اند.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۴- زیر ساختار شبکه چند جهشی

در این بخش، ما به تفصیل آن دسته از پروتکل های چند جهشی را مورد بحث قرار دادیم که در آزمایشات ما مورد استفاده قرار خواهند گرفت. این زیر ساختار در حقیقت یک مبنای  چند جهشی  خوشه‌ای می‌باشد [۷, ۱۴]. تجمع گره ها در خوشه ها تحت کنترل سرایند خوشه فراهم آورنده یک چارچوب مناسب برای توسعه پروتکل های کارا در لایه MAC می‌باشد (نظیر مجزا سازی کد در بین خوشه ها، دسترسی کانال، تخصیص پهنای باند) [۱۴]. در الگوریتم خوشه بندی توزیعی ما، گره ها برمبنای معیارهای ترجیحی، بعنوان سرایندهای خوشه انتخاب می‌شوند (نظیر حداقل شماره شناسه، غیره). کلیه گره ها، در محدوده ارسال یک سرایند خوشه، متعلق به خوشه یکسانی می‌باشند. این بدان معنا است که کلیه گره ها در یک خوشه قابلیت برقراری ارتباط به صورت مستقیم با یک سرایند خوشه را داشته و (احتمالاً) می‌توانند با یکدیگر نیز ارتباط برقرار نمایند. گره‌هایی که متعلق به بیش از یک خوشه باشند تحت عنوان گیت وی ها خوانده می‌شوند. گیت‌وی‌ها از ارتباطات بین خوشه های مجاور پشتیبانی می‌نمایند. در یک شبکه سیار، ثبات بعنوان یک معیار مهم در طراحی الگوریتم تلقی می‌شود. تغییرات سرایند خوشه به صورت مکرر تأثیر معکوسی را بر عملکرد پروتکل های دیگر نظیر برنامه ریزی و تخصیص منابع برجای خواهد گذاشت. بر این مبنا از الگوریتم خوشه بندی حداقل تغییرات سرایند خوشه (LCC) استفاده می‌نماییم [۷] ، که سبب به حداقل رسانی تغییرات سرایند خوشه خواهد شد. علاوه براین، می‌توان از شرط «ترجیحی» نیز بهره گرفت که بر مبنای آن سرآیندهای خوشه در بین گره های «دارای حرکت آهسته» انتخاب می‌شوند. علاوه بر انتخاب سرایند خوشه، رویه‌های بیشتری جهت مدیریت خوشه ها مورد نیاز می‌باشند. به طور مثال در صورتی که از کدهای انتشار استفاده شود، گره ها می‌بایست در توافق با یک کد کنترلی مشترک برای آغاز رویه های عملیاتی و پیکر بندی مجدد باشند [۱۴] همچنین آنها باید در راستای انتخاب کدهای  متعامد در کلاسترهای مجاور و یا غیره باشند. راه حل های خاص در [۱۳] گزارش شده اند.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۵- محیط شبیه سازی

یک شبیه ساز شبکه بی سیم سیار چند جهشی با استفاده از زبان شبیه سازی موازی Maisie توسعه یافت. این شبیه ساز دارای جزئیات بسیاری از این نظر می‌باشد که قابلیت مدلسازی کلیه تبادلات  پیام کنترلی در لایهMAC (نظیر نمونه برداری) و لایه شبکه (نظیر جداول مسیریابی بلمن فورد و پیام های m-بخشی اتصال/انفصال) را خواهد داشت. بنابراین، یک شبیه ساز به ما این امکان را می‌دهد تا بتوانیم نسبت به مانیتورینگ یا کنترل ترافیک O/H پروتکل ها اقدام نماییم. این شبکه شامل ۱۰۰ میزبان سیار می‌باشد که به صورت تصادفی در کلیه مسیرها با یک سرعت میانگین از قبل طراحی شده در یک فضای ۱۰۰۰ در۱۰۰۰ متر مربع قرار گرفته اند. یک مدل بازتاب کرانه نیز مد نظر قرار می‌گیرد. محدوده ارسال رادیویی۱۲۰ متر می‌باشد. کانال انتشار فضای آزاد نیز مدنظر خواهد بود، به جزء آنکه موارد دیگری مشخص شده باشند. سرعت داده  نیز ۲ مگابیت در ثانیه در نظر گرفته شده است. طول پاکت برای داده ۱۰ کیلو بیت مشخص شد، ۲ کیلوبیت برای جداول مسیریابی و۵۰۰ بیت برای پاکت های کنترلMAC و جداول کنترل چند بخشی. بنابراین، زمان ارسال برای پاکت داده ۵ میلی ثانیه، برای جدول مسیریابی۱ میلی ثانیه و برای پاکت کنترل ۲۵/۰ میلی ثانیه مشخص شد. اندازه بافردر هر گره ۱۰ پاکت تعیین گردد.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۶- ارزیابی عملکرد

در این بخش ما نتایج شبیه سازی را عرضه می‌داریم که در آن عملکرد یک سیستم چند بخشی FGMP برحسب تقاضا به صورت گسترده مورد ارزیابی قرار گرفته و با FGMP (بلمن-فورد) مقایسه می‌شود. یک مقایسه محدود با DVMRP و درخت به اشتراک گذاشته شده نیز ارائه خواهد شد. بهره گیری متناسب از کانال، پیام های کنترلی و سربار انباره در ابتدا مورد ارزیابی قرار گرفته تا کارایی سیستم  مسیریابی برحسب تقاضا مشخص شود. عملکرد چند بخشی سپس جهت اثبات کارایی سیستم چند بخشی برحسب تقاضا مورد سنجش قرار خواهد گرفت. سیستم چند بخشی یک به چند با استفاده از FGMP-SA نیز از بخش۱-۶ الی بخش۵-۶ ارزیابی می‌گردد. بخش۶-۶ بارها و پیکر بندی های دیگر را مورد کنکاش قرار می‌دهد.

۱-۶٫ بهره گیری از کانال

مجموع ظرفیت شبکه بصورت C=S*B (بیت‌ها) تعریف می‌شود، جائیکه S تعداد میانگین خوشه‌ها می‌باشد و B پهنای باند بی سیم (بیت در ثانیه) محسوب خواهد شد. سربار کانال  RTU نیز به شرح ذیل مشخص می‌گردد:

۲-۶٫ سربار پیام کنترل

سیستم چند بخشی برحسب تقاضا سبب ایجاد و حفظ و نگهداری اطلاعات مسیریابی از طریق استفاده از درخواست ها / پاسخ های برحسب تقاضا و پیام های سلام (hello) خواهد شد. درخواست برحسب تقاضا شامل پیامهای اعلان عضو، درخواست‌های وصله- مجدد جهش بعدی و درخواست‌های تک بخشی می‌باشد. شکل ۱۰ نشان دهنده سربار (مجموعا بیت‌های) کلیه پیامهای کنترلی برای FGMP-SA برحسب تقاضا می‌باشد. در مقایسه با شکل ۹ که از سیستم بلمن – فورد استفاده می‌کند، سربار کنترل برحسب تقاضا بسیار کمتر از نیمی از آپدیت‌های جدول مسیریابی (RTU) می‌باشد. توجه داشته باشید که سربار پیام RTU در شکل۹ بر ۴۰ تقسیم شده است تا آنکه در نمودار بخوبی جای گیرد. مشارکت اصلی در پیام کنترلی O/H در سیستم برحسب تقاضا پیام سلام می‌باشد، که تعدد آن با توجه به تحرک افزایش می‌یابد. سربار اعلان عضو برای سیستم بلمن – فورد به میزان اندکی کمتر از سربار سیستم برحسب تقاضا می‌باشد، چرا که در بلمن – فورد هر پیام اعلان تنها  یکبار در هر گره (به صورت سیلابی) ارسال خواهد شد. پیام اعلان در سیستم برحسب تقاضا ممکن است بیش از یکبار ارسال شود، که دلیل آن نیز بدین صورت مطرح می‌شود که تعداد جهش حمل شده در سرایند پیام، مورد بررسی قرار گرفته و اطلاعات مسیریابی در صورتی که تعداد جهش بهتر از تعداد قبلی باشد آپدیت خواهد شد.

۳-۶٫ سربار انباره

یکی دیگر از مزیت های سیستم مسیریابی برحسب تقاضا کاهش اندازه جدول مسیریابی می‌باشد. این امر در مبحث مقیاس پذیری اندازه شبکه بزرگ بسیار مهم تلقی می‌گردد. در یک شبکه سیار چند جهشی، هر گره بعنوان یک مسیریاب عمل خواهد نمود. در اینجا هیچگونه شبکه فرعی صریحی همراه با ساختار سلسله مراتبی وجود نخواهد داشت. بنابراین، لازم می‌باشد تا اقدام به حفظ یک ورودی برای هر گره و به هنگامی نمائیم که از سیستم بردار فاصله استفاده می‌نماییم. چنین موضوعی سبب محدود شدن مقیاس پذیری خواهد شد، چرا که این مورد نهایتاً باعث افزایش سربار کانال و انباره می‌گردد. به منظور ارزیابی سربار جدول مسیریابی برای سیستم مسیریابی برحسب تقاضا، ما تعداد میانگین ورودی های جدول مسیریابی(RTEها) را مورد سنجش قرار می‌دهیم. تعداد RTEها برای هر ۲۰ میلی ثانیه مورد ارزیابی قرار گرفته و  میانگین مربوطه در کل محیط آزمایشی حاصل می‌شود. تعداد میانگین RTEها برحسب گره در شکل ۱۱ نشان داده شده است. ما بدین موضوع توجه می‌نماییم که سیستم برحسب تقاضا تنها نیازمند تقریباً ۱۲ مورد از RTEها خواهد بود، در حالی که سیستم بلمن- فورد در بردارنده ۹۵ الی۱۰۰  مورد (وابسته به سرعت) برای یک زیرساختار۱۰۰ گرهی می‌باشد. در شکل۱۱ ما همچنین تعداد حداکثری RTE استفاده شده بوسیله سیستم مسیریابی بر حسب تقاضا در طی این آزمایش را نشان می‌دهیم که همچنین بسیار کمتر از ۱۰۰ مورد استفاده شده در سیستم بلمن- فورد می‌باشد.

۴-۶٫ عملکرد کلی یا توان عملیاتی و حاصل کار

 جهت ارزیابی عملکرد چند بخشی، ما اقدام به برآورد «عملکرد حاصله» در گیرنده ها نمودیم. این عملکرد بعنوان مجموع پاکت های چند بخشی تحویل شده به  تعداد کل گیرندگان، به استثنای پاکت های المثنی، مد نظر خواهد بود. همانگونه که قبلاً تشریح شد، امکان تحویل کلیه پاکت‌ها بواسطه مشکلات اورفلو یا سرریز بافر و افت پاکت ها وجود نخواهد داشت. بعلاوه، عملکرد حاصله تحت تأثیر دو فاکتور قرار دارد (الف) اتلاف موقت یک مسیر چند بخشی، بواسطه تحرک و (ب) تعمیرات کلی و اساسی (O/H) خط که بواسطه پیام های کنترلی که به صورت غیر مستقیم سبب بروز تراکم و سرریز بافر خواهد شد. بنابراین، عملکرد کلی و مطلوب خالص را می‌توان بعنوان یک برآورد انباشته مناسب مرتبط با عملکرد چند بخشی محسوب کرد (یعنی قابلیت مقاومت در برابر تحرک یا جابجایی و کاهش عملیات نگهداری و تعمیرات مقتضی).

۵-۶٫ تأخیر و جهش ها

میانگین تأخیر و تعداد جهش نیز در این مبحث مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. میانگین تأخیر و تعداد جهش در هر عضو گیرنده مورد سنجش قرار خواهد گرفت. هر پاکت چند بخشی حامل زمانی با مهر تایید فرستنده و شمارنده جهش می‌باشد. مجموع تأخیر و شمارنده/ تعداد جهش بصورت انباشته درآمده و میانگین آنها با توجه به کل رویه‌های اجرایی شبیه سازی حاصل می‌شود. این تأخیر شامل تاخیر انتقال و تأخیر صف بندی می‌باشد. شکل۱۳ معرف میانگین تأخیر و شکل۱۴ در بردارنده میانگین تعداد جهش است. سیستم چند بخشی برحسب تقاضا دارای تأخیر بسیار کمتری در حالت تحرک بالا می‌باشد که علت آن کارایی کانال (بدون RTU) و کارایی شناسه (بدون رقابت گره های مجاور) می‌باشد. 

۶-۶ اعلان فرستنده در برابر اعلان گیرنده

در این بخش ما ارزیابی عملکرد برای پیکربندی های مختلف و بار شبکه را مورد بررسی قرار می‌دهیم. شکل ۱۵ معرف مقایسه طرح‌های اعلام فرستنده (SA) و اعلان گیرنده(RA) برای FGMP در سیستم چند بخشی یک – به – چند می‌باشد. همانگونه که انتظار می‌رود، SA از مزیت پیکربندی یک به چند استفاده نموده  و از عملکرد نسبتاً بهتری در مقایسه با RA،  در هر دو مورد سیستم های بلمن – فورد و برحسب تقاضا، برخوردار خواهد بود.

۷-۶٫ الگوی ترافیکی چند به چند

شکل‌های ۱۶، ۱۷ و ۱۸ معرف نتایج حاصله برای پیکربندی چند به چند جهت اثبات این موضوع می‌باشد که سیستم چند بخشی برحسب تقاضا از عملکرد بهتری در مقایسه با سیستم چند بخشی با استفاده ازالگوریتم بلمن – فورد برخوردار می‌باشد.

۸-۶٫ آزمایش بار سبک

مجموعه ای از آزمایشات بار سبک نیز اعمال شده و نتایج آن در شکل۱۹ نشان داده شده اند. هیچگونه اتلاف پاکتی بواسطه سرریز بافر در محیط بار سبک و به هنگامی ‌که۴۰۰ پاکت فرستنده ارسال می‌شود وجود نخواهد داشت. بدون اتلاف پاکت، به طور مثال در سرعت پایین، عملکرد حاصله ۳۶۰۰ (۹ گیرنده و یک فرستنده) می‌باشد. البته هیچگونه دستاوردی در ارتباط با عملکرد کلی برای سیستم چند بخشی برحسب تقاضا وجود ندارد که علت آن نیز افت پاکت بواسطه تغییرات توپولوژیکی مشابه با هر دو رویه دیگر می‌باشد. با این وجود، تاخیر میانگین، هنوز برای سیستم برحسب تقاضا، در مقایسه با سیستم بلمن – فورد، بسیار بهتر خواهد بود.

۹-۶٫ مقیاس پذیری

مجموعه دیگری از آزمایشات جهت بررسی مقیاس پذیری در ارتباط با تعداد زیاد گره‌ها و اندازه شبکه در نظر گرفته شد. در ابتدا، ما مبحث عضو چندبخشی«انبوه» را در نظر داشته و بر این مبنا اندازه عضو را به۵۰ (ا فرستنده و ۴۹ گیرنده) افزایش دادیم. این بدان معناست که نیمی ‌از گره ها اعضای سیستم چند بخشی به شمار می‌آیند. نتایج حاصله در شکل۲۰ نشان داده شده اند. علیرغم این حقیقت که سیستم برحسب تقاضا با توجه به تراکم عضویت وضعیتی مطلوبی نخواهد داشت، این سیستم هنوز نیز در مقایسه با سیستم بلمن – فورد عملکرد بسیار بهتری را از خود نشان می‌دهد. سربارRTU در سیستم بلمن – فورد به میزان زیادی بر روی عملکرد کلی و میانگین تاخیر، حتی برای عضویت متراکم، تأثیر می‌گذارد و ازاین طریق سبب کاهش مقیاس پذیری خواهد شد.

مسیریابی چندپخشی برحسب تقاضا

۷- نتیجه گیری

در این تحقیق، یک دیدگاه جدید بدون سیم، بر مبنای سیستم چند بخشی اقتضایی یا ادهاک، پیشنهاد شده است که بر اساس گروهای ارسال و سیستم مسیریابی برحسب تقاضا می‌باشد. نتایج اولیه شبیه سازی معرف آن است که طرح پیشنهادی، در زمان تحرک بالا، از قدرت بیشتری در مقایسه با نگارشی از گروه ارسال برخوردار است که مبتنی بار ساختار مسیریابی کلی (بلمن – فورد) می‌باشد. این سیستم همچنین در مقایسه با طرح های چند بخشی متعارف مبتنی بر درخت نظیر DVMRPو درخت به اشتراک گذاشته شده نیز از عملکرد بهتری برخوردار می‌باشد. دلایل این عملکرد عالی را می‌بایست در سربار کنترلی کمتر و ریکاوری سریعتر، ناشی از پارگی مسیر، دانست. مقیاس پذیری انباره نیز یکی از مواردی است که به وسیله سیستم مسیریابی برحسب تقاضا، مخصوصاً در شبکه های بزرگ با عضویت پراکنده، ارتقا یافته است. افزونه های بسیاری به طرح اولیه ارائه شده که هم اکنون تحت بررسی می‌باشند. این مورد شامل راه‌ حلهایی در ارتباط با اندازه عضویت بزرگ و روش های برای جامعیت جستجوی چند بخشی مسیر برحسب تقاضا همراه با الگوریتم های مسیریابی تک بخشی برحسب تقاضای موجود می‌باشند.