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.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
مطالعه عملکرد الگوریتم های مسیریابی چند پخشی شبکه های اقتضایی سیار
نام انگلیسی
A Performance Study of Multicast Routing Algorithms on Wireless AD HOC Networks
تعداد صفحه به فارسی
۳۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۳
کلمات کلیدی به فارسی
الگوریتم های مسیریابی چند پخشی، شبکه های بیسیم چند جهشی، ادهاک – ad hoc) سیار، الگوریتم های مسیریابی توپولوژیکی، الگوریتم مسیریابی جغرافیایی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Multicast routing algorithms, mulit-hop wireless networks, wireless ad hoc networks, topological routing algorithms, geographical routing algorithm
مرجع به فارسی
دانشگاه کولیما، مکزیکو
مرجع به انگلیسی
Universidad de Colima, Mexico
کشور
مکزیک
مطالعه عملکرد الگوریتم های مسیریابی چند پخشی بر روی شبکه هایی اقتضایی (Ad hoc) سیار
چکیده
این مقاله نسبت به ارائه تجزیه و تحلیلی مرتبط با عملکرد الگورتیم های مسیریابی چند پخشی، توپولوژیکی و جغرافیایی برای شبکه های اقتضایی (ad hoc) بیسیم سیار اقدام می‌کند. بر این مبنا، پروتکل مسیریابی چند پخشی بر حسب تقاضا (ODMRP) و سیستم سیلابی مورد شبیه سازی قرار گرفته و با دو پروتکل جدید عرضه شده مورد مقایسه قرار می‌گیرند: پروتکل مسیریابی چند پخشی توپولوژیکی (ToMuRo) و پروتکل مسیریابی چند پخشی جغرافیایی(GeMuRo) در سناریوهای چند پخشی مربوط به عابران پیاده (Pedestrain) و وسایل نقلیه (Vehicular) مورد مطالعه قرار می‌گیرند. این سناریوها با توجه به ۱ فرستنده چند پخشی و ۱،۲ و۳ گیرنده چند پخشی تحت پارامترهای تحرک و انتقال مختلف مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. در این رابطه، رفتار ۲۵۰ گره بر حسب تأخیر انتها به انتها (EED)، ضریب تحویل پاکت، جیتر (jitter) یا میزان اختلاف در زمان رسیدن بسته‌ها (تغییر در تاخیر)، ضریب تحویل پاکت و سربار مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج حاصله معرف آن می‌باشند که ToMuRo برای سناریوهای عابرین پیاده، بواسطه ساختار درخت‌واره آن، مناسب است و GeMuRo نیز برای سناریوهای وسایل نقلیه، بواسطه توپولوژی مبتنی بر مش آن، متناسب خواهد بود.
کلمات کلیدی:الگوریتم های مسیریابی چند پخشی، شبکه های بیسیم چند جهشی، شبکه های اقتضایی (ادهوک – ادهاک –ad hoc) سیار، الگوریتم های مسیریابی توپولوژیکی، الگوریتم مسیریابی جغرافیایی.
مسیریابی چند پخشی اقتضایی سیار
۱- مقدمه
الگوریتم های مسیریابی چند پخشی در مضمون شبکه های اقتضایی سیار، بواسطه ارتباطات مؤثر و ارائه مجموعه های هماهنگی از گره ها، اهمیت فزاینده ای یافته اند. به طور مثال، الگوریتم مسیریابی چند پخشی در محیط های اقتضایی (ad hoc)، جائیکه منابع پهنای باند از ارزش بالایی برخوردار می‌باشند، در مقایسه با استراتژی های مسیریابی تک بخشی متعدد، عملکرد بهتری را نشان می‌دهند. سیستم چند پخشی فراهم آورنده یک استراتژی مسیریابی کاراتر برای سیستم های کاربردی چند رسانه ای در محیط های سیار می‌باشد (نظیر فراگیری سیار، پخش برنامه های صوتی و تصویری، غیره). بعلاوه این سیستم بطور همزمان از تعدادی زیادی از گیرندگان برخوردار خواهد بود. با این حال، مانع اصلی آن است که چنین گره هایی در شبکه های چند پخشی دارای حرکت در تمامی‌جهات هستند که خود سبب به وجود آمدن تغییرات توپولوژیکی مکرر و غیر قابل پیش بینی می‌شود. در یک محیط اقتضایی متعارف، میزبان های شبکه به صورت جفتی با یکدیگر در تعامل می‌باشند، تا آنکه یک وظیفه مشخص را انجام دهند. با این وجود، الگوریتم های شبکه چند پخشی، می‌بایست اقدام به ارسال پاکت های اطلاعاتی به میزبان های متعدد به صورت همزمان نمایند تا این موضوع مشخص شود که این گره‌ها کدام یک از وظایف دریافت یا ارسال پاکت ها را بعهده دارند. با وجود آنکه الگوریتم های شبکه چند پخشی در بسیاری از موقعیت ها مطلوب می‌باشند، مکانیزم ارسال آنها و همچنین مصرف منابع شبکه، آنها را از نظر تأثیر گذاری در رتبه پایین‌تری، در مقایسه با الگوریتم های مسیریابی تک بخشی، قرار می‌دهد. ضریب تحویل پاکت، جیتر و تأخیر انتها به انتها بعنوان متغیرهای عملکرد اصلی و به هنگامی‌‌به حساب خواهند آمد که برنامه های کاربردی کیفیت سرویس (QoS) و مدیریت منابع شبکه مد نظر باشند.
الگوریتم های درختی و الگوریتم های مبتنی بر مش، همراه با الگوریتم های دیگر، برای شبکه‌های بیسیم اقتضایی همانگونه که در [۱۳-۱] نشان داده شده است، ارائه گردیده اند. از آنجائیکه الگوریتم های مسیریابی چند پخشی مبتنی بر درخت تنها دارای یک مسیر بین جفت منبع- گیرنده می‌باشند، این سیستم از کارایی بالاتری در مقایسه با الگوریتم های مسیریابی چند پخشی مبتنی بر مش برخوردار است. با این وجود، در الگوریتم مسیریابی چند پخشی مبتنی بر مش، ممکن است بیش از یک مسیر بین جفت منبع و گیرنده وجود داشته باشد. بنابراین، این موضوع سبب خواهد شد تا چنین سیستمی‌‌قدرتمند تر از الگوریتم های مسیریابی چند پخشی مبتنی بر درخت باشد.
…
ادامه این مبحث به شرح ذیل سازمان دهی شده است: بخش ۲ فراهم آورنده یک مبحث جدید در ارتباط با برخی از پروتکل های شایع مسیریابی چند پخشی توپولوژیکی و جغرافیایی می‌باشد که به صورت معمول برای شبکه های اقتضایی بیسیم پیشنهاد می‌شوند. بخش ۳ فراهم آورنده جزئیات شبیه سازی ODMRP، ToMuRo و GeMuRo می‌باشد. بخش ۴ در ارتباط با شبیه سازی ها و نتایج این سناریوها اطلاعاتی را عرضه می‌دارد. در نهایت، بخش ۵ نتایج تحقیقاتی ما و تحقیقات پیشنهادی آتی را خلاصه می‌نماید.
مسیریابی چند پخشی اقتضایی سیار
۲- الگوریتم های مسیریابی چند پخشی توپولوژی چی و جغرافیایی نوین
پروتکل مسیریابی چند پخشی اقتضایی (AMRoute) ارائه دهنده یک دیدگاه جدید برای سیستم چند پخشی قدرتمند IP در شبکه های اقتضایی سیار می‌باشد، چرا که این پروتکل قابلیت اکتشاف و بهره برداری از درخت های چند پخشی- کاربران و هسته های منطقی دینامیکی را دارا می‌باشد. این سیستم نسبت به ایجاد یک درخت دو سویه و به اشتراک گذاشته شده برای توزیع داده ها از طریق استفاده صرف از فرستنده ها و گیرنده های گروه، بعنوان گره های درخت، اقدام می‌نماید.
یکی از رویه های ارتقا یافته اصلی AMRoute آن است که چنین سیستمی‌دارای مقیاس پذیری افزایش یافته می‌باشد، چراکه از درخت های به اشتراک گذاشته شده استفاده می‌نماید و تنها نیازمند یک درخت در هر گروه خواهد بود. بعلاوه، AMRoute مستقل از هر گونه پروتکل مسیریابی تک بخشی می‌باشد و قابلیت ارسال پیام سیگنالینگ کوچک، بجای داده های حقیقی، را خواهد داشت. از اینرو به میزان قابل توجهی سبب کاهش اندازه پاکت های ارسالی شده و احتمالا قابلیت کاهش تعداد برخورد ها را نیز خواهد داشت. با این وجود، معایب اصلی AMRoute آن است که چنین سیستمی از لوپ‌های موقت در رنج می‌باشد و به هنگام وجود تحرک بالا در سیستم، این پروتکل سبب بوجود آمدن درختان غیر بهینه می‌شود، که دلیل آن نیز به صورت نسبی اینگونه مطرح شده است که به هنگام ایجاد درخت، گره هسته به صورت متناوب اقدام به ارسال تک بخشی پیام های TREE-CREATE به کلیه لینک های مش می‌نماید [۱۴]. از جمله نقص های دیگر AMRoute می‌توان از این عیب نام برد که چنین سیستمی نیازمند یک پروتکل مسیریابی تک بخشی اصلی است که از آن برای ارتباطات IP تک بخشی بین گره های درخت مجاور استفاده می‌نماید، موردی به صورت متناوب سبب ارسال پیام های JOIN-REQ با استفاده از جستجوی حلقه انبساطی می‌شود.
مسیریابی چند پخشی اقتضایی سیار
۳- محدودیت های کاربردهای چند رسانه ای
افزایش ضروریات پهنای باند در ارتباط با کاربردهای چند رسانه ای همانند ویدئو – برحسب تقاضا (VoD)، ویدیو کنفرانس و بسیاری از کاربردهای مبتنی بر- WWW، باعث به وجود آمدن علاقه زیادی در مبحث فراهم آوردن یک سیستم دسترسی یکپارچه چند رسانه ای، در یک پروتکل چند پخشی، شده است که تحت پشتیبانی شبکه های اقتضایی عمل می‌نماید. البته گارانتی‌های کیفیت سرویس نیز مورد نیاز می‌باشند چرا که برنامه‌های کاربردی چند رسانه‌ای نسبت به محدودیت های پهنای باند موجود شبکه، جیتر و تأخیر بسیار حساس می‌باشند. ایده کیفیت سرویس (QoS) بعنوان یک تضمین بوسیله شبکه مد نظر می‌باشد که در مواردی همچون مرتفع نمودن مجموعه ای از محدودیت های عملکرد سرویس از پیش طراحی شده بکار گرفته شده و همچنین برای کاربران برحسب وضعیت های آماری تأخیر انتها به انتها، پهنای باند موجود، احتمال اتلاف پاکت ها و غیره نیز مد نظر می‌باشد. چالش فراهم آوردن QoS، حتی برای شبکه‌های اقتضایی که گزینه‌های سرویس‌های بهترین- تلاش را پشتیبانی می‌کنند، نیز خود از حساسیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق، سعی ما بر آن خواهد بود تا بتوانیم این مورد مهم را از طریق ارائه ToMuRo و GeMuRo، دو پروتکل مسیریابی چند پخشی که در بردارنده مکانیزم های توپولوژیکی و جغرافیایی در استراتژی های مسیریابی خود می‌باشند، مورد خطاب قرار دهیم.
۱-۳٫ پروتکل مسیریابی چند پخشی بر حسب تقاضا (ODMRP)
در ODMRP، عضویت گروه و مسیرهای چند پخشی بوسیله منبع برحسب تقاضا ایجاد و بروز رسانی می‌شود. مشابه با پروتکل های مسیریابی تک بخشی بر حسب تقاضا، ODMRP دارای یک فاز درخواست و یک فاز پاسخ می‌باشد. به هنگامی‌که یک منبع چند پخشی اقدام به ارسال پاکت‌ها می‌نماید، این سیستم از استراتژی سیلابی جهت ارسال یک پاکت اعلان عضو به کلیه اعضای گروه بهره می‌جوید. این پاکت که تحت عنوان JOIN_DATA خوانده می‌شود، که علاوه بر این حاوی بار مفید نیز است، به صورت دوره‌ای در کل شبکه انتشار یافته تا آنکه اطلاعات عضویت بازخوانی و تازه شده و همچنین مسیرها نیز بروزرسانی گردند. به هنگامی‌که گره ای یک JOIN_DATA نسخه‌برداری نشده را دریافت می‌دارد، این گره اقدام به ذخیره سازی ID یا شناسه گره آپ استریم (بالادست) در جدول مسیریابی نموده و سپس اقدام به انتشار مجدد این پاکت می‌نماید. به هنگامی‌که پاکت JOIN_DATA به گیرنده چند پخشی رسید، آن گیرنده اقدام به ایجاد و انتشار یک JOIN_TABLE به همسایگان خود خواهد نمود. به هنگامی‌که گره‌ای JOIN_TABLE را دریافت داشت، این گره تصدیق خواهد نمود که شناسه یا ID گره بعدی یکی از هویت ها با ID خود منطبق می‌باشد یا خیر. در صورت انطباق، این گره خواهد فهمید که در یک نقطه میانی بین منبع و گیرنده قرار گرفته است و بر این مبنا درک خواهد نمود که باید اقدام به ارسال این پاکت نماید. سپس این گره FG_FLAG ( پرچم گروه ارسال) را فعال نموده و JOIN_TABLE خود را بر مبنای هویت های انطباقی ارسال می‌دارد. JOIN_TABLE بر این مبنا بوسیله هر یک از اعضای گروه ارسال در سطح شبکه توزیع شده تا آنکه به منبع چند پخشی از طریق کوتاهترین مسیر نایل آید. این فرآیند سبب ایجاد (یا آپدیت مسیرها) از منابع به گیرندگان شده و ایجاد کننده مسیری از گره ها خواهد بود [۶].
۲-۳٫ پروتکل مسیریابی چند پخشی توپولوژیکی (ToMuRo)
ToMuRo از مکانیزم های مسیریابی بر حسب تقاضا جهت اجتناب از سربار کانال و ارتقای مقیاس پذیری استفاده می‌نماید. این پروتکل از مفهوم «رله چند پخشی» استفاده می‌کند که در حقیقت مجموعه ای از گره های طراحی شده برای داده های چند پخشی ارسالی بر روی کوتاهترین مسیرها بین هر یک از جفت های گیرنده و فرستنده چند پخشی جهت ایجاد یک درخت ارسال برای هر گروه چند پخشی می‌باشد.
…
۳-۳٫ پروتکل مسیریابی چند پخشی جغرافیایی(GeMuRo)
GeMuRo اقدام به استقرار و بروزرسانی مسیرهای چند پخشی گیرنده برحسب تقاضا می‌نماید. مشابه با ToMuRo، یک درخواست چند پخشی بوسیله گیرنده آغاز شده و یک فاز پاسخ نیز بوسیله یک گره نامشخص ارسال می‌گردد که اقدام به دریافت پاکت های داده چند پخشی از فرستنده می‌نماید. فاز جواب با استفاده از استراتژی آزمند (Greedy) ارسال می‌شود، جائیکه گره‌های بصورت منفرد اقدام به انتخاب همسایگان خود، که نزدیکترین مجاور به گیرنده می‌باشند، اقدام خواهند نمود.
پاکت های مسیرهای ToMuRo در مسیر جغرافیایی گره ها متعلق به گروه چند پخشی گیرنده می‌باشند. به هنگامی‌که گره ای در داخل محدوده انتقال فرستنده چند پخشی اقدام به دریافت پاکت درخواست چند پخشی می‌نماید، این گره اقدام به ارسال پاکت جواب چند پخشی نیز خواهد نمود. به هنگامی‌که گره ای این پاکت جواب را دریافت داشت، تصدیق خواهد نمود که آیا از نظر موقعیت جغرافیایی در مسیر گیرنده چند پخشی می‌باشد یا خیر. در صورت صحت این موضوع، این گره، با تشخیص بدانکه در مسیر پاکت گیرنده چند پخشی قرار گرفته است، اقدام به فعال نمودن پرچم پاسخ چند پخشی نموده و سپس پاکت مربوطه را به گره پائین دست ارسال خواهد نمود. این پروسه دینامیکی به وجود آورنده مسیرهایی، از فرستنده چند پخشی به گره های گیرنده چند پخشی، می‌باشند و همچنین مشی از گره ها را بوجود می‌آورند.
مسیریابی چند پخشی اقتضایی سیار
۴- ارزیابی عملکرد
جریان سیلابی، ODMRP، ToMuRo و GeMuRo با استفاده از مدلساز OPNET شبیه سازی شده‌اند [۲۰]. مدلساز OPNET بعنوان یک شبیه ساز مهم شبکه به شمار می‌آید که می‌توان آن را جهت طراحی و مطالعه شبکه های ارتباطاتی، ادوات، پروتکل ها و سیستم های کاربردی مورد استفاده قرار داد.
۱-۴٫ سناریوهای مدلسازی شده
مدل شبیه سازی ما متشکل از یک شبکه بیسیم حاوی ۲۵۰ گره در دو سناریو مختلف می‌باشد. اولین سناریو اقدام به ارزیابی گره های بیسیم به صورت توزیع شده یکنواخت در یک محدوده ۱۲۰۰ متر در۱۲۰۰ می‌نماید. حرکت های گره برمبنای مدل نقطه مسیر تصادفی (RWP) می‌باشند. پروتکل IEEE 802.11b MAC با یک ظرفیت کانال ۱۱ مگا بیت در ثانیه و یک زمان شبیه سازی ۱۰۰ ثانیه ای به کار گرفته شد. یک زمان وقفه ۱ ثانیه ای نیز در مدل RWP اعمال گردید. این سناریو شامل ۱ فرستنده چند پخشی،۱ و۲و۳ گیرنده چند پخشی تحت حالت تحرک و محدوده‌های انتقال مختلف می‌باشد. در این شبیه سازی سرعت های گره ۰، ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ متر در ثانیه انتخاب گردید و یک نرخ بیت ثابت (CBR) برای جریان داده ها، همراه با اندازه بار مفید۵۱۲ بایت انتخاب شد. پارامترهای شبیه سازی سناریوی ۱ در جدول ۱ لیست شده اند.
۲-۴٫ نتایج شبیه سازی
شکل ۴ معرف تأخیر انتها- به- انتها (EED) برای اولین سناریو می‌باشد. خط افقی نشان دهنده سرعت گره برحسب متر بر ثانیه و شماره های برچسب زیر نمودار (Flooding_1، Flooding_2، غیره) می‌باشد که معرف تعداد گیرنده ها تحت شرایط شبیه سازی شده است. به طور کلی، حالت سیلابی سبب به وجود آمدن تأخیر انتها به انتهای بیشتری می‌شود، که علت آن عدم وجود یک مکانیزم کنترلی است. ToMuRo معرف یک تأخیر انتها به انتهای نسبتاً بیشتری در مقایسه با ODMRP می‌باشد، اما عملکرد آن با توجه به وجود ۱، ۲و۳ گیرنده از ثبات بیشتری برخوردار می‌باشد.
مسیریابی چند پخشی اقتضایی سیار
۵- نتیجه گیری
در این مقاله دو پروتکل ToMuRo، که بعنوان پروتکل مسیریابی چند پخشی توپولوژیکی مطرح می‌باشد، و پروتکل GeMuRo، که تحت عنوان پروتکل مسیریابی چند پخشی جغرافیایی بحساب می‌آید، مورد مطالعه قرار گرفتند. پروتکل ToMuRo با سیستم سیلابی و ODMRP در یک سناریوی مربوط به پیاده رو (عابرین) مقایسه شدند. از طرف دیگر، GeMuRo با سیستم سیلابی و ODMRP مقایسه شد، اما چنین مقایسه ای در یک سناریوی وابسته به وسایل نقلیه اعمال گردید. به طور قابل ملاحظه، نتایج شبیه سازی سناریوی پیاده رو معرف آن می‌باشد که الگوریتم ToMuRo دارای عملکرد بهتری در مقایسه با الگوریتم ODMRP بر حسب جیترینگ و ضریب تحویل پاکت می‌باشد. عملکرد ToMuRo، به هنگامی‌که با ODMRP مقایسه می‌شود، به هنگامی‌که سرعت گره و تعداد گیرنده ها افزایش می‌یابند، بهبود خواهد یافت. از طرف دیگر نتایج شبیه سازی سناریوی وسایل نقلیه نشان دهنده آن است که الگوریتم GeMuRo دارای عملکرد بهتری در مقایسه با ODMRP برحسب جیترینگ و ضریب تحویل پاکت می‌باشد. بر حسب تأخیر انتها به انتها (EED)، GeMuRo و ODMRP دارای عملکرد مشابهی هستند. با این وجود، سیستم سیلابی معرف عملکرد قابل توجه بهتری بر حسب جیترینگ و ضریب تحویل پاکت است. نتایج نشان دهنده آن هستند که سیستم سیلابی می‌تواند فراهم آورنده گزینه متناسب بهتری برای شبکه‌های اقتضایی مرتبط با وسایل نقلیه با تحرک و تراکم بالا باشد. تحقیقات آتی ما اقدام به اعمال و مقایسه ToMuRo و سیستم سیلابی در یک بستر آزمایشی خواهند نمود.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
