بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار

بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار  – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

www.irantarjomeh.com

بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار

بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار

بررسی پروتكل های مسیریابی چند بخشی مبتنی بر مش و درخت برای شبكه های اقتضایی چند جهشی سیار (MANETs)

چكیده

اخیراً این موضوع آشكار شده است كه سرویس های مبتنی برگروه جزء یكی از كلاسهای كاربردی اولیه می‌باشند كه به وسیله شبكه های اقتضایی چند جهشی سیار (MANETها) مد نظر می‌باشند. در نتیجه، چندین پروتكل مسیریابی چند بخشی خاص- MANET پیشنهاد شده اند. با وجود آنكه این پروتكل ها تحت سناریوهای خاص همانند تحرك، بارهای ترافیكی و شرایط شبكه، عملكرد متناسبی را از خود نشان داده‌اند، هیچكدام از آنها به صورت واحد معرف یك وضعیت بهینه در كلیه سناریوها نخواهند بود. هدف از این مقاله مشخص نمودن عملكرد پروتكل های چند بخشی در محدوده گسترده ای از سناریوهای MANET می‌باشد. به منظور انجام این هدف، ما نسبت به ارزیابی عملكرد طرح های مسیریابی چند بخشی مبتنی بر مش و درخت در ارتباط با سیستم سیلابی و پروتكل های توصیه شده جهت سناریوهای MANET خاص اقدام نمودیم.

بر مبنای نتایج تحلیل و شبیه سازی، ما همچنین دو نوع از انشعاب‌های مرتبط با سیستم سیلابی را پیشنهاد می‌نماییم: سیستم سیلابی حوزه ای و سیستم هایپر سیلاب یا ابر سیلاب، كه بترتیب بعنوان ادواتی جهت كاهش سربار و افزایش اطمینان پذیری یا اعتبار بكار گرفته می‌شوند. از جمله دیگر مواردی كه مطالعه جاری در آن به ایفای نقش خواهد پرداخت، بررسی تطبیقی گوناگونیهای پیشنهادی سیستم سیلابی در برابر سیستم سیلابی ساده و سیستم مسیریابی MANET مبتنی بر مش و درخت می‌باشد. در این شبیه سازی ها، علاوه بر سناریوهای «سنتزی» یا «ساختگی»، از رویه‌های واقعی‌تر MANET نظیر سیستم كنفرانس  و واكنش سریع و اضطراری بهره می‌جوییم.

 كلمات كلیدی: شبكه های اقتضایی یا ادهاك (Ad-Hoc)، محاسبه سیار، سیستم چند بخشی، پروتكل های مسیریابی، بی سیم

1- مقدمه

شبكه های اقتضایی یا ادهاك چند جهشی سیار (MANETs) شبكه هایی به شمار می‌آیند كه دارای هیچگونه زیر ساختار شبكه ثابتی نخواهند بود. در یك MANET، هیچگونه تمایزی بین یك میزبان و یك مسیریاب وجود ندارد، چرا كه كلیه گره ها می‌توانند هم نقش منابع را بازی نمایند و هم بعنوان ارسال كننده های ترافیكی شبكه مد نظر می‌‌باشند. بعلاوه، كلیه اجزای MANET می‌توانند سیار باشند.

MANET ها از شبكه های سیار دارای زیر ساختار ثابت سنتی، جائیكه تحرك تنها در جهش آخر رخ می‌دهد، متفاوت می‌باشند. با وجود آنكه مسائلی نظیر مدیریت آدرس دهی در چنین سیستم‌هایی به وجود می‌آیند، توابع شبكه هسته (مخصوصاً مسیریابی) تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند. در مقابل MANET ها نیازمند تغیرات اساسی در زمینه مسیریابی و پروتكل های ارسال پاكت متعارف، در هر دو مبحث ارتباطات تك بخشی و چند بخشی، می‌باشند. مكانیزم های مسیریابی متعارف، كه بر مبنای مسیریابهایی هستند كه اقدام به حفظ حالت توزیعی در حول و حوش توپولوژی شبكه می‌نمایند، برای شبكه های دارای سیم طراحی شده اند و بخوبی در شبكه های سیار، كه دارای زیر ساختار ثابتی هستند، عمل می‌نمایند. با این وجود، تغییرات توپولوژیكی در MANETها بصورت بسیار مكرر رخ داده و سبب می‌شود تا مكانیزم های مسیریابی متعارف علاوه بر ناكارا  بودن هزینه بالایی را نیز به تحمیل نمایند.

پس از مشخص شدن آنكه ارتباطات مبتنی برگروه بعنوان یكی از كلاس‌های كاربردی كلیدی در محیط های MANET به شمار می‌آید، تعدادی از پروتكل های مسیریابی چند بخشی MANET پیشنهاد شدند [7,18, 6, 19, 20, 8]. این پروتكل ها را می‌توان برحسب دو معیار مختلف طبقه بندی نمود. اولین معیار در ارتباط با حفظ وضعیت مسیریابی است و مكانیزم های مسیریابی را به دو دسته طبقه بندی می‌نماید: مكانیزم های كنشی و مكانیزم های واكنشی. پروتكل های كنشی وضعیت مسیریابی را حفظ می‌نمایند، در حالیكه پروتكل های واكنشی سبب كاهش تأثیر تغییرات مكرر توپولوژی از طریق تحصیل مسیرها بر حسب تقاضا خواهند شد.

معیار دوم پروتكل ها را بر مبنای ساختار كلی داده ها كه جهت ارسال پاكت های چند بخشی استفاده می‌شوند دسته بندی نموده است. پروتكل های موجود بر این مبنا یا به صورت پروتكل‌های مبتنی بر درخت می‌باشند و یا آنكه به صورت پروتكل های مبتنی بر مش عرضه می‌شوند. همانند سیستم مسیریابی چند بخشی ثابت (غیر سیار)، پروتكل های مبتنی بر درخت اقدام به ایجاد درختی می‌نمایند كه داده های چند بخشی از طریق آن ارسال خواهند شد. با وجود، كارایی مطلوب در پهنای باند، پروتكل های مبتنی بر درخت غالباً ارائه دهنده یك سیستم قدرتمند نمی‌باشند. برخی از خصیصه های كلیدی MANETها، نظیر پیاده سازی سریع، آنها را بخوبی برای محیط های بحرانی متناسب می‌سازد ( نظیر میدان های جنگ یا بازسازی فجایع یا بلایا)، جائیكه داشتن توان بالا و اطمینان پذیری جزء ضروریات كار تلقی می‌شود. بنابراین، یكی از چالش های اصلی برای مسیریابی چند بخشی در MANETها نیاز جهت حاصل آوردن قدرتمندی و توان بالا، در مبحث حضور سیستمی یكپارچه و كاملا پویا، و رویارویی با قطعی مكرر گره ها می‌باشد. برای نیل بدین هدف، پروتكل های مبتنی بر مش اقدام به ایجاد یك مش برای ارسال داده های چند بخشی نموده و از این طریق توانسته اند ضروریاتی چون قدرتمندی و اطمینان پذیری، با توجه به افزونگی مسیر به صورت ذاتی در مش ها، را مخاطب قرار دهند.

نكته تمركز تحقیق ما بررسی فضای طراحی پروتكل های مسیریابی چند بخشی در MANETها می‌باشد. علی الخصوص یكی از اهداف این مقاله توصیف ویژگی های سنجشی یا متریك پروتكل‌های مبتنی بر مش و مبتنی بر درخت برای محدوده گسترده ای از شرایط MANET و ایجاد ارتباطات برای پروتكل ها و بگونه ای می‌باشد كه بهترین تناسب را با ویژگی های استقرار خاص MANET داشته باشند. در نهایت، ما اقدام به اعمال شبیه سازی های گسترده ای نموده و برای اینكار از سیستم هایی كه دارای تحرك بالا و محدوده گسترده ای از تحرك وشرایط بار ترافیكی می‌باشند استفاده نموده ایم و علاوه بر این از ویژگی های گروهی چند بخشی متفاوت ( نظیر تعداد منابع و تعداد گیرنده ها) بهره گرفته ایم. مطالعه ما اقدام به مقایسه عملكرد پروتكل مسیریابی چند بخشی بر حسب تقاضا (ODMRP) [7] بعنوان شاخص پروتكل های مبتنی بر مش در برابر پروتكل بردار فاصله برحسب تقاضای اقتضایی چند بخشی (MAODV) [18] بعنوان شاخص پروتكل های مبتنی بردرخت خواهد نمود. هر دوی این پروتكل ها متعلق به دسته بندی واكنشی می‌باشند. بعنوان معیاری متناسب در این مقایسه ها، ما از سیستم سیلابی استفاده نمودیم كه از نكته نظر بحث ساده ترین و قدیمی‌ترین تكنیك مسیریابی مبتنی بر مش می‌باشد. علیرغم سربار سنگین، چنین سیستمی ‌ارائه دهنده بهترین تضمین تحویل، برای سیستم‌های تك بخشی، چند بخشی و ارسال از طریق شبكه های دارای سیم، می‌باشد. با این وجود، با توجه افزونگی سیلابی در رویه‌های ارسال احتمال بروز تراكم و برخورد وجود خواهد داشت. (برخی از نتایج شبیه سازی اولیه ما را می‌توان در [15] یافت).

دلیل انتخاب ODMRP بواسطه آن است كه این سیستم بهترین عمل را در مطالعه تطبیقی در [13] نشان داده است. در حقیقت، [13] اقدام به مقایسه عملكرد ODMRP و CAMP [6] بعنوان پروتكل‌های مبتنی بر مش در برابر AMRoute  [2] و AMRIS  [20] بعنوان پروتكل های مبتنی بر درخت نموده است. بخش مطالعه عملكرد تطبیقی این مقاله بطرق مختلف متفاوت از مبحث [13] خواهد بود. در ابتدا ما از MAODV بعنوان شاخص سیستم مسیریابی چند بخشی مبتنی بر درخت استفاده نمودیم، چرا كه چنین سیستمی‌ محدودیت های AMRoute وAMRIS، كه هر دو وابسته به پروتكل مسیریابی تك بخشی اصلی می‌باشند، را نخواهد داشت. بعلاوه، AMRoute در معرض لوپ های مسیریابی ناپایدار خواهد بود. یكی دیگر از ویژگی های قابل تمایز مطالعه ما آن است كه چنین رویه ای اقدام به بررسی محدوده گسترده تری از سناریوهای MANET  نوده و براین مبنا این پروتكل های تحت شرایط سخت عملكرد شبكه قرار گرفته‌‌اند كه شامل تحرك بالاتر و بار ترافیكی بیشتر  و همچنین ویژگی های متنوع تر گروه چند بخشی (نظیر تعداد منابع ترافیكی، اندازه گروه و تراكم) خواهد بود. در نهایت، علاوه بر محیط های ساختگی یا سنتزی MANET، مطالعه ما همچنین سناریوهای واقعی تری، نظیر سیستم های كنفرانس و عملیات واكنش سریع یا اضطراری، را مورد توجه قرار می‌دهد.

بر مبنای این نتایج شبیه سازی ما همچنین اقدام به بررسی نیاز برای پروتكل های جدیدی می‌نماییم كه قابلیت تضمین تحویل بالاتر با سربار كمتر را داشته باشند. سربار پروتكل مسیریابی علی الخصوص می‌تواند در سناریوهای متعارف MANET مضر باشد، جائیكه گره ها هم دارای محدودیت های پهنای باند و هم محدودیت های انرژی خواهند بود. با وجود آنكه سیستم سیلابی هیچگونه ترافیك كنترلی را فراهم نمی‌آورد، این مبحث شامل رویه های ارسالی تكراری و افزونگی خواهد بود. بر این مبنا، ما سیستم سیلابی حوزه ای، یكی از گونه های متنوع سیستم سیلابی كه هدف از آن كاهش سرباری است كه به صورت ذاتی در سیستم سیلابی ساده وجود دارد،  را مورد بررسی قرار می‌دهیم. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهند كه در محدوده های تحرك پایین (0 الی75 كیلومتر در ساعت )، سیستم سیلابی حوزه ای سربار كمتری را حاصل نموده كه خود معرف سربار كمتر به میزان 20 درصد در مقایسه با سیستم سیلابی معمولی و 15% در مقایسه با ODMRP است. به طور قابل توجه، در «سناریوهای واقعی» این صرفه جویی در سربار، با توجه به نسبت های ارسال پاكت قابل مقایسه یا بهتر در مقایسه با ODMRP و MAODV حاصل شده است. این سربار كمتر، در محیط هایی كه با محدودیت انرژی روبرو می‌باشند، كاملاً حیاتی تلقی می‌گردد.

بعلاوه، ما اقدام به بررسی نوع دیگری از سیستم سیلابی نموده كه تحت عنوان سیستم ابر سیلاب در مبحث مرتبط با سناریوهای MANET خوانده می‌شود، جائیكه اطمینان پذیری بعنوان مبحث اصلی مد نظر خواهد بود. از طریق شبیه سازی های انجام شده، ما نشان می‌دهیم كه سیستم ابر سیلابی قابلیت فراهم آوردن میزان دستاورد بهتری در مبحث اطمینان پذیری مخصوصاً در حالت تحرك بالا (75 الی150 كیلومتر در ساعت) را خواهد داشت كه چنین دستاوردی به بهای یك افزایش سربار در مقایسه با سیستم سیلابی ساده حاصل خواهد شد. سیستم های كاربردی با هدف حیاتی/ بحرانی، كه نیازمند اطمینان پذیری بالا و تحویل به موقع در حضور گره های سریع الانتقال می‌باشند ( نظیر فرودگاه ها)، ممكن است تمایل به پرداخت قیمت بالاترسربار بیشتر را داشته باشند.

ادامه این مبحث به شرح ذیل سازماندهی شده است. در بخش بعد، ما سیستم های ODMRP و MAODV را مورد مطالعه قرار می‌دهیم و به صورت مختصر چگونگی پیاده سازی سیستم سیلابی خود را تشریح خواهیم نمود. بخش3 معرف محیط شبیه سازی استفاده شده، شامل تشریح تفصیلی پارامترهای شبیه سازی، می‌باشد. در بخش 4، ما نتایج شبیه سازی، كه در آن اقدام به مقایسه عملكرد پروتكل های مسیریابی چند بخشی مش (ODMRP و سیستم سیلابی) و درخت (MAODV) شده است، تحت سناریوهای مختلف MANET، همراه با مقایسه كمی این پروتكل‌ها بر مبنای نتایج حاصل شده، را ارائه می‌نمائیم. بخش 5 سیستم های سیلابی حوزه ای و ابرسیلابی تشریح می‌شوند و بخش6 ارائه دهنده نتایج شبیه سازی است كه در آن پارامترهای مرتبط با توانایی و قدرت سیستم ها و سربار آنها در ارتباط با سیستم سیلابی ساده، ODMRP و MAODV تشریح شده است. ما نتایج هر دو سناریوهای سنتزی / ساختگی و همچنین سناریوهای واقعی MANET را ارئه می‌نماییم. بخش7 تشریح كننده تحقیقات مرتبط می‌باشد و در بخش 8 ما برخی از موارد مرتبط با نتیجه گیری و همچنین مباحث آتی راعرضه خواهیم نمود.

2- بررسی سیستم چند بخشی مبتنی بر مش و درخت

در این بخش ما عملیات مسیریابی چند بخشی مبتنی بر مش و درخت را با استفاده از DMRP و MAODV، به ترتیب، بعنوان مثال هایی از پروتكل‌های مبتنی بر مش و درخت، را مورد بررسی قرار می‌دهیم. علاوه براین ما ویژگی های اصلی پیاده سازی سیستم سیلابی خود را تشریح خواهیم نمود.

1-2. پروتكل مسیریابی بر حسب تقاضا (ODMRP)

پروتكل مسیریابی چند بخشی بر حسب تقاضا (ODMRP) [7]، بواسطه آنكه عضویت گروه و مسیرهای چند بخشی بوسیله منبع، و به هنگامی‌كه داده هایی جهت ارسال وجود داشته باشند، ایجاد و آپدیت می‌گردند، جزء زیر مجموعه پروتكل واكنشی به شمار می‌آید. بغیر از پروتكل‌های چند بخشی متعارف كه اقدام به ساختن یك درخت چند بخشی (چه به صورت خاص- منبع یا چه به صورت اشتراكی  بوسیله گروه) می‌نمایند، ODMRP بعنوان یك پروتكل مبتنی بر مش شناخته می‌شود. این پروتكل از زیر مجموعه ای از گره ها یا گروه ارسال جهت ارسال پاكت ها از طریق سیستم سیلابی حوزه ای استفاده می‌نماید.

2-2. بردار فاصله بر حسب تقاضای اقتضایی چند بخشی (MAODV)

MAODV بعنوان مثالی از یك پروتكل مسیریابی چند بخشی مبتنی بر درخت بشمار می‌آید (شكل2 معرف تشكیل درخت MAODV است). مشابه با ODMRP، MAODV مسیرها را برحسب تقاضا ایجاد می‌نماید. اكتشاف مسیر بر مبنای یك درخواست مسیر Rreq و یك پاسخ مسیر Rrep خواهد بود. به هنگامی‌كه منبع چند بخشی نیاز به مسیری به یك گروه چند بخشی داشته باشد، این منبع، از طریق فعال نمودن پرچم اتصال و آدرس مقصد به آدرس گروه چند بخشی، اقدام به ارسال یك پاكت Rreq خواهد نمود. عضوی از درخت چند بخشی، با بهره‌مندی  از یك مسیر جاری به مقصد، به این درخواست با پاكت Rrep جواب خواهد داد. گره های غیر عضو اقدام به انتشار مجدد Rreq خواهند نمود. هر گره در زمان دریافت Rreq جدول مسیر خود را آپدیت نموده و شماره ترتیبی و اطلاعات جهش بعدی برای گره منبع را نیز ثبت می‌كند. این اطلاعات جهت برگشت دادن Rrep  به منبع، بصورت ارسال تك بخشی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صورتی كه گره منبع پاسخ های متعددی را برای درخواست مسیر خود دریافت دارد، این گره مسیری را انتخاب خواهد نمود كه دارای تازه ترین شماره ترتیبی یا پایین‌ترین شمارنده جهش باشد. پس از آن، این گره اقدام به ارسال یك پیام فعال سازی چند بخشی Mact می‌نماید كه جهت فعال ساختن این مسیر از منبع به گره كه پاسخ را ارسال داشته است بكار گرفته خواهد شد. در صورتی كه گره منبع یك پیام Mact  را در محدوده زمانی مشخصی دریافت نكند، این گره پیام Rreq دیگری را ارسال خواهد نمود. بعد از چندین بار سعی در دریافت (Rreq-Retries)، منبع مذكور اینگونه در نظر می‌گیرد كه هیچگونه عضو دیگری از درخت برای دسترسی وجود نداشته و خود را بعنوان رهبر گروه خواهد دانست. رهبر گروه مسئول انتشار دوره ای پیام های سلام گروه (Grp-Hello) جهت حفظ  قابلیت اتصال پذیری می‌باشد. گره ها بصورت دوره ای اقدام به ارسال پیام هایی Hello، با توجه بدانكه time-to-live = 1 باشد، خواهند نمود تا آنكه اتصال پذیری محلی حفظ شود.

3-2. سیستم سیلابی

رویه پیاده سازی ما در مبحث مسیریابی، با استفاده از سیستم سیلابی، كاملاً استاندارد می‌باشد: به هنگامی‌كه گره ای یك پاكت را دریافت می‌نماید، این گره اقدام به ارسال پاكت مربوطه خواهد نمود، به جز آنكه آن پاكت را قبلاً مشاهده نموده باشد. گره ها اقدام به نگهداری سابقه پاكت هایی كه اخیراً دریافت نموده اند در حافظه پنهان (كش) خود خواهند نمود و پاكت های قدیمی‌تر جایگزین پاكت های دریافتی جدید خواهند شد. یك گره تنها به هنگامی اقدام به انتشار مجدد یك پاكت خواهد نمود كه آن پاكت در حافظه كش آن گره موجود نباشد.

ما از یك تكنیك كاملاً شناخته شده تصادفی سازی جهت اجتناب از برخوردها استفاده می‌نماییم: به هنگامی‌كه گره ای پاكتی را در یافت می‌دارد قبل از آنكه اقدام به ارسال آن نماید، این گره با در نظرگیری یك  بازه زمانی تصادفی، بین صفر و flooding interval، به انتظار خواهد نشست.

3- مدل شبیه سازی و روش شناسی

ما از ns-2 بعنوان سكوی شبیه سازی استفاده نمودیم. ns-2 یك شبیه ساز رویداد گسسته مشهور است كه در ابتدا برای شبكه های دارای سیم طراحی شده است و متعاقب آن جهت پشتیبانی از شبیه سازی در مضامین بدون سیم سیار (و MANET) گسترش یافته است. علی الخصوص، ما از افزونه‌های CMU گروه مانارك (Monarch)،  كه سبب شده است تا ns-2  اقدام به شبیه سازی MANETهای چند جهشی نماید، استفاده نمودیم [4]. برخی از سناریوهای MANET كه در شبیه سازی‌های ما به كار گرفته شده است با استفاده از تولید كننده سناریو برای شبكه های اقتضایی تولید شده است [17]. آنها به تفصیل در بخش2-6 تشریح خواهند شد.

1-3. سناریوهای MANET

ما از دو نوع از سناریوهای MANET در شبیه سازی های خود استفاده می‌نماییم. در سناریوهای «سنتزی/ ساختگی»، پارامترهایی نظیر تحرك، اندازه گروه چند بخشی، منابع ترافیكی وتعداد گروههای چند بخشی با توجه به محدوده ای از مقادیر فرضی متنوع و متغیر خواهند بود. بعلاوه، نسبت به تعریف محیط های «واقعی‌تر» اقدام نمودیم كه بازتاب دهنده سیستم های كاربردی خاص MANET می‌باشند، كه عمدتاً شمال سیستم های تله كنفرانس یا كنفرانس از راه دور و سناریوهای ریكاوری و نجات بلایا یا فجایع رخ داده می‌باشند. این سناریوهای  واقعی‌تر MANET با استفاده از تولید كننده سناریوی كه در [17] ارائه شده است ساخته شده اند و جزئیات آن در بخش 2-6 تشریح خواهند شد.

2-3 مدل تحرك

مدل تحرك كه در نگارش تصحیح شده مدل نقطه مسیر – تصادفی استفاده شده است نیز همچنین بعنوان مدل  توپ برگشتی (bouncing ball) معروفیت دارد. در این مدل، گره ها موقعیت های خود را به صورت تصادفی در محدوده مربوطه آغاز می‌نمایند. پس از آن هر گره یك مسیر تصادفی را برگزیده و حركت خود در آن مسیر را تداوم داده تا آنكه به كرانه مشخص شده برسد. به هنگامی‌كه این گره به كرانه یا مرز تعیین شده رسید این گره اقدام به انتخاب یك مسیر تصادفی دیگر نموده و حركت خود را در آن مسیر ادامه داده تا آنكه دوباره به یك كرانه دیگر برخورد نماید. ویژگی مهم مدل تحرك تصحیح شده ما آن است كه ما غالباً Vmin را بعنوان غیر صفر در نظر می‌گیریم. در حقیقت ما Vmin = Vmax را برای اغلب شبیه سازی های خود بكار می‌بریم. بر این مبنا،  مدل توپ برگشتی از نقص های مدل تحرك تصادفی، همانگونه كه در [21] نشان داده شده است، برخوردار نمی‌باشد.

3-3. مدل ترافیكی

تولید كننده/ ژنراتور ترافیك نرخ بیت ثابت (CBR) برای سناریوی ساختگی مورد استفاده قرار گرفت. اندازه بار مفید داده به میزان 256 بایت تثبیت شد. فرستنده ها نیز به صورت تصادفی دربین گره های شبكه انتخاب شدند. ترافیك شبكه برای جمعیت های فرستنده مختلف به صورت ثابت در50 كیلو بیت در ثانیه، از طریق تعدیل فاصله بین پاكتی برای منابع CBR، تامین شد. برای سناریوهای حقیقی ما همچنین از ژنراتور ترافیك ON-OFF استفاده نمودیم. هرمنبع نسبت به ارسال داده‌ها بصورت 5 كیلو بیت در ثانیه، در یك دوره فعالیت 3 ثانیه‌ای و زمان بیكاری3 ثانیه‌ای، اقدام خواهد نمود.

4-3. سیستم های متریك (سنجشی)

ما از سیستم های متریك ذیل جهت ارزیابی عملكرد پروتكل های مسیریابی چند بخشی مختلف استفاده می‌نماییم.

• ضریب تحویل پاكت كه بعنوان نسبت تعداد كل پاكت های منحصربفردی كه به وسیله گیرنده ها دریافت شده است، در برابر تعداد كل پاكت های ارسالی به وسیله كلیه منابع ضربدر تعداد گیرنده ها، تعیین می‌گردد.

• سربار مسیریابی كه نسبت بین تعداد بایت های كنترلی ارسال شده به تعداد بایت های دریافتی كنترلی می‌باشد. در ODMRP، بایتهای كنترلی در بردارنده پاكت‌های Join-Query وJoin-Table هستند. بعلاوه، این مورد شامل بایت های سرایند پاكت داده می‌باشد كه به وسیله اعضای گروه ارسال فرستاده شده است. در MAODV، بایت های كنترلی مشمول پاكت های Rreq، Rrep، Mact، Hello و Grp-Hello می‌باشند. بعلاوه، این مورد شامل سرایندهای پاكت داده ای می‌باشد كه به وسیله گره های واسطه ای ارسال شده است. در سیستم سیلابی، بایت های كنترلی شامل كلیه بایت های سرایند داده ای خواهد بود كه به وسیله گره های شبكه ارسال شده است. ما علاوه براین، طول سرایندIP در محاسبه سربار مسیریابی را نیز در نظر گرفته ایم.

• اطمینان پذیری یا اعتبار گروه نیز بعنوان برآورد تأثیر پروتكل مسیریابی در تحویل پاكت‌ها به كلیه گیرنده ها می‌باشد. ما اطمینان‌پذیری گروه را بعنوان نسبت تعداد پاكت‌های دریافت شده به وسیله كلیه گیرنده های چند بخشی در برابر تعداد پاكت های ارسالی محاسبه می‌كنیم. بنابراین، برای این سیستم سنجشی/ متریك، یك پاكت تنها در صورتی بعنوان پاكتی تحویلی شناسایی می‌شود كه آن پاكت بوسیله هر یك از اعضای گروه چند بخشی تحویل شده باشد.

پارامترهای دیگر

جدول 2 پارامترهای شبیه سازی عمومی‌ را خلاصه می‌نماید، در عین حال جدول3 و4 نیز اقدام به خلاصه سازی پارامترهای خاص ODMRP و MAODV به ترتیب خواهد نمود.

بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار

4- نتایج شبیه سازی

در این بخش، ما  با توجه به مقایسه ODMRP، MAODV و سیستم سیلابی نتایج شبیه سازی را گزارش می‌نماییم. دراین شبیه سازی ها، ما از سناریوهای MANET سنتزی استفاده می‌كنیم كه در آن پروتكل ها را در معرض محدوده گسترده ای از تحرك، بار ترافیكی و ویژگی های گروه چند بخشی (یعنی اندازه گروه و تعداد منابع) قرار می‌دهیم. ما هر شبیه سازی (در حالیكه كلیه پارامترهای به صورت ثابت باقی می‌مانند) را برای 5 بار ادامه می‌دهیم، كه هر بار با استفاده از یك مقدار پیگردی متفاوت این عمل انجام می‌پذیرد. هر نقطه داده در نمودار های ذیل، معرف میانگین حاصل آمده از كلیه 5 رویه اجرایی خواهد بود. میله های خطای نشان داده شده در این نمودارها معرف فاصله اطمینان (CI) 95% می‌باشند.

در این شبیه سازیها، فرستنده ها به صورت تصادفی از گروه چند وجهی انتخاب می‌شوند. كلیه گره‌ها بعنوان اعضا در زمان آغاز شبیه سازی ها بدین رویه پیوسته و همچنان بعنوان عضو در خلال مدت انجام شبیه سازی باقی می‌مانند.

1-4. تأثیر تحرك

آزمایش وضعیت تحرك شبكه شامل 5  منبع ترافیكی و20 گیرنده می‌باشد كه به صورت تصادفی انتخاب شده اند. هر منبع اقدام به ارسال 10 كیلو بیت در ثانیه نموده و بنابراین بار كلی شبكه به میزان50 كیلو بیت در ثانیه گزارش شده است. میانگین سرعت گره بین  صفر و150 كیلومتر در ساعت می‌باشد. سرعت 150 كیلومتر در ساعت در ابتدا بعنوان سرعت های بالا فرض شده است. با این وجود، ما ادعا می‌نماییم كه چنین سرعت بالایی به هنگامی‌كه یك MANET  در گره های سریع السیر شامل می‌‌باشد می‌تواند منطقی به نظر برسد، همانند هلیكوپترها، هواپیماهای دارای بال ثابت و همچنین ماشین های پلیس،ادوات حمل و نقل نظامی‌و اورژانس.

1-1-4. ضریب تحویل پاكت

شكل3 معرف آن است كه چگونه اعتبار پروتكل با توجه به تحرك (سرعت گره) متفاوت می‌باشد.

2-1-4. سربار مسیریابی

شكل4 نشان دهنده سربار كنترلی برحسب بایت داده انتقال یافته بعنوان تابع تحرك می‌باشد. توجه داشته باشید كه سربار سیلابی با تحرك تغییر نخواهد كرد، چراكه تنها پاكت های سرایند داده در ارتباط با سربار می‌باشد. در ODMRP، فاصله Join-Query به میزان 3 ثانیه در نظر گرفته شده و بنابراین سربار كنترلی با توجه به تحرك گره نسبتاً ثابت باقی می‌ماند. افزایش اندك در سربار در سرعت‌های بالاتر (حدود 55 كیلومتر در ساعت) بواسطه این حقیقت است كه تعداد بایت‌های داده تحویلی با توجه به افزایش تحرك كاهش می‌یابند.

3-1-4. اطمینان پذیری/ اعتبار گروه

از آنجائیكه MANETها غالباً در بردارنده سیستم های كاربردی هدف- حیاتی (mission-critical) می‌باشند، سناریوهایی كه نیازمند آن می‌باشند كه ارسال داده بوسیله كلیه اعضای گروه چند بخشی در سرموعد مقرر دریافت شوند، كاملاً شایع می‌باشند. به هنگامی‌كه یك پروتكل انتقال مطمئن اقدام به تعمیر اتلاف‌های تشخیص داده شده، بوسیله نقاط انتهایی ارتباطاتی، می‌نماید، داشتن بالاترین میزان ممكن نرخ تحویل از پروتكل مسیریابی اصلی سبب ارتقای كلی كارایی سیستم، شامل زمان پاسخ، خواهد شد. رویه‌های متریك مرتبط با اطمینان پذیری گروهی ما سعی بر حاصل آوردن میزان سودمندی پروتكل های مسیریابی در زمینه تحویل پاكت ها به كلیه اعضای گروه خواهند داشت.

2-4. تأثیر اندازه گروه چند بخشی

در این بخش از آزمایشات، ما بر روی تأثیر اندازه گروه (تعداد گیرنده ها) برروی عملكرد مسیریابی چندبخشی تمركز می‌نماییم. تعداد فرستنده ها به میزان 10 به طور ثابت در نظر گرفته شد، تحرك گروه در 75 كیلومتر در ساعت برآورد شده و بار ترافیكی نیز میزان50 كیلوبیت در ثانیه مشخص گردید. اندازه گروه نیز از10 الی40 گیرنده، با افزایش‌های 5 تایی، متغیر بوده است.

1-2-4. ضریب تحویل پاكت

شكل6 نشان دهنده تنوع در اطمینان پذیری پروتكل بعنوان تابع اندازه گروه می‌باشد. توجه داشته باشید كه سیستم سیلابی قابلیت حفظ ضریب تحویل خود به صورت كاملاً ثابت را داشته و این میزان تقریباً نزدیك به 90 درصد برای اندازه های گروه مختلف می‌باشد. در مقایسه با ODMRP، ضریب تحویل سیستم سیلابی در حدود 10 % بالاتر از اندازه گروه 10 و در حدود 6% بالاتر از اندازه گروه چند بخشی است كه تا 40 مورد افزایش یافته است. بطور قابل توجه، ضریب تحویل ODMRP با افزایش اندازه گروه، افزایش خواهد یافت. این مورد براستی سازگار با روشی است كه بر مبنای آن پروتكل های مبتنی بر مش عمل می‌نمایند. به طور مثال، در ODMRP مش در نتیجه فرایند Join-Query – Join-Table شكل می‌گیرد. به هنگامی ‌كه تعداد گیرنده ها افزایش می‌یابد، تعداد Join-Tables ارسالی در واكنش به Join-Queries نیز افزایش خواهد یافت. این امر سبب خواهد شد تا تعداد بالایی از گره ها در تعامل با مش بعنوان اعضای گروه ارسال عمل نموده و سبب افزایش اتصال پذیری و افزونگی مش می‌شود. بر این مبنا، ضریب تحویل پاكت با افزایش در گیرنده های چند بخشی افزایش خواهد یافت.

2-4. سربار مسیریابی

شكل7 معرف آن است كه چگونه سربار كنترلی با توجه به اندازه گروه تغییر می‌یابد. در مقادیر پایین اندازه گروه، سیستم سیلابی معرف بالاترین میزان سربار مسیریابی در بین كلیه پروتكل ها برای گروهها تا 25 گیرنده می‌باشد. سربار سیستم سیلابی با توجه به اندازه افزایش گروه كاهش خواهد یافت. دلیل این امر آن است كه كلیه گره ها بدون توجه به اندازه گروه اقدام به ارسال مجدد پاكت های اطلاعاتی خواهند نمود. با این وجود به هنگامی‌كه اندازه گروه افزایش می‌یابد پاكت‌هایی كه مجدداً ارسال شده‌اند نیز بواسطه تعداد پاكتهای ارسال شده به گیرنده‌های چندبخشی، از كارایی بالاتری برخوردار خواهند بود. برای این سناریوخاص، سربار مسیریابی ODMRP در بین سه پروتكل مشخص شده، برای اندازه های گروه بالاتر از 25، بیشترین میزان خواهد بود. دلیل این امر بواسطه تعداد بالای Join-Tables ارسالی و افزونگی بالاتر و به هنگامی‌ خواهد بود كه  تعداد اعضای گروه افزایش می‌یابد. در مورد MAODV، اندازه افزایش یافته گروه منجر به تعداد بالاتر پیام های Repair خواهد شد. با این وجود پاكت های اطلاعاتی نیازی به سیر در مسیرهای افزونگی متعدد نخواهند داشت كه خود می‌تواند منجر به سربار مسیریابی كلی كمتری برای MAODV در مقایسه با ODMRP و سیستم سیلابی خواهد شد.

3-2-4.اطمینان پذیری گروه

شكل8 معرف اطمینان پذیری گروه و گوناگونی آن با توجه به اندازه گروه می‌باشد. همانگونه كه انتظار می‌رود، اطمینان پذیری گروه كلیه پروتكل‌ها، با توجه به اندازه گروه چند بخشی بزرگتر، با تنزل روبرو خواهد شد.

3-4. تأثیر تعداد منابع ترافیكی

در این مجموعه از آزمایشات ما اقدام به متوع سازی تعداد منابع چند بخشی از 10 الی 30، با افزایش 5 تایی نموده و تعداد گیرنده گان را به صورت ثابت به میزان 30 مورد در نظر گرفتیم و تحرك گره نیز در 75 كیلومتر در ساعت تثبیت شد. برای هر مقدار از تعداد فرستندگان، بار كلی ترافیك به صورت ثابت در 50 بیت درثانیه از طریق تغییر فاصله پاكت داخلی منابع CBR حفظ شد.

1-3-4. ضریب تحویل پاكت

شكل 9 نشان دهنده ضریب تحویل پاكت بعنوان تابع تعداد فرستندگان می‌باشد. توجه داشته باشید كه هر دو ضریب تحویل پاكت سیستم سیلابی و ODMRP بصورت نسبتاً  ثابتی با توجه به تعداد فرستندگان باقی می‌مانند. بنابراین آنها از درگیری و رقابت افزایش یافته در رنج نخواهند بود، به جزء در موردی كه تعداد بیشتری از منابع وجود داشته باشند و جائیكه یك افت نسبی را بتوان مشاهده نمود كه وابسته به اتلاف پاكت داده به علت برخورد می‌باشد.

2-3-4. سربار مسیریابی

شكل10 معرف آن است كه چگونه سربار كنترلی با توجه به تعداد منابع ترافیك متغیر خواهد بود. سیستم سیلابی هیچگونه پیام های كنترلی را ارسال نداشته و بنابراین سربار مسیریابی آن با توجه به تعداد فرستندگان به صورت ثابت باقی می‌ماند. برای ODMRP، افزایش جمعیت فرستنده منجر به تعداد بیشتر Join-Reqs و Join-Tables خواهد شد.

3-3-4. اطمینان پذیری/ اعتبار گروه

شكل11 نشان دهنده گوناگونی وضعیت اطمینان پذیری گروه با توجه به تعداد منابع ترافیكی می‌باشد. ذكر این نكته قابل توجه می‌باشد كه چگونه سیستم های سنجشی یا متریك با اطمینان پذیری و اعتبار مختلف اقدام به جذب رفتار مختلف وابسته به پروتكل می‌نمایند. برحسب  متریك ضریب تحویل پاكت، هر دو سیستم سیلابی و MAODV نسبتاً ضرایب تحویل بالایی (حدود80 درصد) را از خود نشان می‌دهند، در عین حال، این ضریب برای بیش از20 فرستنده در MAODV حدود 65% می‌باشد.

4-4. گروههای چند بخشی متعدد

هدف از  این آزمایشات ارزیابی  این مسئله  است كه چگونه گروههای چند بخشی متعدد برروی عملكرد سیستم مسیریابی چند بخشی مبتنی برمش و مبتنی بر درخت تأثیر می‌گذارند. برای شبیه سازی های چند گروهی، دو گروه چند بخشی مجزا استفاده می‌شوند كه هر كدام از آنها دارای 5 منبع و 10 گیرنده خواهند بود. میانگین سرعت گره و بار كلی ترافیكی به میزان20 كیلومتر در ساعت و 50 كیلوبایت در ثانیه به ترتیب تثبیت شد. برای شبیه سازی های گروه واحد، ما از 10 فرستنده و20 گیرنده استفاده نمودیم. تحرك گره و بار كلی ترافیكی یكسان نیز استفاده شده است، بدان معنا كه این سرعت20 كیلومتر در ساعت و 50 كیلوبایت در ثانیه در نظر گرفته شد.

5-4. تأثیر بار ترافیك شبكه

در این بخش، ما نسبت به ارزیابی تعریف افزایش بار شبكه برروی عملكرد پروتكل اقدام می‌نماییم. تعداد فرستنده ها به میزان 10 ثابت شده و تعداد گیرنده ها نیز 20 مورد تثبیت گردید. تحرك گره نیز در 75 كیلومتردر ساعت تنظیم شد. بار كلی شبكه از10 كیلو بیت در ثانیه به50 كیلو بیت در ثانیه، با افزایش به میزان 5 كیلو بیت در هر مرحله، رسید. چنین موردی ازطریق افزایش نرخ ارسال هر منبع از 1 كیلو بیت در ثانیه به 5 كیلو بیت در ثانیه محقق شده است. ترافیك حاصله این شبكه ترافیك CBR می‌باشد.

1-5-4. ضریب تحویل پاكت

شكل12 نشان دهنده ضریب تحویل پاكت بعنوان تابع بار ترافیكی می‌باشد. این امر مشاهده شده است كه كلیه پروتكل ها تحت تأثیر افزایش در ترافیك شبكه می‌باشند. افزایش ترافیك شبكه منجر به درگیری بیشتری شده و سبب اتلاف پاكت بواسطه برخورد های بالاتر  و سرریز بافر می‌گردد. برای بارهای ترافیكی ملاحظه شده، سیستم سیلابی هنوز عملكرد بهتری در مقایسه با ODMRP و MAODV برحسب ضرایب تحویل خواهد داشت. با این وجود، ما انتظار داریم كه عملكرد سیستم سیلابی در مقایسه با ODMRP و MAODV و به هنگامی‌كه بار ترافیكی بر حسب تعداد بیشتر ارسال های تكراری افزایش می‌یابند، با تنزل روبرو شود.

2-5-4. سربار مسیریابی

شكل13 نشان دهنده سربار كنترل برحسب بایت داده تحویلی بعنوان تابع بار ترافیكی می‌باشد. این موضوع را می‌توان مشاهده نمود كه سربار كنترل سیلابی، با افزایش بار، تقریباً ثابت باقی می‌ماند. سیستم سیلابی هیچگونه پاكت های كنترلی را ارسال نداشته و كلیه پاكت هایی كه بوسیله یك گره دریافت شده‌اند دقیقاً، به هنگامی‌كه نتیجه حاصله تقریباً سربار كنترلی ثابتی باشد، مجدداً ارسال خواهند شد.

3-5-4. اطمینان پذیری گروه

شكل14 معرف اطمینان پذیری گروه بعنوان تابع بار ترافیك می‌باشد. از این شكل می‌توان اینگونه استنباط نمود كه اطمینان پذیری گروه برای كلیه پروتكل ها با افزایش در بار ترافیك، همانگونه كه انتظار می‌رود، كاهش خواهد یافت. سیستم سیلابی دارای بالاترین اطمینان پذیری گروه در بین سه پروتكل تشریحی قبلی می‌باشد.

6-4. مقایسه كیفی پروتكل ها

جدول6 مقایسه كیفی پروتكل ها بر مبنای آنالیز شبیه سازی ما در بخش های پیشین را نشان داده است.

بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار

5- گوناگونی های سیستم سیلابی

نتایج شبیه سازی ما معرف آن است كه سیستم سیلابی در مقایسه با  ODMRP و MAODV، مخصوصاً در حالت تحرك بالا و بار ترافیكی بالا، دارای اطمینان پذیری بالاتری می‌باشد. با این وجود، یكی از نقص های اصلی سیستم سیلابی افزونگی یا تكرار انتشارها می‌باشد كه خود ممكن است به میزان قابل توجهی سبب افزایش سربار ارسال داده شود. افزونگی ارسالها مخصوصاً در شبكه های اقتضایی، جائیكه گره ها غالباً با محدودیت پهنای باند و انرژی روبرو هستند، می‌تواند سبب بروز صدمات جدی شود. در این بخش، ما اقدام به معرفی سیستم سیلاب حوزه ای می‌نماییم، یك گوناگونی سیلابی كه هدف از آن كاهش انتشارهای دارای افزونگی می‌باشد. بر این مبنا چنین مبحثی بر اساس  اصول ابتكاری متفاوتی بنا شده است كه ذیلاً اقدام به تشریح آن خواهد شد.

1-5. سیستم سیلاب حوزه ای

اصل كلی در ورای فلسفه سیستم سیلابی حوزه ای كاهش رویه‌های انتشار مجدد به منظور اجتناب از برخورد و به حداقل رسانی سربار می‌باشد. سیلاب حوزه ای برای محیط هایی كه از نكته نظر تحرك با محدودیت هایی روبرو می‌باشند مناسب خواهد بود ( نظیر سناریوهای كنفرانس) جائیكه كه گره ها دارای تحرك بالایی نبوده و بنابراین سیستم سیلابی ساده احتمالاً سبب به بار آمدن رویه‌های انتشار مجدد تكراری غیر ضروری خواهد شد. در حقیقت، اس.‌نی و همكاران نشان دادند كه مساحت تحت پوشش انتشارهای متعاقب به میزان شدیدی كاهش یافته و تا حد 05/0% درصد، به هنگامی‌ كه تعداد رویه های انتقال مجدد بیش از 4 شد، افت خواهد داشت.

2-5. سیستم هایپر سیلاب (ابر سیلاب)

 سیستم هایپر سیلاب (ابر سیلاب) برای سناریوهایی كه دارای تحرك بالایی می‌باشند مناسب است، جائیكه به مقادیر بالایی از اطمینان پذیری  نیاز خواهد بود. قیمتی كه جهت تحصیل اطمینان پذیری بیشتر باید پرداخت نمود همانا داشتن سربار بالاتر می‌باشد.

6- عملكرد گوناگونی های سیستم سیلابی

ما شبیه سازی های گسترده ای، جهت مقایسه عملكرد مرتبط با گوناگونی‌های سیستم سیلابی پیشنهادی در برابر سیستم سیلابی ساده، ODMRP و MAODV، را انجام داده ایم. یكی از ویژگی‌های جدید مطالعه ما آن است كه، علاوه بر محیط های ساختگی تشریحی در بخش3، ما همچنین از سناریوهای واقعی MAODV نیز استفاده نمودیم كه عمدتاً متشكل از سیستم های كنفرانس و واكنش سریع همانند عملیات نجات می‌باشد (تشریحات مربوطه در بخش2-6 ذیل مشخص شده است). ما كار خود را با نتایج شبیه سازی سناریوهای MANET سنتزی آغاز می‌نماییم.

1-6 سناریوهای سنتزی (ساختگی)

مشابه با سناریوهای تشریح شده در بخش 3، برای این شبیه سازی ها، 150 گره به صورت تصادفی در یك محیط متشكل از 1500 متر مربع قرار داده شد. هر گره اقدام به ارسال حداكثر 1000 پاكت (هركدام256 بایت) در زمانهای مختلف در طی شبیه سازی  نموده اند. پهنای باند كانال گره ها نیز به میزان 2 مگابیت در ثانیه در نظرگرفته شده و محدوده ارسال نیز 225 متر مشخص شد. فرستنده ها به صورت تصادفی از اعضای گروه چند بخشی انتخاب شدند. كلیه گره‌های عضودر زمان شروع شبیه سازی ها بدین سیستم پیوسته و بعنوان عضو تا آخر شبیه سازی همچنان باقی می‌مانند. مجموع ترافیك شبكه به میزان ثابت50 كیلو بیت در ثانیه حفظ شد. هر نقطه داده از طریق تحصیل میانگین 5 رویه اجرایی با مقادیر پیگردی/ بنیادی مختلف حاصل شد.

2-6 سناریوهای حقیقی

علاوه بر این، ما از سناریوهای MANET «متعارف» نظیر سیستم های كنفرانس و عملیات نجات جهت مقایسه عملكرد پروتكل‌های تحت بررسی استفاده نمودیم. این سناریوها با استفاده از تولید كننده سناریو برای شبكه های ادهاك تولید شده و  جزئیات آن به تفصیل تشریح خواهد شد.

1-2-6. سیستم كنفرانس

سناریوی كنفرانس شامل یك مجموعه 50 گرهی، در مساحتی مشتمل بر1000 متر مربع با یك گره سخنگو (speaker) و سه گروه مخاطب شامل مخاطب1، مخاطب2 و گروه سیارها / سرگردان (wanderers) می‌باشد. هر دو مخاطب 1 و2 شامل20 عضو هستند كه در سرعت پایین (بین2 الی 5/2 متر در ثانیه) با زمان وقفه بین صفر الی 2 ثانیه در حركت می‌باشند. حركت سخنگو با استفاده از  حركت براونی (brownian motion) مدلسازی شد، جائیكه حركت گروههای مخاطب نیز با استفاده از حرك نقطه مسیر تصادفی مدلسازی شده و حركت گره نیز محدود به یك ناحیه مشخص در داخل این آزمایش تعیین شد. گروههای سیار (سرگردان) حاوی 9 گره می‌باشند كه قابلیت حركت در كل این توپولوژی را خواهند داشت. سرعت این گره ها به صورت تصادفی بین 1 الی 5 متر در ثانیه همراه با زمان وقفه صفر الی 1 ثانیه ای در نظر گرفته شد. گروههای سرگردان بر مبنای مدل نقطه مسیر تصادفی حركت می‌نمایند. گره سخنگو و 20 گره مخاطب كه به صورت تصادفی انتخاب شده اند بعنوان منابع اطلاعاتی عمل می‌نمایند.

2-2-6 سناریوی واكنش اضطراری

برای سناریوی واكنش اضطراری، ما از یك میدانی به مساحت 2000 متر مربع  با مجموع 75 گره بصورت دسته بندی ذیل استفاده نمودیم: 2 هلیكوپتر، 2 تیم نجات پرسنل  زمینی و 2 تیم  با وسایل نقلیه زمینی. هلیكوپترها با سرعت در محدوده صفر الی 50 متر در ثانیه برحسب مدل نقطه مسیر تصادفی حركت می‌نمایند. اولین تیم وسیله نقلیه شامل 25 گره می‌باشد، در حالیكه دومین تیم در بردارنده 8 گره می‌باشد. اعضای هر دو تیم وسایل نقلیه برمبنای مدل نقطه مسیر تصادفی و با محدوده سرعت بین 5 الی15 متر در ثانیه حركت می‌نمایند.تیم پرسنل زمینی متشكل از20 گره است كه با سرعت بین صفر الی 5 متر در ثانیه و زمان وقفه بین صفر الی 2 ثانیه حركت می‌نمایند. هر تیم یك مساحت تحت پوشش كاملاً مشخص شده ای را  در حوزه خود قرار داده و دارای همپوشانی كافی جهت اطمینان از این موضوع می‌باشد كه اطلاعات بخوبی در بین تیم های مختلف رله شود. 2 هلیكوپتر و 20 گره  انتخابی تصادفی دیگر بعنوان منابع اطلاعاتی برای این سناریو عمل می‌نمایند.

7- تحقیقات مرتبط

از آنجائیکه سرویس های مبتنی برگروه بعنوان یکی از اولین سیستم های کاربردی MANETها شناخته می‌شوند، چندین پروتکل مسیریابی چند بخشی MANET پیشنهاد شده است. همانگونه که قبلاً تشریح شد، پروتکل های چند بخشی MANET را می‌توان بر مبنای چگونگی انتشار داده ها دسته بندی نمود، یعنی بر حسب سیستم های مبتنی بر درخت یا رویه های مبتنی بر مش. پروتکل‌های مبتنی بر درخت اقدام به انتشار داده ها در یک درخت نموده و کلیه اعضای گروه چند بخشی را تحت پوشش قرار می‌گیرند، اما در پروتکل های مبتنی برمش زیر مجموعه ای از گره‌های  شبکه (مش) مسئول ارسال داده ها به گیرنده های چند بخشی می‌باشند. پروتکل های MANET را می‌توان بر حسب این مورد نیز طبقه بندی نمود که چگونه آنها قابلیت اکتساب/ نگهداری مسیرها را خواهند داشت. پروتکل های واکنشی (یا برحسب تقاضا) مسیرها را برحسب تقاضا حاصل آورده و پروتکل های کنشی وضعیت مسیریابی را حفظ می‌نمایند. مثال های پروتکل های مبتنی برمش شامل ODMRP، CAMP [6] و سیستم سیلابی می‌باشند. ODMRP بعنوان یک پروتکل واکنشی مطرح است، در حالی که CAMP یک پروتکل کنشی می‌باشد. سیستم سیلابی نیاز به حفظ و نگهداری وضعیت مسیریابی نخواهد داشت. AMRoute [2] و AMRIS [20] مثال هایی از سیستم کنشی، پروتکل های مبتنی بر درخت می‌باشند. MAODV معرف مثالی برای یک سیستم واکنشی، پروتکل مبتنی بر درخت، است. علاوه بر طرح های فوق، ما پروتکل مسیریابی ناحیه ای (ZRP) را نیز خاطر نشان می‌سازیم که از یک دیدگاه ترکیبی یا هیبرید استفاده می‌نماید که متشکل از رویه حفظ و نگهداری مسیر به صورت کنشی در بین گره ها در چارچوب یک ناحیه و مسیریابی واکنشی برای ارتباطات بین منطقه ای می‌باشد. طرح های مسیریابی هیبرید مخصوصاً برای سناریوهایی مفید می‌باشند که در آنها شبکه های اقتضایی یا ادهاک به زیرساختار دارای سیم از طریق های گیت وی متصل باشند. در چنین مواردی، گره های عضو نیازمند اتصال پذیری به شبکه دارای سیم بوده و ممکن است اقدام به حفظ مسیرها به گره های گیت وی در کلیه زمانها نمایند.

8- نتیجه گیری

در این مقاله، ما اقدام به بررسی آزمایشات مرتبط با نتیجه گیری های حاصله در باب ارزیابی دو دیدگاه مختلف در سیستم های ارتباطاتی چند بخشی در شبكه های اقتضایی سیار (MANETها) نمودیم، كه در حقیقت در بردارنده سیستم های چند بخشی مبتنی بر مش و مبتنی بر درخت می‌باشند. یكی از مضامین اصلی كه در این بررسی مد نظر قرار گرفت در ارتباط با تحلیل هدفمند ما از این دو دسته بندی های مرتبط با پروتكل مسیریابی چند بخشی می‌باشد تا آنكه بتوانیم رفتار آنها را تحت یك محدوده وسیعی از سناریوهای MANET، شامل تحرك مختلف و شرایط باری ترافیك، همچنین ویژگی های گروه چند بخشی (نظیر اندازه، تعداد منابع، گروههای چند بخشی متعدد و غیره)، را تحت بررسی قرار دهیم. از جمله دیگر موارد مطرح شده در این مطالعه استفاده از سناریوهای MANET واقعی نظیر سیستم های كنفرانس و واكنش اضطراری، در مبحث ارزیابی پروتكل های مسیریابی، می‌باشد. این سناریوهای MANET با استفاده از ابزار تولید سناریو ایجاد شدند [17].

نتایج شبیه سازی ما نشان دهنده آن است كه با وجود آنكه عملكرد كلیه پروتكل های چند بخشی بر حسب تحویل پاكت و اطمینان پذیری گروهی، به هنگامی‌كه تحرك گره و بار ترافیكی افزایش می‌یابند، با تنزل و كاهش مواجه خواهد شد، پروتكل های مبتنی بر مش( نظیر سیستم سیلابی و ODMRP) عملكرد قابل توجه بهتری در مقایسه با پروتكل های مبتنی بر درخت ( نظیر MAODV) خواهند داشت. نتیجه گیری كلی از تجزیه و تحلیل تطبیقی بدین صورت حاصل می‌شود كه سیستم سیلابی، كه بعنوان ساده ترین مكانیزم مسیریابی بشمار می‌آید، فراهم آورنده بالاترین تضمین های مرتبط با تحویل پیام، در مقایسه با سیستم های ODMRP و MAODV، و در اغلب سناریوهای مد نظر، می‌باشد. ODMRP معرف قدرتمندی قابل توجه ای در زمینه ساختار مش خود می‌باشد. MAODV عملكردی  قابل مقایسه با دیگر پروتكل ها بر حسب ضریب تحویل پاكت و اطمینان پذیری گروهی نداشته است، اما از كمترین میزان سربار مسیریابی در بین پروتكل‌های تشریحی برخوردار است.

یك نقص شناخته شده سیستم سیلابی سربار ذاتی آن در قالب انتشارهای تكراری می‌باشد. این موضوع مخصوصاً در مورد گروههای چند بخشی متعدد مشهود خواهد بود، جائیكه سربار سیستم سیلابی با توجه به تعداد گروهها افزایش خواهد یافت. جهت محدود ساختن سربار بیش از حد سیستم سیلابی، ما بهره گیری از پروتكل سیلابی حوزه ای، كه بعنوان بخشی از سیستم سیلابی به شمار می‌آید و در آن سعی می‌شود تا با بكارگیری اطلاعات گره های مجاور، مضمون ارسال مجدد به حداقل رسانده شود، را توصیه نمودیم. نتایج شبیه سازی نشان دهنده آن می‌باشند كه سیستم سیلابی حوزه ای قابلیت كاهش سربار، در حدود 20 % در مقایسه با سیستم سیلابی ساده و 15% در مقایسه با پروتكل ODMRP، با توجه به ضرایب تحویل قابل قیاس، را دارا می‌باشد. یكی از موارد جالب مشاهده شده عملكرد سیستم حوزه ای در سناریوهای كنفرانس است، جائیكه این سیستم نشان دهنده عملكردی درخشان در زمینه تحویل داده با نرخ سربار مسیریابی اندك می‌باشد.

به منظور مخاطب قرار دادن مشكل اطمینان پذیری در سرعتهای بالای گره، ما همچنین اقدام به بررسی دیگر رویه ها و گوناگونی های سیستم سیلابی نموده و آن را تحت سیستم هایپر سیلاب (ابر سیلاب) مورد بررسی و مطالعه قرار دادیم. نتایج شبیه سازی معرف آن می‌باشد كه سیستم هایپر سیلاب، براستی فراهم آورنده بهترین تضمین های مرتبط با تحویل پیام ها تحت شرایط سخت‌تر و دقیق‌تر (نظیر تحرك بالا، بار ترافیكی بالا) می‌باشد، اما چنین مقوله‌ای به بهای سربار بیشتر (در حدود 10% در مورد سناریوی واكنش اضطراری ما)، در مقایسه با سیستم سیلابی، فراهم خواهد شد. با این وجود، ما عقیده داریم كه سیستم ابر سیلاب را می‌توان در آن دسته از سناریوهای MANET توجیه نمود، كه صرف نظر از هزینه و زمان، به بالاترین میزان گارانتی محتمل در مباحث حقیقی نیاز دارند.

یكی از نتیجه گیریهای حاصله از مطالعه ما آن است كه با توجه به تنوع و گوناگونی MANET ها، برای هر نوع پروتكلی امكان پذیر خواهد بود تا تحت هر سناریو و شرایط عملیاتی بصورت بهینه عمل نماید. یكی از راهكارهای احتمالی توسعه راه حل های چند بخشی خاص برای هر نوع از شبكه و همچنین توسعه ادوات و ابزارهای مرتبط با جامعیت چنین رویه هایی می‌باشد. ما عقیده داریم كه بهره گیری از یك دیدگاه تطبیقی و جامع در خصوص مسیریابی می‌تواند بعنوان بهترین راهكار جهت حل چنین مشكلی به شمار آید. در این دیدگاه گره ها می‌توانند به صورت دینامیكی اقدام به تغییر مكانیزم های مسیریابی بر مبنای درك خود از شرایط شبكه نمایند. با این وجود، این دیدگاه انطباقی معرف چالش های مختلفی نظیر موارد مطرح شده ذیل خواهد بود:

• قابلیت همكاری یا یكپارچگی عملیات با بخش های دیگر و جامعیت مسائل.

• مكانیزم هایی برای سوئیچینگ یا تبادل فعال، فوری و مكرر بین مكانیزم های مسیریابی چند بخشی مختلف و به هنگامی‌كه یك میزبان سیار اقدام به تغییر نوع شبكه بعنوان بخشی از چنین مكانیسم‌هایی می‌نماید.

ما در حال حاضر در حال بررسی دیدگاه های انطباقی و جامع در زمینه سیستم مسیریابی MANET می‌باشیم. در عین حال، ما همچنین اقدام به توسعه مدلهای تحلیلی برای مكانیزمهای سیلابی نموده‌ایم تا آنكه ضروریات و محدودیتهای عملكرد را مشخص نموده و از این مدلها بعنوان ابزاری جهت ارزیابی نتایج شبیه سازی های خود استفاده نماییم.

بررسی پروتكل مسیریابی چند پخشی مش و درخت شبكه های اقتضایی سیار