ترجمه مقاله PHRHLS: مسیریابی مشترک مبتنی بر جابجایی-پیش¬بینی و سرویس مکان سلسله¬مراتبی برای VANETها
چکیده
سرویسهای مبتنی بر مکان، اطلاعات مکانی که توسط پروتکلهای مسیریابی جغرافیایی استفاده میشود را ارائه (و حفظ) میکنند. مسیریابی و سرویس مکان بطور گستردهای مرتبط بهم هستند، اما در مطالعات معمول در مورد شبکهی اد هاک وسایل نقلیه[1] (VANET) بطور جداگانهای کنترل میشوند. در این مقاله، یک روش مرکب، یعنی مسیریابی هیبریدی مبتنی بر پیشبینی-جابجایی و سرویس مکانی سلسلهمراتبی (PHRHLS)، اتصال یک پروتکل مسیریابی VANET، مسیریابی بدون حالت محیط حریص (GPSR)، و سرویس مکان سلسلهمراتبی (HLS) را با یک الگوریتم پیشبینی جابجایی ارائه میکنیم. نشان میدهیم که این روش، یعنی PHRHLS، هزینه محلیسازی را کاهش میدهد و عملکردهای مسیریابی را افزایش میدهد. در واقع، شبیهسازیهای گستردهی ما نتایج امیدوار کنندهای بر حسب تاخیر سر به سر، نسبت تحویل بسته و هزینه پیام کنترلی را نشان میدهد.
واژگان کلیدی
VANETها، سرویسهای مبتنی بر مکان، پروتکلهای مسیریابی جغرافیایی، تکنیکهای ترکیبی.
مدیریت خوب جابجایی در VANET برای تضمین راندمان مسیریابی بسیار مهم است. پروتکلهای مسیریابیِ معمولی مبتنی بر توپولوژی، عملکردهای محدودی در چنین شبکهها دارند، که دلیل آن کشف و فازهای نگهداری پرهزینهی آنها است. پروتکلهای مسیریابی جغرافیایی برای ارائهی عملکردهای بهتر برای چنین شبکههایی طراحی شدند. اصل اساسی اتخاذ شده توسط این پروتکلها این است که هر گره باید مراقب موقعیت جغرافیایی واقعی خود و موقعیت گرهی که باید به آن برسد، باشد. با این پروتکلها، الگوی موقعیت به موقعیت استفاده میشود. از این رو، سرویسهای مبتنی بر مکان خاص برای گرفتن موقعیت مقصد لازم هستند.
در واقع، سرویس مبتنی بر مکان و مسیریابی بطور جداگانهای در شبکههای اد هاک وسایل نقلیه (VANETها) انجام شدهاند: نخست یک سرویس مبتنی بر مکان برای یافتن محل مقصد استفاده میشود، سپس پروتکل مسیریابی جغرافیایی بستههای داده را به سمت مقصد مورد نظر مسیریابی میکند. این فرآیند هر بار که موقعیتِ مقصد تغییر میکند تکرار میشود که منجر به وقفههای پیوسته در ارتباط و هزینه سیگنالدهی (سیگنالینگ ) سر به سر مهم برای پیدا کردن محل مقصد واقعی میشود. در این مقاله به این بحث میپردازیم که یک اتصال شدیدتر بین این دو فرایند، خدمات مبتنی بر مکان و پروتکل مسیریابی، که با پیشبینی جابجایی وسیله نقلیه بسطیافته است، کاهش معنادار تاثیرات وقفههای ارتباطی و همچنین هزینه سیگنالدهی را میسر میسازد. روش ما مسیریابی مرکب قابل پیشبینی و سرویس مکان سلسله مراتبی (PHRHLS) است. PHRHLS با اتصال شدید مسیریابی بدون حالت محیط حریص (GPSR) [1] بهعنوان یک پروتکل مسیریابی جغرافیایی و سرویس مکان سلسله مراتبی (HLS) [2] به عنوان یک سرویس مبتنی بر مکان ساخته شده است. علاوه بر این، یک ویژگی پیشبینی حرکت که ردیابی حرکت وسیله نقلیه مقصد را ممکن میسازد به PHRHLS اضافه شده است.
در تحقیق قبلی ما [3]، نشان دادیم که یک ترکیب سادهی HLS و GPSR بدون پیشبینی حرکت، بنام HRHLS، نیز عملکردهای ارتباطات را بر حسب نسبت تحویل بسته و تاخیر سر به سر افزایش میدهد در حالیکه هزینه سیگنالدهی سرویس محلی را کاهش میدهد. در این مقاله، استدلال میکنیم که اضافه کردن پیشبینی حرکت به ترکیب فوقالذکر باعث بهبود بیشتر عملکرد خواهد شد.
[1] Vehicular Ad hoc Network
مقدمه الگوریتمهای مسیریابی
در هریک از سه قرم گذشته فناوری خاصی رونق داشته باشد قرن هجدهم زمان توسعه سیستم های مکانیکی بزرگ به همراه انقلاب صنعتی بود. قرن نوزدهم عصر موتور بخار بود. قرن بیستم زمان جمع آو ری ،پردازش ، و توزیع اطلاعات بودو در بین سایر پیشرفت ها ،شاهد نصب شبکه های جهانی تلفن، اختراع رادیو و تلویزیون ، تولید و رشد بی سایقه صنعت کامپیوتر و پرتاب ماهواره های ارتباطی بوده ایم.
با پیشرفت فناوری این موارد د رحال همگرایی است و تفاوت هایی بین جمع آوری ، انتثال ذخیره و پردازش اطلاعات به شدت در حال محو شدن است سازمان هایی با صدها شعبه در نقاط مختلف جغرافیایی ،ب فشردن کلید وضعیت فعلی را حتی در دورترین نقاط بررسی می کنند. با افزایش فدرت جمع آوری، پردازش و توزیع اطلاعات، تقاضای پردازش اطلاعات پیچیده تر نیز افزایش می یابد
الگوریتمهای مسیر یابی
تاخیر کردن +پهنای باند
متریک های متعدد
مسیریابی منبع
رده بندی یک به یک الگوریتم های مسیریابی
تصمیمات مسیریابی: عملکرد معیار برای مسیریابی مکان و زمان عملکرد معین شده مسیریاب است.
مسیریابی پخش شده: عملکرد مسیریابی در مسیریاب یا گره ها همانند بسته سفر کرده عبوری در شبکه محاسبه کرده می شود. header فقط شامل آدرس مقصد، کاربرد بوسیله مسیریاب در انتخاب کردن بازده کانال یا کانال ها می باشد. هر مسیریاب فقط حوالی خودش را می شناسد، از زمانی که طراح تمام توپولوژی را به طور توزیعی درون مسیریاب اختصاصی به صورت رمزی درآورده است. مسیریابی توزیع شده مخصوصا در توپولوژی های متقارن و منظم مطلوب و مساعد است، از زمانی که تمام مسیریاب ها الگوریتم مسیریابی یکسانی را استفاده می کنند.
تحقیق و مقاله الگوریتمهای مسیریابی دارای 200 صوبا فرمت ورد
در شبکههای کوچک، و در نقاطی که انتقال اطلاعات معمولا مستقیم است، مسیریابی چندان جدی گرفته نمیشود. اما هنگامی که شبکهها از حالتهای ایستگاههای کاری خارج میشوند و کمی پیچیدهتر میشوند، در این حالت، مسیریابی و انتخاب مسیر بهینه برای ارسال بستههای اطلاعاتی، به یک امر مهم بدل میشود. در شبکههای بزرگ، دستگاههایی بهعنوان مسیریاب (1) وجود دارند که عمل مسیریابی را انجام میدهند.
الگوریتم مسیریابیای مناسب است که 6 ویژگی زیر را داشته باشد: صحت عملکرد(2) ، سادگی(3)، قابلیت اطمینان(4)، پایداری(5)، عدالت(6) و بهینگی(7).
بدیهی است که الگوریتمی بهتر است که صحت عملکرد بالایی داشته باشد و در عین حال ساده باشد، اما چه الگوریتمی قابلیت اتکای خوبی دارد؟ الگوریتمی مناسب است که در گذشت زمان، با تغییر نرمافزارها و سختافزارهای شبکه و تغییر پروتکلها، همچنان مسیریابی درستی ارائه دهد. همچنین مهم است که بعد از یک مدت زمان خاص، الگوریتم مسیریابی به حالتی پایدار برسد و همزمان با آن، مسیریابی بهینهای داشته باشد و در ارسال بستهها عدالت را رعایت کند.
سادهترین روش مسیریابی، روش کوتاهترین مسیر است. هدف اصلی از این الگوریتم، این است که گراف زیرشبکه را طوری تشکیل بدهیم که در آن هر گره را یک مسیریاب فرض کنیم و هر یال را یک خط ارتباطی میان دو مسیریاب. در این حالت، هر یال یک وزن خواهد داشت و با توجه به الگوریتم کوتاهترین مسیر دایجسترا(8) میتوان کوتاهترین مسیر ممکن را محاسبه کرد.
در این روش، هر بسته ورودی که به یک مسیریاب میرسد، از تمام کانالهای خروجی مسیریاب خارج میشود. بدینترتیب تعداد زیادی بسته تکراری وجود خواهد داشت و عملا میزان آن بینهایت خواهد بود. بنابراین باید برای خاتمه این تعداد بستهها راهکاری اندیشید. راهکارهای پیشنهادی برای این روش، استفاده از یک شمارنده گام است. بدین صورت که در سرآیند(9) هر بسته یک شمارنده بگذاریم و در هر گام یک شماره از آن کم کنیم تا به صفر برسد و بسته حذف شود. در این صورت مبدا باید طول شبکه را بداند و در بدترین حالت، طول شبکه را طولانیترین فاصله در نظر بگیرد.
یک روش دیگر، استفاده از حالتی نیمهمنطقی است. مسیریاب در این روش، بسته را به تمام کانالهای خروجی نمیفرستد. بلکه به کانالهایی میفرستد که احتمال رسیدن آنها به مقصد وجود دارند. در این صورت اگر بستهای به سمت غرب بخواهد برود، نبایستی از کانالهای شرقی مسیریاب استفاده کرد، مگر اینکه مسیریاب از ساختار شبکه مطلع باشد و بداند که این کانالها به کجا منتهی میشوند.
الگوریتم سیلآسا به جز چند مورد خاص، از جمله سیستمهای توزیعی که عملکردهای موازی در آنها نیاز است، کاربرد علمی دیگری ندارد.
در این روش، مسیریابها در خود جدولی (برداری) ذخیره میکنند با عنوان بردار فاصله که در آن بهترین فاصله تا هر مسیریاب دیگر در شبکه را ذخیره میکنند. در این صورت، تصمیمگیری بهتری هنگام مسیریابی اتخاذ میشود. این جدولها با اطلاعات مسیریابهای همسایه بهروز میشود. هر یک از عناصر این جدولها یک درایه دوبخشی دارند که یکی از آنها نشانگر خط خروجی مناسب برای رسیدن به مسیریاب مورد نظر و دیگری تخمین فاصله زمانی تا آن مسیریاب است.
مسیریابی بردار فاصله مسیریابی خوبی بود و حتی در شبکه آرپانت(10) تا سال 1979 نیز عملیاتی بود، اما دو مشکل اساسی داشت. نخست اینکه معیار تاخیر در این الگوریتم، طول صفی از مسیریابها بود و دوم اینکه پهنای باند هر یک از خطوط در محاسبات دخالت داده نمیشد. بنابراین حتی اگر جای فاصله را با پهنای باند در جداول مسیریاب عوض میکردند، زمان همگرایی این مسیریابها به یک نتیجه درست، به بینهایت میل میکرد.
الگوریتم حالت لینک، ساده است و میتوان بهصورت زیر آن را بیان کرد:
1. هر مسیریاب باید همسایههای خود را شناسایی کرده و آدرسهای شبکهشان را داشته باشد.
2. میزان هزینه و یا تاخیر همسایههای خود را بداند.
3. اطلاعاتی که از همسایهها بدست آورده است را برای تمام مسیریابهای دیگر بفرستد.
4. کوتاهترین مسیر برای رسیدن به دیگر مسیریابها را محاسبه کند.
شناسایی همسایهها بهاین صورت انجام میگیرد که پس از راهاندازی مسیریاب (بوتشدن) یک بسته سلام(11) به تمام همسایهها ارسال میشود. مسیریابهای همسایه مشخصات خود را برای این مسیریاب میفرستند.
برای تخمین هزینه و تاخیر همسایهها، از بستهای به نام Echo استفاده میشود. وقتی مسیریاب این بسته را برای همسایه میفرستد، آن مسیریاب فورا باید پاسخ آن را ارسال کند، پس از محاسبه زمان رفت و برگشت و تقسیم آن بر عدد 2، میزان نسبی تاخیر بدست میآید. سپس این اطلاعات را در قالب بستهای برای دیگر مسیریابها ارسال میکند تا آنها نیز از وضعیت این مسیریاب مطلع باشند.
بدین ترتیب هر مسیریاب با دریافت اطلاعات کامل از تمام مسیریابهای شبکه، میتواند همواره بهترین مسیر را انتخاب کند و کوتاهترین مسیر ممکن را برای ارسال بستهها در نظر بگیرد و شش شرط یک الگوریتم را رعایت کند. روشهای دیگر مسیریابی نیز وجود دارند که به آنها نیز خواهیم پرداخت.
دانلود پروژه پایان نامه الگوریتمهای مسیریابی
در هریک از سه قرم گذشته فناوری خاصی رونق داشته باشد قرن هجدهم زمان
توسعه سیستم های مکانیکی بزرگ به همراه انقلاب صنعتی بود. قرن نوزدهم عصر
موتور بخار بود. قرن بیستم زمان جمع آو ری ،پردازش ، و توزیع اطلاعات بود
و در بین سایر پیشرفت ها ،شاهد نصب شبکه های جهانی تلفن، اختراع رادیو و تلویزیون ،
تولید و رشد بی سایقه صنعت کامپیوتر و پرتاب ماهواره های ارتباطی بوده ایم.
با پیشرفت فناوری این موارد د رحال همگرایی است و تفاوت هایی بین جمع آوری ،
انتثال ذخیره و پردازش اطلاعات به شدت در حال محو شدن است سازمان هایی با صدها شعبه
در نقاط مختلف جغرافیایی ،ب فشردن کلید وضعیت فعلی را حتی در دورترین نقاط بررسی می کنند.
با افزایش فدرت جمع آوری، پردازش و توزیع اطلاعات، تقاضای پردازش اطلاعات پیچیده تر نیز افزایش می یابد
الگوریتمهای مسیر یابی
وظیفه اصلی لایه شبکه ، هدایت بستهها از ماشین منبع به ماشین مقصد است در اغلب .
زیر شبکهها ، بستهها باید چند جهش انجام دهند. تا به مقصد برسند. برای شبکههای پخشی،.
استثنایی وجود دارد، وای در اینجا نیز اگر منبع و مقصد در یک شبکه نباشد مسیر یابی مشکل محسوب میشود.