مسیریابی
موضوع فارسی :معماری بهینه سازی برای مشترک مسیریابی چند مسیر و برنامه ریزی در
شبکه های بی سیم مش
موضوع انگلیسی :Optimization architecture for joint multi-path routing and scheduling in
wireless mesh networks
تعداد صفحه :13
فرمت فایل :PDF
سال انتشار :2011
زبان مقاله : انگلیسی
در بی سیم شبکه های مش (WMN)، مسیریابی بهینه از داده ها وابسته به لینک
ظرفیت که توسط زمان بندی لینک تعیین می شود. عملکرد بهینه از
شبکه، بنابراین، تنها می تواند با مسیریابی مشترک و بهینه سازی برنامه ریزی به دست آورد.
اگر چه تنها مسیری و بهینه سازی برنامه ریزی مشکل مشترک است
گسترده مورد مطالعه قرار، همتای چند مسیر خود را در شبکه های مش بی سیم دارد
هنوز به طور کامل بررسی شده است. در این مقاله، ما در حال حاضر یک معماری بهینه سازی برای
مشترک های QoS چند مسیری و اساسی برنامه ریزی لینک های بی سیم در مش بی سیم
شبکه های. با به کارگیری ماتریس مشاجره به نمایندگی از دخالت لینک های بی سیم،
ما یک مشکل نرم افزار حداکثر برای مشترک مسیریابی چند مسیر و MAC تدوین و فرموله
برنامه ریزی و حل و فصل آن با استفاده از روش اولیه-دوگانه است. از آنجا که مسیریابی چند مسیر
معمولا در تقعر غیر دقیق از تابع هدف اولیه نتایج: از شماره، ما اول
معرفی الگوریتم بهینه سازی پروگزیمال به اطراف از جمله دشواری دریافت کنید. سپس ما
پیشنهاد یک الگوریتم برای حل زیر مسئله مسیریابی و زیر مسئله برنامه ریزی
از طریق تجزیه دوگانه است. شبیه سازی نشان می دهد که بهره وری و صحت ما
الگوریتم.
شبکه های کامپیوتری امروزی فصل نوینی در انفورماتیک است . با وجود شبکه های کامپیوتری محققین می توانند در اقصی نقاط دنیا تنها با فشردن کلیدهایی از صفحه کلید کامپیوتر در چند ساعت بعد از تازه ترین اطلاعات موضوعات مورد نظر خود باخبر شوند. تکنولوژی شبکه به سرعت در حال رشد است. رشد و توسعه شبکه های کامپیوتری بر کسی پوشیده نیست مدت هاست که جمع آوری و پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر انجام می شود. علاوه بر این کامپیوتر در توزیع اطلاعات و برقراری ارتباطات از طریق شبکه های کامپیوتری نقش مهمی را بازی می کند. برای برقراری بین شبکه ها نیازمند یک ستون فقرات می باشیم. این شبکه زیر بنایی که از تعداد زیادی مسیریاب تشکیل شده است وظیفه انتقال اطلاعات را بر عهده دارد. بر روی این مسیریاب ها باید الگوریتم هایی اجرا شوند تا بتوانند بهترین مسیر را برای انتقال اطلاعات در این دهکده انتخاب کنند. مجموعه مطالبی که در اختیار شما خواننده گرامی است پژوهشی در رابطه با شبکه های کامپیوتری و مسیریابی در این شبکه های جهانی و بررسی الگوریتم های مسیریابی متفاوت، تجزیه و تحلیل و نحوه پیاده سازی این الگوریتم ها به صورت کاربردی می باشد.
فهرست :
مقدمه
معرفی شبکه های کامپیوتری
تقسیم بندی شبکه های کامپیوتری
تقسیم بندی براساس نوع وظایف
تقسیم بندی براساس توپولوژی
توپولوژی Bus
توپولوژی Star
توپولوژی Mesh
توپولوژی Ring
توپولوژی Wireless
مبانی شبکه های بدون کابل
Bluetooth شبکه های
Infrared Data Association(IrDA )
SWAP و Home RF
WiFi و WECA
سیستم عامل شبکه
کلاینت ها و منابع
سرویس های دایرکتوری
پروتکل
عملکرد لایه های مختلف
لایه فیزیکی
پیوند داده
لایه شبکه
لایه انتقال
لایه Session
لایه نمایش
لایه Application
معرفی برخی اصطلاحات شبکه های کامپیوتری
فصل دوم
الگوریتم های مسیریابی
طراحی الگوریتم
الگوریتم های LS
الگوریتم های DV
مسیریابی سلسله مراتبی
الگوریتم های مسیریابی و پروتکل های مسیریابی
انواع الگوریتم های مسیریابی
دیدگاه روش تصمیم گیری و میزان هوشمندی
دیدگاه چگونگی جمع آوری و پردازش اطلاعات زیرساخت ارتباطی شبکه
شبکه های خودمختار (AS)
اینترنت چیست؟
مسیریابی درونی
مسیریابی برونی
مبانی پروتکل BGP
انواع شبکه ها از نظر ارتباط با مسیریاب های BGP
IBGP
پیکربندی ارتباط EBGP
پیام های پروتکل BGP
( BGP Path Attribute ) BGP صفت های مسیر
انتخاب بهترین مسیر در پروتکل BGP
سیاست های مسیریابی
فصل سوم
بررسی ساختار روترها و سوئیچ ها
روتر
انواع روترها
روترهای سخت افزاری
روترهای نرم افزاری
مهمترین ویژگی های یک روتر
نحوه عملکرد یک روتر در اینترنت
نحوه ارسال پیام
ارسال بسته های اطلاعاتی
آگاهی از مقصد یک پیام
پروتکل
ردیابی یک پیام
ستون فقرات اینترنت
روتر
روترهای سخت افزاری
روترهای نرم افزاری
آشنایی با عناصر داخلی روتر
پردازنده CPU
حافظه اصلی RAM
حافظه فلش Flash
حافظه NVRAM
گذرگاه های Buses
حافظه ROM
اینترفیس ها
اینترفیس های مختص شبکه محلی
اینترفیس های مختص شبکه WAN
منبع تغذیه
محل نصب عناصر داخلی درون روتر
آشنایی با سوئیچ شبکه
مبانی شبکه عناصر اصلی در یک شبکه کامپیوتری
Scalability
Latency
Network Failure
Collisions
سوئیچ های LAN
فصل چهارم
بررسی الگوریتم های مسیریابی در روترها و سوییچ ها
بخش اول
مسیریابی بسته های IP
مسیریاب (ROUTER)
تفاوت یک سوئیچ لایه ٣ با یک مسیریاب معمولی
پروتکل های EXTERIOR و INTERIOR
در ارتباطند BGP شبکه هایی که با مسیریاب
دو دیدگاه الگوریتم های مسیریابی
انواع پروتکل
انواع پروتکل Routed
انواع پروتکل Routing
CLASSFUL ROUTING
پروتکل های IP DistanceVector
عملکرد پروتکل های Distance Vector
پروتکل های IP Link State
آگاهی از وضعیت شبکه
نحوه ی مسیریابی بصورت استاتیک
بخش دوم
پروتکل OSPF
پروتکل OSPF
RIP با پروتکل OSPF مقایسه پروتکل
سلسله مراتب تعیین شده برای نواحی در پروتکل OSPF
انواع Area
وضعیت های اتصال
خصوصیات یک شبکه OSPF
OSPF مسیریاب ID
همسایه یابی OSPF
بررسی عملکرد OSPF
تایمرهای OSPF
در LSA انواع OSPF
انواع شبکه های تعریف شده در OSPF
برقراری رابطه مجاورت در شبکه های NBMA
Frame Relay در شبکه های OSPF پیکربندی
frame relay pointtomultipoint در شبکه OSPF کاربرد
انواع روترهای OSPF
انواع پیام در پروتکل OSPF
نحوه مسیریابی با پروتکل OSPF
بخش سوم
طراحی و پیاده سازی مدل فازی OSPF
مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس (QOS)
اهداف مسیریابی کیفیت سرویس
پروتکل OSPF و STATE LINK
سیستم فازی پیشنهادی
توابع عضویت و بانک قوانین
شبیه سازی و ارزیابی عملکرد
بخش چهارم
مسیریابی چند منظوره
مسیریابی چند منظوره
انتخاب مسیر چند منظوره
پروتکل IGMP
پروتکل CGMP
جستجوی IGMP
پروتکل مستقل مسیریابی چند منظوره
سبک متراکم PIM
سبک پراکنده PIM
(Static RP) ثابت RP
AutoRP
Anycast RP
آدرس های چند منظوره ذخیره
مسیریابی هوشمند
واژه نامه
فهرست منابع
سیستم های طبیعی مختلف به ما یاد میدهند که ارگانیسم خارجی بسیار ساده توان تولید سیستم هایی با قابلیت انجام کارهایی بسیار پیچیده را دارند. حشرات اجتماعی ( زنبور عسل، زنبور معمولی، مورچه ها و موریانه ها ) برای میلیونها سال بر روی کره زمین زندگی کردهاند، آشیانه های مختلف ساخته اند و آذوقه خود را سازمان دهی کردهاند. پویاگرایی جمعیت حشارت نتیجهای از عملکردها و تعاملات بین حشرات با یکدیگر و با محیط اطراف است. این تعامل بر اساس یکسری عوامل فیزیکی و شیمیایی امکان پذیر است. مثالی برای چنین رفتارهایی، حرکت خاص مورچه ها در هنگام جمع آوری محصول است. مثال دیگر ترشح هورمون فنومون در مورچه ها که موجب راه گذاری برای سایرین میشود. این سیستمهای ارتباطی بین حشرات موجب به وجود آمدن مقوله ای به نام “هوش اشتراکی” شدهاست. زنبورها فعالیتهای خوراکجوییشان را بصورت اجتماعی سازمان دهی میکنند، زنبورهای خوراکجو فاصله و کیفیت منابع غذایی را با یک نوع رقص به سایر زنبوران اطلاع میدهند . در این پایان نامه ما یک الگوریتم مسیریابی نو را معرفی میکنیم، BeeHive الهام گرفته از روشها و رویه های زنبورهای عسل میباشد. در این الگوریتم، عامل زنبور از میان یک منطقه بسیار وسیع و بی انتها حرکت میکند، که ناحیه کاوش foraging zones نامیده میشود. اطلاعات زنبورها در مورد وضعیت شبکه برای به هنگام سازی جداول مسیریابی تحویل داده میشود. کندو اطلاعات محلی یا ناحیه ای را به ترتیب حساب میکند. از میان شبیه سازیهای انجام شده نشان میده یم که یک BeeHive الگوریتم پیشرفته را انجام میدهد.
فهرست :
بخش اول
مقدمه
الگوریتم AntNet
مراحل مختلف اجرای الگوریتم AntNet
توصیف یک مثال
بخش دوم
پروتکل OSPF
روش سیل آسا
AS شبکه
ناحیه یا Area
ستون فقرات OSPF
مسیریاب ABR
برای پیدا کردن بهترین مسیر در شبکه LS الگوریتم
کوتاهترین مسیر
تجزیه و تحلیل الگوریتم Shortest Path
انواع بسته های OSPF
بخش سوم
کلونی زنبور در طبیعت
مدل عامل زنبور عسل
بسته بندها
شناسایی کنندگان
خوراک جویان
حرکت دسته جمعی
معماری BeeHive
تالار بسته بندی
ورودی
سالن رقص
الگوریتم BeeHive
جداول مسیریابی در الگوریتم BeeHive
بخش چهارم
محیط شبیه سازی برای BeeHive
نتایج آزمایش
بارهای اشباع کننده (Saturating Loads)
اندازه بخشهای کاوش
اندازه جدول مسیریابی
نقاط خطرناک (Hot Spot)
از کارافتادن مسیریاب (Router Crash)
هزینه سربار BeeHive
با عمومیت یافتن استفاده از شبکههای حسگر بیسیم در کاربردهای حساس مانند کاربردهای نظامی و حوزههای شهری، لزوم توجه به امنیت و قابلیت اطمینان در این شبکهها، تبدیل به یک موضوع اساسی و حیاتی شده است. از منظر دیگر محدودیتهای گرههای حسگر در ارسال دادهها، باعث شده است که پیدا کردن مسیر و چگونگی ارسال دادهها به سمت ایستگاه اصلی از چالش برانگیزترین موارد در این شبکهها باشد. تاکنون روشهای زیادی برای مسیریابی در شبکههای حسگر بیسیم ارائه شده، ولی در بیشتر آنها مسئله امنیت در نظر گرفته نشده است. همچنین روشهای ایمن ارائه شده، مخصوص حملات خاصی بوده و یا دارای سربار بالایی هستند که با توجه به محدودیتهای موجود در شبکههای حسگر، عملا قابل استفاده نمیباشند.
فهرست مطالب
فصل 1: مقدمه
1-1.مقدمه
1-2. اهداف تحقیق
فصل2: شبکه های حسگر
2-1. تاریخچة شبکه های حسگر
2-2. چرا شبکه های حسگر؟
2-3. شبکه حسگر چیست؟
2-4. ویژگیهای عمومی یک شبکه حسگر
2-5. ساختار ارتباطی شبکه های حسگر
2-4. ساختمان گره
2-5. ساختار کلی شبکه حس/کار بی سیم.
2-6. ویژگی های شبکه حسگر/کارانداز
2-7. فاکتور های طراحی درشبکه های حسگر بی سیم.
2-8. کاربرد ها و مزایای استفاده از شبکه های حسگر
2-9. محدودیتهای سخت افزاری یک گره حسگر
2-10. معماری شبکه های حسگر
2-11. معماری ارتباطی در شبکه های حسگر
2-12. اجزای سخت افزاری هرگره
2-12-1. واحد پردازنده مرکزی (CPU)
2-12-2. فرستنده - گیرنده رادیویی
2-12-3. حسگر ها
2-12-4. حسگرGPS
2-12-5. منبع تغذیه
2-12-4-1. باطری ها و سلولهای خورشیدی
2-13. اجزای نرم افزاری
2-13-1. سیستم عاملTiny OS.
2-14. خلاصه
فصل3 :مسیریابی درشبکه های حسگربی سیم
3-1. مقدمه
3-2. ویژگیهای مسیریابی در شبکه حسگر بیسیم
3-3. روشهای مسیریابی در شبکههای حسگر بیسیم
3-3-1. پارامترهای مطرح درپروتکل های مسیریابی درشبکه های حسگر بی سیم
3-3-2. مسیریابی مسطح (مبتنی بر داده Data Centric - )
3-3-2-1. Gossiping و Flooding
3-3-2-2. SPIN
3-3-2-3. Directed Diffusion
3-3-2-4. EAR
3-3-2-5. GBR
3-3-3. مسیریابی مبتنی برمکان
3-3-3-1. GEAR
3-3-4. مسیریابی سلسه مراتبی(مبتنی بر خوشهبندی)
3-3-5. پروتکل خوشهبندی LEACH
3-3-6. پروتکل خوشهبندیLEACH متمرکز
3-3-7. PEGASIS
3-3-7. TEEN
3-3-8. APTEEN
فصل4: ارسال مطمئن داده ها در شبکه های حسگر بی سیم با استفاده ازمسیریابی چندگانه
4-1. مقدمه
4-2. چالش های موجود در حمایت از کیفیت خدمات درشبکه های حسگربی سیم
4-3. مسیریابی چندگانه
4-3-1. مزایای روشهای مسیریابی چندگانه
4-3-1-1. بهبود قابلیت اطمینان و تحمل پذیری در مقابل خرابی
4-3-1-2. توزیع متعادل بار
4-3-1-3. افزایش میزان پهنای باند
4-3-1-4. کاهش تأخیر
4-3-2. عناصر تشکیل دهنده یک پروتکل مسیریابی چندگانه
4-3-2-1. شناسایی مسیرها
4-3-2-2. توزیع ترافیک
4-3-2-3. نگهداری مسیرها
4-4. مسیریابی چندگانه در شبکه های حسگربی سیم وبی سیم موردی
4-4-1. قابلیت اطمینان و تحمل پذیری در مقابل خرابی
4-4-2. کاهش تاخیر
4-4-3. کاهش میزان انرژی مصرفی در شبکه
فصل5: انرژی مطمئن در پروتکل مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم
5-1. چکیده
5-2. مقدمه
5-3. پروتکل های مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم.
5-3-1. پروتکل مسیریابی با توجه به بهره وری انرژی
5-3-2. پروتکل مسیریابی با در نظر گرفتن ضریب اطمینان
5-4. تجزیه و تحلیل مکانیزم های پروتکل مسیریابی
5-4-1. مقایسه بین چندمسیرمسیریابی ازهم گسسته وپیوسته.
5-4-2. مقایسه بین همتاسازی بسته وحمل ونقل برگزیده
5-5. معماری سیستم REAR
5-5-1. شرح ماژول های دقیق در مورد REAR
5-6. ویژگی های تفصیلی وتکمیل کننده ی REAR
5-6-1. ویژگی های تفصیلی وتکمیل کننده ی REAR
5-6-2. توپولوژی شبکه مقاوم در REAR
5-6-3. ویژگی های قابل اطمینان انتقال داده هادرREAR
5-7. ارزیابی عملکردREAR
فصل6: جمع بندی ونتیجه گیری.
6-1 .مقدمه
6-2. نتیجه گیری
6-3 . پیشنهاد ها
پیوست
7-1. Nano-Qplus Platform
7-1-1. ویژگی های کلیدی برای شبکه گیرنده بی سیم
فهرست منابع