مسیریابی توپولوژیکی شبکه بی سیم در شبکه های حسگرهای بی سیم

چكیده

واژگان کلیدی 

1- مقدمه

1.1 پیشینه

1.2 طرح مسئله و هدف 

1.3 اهداف و امور فرعی 

1.4شبیه سازی و طراحی (فدورا کور 4(8)) 

1-4-1 شبیه ساز شبکه (NS2) 

1-4-2 مرور 

شکل 1: اجرای برنامه NS2 

1-4-3 زبان فرمان ابزار (Tcl)

1-4-4 نتورک انیمیشن (NAM)

1-4-5 فایل ردیابی

جدول 1: فیلدهای فایل ردیابی

1-4-6 تریس گراف 

1-4-7  ماژول های تابعی WPAN با نرخ داده پایین

1-4-8 شبیه سازی پروتکل های مسیریابی

1.5ارزیابی عملکرد

1.6شبیه سازی پروتکل غرقه سازی  

شکل 2: غرقه سازی:داده های غرقه ساز گره 7 

شکل 3:  غرقه سازی: این گرهها با دریافت بیشتر زرد می شوند

شکل 4 : غرقه سازی:شبکه در وضعیت فروپاشیدگی 

شکل 5:  غرقه سازی: جزئیات شبیه سازی 

شکل 8 : غرقه سازی: توزیع تراکمی تاخیر منبع تا مقصد   

شکل 9: پراکنش هدایت شده: شبیه سازی بسته های از دست رفته پروتکل پراکنش هدایت شده 

شکل 10: پراکنش هدایت شده:توزیع بسامد تاخیر منبع تا مقصد 

شکل 11:  مقایسه غرقه سازی و پراکنش هدایت شده

1-6-1شبیه سازی پروتکل AODV

1-6-2توپولوژی تصادفی AODV

شکل 13: AODV (توپولوژی تصادفی ): جزئیات شبیه سازی

شکل 12: AODV (توپولوژی تصادفی ): شبکه در وضعیت فروپاش

یشکل 14: AODV (توپولوژی تصادفی ):بسته های از دست رفته 

شکل15:AODV (توپولوژی توری):  گره منبع RREQ منتشر می کند

شکل 16: AODV (توپولوژی توری): شبکه در وضعیت فروپاشی

شکل 17: AODV (توپولوژی توری): بسته های از دست رفته

2. نتیجه گیری و کارهای آینده

شبکه های حسگر بی سیم (WSN) متشکل از هزاران گره ریز است که از قابلیتهای حسگری، محاسبه و ارتباطات بی سیم برخوردار می باشند. بسیاری از پروتکل های مسیریابی، مدیریت انرژی و انتشار داده به طور خاص برای شبکه های حسگر بی سیم طراحی شده که در آن مصرف انرژی یکی از مسائل اساسی است. از آنجایی که پروتکل های شبکه های حسگر بی سیم دارای کابردهای خاص هستند تمرکز روی پروتکل های مسیریابی می باشد که می تواند بر اساس کاربرد و ساختار شبکه تغییر کند. مطالعه پروتکل های مسیریابی مختلف برای شبکه های حسگر، طبقه بندی رویکردهای مختلف را نشان می دهد. سه دسته اصلی که مورد بررسی قرار گرفته اند، داده محور، مرتبه ای و مبتنی بر مکان می باشند. هدف مشترک هر یک از طرح ها و الگوریتم های مسیریابی رسیدن به توان عملیاتی بهتر و بهبود طول عمر شبکه حسگر می باشد. دو پروتکل مسیریابی غرقه سازی و پراکنش هدایت شده بر اساس توان عملیاتی و طول عمر شبکه مقایسه شده اند. شبیه سازی AODV (WPAN) نیز در دو توپولوژی و با یک گره منبع و مقصد مشابه انجام گرفت.

محبوبیت لپ تاپ ها، گوشیهای موبایل، دستیارهای دیجیتال همراه، دستگاههای GPS، دستگاههای شناسایی فرکانسهای رادیویی و رایانش هوشمند، روز به روز در حال افزایش است. این امر باعث ارزانی، تحرک، پراکنش و فراگیری بیشتر آنها در زندگی روزانه شده است. امروز می توان سیستمهایی در ابعاد یک کیف پولی تولید کرد که دارای قابلیتهای یک رایانه شخصی می باشند. این نوع سیستم های تعبیه شده می توانند از سیستم عامل های کوچک شده ویندوز یا لینوکس پشتیبانی کنند. در این سناریو، ظهور شبکه های حسگر بی سیم (WSN) اساساً در جهت کوچک سازی و فراگیر کردن دستگاههای رایانه ای می باشد. شبکه های حسگر متشکل از هزاران گره حسگر با منبع محدود می باشد و تعدادی ایستگاه تجهیز شده نیز در آنجا وجود دارند. همه گره های یک شبکه به صورت بی سیم با یکدیگر ارتباط دارند. علاوه بر این، انرژی لازم برای ارسال یک پیام تقریباً دو برابر انرژی لازم برای دریافت همان پیام می باشد. از سوی دیگر، استفاده از یک مسیر طولانی که متشکل از گره های حسگر فراوان می باشد می تواند تا حد زیادی تاخیر شبکه را افزایش دهد. در ضمن، همیشه انتخاب کوتاهترین مسیر می تواند کمترین مصرف انرژی و کمترین تاخیر در شبکه را در پی داشته باشد. نهایتاً، اهداف مسیریابی بر اساس کاربرد تعیین می شوند؛ برای مثال، برای کاربردهای لحظه ای، کمترین تاخیر مورد نیاز است در حالی که انجام محاسبات آماری به بیشترین طول عمر شبکه نیاز دارد. از اینرو، مکانیسم های مسیریابی مختلفی برای کاربردهایی مختلف ارائه شده است. این مکانیسم های مسیریابی اساساً به لحاظ اهداف مسیریابی و تکنیک های مسیریابی با هم فرق دارند و این تکنیک ها عمدتاً متاثر از ویژگی های شبکه می باشند.