بررسی و مقایسه پروتکل های کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم

بررسی و مقایسه پروتکل های کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم

بررسی و مقایسه پروتکل های کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم

زمان لازم برای مطالعه ی این متن: 7 دقیقه

بررسی و مقایسه پروتکل های کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم

 

کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم

ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم

ازدحام به دلایل مختلفی میتواند درون شبکه های حسگربیسیم رخ دهد. به عنوان مثال زمانی کنه تعداد زیادی از گره ها در شبکه وجود داشته باشند و نرخ ارسال داده به گره های چاهک زیاد باشد، ازدحام رخ میدهد. با وقوع ازدحام در شبکه، انرژی گره ها به سرعت تخلیه شده و در نتیجه گرههایی که در آنها ازدحام رخ داده، از بین میروند و آن ناحیه از شبکه از کار میافتد. همچنین ازدحام منجر به افزایش نرخ گم شدن بسته ها شده و نرخ تحویل بسته ها را نیز کاه منیدهد  .

ازدحام معمولا در گلوگاههای شبکه اتفاق میافتد. گلوگاه به مکانی گفته میشود که بسته های بسیاری برای رسیدن به مقصد خود، از آن نقطه عبور خواهند کرد. وجود ازدحام در گلوگاه باعث میشنود کنه کنارایی شنبکه بنه شدت پایین آید. بنابراین باید به صورت صحیح کنترل شود یا از وقوع آن جلوگیری به عمل آید تا اول عمر شبکه افزایش یابد.

یک شبکه حسگر از یک یا چند چاهک و هزاران گره حسگر تشکیل شده است. گره های حسگر وظیفه حس کردن تغییرات محیطی، جمع آوری اطلاعات و ارسال آنها به گره چاهک را به عهده دارند. این نوع از ترافیک که بین گره های حسگر و چاهک برقرار می شود، Upstream نامیده میشود

همچنین ترافیکی که بین چاهک و گرههنای حسنگر برقرار میشود، Downstream نامیده میشود. بنه دلینل ماهینت ترافینک Upstream کنه بنه صنورت many-to-one است، احتمال وقنوع ازدحنام در اینن ننوع ترافینک بسنیار بیشنتر است.

پروتکلهای کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم در این بخ به معرفی و بررسی روشهای برجسته کنترل ازدحام در شبکههای حسگر بیسیم پرداخته میشود.

 

*****************************************************************************************************

فراشبکه نوین  به عنوان یک شرکت بزرگ در زمینه ارائه خدمات شبکه، راه اندازی و پشتیبانی شبکه و پشتیبانی کامپیوتر و خدمات IT در ایران فعالیت می‌کند. بسیار خرسندیم که برای دریافت 

  • خدمات نصب و راه اندازی شبکه : خدمات پسیو شبکه (نصب زیرساخت و سخت افزار شبکه) – خدمات اکتیو شبکه (نصب نرم افزارها و سرویس‌های شبکه)​
  •  پشتیبانی شبکه : پشتیبانی نرم افزار شبکه – پشتیبانی سخت افزار شبکه
  • خدمات VOIP – ویپ
  • امنیت شبکه : امنیت فیزیکی شبکه – امنیت فنی شبکه – امنیت اجرایی شبکه
  • خدمات مشاوره شبکه
  • طراحی و راه اندازی سیستم ذخیره سازی اطلاعات
  • نصب و پشتیبانی دوربین مدار بسته
  • خدمات در ارتباط بین شعب و دفاتر
  • اعزام کارشناس حضوری
  • خدمات کامپیوتر : خدمات کامپیوتری در محل -خدمات کامپیوتری آنلاین – خدمات کامپیوتر در حوزه شبکه
  • خدمات ای تی : مشاوره آی تی – پشتیبانی آی تی – نصب و راه اندازی شبکه
  • پشتیبانی شبکه : پشتیبانی نرم افزار شبکه – پشتیبانی سخت افزار شبکه… کافی است با ما تماس حاصل فرمائید:

شماره های تلفن همراه: 09120234651 – 09120917803 – 09120917804

شماره های تماس: 44209617-021 و 44209583-021

پشتیبانی از طریق ایمیل:info@farashabakeh.com

*****************************************************************************************************

 پروتکل کنترل ازدحام CODA1

پروتکل کنترل ازدحام Fusion

روش CODA یک روش کنترل ازدحام در شبکه های حسگر بیسیم با رویکردی مناسب به منظور بهینه کردن مصرف  انرژی میباشد. این پروتکل روشی است که ازدحام در آن با نمونهبرداری از محیطهای بیسیم و نظارت بر اشغال صف تشخیص داده میشود . به محض اینکه یک گره، ازدحام را تشخیص میدهد، به گرههای دیگر پیامی ارسال میکند.

سپس گرههای دیگر حجم ترافیک را به منظور کاه ازدحام کم میکنند. این روش از یک مکانیزم محلی و حرکت به عقب به صورت گامبهگام به منظور کنترل ازدحام استفاده میکند. CODA شامل سه مکانیزم اصلی است که عبارتند از:

الف) تشخیص ازدحام

مکانیزم تشخیص ازدحام در گره مبدا به صورتی عمل میکند که به محض تشخیص ازدحام، پیام اعلان وقوع ازدحام به صورت گامبهگام به گرههای میانی گزارش میشود. در این روش، اشغال بافر به عنوان یک معیار بسیار مهم در تشخیص وقوع ازدحام در نظر گرفته میشود. علاوه بر این، معیار دیگری به نام بار کانال، نق مهمی را در تشخیص وقوع ازدحام ایفا میکند. در حقیقت، در هنگام وقوع ازدحام، بار کانال معمولا سریعتر از اشغال صف افزای مییابد. به عبارت دیگر در این حالت، تعداد بستههای دریافتی به وسیله گیرنده معمولا کمتر از تعداد بستههای انتقالی توسط ارسال کننده است که این امر به دلیل وجود تداخل در مسیر رخ میدهد.

ب) حرکت به عقب به صورت گام به گام

مکانیزم حرکت به عقب گام به گام، زمانی شروع به فعالیت میکند که وقوع ازدحام در مرحله قبل تشخیص داده شنده باشد. وقتی گره گیرنده ازدحام را تشخیص داد، سیگنالهایی به گره های همسایه میانی ارسال منیکنند. به اینن صنورت گرههای همسایه یا فرزند، از وقوع ازدحام مطلع میشوند.

در نتیجه پروتکل مسیریابی قادر خواهد بود تنا بنا توجه به این سیگنالهای دریافتی، مسیرهای بدون ازدحام یا با ازدحام کم را تشخیص داده و بسته ها را از آن مسیرها ارسال کند.

ج) تنظیم منابع

مکانیزم تنظیم منابع به منظور تنظیم نرخ انتقال داده گرههای همسایه به گره گیرنده انجام میشود. به این صورت که تا زمانی که وضعیت ازدحام از مقدار آستانه تعیین شده بیشتر باشد، گرههای همسایه موظف هستند تا نرخ انتقال داده به گره مورد نظر را کاه دهند.

پروتکل کنترل ازدحام Fusion

پروتکل کنترل ازدحام Fusion

علیرغم عملکرد نسبتا مناسب CODA ، ضعف عمده این پروتکل در این است که نمی تواند بنه صنورت عادلانه نرخ انتقال داده به گرههایی که دچار ازدحام شدهاند را تعدیل نماید تا در نهایت بتواند ازدحام به وجود آمده در شبکه را برارف نماید. اما پروتکل Fusion تلاش میکند تا ازدحام را با گرفتن گلوگاه انتقنال از گنرههنای Upstream و گنرههنای منبنع، کاه دهد ]8[ . با این حال، در مکانیزم محدود کننده نرخ انتقال داده، گرهها باید به اور مداوم به االاعنات ارسنال شنده توسط والد برای تعیین زمان تولید اعلان ازدحام، گوش دهند. اساس کار Fusion به این صورت است که گرهها را بر اساس میزان ازدحام رخ داده در آنها صفبندی میکند تا با توجه به شدت ازدحنام رخ داده در آنه ا بتوانند اقندامی صنحیح بنه منظور رفع ازدحام انجام دهد. همانند CODA ، این روش نیز از سه مکانیزم اصلی تشکیل شده است:

الف)تشخیص ازدحام

این مکانیزم تا حدود زیادی شبیه به روش CODA است، با این تفاوت که هر گنره وقتنی بسنتهای را از والد خود دریافت میکند، بیت مربوط به ازدحام آنرا بررسی میکند . در صورتی که والد دچار ازدحام شده باشد، تشنخیص ازدحنام رخ میدهد.

ب) محدود کردن نرخ انتقال داده

مکانیزم محدود کردن نرخ انتقال دادهها موظف است تا به محض تشخیص وقوع ازدحام، با کاه نرخ انتقنال داده در گرههای فرزند، ازدحام را کنترل کند. لازم به ذکر است که عملکرد فرآینند ننرخ انتقنال داده در CODA تا حدود زیادی شبیه به Fusion است.

ج) اولویت دهی

مکانیزم اولویت دهی به این صورت عمل میکند که گرههای دچار ازدحام را در یک صف قرار میدهد. اساس پیشنهاد این صف به این منظور بوده است تا گرههای دچار ازدحام شده را بتوان به وسیله روشی از یکدیگر تفکیک کرد و برای آنها اولویت در نظر گرفت. به این ترتیب Fusion قادر خواهد بود تا گرهها را بر اساس شدت ازدحام بنه وجنود آمنده، مندیریت کند.

پروتکل کنترل ازدحام 1RCR

پروتکل RCRT روشی است که در آن کنترل ازدحام به صورت سراسری انجام میشود. بدین معنا که مکانیزم کنتنرل ازدحام در ایستگاه پایه و یا گره چاهک تعبیه میشود ]9[. دلیل اصلی این ایده در آن است که ایسنتگاه پاینه همواره دید وسیعتر و بهتری از وضعیت کلی شبکه دارد. میتوان گفت که RCRT روشی قابل اامیننان اسنت و تنلاش منیکنند کنه بسته های گمشده در زمان وقوع ازدحام را ازیابی کند. برای رسیدن به این هدف، ایستگاه پایه، لیستی از بستههای گمشده را در اختیار دارد و این لیست به گرههای شبکه به منظور بازیابی بستهها ارسال میشود. لازم بنه ذکنر اسنت کنه مکنانیزم
تشخیص ازدحام در روش RCRT شبیه به روش Fusion است.

پروتکل کنترل ازدحام ESRT

روش ESRT پروتکلی است که در شبکههای حسگر بیسنیم بنه منظنور کنتنرل ازدحنام، منورد اسنتفاده قرار می گیرد . بر خلاف روش RCRT که در آن مدیریت کنترل ازدحام بر عهده ایستگاه پایه بود، در اینن مکنانیزم شناسایی ازدحام به صورت محلی و توسط گرههای شبکه انجام میشود. اساس کار به این صورت است که گره های چاهک از یک حد آستانه برای راهنمایی سایر گرههای شبکه به منظور تنظیم نرخ انتقال دادههای خود، استفاده میکنند. هنگامی کنه اندازه این حد آستانه در گره چاهک کمتر از حد مطلوب باشد، گره چاهک به گرههای دیگر االاع میدهد تا نرخ انتقنال داده به چاهک را افزای دهند. در غیر این صورت )که در این حالت ازدحام رخ داده است، گره چاهک، آنها را راهنمایی میکنند تا نرخ انتقال داده را کاه دهند تا با این روش ازدحام به وجود آمده، برارف شود.

پروتکل کنترل ازدحام CCSF

این پروتکل یک روش کنترل ازدحام منطبق بر منطق فازی است که در تلاش برای تشخیص و رفع ازدحام به صورت بهینه میباشد. این مکانیزم با محاسبه معیاری به نام درجه ازدحام، در هر گام شدت وقوع ازدحنام در گنرههنای موجنود در شبکه را محاسبه کرده و سپس با استفاده از یک مکانیزم کنترل ازدحام، اقدام به برانرف نمنودن ازدحنام می نمایند  .
روش ارائه شده به منظور کنترل ازدحام Upstream کاربرد دارد که با توجه به درجه ازدحنام، قابلینت کنتنرل ازدحنام ینا سنج مدت زمان سرویس دهی بسته ها را فراهم میکند. اگرچه روش ارائه شده توانسته است تا حدودی نرخ گم شدن بسته ها را کاهش دهد، اما عدم وجود یک مکانیزم هوشمند به منظور اولویت بندی داده های موجود در شبکه، از کارایی آن کاسته است.

*****************************************************************************************************

فراشبکه نوین  به عنوان یک شرکت بزرگ در زمینه ارائه خدمات شبکه، راه اندازی و پشتیبانی شبکه و پشتیبانی کامپیوتر و خدمات IT در ایران فعالیت می‌کند. بسیار خرسندیم که برای دریافت خدمات شبکه و طراحی سایت، پشتیبانی شبکه، راه اندازی ویپ و خدمات کامپیوتر… کافی است با ما تماس حاصل فرمائید:

شماره های تلفن همراه: 09120234651 – 09120917803 – 09120917804

شماره های تماس: 44209617-021 و 44209583-021

پشتیبانی از طریق ایمیل:info@farashabakeh.com

*****************************************************************************************************

نتیجه گیری و بحث
ازدحام یکی از محدودیت های اصلی در شبکه های حسگر بیسیم است. زیرا وقوع ازدحام در شبکه، تضمین رسیدن و تحویل بسته ها به گره های مقصد را با چالش جدی مواجه میکند. از ارفی دیگر، مهمترین محدودیت موجود در شبکه های حسگر بیسیم که همان انرژی و نحوه مدیریت مصرف آن است، به هنگام وقوع ازدحام به شدت به چالش کشیده می شود.

در حقیقت بالاترین میزان وقوع ازدحام در شبکه با میزان مصرف انرژی رابطه مستقیم دارد. به همین جهت انتخاب یک پروتکل کنترل ازدحام مناسب، به طرز چشمگیری به بهبود برقراری ارتباطات در شبکه های حسگر بیسیم کمک میکنند. در این راستا، این مقاله به بررسی و مقایسه و نقاط قوت و ضعف مهمترین پروتکلهای کنترل ازدحام درشبکه های حسگر بیسیم پرداخته است.

 

دوربین لامپی


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مشاوره و پشتیبانی آنلاین