شبیه سازی شبکه های MANET
یكی از چالش‌های مهم در زمینه شبكه‌های MANET ، مبحث شبیه‌سازی این نوع شبكه‌ها می‌باشد. انجام شبیه‌سازی این نوع شبكه‌ها با استفاده از تكنیك‌های شبیه‌سازی موجود كه همگی مبتنی بر بسته هستند، كاری دشوار و زمان‌بر بوده و با رشد پیچیدگی شبكه و افزایش تعداد نودها ممكن است این عمل ساعت ها بطول انجامد.
مقدمه
یكی از چالش‌های مهم در زمینه شبكه‌های MANET ، مبحث شبیه‌سازی این نوع شبكه‌ها می‌باشد. انجام شبیه‌سازی این نوع شبكه‌ها با استفاده از تكنیك‌های شبیه‌سازی موجود كه همگی مبتنی بر بسته هستند، كاری دشوار و زمان‌بر بوده و با رشد پیچیدگی شبكه و افزایش تعداد نودها ممكن است این عمل ساعت ها بطول انجامد. این امر به این دلیل است كه این نوع شبیه‌سازها رفتار كلیه بسته‌های در حال عبور از یك قسمت شبكه را بصورت انفرادی در نظر گرفته و این رفتارها را در قالب یكسری رویداد مورد پردازش قرار می‌دهند كه بدلیل بالا بودن تعداد رویدادها در این روش، زمان شبیه‌سازی بطول خواهد انجامید. امروزه در محدوده شبكه‌های سیمی، بمنظور كاهش زمان شبیه‌سازی روشهای مختلفی ارائه شده‌اند كه از آن جمله میتوان به تكنیك خلاصه‌سازی مدل كه كاربرد گستردهای در این نوع شبكه‌ها دارد، اشاره نمود. در نهایت پروتكل‌های مسیریابی در این نوع شبكه‌ها از نظر میزان تسریع در شبیه‌سازی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند.
معرفی شبیه ساز ها برای شبیه سازی شبکه های MANET
در زمینه شبیه‌سازی شبكه‌های بی‌سیم، ابزارهای شبیه‌سازی متعددی ایجاد و یا توسعه داده شده‌اند كه از آن جمله میتوان به شبیه‌سازهای،Glomosim ،NS-2 ، CSIM ،MATLAB ،QualNet ، OPNET و غیره اشاره نمود.البته میزان استفاده از شبیه‌سازهای فوق در هنگام شبیه‌سازی این نوع شبكه‌ها متفاوت بوده و بدلیل كارایی بالا و امكانات زیاد شبیه‌ساز 2- NS، تاكنون بیشترین استفاده در زمینه شبیه‌سازی شبكه‌های بی‌سیم از این شبیه‌ساز صورت گرفته است. شبیه‌ساز 2- NS یك شبیه‌ساز مبتنی بر بسته رویدادگرا می‌باشد كه قابلیت شبیه‌سازی شبكه‌های گوناگون از جمله سناریوهای بی‌سیم را دارا بوده و میتواند از طریق پیگیری رویدادها در طول زمانهای گسسته، شبیه‌سازی را پیش ببرد. در ادامه نمودار مربوط به درصد استفاده از شبیه سازی های مختلف نشان داده شده است.
بررسی پروتكل‌های مسیریابی موجود در شبكه‌های MANET
پروتكل‌های مسیریابی مختلفی برای شبكه‌های MANET ارائه شده‌اند كه همگی به سه گروه پیش گستر، واكنشی و پیوندی تقسیم می‌شوند. پروتكل‌های مسیریابی پیش گستر تلاش می‌كنند تا همواره اطلاعات مسیریابی بروز نگه داشته شوند. بمنظور انجام این كار، وابسته به نحوه طراحی پروتكل هر گره اطلاعات بروز خود را تنها بین همسایگان و یا در كل شبكه منتشر می‌كند. زمانِ توزیع این اطلاعات نیز میتواند بصورت دوره ای و یا بر حسب وقوع یك رویداد در نظر گرفته شود. از آنجا که در این پروتكل‌ها از یك جدول بمنظور نگهداری اطلاعات مسیرها استفاده می‌شود، لذا این پروتكل‌ها به پروتكل‌های مبتنی بر جدول معروف هستند. اما در پروتكل‌های مسیریابی واكنشی، تنها زمانی یك مسیر بین دو گره ایجاد می‌شود كه بسته‌ای برای ارسال وجود داشته باشد. این امر منجر به كاهش سربار پروتكل میگردد. در ادامه نحوه عمل پروتكل‌های مسیریابیDSR ،DSDVو AODV بررسی می‌شود.
پروتكل DSR
پروتکل واكنشیDSR ، یک پروتکل بدون حلقه برمبنای مبدأ و تقاضا محور است. در این پروتکل هر گره در داخل خود، یک حافظه پنهان مسیر دارد. درون این حافظه‌ها اطلاعات مسیرهایی قرار میگیرد که توسط گره بدست آمده است. دو عمل اصلی در این پروتکل ها اتفاق میافتد: عمل کشف مسیر و عمل نگهداری آن. عمل کشف مسیر تنها موقعی فراخوانی می‌شود که مسیر معتبری درون حافظه گره موجود نباشد. عمل نگهداری مسیر نیز كه وظیفه حفاظت از یك مسیر ایجاد شده را دارد، هنگامی اجرا می‌شود كه اتصال بین دو گره در یك مسیر شکسته شده باشد. در اینصورت این اتصال از حافظه گره‌ها پاک شده و عمل کشف مسیر مجددا فراخوانی میگردد.
پروتكل DSDV
در پروتکل DSDVهر گره از متغیری برای هر كدام از مقصدها استفاده می كند كه در این متغیر کوتاهترین فاصله برحسب تعداد گره‌های بین راه نگه داری می‌شود. بروز رسانی در این پروتکل بصورت دوره‌ای یا هنگام وقوع رویداد اتفاق میافتد. اگر بعد از چند دوره بروزرسانی پیامی از یک گره دریافت نشود، مسیر مربوطه از جدول حذف خواهد شد.
پروتكل AODV
روتکل AODVنمونه واکنشی و بهبود یافته پروتکل DSDV و عمل كشف مسیر آن نیز تا حدی مشابه با پروتكل DSR است. تفاوت اصلی این پروتکل با DSR در این است که مسیرهای کشف شده به جای ذخیره شدن در هدر بسته‌ها، در گره‌ها ذخیره می‌شوند. تفاوت این پروتکل با پروتكلDSR در این است که بسته‌های DSR باید کل اطلاعات مسیر تا مقصد را درون خود نگه داری کنند، در حالی که بسته‌های AODV تنها آدرس را ذخیره میکنند كه این یك مزیت محسوب میگردد.
شبیه سازی های انجام شده در رابطه با پروتکل ها
به منظور انجام شبیه سازی و مقایسه پروتکل ها، شبیه سازی ها در دو سرعت 100 و 300 و تعداد نود های 7 و 30 در 10 ثانیه در نظر گرفته شده اند تا تاخیر و دریافت بسته ها در استفاده از پروتکل ها مورد ارزیابی قرار گیرد. سناریو مورد نظر با استفاده از نرم افزار NSG2 طراحی شده و در حالت های مختلف در سرعت های 100 و 300 و تعداد نود 7 و 30 فایل TCL تولید نموده و برای شبیه سازی توسط شبیه ساز NS2 به عنوان ورودی داده شده و خروجی NS2 با استفاده از اسکریپتی که به زبان AWK برای دریافت ها نوشته شده بود، خروجی دریافت کرده و به عنوان ورودی نرم افزار XGRAPH جهت تولید نمودار ارسال می گردد.
نوشته شده توسط : مهندس هادی رسولی
