18194

18194

روشي نو براي كاهش بار پروتكل AODV با استفاده از سرخوشه در خوشه‌بندي

كارشناسي ارشد

شبكه هاي كامپيوتري

اسفند 1395

دكتر پيمان كبيري

كامپيوتر

شبكه¬هاي موردي متحرك با افزايش به¬كارگيري دستگاه¬هاي جابجاپذير مانند تلفن¬هاي هوشمند، رايانه و رايانه جابجاپذير اهميت ويژه¬اي يافته¬اند. طراحي شبكه¬هاي موردي با محدوديت¬هاي گوناگوني مانند همبندي پويا، انرژي گره¬ها، وسعت شبكه¬ها، تحرك گره¬ها و امنيت فيزيكي محدود روبرو است. با توجه به اين محدوديت¬ها مسيريابي در چنين شبكه¬هايي بسيار دشوار است. پروتكل¬هاي مسيريابي در شبكه¬هاي موردي طيف وسيع و متنوعي دارد كه متناسب با سازماندهي گره¬ها، مديريت و روش عملكرد مسيريابي به دسته¬هاي مختلفي تقسيم مي¬شوند. پروتكل AODV يكي از پركاربردترين پروتكل¬هاي مسيريابي برپايه تقاضا در شبكه¬هاي موردي است. به دليل ماهيت برپايه تقاضا بودن، زمان كشف مسير در اين پروتكل طولاني است و هنگامي كه ترافيك افزايش پيدا مي¬كند سربار كشف مسير هم به شدت افزايش مي¬يابد. هدف از اين پروژه، كاهش سربار مسيريابي، با توجه به منابع گره¬ها و همچنين وارد كردن منابع گره¬ها در فرآيند مسيريابي است. بنابراين در اين رويكرد، ويژگي¬هاي مسيريابي كنش¬گرا و واكنش¬گرا با يكديگر تركيب مي¬شوند تا بتوان از مزاياي هر دو رويكرد در كنار هم بهره¬مند شد. در روش پيشنهادي، از روش خوشه¬بندي گره¬ها در شبكه استفاده مي¬شود. هدف، تعيين يك همسايگي است كه مسير¬ها در اين همسايگي به صورت كنش¬گرا وجود داشته باشند. مسيريابي بين اين همسايگي¬ها برپايه نيازمندي انجام مي¬شود. در اين حالت، همه¬پخشي درخواست مسير، به چند¬پخشي تبديل مي¬شود و سربار كاهش مي¬يابد. روش پيشنهادي بدين صورت است كه يك گره به عنوان سرخوشه انتخاب شود و بقيه گره¬ها به عضويت اين سرخوشه در آيند. در اين حالت خوشه¬ها دو گامي هستند. چالش مهم روش پيشنهادي، انتخاب درست سرخوشه است. براي تعيين سرخوشه، معياري براي ارزيابي شايستگي براي سرخوشه شدن با توجه به منابع گره تعريف شده است. در اين تعريف وزن¬دار، سه ويژگي توان پردازشي، انرژي باقيمانده و ميزان حافظه براي محاسبه ميزان شايستگي هر گره مشخص شده است. هر گره، ميزان شايستگي¬اش را محاسبه كرده و آن را با بقيه گره¬ها در همسايگي دو گامي¬اش مبادله مي¬كند. به اين ترتيب، گره¬اي كه بيشترين شايستگي را دارد به عنوان سرخوشه انتخاب مي¬شود. در روش پيشنهادي، با استفاده مناسب از ويژگي¬هاي مفيد پروتكل¬هاي كنش¬گرا و واكنش¬گرا، تلاش شده است تا كاستي¬هاي پروتكل واكنش¬گراي AODV كاهش يابد و نيز از مزاياي مسيريابي كنش¬گرا در مسيريابي بهره گرفته شود. هم¬چنين الگوريتم خوشه¬بندي پيشنهاد شده، باعث كاهش مشكلات مقياس¬پذيري و سربار هدايتي موجود در شبكه¬هاي موردي شده ¬است. در اين روش پايداري سر¬خوشه افزايش مي¬يابد و سبب بهبود بهره¬وري مسيريابي در شبكه¬هاي موردي بهبود مي¬يابد. واژه‌هاي كليدي: شبكه¬هاي موردي متحرك، مسيريابي كنش¬گرا و واكنش¬گرا، پروتكل AODV، خوشه بندي.

1396/09/29

1/2/2018 12:00:00 AM

Abstract: By increasing the use of mobile devices such as smart phones, portable computers and laptops, the mobile ad-hoc networks have a significant place in the information technology. The designing of mobile ad-hoc networks has been confronted by various constraints, such as dynamic topology, the stored energy of the nodes, huge networks, nodes mobility, service quality and physical security. Routing in such networks is difficult due to these limitations. Routing protocols in ad-hoc networks are various and vast in which divided to some categories according to nodes organization, management and methods of routing. The AODV is one of most useful on demand protocols. In the case of increasing network traffic, routing load will be extremely increased. The purpose of this thesis is to decrease the overhead of routing, considering the nodes resources and use them for routing. Therefore, in this approach, we will combine the proactive and reactive routing properties in order to use of both approach advantages together. In the proposed method, we will use the method of nodes clustering in networks. The aim is to determine a neighborhood in which routes exist proactively. Routing among these neighborhoods will be based on the requirements. In this case, the broadcasting messages for routing will be changed to multicast messages and consequently overhead is decreased. The proposed idea is to choose a node as a cluster head and the other nodes will be members of that. In this case, we have considered the clusters in two hops. The challenge is to choose the cluster head accurately. In order to determine the cluster head, it is defined as a criterion for eligibility eva​luation due to the nodes resources. In this weighted definition, it has specified three features as process throughput, remained energy and the amount of memory to calculate the eligibility of every node. Each node calculates the eligibility of itself and then exchange it to the rest of two hop neighbors. In this way, the node with most resources will be selected as a cluster head. In the proposed method, the effort was to decrease AODV reactive protocol disadvantages through the proper use of advantages of proactive and reactive protocols and in return, the advantages of proactive routing are used. In addition, the proposed clustering algorithm will decrease difficulties of scalability and the overhead of ad-hoc networks. In this method, it has been avoided from changing the cluster head and efficiency of the routing in ad-hoc networks will be improved. Keywords: mobile ad-hoc networks, proactive reactive routing, AODV protocol, clustering.