Transcript دانلود - دانشگاه شاهد

‫شبکه هاي کامپيوتري‬
‫فصل پنجم‪:‬‬
‫اليه شبکه (‪)NetworkLayer‬‬
‫بخش سوم‪ :‬مسیریابی در شبکه های موقتی )موردی(‬
‫وحید حقیقت دوست‬
‫دانشکده فنی و مهندس ی دانشگاه شاهد‬
‫‪1‬‬
‫مسیریابی شبکه های موقتی یا موردی‬
‫‪Ad hoc networks‬‬
‫‪2‬‬
‫معرفی شبکه های موقتی (‪)Ad hoc‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در شبکه های موقتی که دربرخی مراجع شبکه های موردی نیز نامیده‬
‫میشوند‪ ،‬هیچ گونه زیرساختی برای شبکه وجود ندارد‪.‬‬
‫میزبانها‪ ،‬وظیفه مسیریابی و هدایت بسته ها را نیز انجام میدهند‪.‬‬
‫دو میزبان به یکدیگر متصلند اگر و تنها اگر هر دو میزبان در برد رادیویی‬
‫دیگری قرار گیرد‪.‬‬
‫ً‬
‫در این شبکه ها ممکن است توپولوژی شبکه دائما در حال تغییر باشد‬
‫در نتیجه اعتبار مسیرها بدون هیچ خطا و هشداری تغییر پیدا میکند‬
‫‪‬‬
‫‪3‬‬
‫ممکن است در این شبکه ها گره ها در حال حرکت باشند‬
‫مقایسه شبکه های ‪ Ad hoc‬و ‪WLAN‬‬
‫شبکه موقتی‬
‫شبکه وایرلس و شبکه سلولی‬
‫کاربردهای شبکه های ‪Ad hoc‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪5‬‬
‫وسایل نقلیه نظامی در میدان جنگ‬
‫ناوگان کشتی ها در دریا‬
‫ارتباط کارکنان امداد در هنگام وقوع زلزله‬
‫گردهمایی افراد با کامپیوترهای قابل حمل‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫از گره ‪ A‬به گره ‪D‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫مقصد‬
‫‪D‬‬
‫‪C‬‬
‫مبدا‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫کشف مسیر در شبکه ‪Ad hoc‬‬
‫‪B‬‬
‫برای تبادل پیام بین مبدا ‪ A‬و مقصد ‪ D‬باید میزبانهای میانی مانند‬
‫‪ C‬و ‪ E‬همکاری کرده و بسته ها را هدایت نمایند‬
‫‪A‬‬
‫‪E‬‬
‫‪C‬‬
‫‪D‬‬
‫الگوریتم ‪AODV‬‬
‫(بردار فاصله براساس درخواست در شبکه موقتی)‬
‫‪Ad-hoc‬‬
‫‪On-demand‬‬
‫‪Distance‬‬
‫‪Vector‬‬
‫‪14‬‬
‫الگوریتم ‪AODV‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫فرض کنید فرایندی در گره ‪ A‬میخواهد بسته ای را به گره ‪ I‬بفرستد‬
‫الگوریتم ‪ AODV‬فرض میکند در هر گره جدولی است که کلید آن آدرس مقصد‬
‫است و اطالعاتی راجع به آن مقصد ارائه میکند؛ از جمله اینکه بسته را به کدام‬
‫همسایه باید تحویل دهد‬
‫اگر گره ‪ A‬مسیریاب ‪ I‬را نبیند (ارتباط مستقیم با ‪ I‬نداشته باشد) باید مسیری را‬
‫تا ‪ I‬کشف کند‪.‬‬
‫کشف مسیر در الگوریتم ‪AODV‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫برای یافتن مقصد ‪ ،I‬گره ‪ A‬بسته ای با عنوان درخواست مسیر (‬
‫‪ )Route Request‬را ایجاد و آنرا پخش میکند‪ .‬این بسته به ‪ B‬و‬
‫‪ D‬میرسد و بدین ترتیب در شبکه انتشار پیدا میکند‪.‬‬
‫فرمت بسته در شکل زیر آورده شده است‪.‬‬
‫‪Step 3‬‬
‫‪Step 2‬‬
‫‪Step 1‬‬
‫‪‬‬
‫شناسه تقاضا (‪:)Request ID‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫شمارنده جهش (‪:)Hop count‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در هر گره که بسته درخواست مسیر دریافت شود‪ ،‬این فیلد مشخص میکند که این بسته تا کنون چند جهش انجام داده‬
‫است‪.‬‬
‫مقدار اولیه این فیلد صفر است‬
‫هنگام انتشار بسته درخواست مسیر توسط هر گره به گره های همسایه یکی به آن اضافه میشود‬
‫شماره ترتیب مبدا (‪:)Source sequence Number‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫یک شمارنده محلی در گره سازنده بسته میباشد و با ارسال هر درخواست یکی به آن اضافه میشود‬
‫دو فیلد آدرس منبع و شناسه تقاضا در کنار هم برای هر بسته درخواست مسیر‪ ،‬منحصر به فرد میباشد و به گره ها اجازه‬
‫میدهد از این طریق بسته های تکراری را شناسایی و حذف نمایند‪.‬‬
‫همانطور که در ادامه در خصوص پردازش بسته درخواست مسیر توسط هر یک از گره ها توضیح داده خواهد شد‪ ،‬این فیلد جدیدترین‬
‫معرفی از گره مبدا را انجام میدهد و گره هایی که این بسته را دریافت میکنند اطالعات مربوط به مبدا را بروز میکنند‬
‫شماره ترتیب مقصد ( ‪:)Destination sequence Number‬‬
‫‪‬‬
‫تولید کننده بسته آخرین شماره ترتیبی که از مقصد میشناسد را در این فیلد قرار میدهد‬
‫در هر گره دو شمارنده وجود دارد‪ :‬یکی شمارنده شناسه تقاضا و دیگری شمارنده ترتیب میزبان‬
‫‪17‬‬
‫عملکرد گره ها هنگام دریافت بسته درخواست مسیر‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫اگر بسته تکراری باشد حذف میشود‬
‫اطالعات مربوط به شماره ترتیب مبدا در جدول بروز میشود (یادگیری معکوس)‬
‫آدرس مقصد در جدول مربوط به میزبانها جستجو میشود‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪18‬‬
‫اگر مسیر تازه تری به مقصد مورد نظر ثبت شده بود‪ ،‬بسته پاسخ مسیر را به مبدا ارسال‬
‫میکند‬
‫در غیر اینصورت یک واحد به شمارنده جهش اضافه و بسته درخواست مسیر را به دیگر‬
‫همسایگانش پخش میکند و اطالعات بسته را ثبت نموده تا در مسیر معکوس ( ‪Reverse‬‬
‫‪ )Path‬هنگام بازگشت بسته پاسخ مسیر از آن استفاده کند‬
‫اطالعات بسته در خواست مسیر پس از ارسال به همسایگان در هر مسیریاب‬
‫میانی ثبت و به ازای آن یک تایمر برای انقضا فعال میشود‬
‫بسته پاسخ مسیر (‪)ROUTE REPLY‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بسته درخواست مسیر از مسیریابها عبور کرده و در نهایت به مسیریاب مقصد (مسیریاب ‪ I‬در مثال) میرسد‪.‬‬
‫در اینجا ‪ I‬یک بسته پاسخ مسیر را مطابق با شکل فوق مهیا و آنرا به گره ای که بسته درخواست مسیر را از آن‬
‫دریافت کرده بود تحویل میدهد‪.‬‬
‫ً‬
‫آدرس مبدا و مقصد عینا از بسته درخواست مسیر کپی میشوند‬
‫شمارنده ترتیب مقصد از شمارنده داخلی نوشته میشود و شمارنده داخلی یکی افزایش می یابد‪.‬‬
‫فیلد شماره جهش در ابتدا برابر صفر است‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در طی فرایند بازگشت این بسته به هر مسیریاب که میرسد شمارنده جهش یکی افزایش می یابد‪.‬‬
‫طول عمر مشخص میکند که مسیر چه مدت معتبر است‬
‫گره هایی که بسته درخواست مسیر را گرفتند ولی در مسیر معکوس نبودند (مانند گره های‬
‫‪ ،)H,F,E,C,B‬با انقضای مدت تایمر‪ ،‬وارده ها را از جدول مسیر معکوس حذف میکنند‬
‫‪19‬‬
‫مثالی از بسته های ‪ RREQ‬و ‪RREP‬‬
‫‪20‬‬
‫نگهداری اطالعات مسیر‬
‫‪‬‬
‫از آنجا که ممکن است توپولوژی شبکه تغییر پیدا کند (بعض ی از لینکها‬
‫قطع شوند یا برخی گره ها از شبکه خارج شوند)‪ ،‬باید به نحوی گره‬
‫های دیگر از نابود شدن یک مسیر مطلع شوند‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪21‬‬
‫ً‬
‫مثال اگر گره ‪ G‬از شبکه خارج شود دیگر مسیر ‪ ADGI‬معتبر نمیباشد‪.‬‬
‫مکانیزم حضور و غیاب‪ :‬هر گره بصورت متناوب پیام ‪Hello‬‬
‫ارسال میکند و منتظر دریافت پاسخ از همسایگانش است‪ .‬اگر‬
‫پاسخی از همسایه دریافت نشد یعنی آن همسایه از شبکه‬
‫خارج شده‬
‫نگهداری اطالعات مسیر‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫برای هر مقصد ممکن‪ ،‬هر گره ای (مانند ‪ D‬در شکل زیر) همسایه هایی که در ‪ ΔT‬ثانیه اخیر بسته ای برای آن‬
‫مقصد فرستاده اند را بعنوان همسایه های فعال نگه میدارد‬
‫وقتی ‪ D‬میفهمد که ‪ G‬از شبکه خارج شده است به جدول مسیریابی خود نگاه میکند‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫از ‪ G‬در مسیرهایی به ‪ G ،E‬و ‪ I‬استفاده شده است‬
‫اجتماع همسایه های فعال مربوط به این مقصد ها مجموعه {‪}A,B‬میباشد‪ .‬بعبارت دیگر ‪ A‬و ‪ B‬در بعض ی از مسیرهای‬
‫خود به ‪ G‬وابسته اند لذا باید به آنها اطالع داده شود که این مسیرها دیگر اعتبار ندارند‬
‫‪ D‬با ارسال بسته هایی این خبر را به همسایگان فعال خود میدهند تا آنها جداولشان را بروز کنند‬
‫‪ D‬وارده های مربوط به ‪ G ، E‬و ‪ I‬را از جدول مسیریابی خود حذف میکند‬