قرن جدید، قرن انفجار اطلاعات می باشد. امروزه به کارگیری شبکه های بی سیم آنچنان گسترش و عمومیت یافته که تصور زندگی بدون جنبه ها و مظاهر آنها ممکن نمی باشد. اما این شبکه ها به علت بروز مفاهیمی چون سهولت پیاده سازی، راحتی به کارگیری، قابلیت استفاده درهمه‌جا و رهایی از نقاط اداره کننده مرکزی (نظیر BTS ) با چالش‌هایی روبرو هستند. جهت رفع این چالش‌ها، نسل جدیدی از شبکه‌ها با عنوان شبکه‌های بی سیم اقتضایی متحرک معرفی شده‌اند.
یک شبکه‌ی اقتضایی [19] مجموعه‌ای از گره‌ها می باشد که بدون داشتن هیچگونه زیر ساختی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. در اینگونه شبکه‌ها اگر از یک ساختار ثابت استفاده شود، آن را شبکه مش می نامند. در شبکه‌های اقتضایی از هاپ [20] ( پرش کوتاه) جهت ایجاد ارتباط بین گره ها استفاده می شود. شبکه‌های بی سیم اقتضایی نسبت به سایر شبکه‌ها دارای مزایای زیر می باشد:

• پیاده سازی سریع و آسان: در این نوع شبکه، چون هیچ نیازی به هیچ زیر ساختی نظیر ایستگاه مرکزی یا آنتن و یا … ندارد، پیاده سازی آن می تواند بسیار سریع باشد .

• قابلیت تحرک و انعطاف‌پذیری: بدلیل اینکه همه گره ها متحرک هستند، قابلیت انعطاف پذیری شبکه بالا می‌باشد. برچیدن این شبکه‌ها نیز می تواند سریع باشد .

• قابلیت انتقال اطلاعات در مکان‌هایی که دید مستقیم وجود ندارد‌: در مکان‌هایی که شرایط طبیعی مساعدی وجود ندارد و گره ها با یکدیگر نمی توانند به طور مستقیم در ارتباط باشند (مانند وجود یک کوه درمیان شبکه)، شبکه‌های اقتضایی با بهره گرفتن از خاصیت مسیریابی و بازپخش اطلاعات می توانند ارتباط را برقرار کند.

• اقتصادی بودن این نوع شبکه ها: به علت نیاز نداشتن به یک ساختار ثابت و توان مصرفی کم از نظر اقتصادی بهینه هستند .

با توجه به نیازهای امروز و آینده، توجیه فراوانی برای استفاده از شبکه‌های اقتضایی وجود دارد. اغلب این نیازها هنگامی مطرح می شوند که ایجاد زیرساخت به منظور تشکیل شبکه‌هایی از نوع شبکه‌های کنونی ممکن نیست و یا صرفه اقتصادی یا زمانی ندارد. در کنار این جنبه‌های زیبا از شبکه های اقتضایی، مسائلی نیز وجود دارد که شبکه را با چالش های فراوانی روبرو می کند. مهم ترین این مسائل مسیریابی می باشد. در این فصل نگاهی اجمالی به شبکه‌های اقتضایی، مفاهیم، تاریخچه، کاربردها و چالش های موجود در این شبکه ها داریم.
 

2-2       تعریف شبکه‌های اقتضایی

شبکه‌ی اقتضایی مجموعه ای از گره‌های متحرک است که مستقل از هرگونه زیر ساخت و از طریق امواج رادیویی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. هر کدام از این گره‌ها می توانند نقش بازپخش کننده [21] اطلاعات را برای پیام‌هایی که مقصد دیگری دارند، ایفا کنند و پیام را به سمت گره مقصد دوباره ارسال می کنند .
در شبکه اقتضایی، توپولوژی قابل تغییر می باشد و گره‌ها می توانند آزادانه حرکت کنند. در این شبکه‌ها هیچ نهادی برای تعین توپولوژی شبکه وجود ندارد، به همین علت شبکه‌ی اقتضایی را خود پیکر بندی شده [22] می نامند [7]. هر گره در این شبکه می تواند با گره‌های دیگری که در یک محدوده مجاز رادیویی از پیش تعریف شده قرار دارند، به طور مستقیم و بلاواسطه ارتباط برقرار کند. این گره‌ها، همسایه‌های بلافصل گره اول محسوب می شوند. اما یک گره مبدا به منظور برقراری ارتباط با یک گره مقصد که همسایه او محسوب نمی شود، نیاز مند به یک یا چند گره واسط میانی می باشد. این گره‌های واسط وظیفه پیش راندن بسته‌های داده رسیده از گره مبدا به سمت گره مقصد را بر عهده دارند [8].
این شبکه‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا بتوانند بدون نیاز داشتن به یک اداره کننده مرکزی در حین حرکت، با یکدیگر ارتباط بی سیم داشته باشند. به همین دلیل شبکه‌های اقتضایی را خود سازماندهی شده [23] می نامند. در این شبکه‌ها اگر دو گره در برد رادیویی همدیگر باشند، به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند در غیر این صورت از طریق گره‌های میانی و بازپخش اطلاعات با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. در نتیجه هر گره در این شبکه نه تنها می تواند نظیر سایر شبکه‌ها، فرستنده و یا گیرنده باشد، بلکه با بازپخش داده‌ها برای سایر گره‌ها نقش مسیریاب [24] را نیز ایفا کند. به کارگیری چنین شیوه‌ای، این شبکه‌ها را از وابستگی به نقاط مرکزی (که می تواند بسیار آسیب پذیر باشد )رها ساخته و پیاده سازی این شبکه‌ها را بسیار ساده کرده است. از این منظر، این شبکه‌ها را فاقد زیر ساخت [25]می نامند و آنها را برای کاربرد هایی که نیاز به پیاده سازی سریع و یا بدون زیرساخت دارند، همچنین برای کاربرد های نظامی که در آن گره ها ممکن است مورد حمله قرار گیرند، مناسب می کند [9].
شکل ‏2‑1: مثالی از ساختار شبکه های اقتضایی
 
شبکه‌های اقتضایی متحرک [26] یا MANET یک زیر شاخه از شبکه‌های اقتضایی می باشند که در آن گره‌ها می توانند حرکت کنند. در ادامه این فصل آشنایی کلی با شبکه‌های اقتضایی بدست می آوریم .

2-3       تاریخچه شبکه‌های اقتضایی

بیش از 30 سال است که تحقیقات بر روی شبکه‌های چند هاپ [27] در حال انجام است. در سال‌های اخیر این رشته تحقیقی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. علت این توجه در این است که کارت‌های بی سیم ارزان قیمت بسیاری به وجود آمده‌اند و علاقه عموم مردم به سمت شبکه‌های متحرک حرکت کرده است [10]. شبکه MANET یک شبکه بی سیم چند هاپ خود سازماندهی شده و خود پیکربندی می باشد.
سیستم مخابراتی سویچینگ بسته [28] را اولین سیستم از نسل شبکه‌های مخابراتی می توان دانست که در انتها منجر به معرفی و بکارگیری شبکه های اقتضایی بی سیم شده است. این سیستم توسط ARPANET در سال 1960 بکار گرفته شد. برتری این شبکه نسبت به سایر شبکه‌های مخابراتی هم دوره خود، در این بود که پهنای باند را به طور پویا بین گره‌ها تقسیم می کرد. وزارت دفاع آمریکا به سرعت به قابلیت رادیوی سوییچینگ بسته جهت متصل کردن گره‌های متحرک در میدان‌های نبرد پی برد. دو پروتکل مسیریابی مشهور بردار فاصله [29] و وضعیت لینک [30] اولین بار برای این شبکه‌ها مطرح شدند.
شبکه MANET از شبکه رادیو بسته متعلق به DARPA نشأت گرفته است. اولین شبکه اقتضایی را می توان شبکه رادیو بسته [31] یا PRNet نامید. DARPAتحقیقات بر روی شبکه رادیو بسته را از سال 1972 آغاز کرد. شبکه رادیو بسته این توانایی را داشت که کانال همه پخشی رادیویی را بین چندین رادیو به اشتراک بگذارد. از شبکه رادیو بسته برای انتقال اطلاعات دیجیتال از طریق محیط بی‌سیم استفاده می شد [11]. این شبکه جهت دسترسی به محیط [32] از ترکیبی از پروتکل‌های ALOHA و CSMA استفاده کرد.
در شکل زیر مثالی از PRNet را مشاهده می کنید:
 

شکل ‏2‑2: شبکه رادیو بسته [8]
در این شبکه از گره‌های ثابت و متحرک استفاده می شد و به طور کامل بدون زیر ساخت نبود. مزایای این شبکه در این بود که تکرارکننده‌ها [33] و ترمینال‌ها متحرک بودند و یک سری ایستگاه ثابت برای مسیریابی وجود داشت. در این ساختار از شبکه سیمی استفاده نمی شد. امکان پیاده‌سازی سریع و پشتیبانی کردن از گره‌های متحرک نیز وجود داشت. مشکل این سیستم در این بود که به خاطر توپولوژی پویا و محیط ارتباطی‌اش از پیچیدگی بالایی برخوردار بود. ساختار ارتباطی آن نیمه دو طرفه[34] بود و در بین ایستگاه‌های مسیریاب ثابت، الگوریتم مسیریابی Bellmam-ford (بردار فاصله [35]) پیاده سازی شده بود.
[1] Information Technology
[2] Network Based Defense
[3] Tactical Network
[4] tactical wireless network
[5] robust
[6] reliability
[7] survivability sever
[8] dynamic Nodes
[9] mobile ad hoc networks (MANET)
[10] Router
[11] MANET
[12] Dynamic topology
[13] self organized network
[14] self –healing
[15] self-maintaining
[16] fast reconfiguration
[17] recovery of network
[18] relay
[19] Ad hoc network
[20] Hop
[21] relay
[22] Self configuring
[23] Self organizing
[24] router
[25] Infrastructure-less
[26] Mobile Ad hoc Network
[27] Multi hop network
[28] Packet switching
[29] Distance vector
[30] Link state
[31] Packet radio network
[32] Medium access
[33] repeater
[34] Half duplex
[35] Distance vector
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است