ساختار بکارگيري روتينگ براساس مسير پرتابي در
شبکه هاي خاص

ساختار بکارگيري براي روتينگ براساس مسير پرتابي در شبکه هاي خاص:
مقدمه: روتينگ درشبکه هاي خاص به دلايل بسياري کار پيچيده اي است.گره ها حافظه کم و نيروي کم دارند وآنها نمي توانند جدول هاي روتينگ را براي پروتکل هاي روتينگ شناخته شده به ابزارهاي بزرگ حفظ کنند به علت اين رو به جلو بودن نيرومند در گروه هاي مياني در شبکه هاي خاص مطلوب است. همچنين براي مهندسي ترافيک ،ظرفيت هاي چند مسيري مهم هستند. پس مطلوب است تامسير هايي را در شکل منبع در منبعي براساس روتينگ (SBR) تعيين شود درحاليکه پيشروي نيرومند در گروههاي مياني اجرا مي شود.ما TBR را بررسي مي كنيم كه بعنوان يك زمينه مياني بين SBR و تكنيك هاي پيشروي نيرومند

پيشنهاد شده بود.در TBR ، منبع مسير پرتابي را به رمز درمي آورد تا عبور کند و آن را در هرمجموعه قرار دهد.بر ورود هر مجموعه ،گره هاي مياني مسير پرتابي را به رمز درآورده و تکنيکهاي رو به جلوي نيرومند را بکار مي گيرند که مجموعه مسير پرتابي اش را تا آنجا که ممکن است دنبال مي کند.دراين مقاله ما به موضوعات مختلف در رابطه با بکارگيري TBR توجه مي کنيم.

ما همچنين تکنيک هايي را فراهم مي کنيم تابه طور پر راندمان مجموعه ها را در طول يک مسير پرتابي تعيين شده بعنوان يک منحني پارامتري رو به جلو ببرد.ما از منحني مشهور براي شناسايي مسيرهاي پرتابي در مجموعه هاي منبع استفاده مي کنيم.براي اين شناسايي مسير پرتابي ما الگوريتم هاي رو به جلو نيرومند مختلفي را توسعه وارزيابي مي کنيم.

۶-مقدمه: شبکه هاي خاص مشخصه هاي خودشان را دارند که به سوي مقدار مهمي از تحقيق در منطقه هدايت مي شود.مخصوصاً روتينگ در شبکه هاي خاص بعلت دلايل بسياري يک کار پيچيده است.براي مثال :گره ها به طور کلي در حافظه ونيرو کم هستند وبنابراين آنها نمي توانند جدول هاي روتينگ را براي پروتکل هاي روتينگ با فاصله بردار يا حالت مرتبط مشهور به اندازه کافي بزرگ حفظ کند.اين بعنوان روتينگ بي حالت شناخته شده است ،چون گره ها نمي توانند جدول هاي روتينگ را که حالت شبکه را نشان مي دهد ،را حفظ کند.بعلاوه گره ها متحرک است که آن را براي همگرا کردن براي پروتکل هاي روتينگ پويشگرانه خاص سخت تر مي کند.

پس بعلت نوع بدون حالتش، پيشروي نيرومند بسته ها درگره هاي مياني در شبکه هاي خاص مطلوب است.همچنين براي مهندسي ترافيک ،ظرفيت هاي چند مسيري مطلوب هستند.در هر حال ممکن نيست تا تکنيک هاي روتينگ چند مسيري شناخته شده در شبکه هاي خاص ،مخصوصاً متحرک،بکار مي

رود.نيکودميوونات TBR را بعنوان يك زمينه مياني بين SBR وتكنيك هاي پيشروي نيرومند پيشنهاد کردند.در TBR ،منبع مسير پرتابي را براي حرکت کردن به رمز در مي آورد وآن را درهر بسته قرار مي دهد.در ورود هر بسته ،گره هاي مياني تکنيک هاي پيشروي نيرومندي را بکار مي گيرند که بسته مسير پرتابي را تا آنجا که ممکن است دنبال مي کند.اين شيوه منبع بر پايه مسيريابي مي شود در حاليکه هيچ نيازي براي جدول هاي روتينگ براي ورود به جلو بردن در گره هاي

مياني وجود ندارد. بعلاوه مثل تحرک ديگر براي TBR يک گرايش جديد در جهت شبکه بندي ناشي شده اند کاربرد ،مخصوصاً در شبکه هاي حس گر وجود دارد.
در اين الگوي شبکه جديد ،کاربرد ها مي توانند با شبکه ارتباط برقرار کنند و رفتار شبکه بر پايه شرايط خودشان را بسازند .براي مثال يک کاربرد پردازش تصوير را درنظر بگيريد که تصاويرگرفته شده در گره هاي مختلف را درشبکه جمع آوري مي کند وآنجا را دريک تصوير ۳D يك صفحه ادغام مي کند.مثال شبکه را در شکل ۲ درنظر بگيريد.فرض کنيد که کاربرد در گره هاي A وB درحال جريان است وبخواهند تا تصوير بزرگي ايجاد کنند که غرب کوهستان را بگيرد.مشاهده کنيد که روتينگ کوتاهترين مسير متعارف براي اين نوع کاربرد مناسب نيست چون کوتاهترين مسير از گره هاي A به B مي چرخد که از غرب کوهستان ها دور است .

يک روتينگ مناسبتر براي اين کاربرد درمسيري است که اين ترافيک کاربرد گره ها را به حرکت درمي آوردکه به مسير پرتابي تعيين شده بعنوان غرب کوهستان ها نزديک هستند .اين مسير پرتابي نيز بعنوان يک منحني پارامتري در شکل ۶ ترسيم شده است.پس ، TBR براي اين کاربردها اميدوارکننده است.مثال هايي از هر کدام مي توانند گسترده شونده مثل معيارهاي اندازه گيري ا زحس گرها که بروي رودخانه مستقر شده است،بدون رد شدن دريک منطقه نامطلوب در حال حرکت است.نيکوسکوونات ويژگي هاي اساسي TBR را به همراه يک سيستم استقرا رمحلي (lps) را شرح مي دهند.چون آن يک مکانيسم پيشروي نيرومند

دارد، TBR نياز به حمايت براي استقرار گره هاي بي سيم دارد.بعنوان يک راه حل دراين مشکل سيستم هاي عملکرد مختلف مثلGPS مي تواند استفاده شود. درهرحال GPS نياز به حصول پذيري بالاي نيرو دارند که در بکارگيري شبکه هاي ويژه با قدرت کم سخت و پر هزينه است.به همين دليل تکنيک هاي استقرارهاي GPS ونيز LPS نات و نيکولکا مي تواند براي توانمند کردن بکارگيري TBR وگر هايي با نيروي کم بدون حمايت GPS استفاده شود.

پس در اين مقاله،ما فرض مي کنيم که گره ها يک دانش از موقعيتشان در مورد يک سيستم هماهنگي شناخته شده به طور متقابل را دارند.اين فرضيه بعنوان استفاده از GPS وابزارهاي وضعيتي ديگر منطقي است که بيشتر رايج شوند.در TBR يک موضوع مهم براي توضيح دادن اين است که چقدر به طرز پرراندمان بسته ها در طول يک منحني پارامتري تعين شده Q(t) به جلويش رانده مي شوند.نيکوسکاونات اين منحني هاي پارامتري ساده را مثل اين منحني آزمايش کردند وسوالي به جا ماند که چطور مسيرهاي پرتابي مختلف در بسته ها به عنوان يک منحني پارامتري به رمز درآورده مي شوند.دراين مقاله مايک روش موثر از به رمز آوردن مسيرهاي پرتابي را در مجموعه هايي در منبع پيشنهاد مي کنيم.براي به رمز درآوردن مسير پرتابي ما استفاده از منحني هاي بزير را پيشنهاد مي کنيم که انعطاف پذيري بسياري در پيشروي نيرومند TBR را ارائه مي دهد.در حاليکه احتمال دارد تا يک ميزان گسترده منحني ها با آنها تعيين شود.ما همچنين يک پروتکل براي اجراي طولاني ومسيرهاي پرتابي پيچيده تر بعنوان يک تسلسل ازمنحني هاي بزير را شرح مي دهيم.
با ارائه اين تکينيک به رمز آمدي مسير پرتابي در منبع ،ما مکانيسم هاي مختلفي را عرضه مي کنيم تا پيشروي در گره هاي مياني را اجرا کند.کمک هاي اين مقاله مي تواند به قرار زير ليست شود:شيوه اي براي رمز آوري ورمز گشايي مسير پرتابي با استفاده از منحني هاي مکعب بزيربکارگيري TBR با استفاده از منحني هاي بزير که انعطاف پذيري بزير را براي تعيين يک ميزان بزرگ از مسيرهاي پرتابي را ارائه مي دهد.يک اجراي پروتکل TBR براي مسيرهاي پرتابي بزرگتر وپيچيده تر ،تقريباًٌ بدون هيچ محدوديتي در طول مجموعه مسير پرتابي بکارگيري شيوه پيشروي ،کمترين انحراف از منحني (ldc)،که به طور بهينه در شرايط پيروي اند مسير پرتابي در پيشروي اجرا مي شود.ارزيابي تکنيک پيشروي ldc وهمچنين چندين تکنيک پيشروي درون يافتي ديگر .بسته براساس همگون سازيns-2 در اين بکارگيري جديد و تکنيک هاي پيشروي جديد.باقيمانده مقاله به قرار زير سازمان دهي مي شود:

اول در بخش ۲ما به طور مفصل منحني هاي بزير را شرح مي دهيم واينکه چطور از آنها براي به رمز آوردن مسير پرتابي در TBR استفاده مي کنيم.دربخش ۳ به طور خلاصه شيوه هايي از درجه بندي شيربه بسته براي به رمز آوردن مسير پرتابي با منحني هاي بزير را شرح مي دهيم.بعداً در بخش ۴ ما الگوريتم هاي نيرومند مختلف را براي پيشروي بسته در TBR بامنحني هاي بزير را پيشنهاد مي کنيم.دربخش ۵ ما همگون سازي هاي ns-2 از الگوريتم هاي پيشروي را عرضه مي داريم و عملکردشان را ارزيابي مي کنيم.سرانجام در بخش ۶ ما کار را خلاصه مي کنيم.

۲-استفاده از منحني هاي بزير براي TBR : منحني هاي بزير براي انواع خاص منحني ها هستند که در سطح گرافيک ها براي نشان دادن حروف در فونت هاي خاص استفاده مي شوند.اين منحني ها با يک تعداد مکان ها- منبع،مقصد وبعضي از نقاط کنترل- تعيين مي شوند.به تعداد محل کنترل بستگي دارد،آنها متناسب نام گذاري مي شوند.براي مثال يک منحني بزير با يک نقطه کنترل بعنوان منحني بزير درجه دوم ناميده مي شود درحاليکه نوعي است که بوسيله دونقطه کنترل تعيين مي شود که بعنوان منحني بزير ، سه بعدي شناخته شده اند.

جرئيات بيشتر در مورد محاسبه اساسي براي منحني هاي بزيرمي تواند دريافت شود.شکل هاي ديگري از منحني هاي بزير مثل منحني هاي بزيرپنج برابر وجود دارد،اما انتخابمان د راستفاده از منحني بزير سه بعدي بوسيله سادگي اش وهمچنين آساني محاسبه تحکيم شده بود.

۱-۲- پيشروي به همراه يک منحني بزير سه بعدي: شکل يک منحني بزير به مدل هاي نقاط کنترل بستگي دارد.يک منحني بزير سه بعدي ساده در شکل ۲ نشان داده شده است.آن مي تواند در شکل پارامتري اش Q(t) نشان داده شود.هنگامي که پارامتر t=0 است آن نقطه منبع منحني را نشان مي

دهد،درحاليکه t=1 نقطه مقصد منحني را نشان مي دهد.مخصوصاً يک منحني بزير سه بعدي از نظر مسيري به قرار زير نشان داده مي شود: (معادله ۱) ،که براي چند جمله اي نوع سوم نشان داده شده در شکل ۱ ،ضريب هاي A ،B و C منحصربه فرد هستند اگر سيستم معادله زير برطرف شود: (معادله ۲) در اينجا X0، X1 ،X2 وX3بردارهاي مشابه در X حاوي مختصات X,Y در نقطه منبع،نقطه -۱ کنترل،نقطه-۲ کنترل و نقطه مقصد به ترتيب هستند.

جايی که :

پس با ارائه مختصات منبع (X0,Y0) مقصد(M3,Y3) و دونقطه کنترل (Y1,M1) و (M2,Y2) مي توان ثابت هاي A ،B وCرا از سيستم معادله (۲) محاسبه کرد،بنابراين منحني بزير کامل کشف مي شود.عقيده مان استفاده از اين رياضيات است تا مسير پرتابي کامل در هر بسته ،با قرار دادن مختصات منبع ،مقصد ودونقطه کنترل درشيرجه به رمز درآورده شود.پس سيستم معادله رادر (۲) حل کنيد تا مسير پرتابي کامل درهر گره مياني رمز گشايي شود.به طور متناوب،قرار دادن مختصات نقطه منبع وسربردار ثابت A،BوC دربسته شيرجه نيز کار خواهد کرد.

۲-۲-نزديکترين نقطه در منحني بزير :با ارائه يک مسير پرتابي تعيين شده بوسيله يک منحني بزير گروه ها هم مي توانند برروي منحني بزير باشند يا مي توانند نزديک منحني بزير باشند.به منظور بکارگيري الگاريتم هاي پيشروي براي يک گره نزديک منحني بزيرما نياز داريم تا جايي را پيدا کنيم که اين گره با منحني بزيرمطابقت داشته باشد.اين واقعاً نقطه اي بر منحني نزديکتر به گره است.يافتن نزديکترين نقطه منحني بزيردر يک گره يک کار غير مهم است.درشکل ۳ گره نمي تواند بر روي منحني بزطيرقرار گيرد.براي محاسبه نقطه بر روي منحني که نزديک به گره است ،ما يک عمود برروي مماس منحني رسم مي کنيم.

اکنون با Q(t) يک چند جمله اي نوع سوم و تانژانت در يک چند جمله اي نوع سوم ما به يک چند جمله اي نوع سوم پنجم مي رسيم هنگاميکه ما را داريم يک ريشه از معادله نقطه اي برروي منحني بزير Q(t) نزديکترين به گره خواهد بود.ريشه هاي درجه پنجم مي تواند محاسبه شود اما يافتن ريشه هاي چند جمله اي با نوع بيشتر از پنج ناشناخته است.با ارائه شيوه بالا در يافتن نزديکترين نقطه به منحني بزيرما اکنون يک شيوه براي سهولت نوشتن باقيمانده مقاله را تثبيت مي کنيم. با ارائه يک منحني بزير Q(t) ويک گره Ni كه در شکل ۳ نشان داده شده ،ما مقدار پارامتر t را درنقطه منحني نزديکترين به Ni مثل باقيمانده Ni مي ناميم وآن را با ti نشان مي دهيم.نزديکترين نقطه به خود منحني بعنوان نقطه باقيمانده Ni ناميده مي شود و بوسيله Q(t1) عرضه مي شود.سرانجام ما فاصله بين گره و Q(ti) را بعنوان فاصله باقيمانده Ni مي ناميم وآن را با di نشان مي دهيم.

۳-مسيرهاي پرتابي طولاني و پيچيده تر:اگرما کاربردهايي مثل عبور يک رودخانه يا گرفتن رويه شرقي يک کوهستان ويک تصوير رادرنظر بگيريم،اين کاربردها به توجه منحني ها نياز خواهد داشت که مي تواندبا استفاده از يک مقدار بيشتر از نقاط کنترل به نسبت دومحل نشان داده مي شود.اين منحني دربه رمز آوري در يک شيرجه مجموعه بسيار سخت خواهد بود،بعلت اينکه ما مجبور خواهيم بود تا هرنقطه کنترل را به رمز درآوريم که مي تواند شيرجه حجيمي را بوجود آورد.همچنين محاسبه براي رمز گشايي اين منحني درطول زمان پيشروي نيرومند بي نهايت سخت است. همان طور که درشکل۴ نشان داده شده است،يک شيوه برا ي نشان دادن مسير پرتابي بلند ،تقسيم کردن مسيرپرتابي به قطعات کوچکتر است که مي تواند بوسيله منحني هاي بزيرسه بعدي نشان داده شود.
پس مسير پرتابي کامل بعنوان يک تسلسل از مجموعه منحني هاي بزير سه بعدي تعيين مي شود.مانقاط تسلسل را بعنوان نقاط ميانه مي ناميم،مثل I2,I1 در شکل ۴ نشان داده شده اند.قبل از شروع انتقال واقعي اطلاعات ،منبع مي تواند شبکه ويژه را با فرستان يک بسته مسطح کنترل بررسي کند که شامل مسير پرتابي کامل با n نقاط کنترل است.بارسيدن اين بسته،بررسي يک گره متوسط کل مسير پرتابي را به قطعات مساوي تقسيم مي کند و کنترل مي کند آيا خودش يکي از اين نقاط ميانه به اندازه کافي نزديک است يا نه .اگر چنين باشد اين گره خاص خودش را به عنوان يک گره متوسط خاص (sin) براي اين جفت

منبع – مقصد شناسايي مي کندويک تصديق به منبع مي فرستد.منبع sin را بوسيله جواب به تصديق اثبات مي کند.بعد از اين اثبات از منبع ، sin نقاط کنترل را براي منحني بزير سه بعدي بعدي در مسير پرتابي ثبت مي کند.اين عملکرد تا زماني ادامه خواهند داشت تا کل قطعات مسير پرتابي بوسيله يک sin گرفته شود که نقاط کنترل منحني بزير سه بعدي بعدي حفظ مي کند.دراين حالت u-1 sin منحني هاي بزيرسه بعدي براي يک مسير پرتابي با نقاط کنترل ۲n وجود خواهد داشت.

بعد از اينکه اين پروتکل هم مثل بالا شرح داده شد،منبع مجبور خواهد بود تا ۲n نقاط کنترل را در بسته هاي اطلاعات به رمز درآورد.نسبتاً آن نياز خواهد داشت تا در نقطه کنترل را براي منحني بزير سه بعدي ،بعدي برروي مسير پرتابي قرار دهد،چون sin بعدي نقاط کنترل را براي قطعات بعدي مسير پرتابي قرار خواهد داد.هنگاميکه گره ها متحرک هستند،sins مي تواند از محل اصلي شان حرکت کند و ممکن است به مسير پرتابي نزديک نباشد.يک راه حل سريع ،فرستادن بسته هاي بررسي به طور مداوم در سرتاسر انتقال اطلاعات است.اين شيوه، sins را دوباره تعيين خواهد کرد اگر انواع قبلي دور از مسير پرتابي منحرف شوند.
۴- الگوريتم هاي پيشروي نيرومند براي TBR: با ارائه يک مجاورت ويک مسيرپرتابي براي دنبال کردن بسته،يک گره ممکن است استراتژي هاي پيشروي رادنبال کند که به معيارهاي استفاده کننده وکاربرد بستگي دارد.يکي مي تواند هدف هاي مختلف براي پيشروي در TBR را تعيين كند:

-بکار بستن مسير پرتابي: ممکن است مواردي وجود داشته باشد که پيروي مسير پرتابي را مهم کند.براي مثال اگر مسير پرتابي از ميان منطقه نزديک دشمن در يک ميدان نبود عبورکند،پس مطمئن باشيد که بسته ها از مسير پرتابي اطاعت مي کنند ونرسيدن به منطقه دشمن مهم است.اين خصوصيات زماني مهم است که بسته ها شامل اطلاعات اين باشد که نبايد يه عوامل بي سيم دشمن برسد.

– حصول گره مقصد: مثل معيارهاي ديگر ،اگر ايجاد کاربرد بسته در کمبود بسته ها آسيب پذير باشد،سپس يکي ممکن است آن را آسان تر سازدتا بسته را در گره مقصد پيش براند اگر آن در مجاورت گره پيشروي باشد اگر چه آن ممکن است از مسير پرتابي اطاعت نکند.

– حصول سريع: اگر اطلاعات موجود فرستاده تاخير آسيب پذيري داشته باشد ومشابهت مسير در مسير پرتابي بسيار مهم نباشد ،پس آسان تر مي شود تا بسته هايي روبه جلو فرستاده شوند مثل اينکه آنها به سرعت هرچه ممکن به مقصد مي رسند.براي سودمندي استراتژي پيشروي ،الگوريتم پيشروي بايد مطمئن باشد که بسته در طول منحني مسيرپرتابي پيشروي مي کند.به عبارت ديگر ،يک گره نباسد يک بسته را روبه عقب در طول منحني مسير پرتابي پيش براند.براي مثال درشکل ۵a گره N0 را با باقيمانده t0 درنظر بگيريد.اگر چه گره هاي ديگري درميزان انتقال N0 وجود داشته باشد ،الگوريتم پيشروي بايد بسته ها را

دريکي از گره هاي مبهم پيش راند که باقيمانده هايشان بالاتر از t0 هستندمجموعه گره هايي را خواهيم ناميد که باقيمانده هاي بزرگتر ا ز t0 بعنوان مجاورت N0 را دارند در مجاورت باانتخاب هر يک از گره ها در بسته هاي بعدي پيش روي مي کند که به هدف کاربرد و استفاده کننده هاي مختلف بستگي دارد،بعضي از هرکدام در بالا آيتم بندي شده بودند.بعنوان موضوع مهم ديگر،سادگي الگوريتم پيشروي براي هدف هاي بکارگيري بسيار مهم است.چون عوامل به طور کلي بانيروي کم در شبکه هاي بي سيم هستند سادگي محاسبه اي يک عامل مهم در شرايط استقرار است.در زير بخش هاي بعدي ،ما الگوريتم هايي را براي

انتخاب گره بعدي در مجاورت بر طبق معيارهاي پيشروي زير فرض مي کنند که مجموعه گره ها متشکل از مجاورت هايي است که محاسبه مي شود.