MANET маршруттау хаттамалары: проактивті, реактивті және гибридті

Мобильді арнайы желіде ең қиын маршруттау мәселесі жолды қалай табуға болатыны ғана емес, бұл жолды қашан жасау керек және оны қанша уақыт ұстау керек. Тұрақты топология өзгерістері алдын ала есептелген маршруттарды ескіруі мүмкін, ал сұраныс бойынша табу трафик басталмай тұрып кідіріс қосуы мүмкін. MANET Mesh Radio желісі үшін бұл айырбастау кідіріске, бақылаудың үстеме шығынына, өткізу жолағын пайдалануына және сілтеме ақауларынан кейін қалпына келтіруге тікелей әсер етеді. Проактивті, реактивті және гибридті маршруттауды түсіну инженерлерге трафик үлгілеріне, ұтқырлыққа және нақты мульти-хоптық жұмыс жағдайларына жақсырақ сәйкес келетін тәсілді таңдауға көмектеседі.

 

Бір көзқараста проактивті, реактивті және гибридті бағыттау

Негізгі айырмашылық - маршруттау жұмыстары орындалған кезде

Проактивті маршруттау қолданба трафигі жолды қажет етпес бұрын жұмысының көп бөлігін орындайды. Түйіндер үздіксіз немесе мерзімді түрде маршруттық ақпаратпен алмасады, бұл оларға жетуге болатын бағыттарды алдын ала жүргізуге мүмкіндік береді. Құрылғы жіберу қажет болғанда, MANET Mesh радиосы әдетте желі бойынша жаңа маршрут іздеуді бастаудың орнына бар бағыттау жазбасымен кеңесе алады.

Реактивті маршруттау қарама-қарсы тәсілді қабылдайды. Әрбір мүмкін болатын бағытты сақтаудың орнына, ол көз мақсатты жерге жету қажет болған кезде жолды табады. Бұл трафик аз болған кезде қажет емес маршруттау әрекетін азайтады, бірақ жаңа байланыс ағыны маршрут орналасқан кезде күтуі мүмкін. Бұл екі мінез-құлық қай әдіс әмбебап жақсырақ деген қарапайым сұраққа емес, тікелей ресурс пен кідіріс айырбастауын жасайды.

Гибридті маршруттау мәселені екіге бөледі. Желі осы аумақтан тыс бағыттар үшін сұраныс бойынша табуды пайдалану кезінде жиі пайдалы немесе жақын маңдағы маршруттарды белсенді түрде сақтай алады. Мақсат екі модельдің де шығындарын жою емес, сол шығындарды олар ең көп құндылық жасайтын жерге орналастыру.

MANET-те маңызды болатын айырбастарды салыстырыңыз

Кесте таңдау ережесінен гөрі бастапқы нүкте ретінде пайдалырақ. Проактивті MANET Mesh радиосы белгілі маршруттарға жылдам қол жеткізуді қамтамасыз ете алады, бірақ аз деректер тасымалдайтын жолдарды ұстауға құнды эфир уақытын жұмсайды. Реактивті дизайн бақылау жүктемесінің бір бөлігін болдырмайды, бірақ маршруттар жиі бұзылған кезде қайталанатын ашулар қымбатқа түсуі мүмкін. Гибридті мінез-құлық желінің бір бөлігіне тұрақты бағдар туралы білім қажет болғанда, басқа бағыттарға анда-санда ғана хабарласқанда тартымды болады.

 

Проактивті маршруттау: трафик келгенге дейін маршруттарды дайын ұстау

Проактивті маршруттау желі көрінісін қалай сақтайды

Проактивті протокол алдымен түпкілікті іздеуді орындамай-ақ, трафикті бағыттау үшін түйіндер үшін жеткілікті бағыттау күйін сақтайды. Маршруттау немесе топология туралы хабарламалар тұрақты аралықпен немесе сәйкес өзгерістер орын алған кезде алмасады және әрбір түйін қол жеткізуге болатын бағыттардың көрінісін жаңартады. Нәтиже MANET Mesh Radio желісі болып табылады, онда қайта жіберу ақпараты әдетте жаңа қолданбалар ағыны басталғанға дейін дайындалады.

DSDV таныс қашықтық-векторлық мысал болып табылады, ал OLSR проактивті сілтеме-күй тәсілін білдіреді. OLSR жүйелі түрде топология ақпаратымен алмасады және бақылау-хабарламаның тасқыны кезінде артық қайта жіберуді азайту үшін таңдалған көп нүктелі релелерді немесе MPRs пайдаланады. MPR механизмі кәдімгі су тасқынымен салыстырғанда қажетсіз ретрансляцияларды азайта отырып, хабар таратуды басқару трафигін жіберу үшін қажетті түйіндер санын шектейді.

Қосымша маршруттық трафик оған тұрарлық болғанда

Тордың маңызды бөлігі жүйелі түрде байланысқан кезде белсенді мінез-құлық ең тартымды болады. Көптеген түйін жұптары деректермен алмасатын болса, жақын арада пайдаланылатын маршруттарды сақтау оларды қайталап табудан тиімдірек болуы мүмкін. Сондай-ақ, қолданбаның болжанатын бірінші пакет кідірісіне жоғары мән беретінін және MANET Mesh Radio желісінің үздіксіз бағыттау жаңартуларын қолдау үшін жеткілікті сыйымдылығын бағалау қажет.

Дегенмен, жоғары ұтқырлық тек проактивті маршруттауды айқын таңдау жасамайды. Топологияны жылдам өзгерту сақталған маршруттау ақпаратын тезірек ескіруі мүмкін, бұл желі көрінісін пайдалы ұстау үшін жиірек басқару алмасуын қажет етуі мүмкін. Сондықтан тығыз жылжымалы тор дайын маршруттардан ұтымды болуы мүмкін, сонымен бірге сол маршруттарды ағымдағы ұстау үшін айтарлықтай баға төлейді.

 

Реактивті маршруттау: қажет кезде ғана жолды табу

Маршрутты сұраудан маршрутты жөндеуге дейін

Реактивті маршруттау нақты сұраныс болғанша маршрут жасауды кейінге қалдырады. AODV нақты мысал келтіреді: көзге жарамды бағыты жоқ тағайындау қажет болғанда, ол Маршрут сұрауын немесе RREQ жасай алады. Сәйкес түйін тағайындалған орынға бағыттау ақпаратын орнататын Маршрутқа жауап немесе RREP қайтарғанша бұл сұрау арнайы желі арқылы таратылады.

Маршрут болғаннан кейін қалыпты трафик оны әр пакет үшін қайталанбай пайдалана алады. Белсенді жолдағы сілтеме жарамсыз болып қалса, AODV маршрут қатесін немесе RERR жасай алады, сондықтан зардап шеккен түйіндер бұзылған бағытты жарамсыз етіп, түзету әрекетін жасай алады. RREQ, RREP және RERR маршрутты табуды, жолды орнатуды және сілтеме істен шыққаннан кейін қалпына келтіруді қолдау үшін бірге жұмыс істейді.

Сұраныс бойынша бағыттаудың мағынасы бар жерде

Реактивті маршруттау желінің бір бөлігі ғана белсенді байланысқан кезде тартымды болуы мүмкін. Кең аумақта орналастырылған көптеген радиостанциялары бар торды елестетіп көріңіз, бірақ кез келген сәтте тек бірнеше белсенді көз-баратын жұптары бар. Әрбір мүмкін жұп үшін толық маршрут ақпаратын сақтау пропорционалды мән бермей-ақ арна сыйымдылығын тұтынуы мүмкін. Мұндай шарттарда сұраныс бойынша MANET Mesh Radio стратегиясы белсенді трафикке бағыттау күштерін шоғырландыра алады.

Үзіліссіз телеметрия, кездейсоқ файлдарды тасымалдау, оқиғаға негізделген сенсор трафигі және таңдамалы пәрмен сілтемелері пайдалы болуы мүмкін үлгілердің мысалдары болып табылады. Мәселе мынада, жаңа тағайындалған жерге арналған бірінші пакет маршрут орнатылған кезде қосымша кідірістерге ұшырауы мүмкін. Сұранысқа негізделген маршруттау жолды қажетсіз жөндеуден аулақ болған кезде желінің өткізу қабілеті мен қуатын тиімдірек пайдалана алады, бірақ маршрутты табу қосымша кідіріс береді.

Ұтқырлық есептеуді өзгертеді, себебі маршруттар табу құнын ақтау үшін жеткілікті трафикті жеткізгенге дейін жарамдылығын тоқтатуы мүмкін. Егер жалпы құрылым тұрақты көршілес қатынастарды сақтаса, жылдам қозғалатын радио автоматты түрде қиындық тудырмайды. Керісінше, ғимараттар, жер бедері, кедергілер немесе антеннаның көлеңкесі арқылы салыстырмалы түрде баяу қозғалыс жолдарды қайта-қайта бұзуы мүмкін.

Осы себепті көліктің немесе платформаның жылдамдығына қарағанда, маршруттың қызмет ету мерзімі жиі операциялық сұрақ болып табылады. MANET Mesh радиосы бірнеше сәттен кейін оны жоғалту үшін жолды қайта-қайта анықтаса, реактивті үстемелер мен үзілістер тез көтерілуі мүмкін. Сұраныс бойынша маршрутизацияның жарамдылығы трафик сұранысына және табылған жолдардың қаншалықты пайдалы болып қалатынына байланысты.

 

Гибридті маршруттау: барлығын қадағаламай жақын маңдағы жолдарды дайын ұстау

Жергілікті проактивті маршруттау және кеңірек ашу қалай бірге жұмыс істейді

Гибридті бағыттау барлық мүмкін болатын бағыт үшін желілік техникалық қызмет көрсетуді болдырмай, ең көп пайдасы бар маршрутты алдын ала жөндеуді орналастыруға тырысады. Zone Routing Protocol немесе ZRP бұл идеяны анық көрсетеді. Әрбір түйін жергілікті маршруттау аймағында белсенді түрде маршруттарды қолдайды, ал сол аймақтан тыс межелер реактивті сұрау және жауап беру механизмі арқылы қол жеткізіледі.

ZRP жүйесінде бағыттау аймағы құлмақпен өлшенетін конфигурацияланатын радиуспен анықталады. Үлкенірек радиус түйіннің айналасындағы топологияны белсенді түрде көбірек білетінін білдіреді, маршруттың дереу қол жетімділігін арттырады, сонымен қатар маршруттық қызмет көрсету ауқымын кеңейтеді. Кіші радиус жергілікті басқару жүктемесін шектейді, ал алыстағы коммуникацияларды реактивті ашуға итермелейді.

ZRP әр гибридті MANET Mesh радиосының бірдей механизмді пайдаланатынын дәлелдеуден гөрі архитектуралық үлгі ретінде қарастырылады. ZRP Интернет стандартына айналмай, IETF Интернет жобасы болып қала берді, бірақ оның жергілікті-проактивті және жаһандық-реактивті құрылымы гибридті маршруттау әрекетін түсіну үшін пайдалы үлгі болып қала береді.

Гибридті тәсіл қай жерде пайдалы болады

Гибридті модель әсіресе трафик желі бойынша біркелкі бөлінбеген кезде өзекті болады. Маңайдағы түйіндер тобы дауысты, телеметрияны немесе үйлестіру деректерін үздіксіз алмаса алады, ал алысырақ түйіндермен байланыс анда-санда ғана болады. Маңайдағы маршруттарды сақтау жалпы жергілікті трафик үшін кідірісті азайтады, ал сұраныс бойынша табу әрбір қашықтағы жолды үздіксіз бақылауды болдырмайды.

Үлкенірек немесе операциялық тұрғыдан әртүрлі торлар гибридті мінез-құлықты бағалауды негіздей алады. Мәселе қарапайым протокол белгісінен гөрі конфигурацияда: аймақ өлшемі мен маршруттау ауқымы қаншалықты белсенді үстеме шығындар қабылданатынын және қаншалықты жиі реактивті табу қажет екенін анықтайды. Гибридті MANET тор радиосы екі таза тәсілді автоматты түрде жеңеді деп болжаудың орнына нақты түйіндер аралығы мен трафикті бөлу жағдайында сыналуы керек.

 

Нағыз MANET Mesh радио желісі үшін маршруттау тәсілін таңдау

Қозғалыс үлгісінен және маршрут тұрақтылығынан бастаңыз

Желі шынымен тасымалдауы керек трафиктен бастаңыз. Үздіксіз бейне, дауыс, пәрмен сілтемелері, тұрақты телеметрия және түйіннен түйінге жиі деректер алмасулар кездейсоқ сенсор есептерінен немесе файлдарды тасымалдаудан әртүрлі бағыттау талаптарын жасайды. Байланыс тұрақты болғанда және межелі орын тез өзгеретін болса, маршруттың дайындығы үлкен салмаққа лайық болуы мүмкін; тек бірнеше жолдар белсенді болғанда, пайдаланылмаған маршруттарды сақтауды негіздеу қиынырақ болуы мүмкін.

Маршруттың тұрақтылығын шикі ұтқырлық жылдамдығынан бөлек бағалау керек. Әуе кемелеріне немесе формацияда қозғалатын көліктерге орнатылған радиостанциялар салыстырмалы түрде тұрақты көрші қатынастарды сақтай отырып, жылдам қозғала алады. Керісінше, құрылымдардың, рельефтің, өсімдіктердің немесе басқа кедергілердің артында қозғалатын баяуырақ MANET Mesh радиосы физикалық жылдамдығының төмендігіне қарамастан, жиі байланыс өзгерістеріне ұшырауы мүмкін.

Пайдалы өлшем - бұл бір-бірінен соңғы бағыттың қаншалықты өміршең болып қалатыны және ол болмаған кезде байланыс қаншалықты тез қалпына келетіні. Содан кейін қолданба талаптары қысқа жолды табу немесе қалпына келтіру аралығының қолайлы екенін анықтайды.

Маршруттау теориясын Mesh радиосының мүмкіндіктерімен байланыстырыңыз

Протокол теориясы радиоплатформаның іс жүзінде жүзеге асыратын және өлшейтін нәрсеге қосылғанда ғана пайдалы болады. WDS MIMOmesh Lightweight Airborne Series таратылған, орталықсыз сымсыз арнайы архитектураны 2-деңгей немесе 3-деңгейдің динамикалық маршруттауымен, көп секірмелі релемен және нүктеден нүктеге, нүктеден көп нүктеге, көп нүктеден көп нүктеге, жұлдызша, сызық, желі және гибридті топология режимдерімен біріктіреді. Бұл мүмкіндіктер MANET Mesh радиосының белгілі бір оқулық бағыттау хаттамасын жүзеге асыратынын ескермей, мобильді мульти-хоптық орналастыруларға қалай сәйкес келетінін бағалау кезінде маңызды.

MIMOmesh жеңіл әуедегі MANET тор радиосы сериясы бір бағытты 20 МГц жағдайында бір реттік орташа 6 мс кешігуді қолдайды, желіге қол жеткізу, жаңарту немесе бір секундтан төмен ауысу уақыты және көп ретті желі мүмкіндігімен бірге. Бұл мәндерді радионың AODV, DSDV, OLSR, ZRP немесе басқа аталған алгоритмді пайдаланатынының дәлелі ретінде емес, анықталған шарттарға байланысты жұмыс сипаттамалары ретінде қарастыру керек.

Маршруттау шешімдерінің пайдалы матрицасы осылайша қарапайым:

Соңғы таңдау әлі де репрезентативті тестілеуден болуы керек. MANET торлы радиосы, оның негізгі маршруттау стратегиясы қағазда орынды болып көрінсе де, секіру тереңдігі, арна кептелісі, ұтқырлық, кедергі және бір мезгілде трафиктің артуы сияқты басқаша жұмыс істей алады. Тестілеу күтілетін қалыптасуды, түйіндер санын, қолданбалар жиынтығын және сәтсіздік оқиғаларын маршрутқа техникалық қызмет көрсетудің пайдалы жүк трафигімен қалай бәсекелесетінін анықтау үшін жеткілікті түрде қайта шығаруы керек.

үшін таратылған MANET Mesh радио жүйелері , динамикалық маршруттау және мульти-хоптық реле сияқты мүмкіндіктер тексеру үшін бастапқы нүктені қамтамасыз етеді. WDS MIMOmesh сияқты Орналастыру тобы маршруттардың қаншалықты жылдам бейімделетінін, өткізу қабілеттілігінің бірнеше секірулер арқылы қалай өзгеретінін және топология бұзылған кезде кідіріс қолайлы болып қала беретінін растауы керек. Бұл дәлел жабдықты таңдаудан гөрі құндырақ, өйткені оның техникалық сипаттамалары MANET Mesh Radio терминін пайдаланады.

 

Қорытынды

Проактивті, реактивті және гибридті маршруттауды таңдау желінің маршруттың дайындығын, үстеме шығындарды, ұтқырлықты және қалпына келтіру уақытын қалай теңестіретініне байланысты. Сондықтан MANET Mesh радиосын тек хаттама белгілерімен емес, нақты трафик үлгілерімен, хоп санауларымен және сілтеме өзгерістерімен бағалау керек.

Мобильді мульти-хоп қосылымын қажет ететін орналастырулар үшін Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. динамикалық бағыттау және мульти-хоптық релелік мүмкіндіктері бар MIMOmesh жүйелерін ұсынады. Нақты далалық тестілеу кезінде пайдаланылған бұл мүмкіндіктер топология мен жұмыс жағдайлары өзгерген сайын байланысты тиімдірек қамтамасыз ететін желілерді құруға көмектесе алады.

 

Жиі қойылатын сұрақтар

С: MANET маршруттау хаттамаларының негізгі түрлері қандай?

A: MANET маршруттау хаттамалары әдетте проактивті, реактивті және гибридті тәсілдерге топтастырылған. Олар негізінен желі топологиясы өзгерген кезде маршруттар жасалғанда, қолдау көрсетілгенде және жаңартылған кезде ерекшеленеді.

Сұрақ: MANET проактивті және реактивті маршруттаудың айырмашылығы неде?

A: Проактивті маршруттау маршруттарды орнатудың кешігуін азайта отырып, маршруттарды үздіксіз қолдайды. Реактивті маршруттау жолдарды қажет кезде ғана ашады, бұл әдеттегі бақылау трафигін азайтады, бірақ жіберудің бастапқы кідірісін арттыруы мүмкін.

С: Маршрутизацияның қай тәсілі жоғары мобильді MANET құрылғыларында жақсы жұмыс істейді?

A: Әмбебап таңдау жоқ. Өнімділік тек ұтқырлық жылдамдығына емес, бағыт тұрақтылығына, қозғалыс жиілігіне, түйін тығыздығына, секірулер санына және қалпына келтіру талаптарына байланысты.

С: MANET Mesh Radio желісінде маршруттау қалай жұмыс істейді?

A: MANET Mesh радиосы трафикті көрші түйіндер арқылы бағыттай алады, бұл деректердің тікелей радио диапазонынан тыс жерлерге жетуіне мүмкіндік береді, ал маршруттар өзгеретін қосылымға бейімделеді.

С: AODV проактивті ме, әлде реактивті ме?

A: AODV - реактивті маршруттау протоколы. Ол маршрут сұрауы және жауап хабарлары арқылы сұраныс бойынша маршруттарды анықтайды, содан кейін белсенді сілтемелер сәтсіз болғанда жолдарды жөндейді немесе ауыстырады.

С: Неліктен MANET жүйесінде маршруттық шығындар маңызды?

A: Бағыттау хабарлары қолданба трафигімен шектелген сымсыз эфир уақытын бөліседі. Шамадан тыс басқару трафигі, әсіресе түйіндер саны, ұтқырлық және мульти-хоптық белсенділік артқан сайын, пайдалануға болатын өткізу қабілеттілігін төмендетуі мүмкін.