بررسی راهکارهای مناسب جهت بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های حسگر بی سیم با …

فصل سوم
کنترل ازدحام و روشهای پیشنهاد شده
برای مسیریابی در شبکه های حسگر بیسیم
۳-۱ مقدمه
روشهای مسیریابی مختلفی تا کنون برای شبکه های حسگر بیسیم پیشنهاد شده اند که هیچیک از آنها نتوانسته به عنوان کاملترین و بهترین روش تحت همه شرایط عمل کند. در حقیقت با توجه به مسائلی که در مورد این شبکه ها گفته شد، همواره باید مصالحه ای بین عوامل مختلف در انتخاب یک روش به عنوان روش مسیریابی برقرار شود. ابتدا به بررسی اجمالی در زمینه ازدحام و کنترل آن در شبکه که منتج به طول عمر شبکه می شود پرداخته. سپس در ادامه این بخش، برخی از معروفترین روشهای مسیریابی پیشنهادی برای این شبکه ها معرفی خواهد شد.
۳-۲ ازدحام[۳۵] در شبکه
هنگامی که تعداد بسیار فراوان بسته به بخشی از زیر شبکه تحویل شود کارایی آن کاهش می یابد. به این وضعیت ازدحام گفته می شود. زمانی که تعداد بسته هایی که توسط ماشین های میزبان به زیر شبکه فرستاده می شوند متناسب با ظرفیت حمل زیر شبکه باشد تمام این بسته ها تحویل مقصدشان خواهند شد و تعداد بسته های تحویلی متناسب با تعداد بسته های ارسالی می باشد.
از آنجا که به محض افزایش بی رویه ترافیک ، مسیریابها قادر نیستند از عهده آن برآمده در نتیجه بسته ها شروع به از دست رفتن می کنند. این موضوع به شکل حادتر نیز جلوه گر می شود و در ترافیک بسیار بالا کارایی بطور کامل افت کرده که در نتیجه هیچ بسته ای تحویل مقصد نخواهد شد . چندین عامل می تواند به بروز این امر (ازدحام ) بینجامد. اگر ناگهان دنباله ای از بسته ها بر روی سه یا چهار خط ورودی دریافت شده و خط خروجی همه آنها یکی باشد صف تشکیل خواهد شد و اگر فضای حافظه کافی برای نگهداری تمام آنها وجود نداشته باشد، بسته ها از بین می روند. پردازنده های کُند نیز می توانند عامل بروز ازدحام باشند. اگر پردازنده اصلی مسیریاب در انجام وظایف محوله به خود کند عمل نماید، صف ایجاد می شود، حتی وقتی که ظرفیت خطوط خروجی بیش از حد مورد نیاز است. خطوط با پهنای باند کم نیز می توانند منجر به بروز ازدحام شوند. ارتقاء پهنای باند خطوط بدون تغییر در پردازنده ها یا بالعکس اغلب فایده چندانی ندارد و فقط جای گلوگاه و منشاء مشکل را تغییر می دهد. همچنین ارتقاء کامل یک بخش کوچک بدون تغییر در کل سیستم، فقط محل بروز مشکل و گلوگاه را جابجا می کند و در بهبود کارایی کل سیستم تاثیر چشمگیری نخواهد داشت. مشکل اساسی یک سیستم، عدم تطابق و تناسب بخشهای مختلف آن است. این مشکل تا زمانی که کلیه مولفه های سیستم متعادل نشوند باقی خواهد ماند.
۳-۳ کنترل ازدحام
اساساً کنترل ازدحام یک مسئله تخصیص منابع است. کنترل ازدحام نرخ ارسال مبدأ را برای جلوگیری یا کاهش ازدحام تنظیم می کند. دو دلیل برای وقوع ازدحام در شبکه‌های حسگر بی‌سیم وجود دارد.
نرخ رسیدن بسته بیشتر از نرخ سرویس دهی به بسته می شود. این شرایط بیشتر در گره‌های نزدیک به چاهک که داده‌های بیشتری را منتقل می کنند، بوجود می آید.
رقابت، تداخل و نرخ خطای بیتی بر روی اتصال است که موجب ازدحام بر روی اتصال می شود.
در هر شبکه، بسته ‌های در حال انتقال در گره‌های شبکه در صف‌هایی قرار خواهند گرفت که گره با توجه به احتیاج بسته ، آن ها را پردازش و یا ارسال خواهد کرد. هر گره می تواند بسته ‌هایی را که در حال حاضر امکان پردازش آن ها وجود ندارد در صف قرار دهد و به روش‌های مختلف بسته ‌هایی را از این صف برداشته و پرداش کند. در یک شبکه حسگر بی‌سیم، ازدحام بر روی کارایی انرژی و کیفیت سرویس شبکه تأثیر می گذارد. برای مثال، ازدحام می تواند موجب سرریزی صف شود که تأخیر صف بندی و از دست دادن بسته را افزایش می دهد. حذف بسته ها نه تنها باعث کاهش قابلیت اطمینان و کیفیت سرویس می شود بلکه موجب از دست رفتن انرژی گره ها می شود. همچنین ازدحام موجب کاهش بهره وری اتصال نیز می شود.
ازدحام معمولا در گلوگاه‌های شبکه اتفاق می افتد. گلوگاه به مکانی گفته می شود که بسته ‌های بسیاری برای رسیدن به مقصد خود، از این نقطه عبور خواهند کرد وجود ازدحام در گلوگاه ها باعث می شود که کارایی شبکه به شدت افت پیدا کند. بنابراین ازدحام باید بصورت صحیح کنترل و یا جلوگیری شود تا طول عمر شبکه افزایش یابد. مکانیزم‌هایی برای بکارگیری با این مسئله ازدحام وجود دارد : تشخیص ازدحام، اعلان ازدحام و کاهش یا جلوگیری از ازدحام.
۳-۴ تفاوت بین کنترل ازدحام و کنترل جریان
کنترل ازدحام مکانیزم هایی است جهت ایجاد اطمینان از این که زیر شبکه قادر به حمل ترافیک عرضه شده به آن هست. این مشکل یک مورد همگانی و سراسری است و از رفتار و عملکرد تمام ماشینهای میزبان، کلیه مسیریابها، عملیات پردازشی «ذخیره و هدایت» درون مسیریابها یا هر عامل دیگری که ظرفیت حمل زیر شبکه را کاهش بدهد، ناشی می شود. در مقابل کنترل جریان به ترافیک نقطه به نقطه بین یک فرستنده و گیرنده مفروض مربوط می شود و وظیفه اصلی آن ایجاد اطمینان از این موضوع است که یک فرستنده سریع نمی تواند متوالیاً داده ها را با سرعتی بیش از توانایی دریافت گیرنده، ارسال نماید. در کنترل جریان، گزارشها و فیدبکهای مستقیمی از گیرنده به فرستنده ارسال می شود تا به فرستنده طرف مقابل تفهیم کند که کارها را چگونه انجام ب

نوشته ای دیگر :   سایت مقالات فارسی - بررسی رابطه وابستگی به اینترنت با سبک های دلبستگی و پنج عامل بزرگ ...

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت zusa.ir مراجعه نمایید.

دهد.
۳-۵ اصول کلی در کنترل جریان
بسیاری از مشکلات و مسائل سیستم های پیچیده مثل شبکه های کامپیوتری را می توان از دیدگاه نظریه کنترل بررسی کرد. در این روش تمام راه حل ها به دو گروه تقسیم می شوند: ۱- حلقه باز ۲- حلقه بسته
راه حلهای حلقه باز سعی می کنند یک مسئله را با طراحی خوب حل کرده و از همان ابتدا اطمینان بدهد که مشکلی رخ نخواهد داد. وقتی این سیستم شروع به کار و انجام فعالیت نمود هیچگونه نظارت یا تصحیح عملکرد ممکن نیست.
راه حلهای حلقه بسته مبتنی بر مفهوم حلقه فیدبک هستند. اینگونه راه کارهای کنترل ازدحام سه بخش را در بر می گیرند:
نظارت بر سیستم به منظور تشخیص آنکه در کجا و چه وقت ازدحام رخ داده است.
تحویل این اطلاعات به محلی که بایستی واکنش نشان بدهد.
تنظیم عملکرد سیستم برای رفع مشکل.
۳-۶ سیاستهای پیشگیری از ازدحام
سیاستهای مختلفی که در لایه انتقال، لایه شبکه، لایه پیوند داده می تواند بر پدیده ازدحام تاثیر بگذارد:
لایه انتقال:
سیاستهای ارسال مجدد
سیاستهای ذخیره بسته هایی که خارج از ترتیب می رسند
سیاستهای تصدیق وصول بسته ها
سیاستهای کنترل جریان
تعیین زمان انقضای مهلت تایمرها
لایه شبکه:
مدار مجازی در مقابل روش دیتاگرام در زیر شبکه
مکانیزمهای صف بندی بسته ها و روشهای متنوع سرویس دهی
سیاستهای حذف بسته
الگوریتم مسیریابی
مدیریت طول عمر بسته ها
لایه پیوند داده:
سیاستهای ارسال مجدد
سیاستهای ذخیره بسته هایی که خارج از ترتیب می رسند

نوشته ای دیگر :   پژوهش دانشگاهی - تبیین کیفیت ارتباط بامشتری در صنعت بیمه با تاکید بررضایت مشتری و ابعاد ...