نام ونام خانوادگی: رحیم اسماعیل وندي موضوع سمینار: شبکه های AD HOC نام استاد: مهندس زبرجد نام درس:مبانی اینترنت آموزشکده فنی دکتر عصاریان پاییز 88 www.r.b.m.m.bologfa.com

فهرست موبايل ادهاك تاریخچه شبكه ي ادهاك چيست؟ جيست؟Access point چيست؟Maltihop جيست؟Access point شبكه هاي ادهاك بيسيم چند نوع اند موبايل ادهاك كاربرد موبايل ادهاك شبكه هاي حسگر هوشمند سنسور كاربرد شبكه هاي حسگر شبكه ي بي سيم توري

تاریخچه اولين شبكه Ad hoc در سال 1970 توسط DARPA و به دلایل نظامی به وجود آمدند. بعدا مشخص شد در قسمت‌های تجاری و صنعتی نیز می‌توانند مفید واقع شوند.

این شبکه‌ها شامل مجموعه‌ای از گره‌های توزیع شده‌اند که بدون پشتیبانی مدیری مرکزی یک شبکهٔ موقت را می‌سازند. طبیعی ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آنهاست. این ویژگی‌های خاصی که دارند پروتکل‌های مسریابی و روشهای امنیتی خاصی را می‌طلبد

Ad hoc چيست؟ يك شبكه Ad hoc‌ تشكيل شده از تجهيزات بي سيم قابل حمل كه با يكديگر به كمك تجهيزات و بدون بر قراري هيچگونه زير ساختي، . ارتباط برقرار مي كنند

شبکه هایAd Hoc نمونه ای جدید از مخابرات بی سیم برای وسایل سیار هستند شبکه هایAd Hoc نمونه ای جدید از مخابرات بی سیم برای وسایل سیار هستند .در یک شبکه Ad Hoc خبری از زیرساخت های ثابت همچون پایگاه های مبنا ومراکز سوئیچینگ وتقویت کننده ثابت نیست .

گره های متحرکی که در حوزه ارتباطی یکدیگر قرار دارند مستقیما از طریق لینک (link) بی سیم با هم مرتبط می شوند در حالی که گره هایی که از هم دورند پیام شان از طریق دیگرگره ها تقویت شده تا به گره مقصد برسند .

شكل (الف) : بطور مستقيم با ارتباط برقرار ميكند A5 A1

ارتباط داردa5 با a3,a4 از طريق a1 شكل (ب)

ازجمله مزاياي شبكه ي :ad hoc   ازجمله مزاياي شبكه ي :ad hoc   «1»  سرعت توسعه آن زياد است. «2»  به سادگي و به صرف هزينه پايين قابل پياده سازي مي باشد.   «3»  مانند ساير شبكه هاي بي سيم، به زير ساخت نياز ندارد.  «4»  پيكر بندي خودكار  

«5»  هر يك از ايستگاه ها به عنوان يك روتر نيز ايفاي نقش مي كنند. «6»  انعطاف پذير بودن «به عنوان مثال، دسترسي به اينترنت از نقاط مختلف موجود در محدوده تحت پوشش شبكه امكان پذير است.»  «7»  دو ايستگاه موجود در شبكه مي توانند به طور مستقل از ديگر ايستگاه ها، با يكديگر ارتباط برقرار كرده و انتقال اطلاعات بپردازند.

به اين شكل به دقت توجه كنيد:

در شکل(A ) ايستگا هها در حال شناسايي گره مورد نظر هستند

. در شکل(B) مي بينيم كه يكي از ايستگاه ها براي ارسال داده به سمت مقصد مورد نظرش از يك مسير خاص و بهينه استفاده مي كند

در شكل (c) وضعيتي نشان داده شده است كه يكي ازايستگاههاي مياني از شبكه خارج است. شده و در نتيجه بعد از انجام پيكربندي مجدد، مسير ديگري بين مبدا و مقصد براي ارسال داده ها بوجود آمده است.

برخلاف سيستم‌هاي مخابراتي جاري شبكه‌هاي سيار Ad hoc شبكه‌هاي بيسيم multihop هستند؛

يعني يك كاربر از طريق چند hop با كاربر ديگر ارتباط برقرار مي‌كند (در حاليكه درسيستم‌هاي كنوني كاربر تنها در يك hop با ايستگاه مركزي ارتباط مي‌يابد). نمونه اي از يك ارتباط multihop در شكل بالا آمده است.

Access Pointچيست ؟ سخت افزار است بين شبکه های کابلی و دستگاههای بدون کابل عمل می نمايد . با استفاده از سخت افزار فوق ، امکان ارتباط چندين دستگاه به منظور دستيابی به شبکه فراهم می گردد .

access point می تواند دارای عملکردی مشابه يک روتر نيز باشد access point می تواند دارای عملکردی مشابه يک روتر نيز باشد . در چنين مواردی انتقال اطلاعات در محدوده وسيعتری انجام شده و داده از يک access point بهaccess point ديگر ارسال می گردد .

دو نمونه دستگاه : access point

شبكه ها ي بيسيم ad hoc بر سه نوع اند: 1- شبكه‌هاي سيار AD-HOC ( Mobile Ad hoc NETworking : MANET ) 2- شبكه‌هاي بي‌سيم حسگر هوشمند(Wireless SENSOR NETWRKS : WSN ) 3- شبكه‌هاي بي‌سيم توري (Wireless Mesh Networks : WMN)

يك MANET مجموعه مستقلي از كاربران متحرك است كه از طريق لينكهاي بي سيم با پهناي باند محدود و بدون ساختار از پيش تعيين شده و نظارت مركزي مي توانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند.

اين سيستم هم مي تواند به صورت مستقل عمل كند و هم واسطي به شبكه ثابت داشته باشد. از آنجايي كه نودها متحرك هستند ،توپولوژي شبكه به سرعت تغيير مي كند. شبكه حالت غير متمركز دارد يعني كليه عمليات مكان يابي و تحويل پيام ها بعبارت ديگر مسيريابي بايد توسط خود نودها انجام شود.

از جمله ويژگي بارز شبكه ي MANET: 1- توپولوژي ديناميك: از آنجايي كه نودها مي توانند آزادانه حركت كنند ،لذا توپولوژي شبكه كه عموما به صورت multihop است به طور تصادفي و پيش بيني ناپذير مي تواند به سرعت تغيير كند. لينكها مي توانند دو طرفه و يا يك طرفه باشند .

2- پهناي باند محدود و ظرفيت متغير لينكها: لينكهاي بي سيم در مقابل لينكهاي hardwired ظرفيت كمتري دارند. همچنين بازدهي حاصل از ارتباطات بي سيم به علت وجود نويز ،تداخل ،محوشدگي و دستيابي چندگانه از حداكثر نرخ انتقال راديويي كمتر خواهد بود .

3- انرژي محدود: از آنجايي كه نودها در MANET انرژي و توان خود را از باتريها و يا ديگر منابع تمام شدني به دست مي آورند، لذا مهمترين معيار طراحي سيستم بهينه، حفظ انرژي است .

4- امنيت فيزيكي محدود: شبكه هاي بي سيم عموما بيشتر از شبكه هاي ثابت و سيم دار در معرض حملات امنيتي مثل استراق سمع و شنود قرار دارند، لذا مقوله امنيت از جمله مسائل بسيار مهم در اين زمينه است. اما از طرفي ماهيت كنترل غير متمركز شبكه باعث افزايش استحكام و اطمينان شبكه مي شود زيرا در صورتي خرابي يك نقطه كل شبكه از كار نمي افتد .

اجرای انیمیشن

يك مثال از شبكه ي MANET:

اشناي با شبكه هاي حسگر بي سيم:(WSN ) يك شبكه حسي بي سيم (Wireless Sensor Networks : WSN) ، شامل تعدادي سنسور است كه در يك ناحيه جغرافيايي توزيع شده اند هر سنسور دستگاه الكتريكي با قابليت ارتباط بي سيم ، پردازش سيگنال ، منبع توان ، حافظه محدود ، فرستنده و گيرنده راديويي و امكان اندازه گيري پارامترهايي

مثلا حرارت ، سرعت ، نور ، ارتعاش ، فشار ، رطوبت و سيستم مكان يابي جهاني مي باشد. تعداد نودها در شبكه حسي چندين برابر شبكه ad hoc است. به علت كوچك بودن نودهاي حسي مستعد خرابي هستند.

توپولوژي شبكه حسي تقريبا حالت استاتيك دارد در حالي كه شبكه هاي ad hoc بيشتر به صورت ديناميك عمل مي كند. نودهاي حسي اساسا از مدل broadcast استفاده مي كنند و ارتباط با آنها بر اساس محتواو پرس و جو صورت مي گيرد

در حالي كه شبكه هاي ad hoc بر پايه ارتباط point to point مي باشند و ارتباط با آنها از طريق آدرس نودها انجام مي شود. نودهاي حسي از نظر توان ، ظرفيت محاسبه وحافظه محدوديت دارند.

ازجمله موارد مورد استفاده در : WSN 1 - شبكه هاي حسي نظامي براي كشف و اكتساب اطلاعات از حركتهاي دشمن و رديابي تانكها و ديگر تجهيزات نظامي استفاده مي شود . 2- براي كشف و شناسايي حملات بيولوژيكي ،هسته اي و شيميايي ... 3- براي كشف و بررسي تغييرات محيطي در دشتها ،جنگلها و اقيانوسها.

4 - براي بررسي وضعيت ترافيك در اتوبانها و محلات پر تراكم 4 - براي بررسي وضعيت ترافيك در اتوبانها و محلات پر تراكم. 5- براي نظارت در فروشگاهها ، پاركها و ... به كار مي رود. 6- شبكه هاي حسي بي سيم مخصوص پاركينگها كه براي شناسايي محلهاي خالي و اشغال شده به كا ر مي رود.

آشنايي با شبکه هاي بي‌سيم توري (WMN): شبکه­هاي بي­سيم توري ترکيبي از شبکه­هاي ad hoc و سلولي هستند. شبکه سلولي، شامل تعداد زيادي کاربر با پايانه­ها­ي سيار، ايستگاههاي اصلي، و کنترل کننده­ي مرکزي است که توسط خطوطي با سرعت بالا، (سيمي يا microwave) به يکديگر يا دنياي بيرون متصل مي­شوند.

داده‌هاي کاربران از طريق نزديکترين ايستگاه اصلي ارسال مي شوند، در نتيجه انتقال داده ي چندگامه در محيط بيسيم اشتراکي وجود ندارد. پايانه هاي سيار مسئوليت بسيار کمي دارند و تمامي تصميمات مهم مانند زمان ارسال هر پايانه، فرکانس ارسال، برش زماني، کد مورد استفاده، انرژي موردنياز و.. بطور مرکزي و نوعا در کنترل کننده ي شبکه اتخاذ ميشود.

شبکه هاي ad hoc برخلاف شبکه هاي سلولي داراي هيچ زيرساخت اضافه اي، مانند ايستگاههاي اصلي، کنترل کننده مرکزي و... نيستند. بنابراين عمليات شبکه، بطور توزيع شده و غيرمتمرکز انجام مي شود. علاوه براين داده در چندگام مسيريابي شده و امکان ادامه کار، پس از رخداد خطا وجود دارد

اين نوع شبکه ها به دليل عدم وجود زيرساخت گران نيستند بنابراين اگر نيازهاي ارتباطي با استفاده از شبکه هاي adhocرفع شود، نيازي به استفاده از توپولوژي سلولي نيست.

منابع : دكتراحسان پور فخا ر اينترنت

www.r.b.m.m.bologfa.com ادرس وبلاگ پايان www.r.b.m.m.bologfa.com ادرس وبلاگ