Шадхін В.Ю., Нагайчук А.О., Радзієвський Н.Є.

Черкаський державний технологічний університет

Аналіз ієрархічних протоколів маршрутизації для бездротових мереж

Головна перевага ієрархічних протоколів - зменшення накладних витрат, пов'язаних з доставкою маршрутної інформації. Описані нижче протоколи використовують для цього різні методи. Протоколи ZRP і LANMAR використовують неявний розподіл мережі на логічні частини. Ці протоколи добре працюють у невеликих мережах, однак зі збільшенням розміру мережі ефективність значно зменшується. В цьому випадку протокол ZRP починає активно використовувати стратегію пошуку шляхів за запитом, a LANMAR генерує більше службового трафіку, пов'язаного з міжгруповою маршрутизацією. Протокол HSR, використовуючи багаторівневу ієрархію, значно зменшує накладні витрати на маршрутизацію, навіть у великих мережах. В зв'язку з використанням логічного поділу мережі на частини існує залежність від фізичного розташування вузлів, а знайдений маршрут може виявитися не оптимальним. Протоколи DSCR і CGSR зменшують накладні витрати за рахунок використання векторів відстані. Протокол CGSR є опьтимальним в спеціалізованих системах канального рівня. В іншому випадку необхідно використовувати DSCR. В таблиці 1 наведені основні особливості ієрархічних протоколів [1].

Таблиця 1- Порівняння «ієрархічних» протоколів маршрутизації.

	CGSR (Clusterhead Switch Routing)	HSR (Hierarchical State Routing)	ZRP (Zone Routing Protocol)	LANMAR (Landmark Ad Hoc Routing Protocol)
Вид ієрархії	Двохрівневий	Багаторівневий	Двохрівневий	Двохрівневий
Принципи роботи	Формування маршрутних таблиць, DV	Формування маршрутних таблиць, LS	Гібридний DV+LS	Формування маршрутних таблиць, DV+LS
Вибі маршруту	Через критичні вузли	Через критичні вузли	Локальний оптимальний шлях	Локальний оптимальний шлях
Критичні вузли	Головний сенсор підмережі	Головний сенсор підмережі	Ні	Головний сенсор групи

Продуктивність протоколів маршрутизації для бездротових мереж

В залежності від поставленого завдання, від мережі вимагається деякий рівень ефективності, що визначається за певними критеріями. В таблиці 1.2 наводиться порівняльна оцінка найпопулярніших протоколів маршрутизації для спеціальних бездротових мереж за основними характеристиками продуктивності.

Таблиця 1.2- Продуктивність протоколів маршрутизації.

	FSR	OLSR	TBRPF	AODV	DSR	CGSR	HSR	ZRP	LANMAR
Затримка	++	+	++	--	--	+	--	-	+
Пропускна здатність	++	+	+	-	+	+	-	+	+
Збіжність	--	++	++			+	++	++	-
Маштабованість	++	+	+	+	+	+	++	+	+
Адекватність для мереж з інтенсивним трафіком	++	++	++	--	--	+	-	--	+

Методи моделювання мереж

В наш час жоден проект крупної мережі зі складною топологією не обходиться без моделювання майбутньої мережі [2]. Метою моделювання є визначення оптимальної топології, актуальний вибір мережевого устаткування, визначення робочих характеристик мережі і можливих етапів модернізації [3]. На моделі можна випробувати вплив сплесків широкомовних запитів або реалізувати режим колапсу, що навряд чи можна дозволити в працюючій мережі.

Існуючі методи моделювання мереж ЕОМ представлені на рис. 1 [3].

251658240

Рисунок 1- Методи моделювання мереж ЕОМ

При натурному моделюванні досліджувана система замінюється відповідною їй іншою матеріальною системою, яка відтворює властивості досліджуваної системи із збереженням її фізичної природи [4]. Прикладом цього виду моделювання може служити пілотна мережа, за допомогою якої вивчається принципова можливість побудови мережі на основі тих чи інших комп'ютерів, комунікаційних пристроїв, операційних систем та програм. Можливості натурного моделювання досить обмежені. Воно дозволяє вирішувати окремі задачі при завданні невеликої кількості поєднань параметрів системи.

Тому в багатьох випадках використання математичного моделювання є актуальним[5]. Найважливішою властивістю математичного моделювання є його універсальність. Цей метод не потребує створення спеціальної апаратури для кожної нової задачі, він дозволяє відносно просто змінювати числові значення параметрів, початкових умов та режимів роботи досліджуваних телекомунікаційних систем (ТС). Методологічно математичне моделювання розбивається на два види: аналітичне та імітаційне моделювання [5].

Кожен пристрій бездротової ad hoc мережі являє собою складний технічний пристрій, що має велику кількість внутрішніх станів і варіантів поведінки. Для таких мереж характерні складні взаємодії пристроїв, де пристрої динамічно об'єднуються в кластери, діляться на групи, обирають одну з ролей. Таким чином, аналітичне моделювання таких мереж не представляється можливим, так як модель в такому випадку виходить занадто складною, а невелика зміна логіки роботи або характеристик мережі може спричинити за собою масштабні зміни її аналітичної моделі.

Розглянуті мережі не мають централізованого управління, поведінка мережі складається з поведінки всіх його пристроїв. Таким чином, навіть на етапі моделювання не можна виділити ніякого центрального керуючого механізму, що визначає поведінку мережі. Тому для моделювання бездротових ad hoc мереж необхідно використовувати агентно-імітаційну модель.

Література

1. Xiaoyan Hong "Scalable routing protocols for mobile ad hoc networks" / Xiaoyan Hong, Kaixin Xu, Mario Gerla // Network, IEEE. - 2002. - Volume 16, Issue 4. - pages: 11-21.

2. Колпаков, В. В. Комплекс математичних моделей і програмних засобів поетапного розвитку мультисервісних мереж кабельного телебачення [Електронний ресурс] / В. В. Колпаков, О. В. Махровский - Електрон, дан. - Режим доступу: http://www.telemultimedia.ru, вільний.

3. Cowie J.H. "Modeling the Global Internet." / J. H. Cowie, D. M. Nicol, A. T. Ogielski. // Computing in Science & Engineering. - 1999. - pages: 42-50.

4. Семенов Ю. А. Мережеве моделювання [Електронний ресурс]./ Ю. А. Семенов - Електрон. дан. - Режим доступу: http://www.citforum.ru/nets/semenov/ 4/45 / modl4517.shtml, вільний

5. Моделювання сучасних телекомунікаційних систем / І. А. Соколов, С. В. Антонов, С. Я. Шоргін // тр. Міжнар. сімпоз. з проблем модульних систем та мереж (ICSNET1 2001). М .: Физико-технічний Інститут РАН, 2001. С. 210-220.