Assoziativitätsbasiertes Routing

Assoziativitätsbasiertes Routing[1][2][3][4] (Üblicherweise bekannt als ABR) ist ein mobiles Routing -Protokoll, das für erfunden wurde drahtlose Ad -hoc -Netzwerke, auch bekannt als Mobile Ad -hoc -Netzwerke (MANETS) und drahtlose Netznetzwerke. ABR wurde 1993 erfunden und für a eingereicht US -Patent 1996 und gewährte das Patent 1999. ABR wurde erfunden von Chai Keong Toh Während seines Ph.D. an der Cambridge University.

Routenentdeckungsphase

ABR hat drei Phasen. Die erste Phase ist die Routenentdeckungsphase. Wenn ein Benutzer Daten zum Senden von Daten initiiert, fängt das Protokoll die Anforderung ab und sendet ein Suchpaket über die drahtlosen Schnittstellen. Da das Suchpaket den Knoten zum Knoten ausbreitet, werden die Informationen zur Knotenidentität und Stabilität an das Paket angehängt. Wenn das Paket schließlich den Zielknoten erreicht, hätte es alle Informationen erhalten, die den Pfad von der Quelle zu dem Ziel beschreiben. In diesem Fall wählt das Ziel dann die beste Route aus (da es möglicherweise mehr als einen Pfad von der Quelle zum Ziel gibt) und sendet eine Antwort an den Quellknoten über den gewählten Pfad zurück.

Beachten Sie, dass jeder Zwischenknoten seine Routing -Tabelle aktualisiert, wenn das Paket von Ziel nach vorne zur Quelle übergeht, was bedeutet, dass er jetzt weiß, wie man Daten aus dem vorgelagerten Knoten erhält. Wenn der Quellknoten die Antwort erhält, wird die Route erfolgreich entdeckt und festgelegt. Dieser Prozess erfolgt in Echtzeit und dauert nur wenige Milli-Sekunden.

Routenrekonstruktionsphase

ABR legt Routen fest, die langlebig oder assoziativstabil sind. Daher werden die meisten etablierten Routen selten Link-Pausen erfahren. Wenn jedoch eine oder mehrere Links gebrochen sind, ruft ihr ABR sofort die RRC -Routenrekonstruktionsphase auf. Der RRC repariert im Grunde genommen die kaputte Verbindung, indem der stromaufwärts gelegene Knoten (der den Linkbruch erfasst) eine lokalisierte Routenreparatur durchführt. Die lokalisierte Routenreparatur wird durch Durchführung einer lokalisierten Rundfunkanfrage durchgeführt, die nach einer alternativen langlebigen Teilroute zum Ziel sucht.

Die ABR -Routenwartung besteht aus:

  • (a) Partielle Routenentdeckung,
  • (b) Ungültiges Routenlöscher,
  • (c) Gültiges Routenaktualisierung und
  • (d) Neue Routenentdeckung (schlechterer Fall).

Routenlöschphase

Wenn eine entdeckte Route nicht mehr benötigt wird, wird vom Quellknoten ein RD -Paket (Route Delete) initiiert, sodass alle Zwischenknoten in der Route ihre Routing -Tabelleneinträge aktualisieren und Relay -Datenpakete gestoppt, die dieser gelöschten Route zugeordnet sind.

Zusätzlich zur Verwendung von RD zum Löschen einer Route kann ABR auch einen Soft Status -Ansatz implementieren, bei dem die Routeneinträge nach dem Zeitpunkt abgelaufen oder ungültig werden, wenn keine Verkehrsaktivität im Zusammenhang mit der Route über einen bestimmten Zeitraum vorliegt.

Praktikabilität

1998 wurde ABR erfolgreich umgesetzt[5][6][7][8] In den Linux -Kernel in verschiedenen Marken -Laptops (IBM ThinkPad, Compaq, Toshiba usw.), die ausgestattet sind Wavelan 802.11a PCMCIA Wireless Adapter. Ein funktionierender 6-Knoten breit drahtloses Ad -hoc -Netzwerk Die Entfernung von über 600 Metern wurde erreicht und die erfolgreiche Veranstaltung wurde 1999 im Mobile Computing Magazine veröffentlicht. Verschiedene Tests wurden mit dem Netzwerk durchgeführt:

  1. Übertragung von bis zu 500mbyte Daten von der Quelle zum Ziel über eine 3-Hop-Route.
  2. Link -Pausen und automatische Link -Reparaturen erwiesen sich als funktioniert
  3. Automatische Routenentdeckung
  4. Route löschen
  5. Webserver im Ad -hoc -Modus - wobei die Quelle Client und Ziel der Webserver ist
  6. Übertragung von Multimedia -Informationen (Audio[9] und Video)
  7. Telnet über ad hoc
  8. Ftp über ad hoc
  9. Http über ad hoc

Außerdem wurden die folgenden Netzwerkleistungsmessungen durchgeführt:

  1. End-to-End-Verzögerung
  2. TCP -Durchsatz
  3. Paketverlustverhältnis
  4. Routenentdeckungsverzögerung
  5. Reparaturverzögerung der Route
  6. Einfluss der Paketgröße auf den Durchsatz
  7. Auswirkungen des Leuchtfeuerintervalls auf den Durchsatz und die verbleibende Akkulaufzeit

Eine verbesserte Version des Protokolls wurde vor Ort implementiert[10] vom Verteidiger TRW Inc. Im Jahr 2002 umfassten die Verbesserung des Protokolls: (a) QoS-Additions für Netzwerkschichten und (b) Routenpräsidentschaftsfunktionen.

Patent- und Arbeitsverlängerungen

ABR erhielt ein US -Patent 5987011[11] und der Beauftragte ist sein King's College, Cambridge, Großbritannien.

Einige andere mobile Ad -hoc -Routing -Protokolle haben das Stabilitätskonzept von ABR aufgenommen oder Erweiterungen des ABR -Protokolls durchgeführt, darunter:

  • Signalstabilitätsbasiertes adaptives Routing-Protokoll (SSA)[12]
  • Verbessertes assoziativitätsbasiertes Routing -Protokoll (EABR))
  • Alternative Verbesserung des assoziativsbasierten Routings (AEABR)[13]
  • Optimierte Assoziativitätsschwellen -Routing (OABTR)[14]
  • Assoziativitätsbasiertes Clustering-Protokoll (ABCP),[15]
  • Fuzzy-basierter Vertrauens-assoziativsbasiertes Routing (Fuzzy-ABR)
  • Associativity Tick gemittelt assoziativsbasierte Routing (Ata-AR),[16]
  • Selbstadaptive Q-Learning-basierte Vertrauensabr (Qtabr)[17]
  • Qualität der Serviceerweiterungen zu ABR (Qose-ABR)[18]
  • Assoziativitätsbasiertes Multicast-Routing (Abam)[19]
  • Multipath assoziativs basiertes Routing (Mabr)[20]
  • Assoziativitätsrouting für drahtlose Sensornetzwerke [21]
  • Assoziative Fahrzeug -Ad -hoc -Netzwerke (Vanets) [22]

Verweise

  1. ^ Toh, Chai-Keong (März 1997). "Assoziativitätsbasiertes Routing für Ad-hoc-Mobilfunknetze". Drahtlose persönliche Kommunikation. 4 (2): 103–139. doi:10.1023/a: 1008812928561.
  2. ^ Toh, Chai-Keong (März 1996). Ein neuartiges verteiltes Routing-Protokoll zur Unterstützung von Ad-hoc-Mobilfunk Computing. Proceedings der IEEE Fünfzehnten jährlichen internationalen Phoenix -Konferenz über Computer und Kommunikation.
  3. ^ Toh, Chai-Keong (Dezember 2001). Ad -hoc -mobile drahtlose Netzwerke. Prentice Hall. ISBN 978-0-13-007817-9.
  4. ^ Langlebiges Ad-hoc-Routing basierend auf dem Konzept der Assoziativität, IETF-Entwurf 1999
  5. ^ "Mobile Computing Magazine Interview Artikel - Erste praktische ad hoc Wireless -Netzwerk -Implementierung im Freien, 1999 (PDF)
  6. ^ Toh, C.-K.; Lin, G.; Delwar, M. (2000), "Implementierung und Bewertung eines adaptiven Routing -Protokolls für infrastrukturlose Mobilfunknetze", Implementierung und Bewertung eines adaptiven Routing -Protokolls für infrastrukturlose Mobilfunknetze, Proceedings der 9. Internationalen Konferenz über Computerkommunikation und Netzwerke, 2000., S. 20–27,, doi:10.1109/ICCCN.2000.885465, ISBN 978-0-7803-6494-3
  7. ^ Bewertung der Kommunikationsleistung eines ad -hoc -drahtlosen Netzwerks, IEEE -Transaktionen über drahtlose Kommunikation, 2000
  8. ^ Toh, C.-K.; Chen, Richard; Delwar, Minar; Allen, Donald (2000), "Experimentieren mit einem Ad -hoc -drahtlosen Netzwerk, ACM Sigmetrics Performance Evaluation Review, Band 28 Ausgabe 3, Dez. 2000", ACM Sigmetrics Performance Evaluation Review, 28 (3): 21–29, doi:10.1145/377616.377622
  9. ^ Transport von Audio über drahtlose Ad -hoc -Netzwerke, Proc. Internationale Konferenz über persönliche, Indoor- und Mobilfunkkommunikation, PIMRC, 2003, v. 1, p. 772-777 (PDF)
  10. ^ "Taktische ad hoc-mobile drahtlose Netzwerke der nächsten Generation". TRW Technology Review Journal. 2004.
  11. ^ Eine Routing -Methode für Ad -hoc -Mobilfunknetze, US -Patent 5987011, gewährt 1996, eingereicht 1994.
  12. ^ Dube, Rohit; Rais, Cynthia D.; Wang, Kuang-yeh; Tripathi, Satish K. (1996), Signalstabilitätsbasierte adaptive Routing (SSA) für Ad-hoc-Mobilfunknetze
  13. ^ Alternative Verbesserung der assoziativsbasierten Routing, 2009, doi:10.1007/978-3-642-11817-3_7, S2CID 8920485
  14. ^ Optimierte Assoziativitätsschwellen -Routing, Citeseerx 10.1.1.79.8653
  15. ^ Assoziativitätsbasiertes Clustering-Protokoll für mobile Ad-hoc-Netzwerke (PDF)
  16. ^ Associativity Tick gemittelt assoziativsbasierte Routing für Echtzeit-Mobilfunknetze (PDF)
  17. ^ Vijaya Kumar, A.; Jeyapal, A. (2014), "Selbstvertretungsbasiertes ABR-Protokoll für Manets mit Q-Learning", Das Scientific World Journal, 2014: 452362, doi:10.1155/2014/452362, PMC 4164804, PMID 25254243
  18. ^ Hinzufügen von Service -Erweiterungen zum assoziativitätsbasierten Routing -Protokoll für mobile Ad -hoc -Netzwerke, APSCC '08, 2008, S. 631–637, doi:10.1109/apscc.2008.234, ISBN 9780769534732
  19. ^ ABAM: On-Demand Associativivitätsbasierte Multicast
  20. ^ Carthy, P.M.; Grigoras, D. (2005), "Multipath Associativivitätsbasierte Routing", Zweite Jahreskonferenz über drahtlose On-Demand-Netzwerksysteme und -dienste, S. 60–69, doi:10.1109/wons.2005.24, ISBN 0769522904
  21. ^ Eltarras, Ramy; ELTOWEISSY, Mohamed (2011), "Assoziatives Routing für drahtlose Sensornetzwerke", Computerkommunikation, 34 (18): 2162–2173, doi:10.1016/j.com.2011.01.010
  22. ^ Yu, Hyun; Ahn, Sanghyun; Yoo, Joon (2013), "Ein stabiles Routing -Protokoll für Fahrzeuge in städtischen Umgebungen", Internationales Journal of Distributed Sensor Networks, 9 (11): 759261, doi:10.1155/2013/759261