پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
دانلود مقاله امنیت و مسیر یابی در شبکه های اقتضایی
امنیت و مسیر یابی در شبکه های اقتضایی
Security and routing networks Adhoc
امنیت و مسیر یابی در شبکه های اقتضایی :
چکیده
شبکههای بیسیم کاربرد بسیاری دارند، سهولت و سرعت ساخت، ازمهمترین مزیت این نوع شبکهها است. با توجه به انتقال داده در محیط باز (از طریق هوا) و محدودیت های موجود از جمله پهنای باند محدود، انرژی محدود، دامنهی ارسال محدود و…، کنترل ازدحام و تداخل و پروتکلهای مسیریابی متفاوت از شبکههای سیمی هستند.
در این مقاله به معرفی شبکههای بیسیم توری که ترکیبی از شبکههای ad hoc و سلولی هستند، میپردازیم. با توجه به طبیعت ترکیبی، اعمال پروتکلهای مسیریابی مربوط به سایر شبکههای بیسیم به این نوع شبکه، غیرممکن است، زیرا پروتکلهای مسیریابی باید ترکیبی از مسائل مربوط به شبکههای ad hoc و سلولی را در نظر بگیرند. در ادامه برخی از پروتکلهای مسیریابی و معیارهای مورد استفاده ، بررسیمیشوند.
کلیدواژه ها:
شبکه سلولی، شبکه ad hoc، شبکه بیسیم توری، پروتکل های مسیریابی
1- مقدمه
شبکه سلولی، شامل تعداد زیادی کاربر با پایانههای سیار، ایستگاههای اصلی، و کنترل کنندهی مرکزی است که توسط خطوطی با سرعت بالا، (سیمی یا microwave) به یکدیگر یا دنیای بیرون متصل میشوند. دادههای کاربران از طریق نزدیکترین ایستگاه اصلی ارسال میشوند، در نتیجه انتقال دادهی چندگامه در محیط بیسیم اشتراکی وجود ندارد. پایانههای سیار مسئولیت بسیار کمی دارند و تمامی تصمیمات مهم مانند زمان ارسال هر پایانه، فرکانس ارسال، برش زمانی، کد مورد استفاده، انرژی موردنیاز و.. بطور مرکزی و نوعا در کنترل کنندهی شبکه اتخاذ میشود. در صورت خرابی یکی از ایستگاههای اصلی، همهی کاربران مجاور آن، ارتباط خود را با شبکه از دست میدهند.(شکل 1 -الف)
شبکههای ad hoc برخلاف شبکههای سلولی دارای هیچ زیرساخت اضافهای، مانند ایستگاههای اصلی، کنترل کننده مرکزی و… نیستند. بنابراین عملیات شبکه، بطور توزیع شده و غیرمتمرکز انجام میشود. علاوهبراین داده در چندگام مسیریابی شده و امکان ادامه کار، پس از رخداد خطا وجود دارد.(شکل 1-ب) این نوع شبکهها، به دلیل عدم وجود زیرساخت گران نیستند. بنابراین اگر نیازهای ارتباطی با استفاده از شبکههای ad hoc رفع شود، نیازی به استفاده از توپولوژی سلولی نیست.
شکل(1). )الف) انتزاع سطح بالا از شبکه سلولی، (ب) انتزاع سطح بالا از شبکه بیسیم ad hoc 1
امکان ترکیب توپولوژی ad hoc با توپولوژی سلولی وجود دارد. مشکل زیر را در نظر بگیرید: اگر در شبکهی سلولی محض، یک کاربر سیار، دور از دسترس همه ایستگاههای اصلی باشد، دو راه حل وجود دارد:
- اگر کانالی بین کاربر و ایستگاه اصلی نباشد، تماسهای کاربر حذف خواهد شد.
- اگر کانال موجود بین کاربر و ایستگاه اصلی ضعیف باشد، انتقال پایانهی سیار با حداکثر انرژی (مصرف باتری) و انتقال ایستگاه اصلی با حداکثر انرژی (تداخل با گرههای سیار دیگر) و شاید با تخصیص پهنای باند بیشتر جبران میشود.
هیچ یک از راه حلهای پیشنهادی مناسب نیستند.
راه حل مناسب استقرار تعدادی بیسیم ثابت با کانال مناسب، به ایستگاه اصلی است. با این کار، احتمال برقراری ارتباط کاربران با ایستگاه اصلی، بطور مستقیم یا با استفاده از رله بالا میرود. شبکهی حاصل خصوصیات شبکههای سلولی (ایستگاههای اصلی و زیرساختهای گران قیمت) و شبکههای ad hoc (ارتباط چندگامه بیسیم از کاربر به ایستگاههای اصلی) را در خود جمع کرده است. این نوع شبکه، شبکهی بی سیم توری[1] (WMN)نامیده میشود.
2-معماری WMN
این شبکه شامل سه نوع مختلف از اجزای شبکه است : دروازههای شبکه، نقاط دسترسی[2] و گرههای سیار(شکل 2)
دروازههای شبکه : اجازه دسترسی به زیرساخت سیمی را میدهد. امکان استفاده از بیشتر از یک دروازه، در شبکه وجود دارد.
شکل (2). توپولوژی WMN 2
نقاط دسترسی :
ستون فقرات شبکه را در ناحیههای وسیعی گسترش میدهد، استفاده از آنها کمهزینه، انعطافپذیر و آسان است. این نقاط، ایستا، با احتمال خطای کم و بدون محدودیت انرژی فرض میشوند. کاربران با استفاده از ابزار بیسیم یا سیمی به این نقاط متصل میشوند. اتصالات بین این نقاط، به عنوان رله بین پایانههای سیار و دروازههای شبکه عمل میکنند.
گرههای سیار :
محدودهی وسیعی از ابزارها با درجه حرکت متفاوت را دربرمیگیرد، مانند PDA، laptop یا تلفنهای سلولی. گرههای سیار در مصرف انرژی، تواناییهای محاسباتی و انتقال متفاوتند و با اتصال مستقیم به دروازه شبکه، یا با استفاده از نقاط دسترسی به عنوان رله، با زیرساخت سیمی ارتباط برقرار میکنند
در این نوع شبکه، انتقال داده از طریق ارتباطات بیسیم چندگامه انجام شده و شامل گرههای سیار، دروازههای شبکه و نقاط دسترسی میباشد. پهنای باند موجود وابسته به تکنولوژی شبکه زیرین بوده و دارای نرخ انتقال 54 مگابیت در ثانیه است. ترافیک شامل جریانهای چندرسانهای است و شبکه از هزاران گره سیار پشتیبانی میکند. علاوه بر این، دارای محدودیتهای پهنای باند بوده و نیاز به مدیریت حرکت کاربران دارد.
شبکهی بیسیم توری در موارد زیر با سایر شبکههای بیسیم تفاوت دارد:
اجزای شبکه:
نقش گرههای سیار به عنوان بخشی از WMN متفاوت از سایر شبکهها است. معماری این نوع شبکه، بین نقاط دسترسی – مانند گرههای سیار – اتصالاتی را در نظر میگیرد.
درجه حرکت:
WMNها دارای ستون فقرات بیسیم هستند و از گرههایی با عدم محدودیت انرژی و حرکت محدود (یا ثابت) تشکیل شدهاند، در حالی که در بعضی از شبکههای بیسیم چندگامه مانند MANET[3]ها بقای انرژی و حرکت کاربران مفهوم اصلی و اولیه است.
الگوی ترافیکی :
الگوی ترافیکی در WMN، شباهت جزیی به شبکههای سنسور و ad hoc دارد. مشابه شبکههای سنسور، ترافیک داده اساسا بین کاربران و دروازههای شبکه است، (تفاوت با شبکههای ad hoc). البته ترافیک میتواند بین هر جفت از گرههای کاربران نیز باشد ( شباهت با ad hoc) .
3-خصوصیات WMN از دید مسیریابی
با توجه به خصوصیات ذکر شده، پروتکلهای مسیریابی موجود باید برای تطابق با WMNها مجددا بررسی شوند. اختلافات اساسی وابسته به مسیریابی عبارتند از:
توپولوژی شبکه :
WMN دارای ستون فقرات ثابت است. بنابراین مشابهMANET ها ارتباط از طریق انتقالهای بیسیم چندگامه انجام میشود. اما برخلاف MANETها حرکت گرهها در زیرساخت ستون فقرات متناوب نیست.
الگوی ترافیک :
در شبکههای سلولی و WLANها داده بین کاربران و نقاط دسترسی مبادله می شود. در WMN انتقال داده بین گرههای سیار و دروازههای شبکه است.(کمی شباهت با شبکههای سلولی) ترافیک بین دو گره در WMN، اگرچه اهمیت کمی دارد اما باید مورد بررسی قرار گیرد.
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 104
حجم: 903 کیلوبایت