بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV

در این بخش پیاده سازی پروژه بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه های بین خودرویی ونت را با نرم افزار NS2 به همراه گزارش کار و فیلم نحوه اجرا آماده کردیم که در ادامه به توضیحاتی در مورد شبکه های VANET پرداخته و به تشریح خروجی های به دست آمده می پردازیم.

ایمنی در شبکه های بین خودرویی (VANET)

شبکه های بین خودرویی ونت (VANET) دارای کاربرد هایی همچون برنامه ریزی مسیر ها، امنیت جاده ها، تجارت آسان، کمک به بهبود رانندگی، تقسیم بندی ترافیک و شرایط جاده ها، تعامل بین کاربران، سرویس های اطلاعاتی و غیره می باشند. امنیت در شبکه های VANET عامل اصلی رانندگی به منظور تحقق و استمرار این شبکه ها می باشد. برنامه های کاربردی ایمن و غیر ایمن مثل سیستم های اطلاعات ترافیکی، خدمات تجاری و سرگرمی و همچنین پیام های در مورد کاهش بحرانی امنیت است.

خوشه بندی در شبکه های VANET

در شبکه های ونت، اطلاعات خوشه ها نقش اصلی و بسیار مهمی به منظور جمع آوری، تراکم و انتشار اطلاعات دارد. به کمک جایگذاری دستگاه های محاسباتی شبکه شده، خوشه بندی می تواند شبکه های ونت را به دسته های کوچکت از خودرو های در حال حرکت تفکیک نماید که این امر چند مزیت دارد که شامل بکارگیری کارآمد و بهینه از پهنای باند، توزیع منابع و مقیاس پذیری هستند.

روش خوشه بندی سنتی در شبکه های VANET

هر ایستگاه مبنای ثابت در نقطه استراتژیک در امتداد جاده یک خوشه و خودروهای متعلق به آن خوشه را براساس نزدیکی به ایستگاه مبنا تعریف می کند. در یک خوشه پویا مفهوم ایستگاه مبنا به طور کلی حذف می شود. خوشه پویا به طور فیزیکی در طول جاده حرکت می کند و خودروها بر طبق سرعت و نزدیکیشان به سرخوشه شناسایی شده و به خوشه ملحق می شوند یا آن را ترک می کنند. مسائلی که باید برای خوشه بندی در شبکه های VANET در نظر گرفته شوند، حرکت خودرو، جهت، سرعت نسبی گره و الگو های حرکتی هستند. به دنبال آن مسائلی که باید برای طراحی خوشه بندی پویا در ونت به آن پرداخته شود، عبارتند از: شکل گیری حرکت خوشه در حداقل زمان، حفظ خوشه در حال حرکت با کاهش اضافه بار و پیکربندی مجدد خوشه به دلیل تغییر سرخوشه بخاطر پویایی.

پروتکل پیشنهادی (QB-DSDV)

ما در این پژوهش قصد داریم تا با استفاده از یک روش ترکیبی مبتنی بر خوشه بندی به بهبود پایداری لینک های ارتباطی، از طریق ارائه یک پروتکل مسیریابی فعال برسیم. پروتکل پیشنهادی ارائه شده QB-DSDV نام دارد که با پروتکل MA-DSDV که مبتنی سیستم چند عامله است نیز مقایسه شده است.

شبیه سازی بهبود پروتکل مسیریابی DSDV

با توجه به اینکه شبکه ونت، شبکه نسبتا جدیدی می باشد، لذا ابزاهای بسیاری برای پیاده سازی یا شبیه سازی آن وجود ندارد، از این رو یکی از قدرتمند ترین ابزارها برای شبیه سازی شبکه ونت‌، شبیه ساز شبکه NS2 می ‌باشد که تحت لینوکس و کد متن باز می ‌باشد. این شبیه ساز با توسعه‌ هایی که بر روی آن اضافه می شود توانایی شبیه سازی شبکه های جدید را دارا می باشد. توسعه شبکه ونت در NS2 امکان شبیه سازی و اجرای توابع مخصوص این شبکه شامل تحرک پذیری خودروها، Handoff، و ارسال داده با سرعت بالا را امکان پذیر می‌کند.

نسخه استفاده شده از NS2 در شبیه سازی بسیار مهم می باشد و دلیل آن نیز عدم پیشتیبانی بعضی نسخه ها از پروتکل ونت می باشد؛ نسخه استفاده شده در این شبیه سازی NS2.35 می باشد و از توسعه هایی که در این شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته است می توان به پروتکل DSDV و استاندارد ۸۰۲٫۱۱p اشاره کرد. از شبیه ساز های دیگری که برای شبیه سازی شبکه ونت وجود دارد، می توان به نرم افزار MATLAB و نرم افزار OPNET اشاره نمود.

با توجه به اینکه با این دو نرم افزار به صورت کامل نمی تواند شبکه ونت را شبیه سازی نمائید، لذا ما از شبیه ساز NS2 برای شبیه سازی استفاده کردیم. برای مقایسه راهکار پیشنهادی از پروتکل MA-DSDV استفاده نمودیم که مبتنی سیستم چند عامله است و هدف آن بهود عملکرد در تعداد بسته های کنترلی ارسالی در مسیریابی DSDV می باشد.

فازبندی پروژه حاضر :

  1. خوشه بندی با استفاده از یک روش مبتنی بر SNR و مرکزیت خودرو
  2. کاهش حجم جدول مسیریابی با استفاده از روش Quad-tree در پروتکل مسیریابی DSDV
  3. تشخیص خرابی لینک با استفاده روش B-Tree

خروجی های شبیه سازی بهبود پروتکل مسیریابی DSDV

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

شکل ۲: پارامتر های شبیه سازی

پارامترهای شبیه سازی در جدول بالا نشان داده شده است که مطابق با پارامترهای مقاله پایه و پروتکل MA-DSDV می باشد.

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

شکل ۳: دستورات برای اجرای شبیه سازی

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

شکل ۴: نمودار میزان تاخیر انتقال در پروتکل مسیریابی QB-DSDV و MA-DSDV

نمودار فوق میزان تاخیر انتقال را در پروتکل مسیریابی QB-DSDV و پروتکل MA-DSDV را نشان می دهد و همانطور که مشخص است پروتکل QB-DSDV دارای میزان تاخیر کمتری نسبت به پروتکل MA-DSDV می باشد و همچنین خروجی ها نشان می دهند که مسیریابی QB-DSDV در تعداد خودرو های کم، عملکرد بهتری از خود نشان می دهد.

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

شکل ۵: نمودار میزان درصد بسته های دور ریخته شده (Drop) در پروتکل مسیریابی QB-DSDV و MA-DSDV

نمودار فوق میزان درصد بسته های دور ریخته شده (Drop) را در پروتکل مسیریابی QB-DSDV و پروتکل MA-DSDV را نشان می دهد که پروتکل مسیریابی راهکار پیشنهادی یعنی QB-DSDV و پروتکل MA-DSDV در تعداد خودرو های کم عملکرد تقریبا برابری در میزان بسته های دور ریخته شده دارند و همینظور با افزایش تعداد خودروها، راهکار پیشنهادی نسبت به پروتکل MA-DSDV میزان بسته های دور ریخته شده کمتری دارد و بهبود حاصل یافته است.

بهبود پروتکل مسیریابی DSDV مبتنی بر خوشه بندی در شبکه VANET با NS2

شکل ۶: نمودار میزان ارسال بسته های کنترلی در پروتکل مسیریابی QB-DSDV و MA-DSDV 

نمودار فوق میزان ارسال بسته های کنترلی را در پروتکل مسیریابی QB-DSDV و پروتکل MA-DSDV نشان می دهد که در آن پروتکل مسیریابی راهکار پیشنهادی، در ارسال بسته های کنترلی نسبت به پروتکل MA-DSDV، بسته های کمتری ارسال می کند.


مشاهده ویدئو در این باره

خوشحال خواهیم شد اگر نظر خودتون رو درباره این مطلب ثبت کنید

خطا!دکمه ریفریش را بزنید