دانشگاه صنعتی امیرکبیر

دانشکده مهندسی کامپیوتر و فن آوري اطالعات

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته

سیستم هاي چندرسانه اي- مهندسی فن آوري اطالعات

هاي مورديهاي مکانی مبتنی بر کروم در شبکهکارایی سرویس بهبود

:نویسنده کتاش مطلقمهسا ب

:استاد راهنما

دکتر محمد رحمتی–دکتر مهدي دهقان

1385بهمن

أ

چکیده که در آنها هیچ زیر ساخت از پیش تعیـین شود میشبکه هاي سیار موردي به شبکه هایی اطالق

به علت پویـایی ،در اینگونه شبکه ها. دهند میشده اي وجود ندارد و گره ها مرتبا مکان خود را تغییر تاکنون از میان روشهاي مسیریابی آن دسـته . شیوه مسیریابی چالش هاي فراوانی به همراه دارد ره ها گ

براي ایجاد مسیرهاي . کنند با اقبال بیشتري مواجه شده اند میکه بر پایه مکان جغرافیایی گره ها عمل . گیرنـده مطلـع باشـند مبتنی بر موقعیت الزم است، گره هاي فرستنده از موقعیت جغرافیایی گره هاي

براي رسیدن به این هدف، باید گره ها موقعیت جغرافیایی خود را در شبکه توزیع کنند و از موقعیـت به این منظور مکانیزم هاي مدیریت موقعیت ابـداع شـده انـد کـه از . گره هاي دیگر نیز، با خبر شوند

عات موقعیتی گره ها ومـسوول سرویس هاي مکانی حاوي اطال . کنند میسرویس هاي مکانی استفاده مقیاس پذیري وکاهش سربار ناشـی .باشد میپاسخ دهی به در خواست هاي موقعیت از سوي گره ها

از ارسال اطالعات موقعیت گره ها در شبکه از جمله چالش هاي موجـود در سـرویس هـاي مکـانی .باشد می

اي مـدیریت موقعیـت، بررسـی مقیاس پذیري روشه در این رساله چالش ها و موانع موجود در پیشنهاد شده است که از قابلیت روش هاي مسیریابی مبتنی بر موقعیـت TGRID روشی با نام شده و

انی مبتنـی بـر تواند در رده سرویس هـاي مکـ میاین روش .کند میبراي ایجاد مقیاس پذیري استفاده و تعیین سـرویس هـاي مکـانی بـه زیرا از مزایاي تقسیم سلسله مراتبی شبکه گرید دسته بندي شود،

صورت سلسله مراتبی به منظور افزایش کارایی و مقیاس پذیري و کاهش سربار مسیر یابی بـه هنگـام تواند روي مقیـاس پـذیري میانتخابهاي طراحی . کند میوسیع شدن شبکه و باال رفتن چگالی استفاده

از نتـایج حاصـل .تاثیر بگذارند بر مکان در نتیجه مقیاس پذیري کل مسیریابی مبتنی و سرویس مکان بوسـیله نـرم افـزار شـبیه سـاز آنارزیـابی در یک چهـارچوب تئوریـک و TGRID تحلیلی بررسی

Glomosim طراحـی دهد مینشان گره ها سرعت و ریو هاي مختلف همچون تعداد ، در سناTGRID هزینـه بـه روز رسـانی و ،سـت سه معیار هزینه یعنی هزینه درخوا کاهش در هر به گونه اي است که

. فراهم آورده استهزینه ذخیره اطالعات را ،گرید ،مدیریت موقعیت ، سرویس هاي مکانی، مورديشبکه هاي سیار :کلید واژه ها

TGRID ، بررسی تحلیلی، چهارچوب تئوریک،مسیریابی مبتنی بر موقعیت

ب

فهرست اختصارات

AODV Ad-hoc On-demand Distance Vector DLM Distributed Location Management DR Distance Routing DREAM Distance Routing Effect Algorithm for Mobility DSDV Destination-Sequenced Distance Vector routing DSR Dynamic Source Routing ETS Eliminate Then Select GHLS Geographic Hashing Location Service GLS Grid Location Service GPS Global Positioning System GPSR Gridy Perimeter Stateless Routing Protocol GRSS Geographic Region Summary Service HGRID Hierarchical Grid Location Management protocol LAR Location-Aided Routing LOTAR LOcation Trace Aided Routing LP Local Services locations LSP Location Server Points MANET Mobile ad-hoc network MFR Most Forward Within NFP Nearest With Forward Progress OLSR Optimized Link State Routing protocol RLS Reactive Location Service SLALoM A scalable location management scheme for large mobile ad-hoc networks SLS Simple Location Service SLURP Scalable Update Based Routing Protocol STE Select Then Eliminate TBRPF Topology Broadcast based on Reverse-Path Forwarding routing protocol TORA Temporally-ordered routing algorithm UQS Uniform Quorum System ZRP Zone Routing Protocol

ج

فهرست مطالب

1................................................................................................................. مقدمه. 1

2...........................................................................انجام ضرورت و مساله تعریف 1-1

9........................................................ی مکانيها مسیریابی بر پایه موقعیت و سرویس .2

10....................................................................................................:مقدمه 2-1

12.................................................................موقعیت بر یمبتن یمسیریاب پایه مفاهیم 2-2

13......................................................................................مکانی هاي سرویس 2-3

14.............................................................تحرك براي فاصله ثرا مسیریابی الگوریتم 2-4

15..........................................................................حریصانه بصورت بسته ارسال 2-5

21...................................................................................................خالصه 2-6

22.............................................................هاي مکانی سرویسي بر روش هايمرور .3

23.....................................................................................................مقدمه 3-1

26............................................................فعال پیش مکانی اي داده پایگاه هاي سیستم 3-2

26.................................................................سرویس مکانی قلمرو خانگی 3-2-1

28..................................................................سرویس مکانی بر اساس کُرُم 3-2-2

39....................................................................فعال پیش یمکان پخش هاي سیستم 3-3

DREAM......................................................................39سرویس مکانی 3-3-1

40....................................................................(SLS)سرویس مکانی ساده 3-3-2

3-3-3 Ants..............................................................................................41

41............................................................(GRSS)سرویس ناحیه جغرافیایی 3-3-4

DR....................................................................42: بینی مکان تکنیک پیش 3-3-5

44...............................................................................یانفعال مکانی هاي سیستم 3-4

44.................................................................(RLS) یسرویس مکانی انفعال 3-4-1

45.................................................................(RLS) یسرویس مکانی انفعال 3-4-2

45.............................................(LOTAR)مسیریابی به کمک جستجوي مکانی 3-4-3

45....................................................کروم اساس بر یمکان يها سرویس یبرخ یمعرف 3-5

3-5-1 GLS..............................................................................................45

3-5-2 SLURP..........................................................................................46

3-5-3 SLALoM........................................................................................47

3-5-4 DLM............................................................................................48

د

3-5-5 HIGH-GRADE................................................................................48

HGRID..................................................................................50روش 3-5-6

54...................................................................................................خالصه 3-6

55.........................................................................معرفی سرویس مکان پیشنهادي .4

56.....................................................................................................دمهمق 4-1

57..............................................شبکه بندي تقسیم يبرا TGRID یمراتب سلسله ساختار 4-2

57.........................................................................................موقعیت مدیریت 4-3

59................................................................................................داده انتقال 4-4

TGRID................................................................................61 تحلیلی بررسی 4-5

62.............................................................مطالعه بر اساس یک مدل تحلیلی 4-5-1

62...........................................................................................معیارها 4-5-2

63.........................................................................................فرضیات 4-5-3

65...........................................................................نرخ عبور از محدوده 4-5-4

68...................................................................................................خالصه 4-6

69..................................................................................ي روش پیشنهادیارزیاب .5

70.....................................................................................................مقدمه 5-1

70................................................................................سازي شبیه محیط شرایط 5-2

72............................................................................شبکه اندازه با پذیري مقیاس 5-3

77......................................................................................ها گره سرعت تاثیر 5-4

81...................................................................................................خالصه 5-5

82...................................................................................نتیجه گیري و کارآینده .6

83...............................................................................................يگیر نتیجه 6-1

87............................................................................................................... مراجع

ه

فهرست اشکال

13.........................................اختاري و شرایط براي دسته بنديبلوکهاي س) 1-2 شکل

14....................................................................................اثر فاصله) 2- 2شکل

16...........................................................استراتژي مسیر یابی حریصانه) 3-2 شکل

17....................................................................خرابی مسیریابی گرید) 4-2 شکل

18.........................................................................گراف غیر مسطح) 5-2 شکل

19.....................................................................پیمایش گراف مسطح) 6-2 شکل

28................................................. قلمرو خانگیلی از سرویس مکانیمثا) 1-3 شکل

31................................................یستون-يمشکل موجود در روش سطر) 2-3 شکل

Hello ....................................................................33فیلدهاي بسته ) 3-3 شکل

34.............................................................................یک مثال گرید) 4-3 شکل

GLS ............................................................................35یک مثال )5-3 شکل

38...................................دوگانه در روش دوایر ی مکانیروزرسان از بهیمثال) 6-3 شکل

40..................................................................................تاثیر فاصله)7-3 شکل

DRM ....................................................................43متد الیه بندي ) 8-3 شکل

46............................................................. سطحی-سلسله مراتبی چند ) 9- 3 شکل

47.................................................................سازماندهی سرور مسطح)10- 3 شکل

47...................................................................سازماندهی دو سطحی) 11- 3 شکل

HIGH-GRADE.....................49سلسله مراتب شبکه و درخواست مکان در ) 12- 3 شکل

HGRID ............................................................51سلسله مراتب در) 13-3 شکل

HGRID .....................................................52بروز کردن موقعیت در ) 14-3 شکل

HGRID ...........................................53کشف موقعیت و ارسال داده در ) 15-3 شکل

TGRID...........................................................58بروزرسانی مکان در ) 1-4 شکل

TGRID..............................................59 مکان در یشبه کد به روز رسان) 2-4 شکل

TGRID............................................60درخواست مکان و انتقال بسته در ) 3-4 شکل

TGRID.................................................61شبه کد درخواست مکان در ) 4-4 شکل

66..............................................طی شده در یک ناحیه توسط گره فاصله ) 5-4 شکل

73.........................)ی افزایش چگاليسناریو(مقایسه نرخ موفقیت درخواست ) 1-5 لشک

و

73....................................)ی افزایش چگاليسناریو(یمقایسه درصد گذرده) 2-5 شکل

74..........................................)ی افزایش چگاليسناریو(سه سربار دادهمقای) 3-5 شکل

74............................)ی افزایش چگاليسناریو(مقایسه اندازه پایگاه داده مکان) 4-5 شکل

75...............)ی افزایش چگاليسناریو) (ثانیه/گره / بسته ( یکنترلمقایسه سربار ) 5-5 شکل

75.............)ی افزایش چگاليسناریو) (ثانیه / گره / بایت (مقایسه سربار کنترلی ) 6-5 شکل

76............)ی افزایش چگاليسناریو) (يبسته داده ا/ بسته (یمقایسه سربار کنترل) 7-5 شکل

76...........)ی افزایش چگاليسناریو) (يبایت بر بسته داده ا(مقایسه سربار کنترلی )8-5 شکل

77................) افزایش سرعتيسناریو)(ثانیه / گره / بسته(مقایسه سربار کنترلی )9-5 شکل

78............) افزایش سرعتيسناریو) (ثانیه/ گره / بایت (مقایسه سربار کنترلی ) 10-5 شکل

79.........) افزایش سرعتيسناریو) (بسته داده اي / بسته (مقایسه سربار کنترلی ) 11-5 شکل

79........) افزایش سرعتيریوسنا) (بسته داده اي / بایت (مقایسه سربار کنترلی ) 12-5 شکل

80.....................) افزایش سرعتيسناریو) (ثانیه (مقایسه متوسط تاخیر داده ) 13-5 شکل

80.................................)افزایش سرعت يسناریو(نرخ موفقیت درخواست) 14-5 شکل

81...........................................) افزایش سرعتيسناریو(درصد گذردهی) 15-5 شکل

ز

فهرست جداول

64.....................................................................................نمادها) 1- 3 جدول

71................................................................شرایط محیط شبیه سازي)1- 4 جدول

85...................معیارهاي مقیاس پذیري براي سه شماي سرویس مکانمقایسه ) 1- 6 جدول

1 مقدمه– 1فصل

:اولفصل

مقدمه. 1

2 مقدمه– 1فصل

تعریف مساله و ضرورت انجام 1-1اشکال اساسی بیشتر شبکه هاي ارتباطی مبتنی بر کابل یا ماهواره نیاز آنها به یـک زیرسـاخت از

، در مـدت تـرمیم آن ، اگر در اثر یک حادثه این زیرساخت در دسترس نباشـد .پیش تعیین شده است هـاي در این صورت شبکه . امکان پذیر نخواهد بود بر زیرساخت تبادل اطالعات در شبکه هاي مبتنی

. ]1[ تکنولوژي انتخابی براي شبکه استMANET 1 سیارسـیمی هـستند کـه مـستقل از هـر زیرسـاختی هـاي ارتبـاطی بـی شبکه ، موردي هاي سیار شبکه

صـورت عـدم در مد موردي، در IEEE 802.11یا Bluetoothدر اینگونه شبکه ها همانند . باشند میگـره MANETدر .شـود محـدود مـی آن گـره گره به برد فرکانسی هر ناحیه ارتباطی فعالیت گره ها،

کنند که هر گره بطـور همزمـان هـم بعنـوان مـسیریاب و هـم بعنـوان میهاي شبکه به صورتی عمل .]3[کندسیستم پایانی عمل

یرساخت نیست یا اینکه استفاده از از شبکه هاي سیار موردي براي حالتهایی که امکان ایجاد زبراي .توان استفاده کرد میزیرساخت شبکه قابلیت اعتماد ندارد و حالتی اضطراري پیش آمده است

، دفاع ضد موشکی ودر محیط هاي نظامی براي تشخیص خسارتتوان میاز شبکه هاي سیار مثال ،کنفرانس ها براي همکاري هاي موقت در ،ارتباط گروه هاي نجات هنگام وقوع بالیاي طبیعی براي در شبکه هاي حسگر و همچنین در صنعت جنگل داري و براي ردیابی ، ارتباطات وسایل نقلیهدر

.]1[حیوانات کمیاب و تحقیق و جستجو در سیاره ها بهره جست اي از شـبکه هاي موردي ایـستا زیرمجموعـه شبکه. تواند سیار یا ایستا باشد هاي موردي می شبکه تعـدادي ماشـین درحـال حرکـت ،هاي سیار مورديیک نمونه سناریو براي شبکه . باشدمی هاي سیار

تواند صدها عضو در حـال حرکـت بـا این شبکه ها می . باشدوتبادل اطالعات موقعیتی در بزرگراه می .]1[و در عرض چندین کیلومتر داشته باشد) ضرورتا نه در جهات یکسان(سرعت باال

یـک . فرایند هدایت یک بسته داده از مبدا به مقصدش در یـک شـبکه ارتبـاطی اسـت مسیریابی : ازهاي سیار موردي عبارت استدر شبکهبی اپروتکلهاي مسیریدسته بندي از

.گردندها با استفاه از اطالعات توپولوژي شبکه مسیریابی میبسته : 2مبتنی بر توپولوژي •

. شـوند ا موقعیت جغرافیایی گره هاي ارتباطی مسیریابی میها مطابق ب بسته: مبتنی بر موقعیت • .]4[گردد میاین موقعیت ِیابی از طریق یک سرویس مکانی فراهم

1 Mobile Ad-Hoc Network 2 Topology-Based

3 مقدمه– 1فصل

: ها را به سه طریق زیر نگهداري کنند توانند مسیر بندي می هر کدام از این دو دسته

.گیرد میاي ارسال شود صورتنگهداري مسیرها قبل از اینکه هر داده: 1پیش فعال •

.گیرد مسیریابی فقط اگر یک ارتباط برقرار شود صورت می: 2واکنشی •

ترکیبی است از مسیریابی پـیش فعـال محلـی و واکنـشی سراسـري بـراي افـزایش : 3ترکیبی • .پذیريمقیاس

حتـی اگـر ،اطالعـات راجـع بـه مـسیرها را پیش فعال پروتکلهاي مسیریابی مبتنی بر توپولوژي آن هاي سیار موردي که توپولـوژي در شبکه . دارند میتفاده نیز نباشند در خود نگه مسیرها در حال اس

ناي بانـد در دسـترس نگهداري مسیرهاي بال استفاده باعث مصرف زیاد په ،مکررا در حال تغییر است ات سربار ارتباطی به نـرخ تغییـر ،بی مبتنی بر توپولوژي ا هنگام استفاده از پروتکلهاي مسیری . گردد می

هـاي متحـرك اسـت ایـن نـرخ گـره که اساسا شـامل MANETدر یک . ساختار شبکه وابسته است داشـتن اطالعـات بـه روز گـره هـا زیـاد تواند باال باشد در نتیجه سربار ارتباطی براي نگه میتغییرات ري به منظور رفع این مشکل پروتکلهاي مسیریابی واکنشی که فقط مسیرهایی را که ضـرو . بود خواهد

الزم است کـه ایـن مـسیرها در مـدت برقـراري ،با وجود این . به وجود آمده اند ،کنند میاست ایجاد .]6[ توپولوژیکی مشکل باشد مکررتغییرات ارتباط نگهداري گردند که ممکن است به دلیل

بـه دلیـل . مسیریابی یک موضوع مهم در شبکه هـاي مـوردي سـیار اسـت روش مقیاس پذیري ،ها با تحـرك گره و فضاي ذخیره سازي در قابلیت پردازش، پهناي باند ،بعی مانند توان محدودیت منا

ري از پیـشرفت ابا وجـود بـسی . اهمیت دارد کاهش سربار مسیریابی وتضمین نرخ باالي تحویل بسته خیر طراحی پروتکلهاي مسیریابی مقیاس پذیر که بتواند بطور موثر در یک محیط شبکه مـوردي اهاي .متحرك عمل نماید همچنان یکی از چالش هاي تحقیقی است گرهداد زیاد با تع

روي تطبیـق بـا AODV و DSRشبکه هاي موردي همچـون کالسیک در پروتکلهاي مسیریابی ها با ارسال پیغام هاي درخواست مسیر که در کـل گره در این پروتکلها . کند می ها تمرکز گره تحرك

شـبکه در انـدازه هنگامی کـه . نمایند میبه کشف مسیرهاي مورد نظر کند تالش میشبکه جریان پیدا .]5[یابد میکند هزینه هاي سربار افزایش میرشد گرهحدود چند صد

پروتکلهاي مسیریابی مبتنی بر مکـان ارائـه ،مورديهاي شبکهدر براي حل مشکل مقیاس پذیري اطالعـات مکـان ) GPS طریـق سیـستم از( مسیریابی مبتنی بـر مکـان قابلیـت دسـتیابی . شده است

تصمیمات رانش را بر اساس مکان مقصد ) نی ا می اهاي منبع ی گره (ها گره : کند میجغرافیایی را تقبل ج اها در مسیریابی مبتنی بر مکان احتی گره بنابراین ،دهند میبا انتخاب همسایه نزدیک به مقصد انجام

1 Proactive 2 Reactive 3 Hybrid

4 مقدمه– 1فصل

باره همه مقاصد بالقوه را ندارند و فقط اطالعـات دربـاره معمول در " جداول مسیریابی "به نگهداري .دارند میهمسایه را نگه

اگرچه مسیریابی مبتنی بر مکان هزینه هاي مرتبط با کشف مـسیر و نگهـداري مقاصـد را صـرفه کند که از طریق آن قبل از می ایجاد " نیاز به سرویس مکان "مساله جدید بنام کند ولی یک میجویی خواهـد بـسته را بـه آن بفرسـتد میي را که گره مبدا باید مکان گرهیک بسته بتواند رانده شود اینکه

نیـاز بـه گـره که یـک میهنگا. کند باید اطالعات مکانش را بروزکند میحرکت گرهوقتی . کشف کند مقـصد خـاص دارد بـه سـرویس مکـان بـراي بازیـآبی اطالعـات مکـان گـره اطالعات مکان درباره

سـرویس هـاي مبتنـی بـر مـاهواره ماننـد : تعدادي از این سرویس هـا عبارتنـد از . ت میدهد درخواسGPS(USA)، GLONASS(Russia)، GLO(Europe) که از تاخیر انتـشار سـیگنال ارسـال رادیـویی

هـاي امـا تعـدادي سـرویس . کننـد ها براي محاسبه موقعیت مطلق با دقت چند متر استفاده می ماهوارهدر کـه 1یـابی خود موقعیـت الگوریتم. نیز وجود دارد که نیاز به چنین زیرساختاري ندارد یابی موقعیت

مثالی از اینگونـه ،شود گیري میها با استفاده از تاخیر انتشار سیگنال رادیویی اندازه گره فاصله بین آن .]6[سرویس ها است

نی فـوق الـذکر را اسـتفاده تواند سرویس مکـا می گره یک ،ها در شبکه گره براي تعیین موقعیت با این سرویس قابلیت به دست آوردن موقعیت گره ارتباطی خـود را بـا گرهفرض کنیم که هر . نماید

.سوال از سرویس مکانی دارد گره یک بسته به سمت مکان شناخته شده ي 2ایده اساسی مسیریابی مبتنی بر موقعیت جلو بردن

در محدوده رادیویی موقعیت شـناخته گره کافی دقیق باشد اگر اطالعات موقعیت به قدر .مقصد است ،تصمیمات مسیریآبی محلی براسـاس موقعیــت مقـصد . تواند تحویل گردد شده اش است و بسته می

.اش استهاي همسایهگره و موقعیت گرهموقعیت خود .الیفعال و سرویس مکانی انفع سرویس مکانی پیش: دو نوع سرویس مکانی عمومی وجود دارد

ها اطالعات مکانی را به صورت هایی هستند که در آنها گره فعال پروتکل هاي مکانی پیش سرویس . کنند هاي مکانی انفعالی اطالعات مکانی را هنگام نیاز درخواست می سرویس. کنند متناوب تبادل می

یگاه هاي پا سیستم: شوند بندي می تقسیم فعال به دو نوع عمومی هاي مکانی پیش سرویسهاي خاصی در هاي مکانی گره هاي پایگاه داده در سیستم. هاي پخش مکانی هاي مکانی و سیستم داده

وقتی یک . کنند ها در شبکه عمل می شبکه به عنوان یک پایگاه داده از اطالعات مکانی براي دیگر گره

1 Self Positioning Algorithm 2 Forward

5 مقدمه– 1فصل

نی جدیدش بازسازي اي خود را با اطالعات مکا کند سرور پایگاه داده گره به مکان جدید حرکت می . ]7[کند می

هـا بـه ها در شبکه به طور تناوبی با اطالعات جدیـد گـره هاي پخش مکانی، تمام گره در سیستم توانـد کند مـی اي درخواست اطالعات مکانی گره دیگري را می بنابراین وقتی گره . شوند روزرسانی می

تواند به عنوان نـوعی سیـستم کانی می یک سیستم پخش م . این اطالعات را در جدول مکانی آن بیابد هاي دیگـر اي مکانی تلقی شود که در آن هر گره در شبکه حاوي اطالعات مکانی تمام گره پایگاه داده

در کـل اي مکـانی سیستم پایگـاه داده که دهد اي از این دو نوع سرویس مکانی نشان می مقایسه .است .]7[عملکرد بهتري دارند

گـره برخی از ااي مکان در شبکه هاي موردي سیار بر اساس عمل همه یعالوه بر آن سرویس ه ها را ذخیره کند دسـته گره ها در شبکه بعنوان سرور مکان و یا اینکه هر سرور مکان همه یا برخی از

برخی براي " ،" 2 همه براي برخی" ،" 1 همه براي همه": دسته است 4بندي شده اند که حاصل آن گـره یک مثال از سرویس مکان همه براي همه است کـه DREAM. " 4 براي برخی برخی " ،" 3همه

کننـد واضـح مـی ارسـال 5هاي دیگر در شبکه به روش سیل آسا گره ها اطالعات مکانشان را به همه شماهاي برخی براي برخی و برخی براي همه نیز مـشکالتی . است که این دیدگاه مقیاس پذیر نیست

. ]6[دهند میهاي انتخاب شده بعنوان سرور قرار گره دي را روي زیرا بار زیا. دارندبا شناسه ( گرهچطور یک : طراحی یک سرویس مکان مستلزم پاسخ به سواالت اساسی زیر است

A ( کنـد؟ چطـور مـی یک مجموعه سرورهاي مکان را براي ذخیره اطالعات مکانش انتخـابA ایـن سرورهاي B) با شناسه (هاي دیگر گره کند؟ چطور میز سرورهاي مکان را همراه با حرکت آنها برو

کند؟ پاسخ هاي ارائه شده بوسیله شماهاي مختلف می کشف A را براي بازیابی مکان Aمکان مناسب چـه گـره هر ،شوند می آن است که سرورها چگونه سازماندهی ،اولین بعد . در دو بعد مختلف هستند

شـوند؟ میچندین سرور دارد چطور آنها در عرض شبکه توزیع گرهمقدار سرور مکان دارد ؟ اگر هر بطور یکنواخت یا متراکم تر هستند؟ دومین بعد آن است که تک به تـک اطالعـات گره در اطراف اآی

بنـابراین . کننـد مـی را ذخیـره گـره برخی شماها مکان واقعی هـر . شود میمکان روي سرورها ذخیره العات مکان هستند در حالیکه شماهاي دیگـر فقـط اطالعـات مهـم نیازمند بروزرسانی هاي مکرر اط

.]8[کنند میها را ذخیره گره درباره مکان

1 All-for-All 2 All-for-Some 3 Some-for-All 4 Some-for-Some 5 Flooding

6 مقدمه– 1فصل

برخی خصوصیات یک سرور مکانی مورد قبول که در طراحی باید مورد توجـه قـرار داده شـود : عبارت است از

هـاي شـبکه عمل نگهداري اطالعات در سرورهاي مکانی باید به طور یکنواخـت بـین گـره -1برنـد بلکـه هنگـام خرابـی مـی سرورهاي مکانی مرکزي نه تنها کارایی سرویس را بـاال ن . تقسیم گردد

.آورند میسرور هاي مرکزي عدم دسترسی هاي زیادي به بار . شکست یک گره نباید روي دسترسی به گره هاي زیادي تاثیر گذار باشد-2بدان معنی که گـره . با یک ارتباط محلی باشد درخواست مکان گره هاي نزدیک باید متناسب -3

.هاي دورتر براي ارتباط با یکدیگر هزینه بیشتري نسبت به گره هاي نزدیکتر بپردازند هزینه ارتباط و ذخیره سازي در سرویس مکانی باید متناسب با تـابعی کوچـک از کـل گـره -4

ه ذخیره هر گره و هزینه ارتباطی در مقیاس پذیري هر سرویس مکانی بر اساس انداز . هاي شبکه باشد .شود میشبکه که شامل هزینه درخواست و هزینه به روز رسانی است اندازه گیري

توانـد میکند میها در شبکه فراهم یک سرویس مکان موثر که اطالعات مکان را روي همه گره کنـد مـی درخواسـت براي بهبود کارایی مقیاس پذیري یک پروتکل مسیریابی کـه اطالعـات مکـان را

.]23[استادغام سرویس مکان با پروتکل مسیریابی جغرافیایی کلی هدف واستفاده گردد در کروم اطالعات مکان .اي استسرویس مکانی با نام سیستم کروم براساس سیستم پایگاه داده

ها نیز به کروم درخواست مکان،گردد میشود ارسال میها که کروم نامیده گره به یک زیرمجموعه از در نتیجه بسته درخواست مکان . تهی استغیراشتراك هر کروم با کروم دیگر . گردد میدیگري ارسال

.]12[شود میرسد و درخواست پاسخ داده میدرخواست شده گرهحداقل به یک سرور مکانی براي ،]GLS] 15:م در مراجـع مختلـف ارائـه شـده اسـت سرویس مکان بر اساس کرو چندین شماي

SLALoM] 21[، HGRID ]24[ و HIGH-GRADE] 20[ . ــذیري هــدف اصــلی اگرچــه مقیــاس پ بسیاري از سواالت مورد توجه خـصوصیات مقیـاس پـذیري هنـوز ،طراحی در این شماها بوده است

متوسط تعداد بسته هاي رانده ( روي هزینه بروزرسانی SLALoMبراي نمونه شماي . باقی مانده است GLS در حالیکه در ]21[کند میتمرکز ) در شبکه براي بروزرسانی همه سرورهاي مکان شده در ثانیه

. شـود مـی هم بروزرسانی مکان و هم هزینه درخواسـت مکـان در نظـر گرفتـه ]24[ HGRID و]15[بی شـبیه سـازي ادر ارزی) الگوي تحرك و الگوي ترافیک ( بعالوه مجموعه هاي متفاوت از پارامترها

ایجاد مقایسه مستقیم از لحاظ کارآیی و مقیاس پذیري هاي آنهـا اگـر ،شود میکار گرفته این شماها ب جدا از درخواست مکـان و سـربار بروزرسـانی کـه نـشانه هـاي ،دوم. غیر ممکن نباشد مشکل است

ذخیره سـازي / نیازمندي هاي حافظه ،خوبی از پردازش پردازنده و مصرف توان سرویس مکان است

7 مقدمه– 1فصل

که تعداد زیادي گره را میم است که باید در طراحی یک سرویس مکان بطور خاص هنگا یک معیار مه . گردد محاسبه شود میشامل

طراحی سرویس هاي مکان کارآ یک موضوع تحقیقی فعال در بسته هاي رادیویی و شـبکه هـاي ت اما بیشتر شماها بر پایه شبکه هاي زیـر سـازي شـده بـا سـرورهاي اختـصاصی جهـ . سلولی است

هـا متقـارن هـستند و هـیچ گـره در شبکه هاي موردي سیار همـه . بکاربردن اطالعات موقعیت است هـا بـه گـره سرویس هاي مکان باید بوسیله خود ،بعبارت دیگر . سرور مکان اختصاصی وجود ندارد

بنابراین شماي درست شده براي بسته رادیویی و شبکه هاي سلولی بـراي . طریق همکاري فراهم شود مقیاس پذیري سرویس مکان بطور مستقیم روي کـل مقیـاس . که هاي موردي سیار مناسب نیستند شب

در ایـن رسـاله مـا فقـط . گـذارد مـی پذیري مسیریابی مبتنی بر مکان در شبکه هاي موردي سـیار اثـر .گیریم میشماهاي خاص براي شبکه هاي موردي سیار را در نظر

موقعیت مقیاس پذیر در شبکه هـاي سـیار مـوردي ارائـه تاکنون روشهایی براي ایجاد مدیریت .شده اند و هر کدام از این روش ها سعی در کاهش سربار ناشی از ارسال اطالعات موقعیت گـره هـا

.در شبکه دارندیکی از بهترین و شناخته شده ترین شماهایی که مبتنی بر گرید بوده و خصوصیات یک سرویس

شبکه به،HGRIDشناخته شده در روش. باشد می HGRID، مکانی مقیاس پذیر را داراست هر دو ودامنه رادیویی بوده r که، شود میتقسیم ) 2r /) L0ضلع هاي مربعی واحد با ناحیه

به HGRID. توانند به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند می مرتبه صفرگره در یک مربع .]18[ در این رساله نزدیکتر است و بر این اساس مبناي مقایسه قرار گرفته استروش پیشنهادي

روشـهاي یکـی از کاهش زمان پاسخگویی به در خواست مکان با در نظر گرفتن سربار در رسالهمقصود در این سلـسله مراتبـی چندسـطحی گریـد این رساله یک پروتکل مدیریت موقعیت . استسرویس هاي مکانی

هاي موردي بـا مقیـاس بـزرگ مـورد اسـتفاده قـرار کند که براي شبکه می را توصیف TGRID جدید. شـوند اسـت می تقسیم ناحیه شبکه به نواحی کوچکتر که گرید نامیده TGRID ایده اساسی .گیرد می

انتخـاب . شـود مـی هـایی از گریـدها ارسـال هـاي موقعیـت بـه زیرمجموعـه درخواستها و بروزآوري ي کـه زیرمجموعـه را گـره و موقعیـت بندي سلـسله مراتبـی گریـدها وابسته به گروه ها زیرمجموعه

.باشد میکند میانتخاب به ی را از نقطه نظر درصد پاسخگویمکانی معرفی شده و یکی از آنها سرویس هايبرخی از در این رساله

شده بررسی و ارزیابی ]Glomosim] 25 سازي با استفاده از ابزار شبیه درخواست مکان و پهناي باند به کار گرفته شده به گونه اي تغییر داده شده است که کمترین سربار و بیشترین گذردهی را نحوه توزیع سرورهاي مکانیسپس. است

.داشته باشد

8 مقدمه– 1فصل

عالوه بر آن یک چارچوب تئوریک براي مطالعه خصوصیات مقیاس پذیري براساس سـه معیـار ا استفاده از این چهارچوب مقایسه مقیاس پذیري یک سري از شـماهاي ب. ]19[هزینه ارائه شده است

دهـد کـه مـی این تحلیـل نـشان . به عنوان یک شماي پیشنهادي آمده است TGRIDموجود و شماي طراحی یک سرویس مکان شامل موازنه اي بین سه معیار هزینه و چشم اندازي از آنهاست که مارا بـه

.کند مینتایج باارزشی هدایت در فـصل دوم مقدمـه اي بـر .برخی مفاهیم کلی و ضرورت انجام مساله گفته شـد فصل این در

و مکـانیزم هـاي مـدیریت موقعیـت سـوم در فصل . انواع مسیر یابی در شبکه هاي سیار ارایه میشود معرفی شده و روش هاي موجود که در سالهاي اخیر براي مقیـاس پـذیر کـردن سرویس هاي مکانی

. و به ذکر مزایا و معایب آنها پرداخته شده است،وردي ارایه شده اند بررسیشبکه هاي م معرفی شده و اجزا و کارکرد آن تشریح شـده TGRID مکانیزم روش پیشنهادي چهارمدر فصل

مورد ارزیابی قرار گرفته است و نتایج آن با روش هاي موجـود TGRID در فصل پنجم روش .است. شـشم بـه بیـان نتیجـه گیـري و کارهـاي آینـده پرداختـه شـده اسـت مقایسه شده انـد و در فـصل

9 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

دومفصل هاي مسیریابی بر پایه موقعیت و سرویس .2

مکانی

10 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

:مقدمه 2-1باعث ،1ارتباطات بی سیم و دستگاههاي دستیکاربران به گسترده رسیدر سالهاي اخیر دست

. شند نبا3پیش برقراراز فراساختار که نیازمند یک شده است2مورديي ها تحقیق روي شبکهافزایش یکدیگر همکاري براي انتقال اطالعات بااست که 4هاي خود مختارشامل گره مورديي ها این شبکه

.کنند می عمل مسیریابها در آن واحد هم بعنوان سیستم پایانی و هم گره معموال این . کنند می از ي ایستاها در شبکه. گردند میتقسیم ایستا و سیارکالس توانند به دو می مورديي ها شبکه

مانند به محض اینکه قسمتی از یک شبکه شود قابل تغییر نیست گره موقعیت یک موردي نوع . سیار تمرکز خواهیم کردمورديي ها در ادامه این کار ما منحصرا روي شبکه. ]rooftop ]1ي ها شبکه

از بطور مثال . یاري حرکت کنندممکن است بطور اختها گره سیار موردي ي ها در شبکهي ها در برقراري ارتباط بین دستگاه،توانند بکار گرفته شوند می سیار مورديي ها که شبکهییها محل

سیار بطور مکرر بدون توجه به موردي يها شبکهتوپولوژي چون. دستی یا بین وسایل نقلیه استو دیدگاه د. چالش انگیز استکاريیی ها ، مسیریابی در چنین شبکهکند میوضعیت قبلی تغییر

. مکانی6، مسیریابی مبتنی بر موقعیت5 مسیریابی مبتنی بر توپولوژي:مسیریابی وجود داردمتفاوت از اطالعاتها پروتکلهاي مسیریابی مبتنی بر توپولوژي براي انجام عمل به جلو راندن بسته

پیش يها دسته به توان می را ها این الگوریتم. کنند میي موجود در شبکه استفاده لینکهامربوط به .کرد تقسیم مختلط و 8انفعالی و 7فعال

9ي مسیریابی کالسیک مانند مسیریابی بردار فاصلهها از استراتژيپیش فعالي ها الگوریتم)DSDV ]2[ (10پیوند-یا مسیریابی حالت) OLSR ]3[، TBRPF ]2[ ( این . کنند میاستفاده

1 Hand-Held Devices 2 Ad Hoc 3 Pre-Established 4 Autonomous 5 Topology-Based Routing 6 Position-Based Routing 7 Proactive 8 Reactive 9 Distance Vector 10 Link-State

11 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

حتی اگر کنند، مینگهداري در شبکه را قابل استفادهات مسیریابی درباره مسیرهاي اطالعها الگوریتم

آن ها اشکال اصلی این دیدگاه. مورد استفاده نباشند) وضعیت جاري(این مسیرها در حال حاضر اگر توپولوژي شبکه مکررا در حال (ي بال استفاده ها این مسیراطالعات مربوط به است که نگهداري

.]5[تواند قسمت مهمی از پهناي باند در دسترس را اشغال کند می) باشدتغییر ،]DSR ]4[، TORA ]6( توسعه داده شدند انفعالی پروتکلهاي مسیریابی ،این مشکلبراي حل

AODV ]5 .([ مسیرهایی را که در حال حاضر اطالعات مربوط به فقط انفعالیپروتکلهاي مسیریابیبخش به علت در استفاده بودن بار روي شبکهبه این ترتیب ،کنند میاري مورد استفاده هستند نگهد

محدودیتهاي برخی هنوز ھا این دسته از الگوریتماما . یابد میکاهش کوچکی از مسیرهاي در دسترس شود، میي در حال استفاده نگهداري مسیرها اطالعات مربوط بهاوال چون فقط: دارنددر خودذاتی

را مبادله کرد باید کشف مسیر انجام اي هبرقرار کرد یا بست بتوان بین یک زوج ارتباطی قبل از اینکه. گردد می منتقل شود که باید اي ه اولین بستدر ارسالیک تاخیر بوجود آمدن باعث کارگیرد که اینی حجم قابل توجه ممکن است نیزانفعالی الگوریتم دربین مسیرهاي نگهداري شده ثانیا حتی در

گرهاگر مسیر به و کند تولید شود میشبکه هنگامیکه توپولوژي شبکه بطور مکرر تغییر در ترافیک .روند می از دست احتماالي ارسال شده به یک مقصد ها در نهایت بسته تغییر یابد مقصد

پیش فعالترکیب مسیریابی ]ZRP ]6 مانند ي مورديها در شبکهپروتکلهاي مسیریابی ترکیبیبه سطح باالیی از کنند میهستند که تالش سراسري بصورت انفعالیمحلی و مسیریابی ت بصور

که حداقل نیازمند این استاما حتی ترکیب هردو استراتژي هم . دست یابندکارایی و مقیاس پذیري بی مبتنی بر در ادامه انحصارا روي مسیریا. شوند نگهداري طالعات مسیرهاي در حال استفادها

.کنیم میت تمرکز موقعیي مسیریابی مبتنی بر موقعیت بعضی از محدودیتهاي مسیریابی مبتنی بر توپولوژي را ها الگوریـتم

باره موقعیت نیازمند اطالعاتی درها این الگوریتم. کند می تر حذف با استفاده از اطالعات اضافهموقعیت خودش را گرهطور عام هر ب. داردهایی که قصد دارند با هم ارتباط برقرار کنندگره فیزیکی

از این اي هخالص]. 3و1[کند میویس موقعیت یاب دیگر تعیین یا هر نوع سرGPSبا استفاده از بسته تعیین موقعیت مقصدس مکانی جهتیک سرویفرستنده یک بسته از . وجود دارد]3[ها در روش

سپس . ه پیش از ارسال قرار دهدکند تا این اطالعات را در فیلد آدرس مقصد بست میاستفاده و موقعیت فیلد آدرس بستهبراساس موقعیت مقصد موجود در گرهتصمیمات مسیریابی در هر

بنابراین مسیریابی مبتنی بر موقعیت نیازمند. گردد می اتخاذ تصمیم گیرندههاي گره ي ها همسایهکنند و نه مییابی را ذخیره ها نه اطالعات جدول مسیرگره . برقراري یا نگهداري مسیرها نیست

تحویل قابلیتمسیریابی مبتنی بر موقعیت. کنند میرسانی جداول ارسال روز بهیی را براي ها پیغام

12 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

. داراست ساده سرویسیک بوسیله رای داده شده ی یک ناحیه جغرافیاون دريهاگره به همه ها بسته

مسیریابی ي ها الگوریتم از اي هخش خالص در این ب.]2[شود می نامیده Geocastingاین نوع سرویس .دهیم میموردي سیار ارائه ي ها مبتنی بر موقعیت را براي شبکه

مسیریابی مبتنی بر موقعیتفاهیم پایهم 2-2یک . مقصد آن تعیین گرددجغرافیایی است که موقعیت الزم از اینکه یک بسته ارسال گردد پیش

هاي گره ي مکانی موجود براساس تعداد ها سرویس. وظیفه استسرویس مکانی مسئول انجام این گره تواند شامل همه یا بخشی از می هاي میزبان سرویسگره . شوند میمیزبان سرویس دسته بندي

هاي شبکه را گره بنابراین هر سرور مکان ممکن است که موقعیت بعضی یا همه . هاي شبکه باشد ،1بعضی براي بعضی : شوند میهار دسته تقسیم به چي مکانیها سرویسبر این اساس . نگه دارد

].7 [4 همه براي همهو3 همه براي بعضی،2بعضی براي همه

گرهبوسیله یک یک بسته به جلو راندن تصمیم در مورد نحوه،مسیریابی مبتنی بر موقعیتدر موقعیت . خواهد بود یک بسته و موقعیت یک همسایه با یک گام فاصله مقصدابتدا براساس موقعیت

موقعیت دقیقتري از موقعیت مقصد را بداند گره اگر یک . بسته قرارگرفته است5 سربارهمقصد در بطور عادي از طریق ها موقعیت همسایه. کندروز به موقعیت را ،تواند قبل از به جلو راندن بسته می

ها گره بوسیله همه اي هبطور دور 6این امواج رادیویی راهنما. شود میهمه پخشی یک گام یادگیري .هاي ارسالی هستندگره گردند و شامل موقعیت میارسال

وجود مسیریابی مبتنی بر موقعیت دربه جلو راندن بسته براي سه استراتژي اصلی بطور کلی . 9دیدگاه سلسله مراتبیو 8 سیل آساي جهت دار محدود شده،7حریصانه ارسال: دارد

شتر و یا بی) حریصانه به جلو راندن(د نظر را به یک همسایه بسته مور گرهبراي دو تاي اول یک اند یکتر قرار گرفتهبه مقصد نزد گرهاز خود با یک گام فاصله که ) سیل آساي جهت دار محدود شده(

حریصانه بستگی به شرایط بهینه سازي انتخاب همسایه در حالت به جلو راندن. کند میارسال به مقصد وجود نداشته گره با یک گام فاصله نزدیکتر از خود اي هایاگر هیچ همس .الگوریـتم دارد

1 Some for Some 2 Some for All 3 All for Some 4 All for All 5 Header 6 Beacons 7 Greedy Forwarding 8 Restricted Directional Flooding 9 Hierarchical Approaches

13 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

1 استراتژي بازیافت در این فصل. راندن ممکن است دچار خرابی شوند هر دو استراتژي به جلو،باشد

.]2[مورد بررسی قرار خواهد گرفت نیزکند میکه با این نوع خرابی مقابله صورت سلسله مراتبی سیار بزرگ است کهشبکه هاي مربوط بهسومین استراتژي به جلو راندن

حریصانه را براي را که به جلو راندنمتداولدر این مقاله ما دو مسیریابی سلسله مراتبی . کند میعمل کند ارزیابی می را براي مسیریابی محلی استفاده 2و دیدگاههاي غیر موقعیتیمسیریابی نواحی وسیع

.مکنی می

]1[بلوکهاي ساختاري و شرایط براي دسته بندي) 1-2 شکل

ي مکانیها سرویس 2-3هاي سیار گره . نیاز دارد ،خاص گرهموقعیت جاري یک اطالعات یک سرویس مکانی به

گرهموقعیت گرههنگامیکه یک . کنند می ثبت موقعیت جاري خود را به سرویس اطالع داده ودر . کند میدرخواست یک سرویس مکانی از این اطالعات راداند میتباطی درخواست شده را نرا

وجود دارد که ) ي شناخته شده ها با آدرس( خاصي سلولی کالسیک سرورهاي موقعیت ها شبکهي سرویس هاي ها با توجه به طبقه بندي.دنکن میهاي شبکه را نگهداري گره اطالعات موقعیت

هاي خاصی هستند که گره چون سرورها . گیرد میقرار "بعضی براي همه" در گروهروشاین مکانی .]7[کنند میهاي شبکه را نگهداري گره اطالعات همه تواند به روش مییک سرویس خارجی همانند دیدگاه مرکزي فقط، سیارمورديي ها در شبکهاوال پیدا کردن موقعیت یک : ر وجود دارد دو دلیل براي این کا. قرار گیرد دسترسی مورد3غیر موردي

،دون یک سرور موقعیتزیرا ب. باشد مشکل استمورديسرور موقعیت که خود بخشی از شبکه یک سرور نیز قابل ها و بدون اطالعات موقعیترا بدست آورد ها اطالعات موقعیتتوان مین

1 Recovery 2 Non-Position Based Approaches 3 Non Ad-Hoc

14 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

تضمین وجود حداقل یک است ممکن است1پویا مورديثانیا چون یک شبکه . دسترسی نیست

. مورد نظر سخت باشدمورديسرور موقعیت در شبکه

2الگوریتم مسیریابی اثر فاصله براي تحرك 2-4یک بانک موقعیت داردکه اطالعات موقعیـت را گره هر DREAMدر چارچوب الگوریتم

همه براي " وهیعنی این الگوریتم در گرکند میذخیره دیگري که قسمتی از شبکه است گرهدرباره هر و گره جهت و فاصله از ،گرههر مدخل در بانک موقعیت شامل مشخصات یک . گیرد می قرار "همه

و دقتبدیهی است. دهد می که زمان تولید شدن اطالعات را نشان استزمانی همچنین یک مقدار .]7[ چنین مدخلهایی وابسته به قدمت آنها استاتکا پذیري

هاي دیگر نگهداري گره که توسط ی رسانی اطالعات موقعیتروز بهبطور مرتب براي گرههر هاي دیگرگره تواند دقت اطالعاتش را با می گرهکند هر مییی را سیل آسا ارسال ها شود بسته می

: کنترل کندبوسیله عوامل زیر )3 زمانیتناوب(رسانی موقعیت روز بهي ها پیغامفرکانس ارسال •

)4اي ه فاصلتناوب( از مکان قبلی حرکت گرهشناسایی میزان •

سرعت (وابسته است گره تحرك یک ه میزانرسانی ارسالی بروز به يها پیغام زمانیدر تناوب فراهم کردن اطالعات موقعیـت دقیق در بمنظور اي هتحلیل فاصل). ي مکررترها رسانیروز به ،باالتر

ي ها هزینه. اي دورتر دقت کمتري داردهگره در مورد شود و میاستفاده گرههمسایگی مستقیم یک 5طبق نظریه اثر فاصله .تواند کاهش یابد میهاي خیلی دور گره مربوط به اطالعات موقعیـت دقیق

یک مثال از این نظریه در . نسبت به یکدیگر حرکت آرامتري دارند،مجزا با فاصله بیشتر گره دو ]7[ . نشان داده شده است2-2شکل

]7[اثر فاصله) 2-2شکل

1 Dynamic 2 Distance Routing Effect Algorithm for Mobility 3 Temporal Resolution 4 Spatial Resolution 5 Distance Effect

15 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

در یک جهت و با یک سرعت در C گره و B گره متحرك نیست در حالیکه A گرهفرض کنید

C گره بیشتر از تغییرات در موقعیت B گره در موقعیت تغییرات،A گرهاز دید . حال حرکت هستند در گامهاي میانی،کند میمقصد مجاز گره تر را در نواحی دور از اثر فاصله تحلیل زمانی پایین. است

. نمایندروز به بسته را قرار داده شده در سرباره قادر خواهند بود که اطالعات موقعیت مسیر بسته

حریصانه بصورت بسته1ارسال 2-5 فرستنده یک بسته موقعیـت تقریبی ، حریصانه بصورت جلو راندن بسته روشبا استفاده از

در اختیار گره این اطالعات بوسیله یک سرویس مکانی مناسب . دهد یمگیرنده را در بسته قرار در که آن را به یک همسایهکند می را دریافت اي همیانی بست گرههنگامیکه یک . گیرد میفرستنده قرار بطور ایده ال این فرایند تا زمانیکه بسته به گیرنده برسد تکرار . کند میارسال قرار گرفته جهت گیرنده

.شود میایه تصمیم بگیرد که بسته را به کدام همس گرهمتفاوتی براي اینکه یک ي ها استراتژيکلیبطور

مبدا و مقصد یک D و S که اند تشریح شده3-2شکل در ها این استراتژي. ارسال کند وجود داردک استراتژي ی. دهد می را نشان S ماکزیمم محدوده انتقال rدایره با شعاع . دهند میبسته را نشان

. باشد ارسال گردد می D به rدر دایره به شعاع گره ي که نزدیکترینگره حسی آن است که بسته به سعی این استراتژي. شود می شناخته ]MFR2 ]3این استراتژي بعنوان . باشد می C گرهکه در مثال

.یمم نماید بپیماید مینD ي یک بسته را که باید تا رسیدن بهها د گامکند که تعدا میMFRتواند قدرت سیگنال را می است که فرستنده یک بسته ناي یک استراتژي خوب در سناریو

استراتژي دیگري نشان داده شده است ]1[اما در . صله بین فرستنده و گیرنده تنظیم کندفا به هتوجبا MFRبهتر از ر را اگر فرستنده بتواند قدرت سیگنالش را با توجه به مسافت تنظیم کند این کاکه

گرهتر از فرستنده که به گیرنده نزدیک گره بسته به نزدیکترین همسایه،NFP3در . دهد میانجام را به NFP استراتژيهاگره اگر همه . استA گرهین ا3-2شکل در.شود میارسال استفرستنده

،ن متوسط پیشرفت بستهبنابرای. ابدی می بطور واضحی کاهش ها خدمت گیرند احتمال تداخل بستهعبارت است از احتمال یک انتقال موفق بدون این احتمال شود که می محاسبه f(a,b)احتمالبعنوان

شودهنگامیکه بطور موفقیت آمیزي ارسال b تاaپیشرفت بسته از عبارت است ازf(a,b)تداخل و . استMFRبدست آمده براي بزرگتر از این مقدار NFPکه براي

1 Forwarding 2 Most Forward Within r 3 Nearest With Forward Progress

16 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

]3[استراتژي مسیر یابی حریصانه) 3-2 لشک

با نام مسیریابی به مسیر مستقیم گرهانتخاب نزدیکترین ها استراتژي دیگر براي جلو راندن بستهد کن میرا به هم وصل مقصد فرستنده و که خط مستقیمی بهاست که نزدیکترین همسایه را 1جهتی

کند که مسافت جغرافیایی میبی جهتی سعی مسیریا. استB گرهدر مثال این .]1[کند میانتخاب گرهدر نهایت ممکن است که اجازه دهیم فرستنده بطور اتفاقی یک . مسافرت یک بسته را مینیمم کند

اطالعات مورد این استراتژي دقت .]1[نتخاب کند و بسته را به آن براندنزدیکتر از خود را به مقصد اکند و تعداد اعمال موردنیاز براي رانش بسته را کاهش می را کم ها نیاز درباره موقعیت همسایه

.دهد می

متاسفانه مسیریابی حریصانه ممکن است در بعضی موارد براي پیدا کردن مسیر بین فرستنده و نشان داده 4-2شکل در یک مثال از این مشکل . یعنی دچار خرابی گردد، گیرنده درست عمل نکند

است و دایره D و S فاصله بین ی به اندازه داراي شعاعDدر این شکل نیم دایره اطراف . شده است وجود D به S که یک مسیر معتبر از باید توجه داشت. دهد می را نشان S محدوده انتقال Sاطراف

. محدوده انتقالش است درDدیگري به مقصد گره نزدیکتر از هر Sمشکل اینجاست که . دارد .از آن خارج شودتواند می رسیده است که ن2مسیریابی حریصانه بنابراین به یک ماکزیمم محلی

ي گره ي در جهت مستقیم ارسال پیدا نشود بسته باید به گره اگر هیچ ،براي رفع این مشکل گردشیي ها مسئله بسته بروزباعث کار اما این ،]3[را داشته باشدعقبگرد ارسال گردد که حداقل

.افتد می اتفاق نشوند می ارسال در جهت رو به جلو فقط به سمت مقصدها شود که هنگامیکه بسته میدو دیدگاه بازیافت شبیه ]23 [3 (GPSR) و استراتژي مسیریابی پیرامون]Face-2 ]23الگوریتم

بسته انجام اطالعات درونهر دو مسیریابی بر اساس. هستند4هم براساس پیمایش گراف مسطح

1 Directional Routing 2 Local Maxinmum 3 Gridy Perimeter Stateless Routing Protocol(GPSR) 4 Planar

17 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

در یک اي ههنگامیکه بست. را نگهداري کننداي هها اطالعات اضافگره و احتیاجی نیست که شوند می

نزدیکتر به گرهو وقتی که به یک . گردد می وارد مد بازیافت گرفتار شود مسیریابی آنماکزیمم محلی .گردد میرسد به مد حریصانه بر می بودد کرده ي که بسته را به مد بازیافت وارگره مقصد نسبت به

]1[خرابی مسیریابی گرید) 4-2 شکل

ها در یک شبکه گره از یک مجموعه . نداردیال متقاطعیگراف مسطح گرافی است که هیچ به قدر این رئوسوس هستند و اگر ها در آن رئگره که فرض شود تواند بعنوان گرافی می موردي

گراف . یی بین دو راس وجود داردها یالکافی براي مخابره بطور مستقیم به یکدیگر نزدیک باشند که را ببینید 5-2شکل براي مثال ( بطور معمول مسطح نیست مورديتشکیل شده بوسیله یک شبکه

.)هاي دیگر استگره همه گرههر مستقیم انتقال بردموردي ساخته ها در شبکه گره بوسیله که ی گرافاختن یک زیرگراف مسطح متصل ازراي سب

یالیک : ]1[شود می جهت مسطح کردن گرافها استفاده شناخته شده–م خوبشده است یک مکانیز گرهدر صورتی جزو گراف مسطح خواهند بود که در ناحیه پوشش مشترك آنها B و A گرهبین دو

B گردد چون منظور نباید در زیر گراف مسطح C و A بین یال5-2شکل درثالبراي م. دیگري نباشدبتنهایی قادر است گرههر مهم است که بدانیم.شود میقرار دارند ها در بخش متداخل دایرهDو

هاي مجاور گره ه موقعیت هم گره چون هر جزو گراف مسطح هستند،ها تشخیص دهد که کدام یال .داند میخودش را

پیمایش یک گراف مسطح ساده براي یافتن یک مسیر به الگوریتم ، زیر گراف مسطحبا داشتني زیر گراف ها 1وجه ارسال کردن بسته روي ، آنکلیمفهوم . گیرد میمقصد مورد استفاده قرار سمت دهد که چطور این پیمایش هنگامیکه یک می نشان ]1[ 6-2شکل .ندنزدیکتراست که به مقصد مسطح

1 Face

18 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

وجه بسته در درون وجهدر هر . گیرد میشود انجام می ارسال 1در مد بازیافت D به سمتSته از بس

ي ساعت از ها بعدي در خالف جهت عقربهیالارسال بسته روي : شود میارسال در جهت راستگرد . رسیده است گرهاز طریق آن به اي که بسته یالی

مسیریابی کننده گره کهیالی را ، و مقصدفتشروع کننده حالت بازیا گرههر زمان خط بین که آیا بخش شود میدهد قطع کند چک می از طریق آن انجام در جهت راستگردارسال بسته را

اگر . یا نه با آن مواجه شده است به مقصد نزدیکتر است بسته که قبالمتقاطع از بخش متقاطعیبایست از طریق آن رانده میلی است که بسته یاحاشیه آن روي یک که وجه جدیدياینگونه باشد به

نسبت به یالیي ساعت ها بعدي در خالف جهت عقربهیالبسته سپس روي . شود می سوئیچ شد میاین الگوریتم تضمین . شود می روي آن در حال حرکت بوده ارسال ها وجهکه قبل از سوئیچ کردن بین

یک مسیر از مبدا تا مقصد خواهد اصلی باشد لزومایري در گراف غیر مسطح کند که اگر چنین مس می .بود

]1[گراف غیر مسطح) 5-2 شکل

ي گره موقعیت است ماننداي ه یک بسته شامل اطالعات اضافسربارهبراي انجام این الگوریتم وجه که باعث تغییر تقاطعست و موقعیت آخرین اکرده وارد مد بازیافت الگوریتم مسیریابی راکه

تواند تمام تصمیمات می گرهبنابراین هر . جاريوجه پیمایش شده روي یالشده است و اولین شامل شناسایی یک توانایی این . اتخاذ کندي محلی اش ها براساس اطالعات همسایهتنها مسیریابی را

قبال طی مسیر خود جدید وجه را روي یالبسته اولین هنگامیکه یک .مبدا غیر قابل دسترس نیز است

1 Recovery

19 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

بنابراین . دهد که امکان دسترسی به مقصد وجود ندارد میمسیریاب تشخیص گرهمشاهده کرده باشد

.ي پیموده شده نیز باشدها بایست شامل لیستی از یال میسرباره بسته

]1[پیمایش گراف مسطح) 6-2 شکل

ه آن است که هر کدام از این مقایسمعیاریک .کنیم میدر ادامه ما سرویسهاي مکانی را بررسی ما این مطلبدر ادامه .کنند میسیار چگونه رفتار موردي ها در شبکه گره با افزایش تعداد ها دیدگاهها گره هنگامیکه تعداد یعنیاند ثابت بم در واحد سطحهاگره تراکم متوسطکنیم که میفرض

امید ریاضی چون . یابد می افزایش نیز مورديناحیه پوشش داده شده بوسیله شبکه یابد، میافزایش aa اندازه یکنواخت در مربع با تصادفی که با تابع احتمالدو نقطه فاصله انتخاب شده باشند ×

یکنواختکه با تابع احتمال طرف یک ارتباطکه تعداد گامهاي بین دو رود می انتظار ، استaمتناسب .ها باشدگره متناسب با ریشه دوم تعداد انتخاب شده باشند

نشان داده شد موردي سیار داشتیم،ي ها بر مسیریابی مبتنی بر موقعیت براي شبکه که مروريبا : زیر تفکیک شود يها بخشواند به ت می از یک مبدا به یک مقصد ها که وظیفه مسیریابی بسته

کشف موقعیت مقصد •

ارسال واقعی بسته براساس این اطالعات •

و انجام ارسال بسته براساس موقعیتی سرویس مکانفراهم ساختن براي یي متفاوتھا دیدگاه در حالیکه ما. مند تحقیق بیشتر است نیاز که در این زمینه وجود دارداما مشکالتی. وجود داردمقصداست که یک بررسی کیفی نیز در مورد الزم ي جاري مطرح کردیمها بحث کمی درباره دیدگاهیک

20 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

و . اند با نتایج جالبی انجام شده]7[ي ها براي دیدگاههاي غیر موقعیتی ارزیابی. صورت گیردھا آن اینتواند اطالعات بیشتري درباره نکات قوت و ضعف مییک مقایسه کیفی توان حدس زد می

.در اختیار ما قرار دهددیدگاهها و پتانسیل پیشرفت آن براي ها بیش از سایر الگوریتم 2 و قلمرو خانگیGLS1همانطور که بحث خواهد شد

هایی گره براي مشخص کردن 3تابع درهم سازاز هستند و هر دو مورد استفادهي موقعیت ها سرویسدر تحقیقات آینده . کنند میکنند استفاده میداري مورد نظر نگه گرهکه اطالعات موقعیت را درباره

.کنند می کار به درستی نیزبا پویایی باال ي ها بهتر است بررسی شود که آیا این درهم چینی در شبکه نیزدنکن می که از درهم چینی استفاده ن"همه براي برخی " ي مکانیها همینطور الزم است سرویس

هاي احتماالتی که ممکن است خصوصیات بهتري در روشتوان از یم براي مثال .دنتوسعه داده شو .]7[محیطهاي شبکه دینامیک داشته باشد استفاده کرد

سرویس در مورد که در دیدگاههاي موجود نیز هستندها این سرویس مهميها ویژگیبعضی از بتواند بوده و ثابت گره یکشناسه هنگامیکه.هاگره اختفاي مکان مسئله : اند بررسی نشدهیمکان

این مسئله مهمی است که الزم . شود میبسهولت مرتبط با موقعیتش باشد امنیت مکان به سختی تامین .است بررسی شود

در و در دسترس بودناتصال پذیريبیشتر مورد استفاده قرار گیرند، مورديي ها شبکهزمانی که مساله اینترنت یا وموردي خاصشبکه یک ي دراندازه اتصال پذیر به همان ،صرفا مورديي ها شبکه انجام Grid و Terminodes معرفی روشهاي سلسله مراتبی که در بیشتر از آن و.شد خواهد مهمیبیش موردي در یک شبکه موجودهاي گره اما چون موقعیت .ه است با استقبال مواجه خواهد شدشد

که دیدگاه سلسله توان مطرح کرد میین بحث را اکند می پیداتغییرموردي شبکه خوداز موقعیت و مسیریابی براساس توپولوژي در فواصل دهمراتبی باید براساس مکان در سطح محلی استفاده ش

. توان متصور شد می سطحی را نیز 3حتی استفاده از سلسله مراتبی . بزرگ و در اینترنت استفاده شود در نظر گرفته شود ها گره از تعداد می کتجمعبا پیش فعالی ترین الیه یک پروتکل مسیریاب در پایین

توان در می مبتنی بر موقعیت ی دیدگاهدر الیه بعدي. دي احتمالی افزایش یاب در مقابل خطاامنیتو با مورديي ها را براي اتصال شبکهانفعالی و پیش فعالدر نهایت سومین الیه دیدگاههاي . نظر گرفت

.کند میادغام نت جهانی یکدیگر و با اینتر

1 Grid Location Service 2 Home Zone 3 Hash Function

21 مسیر یابی بر پایه موقعیت و سرویس هاي مکانی– 2فصل

خالصه 2-6

. در این فصل شبکه سیار موردي معرفی شد و به اهمیت آن در سـالهاي اخیـر اشـاره گردیـد شبکه هاي موردي شبکه هایی هستند که هیچ زیر ساخت ارتباطی معینی ندارند و پیوسته ساختار خـود را تغییـر

. در چنین شـبکه هـایی بـسیار حـائز اهمیـت اسـت مدیریت شبکه و به خصوص مسیریابی از این رو . دهند میکه بطـور کلـی بـه روشـهاي تاکنون پروتکل هاي مسیریابی متعددي براي شبکه هاي موردي پیشنهاد شده اند

شوند که به طور مختصر بـه همـراه معرفـی میمبتنی بر توپولوژي، مبتنی بر موقعیت و ترکیبی تقسیم هاي اخیر بعد از طرح مسئله سرویس هاي مکانی و بهره گیـري از در سال . چند روش از هر کدام بررسی شد

مبتنی بـر موقعیـت مسیریابیياین نوع سرویس ها به منظور مسیریابی در شبکه هاي سیار و بی سیم پروتکل ها .موفق تر بوده اندکه بر پایه مکان جغرافیایی گره ها عمل کرده اند،

تاکنون روشهایی . باشد میر موقعیت مقیاس پذیري مهمترین مشکل روش هاي مسیریابی مبتنی ببراي ایجاد مدیریت موقعیت مقیاس پذیر در شبکه هاي سیار موردي ارائه شده اند و هر کدام از این

.روش ها سعی در کاهش سربار ناشی از ارسال اطالعات موقعیت گره ها در شبکه دارندیـت و انـواع سـرویس هـاي مکـانی در در فصل آینده به بررسی مکانیزم هاي مدیریت موقع

.پردازیم میشبکه هاي سیار موردي

22 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

سومفصل مکانی يها سرویسمروري بر روش هاي .3

23 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

مقدمه 3-1دو نوع سرویس . است ها در شبکه یک سرویس مکانی مسئول فراهم کردن اطالعات مکانی گره

هاي مکانی سرویس. 2 مکانی انفعالی و سرویس1فعال سرویس مکانی پیش: مکانی عمومی وجود دارد. کنند میمبادلهها اطالعات مکانی را به صورت متناوب هایی هستند که در آنها گره فعال پروتکل پیش

.]7[کنند را هنگام نیاز درخواست میهاي مکانی انفعالی اطالعات مکانی سرویسهاي پایگاه سیستم: دشون بندي می فعال به دو نوع عمومی تقسیم هاي مکانی پیش سرویس

هاي خاصی هاي مکانی گره هاي پایگاه داده در سیستم. 4هاي پخش مکانی و سیستم3هاي مکانی دادهوقتی . کنند میها در شبکه عمل در شبکه به عنوان یک پایگاه داده از اطالعات مکانی براي دیگر گره

عات مکانی جدیدش د را با اطالاي خو کند سرور پایگاه داده مییک گره به مکان جدید حرکت .کند میبازسازي

ها به ها در شبکه به طور تناوبی با اطالعات جدید گره هاي پخش مکانی، تمام گره در سیستمتواند میکند میاي درخواست اطالعات مکانی گره دیگري را بنابراین وقتی گره. شوند میروزرسانی

تواند به عنوان نوعی سیستم مییک سیستم پخش مکانی . ابداین اطالعات را در جدول مکانی آن بیهاي دیگر اي مکانی تلقی شود که در آن هر گره در شبکه حاوي اطالعات مکانی تمام گره پایگاه داده

: کهدهد میاي از این دو نوع سرویس مکانی نشان مقایسه. است . کند مینگهداري هاي بیشتري را هاي پخش مکانی هر گره حالت در سیستم-1 است زیرا باید در برترهاي پخش مکانی هزینه به روزرسانی اطالعات در سیستم-2

. ها اعمال شود تمام گره . ها موجود است سیستم پخش مکانی پایدارتر است زیرا اطالعات در تمام گره-3

1. Proactive 2. Reactive 3. Location Database Systems 4. Location Dissemination Systems

24 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

عات تر است زیرا اطال هزینه هاي پخش مکانی کم یک درخواست مکانی در سیستم-4 . مکانی در جدول مکانی خود گره موجود است

:شوند میبندي هاي مکانی براساس معیارهاي زیر دسته سرویسها یا برخی تمام گره(دهی مکانی را بر عهده دارند هایی مسئولیت سرویس چه گره-1 .)از آنهام اطالعات تما(ها هستند از گرهتعداديسرورهاي مکانی حاوي اطالعات چه -2

هاي سلولی سنتی چندین سرور اطالعات مکانی براي مثال در شبکه) ها یا برخی از آنها گرهبندي جزو هاي سلولی در این تقسیم این شبکه. کنند میداري ها را نگه گره میتما

اي مکانی هاي پایگاه داده نوعاً سیستم. گیرند می قرار 1"بعضی براي همه"هاي مکانی سرویسبندي هاي پخش مکانی در طبقه شوند و سیستم میهاي همه براي بعضی تلقی تمجزو سیس

.]7[شود می گفته Mauveبندي بندي، طبقه به این نوع طبقه. گیرند می قرار "همه براي همه"

: عبارتند ازهاي مکانی معیارهاي دیگر براي طبقه بندي سرویس براي کار این،کلیبطور . بی باشدتواند سلسله مرات مییک سرویس مکانی : ساختار •

استفاده گرهدستیابی به تمرکز باالتر سرورهاي مکانی نزدیک به موقعیت واقعی یک تعداد سطوح . تراکم سرورهاي مکانی کمتر است در فاصله هاي دورتر از گره.شود می

وجود یز هاي با تعداد ثابت سطوح ناما دیدگاه. سلسله مراتب مطابق با اندازه شبکه استاما اگر سرویس مکانی استفاده شده سلسله مراتب نداشته باشد ساختار مسطح . دارد .است

این ،کند میاستفاده از سرورهاي مکانی اگر سرویس مکانی : شناسایی سرور مکانی •در . و یا با موقعیت واقعیشان قابل شناسایی هستند گره با شناسه اسرورهاي مکانی ی

جایگزین کنند با سرورهاي دیگر میحرکت که سرورها در نواحی همانگونهدومحالت .شود میو اطالعات بین سرورها مبادله شوند می

هاي مکانی استفاده کننده از تقسیم ناحیه همچنین از یک بیشتر سرویس : تقسیم ناحیه •تقسیم س اسا بر تشکیل ساختار سلسله مراتبی. کنند می استفاده نیزساختار سلسله مراتبی

این مناطق براي تشکیل مناطق با سطوح ازاي ه مجموعانتخابناحیه به مناطق مختلف و .شود میانجام باالتر

1. Some For All

25 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

ی را براي روشآوري روز بهاستراتژي درخواست و : آوريروز بهاستراتژي درخواست و •تعریف در سطوح مختلف سرویس مکانی جهت پیدا کردن سرورهاي مکانی از استفاده

براي . باشند3 یا پخش جغرافیایی2 تک پخشی،1توانند آبشاري میها استراتژي. کند می Treewalk ما یک استراتژي بنام اتبی،هاي سلسله مرتعریف بهتر رفتار برخی دیدگاه

با آوري مطابق روز بههاي درخواست و بستهTreewalkهنگام استفاده از . کنیم میمعرفی .]7[شوند می از برگ به ریشه رانده ها در شاخه،مراتبییک ساختار درختی سلسله

.مصرف انرژي هدفهاي مهم در پروتکلهاي شبکه موردي سیار هستندصرفه جویی در امنیت و اما امنیت توسط هیچ .شود میانجام ها ها به حالت خواب بین زمانگره حفظ انرژي با سوئیچ کردن

یکی ازبزرگترین تهدیدات براي امنیت ازدست دادن . ستاسرویس مکانی ارائه شده عنوان نشدهبه یک موقعیت جغرافیایی گرهي مکانی براي مربوط ساختن شناسه ها سرویس. استیاختفاي مکان

- میاین نشان . مشاهده شود میتواند بطور دائ می بنابراین یک عضو شبکه گیرند، میمورد استفاده قرار ترکیب پروتکلهاي مسیریابی جغرافیایی و است که به عهدهاي هظیفها وگره دهد که اختفاي مکان

هاي مجزایی براي پروتکل ي جاري طراحیها در حقیقت معماري. هاي مکانی قرار داردسرویس است که این ظور رسیدن به این سطح امنیت الزم در حالی که بمنمسیریابی و سرویس مکانی دارند

پنهان کردن در اینجا باید دقت کرد که هدف. ر طراحی شونددو قسمت بصورت هماهنگ با یکدیگ توان میي مختلف را ها بر این اساس طراحی. نآ هاست و نه رمزگزاري کل موقعیتگره مکان واقعی

:به سه کالس تقسیم گردد هاي دیگر شبکه گره براي گرههیچ اطالعاتی درباره مکان جاري یک : کامل اختفاي •

مقصدي ارسال کند که آن گره باید درخواست مکان را به 4 مزاحم .شناخته شده نیست .]10[تواند تصمیم بگیرد که آیا پاسخ بدهد یا نه می

ها در شبکه شناخته شده گره اطالعات مکان خاص براي برخی دیگر از : جزئی اختفاي •براي گرفتن .است اما دقت اطالعات وابسته به میزان نزدیکی مبدا به مقصد است

نزدیک شود یآ درخواست مکان را که باید بعدا گره مزاحم باید به ،ترالعات جزئیاط .]10[درخواست شده پاسخ داده شود ارسال کند گرهتوسط خود

پذیر است که از یک یا چند مکان دور در شبکه بدون براي مزاحم امکان : اختفابدون • .]10[ را ردیابی کندآنمورد نظر موقعیت گرهجلب توجه

1 Flooding 2 Unicast 3 Geocasting 4 را ردیابی کندموجودي که بطور غیرمجاز بخواهد مکان گره ي

26 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

هاي پردازیم سپس سیستم میاي مکانی پیش فعال هاي پایگاه داده در ادامه ما ابتدا به سیستمهاي مکانی انفعالی را مختصري توضیح دهیم و در پایان سیستم میمکانی پیش فعال را توضیح

.یمده می

اي مکانی پیش فعال هاي پایگاه داده سیستم 3-2 و 1سرویس مکانی قلمرو خانگی: کنیم میها را بررسی در این بخش ما دو نوع از این سیستم

م رُ . کنیم می را بررسی 3پروتکل ارتباطی 4براي هر کدام از این دو نوع ما . 2سرویس مکانی براساس کُگیرند زیرا می قرا "بعضی براي همه" جزو طبقه Mauveبندي هاي پایگاه داده مکانی در طبقه سیستم

اي شامل اطالعات مکانی کنند و هر پایگاه داده میاي عمل عنوان سرور دادهها در شبکه به همه گره اي کند سرور داده می که به نقطه جدیدي مهاجرت میهر گره هنگا. ها در شبکه است برخی از گره

.]7[ندک می خود را به روزرسانی مربوط به

سرویس مکانی قلمرو خانگی 3-2-1در . ها هستندMobile IPهاي تلفنی سلولی و ه شبکههاي مکانی قلمرو خانگی مشاب سرویس

در بعضی . شود میگیرد و با آن مرتبط میاین قراردادها هر گره در شبکه به یک قلمرو خانگی تعلق یک قلمرو خانگی با یک ناحیه . شود میجاها به واژه قلمرو خانگی، قلمرو خانگی انتزاعی نیز گفته

معموال مرکز . شود می آن را محصور کرده مشخص Rاي به شعاع دایرهمستطیلی یا با یک نقطه که هر گره مکان اولیه خود . اي براي یک گره مکان اولیه آن گره در شبکه است این قلمرو خانگی دایره

اي از طریق اعمال بعضی اوقات مرکز قلمرو خانگی دایره. دهد میهاي دیگر اطالع را در شبکه به گره .]7[شود میهم ساز روي مشخصه گره تعیین یک تابع در

هاي مستطیلی هم اندازه تقسیم شبکه به صورت منطقی به ناحیه، قلمرو خانگیالگوریتم در این نگاشت چند به . کند می هر گره را به ناحیه خاصی مرتبط شناسه، fشود و یک تابع نگاشت می

.ها در شبکه شناخته شده است یک براي همه گرههاي یک ناحیه خیلی باال باشد نتیجه آن سربار باالست و اگر خیلی پایین باشد تعداد گرهاگر

چناندر صورت بروز هر کدام از این شرایط شعاع قلمرو خانگی را . آید میپایداري شبکه پایین .ها را در خود نگهداري کند دهیم که هر قلمرو خانگی تعداد تقریباً ثابتی از گره میتغییر

1. Home Region location Service 2. Quorum Based Location Service 3. Protocol

27 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل هایی که در قلمرو خانگی یک گره هستند، اطالعات مکانی این گره را نگهداري مام گرهت

اطالعات مکانی فعلی خود را به تمام کند میاي به مکان جدیدي حرکت رهکنند از این رو وقتی گ می امانج به روزرسانی اطالعات مکانی وقتی .فرستد میهایی که در قلمرو خانگی این گره هستند گرهچند راهکار . برسد مشخصی1 آستانه ارتباطی از بین رفته و بوجود آمده بههاي یالشود که تعداد می

به ،2"به روز رسانی براساس زمان"دیگر براي تعیین شرایط به روز رسانی وجود دارد که از جمله آن .توان نام برد یم را 4"بینی شده براساس فاصله روزرسانی پیشبه "و 3"روزرسانی براساس فاصله

، به روزرسانی اطالعات مکانی به طور متناوب "رسانی براساس زمان به روز"در نوع اول یعنی وقتی یک گره " رسانی براساس فاصلهروز به"در نوع دوم یعنی . شود میدر یک زمان مشخص انجام

در نوع سوم .شود میم کند به روزرسانی انجا ی حرکت از مکان اولیه خود بیشتر از یک میزان مشخص هر گره مکان و سرعت خود را به قلمرو خانگی "بینی شده براساس فاصله به روز رسانی پیش"یعنی

بینی شده و شود که اختالف بین مکان پیش میدهد و به روز رسانی مکانی وقتی انجام خود اطالع میشود میرسانی وقتی انجام روز بها در بعضی راهکاره. مکان واقعی گره از یک حد نصاب باالتر رود

.]7[که گره از یک قلمرو خانگی به قلمرو خانگی دیگري مهاجرت کند ،R4فرض کنید قلمرو خانگی گره . دهد می مثالی از یک قلمرو خانگی مستطیلی ارائه 1-3شکل

D،در اینصورت وقتی گره باشد D از ناحیه R3 به R6 هاي کند گره می مهاجرتA و Bو C بسته به یک پروتکلاین بسته در طول یک ناحیه خانگی از طریق . کنند میروز رسانی مکان را دریافت

یک بسته به روزرسانی ،قلمرو خانگییک وقتی یک گره در . کند میپیشروي جغرافیایی حرکت به منظور . کند یمها در این ناحیه منتقل کند این بسته را به تمام گره میاطالعات مکانی را دریافت

کاهش سربار در این نوع قرارداد بهتر است هر گره لیست همسایگان خود را در بسته به روزرسانی کند در صورتی میاي در ناحیه خانگی خود یک بسته به روز رسانی دریافت وقتی گره. داشته باشد

رانش "به این تکنیک . ي پیدا کندکند که همسایگان جدید میها ارسال این بسته را دوباره به بقیه گرهاي را به مقصد ارسال کند خواهد بسته میوقتی گره مبدأ . شود میگفته 5"سیل آسا با هرس خود گره

اي که این درخواست را هر گره. کند میاز ناحیه خانگی مقصد مکان جاري مقصد را درخواست تعیین 6 نهانگاه در حافظهول عمر وروديکند بعد از زمان معینی تأخیر که براساس ط میدریافت

1 Threshold 2. Time Based 3. Distance Based 4. Predictive Distance Based 5. Flooding With Self Pruning 6 Cache

28 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

ها این تأخیر به منظور جلوگیري از سیل پاسخ. کند میدهد و پاسخ را ارسال میشود به آن جواب می . شود میایجاد

) 1-3 ( در شکلR2مانند ناحیه (اي در ناحیه خانگی یک گره وجود ندارد که هیچ گره میهنگابه این که کنند میهایی عمل احیه خالی به عنوان نواحی خانگی براي گرههاي اطراف این ن تمام ناحیه

ناحیه مستطیلی اطرافش 8اگر ناحیه خالی در وسط شبکه باشد . اند ناحیه خانگی خالی نگاشت شده به R6، R4، R4، R3، R1، نواحی 1-3شکل براي مثال در . کنند میبه عنوان نواحی خانگی عمل

.]7[کند می نگاشت R2آنها را به ناحیه یشان ها هایی هستند که شناسه ی براي گرهعنوان ناحیه خانگ

]7[مثالی از سرویس مکانی قلمرو خانگی) 1-3 شکل

تفاوت عمده این . است"1مسیریابی حالت سلسله مراتبی"چهارمین روش در نواحی خانگی، کند شبکه به صورت سلسله مراتبی می فرض پروتکله روش قبلی این است که این روش با س

بنابراین یک درخواست مکان یا به روزرسانی مکانی باید در طول یک ساختار . سازماندهی شده است .سددرختی سلسله مراتبی حرکت کند تا به ناحیه خانگی بر

رُم 3-2-2 سرویس مکانی بر اساس کُم گره رویستعداد زیادي س تاکنون رُ اند که همه این ایجاد شدهها هاي مکانی براساس کُ

ها به کنند که این گره میهاي متعدد عمل کردن اطالعات مکانی روي گرهکپیها براساس سرویسرُم. هاي اطالعاتی هستند عنوان پایگاه ) ها اي از گره زیرمجموعه(ها به معناي دیگر خواندن و نوشتن کُ

کند که یک به روزرسانی مکانی نیاز دارد این به میوقتی یک گره تعیین . شود می در شبکه تعریف

1. Hierarchical State Routing

29 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

رُم نوشتن ارسال اي را به گره مقصد خواهد بسته میوقتی گره مبدأ . کند میروزرسانی را به یک کُرُم خواندنی ارسال هایی که چالش اصلی در سیستم. کند میارسال کند یک درخواست به یک کُ

رُم عمل براس رُم میاس کُ هاي خواندنی و نوشتنی است به صورتیکه احتمال پاسخ به کنند تعریف کُرُم. درخواست را باال ببرد رُم خواندنی یک یعنی هدف این است که کُ ها به صورتی تعریف شوند که کُ

رُم نوشتنی براي گره انی به روز هاي دیگر تداخل داشته باشد و به این ترتیب اطالعات مک گره با کُ . ]11[توانیم در اختیار داشته باشیم میشده براي هر مقصدي را

رُم رُم : هاي خواندنی و نوشتنی به صورت زیر است یک راه حل بسیار ساده براي تعیین کُ کُرُم خواندنی براي هر گره i، همان iنوشتنی براي هر گره هاي موجود در شبکه تمام گرهj است و کُ

رُم نوشتنی اندازه راه حل در این. هستند رُم خواندنی اندازه و 1 کُ هاي تعداد گره n است که n کُ برايبنابراین هر چند به روزرسانی مکانی کم هزینه است درخواست مکانی. موجود در شبکه است

کنیم که سعی میهاي مکانی را بررسی در این بخش ما سرویس. اي است ها عمل بسیار پرهزینه گره . ها دارند هش مجموع این هزینهدر کا

(UQS)سیستم کُرُم یکپارچه 3-2-2-1شوند بصورتیکه میها در شبکه انتخاب اي از گره اولیه این سیستم، زیرمجموعهبرپایی زماندر

هایی توانند گره میها براي مثال این گره. دهی را براي پیکره شبکه داشته باشند بتوانند بهترین سرویسرُم. اند ورت یکپارچه در طول شبکه توزیع شدهباشند که به ص اي انتخاب ها به گونه سپس این کُ

رُم با هم اشتراك داشته باشند می هر گره براي به روزرسانی اطالعات مکانی خود . شوند که هر دو کُ سپس این گره اطالعات به روز را. فرستند میاطالعات مکان جدید خود را به نزدیکترین گروه پیکره

رُ .]9[فرستد میشود میت تصادفی انتخاب که بصور میبه کُرُم به روز شده وجود ندارد اي که براي رویه. به معناي دیگر هیچ ارتباط ثابتی بین یک گره و کُ

هر گره درخواست اطالعات مکانی : شود نیز مشابه است میدرخواست اطالعات مکانی در نظر گرفته دهی به این درخواست به یک فرستد که این گره نیز براي پاسخ می پیکره ترین گره در را به نزدیک

رُم تصادفی متصل . شود میکُ :شود میگره در سه روش زیر خالصه رسانی اطالعات یک روز به براي Haas وLiangپیشنهاد

وزرسانی کند عملیات به ر می وقتی نزدیکترین گره به گره مزبور در پیکره تغییر :تغییر پیکره .1 .شود میاطالعات مکانی انجام

کند، به روزرسانی می وقتی یک گره یک درخواست اطالعات ارسال :درخواست مکانی .2رُم درخواست شده انجام .شود میمکانی در کُ

30 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل ، ه روزرسانی اطالعات صورت نگرفته باشد وقتی در یک پریود زمانی هیچگونه ب:تناوبی .3

.کنیم میاطالعات را به روز Liang و Haas رُمهاي روش رُماندازهاگر . اند ها ارائه داده متعددي را براي تولید کُ ها را اشتراك کُ

رُم را از نظر سربار با مبتنیهاي توانیم انواع سیستم میبه عنوان یک پارامتر پیکربندي در نظر بگیریم کُرُم بزرگتر . هم مقایسه کنیم باشد به روزرسانی و درخواست اطالعات به این معنا که هر چه اندازه کُرُمتر مکانی پرهزینه ، Mauveبندي براساس طبقه. شود می نیز بیشتر ها است در عوض میزان اشتراك کُ

رُم یکپارچه سیستم همه براي "، "همه براي همه"توانند طوري پیکربندي شوند که در رده میهاي کُ .]8[ قرار گیرند"بعضی براي بعضی" یا "بعضی

هاي موجود در شبکه هستند و اي از کل گره هاي پیکره شبکه زیرمجموعه از آنجاییکه نوعاً گرهرُم زیرمجموعه هاي گره رُم اغلب در دسته اي از گره هر کُ بندي هاي پیکره هستند سیستم یکپارچه کُ

. ]8[گیرد می قرار "بعضی براي بعضی"

ستونی -روش سطري 3-2-2-2رُم براساس یک سرویس مکانی دیگر براس در این روش . نام داردستونی -روش سطرياس کُ

وقتی یک گره . شود مییی بر اساس معیاري مانند موقعیت جغرافیایی تعریف ها سطرها و ستونهاي واقع دهد که یک به روزرسانی مکانی نیاز دارد اطالعات جدید خود را به تمام گره میتشخیص

هایی است که در شمال و جنوب یک گره ره شامل تمام گرهستون یک گ. فرستد میدر ستون خود . کند میبه معناي دیگر گره اطالعات مکانی خود را در جهت شمال و جنوب خود ارسال . قرار دارند

ها و تمام گره. شود میبراي درك بهتر این موضوع یک ستون به صورت یک مسیر تعریف براي اینکه اندازه ستون را به . کنند میوز شده را دریافت هاي آنها در یک مسیر اطالعات به ر همسایه

.]17[ روزرسانی را دوباره ارسال کنندهاي همسایه باید هر به دو افرایش دهیم گرهدهد این درخواست ابتدا به میوقتی یک گره مبدأ یک درخواست مکانی براي یک گره مقصد

اگر هیچ پاسخی دریافت . شود میه دارند ارسال با آن فاصلپرش qتمام همسایگان این مبدأ که تا کند که مسیر شرق و غرب را در بر مینشود گروه مبدأ این درخواست را در طول یک ردیف ارسال

ترین اطالعات مکانی شناخته شده توسط مبدأ بسته درخواست مکانی شامل زمان جاري. گیرد میکند اطالعات مکانی به روزتري داشته باشد پاسخ میاي که درخواست مکان را دریافت اگر گره. است

.کند میدرخواست را ارسال

31 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]7[یستون-يمشکل موجود در روش سطر )2-3 شکل

Nکه گره میهنگا. نشان داده شده است2-3ستونی در شکل - سطري روشیک مشکل اساسی Aاگر به روزرسانی مکانی در . استAترین گره جاري کند شمالی میی را ارسال به روزرسانی مکان

اطالعات به روزترینکند میرا دنبال x-y-z که مسیر Sقطع شود آنگاه یک جستجو بوسیله گره –به منظور حصول اطمینان از اشتراك بین مسیر شمال . تواند بدست آورد مین را Nمکانی گره

، سوییچ کند تا وقتی که گره FACE به حالت A غرب پیشنهاد شده است که گره –جنوب و شرق . ترین گره پیدا شود دیگري به عنوان شمالی

گرید 3-2-2-3GLS خود سرویس مکانی است که اطالعات موقعیـت را براي یک گره در یک شبکه سیار

در توپولوژي شبکه براي مکانیزمی را براي ردیابی موقعیت گرههاي دیگرGLS. کند می فراهم مختارو ( سیار مسیریاب هاي سیار یک سیستم خود مختار از خود مختاریک شبکه . کند مییک گره فراهم که یک گراف اختیاري را اي ه مجموع؛سیم است متصل شده بوسیله لینکهاي بی) میزبانهاي مرتبط

واه خود را سازماندهی در حرکت تصادفی آزاد هستند و بطور دلخمسیریاب ها . دهد میتشکیل نتایج . بطور سریع و غیر قابل پیش بینی تغییر یابدتوپولوژي بیسیم شبکه ممکن است کنند بنابراین می

ترکیب شده با پروتکلهاي مسیریابی مبتنی بر GLSدهد که مینشان انجام شده مقدماتی تحقیقات . خیلی بزرگ است سیار خود مختاريها شبکهبراي پاسخ مقیاس پذیري یی احتماالجغرافیاموقعیت

باید با سرویسهاي مکانی دیگر مقایسه شده و با پروتکلهاي مسیریابی مبتنی بر GLSبطور خاص .]14[شودترکیب 1ییجغرافیاموقعیت

1 Geographic-Based

32 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

سیار به خود مختاریک شبکه در طراحی یک پروتکل مسیریابی که بمنظورتحقیقات فراوانی ي مسیریابی ها الگوریتم ترکیب شده با ،GLSدهد که میقات نشان تحقی. وجود داردشودخوبی اجرا

کند که بطور وسیعی مقیاس پذیر می یک پروتکل مسیریابی را فراهم ،یی جغرافیابر اساس موقعیتي ها در شبکهGLSدهد که می نشان ارآیی با استفاده از یک شبیه ساز کتحلیلبه عبارت دیگر . است

تواند بعنوان یک سرویس مکانی می GLSکند که مینتایج ثابت این . دهد میمتراکم به خوبی جواب قابل توجه و معنی دار خصوصیت جهت بهبود ییجغرافیاموقعیت در یک پروتکل مسیریابی مبتنی بر

. شده است تحلیل ها مختلفی از تراکم شبکهمقادیر را با GLSکارآیی . پذیري آن استفاده گرددمقیاسي ها تراکم با ها فقیت یک درخواست بعنوان یک نشانگر براي مقایسه کارآیی شبکهنرخ متوسط مو

.]15[مختلف استفاده شده استناحیه بزرگ امکان سیاردر یک گره 600-100 ي باها کارایی آن را براي شبکهGLSطراحان

. کند میرامی رشد ه آ بها شبکهافزایش اندازهدهد که مصرف منابع با می نتایج نشان .دانند میپذیر نرخ ، بطور نسبی نسبت به جابجایی گرهها غیر حساس است،ها خوب است تحمل خطاي گره

. مصرف منابع خوب است1گذر دهیموفقیت درخواست و ). گره 100 کمتر از شبکه هایی با (دانند میکارا ني خلوت ها را در شبکهآن GLSطراحان

از خوب عمل نماید زیرا همانند پروتکل مسیریابی اشي کوچک ها در شبکهGLS ممکن نیست که .دهد می کارایی خود را از دست ها کند که در تراکم کم گره می استفاده ارسال جغرافیاي

تعداد ( و سربار ) نرخ موفقیت درخواست ( کردن کارآیی آن تحلیل ،GLS ما دركاولیههدف از اي هبازدر ) ي مکان پاسخ داده شده ها واست و بایتهاي انتقال داده شده بر حسب درخها بسته . استشبکهمختلف ي ها تراکم

ییای رانش جغرافالگوریتم مسیریابی 3-2-2-3-1 و موقعیت و بدست آورده GPS هر گره موقعیت خودش را با استفاده از 2 جغرافیاییارسالدر

آورد ضمن این که با میدست ب متناوببطور Helloي ها سرعت همسایگانش را بوسیله انتشار بستهرا نشان Hello محتویات بسته3-3شکل . رساند میاین کار حضور خود را نیز به اطالع همسایگان

شامل لیستی Helloبنابراین هر بسته . کند می استفاده 3بردارفاصلهرانش جغرافیایی از پروتکل . دهد می با فاصلهها همه گرهايه یک جدول مسیریابی بربعالوه هر گر. استها ها و مکان از همسایگان گره

هر .شود می روز بهکند میکه گره دریافت Helloي ها دارد که از طریق بسته میخودش نگه از دو گام

1 Throughput 2 Geographic Forwarding 3 Distance Vector

33 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

ی سرعت و زمانی است که اطالعات مکان، مکان، همسایهIDورودي در جدول مسیریابی شامل بعد از یک زمان مشخص منقضی شده و از جدول هر ورودي در جدول مسیریابی .ذخیره شده است

.]23[شود میحذف

]Hello ]23فیلدهاي بسته ) 3-3 شکل

جدول مسیریابی خودش را ، را به یک مقصد ارسال کنداي هنگامیکه یک گره نیاز دارد بستههمان آن همسایه نیز انتخاب نماید که اي ارسال بسته را برکند تا نزدیکترین همسایه میبررسی

اگر یک گره هیچ گرهی را نزدیکتر از اما یک مسئله بالقوه وجود دارد. خواهد کردالگوریتم را اعمال یک که رفع شودGPSRتواند با استفاده از میاین وضعیت بن بست . خودش به مقصد نشناسد ها بسته که از یک زیر گراف مسطح براي هدایت یی استرافیا جغ موقعیتپروتکل مسیریابی مبتنی بر

وجود اگر بن بست عمومی GLSبا توجه به نتایج شبیه سازي بوسیله طراحان . کند میاستفاده .]14[کند می خوب عمل اند رانش جغرافیایی هنگامیکه گرهها به حد کافی متراکمنداشته باشد

دگری در سرویس مکانیجزئیات 3-2-2-3-2GLS گیرد میشبکه در نظر یک سرویس مکانی است که تعدادي سرور مکان توزیع شده در .

روز به ، درخواست پرس وجوي مکان،انتخاب سرور مکان: وجود داردGLSسه فعالیت اصلی در بطور سلسله مراتبی خود مختاربطور ابتدایی ناحیه پوشش داده شده توسط شبکه . آوري سرور مکان

4. شود می نامیده 1 مرتبه گریدکوچکترین مربع یک . یابد مییی با مربعات افزایشی تشکیل اه تورياز مین هسازند و به می 3مرتبه گرید یک 2مرتبه گرید 4 ،سازند می 2مرتبه گرید یک ،1مرتبه گرید

( ده اریک نشان داده ش با سایه ت4-3ي مختلف مربعات در شکل ها یک مثال کوچک از مرتبه. ترتیب و 3مرتبه گرید یک ،2مرتبه گرید 3 ،1مرتبه گرید 5بطور خاص ) گرفته شده ] 12[این شکل از

12 باید از nمرتبه گریدمختصات گوشه پایین چپ یک . اند نشان داده شده4مرتبه گریدیک −na تا 12 −nb که باشدa , bبا گرید مختصات گوشه پایین چپ 4-3شکل نابراین درب . اعداد صحیح هستند

2 یک مربع مرتبه این مربع است اما ×22اگرچه این یک مثال از مربع . است)5,1(سایه روشن )2,2()5,1(وجود ندارد که a , b نیست چون هیچ عدد صحیح =ba.

34 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]14[یک مثال گرید )4-3 شکل

انتخاب سرور مکان 3-2-2-3-3هاي نامروي 1 منحصر بفرد و تصادفی بوسیله اعمال یک تابع درهم سازIDبه هر گره یک

یک گره سرورهاي مکان خودش را بوسیله انتخاب یک .شود میفرد گرهها اختصاص داده ه منحصر ب مثالی را نشان 5-3شکل .کند می خودش انتخاب IDي نزدیک به ها IDهها با مجموعه از گر

گره است17 آن ID که Bدر این مثال . کند می سرور مکان خود را انتخاب Bدهدکه چگونه گره می گرهی بعنوان .کند میخود انتخاب سرور مکان را به عنوان خودش ID به IDهایی با نزدیکترین IDبعبارت دیگر . را داشته باشدB بزرگتر از IDشود که کوچکترین می تعریف B نزدیکترین گره به

سمت چپ توريبراي مثال . استB مربوط به IDسرور مکان کوچکترین عددي است که بزرگتراز در گردشی بصورت IDچون فضاي . وجود ندارد17 بزرگتر از IDهیچ . را در نظر بگیریدB توري

در سه سرور مکان B گره.شود می در نظر گرفته 17 نزدیکتر به ID بعنوان 2 ،نظر گرفته شده است) 63و23و2 (1 سرور مکان مرتبه سه B 5-3شکل براي مثال در . کند می انتخاب گریدمرتبه هر

سه سرور مکان سپس B گره.سازد می 2مرتبه گرید خودش یک 1مرتبه گریدکند که با میانتخاب هر سرور . سازد می را 3 مرتبه گرید ، خودش2مرتبه گریدکند که با میانتخاب ) 43و31و26 (2مرتبه

.]14[دارد گریددر آن را B مربوط بهID بزرگتر ازID کمترینمکان انتخاب شده

درخواست پرس و جوي مکان 3-2-2-3-4 ایجاد هنگامیکه یک گره به یک مکان براي مقصد احتیاج دارد درخواست پرس و جوي مکان را

درخواست ابتدا به یک سرور ،شناسد می خودش را 1 چون هر گره همه گرهها در مربع مرتبه .کند می

1 Hash

35 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

بعبارت دیگر بسته . شود می گره درخواستی ارسال 2مکان براي مقصد موردنظر در مربع مرتبه بزرگتر یا آن حداقل ID به یک گره که ، با استفاده از رانش جغرافیایی،درخواست پرس وجوي مکان

آن گره سپس درخواست را با استفاده از . شود می است ارسال 2مقصد در مربع مرتبه ID مساوي بااین سرور مکان سپس . به یک سرور مکان مقصد برسددرخواستراند تا زمانیکه میهمان الگوریتم

موقعیتش پاسخ راند که به درخواست پرس وجوي مکان با آخرین میدرخواست را مستقیما به مقصد .دهد می

]GLS ]15یک مثال )5-3 شکل

یک ) A) ID76 گره.کند می تشریح B به Aمسیر یک بسته درخواست را از 5-3شکل IDکمترین شناسد و می را 21 مکان گره A چون ،کند میارسال ID21درخواست مکان به گره با

در 21 تا 17 بین ID با ي بعبارت دیگر هیچ گره. گرید دارد2در مربع مرتبه را )B) ID17 از بزرگتر سپس بسته درخواست را با استفاده از همان الگوریتم به 21گره . موجود نیستA 2مربع مرتبه

20 آن ID مثال در موردکند که می سلسله مراتبی ارسال گرید مرتبه بعدي در يها گرههاي مربعشناسد و میرا B است مکان مربع سطح گرید در آن B یک سرور مکان براي 20چون گره . است

، استAچون بسته درخواست شامل مکان . براندBقادر است که بسته درخواست را مستقیما به B بوسیله ارسال مکان جاري خودش بهA دلیل این . ]12[دهد می با استفاده از رانش جغرافیایی پاسخ

دهد این است که این گره تنها می را نA مستقیما جواب پرسش 3 در سطح 20 برابر با IDگره با که . خبر داردBاز موقعیت نسبی گره

36 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل آوري سرور مکانروز به 3-2-2-3-5

هر گره که . کند می روز به را اطالعات خودشود مییک سرور مکان هنگامیکه گرهی جابجا جدول مکان که موقعیت . دارد میکند دو جدول نگه میرهها عمل بعنوان سرور مکان براي گ

در خود دارد و هر مدخل آن اند گرههایی را که این گره را بعنوان سرور مکان خودشان انتخاب کردهمکان نیز هنگامیکه گرهی یک 1ینهانگاهحافظه یک . گره و یک مکان جغرافیایی استIDشامل یک

روز که یک گره رانده است هي بها کند براي نگه داشتن اطالعات بسته یمبسته داده را سازماندهی کند می استفاده 1براي همسایگان مربع مرتبه خود چون یک گره از جدول مسیریابی . گردد میاستفاده .ندارد 1 در مربع مرتبه GLSي ها آوريروز بهبه یاحتیاج

آوري براي همه سرورهاي مکان روز بهکند آن باید یک بسته میهنگامیکه یک گره حرکت براي جلوگیري از . شده را به نهانگاه مکان خودش اضافه کندروز بهخودش ارسال کند و اطالعات

فاصله و مرتبه مربع 2 آوري با توجه به یک آستانهروز به فرکانس ، آوري بیش از اندازهروز بهترافیک آوري حرکت روز بهصله گرهی است که در آخرین فا،آستانه فاصله. شود میسرورهاي مکان محاسبه

هنگامیکه در 2 سرور مکان خودش را در مربعات مرتبه ،کرده است براي مثال تصور کنید یک گره 3 سپس گره سرورهاي مکان خودش را در مربع مرتبه ،کند می روز بهکند می حرکت dیک فاصله

بعبارت دیگر یک گره سرورهاي مکان . کند می روز بهکند می حرکت 2dهنگامیکه آن در یک فاصله کند و سرورهاي مکان دورتر با فرکانس کمتري می روز بهخودش را در یک نرخ مناسب از سرعتش

.شوند می روز بهاز سرورهاي مکان نزدیکتر خودش و جدول مکان ی نهانگاه ابتدا حافظه،ره یک بسته داده را ارسال کندقبل از اینکه یک گ

اگر براي آن مقصد یک ورودي پیدا نماید بسته را به آن . کند میاي پیدا کردن مکان مقصد چک را برکند و بسته می ایجاد GLSدر غیر این صورت درخواست مکان را با استفاده از . کند میمکان ارسال

بطور بدست نیامد گره اي هاگر هیچ نتیج. ماند میداده در یک بافر براي نتیجه درخواست منتظر کند به محض اینکه نتیجه درخواست را می ارسال Timeout درخواست را مطابق با فواصل اي هدور

.]7[کند میگرفت از رانش جغرافیایی براي ارسال بسته استفاده

ي درخواست مکانها خرابی 3-2-2-3-6تاریخ یک سرور مکان ممکن است اطالعات . شود میدو نوع خرابی ناشی از حرکت گره ایجاد

راه حل براي اولین نوع . جاري خودش خارج شودگریدگذشته داده باشد یا یک گره ممکن است از

1 Cache 2 Threshold

37 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

گره ،براي رفع نوع دوم خرابی که عمومی تر نیز است. است میخرابی استفاده از اطالعات مکان قدیر رانش به این اشاره گ. دهد میقرار 2ي که ازآن خارج شدهگریددر 1ارسالمتحرك یک اشاره گر

بعبارت دیگر قبل از اینکه گره از یک گرید . کند میگریدي که گره در آن وارد شده است اشاره هر گره این گرید اشاره . کند میها در گرید پخش همه گره اشاره گر رانش خود را بین،ارج شودخ

گرید خارج و هنگامیکه گره از کند می را که خارج شده است ذخیره گر رانش مرتبط با گرهی .کند میشود آنها را حذف می

بطور ،اند شده1 مرتبه گریدي رانش با گرههایی که وارد ها براي به اشتراك گذاشتن اشاره گرگرهی که یک بسته . شود می ارسال Hello از اشاره گرهاي رانش با هر بسته اي هتصادفی زیر مجموع

Hello کند اگر منتشر کننده بسته میرا دریافتHello اشاره است، گره ي باشد که ایندر همان گریدیک اشاره گر رانش اجازه . کند میگرهاي رانش را به مجموعه اشاره گرهاي رانش خود اضافه

باید توجه . ارسال شودهنوز گره در آن باشددهد که یک بسته داده به یک گرید که ممکن است می .]15[نیاز داردبیشتر موثر که شبکه متراکم به اشاره گرهاي رانش کنیم

دوایر دوگانه 3-2-2-4فقط در این نوع سرویس مکانی شبکه به جاي . استGLSاین نوع سرویس مکانی بسیار مشابه

شود که مرکز آن مکان می افزایشی تقسیم اندازه افزایشی به دوایري با اندازهتقسیم شدن به مربعاتی با فرض کنیم یک گره . تر از شعاع دایره پیشین استگره است، شعاع هر دایره پسین یک متر بزرگ

وقتی این گره به بوده باشد؛ iهنگامی که آخرین اطالعات مکانی خود را به روز کرده است در مکان کند اطالعات مکانی به روز شده می است حرکت i که مرکز آن مکان rاي به شعاع بیرون از دایره

و به مرکز مکان جدید گره هستند ارسال r+1اي به شعاع ههایی که در دایر خود را به تمام گرهدهد بسته به می تغییر مکان A به Aَدهد وقتی گره میشکل زیر یک مثال از این مورد را نشان . کند می

.]12[کند می است ارسال r+1شعاع چین به هایی که در دایره خط روزرسانی اطالعات را به تمام گره

1 Forwarding Pointer 2 Departed

38 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]7[ در روش دوایر دوگانهی مکانیرسانروز به از یمثال )6-3 شکل

در طول شبکه است به منظور محدود کردن سربار مربوط به پروتکل انتشارکه یک چند پخشی اي که در هاي مکانی، فاصله مشابه دیگر سرویس. شود میرسانی در دایره مزبور استفاده روز بهارسال

ي است که به روز رسانی را گرهبستگی به فاصله گره از اشود و میطول آن بسته به روزرسانی پخش هایی که نزدیک به مقصد هستند اطالعات مکانی دقیقتري نسبت به به معناي دیگر گره. دهد میانجام وقتی گره . فرستد میدایره در مرکز A در شکل یک بسته براي Bبراي مثال گره . هاي دورتر دارند گره

C 7[کند میچین ارسال کند آن را به مرکز دایره نقطه می این بسته را دریافت[ .

کُرُم مسایلی در مورد 3-2-2-5رُم شد چالش اصلی در سیستماشارههمانطور که قبالً نیز رُم تعریف کُ هاي هاي مبتنی بر کُ

این چالش خصوصاً . شودبیشینهست مکان خواندنی، نوشتنی است طوریکه احتمال پاسخ به درخوا .تر است هاي موبایل سخت در شبکه

رُم را مطرح هاي کنیم که براي پخش اطالعات در شبکه میدر اینجا سرویس مکانی براساس کُ این است که هر دو مجموعه از بردر این جا فرض. شود میهاي مختلف استفاده موبایل با بخش

رُم رُمها حداقل در یک گ کُ شناخته شده ها در شبکه ها توسط تمام گره ره مشترك هستند و مجموعه کُرُم ندر اینجا به نحوه. است سوال اساسی در 3مان بر آن است که به پردازیم ولی سعی می پیکربندي کُ

رُم پاسخ دهیم : مورد کُ کند؟ می چه هنگام یک گره اطالعات مکانی به روز شده را ارسال -1 ره اطالعات به روز شده را باید به کجا بفرستد؟ یک گ-2 ها ارسال شود؟ درخواست اطالعات مکانی باید به کدام گره-3

استراتژي وجود سهبراي پاسخ به سؤال اول یعنی چه هنگام یک گره اطالعاتش را ارسال کند . که در زیر آمده استدارد

39 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

بهترین استراتژي براي زمان به "ارتباطاتسیاست مطلق براساس "به منظور باال بردن کارایی گیرد که میدر این استراتژي هنگامی به روز رسانی صورت . روزرسانی اطالعات شناخته شده است

در این متدلوژي. ها از زمان به روزرسانی قبلی برقرار یا قطع شده باشند تعداد مشخصی از لینک . ]11[له یا سرعت غیرکارا هستندي براساس فاصها شود که به روزرسانی میاظهار

در این سه استراتژي یک گره . ستسه استراتژي براي پاسخ به دو سؤال باقیمانده پیشنهاد شده ارُم براي به روزرسانی یا درخواست استفاده شود دسترسی به اطالعات ازبراي تعیین اینکه کدام کُ

هاي غیردسترس براي انتخاب این بدان معناست که یک گره از دانش گره. دکن میها استفاده گرهرُم استفاده .ندکند تا امکان خرابی درخواست جاري یا آینده را کمتر ک میمجموعه کُ

با نام 1"حذف سپس انتخاب" استراتژي مشخص شده است کهها استراتژي ارزیابی کاراییبا 2"انتخاب سپس حذف" استراتژي . به روزرسانی مکانی است بهترین استراتژي برايETSاختصاري

رُمSTEبا نام اختصاري هاي به بهترین استراتژي براي درخواست اطالعات مکانی و تعیین کُ . روزرسانی و درخواست است

رُمETSدر هایی را که حداقل یک گره غیرقابل دسترس دارند ، هر گره ابتدا تمام مجموعه کُ ETSاستراتژي . کند میهاي باقیمانده به صورت تصادفی انتخاب پس از مجموعهس. کند میحذف

، یک گره ابتدا به STEدر . کند میکنند محدود میهایی را که یک به روزرسانی را دریافت تعداد گرهرُم را انتخاب هاي غیرقابل کند و سپس از این مجموعه گره میصورت تصادفی یک مجموعه کُ

رُمSTEاستراتژي . کند میحذف دسترس را گیرند را میهایی را که مورد درخواست قرار تعداد کُ . ]12[کند می بیشینه

هاي پخش مکانی پیش فعال سیستم 3-3بندي براساس طبقه. کنیم میفعال را بررسی در این بخش ما شش سیستم پخش مکانی پیش

Mauveزیرا هر گره در این . گیرند می قرار "ههمه براي هم"هاي پخش مکانی در دسته ، سیستم . گیرد میهاي دیگر در شبکه را در بر ها اطالعات مکانی تمام گره سیستم

DREAMسرویس مکانی 3-3-1هر بسته . استDREAM مشابه پروتکل مسیریابی براساس مکان DREAMسرویس مکانی

عت گره مبدأ و زمانی است که کند شامل گره منبع، سر می، که جدول مکانی را به روز (LP)مکان

1. Eliminate – Then – Select (ETS) 2. Select – Then – Eliminate (STE)

40 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

هر گره متحرك در شبکه موبایل اطالعات مکانی به روز شده خود را با نرخ . شود میاین بسته ارسال هاي دورتر فرستد و با نرخ زمانی کمتر از آن نیز به گره میهاي نزدیک خود زمانی ثابتی به گره

فرستد با میهاي دیگر ز شده خود را به گرهنرخ زمانی که براساس آن گره مکان به رو. فرستد میهاي دورتر نسبت به از آنجا که حرکت گره. میزان حرکت آن از مکان قبلی ارتباط مستقیم دارد

هاي یک شبکه موبایل اطالعات به روز رسد نیازي نیست که گره هاي نزدیکتر کندتر به نظر می گرهن فرضیه به نام فرضیه تأثیر فاصله نام گرفته است و در ای. کنند هاي دورتر نگهداري شده را در گره

هاي نزدیک و دور هنگام به روزرسانی با فرق گذاشتن بین گره. نشان داده شده است 7-3شکل .]10[ شود می محدود "بسته مکانی"سربار

و محدوده LP دقت اطالعات مکانی در شبکه را از طریق فرکانس ارسال DREAMالگوریتم : بصورت زیر استLP براي انتقال DLSراه حل . کند می کنترل LP ارسال

) 1( αγαrangerange T

vT

=

1*

، محدوده انتقال یک گره موبایل Trangeدر اینجا . شود می ثانیه انجام Yحداقل هر انتقال در دورهاي دورتر هایی که به گرهDLS LPدر . فاکتور تناسب استα سرعت متوسط گره و Vاست،

هاي نزدیکتر کنند که شامل گره میهاي موجود در شبکه را به روزرسانی روند اطالعات تمام گره می . ]10[شود مینیز

]10[تاثیر فاصله)7-3 شکل

(SLS)سرویس مکانی ساده 3-3-2هاي مکانی پخشی هستند، ولی این سرویس اطالعات و سرویسنیز جز 1سرویس مکانی ساده

خصوصاً هر بسته مکانی که جداول مکانی را به روز . کند میمکانی را فقط به همسایگانش ارسال

1 Simple Location Service

41 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

سرعتی که یک گروه . هاي متعددي است کند شامل اطالعات مکانی، سرعت و زمان ارسال گره می . ]17[ییر مکانی آن نسبت مستقیم داردکند با تغ می ها را ارسال LPمتحرك

)2( v

Trangev

Trangeαα

=

1*

محدوده حرکت یک Trangeدراین رابطه . شود می ثانیه هم انجام Zالبته ارسال ها حداقل هر Trangeبراي یک . شود ه میسازي بهین فاکتور ثابتی است که از طریق شبیهα سرعت گره و vگره،

ها توسط یک گره با زمانی که آن گره براي میزان مشخصی حرکت LPداده شده، فرکانس ارسال به این معنا که هر اندازه یک گره سریعتر حرکت کند آن گره با فرکانس . الزم دارد سازگاري دارد

ودي از جدول مکانی گره ورE شامل حداکثر LP، هر SLSدر . کند میها را ارسال LPباالتري . شوند می از جدول مکانی گره انتخاب round-robin ورودي براساس مکانیزم Eاین . است

ها هاي متعددي را با همسایگان این گره اطالعات مکانی گرهLPاین بدان معناست که هر انتقال هاي مکانی را از وباً بستهکند متنا می استفاده SLSاي از همچنین وقتی گره. گذارد میبه اشتراك

ترین اطالعات سپس گره جدول مکانی خود را براساس جاري. کند میهمسایگان خود دریافت . ]17[کند می ها به روز LPمکانی بدست آمده از

3-3-3 Ants آوري و پخش اند براي جمع مدل شدهantافزاري متحرك که براساس رفتار هاي نرم عامل

یک عامل است که توسط گره مبدأ به گره antیک . شوند می استفاده GpsAlاطالعات مکانی در تواند دورترین گره نسبت به مبدأ باشد که اطالعات مکانی آن میگره مقصد . شود میمقصد فرستاده

که به طرف می هنگاantیک . تواند یک گره تصادفی باشد می است یا میدر جدول مکانی مبدأ قدی antتر باشد هاي میانی قدیمی کند، اگر اطالعات این گره میهاي میانی عبور ود از گرهر میگره مقصد

براساس جداول antتر باشد بسته می قدیantکند و اگر اطالعات میجدول مکانی آنها را به روز . ]7[شود میهاي میانی به روز مکانی گره

(GRSS)سرویس ناحیه جغرافیایی 3-3-4شود به میاي که با شبکه موبایل پوشانده ناحیهGLSغرافیایی مشابه در سرویس ناحیه ج

سرویس مکانی براساس دو تابع اصلی . افزایش هستنداندازهشود که مربعاتی با میگریدهایی تقسیم ابتدا هر گره در مربع درجه صفر اطالعات مکانی خود و همسایگانش را به تمام . کند میعمل بنابراین تمام اطالعات توپولوژي در هر مربع درجه . کند میربع درجه صفر ارسال هاي دیگر در م گره

42 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

هاي مربعات مجاور توانند اطالعات مکانی را به گره میهاي مرزي سپس گره. صفر شناخته شده است هاي مربعات شان را با تمام گره اطالعات مکانیiهاي مرزي در مربع درجه بنابراین گره. ارسال کنند

، i مربع درجه 4هر . (گذراند می به اشتراك "Summary"هاي مکانی درجه نامجاور از طریق بسته . ]13[)سازند می i+1یک مربع درجه این بسته حاوي لیستی از . لیستی از اطالعات مکانی را به همراه داردSummaryیک بسته

به معناي دیگر زیرساخت سلسله . ت اسI و مکان مرکز مربع درجه iها در مربع درجه تمامی گره . شود میمراتبی ایجاد شده به منظور تولید و پخش اطالعات مکانی استفاده

و کند می این است که هر گره اطالعات مکانی خود را به کل شبکه ارسال نGRSSیک مزیت ي باشد که ا یک نکته منفی آن نیز این است که ممکن است اطالعات مکانی فقط حاوي مرکز ناحیه

برد به اندزه هر ناحیه تقریباً اندازههر چند از آنجائیکه . گره در آن قرار دارد نه مکان واقعی خود گرههاي بسته. ها در یک مربع درجه صفر از دو نقطه قابل دسترسی هستند رادیویی است تمام گره

سربار باالیی را نسبت به هاي دقیق بسته. دقیق و غیر دقیق: شوند میاختصاري به دو نوع تقسیم شوند که یک گره کمتر اطالعات مکانی میشوند ولی در عوض باعث میهاي نوع دوم متحمل بسته

دیگر در تضاد است دریافت کند و کمتر باعث از بین رفتن بسته را که با اطالعات مکان گره . ]13[شود

DR: بینی مکان تکنیک پیش 3-3-5بر این اساس . کند می پخش اشبه همراه مکان جاري را د خوی، هر گره مدل حرکتDRMدر

. بینی است پیشروشبینی کنند اساس این تکنیک ها را در شبکه پیش ها قادرند حرکت سایر گره گرهتواند یک تابع معین یا تابع احتمالی از درجه یک یا میشود میمدل حرکتی که توسط هر گره ایجاد

خود را از روي دو (vy,vx)ک مدل بصورت زیر است، یک گره میزان سرعت براي مثال ی. باالتر باشد : ]10[کند میاند محاسبه گرفته شدهt2,t1 که در زمانهاي (x1,x2) ,(x2,y2)نمونه مکانی خود

)3( 12

12

12

12

ttyy

vandttxx

v yx −−

=−−

=

دش و زمانی که که این مقادیر محاسبه شدند گره این مقادیر را به همراه مکان فعلی خو میهنگا. شود می گفته DRMبه این بسته ارسالی، بسته به روزرسان . کند میاین مقادیر محاسبه شدند پخش

: کند میبینی یک گره مکان گره دیگر را براساس تساوي زیر پیش

43 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

)4( ( )( )elcurrentxlocationpredict ttVXXel modmod

−×+= )5( ( )( )elcurrentylocationpredict ttVYY

el modmod−×+=

در دو تساوي باال elyV

mod و

elxVmod

مقادیري هستند که از بسته به tmodel و (xlocation,ylocation)و . زمان فعلی استtcurrentاند و استخراج شدهDRMروزرسان

اختالف . شود میکند که با میزان واقعی مقایسه میبینی هر گره متناوباً مکان خودش را نیز پیش :بینی شده آن از طریق رابطه زیر محاسبه شود گره با مکان پیشبین مکان اصلی

)6( 22 )()( predictedcurrentpredictedcurrent yyXX −+==α

مکان واقعی گره از یک حد نصابی باالتر رود آنگاه گره یک و بینی شده اگر اختالف مکان پیشکند بنابراین اگر گره یک مدل حرکتی دقیق ارسال . کند جدید ارسال میDRMبسته به روزرسان

. ]10[آید می بسیار پایین DRMهزینه به روزرسانی مکانی در را DRMاگر اختالف مکان بدست آمده از رابطه باال کوچک باشد آنگاه گره بسته به روز رسانی

بندي براساس مکان فعلی گره را این متد الیه8-3شکل . کند هاي نزدیکش ارسال می فقط به گرهبینی کند هاي دیگر موجود در شبکه را پیش تواند مکان تمامی گره میه وقتی یک گر. دهد مینشان . شود که هر گره قادر است توپولوژي شبکه را محاسبه کند میگفته

]DRM ]7متد الیه بندي ) 8-3 شکل

44 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

هاي مکانی انفعالی سیستم 3-4همانطور که قبالً نیز . کنیم میهاي مکانی سیستم انفعالی را معرفی به عنوان آخرین نوع سیستم

کنند در این بخش میهاي مکانی انفعالی به هنگام نیاز درخواست اطالعات مکانی شد سرویساشارههاي مکانی انفعالی ، سیستمMauveبندي براساس طبقه. کنیم میما سه سیستم مکانی انفعالی را مرور

زیرا هر گره در شبکه اطالعات مکانی بعضی . گیرند می قرار "همه براي بعضی"ي بند در طبقه .]26[کند میهاي دیگر موجود در شبکه را نگهداري گره

(RLS)سرویس مکانی انفعالی 3-4-1 به اطالعات مکانی گره دیگري نیاز دارد که یک گره متحرك میدر سرویس مکانی انفعالی هنگا

صورت ابتدا این درخواست به همسایگان گره گذشته یا ناشناخته است در آنو این اطالعات تاریخ اگر همسایگان گره نیز اطالعات مکانی در دست نداشتند و تا زمان معینی پاسخ . شود میمقصد ارسال

وقتی یک گره یک بسته . شود میرا ارسال نکردند آنگاه این درخواست در طول شبکه منتشر کند و اطالعات درخواست شده را ندارد این درخواست را منتشر میفت درخواست مکانی دریا

ولی اگر اطالعات درخواست شده در جدول مکانی گره موجود باشد یک پاسخ در طول . کند میبه معناي دیگر هر بسته . کند میعکس مسیري که این درخواست به گره رسیده است را ارسال

به منظور برگشت ) ها اي از گره سلسله( بسته طی کرده است درخواست مکان حاوي مسیري است که استفاده RLSهایی که از همچنین اگر میسر باشد گره. پاسخ به مبدأ ارتباطات باید دو طرفه باشند

. کنند اطالعات جداول مکانی خود را هنگام دریافت یک بسته مکانی جدید به روز کنند میهاي مسیریابی هستند که تکلوود دارد که دو تاي آخر پر وجDSR، LAR، RLSشباهتهایی بین

ها، قراردادهاي انفعالی هستند زیرا هنگام نیاز هر سه این پروتکل. هاي موبایل وجود دارند در شبکهها از مسیر عکس براي به عالوه هر سه این پروتکل. کنند میاطالعات درخواست شده را بازیابی

سعی در RLSکنند یک فرق اساسی بین این سه پروتکل این است که میدهی به مبدأ استفاده پاسخارسال . سعی در تعیین کل مسیر دارندDSR، LARبدست آوردن اطالعات مکانی دارد در حالیکه

اي هستند که هاي میانی دو خصیصه درخواست مکانی به همسایگان گره و اجازه دریافت پاسخ از گره . ]26[ مشترك استRLS، DSRدر

45 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

(RLS)سرویس مکانی انفعالی 3-4-2 ایجاد شده است که در مسیریابی در نواحی شهري استفاده (RLS)یک پروتکل دیگر همزمان با

هاي عمده بین فرق. کنیم می نامگذاري ′RLSبراي جلوگیري از اشتباه ما پروتکل دوم را . شود میRLS′، RLSدر زیر آمده است :

شد که در صورت داشتن اطالعات مکانی گره میی اجازه داده هاي میان به گروهRLS در _ . حتماً باید گره مقصد پاسخ را ارسال کند ′RLSحالیکه در مقصد پاسخ را ارسال کنند در

بسته پاسخ از ′RLSشود در می بسته پاسخ از طریق مسیر عکس به مبدأ برگردانده RLS در _ . شود میردانده طریق بعضی از قراردادهاي مسیریابی برگ

وجود دارد، با ′RLSهاي متعددي براي نحوه نشر بسته درخواست مکان در با آنکه انتخاب_ . شود میبه این روش نشر دوتایی گفته . استRLSترین روش آن مشابه این وجود اصلی

_ RLS هاي خیلی دورتر از مبدأ اجازه نشر دوباره شامل نشر شعاعی است که به گره . ]17[این خصوصیت را ندارد ′RLS. دهد میهاي نزدیکتر است را قبل از گرهدرخو

(LOTAR)مسیریابی به کمک جستجوي مکانی 3-4-3

LOTAR یک پروتکل مسیریابی مشابه LAR است که در آن همسایگان یک گره متناوباً جداول هاي توان پاسخ میروز شده با اطالعات اخیر و به . کنند می تبادل اطالعاتی یکدیگرمکانی خود را با

. ]28[ها داد دقیقتري به درخواست

معرفی برخی سرویس هاي مکانی بر اساس کروم 3-5

3-5-1 GLS GLS بزرگترین مربع . کند می ناحیه دربرگیرنده شبکه را به مربعات گرید سلسله مراتبی تقسیم , تا رسیدن به (H-1) - مربع سطح4 بطور بازگشتی به H - مربع سطح،شود می نامیده H -مربع سطح ) i<0براي ( i -در هر مربع سطح. مرسوم استquadtreeشوند که به می تقسیم 0 -مربع سطح

در آن نیست قرار A که (i-1) -کند که هر یک در هر مربع سطح می سه سرور مکان انتخاب A گره . نشان داده شده است9-3 در شکل Glsساختار . دارند

46 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

GLS کنـد مـی در هر ناحیه سرویس سـرورها انتخـاب گره سرورهاي مکان را بر اساس شناسه . در آن A داراي کوچکترین شناسـه بزرگتـر از شناسـه i ، باشد A گره که سرور مکان C گرهبراي یک

.]32[ استquadtreeسلسله مراتب ID(a)}ID(x) , quadtree in the is x |min{ >= nodexC

C در quadtree نزدیکترین به A همـه شـماهاي دیگـر سـرورهاي مکـان بـه روش براي. است از تـابع ولـی در ایـن شـما نزدیکی تعریف شده بر حسب فاصله جغرافیایی به یک نقطه بدست آمده

. شود میشوند استفاده میناسه انتخاب درهم ساز به جاي فاصله تعیین شده در فضاي شرسـد می δآن به آستانه فاصله سرورهاي مکان خود را با مکان واقعی اش بعد از اینکه گرههر

اسـت و Aي که نزدیکترین بـه گره درخواست را به B گره ،A گرهبراي هر درخواست . کند میبروز B کند و به همین ترتیب تـا در نهایـت درخواسـت بـه یکـی از می اطالعات مکان اش را دارد ارسال

. برسدAسرورهاي مکان

]32 [ سطحی–سلسله مراتبی چند ) 9-3 شکل

3-5-2 SLURP A گـره . شـود مـی به مربعـات گریـد مـسطح تقـسیم ) یک مربع ( کل ناحیه شبکه SLURPدر

(x,y) و بدسـت آوردن مختـصات Aسرورهاي مکان خود را با اعمال یک تابع درهم ساز به شناسـه نامیـده A گـره بـراي 1" ناحیه خـانگی "مربع شامل آن نقطه . کند میانتخاب یک نقطه در کل ناحیه

بـه مربـع A گرههر زمان . کنند می را ذخیره Aها در آن مربع اطالعات مکان واقعی گره همه . شود می کـه B گـره براي هـر . کند میدیگر حرکت کند آن مربع خانگی خود را با اطالعات مکان جدید بروز

Aشود و مربع خـانگی می اعمال A همان تابع درهم ساز به شناسه ، ارتباط برقرار کند A خواهد با می رانـده A براي بازیـابی اطالعـات مکـان Aاست به مربع خانگی و سپس یک بسته درخ .یدآ میبدست

.]31[ تشریح شده است10-3 این در شکل .شود می

1 Home Zone

47 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]31 [سازماندهی سرور مسطح)10-3 شکل

3-5-3 SLALoM

حتی اگـر . شود می آن است که تاخیر درخواست با رشد اندازه شبکه بیشتر SLURPمانع اصلی ز بـه درخواسـت ا ممکن است نیـ B گره ممکن است هنوز ، نزدیک باشد A گره بطور نسبی به B گره

یـک سـاختار دو سـطحی SLALoM براي حل این مشکل . که دور است داشته باشد Aمربع خانگی تقـسیم SLURP هماننـد 1 –کل شبکه ابتدا به یک گرید مـسطح از مربعـات سـطح .کند میاستفاده

شامل چنـدین 2 –شود بطوریکه هر مربع سطح می تقسیم 2 –سپس شبکه به مربعات سطح . شود می انتخـاب 2 – مربع سطح م سازي نقطه در هر سرور مکان خود را با دره A گره. باشد 1 –مربع سطح

).11-3 شکل ( دارد2-ربع خانگی در هر مربع سطح یک مA گرهبنابراین . کند می

]21 [سازماندهی دو سطحی) 11-3 شکل

از اطالعـات مکـان SLALoM ،به جاي ذخیره سازي اطالعات مکان واقعی در هر مربع خانگی را بـه عنـوان نـه " A مربـع هـاي خـانگی نزدیـک " SLALoM. نـد ک میاي دو سطحی استفاده دانه

در آن A کـه 2 – مربع خانگی در مربع سطح ،کند میتعریف A به 1 –مربع خانگی سطح نزدیکترینمربع ،همه مربع هاي خانگی در شبکه . 2 –به اضافه هشت مربع خانگی در اطراف مربع سطح ،است

بـا . دانـد مـی را Aمکان واقعی Aشناسد و نه مربع خانگی نزدیک می در آن است Aا که ر 2 –سطح فقط سرورهاي نزدیکتر احتیاج بـه بروزرسـانی مکـرر دارنـد در Aاستفاده از این دیدگاه همانطور که

.]21[حالیکه سرورهاي دورتر نیازمند بروزرسانی هاي گاه به گاه هستند B کـه 2 – در مربع سطح A بسته درخواست را به مربع خانگی ،A گره براي درخواست ،B گره

را بازیآبی Aتواند اطالعات مکان می B باشد Aاگر مربع خانگی نزدیک به . کند میدر آن است ارسال

48 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

و . شناسـد مـی را کـه در آن اسـت 2-در غیر اینصورت سرورها در آن مربع خانگی مربع سطح . کند . در آن است ارسال کنیمA آن که 2 –مربع خانگی در مربع سطح توانیم درخواست را به می

3-5-4 DLM DLM کل شبکه را همانند GLS کند می تقسیم .H+1سرورهاي . سطح مربعات وجود دارد

یک k که k-یک سرور در هر مربع سطح. دوگانه شده اند،مکان بطور یکنواخت در عرض ناحیه با درهم سازي به یک نقطه در SLALoMروش مشابه سرورها به . استH تا 1پارامتر سیستم بین

.]29[کند می از ساختار سرور دو سطحی استفاده DLMبنابراین . شوند می انتخاب kهر مربع سطح DLM همـه سـرورهاي ،سیاست آدرس دهی کامـل : کند می از دو سیاست آدرس دهی استفاده

کند آن نیاز دارد که اطالعـات میحرکت گره هنگامیکه یک ،کنند میرا ذخیره گره مکان واقعی ،مکان بسته هـاي بروزرسـانی در هجوم باعث تواند می که مکان خود در همه سرورهاي مکانش را بروز کند

سیاست آدرس دهی جزیی براي حـل ایـن مـشکل معرفـی . گردد گرههنگام حرکت با سرعت باالي kiبراي . کند میتلف ذخیره هر سرور مکان اطالعات مکان را با دانه بندي مخ . شود می اگر سـرور <

را i-1 – سرورها فقط مربـع سـطح ، در آن قرار دارد باشدAکه i – در همان مربع سطح A گرهمکان قرار داشته باشد اطالعـات مکـان Kاگر سرور در همان مربع سطح . کنند می در آن است ذخیره Aکه

.شود میکامل ذخیره بـسادگی B گـره . اسـت مـستقیم است آدرس دهی کامل استفاده شود عمـل درخواسـت اگر سی

اگـر سیاسـت آدرس . کنـد مـی درخواست A را براي بدست آوردن مکان Aنزدیکترین سرور مکان به پیـدا Aاگر آدرس کامل . کند می را درخواست A ابتدا نزدیکترین سرور مکان B گرهدهی جزیی باشد

در آن است را نشان A که i-1 مربع سطح Aشود در غیر این صورت سرور یمشود پرس و جو کامل .]29[کند می بدست آید ادامه پیدا Aاین پروسه تا زمانیکه اطالعات کامل . دهد می

3-5-5 HIGH-GRADE HIGH-GRADE از یک ساختار گرید سلسله مراتبی مشابه با GLS گـره کند که هر می استفاده

A دقیقا در یک مربع سطح i 0( قرار دارد( Hi H=3 یک گرید سلسله مراتبی با 12-3 شکل ،≥≥در . بـا هاشـورهاي مختلـف مـشخص شـده انـد A گـره 2 ،1 ،0 –دهد و مربعات سطح میرا نشان

HIGH-GRADE گره یک A یک مجموعه سرورهاي مکان در هر مربـع سـطح – i کـه در آن قـرار تـابع H+1، HIGH-GRADE، H+1 در مربعـات Aبراي تعیین مکان نسبی سرورهاي . استدارد دار

نقـاط " ،ما این مجموعه نقاط درهم سازري را . کند می اعمال Aدرهم ساز خوش تعریف روي شناسه

49 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

,)0(نامیم که با می 1"سرور مکان HiLSP iA گـره LSP چهـار 12-3شکل . شود می نمایش داده ≥≥A هـا هـستند کـه گـره سرورهاي مکـان یـک مجموعـه از . دهد می برچسب هاي مختلف نشان را با

iALSPنزدیکترین به هر محـیط بـه روز رسـانی هستند و اطالعات مکان با استفاده از یـک پروتکـل , .شود میکند نگهداري می ها را محدود LSPدسترسی که تعداد سرورهاي اطراف

]HIGH-GRADE] 20سلسله مراتب شبکه و درخواست مکان در ) 12-3 شکل

هـر سـرور . کند می دانه شده را ذخیره –اطالعات چند HIGH-GRADEسرورهاي مکان در فقـط سـرورهاي . کنـد مـی در آن است را ذخیره A را که i-1 – اطالعات مربع سطح i –مکان سطح

را Aخواهد کـه مکـان می B گرههنگامیکه . کند می را ذخیره A اطالعات دقیق مکان 0 –ان سطح مکiABpLSP را که i – هاي بالقوه سطح LSPبیابد بطور ترتیبی شود را با اعمال همان تـابع می نامیده ,,

شـروع 0 – مربع سـطح پروسس با . آورد می بدست B گره i – در مربع سطح Aدرهم ساز به شناسه قـرار 0- در همان مربع سـطح A گره و B گرهاگر . شود می نشان داده ABpLSP,,0کند و بنابراین با می

,,0,0داشته باشند پس AAB LSPpLSP بازیابی ALSP,0 را از سرورها در Aتواند مکان واقعی می B و = ندارند و A گرهفهمند که آنها یک رکورد مکان براي می ABpLSP,,0ها در گره در غیر اینصورت . کند

,,1سپس درخواست را به ABpLSP رانند این پروسس تـا زمانیکـه میiAiAB LSPpLSP ,,, کـه اولـین =ي سـطح بـاال ذخیـره چون فقـط اطالعـات مکـان در سـرورها . یابد می پیدا شود ادامه Aسرور مکان

,0,2,1 هاي سطح پایین تـر LSPمطشود پس درخواست بطور ترتیبی به ,......, AiAiA LSPLSPLSP تـا −− B گـره توسط A گرهدرخواست یک مثال از12-3شکل . شود می رانده Aبدست آوردن مکان واقعی

.دهد می نشان pLSP و LSPبا استفاده از مفهوم

1 Location Server Points(LSP)

50 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

فقـط احتیـآج بـه A گـره ذخیـره مطـشود LSP سـطح دانه شـده در هـر –چون اطالعات چند ≤−1بـراي i– در عـرض یـک مربـع سـطح A که زمانی j –بروزرسانی آن در سرورهاي سطح ji

.]20[کند دارد میحرکت

HGRIDروش 3-5-6

) 2r /) L0ضلع هاي مربعی واحد با ناحیه شبکه به،HGRIDشناخته شده در روشتوانند به طور می L0 مرتبه صفر هر دو گره در یک مربعودامنه رادیویی بوده r که، شود میتقسیم

. ]18[مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند یک پروسس بازگشتی به صورت زیر با استفاده از HGRID الگوریتمدر gridسلسله مراتب

i )11گرید مرتبه در هر :شود میتعریف −≤≤ ki( ،گرید با مرتبه ترین از باال سمت راست ( i-1) کنیم و از باال سمت می ناحیه پایین از سمت چپ انتخاب درام iگرید مرتبه سردستهرا به عنوان

در ناحیه پایین از سمت راست امi گرید مرتبه سردسته را به عنوان(i-1 )گرید با مرتبه ترین چپ گرید مرتبه سردسته را به عنوان(i-1 ) گرید با مرتبه ترین از پایین سمت راست کنیم و میانتخاب

iگرید با مرتبه ترین چپ از پایین سمت کنیم و می ناحیه باال از سمت چپ انتخاب ام ( i-1) را به ین سلسله باالتر.کنیم می در ناحیه پایین از سمت راست انتخاب امi گرید مرتبه سردسته عنوان

)13-3لشک. (]18[ تعریف شده استgrid L ( k-1)، به وسیله چهار (L k)مراتب

51 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]HGRID ]18سلسله مراتب در) 13-3 شکل

HGRIDمدیریت موقعیت در 3-5-6-1

به صورت کند، ورود خودش را درون ناحیه جدید عبور Loگرید محدوده از uهر زمان گره یکی که کند، می ارسال) به روز کردن موقعیت (LOC _ UPDATE دو بسته همه پخشی اطالع داده

ارسال ) اگر مورد نیاز باشد( قبلی )Lo(گرید مرتبه صفر از )L1 (1 سردسته مرتبه ها به از این بستهگرید مرتبه صفر از 1تبه سردسته مرکند و بسته دیگر را به میاعالم را عزیمتش از آن ناحیه کرده و

)Lo(18[کند کند تا ورودش را به ناحیه جدید اعالم می ارسالاش جاري[. ، ابتدا پایگاه داده LOC_UPDATE بسته حضور دارد با دریافت گرید سردسته که درVگره

کند، هر می به صورت همه پخشی ارسال جاري گریدکند، و بسته را در میموقعیتش را به روز عالوه .کند می را به روز خودکند، پایگاه داده موقعیت می را دریافت بستهدهنده موقعیتی که سرویس

از لزوم به با توجه به محدوده طی شده تاکند می را بررسی LOC_UPDATE بستهV گره ،بر آن به مقصد بعدي اي را بود، بستهالزم، و اگر شوداش آگاه سلسله مراتبی سردسته روز شدن اطالعات در بین ناحیه تحت پوشش LOC_UPDATEاگر حرکت مشخص شده در . کند ارسال جغرافیایی

ثبت کردن را متوقف به روز رسانی وگیرد تا فرآیند می تصمیم V، بودسلسله مراتبی جاري سردسته ردسته س به یکی از چهار LOC_UPDATEدر بدترین حالت فرآیند ثبت موقعیت تا زمانی که . کند

L( k-1) یابد میبرسد ادامه. .دهد می نشان HGRIDدر الگوریتم یک پروسس به روز کردن موقعیت معمولی را 14-3شکل

به رایکی ،LOC_UPDATEکند، دو بسته می عبور 1 گرید مرتبه محدودهاز D1هنگامی که L1(1,1)سردسته درL1گرید از Lo به رااش ودیگري قبلی L1 ( 3 , 1)سردسته در L1 گرید از اعالم گرید بین درمکانیهاي به سرویس دهندهL1 (1 , 1)به روز کردن .کند می ارسالاش جاري

L1 و به روز کردن(DB_DELETE) کنند حذف را از پایگاه داده موقعیتشان D1 تا ورودي کند می

در D1براي تا یک ورودي جدیدکند میاعالم گرید بین درهاي موقعیت به سرویس دهنده (1 , 3) متوقف L1 (1 , 1)در L1 (1 , 1)به روز کردن . (DB_INSERT) اضافه کنندپایگاه داده موقعیتشان

انجام گیرد، چون نیز ارسالL2(3,3) یابد تا براي میادامه L1(3,1)شود درحالیکه به روز کردن میبه L2 (3 , 3) سلسله مراتبی بعدي یعنی سردستها نیاز به این دارد ت 1گرید مرتبه محدوده عبور از

.]24[روز شود

52 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]HGRID ]18بروز کردن موقعیت در ) 14-3 شکل

موقعیت یابی 3-5-6-2 محلی قرار داشته ی باید در جدول همسایگD قرار گیرد، S مبدا grid در همان Dاگر مقصد سردسته مرتبه به D براي به دست آوردن موقعیت LOC_QUERYصورت یک بسته باشد، در غیراین

1 L1 از S مرتبه سرور تا زمانی که به یکدرخواستشود، می فرستادهi ام، که اطالعاتی را درباره ،هاي باالتر مرتبهبا توجه به اینکه پایگاه داده موقعیت در . گردد می دارد برسد، ارسال Dموقعیت

تري از مقصد را دارند، که اطالعات دقیق سروري آدرسسرورهاعات تقریبی گره را دارند، این اطال .گردانند میبر

ددرگ می ارسالL2 (3 , 3)به L1 (1 , 3 ) وسیله بSمبدا موقعیت از درخواست ،15-3 در شکل در ارسال شده و L2 (3 , 3) به درخواست ندارد،D اطالعاتی ازمقصدL1 (1 , 3 ) با توجه به اینکهو

پاسخ با موقعیت مقصد مشخص شده در بسته S موقعیت به پاسخرسد و یک میآنجا به پایان .شود میبازگشت داده

53 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

]HGRID ]18کشف موقعیت و ارسال داده در ) 15-3 شکل

بسته که به وسیله D، موقعیت داشته باشندیکسان قرار )L1 (1 گرید مرتبه درD و S گرهگرادر . ارسال کندD تواند داده را به طور مستقیم به موقعیت می Sشود، دقیق است و می ارسال پاسخ

ارسال بسته پاسخ مشخص شده در سرور بسته داده را به S و استتقریبی Dغیراینصورت موقعیت کند، می که بسته را دریافت V سروررسد، یک می مشخص شده ریدگوقتی که بسته داده به . کند می

، بسته به طور داشت قرار گرید در همان D اگر،کند میجدول همسایگی اش را چک ابتدا کند، با می جستجو راDخود در پایگاه داده Vدر غیراینصورت . گردد میآمیز به مقصد ارسال موفقیت

V داشته باشد، اگر خود در پایگاه داده D باید یک ورودي براي V، توجه به ساختار تعریف شده موقعیت سروردر غیراینصورت بسته به کند، میارسال D بسته را به داشت Dاطالعات دقیقی درباره

Dتري درباره موقعیت در سلسله مراتب قرار دارد و اطالعات دقیقVبعدي که یک سطح پایین تر از Loگرید مرتبه صفر برسد یا اینکه به یک Dاین پروسس تا زمانی که بسته به . گردد میدارد ارسال

ندارد آن بسته را D اطالعاتی درباره اگرکند میاي که بسته را دریافت یابد و گره میادامه برسد ).د را ترك کرده باشگرید این Dتواند اتفاق بیفتد زیرا ممکن است میاین حالت (کند میحذف

سرور از LOC_RESPONSEدریافت به وسیله L1 (3 , 1)، بسته داده به 15-3در شکل اي که بسته را دریافت رسد، گره می L1 (3 , 1) وقتی بسته به،شود می فرستاده L2 (3 , 3)موقعیت

،رد ا قرار د(0 , 2) در D دهد که میکند و تشخیص میکند، پایگاه داده موقعیتش را جستجو می .]24[گردد می دریافت Dآمیز به وسیله به طور موفقیتبسته کند و میارسال (2,0) بسته را به سپس

54 تاریخچه سرویس هاي مکانی– 3فصل

خالصه 3-6راهکارهاي و بندي متعدد آنها را بیان کردیم هاي مکانی و طبقه در این بخش ما انواع سرویس

دن اطالعات گره ها یک سرویس مکانی مسول فراهم کر.موجود براي مقیاس پذیري بررسی شدند که هر کدام شوند می سرویس هاي مکانی به دو دسته کلی پیش فعال و انفعالی تقسیم .در شبکه است

در این فصل به طور مفصل به بیان .شوند میبه دو زیر دسته پایگاه داده مکانی و پخش مکانی تقسیم اي اساس سیستم پایگاه دادهسرویس مکانی کروم بر .انواع روش هاي مبتنی بر کروم پرداخته شد

،گردد میشود ارسال میها که کروم نامیده گره در کروم اطالعات مکان به یک زیرمجموعه از .است. اشتراك هر کروم با کروم دیگر ناتهی است. گردد میها نیز به کروم دیگري ارسال درخواست مکان

رسد و میدرخواست شده گرهبراي در نتیجه بسته درخواست مکان حداقل به یک سرور مکانی در روش هاي مبتنی بر کروم آن دسته که از تقسیم سلسله مراتبی .شود میدرخواست پاسخ داده

یکی از شناخته شده ترین . نسبت به روش هاي دیگر مقیاس پذیري بهتري دارندشبکه بهره گرفته اند تم یالگورر فصل آینده د. ر گرفت نام دارد که به طور مفصل مورد بررسی قراGLSاین روش ها

ن از آتحلیل کاراییارایه کرده و به که بر اساس روش هاي مبتنی بر گرید استشنهادي خود رایپ . پردازیم می سه معیار هزینهنظر نقطه

55 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

:چهارمفصل سرویس مکان پیشنهاديمعرفی .4

56 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

مقدمه 4-1

سلسله مراتبی با تقسیم سرویس هاي مکان شد، اشارهدر مورد گرید همانطور که در فصل قبلی ي شبکه را بیشتر مقیاس پذیررا کاهش داده و گره ها عملیاتی متعدد، پیچیدگی ي هاناحیهشبکه به اي وجود دارد تا شبکه سلسله مراتبی سازماندهی کنیم، اگر چه روشهاي شناخته شده .کنند میتضمین

باشد، تغییرات توپولوژي میها مشکل حرك بودن گرهتاما نگهداري این سلسه مراتب با توجه به م اطالعات باید در عرض شبکه منتشر مجددوسیله پیکربنديه و پهناي باند محدود شده ب دینامیک

.گردده وار گردد، ب ثیر موجأتواند سبب یک ت می سلسله مراتبیسرویس هاي مکانتغییرات سردسته در

سردستهر سطوح باالتر از سلسه مراتب باعث تغییرات درهمه دسردسته ش یک ـر نقـکه تغیی طوريهمبند کردن آدرس مشکل دیگر در نگهداري یک شبکه سلسه مراتبی تعیین و. گردد میاي پائین تر ه

باشد، که عمدتاً براي مسیریابی در سلسه مراتب مورد استفاده قرار آدرس سلسه مراتب می با گره هاهاي سلسه مراتبی قبل از شروع یک ارتباط به سربار ها با آدرس از آدرسیک دثبت پریو .گیرد می

طراحی ها با یکدیگر پروتکل مدیریت موقعیت براساس رابطه گرهشود، بنابراین اگر میکنترلی اضافه هاي واحد طراحی دچار مشکل خواهیم شد، اما اگر بتوانیم یک سلسه مراتب را براساس ناحیهشود .نیم این مشکالت را از بین ببریمتوا میکنیم

یک سلسله مراتب کارا براي سرویس مکانی سلسله در این بخش هدف بدست آوردن روشی مقیاس پذیر است که بتواند در هنگام افزایش چگالی گره ها ضمن مراتبی و بدست آوردن

سرویس مکانی یک TGRIDروش پیشنهادي . حفظ کارایی، معیار سربار را با روندي ثابت حفظ کندمقیاس پذیري با سربار کم از . سلسله مراتبی است که نیاز به مدیریت متمرکز براي برپایی شبکه ندارد

57 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

در این فصل به . ویژگی هاي این روش است و سعی شده مشکالت روشهاي قبلی را پوشش دهد .کنیم میی پرداخته و در فصل آینده کارایی این روش را ارزیابTGRIDمعرفی و کارکرد روش

براي تقسیم بندي شبکهTGRIDساختار سلسله مراتبی 4-2

.کند می شبکه را به مربعات سلسله مراتبی تقسیم GRIDهمانند TGRIDسرویس مکانTGRID تعداد i9 را براي تشکیل یک گرید مرتبه 1 – گرید مرتبه – i کند می ترکیبHi ≤≤0

بعنوان سرور مکان ناحیه iمربع میانی را در سلسله مراتب گرههر . است باالترین مرتبهشماره Hکه .نشان داده شده است 1-4 در شکل TGRIDساختار ). 1منطقه خانگی(کند میخودش انتخاب

مدیریت موقعیت 4-3یه جدید ناحکند ورود خودش را درون میرا طی یک محدوده گرید مرتبه صفر ،uهر زمان گره

را ) به روز کردن موقعیت (loc_ updateکند و دو بسته به نام می به صورت همه پخشی اعالماگر مورد نیاز ( قبلی اشگرید مرتبه صفر از به گرید مرتبه یکها را یکی از این بسته. کند می ارسال گرید از 1 به گرید مرتبه دهد و بسته دیگر را میه نشان کند و عزیمتش رااز آن ناحی می ارسال) باشد

.کند تا ورودش را به ناحیه جدید نشان دهد می ارسال اش جاريمرتبه صفر

i باید در مربع میانی از نه گرید در گرید سطح C ، باشدA گره سرور مکان C گرهبراي اینکه . کنند میره ذخیبه صورت تقریبی نواحی سرور مکان اطالعات مکان را . باشد) در آن قرار داردAکه (

در آن است ذخیره گره را که i-1 اطالعات ناحیه سطح iهر ناحیه سرور مکان سطح به این معنی که ناحیه سرور مکان ،گرههر . کنند می اطالعات دقیق را ذخیره 1کند و فقط سرورهاي مکان سطح می

ن سطوح باالتر با کند و سرورهاي مکا می خود را با اطالعات واقعی از موقعیت خود بروز 1سطح نیاز به مکان جغرافیایی داشته باشد یک درخواست به ناحیه سرور گرهاگر . شوند میمکان نسبی بروز

داشته A اطالعاتی درباره مکان ،هاي موجود در این ناحیهگره اگر .کند می خود ارسال 1مکان سطح ه سرور مکان سطح باالتر رانده کنند در غیر اینصورت درخواست ب می ارسال B پاسخ را به ،باشند پاسخ را B هنگامیکه .)میانی ترین مربع در کل ناحیه ( .شود تا زمانیکه به آخرین سرور برسد می در بسته پاسخ باشد درخواست بطور بازگشتی به سرورهاي مکان Aگیرد اگر آدرس نسبی مکان می

1 Home Region

58 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

گره سپس یکی از . را داردAه مکان واقعی گردد تا زمانیکه به سروري برسد ک می ارسال Aنزدیکتر به . کند می ارسال Bهاي آن ناحیه پاسخ را به

وسط ناحیه قرار دارد حداقل هزینه بروزرسانی و یي که در نزدیکگره TGRID الگوریتمدر این امر. دارند را در شبکه هاگره همه مکان نسبی مرکز کل ناحیههاي گره درخواست را دارد و

یک و گره بیت براي هر 3تواند با صرف می کههاي میانی استگره در میایگاه داده حجیپ مستلزم این .کند حل شود می بیتی یک جدول نگاشت سهرا به سطرهاي گرههر شناسه که درهم سازيتابع ناحیه سرور مکان که در 8دهد و باید یکی از می بیت سرور مکان سطح باالتر بعدي را نشان سه

. هستند انتخاب کنداطراف

inse

rt

1

2 update

dele

te

TGRIDبروزرسانی مکان در ) 1-4 شکل

. است آورده شده3-4در شکل TGRID رویس مکان به روز رسانی مکان سشبه کد

59 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

Location updates H : The highest Level; i : The current Level; for each Level i n

ih = middleSquarePosition[node, i]; i=1; if (Current and Last postion is in the same

level i) insert(nodePos, n

ih ) else { insert(nodepos, n

ih ) do{ insertid(nodeid, n

ih , nih 1+

) i++; } until ( n

ih = middlestZonePosition) }

TGRIDشبه کد به روز رسانی مکان در ) 2-4 شکل

انتقال داده 4-4همه به علت D یکسان قرار دارند، موقعیت گرید با مرتبه در D گره مقصد و Sگره مبدا اگر

در غیر . ارسال کندDتواند داده را بطور مستقیم به موقعیت می S محلی دقیق است و پخشی هاي ندارد بایستی این داده را به Dبه علت اینکه اطالعی از موقعیت ، D براي ارسال داده به Sاینصورت باالتر سردسته نداشت داده را به D آن هم اطالعی از موقعیت سردستهواگر خود ارسال کند سردسته اي برسد که اطالع دقیق یا نیمه دقیق از موقعیت سردستهاده به د تا زمانیکه عملکند و این میارسال

Dاگر اطالع دقیق از موقعیت . کند میادامه پیدا رد داD دارد، داده را بطور مستقیم براي D ارسال پایین تر یادرهمان بعدي که امکان دارد در یک سطحبه سردسته در غیر اینصورت داده ،کند می

دارد ارسال D قرار داشته باشد و اطالعات دقیق تري در مورد موقعیت gridسطح از سلسله مراتب مرتبه صفرگرید برسد یا اینکه به یک Dکند تا زمانیکه بسته داده به می این پروسس ادامه پیدا .گردد

. کند می ندارد آن را حذف Dکند چونکه اطالعی درباره میبرسد و گره اي که بسته داده را دریافت آن ناحیه سردسته قبل از اینکه به روز کردن اطالعات به Dافتد که گره میاین حالت زمانی اتفاق

ار کوچکتر از حرکت گره ها با توجه به اینکه زمان انتقال داده بسی،برسد آنجا را ترك کرده باشد .افتد می چنین حاالتی به ندرت اتفاق ،باشد می

60 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

به Aشود گره میهمانطور که مشاهده . آورده شده است3-4نحوه درخواست مکان در شکل چون . فرستد می یک بسته درخواست موقعیت به سرور مکانی خود Bمنظور ارسال داده به گره مقصد

مکان نسبی یا دقیق مقصد ندارد بسته درخواست را به سرور مکانی سطح این سرور اطالعی در مورد .ابد میفرستد و همینطور ارسال بسته تا رسیدن آن به مرکزي ترین سرور ادامه میباالتر خود

را به دادهبا توجه به اینکه سرور مرکزي از موقعیت نسبی تمام گره هاي شبکه اطالع دارد بسته به گره را داده این سرور حاوي اطالع دقیق از مکان گره است و بسته . فرستد میمکانی آن گره سرور

.دهد میمزبور انتقال رسیدن به سرور مکانی گره مقصد در گام هاي کمتري ،در صورتیکه دو گره نزدیک به هم باشند

.انجام خواهد گرفتیدن به مقصد به اندازه کند حداکثر تعداد گام هاي الزم براي رس می تضمین TGRIDالگوریتم

2Hیعنی عدد بزرگترین مرتبه است .

QueryQuery

A

A

Data

Response

TGRID در و انتقال بستهدرخواست مکان) 3-4 شکل

. است آورده شده4-4در شکل TGRID رویس مکان درخواست مکان سشبه کد

61 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

Location Query A= nodes that sends query; B = queried node; i= level number that both node collocated; q = query packet; r= reply packet; j=1; //find B’s Relative Location while (r[j]<>B.Relative_Location && j<i) { r[j]=A.send(q, parent[A,j]); } //find B’s exact Location while (r[j]<>B.Exact_Location && j<>1) { r[j]=A.send(q, B.Relative_Location); j--; } //Send packet through r[j]; A.send(packet, r[j]);

TGRID شبه کد درخواست مکان در ) 4-4 شکل

در زمینه به ،HGRIDوریتم پیشنهادي این قسمت با الگوریتم شناخته شده به علت تشابه الگفصل بعدي به مقایسه آن با الگوریتم پیشنهادي خود روزرسانی و نحوه ارسال درخواست در

.پردازیم می

را HGRID مشکل الگوریتم TGRIDهمانطور که در فصل بعدي مشاهده خواهد شد الگوریتم .کند می عمل HGRID حرکت در لبه ها ندارد و از آن رو بهتر از در افزایش سربار هنگام

TGRIDبررسی تحلیلی 4-5یک ناحیه گرههر . کند میاز یک ساختار چند سطحی مشابه گرید استفاده TGRIDشماي

. استGLS و Tgridچند تفاوت اساسی بین . کند می انتخاب i<0 که i –خانگی در مربع سطح GLS بنابراین براي بروزرسانی اطالعات . کند می اطالعات مکان واقعی را روي سرور مکان ذخیره

نیاز به بروزرسانی گره همه سرورهاي مکان یک ،مکان و همچنین کاهش نرخ خرابی درخواست داردیک بسته A نیاز به پیدا کردن اطالعات مکان B گره هنگامیکه یک Tgridدر . دوره اي دارند

از مکان واقعی h1اگر . کند می ارسال h1ي در ناحیه خانگی سطح خودش گره خواست به سمت درگرداند یا درخواست را به ناحیه خانگی نزدیکتر می بر B را به A مطلع باشد مکان واقعی Aیا نسبی

62 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

. کند میراند در غیر اینصورت درخواست را به سمت مرکز ناحیه ارسال می را دارد Aکه مکان واقعی ها بطور نسبی در مدت حیات گره . داند میها را گره چون مربع در وسط ناحیه آدرس نسبی همه

را در گرهتوانیم مکان میکند که ما می تضمین Tgridدر بدترین حالت . شوند میبسته ساکن فرض 2h گام پیدا کنیم که hشماره باالترین سطح است .

یتحلیلمطالعه بر اساس یک مدل 4-5-1 TGRIDاین مبحث یک چارچوب تئوریک مشترك براي بررسی مقیاس پذیري شماي در

و تحت ،گره سرعت حرکت ، شبکهاندازهمطالعه مقیاس پذیري با در این . گردد میتعریف شده ارائه .]19[شود میالگوي ترافیکی مختلف بررسی

معیارها 4-5-2هزینه نگهداري . کنیم میاستفاده از سه معیار براي ارزیابی مقیاس پذیري الگوریتم ارایه شده

: شوند می هزینه درخواست مکان و هزینه ذخیره سازي که بصورت زیر تعریف ،مکان گره عبارت است از تعداد عمل رانش که هر mCهزینه نگهداري مکان : هزینه نگهداري مکان

تواند بعنوان هزینه می مکان نیاز دارد که بروزرسانی/ در ثانیه براي مدیریت بسته هاي نگهداري .نگهداري اطالعات مکان بروز روي سرورهاي مکان در شبکه نمایش داده شود

عبارت است از تعداد بسته هاي عمل qCهزینه درخواست مکان : هزینه درخواست مکان .یه نیاز دارددر ثان گرهرانش به منظور انجام درخواستهاي مکان که هر

یک سرویس مکان عبارت است از تعداد sCهزینه ذخیره سازي : هزینه ذخیره سازي .براي ذخیره سازي بعنوان سرور مکان احتیآج دارد گرهرکوردهاي مکان که یک

هاي انتخاب. شده اندگانه بررسینگهداري مکان و هزینه هاي درخواست به دو دلیل جداهزینه بررسی این دو نوع هزینه بطور . شود میدر نظر گرفته طراحی معموال توازن بین دو نوع هزینه

. دهد که یک شناخت بهتر روي سري انتخاب هاي طراحی مختلف داشته باشیم میجداگانه اجازه کاهش هزینه درخواست مکان بوسیله اعمال استراتژي هاي ،در یک شماي سرویس مکانضمن آن

بنابراین . در حالیکه هزینه نگهداري مکان این گونه نیست ،گاهی بطور نسبی آسان استنهان .کند میجداسازي دو نوع هزینه اطالعات بیشتر براي پیش بینی سناریو فراهم

. شود میهم هزینه نگهداري مکان و هم هزینه درخواست مکان بر اساس بار رانشی ارزیابی . نیاز دارد) درخواست / بروزرسانی ( اي طی کردن در مدت هر عمل تعداد گام هایی که یک بسته بر

63 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

رود هزینه باالتري نسبت به بسته هایی که به مقصدهاي میبه این طریق یک بسته که به نقطه دورتر .گردند دارد مینزدیکتر ارسال

فرضیات 4-5-3 اساسی را ابتدا فرضیات. نشان داده شده است1-4عالئم اختصاري و مفاهیم آن در جدول

:کنیم میمطرح ü گرهتراکم γناحیه شبکه ، ثابت است A ها گره بطور خطی با تعدادN کند و همچنین می رشد

.کند میامکان پذیر را مقدار باالیی است که رانش جغرافیآیی γکنیم که میفرض

ü یک نقطه گرههر . کنند میفی نقطه اي ساده حرکت ها مطابق با یک مدل تحرك تصادگره]0,[ انتخاب شده بین νگیرد و به سمت آن با سرعت میتصادفی در شبکه maxν حرکت

کند وبا زمان توقف صفر مییک نقطه تصادفی انتخاب گره ،بعد از رسیدن به نقطه. کند می .کند میحرکت

ü ترین میعمو. در شبکه است گره بین هر زوج میزان ترافیکترافیک یک توزیع احتماالتی الگوي گرهاحتمال انتقال بسته بین دو در آن الگوي ترافیک مورد استفاده الگوي یکنواخت است که

شود ظرفیت شبکه هاي بی مییکسان است اما هنگامیکه الگوي ترافیک یکنواخت در نظر گرفته خاص گره انتها به انتها براي هر گذردهی در حقیقت اثبات شده که .آید میین سیم موردي پای

)1(یک حد تئوریک N

Oهمچنانکه . داردN شبکه بدون توجه به گذردهییابد می افزایش گره یک شبکه سیار موردي بزرگ معموال در. شود میپروتکل مسیریابی سریعا به صفر متمایل

بنابراین در . هاي دورترگره به یکدیگر تمایل بیشتري به ارتباط با یکدیگر دارند تا هاي نزدیکاین بررسی ما الگوي ترافیکی محلی شده را عالوه بر الگوي ترافیکی یکنواخت نیز در نظر

.]19[گرفتیم

TGRID بنابراین الگوي . داراي سرورهاي مکان توزیع شده یکنواخت در عرض کل شبکه استبه طریقی انتخاب گره سرورهاي مکان براي یک GLSدر . گذارد میکی روي کارایی شما اثرنترافیبنابراین به راهی . ها خلوت هستندگره هستند و دورتر از گرهشوند که سرورها متراکم در اطراف می

.و محلی شده نیاز داریم براي مشخص کردن رفتار شما تحت الگوي یکنواخت

64 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

]19[نمادها) 1-4 جدول

mC location maintenance cost

qC location query cost

Cs storage cost υ node speed z average progress of each forwarding hop

iρ level-i square boundary crossing rate ud distance traveled by an update packet qd distance traveled by a query packet un number of forwarding hops of an update packet qn number of forwarding hops of a query packet

λ perimeter refreshing rate κ distance threshold in perimeter refresh

uiP prob. querying nodes in level-i square (uniform traffic) l

iP prob. querying nodes in level-i square (localized traffic)

1c constant of random distance within a square

2c constant of random distance between squares

3c another constant of random distance between squares

براي مطالعه تاثیر الگوي ترافیکی متفاوت روي مقیاس پذیري سرویس هاي مکان نماد هاي زیر

Hiبراي . کنیم میرا معرفی ,....,0= , iP گره احتمال آنکه B ) ست دهنده درخوا گره ( گرهو A ) uما از . باشند یکسانi –در مربع سطح ) گیرد میي که مورد درخواست قرار گره

iP و liP براي

بر اساس اندازه . ]27[کنیم می تحت الگوي ترافیکی یکنواخت و محلی شده استفاده iPنشان دادن u گره یک iربعات سطح م

iP رابطه زیر بدست آید توان به آسانی از می:

)1(

=

≤≤=

−

041

14

31

iif

HiifP

h

Hui

65 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

l براي سادگی تحلیل ما یک الگوي ترافیکی محلی شده خاص که احتمالiP بطور نمایی با

کنیم میتعریف . گیریم مید در نظر یاب می کاهش i –بزرگ و بزرگتر شدن مربعات سطح

HiforPP li

li ≤≤= − 1,

21

1که در نتیجه 10

=∑H

liP آید می و بدست:

)2( HiforP

H

il

i ≤≤−

=

−

+0,

211

1.21

1

1

محدوده نرخ عبور از 4-5-4 گره یک 1مکان مستقیما مرتبط با نرخ عبور از محدوده هزینه بروزرسانی،براي همه شماها

کند تولید میک بسته بروزرسانی مکان را زمانیکه از محدوده یک مربع عبور یA گره. متحرك است :دهد میمحدوده را نشان لم هاي پایین نرخ عبور از. کند می

: عبارت است از A گرهنرخ عبور از محدوده مربع یک ) : نرخ عبور از محدوده : (1لم )3(

R20πυ

ρ ≈

نرخ عبور از . است0- طول ضلع یک مربع سطحR است و A گره سرعت حرکت νکه :در ساختار سلسله مراتبی چند سطحی عبارت است از i– براي مربع سطح iPمحدوده

)4( 10,21.0 −≤≤≈ Hiforii ρρ

در یک ناحیه گره را با نرخ عبور یک 0ρتوانیم می نشان داده شده است که ما ]19[در : اثبات گره هنگامیکه یک ،نشان داده شده است 5-4همانطوریکه در شکل . تقریب کنیمRدایره اي با قطر

و خط مماس در ν زاویه بین بردار سرعت θ. کند می را طی θcosR فاصله ،شود میوارد ناحیه اي در ناحیه گرهبنابراین متوسط فاصله طی شده بوسیله . شود میوارد ناحیه گرهنقطه اي است که

:عبارت است از

)5( π

θθπ

π RdR 2cos2 2

0=∫

:بنابراین داریم

)6( RR 220πυ

π

υρ ≈≈

در هر . دي یا افقی است عبور از محدوده عمو سطحی–در ساختار چند کنیم که میمشاهده : بنابراین داریم.]19[ است i-1همچون یک محدوده سطح i – یک محدوده سطح ،حالت

1 Boundary Crossing Rate

66 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

)7( 11 21

1 −≤≤= − Hiforii ρρ

]19[گره فاصله طی شده در یک ناحیه توسط ) 5-4 شکل

)(هزینه نگهداري مکان: قضیه mCE،هزینه درخواست مکان )( qCE،هزینه ذخیره سازي )( sCE در Tgrid عبارت است از :

)8(

)(log)(

)(log)()(

)log.()(

3

3

3

3

NOCE

patterntrafficlocalizedforNOpatterntrafficuniformforNOCE

NvOCE

s

q

m

=

=

=

روز فاصله اي را که بسته هاي بروزرسانی براي ب،mCبراي معیآر هزینه نگهداري مکان : اثبات

)(کنیم که با میکند بررسی میطی i -کردن سرورهاي مکان در مربع سطح uidE نشان داده

: داریم .شود می)9( RcdE iu

i 3.)( 3=

ه تصادفی بین یک فاکتور ثابت براي نمایش فاصل3C است و i – طول ضلع مربع سطح Ri3که :داریم شوند می ارسال ρچون بروزرسانی ها با نرخ . دو نقطه در مربعات همسایه است

)10( Hv

zHvc

nECEH

i

uiim

.3

)(.)(

3

01

∝=

= ∑=

π

ρ

67 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

)11( )3log.()1(,3log, NvOmCENHNA =∝∝

)(براي 2mCE، اگر λ هاي اطراف محیط محدود به گره تعداد . محیط باشدبروز شدن نرخ

γπ 2k است که kچون . آستانه فاصله استH+1 دن دارند وجود بروز ش ناحیه سرور مکان که نیاز به

:دارد پس )12( )3(log

2.).1()2( NOkHmCE =+=

γπ

λ

بنابراین)13( )log.()()()( 3

21 NvOCECECE mmm =+= براساس فرایند درخواست مکان که در باال . کنیم می را بررسی qCسپس هزینه درخواست مکان

قرار دارند عبارت است از i – در مربع سطح B و A هزینه درخواست مکان هنگامیکه ،شرح داده شد:

)14(

zRc

zRc

zRc

ij z

ujdEi

j z

ujdEq

inE

i

i

j

j

.)33(

.3.2

1 )(

0

)()(

32

3

0

3

−=

−=

∑=

+∑=

=

+

=∑

،براي الگوي ترافیک یکنواخت

)15(

)(

..3

98.).33(

).()(

3

31

03

2

0

NOzRc

zRc

PnECE

H

H

iiH

i

H

i

ui

qiq

=

≈

−−≈

=

+

=−

+

=

∑

∑

: ترافیک محلی شدهو براي الگوي

)16(

)(log

...3

311

1.3

8.).33(

).()(

3

1

10

112

0

NO

HzRc

zRc

PnECE

H

H

ii

i

H

i

li

qiq

=

≈

−−−≈

=

−=

++

=

∑

∑

68 معرفی سرویس مکان پیشنهادي– 4فصل

:و در نهایت هزینه ذخیره سازي عبارت است از

)17( )3(log

).1.()(

2

NON

kHNCE s

=

+=

γπ

تواند روي مقیاس پذیري سرویس مکان تاثیر میدهد که انتخابهاي طراحی مینتایج نشان .دنمکان موثر باش و در نتیجه روي مقیاس پذیري کل مسیریابی مبتنی بر ندبگذار

خالصه 4-6ارچوب تئوریـک نیـز یک چـ . مورد بررسی قرار گرفت TGRIDدر این فصل روش پیشنهادي

براي مدل کردن و تحلیل مقیاس پذیري سرویس هاي مکانی معرفـی شـد و سـه معیـار هزینـه بـراي روز بـه ،این سه معیار هزینه شامل هزینه درخواسـت . تحلیل یک سرویس مکانی مطلوب تعریف شد

ارچوب تئوریـک از جهـت سـه بر اساس این چـ TGRIDسپس . باشد میرسانی و ذخیره اطالعات اسـتفاده از TGRIDایـده روش . معیار اصلی در مقیاس پذیري سـرویس هـاي مکـانی تحلیـل شـد با تقـسیم TGRIDروش . باشد میمکانیزم هاي سلسله مراتبی مدیریت موقعیت براي مقیاس پذیري

صورت سلسله مراتبی و توزیع سرویس هاي مکانی به صورت یکنواخـت تـالش در فضاي شبکه به به گونه اي است که سه معیـار هزینـه یعنـی TGRIDطراحی .کاهش سربار ناشی از مسیریابی دارد

هزینه به روز رسانی و هزینه ذخیـره اطالعـات را لحـاظ کـرده و سـعی در بهبـود ،هزینه درخواست GLOMOSIM توسـط ابـزار شـبیه سـاز را TGRIDنـده کـارایی روش در فصل آی .کارایی دارد

.کنیم میبررسی

69 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

:پنجمفصل ارزیابی روش پیشنهادي .5

70 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

مقدمه 5-1 Glomosim در شده شناخته پروتکل که یک،HGRID همانند TGRID پروتکل در این بخش

سپس. سناریو هاي مختلف ارایه شده استبراي نتایج شبیه سازي آن پیاده سازي شده و ،است .مقادیر بدست آمده دو روش با هم مقایسه شده اند

در ، در شبکهتراکم، معیار هاي افزایش سرعت گره ها و TGRIDبراي ارزیابی کارایی روش .نظر گرفته شده است

شرایط محیط شبیه سازي 5-2 .]25[ استفاده شده استGlomosim از نرم افزار شبیه سازTGRIDبراي شبیه سازي روش

الیه یک . ثانیه در نظر گرفته شده است300 زمان هر شبیه سازي و متر250شعاع ارسال گره ها شبکه الیه پروتکل بعنوان IP کنار در که شده استTCP/IPتعریف پروتکل پشته در مکانی مدیریت

جدول یک مکان و ولجد یک شامل مکان مدیریت الیه در اصلی داده ساختار. کند می عمل يگره از مکانی بروزرسانی بسته یک مکان در موقعیت سرور گره یک کهمیهنگا. است همسایگی گره هر اي به صورت دوره. کند میبروز مکان خود جدول در را گره آن جاري مکان ،کند می دریافت

اطالعات و ،نماید محقق را خودش محلی پذیري اتصال است با استفاده از پروتکل همه پخشی قادر پایگاه از غیر. نماید کمک جغرافیآیی مسیریابی به تا کند ذخیره همسایگی خود جدول در را مکانی تغییر اخطار یا داده بسته ،گره یک هنگامیکه که دارند اتصال موقت جدول یک هاگره ،مکان داده مکانش که اي داده ارتباط یک یانهپا بوسیله مکان تغییر اخطار. شود می بروز ،کند می دریآفت را مکان

هاي بسته تعداد جدول این. شود می ارسال ،است متفاوت قبلی شده اعالم مکان از به فاصله معینی از توانند می ارتباط یک در بعدي هاي داده بسته زیرا ،دهد می کاهش ارتباط یک در را درخواست

که زمانی متوسط از طریق انقضا زمان. نمایند هاستفاد اعتبار آن انقضاي زمان تا جدول در مقصد مکان

71 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل مکان اگر. گردد می تعیین شود می گره شده مشخص سرعت متوسط با یک گرید کردن طی صرف به مکان درخواست بسته و شود می بندي صف بسته بافر در انتقال الیه از داده باشد ناشناخته مقصد درخواست یک اگر و است ثانیه 4 بافر در بسته حیات دوره. شود می داده انتقال مقصد مکان سرور به،MFR از.رود می بین از متعاقبا برگشت دهد را مقصد مکان مدت این در نتواند شده ارسال مکان از شوند جلورانده نتوانند اگر ها بسته شود که در آن میجغرافیایی استفاده مسیریابی الگوریتم عنوان برابر در استحکام و درستی و شبکه پذیري مقیاس براي ها پروتکل آییکار مطالعه براي.روند می بین

ثانیه در بر متر 5را گره سرعت متوسط ،شبیه سازي اول .انجام شده است سازي شبیه دو گره حرکتو در نتیجه آن تراکم شبکه هايگره کل تعداد درحالیکه گیرد می در نظر ×67506750 مربع یک

320 شامل ×20002000 مربع یک در را ها پروتکل همه دوم مطالعه. است تغییر حال ها درگره در ما سازي شبیه براي شده مشخص پارامترهاي. گیرد می نظر در متغیر گره سرعت متوسط با گره

.است شده داده نشان 1-4 جدول یط محیط شبیه سازيشرا)1-5 جدول

سناریوي دوم سناریوي اول پارامترها s 300 s 300 زمان شبیه سازي 6750X6750 m2 2250X2250 m2 ناحیه شبیه سازي

m/s 250 m/s 250 واحدgrid اندازه 320 2280 - 720 تعداد گره ها 350m 350m دامنه انتقال m/s 54 m/s 54 سرعت انتقال

MAC IEEE 802.11 IEEE 802.11 پروتکل Random Waypoint Random Waypoint مدل حرکت

m/s 0-25 m/s 10 متغیرسرعت بیشینه Packet/Con. 2 Packet/s 1 نرخ تولید بسته

0 0 زمان توقف Random Random طرح ترافیک CBR CBR نوع ترافیک

ره یک مقصد را بصورت ، هر گ که در آنکنند می تصادفی، استفاده یگره ها از مدل حرکتبا سرعت حرکتی ثابتی که مقدار آن بین صفر تا ماکزیمم سرعت فرض تصادفی انتخاب کرده و

رسد، مقصد جدیدي میهنگامیکه گره به مقصد مورد نظر . کند می آن حرکت سويبه شود می

72 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

صفر ،هازمان توقف گره . رود می آن پیش با سرعت تصادفی ثابت دیگري به سويانتخاب کرده و .در نظر گرفته شده است

150 در هاگره که دهیم می اجازه ما ،پایدار یک شرایط تحت شبکه آزمایش براي ترتیب این به آغاز مناسب بطور داده پایگاه و مکان سرورهاي باشند تا انتصاب حرکت در سازي شبیه ابتداي ثانیه

و مکان کشف صحت براي ها پروتکل کارآیی ازمایش براي. شود تثبیت ترافیک کنترل و گردیده بسته یک دقیقا ارتباط هر مبدا. کنیم می ایجاد سناریو اولین براي را CBR ارتباط 1000 ما ،کارآیی

موجود در بسته مکان به را داده بسته و کند می مقصد ارسال یافتن براي درخواست یک ایجاد با داده. شود دریافت مقصد بوسیله درستی به بتواند داده هبست که است موفق ارتباطی. کند می ارسال پاسخ هاگره درصد 50 بطوریکه شده است اعمال شبکه روي را بیشتري ترافیک ،مطالعه دومین براي

بطور مقصد و مبدا هايگره . است ثانیه در بسته 2 نرخ داراي ارتباط هر .کنند می ایجاد UDP ارتباط تا 150تصادفی بین ثانیه آغاز و پایان هر ارتباط بطور ،گردند می انتخاب سناریو دو هر براي تصادفی

.سازي است شبیه در 250

شبکه اندازه با پذیري مقیاس 5-3 و مکـان مـدیریت روي را تـراکم شـبکه متوسـط افزایش اثر بخش این در شده داده نشان نتایج در هـا روزرسـانی ب حجـم افـزایش شـبکه تـراکم متوسـط افزایش. دهد می نشان جغرافیایی مسیریابیشده و بـا الگـوریتم شـناخته شـده مطالعه شبکه کارآیی پدیده روي این اثر. دهد می نشان را سرورها

HGRID است سازي شبیه مرتبه5 اجراي از متوسطی شده ارائه نقطه هر. مقایسه شده است. اند شده داده تحویل پروتکل هر بوسیله موفق بطور که را داده هاي بسته از کسري 1-5 شکل

با افزایش چگالی گره ها در شبکه نرخ موفقیت درخواست در هر دو پروتکل بیشتر . دهد می نشان .هاست بسته تحویل به قادر HGRID نسبتا بهتر از TGRIDشود و می

73 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

تعداد گره

ستخوا

دریت

وفقخ م

نر

TGRID, Query success ratio HGRID, Query success ratio )لیسناریوي افزایش چگا (مقایسه نرخ موفقیت درخواست )1-5 شکل

شود با افزایش میهمانطور که مشاهده . دهد می نشان را پروتکل دو گذردهی متوسط 2-5 شکل

نـسبتا TGRIDشود و متوسط گذردهی در میچگالی گره ها در شبکه گذردهی هر دو پروتکل بیشتر .بهتر است

0102030405060708090

100

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

تعداد گره

شدهل

حویه تداد

ي ها

ستهد ب

رصد

TGRID, Throughput (packets rcvd ) HGRID, Throughput (packets rcvd ) )سناریوي افزایش چگالی(مقایسه درصد گذردهی )2-5 شکل

همانطور که . بر سربار داده نشان داده شده است شبکه چگالیافزایش تاثیر 3-5 هايدر شکل سربار روش لی ودر هر دو روش کاهش یافته سربار داده شبکه چگالیشود، با افزایش میمالحظه TGRID از سربار HGRID خواهد بودکمتر .

74 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

02000400060008000

100001200014000160001800020000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

تعداد گره

ادهر د

رباس

TGRID, Data overhead HGRID, Data overhead )سناریوي افزایش چگالی(مقایسه سربار داده )3-5 شکل

همانطور که . اندازه پایگاه داده مکان براي هر دو پروتکل نشان داده شده است4-5در شکل

شود ولی میشود با افزایش چگالی اندازه پایگاه داده مکان در هر دو پروتکل بیشتر میمالحظه TGRIDاز پایگاه داده را نسبت به حجم کمتري HGRID دهد می به خود اختصاص.

0102030405060708090

100

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

تعداد گره

کان ه م

دادگاه

پایدازه

ان

TGRID, Avg. Location DB size HGRID, Avg. Location DB size )سناریوي افزایش چگالی( مقایسه اندازه پایگاه داده مکان)4-5 شکل

که و میانگین بایت هایی بر سربار بسته هاي پروتکلی چگالیتاثیر 6-5و 5-5در شکل هاي

. ه سازي در حال رد و بدل شدن هستند نشان داده شده استیسط از هر گره در زمان شببطور متو

75 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

در هر دو نرخ ارسال بسته هاي پروتکلی در هر گرهچگالیافزایش باشود میهمانطور که مشاهده بیشتر اوقات سر بار .دارد TGRID سربار بیشتري نسبت به HGRID و روش یابد میکاهش روش

.باشد میوط به ترافیک به روز کردن سیگنالینگ مرب

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

22.22.4

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

تعداد گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (packets/node/sec)HGRID, Control Overhead (packets/node/sec)

)سناریوي افزایش چگالی ()ثانیه/گره / بسته ( مقایسه سربار کنترلی ) 5-5 شکل

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

تعداد گره

رلکنت

بار سر

TGRID, Control Overhead (bytes/node/sec) HGRID, Control Overhead (bytes/node/sec) )سناریوي افزایش چگالی( )ثانیه / گره / بایت (مقایسه سربار کنترلی ) 6-5 شکل

76 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

به ازاي شبکه براي ارسال بسته هاي پروتکلی چگالیافزایش تاثیر 8-5 و 7-5 هايدر شکل چگالیشود، با افزایش میهمانطور که مالحظه . نشان داده شده استبسته هاي داده دریافت شده

سربار لی وش یافتهبه بسته هاي داده در هر دو روش کاهارسال بسته هاي پروتکلی نسبت شبکه .است کمتر HGRID از سربار TGRIDروش کنترلی

0200400600800

1000120014001600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

تعداد گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (packets/data packet)HGRID, Control Overhead (packets/data packet)

)سناریوي افزایش چگالی( )بسته داده اي/ بسته (مقایسه سربار کنترلی )7-5 شکل

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

تعداد گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (bytes/data packet)HGRID, Control Overhead (bytes/data packet)

)سناریوي افزایش چگالی( )بایت بر بسته داده اي (رلیمقایسه سربار کنت)8-5 شکل

77 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

تاثیر سرعت گره ها 5-4

. دهد می نشان جغرافیآیی در مسیریابی مکان مدیریت روي حرکتی گره ها را اثر بخش این نتایج. داده شده است تغییر ،هاگره تحرك متوسط تغییر براي تصادفی اي نقطه مدل یک با سرعت ماکزیمم نرخ با گرید و نتیجتا متناسب محدوده از هاگره نرخ عبور با متناسب رکتسرعت ح افزایش

شده بررسی شبکه کارآیی حرکتی روي پدیده در نمودارها اثر. مکان است سرورهاي بروزرسانی .است سازي شبیه شش اجراي متوسط نمودارها در شده ارائه نقطه هر. است

بسته هاي پروتکلی که بطور متوسط از هر تاثیر سرعت بر سربار 10-5 و 9-5در شکل هاي همانطور که مشاهده . ه سازي در حال رد و بدل شدن هستند نشان داده شده استیگره در زمان شب

رود و می باال در هر دو روشافزایش سرعت نرخ ارسال بسته هاي پروتکلی در هر گره باشود می . خواهد داشتTGRID سربار بیشتري نسبت به HGRIDروش

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (packets/node/sec)HGRID, Control Overhead (packets/node/sec)

)سناریوي افزایش سرعت()ثانیه / گره / بسته(مقایسه سربار کنترلی )9-5 شکل

78 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

010203040506070

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (bytes/node/sec)HGRID, Control Overhead (bytes/node/sec)

)سناریوي افزایش سرعت( )ثانیه/ گره / بایت(مقایسه سربار کنترلی ) 10-5 شکل

با از نظر سربار بسته هاي پروتکلی TGRID و HGRID روش 12-5 و 11-5هاي در شکل

شود سربار می مشاهده هاهمانطور که در شکل . با یکدیگر مقایسه شده اندها سرعت گره ازدیاد با افزایش سرعت گره . یابند میبسته هاي پروتکلی در هر دو روش با افزایش سرعت گره ها افزایش

به علت دارا بودن TGRID روش ویابند میمسیریابی سرعت بیشتري ها به روز رسانی جداول همچنین در .شود میکمتري را متحمل ، سربار مسیریابی HGRID نسبت به روش کمترپیچیدگی

بیشتر شده H-1احتمال عبور گره ها از لبه گریدهاي مرتبه با افزایش سرعت گره ها HGRIDروش اندازه گیري شده بر یردامق. شود میبیستر و دریافت پاسخ ونیاز به ارسال بسته هاي پرس و جو

حسب نسبت حجم اطالعات پروتکلی به کل حجم اطالعات داده و پروتکلی رد و بدل شده در .باشد میشبکه

ارسال با سرعت بیشتري تغییر مکان داده و موقعیت سرور وهر چه سرعت باالتر رود گره هايدر روش ولی . گیرد میبا خطاي بیشتري انجام درخواستت و بسته هاي به روزرسانی موقعی

TGRID با خطاي بوده و با احتمال بیشتري در ناحیه محلی خود موقعیت گره ها به هنگام تغییر عالوه بر آن حرکت در لبه هاي گرید باالترین مرتبه سربار بیشتري نسبت به . شوند می مواجه کمتري

.کند میتر ایجاد نعبور از گریدهاي مرتبه پایین

79 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

00.5

11.5

22.5

33.5

4

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (packets/data packet)HGRID, Control Overhead (packets/data packet)

)سناریوي افزایش سرعت( )بسته داده اي / بسته (مقایسه سربار کنترلی ) 11-5 شکل

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

رلکنت

ار سرب

TGRID, Control Overhead (bytes/data packet)HGRID, Control Overhead (bytes/data packet)

)ایش سرعتسناریوي افز( )بسته داده اي / بایت (مقایسه سربار کنترلی ) 12-5 شکل

تحرك با دو پروتکل هر براي تاخیر. دهد می نشان را پروتکل دو تاخیر متوسط 13-5 شکل .کند میبهترعمل TGRID و از این نظر دارد HGRID تاخیر بیشتري روي اثر تحرك. یابد میافزایش

80 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

ده دایراخط ت

وس مت

TGRID, Avg. delay(secs) for Data HGRID, Avg. delay(secs) for Data

)سناریوي افزایش سرعت( )ثانیه (اده مقایسه متوسط تاخیر د) 13-5 شکل

به هنگام افزایش TGRID و HGRID نرخ دریافت بسته هاي داده در دو روش 14-5در شکل داراي نرخ دریافت بیشتري TGRIDشود روش میسرعت گره ها بررسی شده و چنانکه مشاهده

.باشد می سربار نسبت به روش TGRID در روش پیشنهادي نرخ دریافت بسته هاي دادهبا وجود افزایش

HGRIDحفظ کارایی، زیرا در این روش سعی شده ضمن . افزایش نیافته و حتی کمتر شده است .سربار در حد مطلوبی باقی بماند

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

تواس

رخت د

فقی مورخن

TGRID, Query success ratio HGRID, Query success ratio

)سناریوي افزایش سرعت(نرخ موفقیت درخواست) 14-5 شکل

با دو پروتکل هر براي گذردهی. دهد می نشان را پروتکل ود گذردهی متوسط 15-5 شکل .دارد HGRID گذردهی باالتري نسبت بهTGRIDولی . یابد می کاهش تحرك

81 ارزیابی روش پیشنهادي– 5فصل

گرید مراتب سلسله همچنانکه و اند شده متمرکز ناحیه مرکز سمت به TGRID مکان سرورهاي گرید. شود می اضافه مکان ورهايمکانی سر داده پایگاه در مکان مداخل تعداد ،شود می بیشتر سرور .است کارآیی گلوگاه بنابراین و ازدحام نقاط سرور هاي

0102030405060708090

100110

0 5 10 15 20 25 30

سرعت گره

هیذرد

گ

TGRID, Throughput (packets rcvd ) HGRID, Throughput (packets rcvd )

)سناریوي افزایش سرعت(درصد گذردهی) 15-5 شکل

خالصه 5-5وش مورد ارزیابی قرار گرفت، همانطور که مشاهده شد، رTGRIDدر این فصل کارایی روش

TGRID در دریافت بسته هاي داده نسبت به روش HGRIDسربار همچنین. کارایی باالتري دارد نیز به نحو چشمگیري TGRIDهزینه ذخیره اطالعات در . پیدا کرده استکاهشبسته هاي پروتکلی

یک ، TGRIDتوان گفت روش می در کل با توجه به نتایج به دست آمده. کاهش پیدا کرده است .است پذیرقیاس مروش

82 نتیجه گیري و کار آینده–6فصل

فصل ششم نتیجه گیري و کارآینده .6

83 نتیجه گیري و کار آینده–6فصل

رينتیجه گی 6-1مسیریابی در شبکه هاي موردي همواره به عنوان یکی از پر چالش ترین موضوع ها، مطرح

به همین علت . متحرك بودن گره ها باعث شکسته شدن ارتباط هاي بین گره ها می شود. باشد میگیرند در این شبکه ها، کارایی میمورد استفاده قرار میبکه هاي سیروش هاي مسیریابی که براي ش

.الزم را ندارند را 1 را ارائه دادیم که تصمیمات ارسال مورديدر این رساله خالصه اي از پروتکلهاي مسیریابی

وظیفه مسیریابی بسته ها از یک مبدا به . کردند میبراساس موقعیت جغرافیایی مقصد یک بسته اتخاذ :تواند به وجوه زیر تفکیک شود مییک مقصد

کشف موقعیت مقصد •

ارسال واقعی بسته براساس این اطالعات •

براي شبکه هاي سیار موردي کوچک مناسب DSDVمبتنی بر جدول مثل مسیریابی روش هاي س توان از آنها براي تامین کیفیت سروی میهستند و به علت نگهداري اطالعات مسیرهاي تمام شبکه،

این روش ها، با باال . باشد میمشکل روش هاي مبتنی بر جدول عدم مقیاس پذیري . استفاده کردروش هاي مسیریابی . دهند میرفتن وسعت و چگالی شبکه، کارایی خود را تا حد زیادي از دست

از مقیاس پذیري بهتري نسبت به روش هاي مسیریابی مبتنی بر جدول مثل DSRبرحسب تقاضا مثل DSDV،نقش مهمی در کارایی آنها برخوردار هستند و ذخیره کردن اطالعات مسیرها بصورت بهینه

بنابراین به هنگام . اما به هر حال روشهاي مبتنی بر توپولوژي، داراي ساختار مسطح هستند. دارد LARروش هاي مبتنی بر موقعیت سیالبی، مثل . دهند میبزرگ شدن شبکه، کارایی خود را از دست

1 Forwarding

84 نتیجه گیري و کار آینده–6فصل

توانند براي شبکه هاي بزرگ مورد استفاده قرار گیرند و از می به علت ارسال سیالبی، نDREAMو محدود کردن ناحیه سیالبی، واطالعات موقعیت، تنها براي افزایش کارایی روش هاي برحسب تقاضا

.کنند میاستفاده

اگر شبکه داراي ضروري نیست و حتی 1 نگهداري مسیر صریح در مسیریابی براساس موقعیتپویایی با ال نیز باشد این نوع مسیر یابی مقیاس پذیر است که به عنوان یک حسن بزرگ در شبکه

براي مسیریابی . باشد می که توپولوژي آنها بطور مکرر در حال تغییر است Ad Hocهاي سیار بنابراین .براساس موقعیت ضروري است که فرستنده بتواند موقعیت جاري مقصد را بدست آورد

عالوه بر استراتژي ارسال بسته هاي براساس موقعیت مورد بحث قرار 2اخیرا سرویس هاي مکانی .گرفته است

HGRID و GHLS و GLS مثل (گریدمبتنی بر که از سرویس هاي مکان روش هاي مسیریابی . دهند میکنند، مقیاس پذیري بهتري از خود نشان میاستفاده ) SLALoM و SLURPو

طراحی سرویس هاي مکان مقیاس پذیر داراي موازنه هایی بین سه معیار هزینه ذخیره سـازي و و انتخاب پارامترهاي مختلـف طراحـی روي مقیـاس . هزینه درخواست و هزینه نگهداري مکان است

بنـابراین در . پذیري سرویس هاي مکان و درنتیجه مقیاس پذیري مسیریآبی براساس مکان موثر اسـت . حی سرویس مکان باید موازنه ها دقیقا متعادل گرددطرا

به عنوان یک شماي سرویس مکان جدید براي شبکه هاي سـیار مـوردي TGRIDدر این رساله از سه معیار براي مقایسه مقیاس پذیري شماي جدید خود در مقابـل شـماي شـناخته شـده . ارائه شد

HGRID براي مقایسه مقیـاس ]2[وریک یکنواخت در استفاده کردیم و همچنین از یک چهارچوب تئ در هزینـه ذخیـره سـازي و هزینـه TGRIDتحلیـل مـا نـشان داد کـه . پذیري دو شما اسـتفاده شـد

هزینـه هـاي . برتـري دارد HGRIDدرخواست و هزینـه نگهـداري مکـان و سـربارهاي کنترلـی بـر 1-6ایـن تحلیـل در جـدول نتیجـه .یابد میدرخواست در هر دو شما در ترافیک محلی شده کاهش

. گرفته شده است]18[ از مرجع GLS و HGRIDنتایج تحلیل . آورده شده است

1 Position-Based Routing 2 Location Services

85 نتیجه گیري و کار آینده–6فصل

]30 [ شماي سرویس مکانسهمعیارهاي مقیاس پذیري براي ) 1- 6 جدول HGRID GLS

TGrid

)log( هزینه به روز رسانی اطالعات NO υ

)( NO υ )log.( 3 NvO

هزینه درخواست مکان

)( NO

(uniform) )(log NO

(localized)

)( NO (uniform)

)(log NO (localized)

)(3 NO (uniform)

)(log 3 NO (localized)

هزینه ذخیره سازي اطالعات

)(log NO )(log NO )(log 3 NO

سرویس مکـان . کند می غلبه HGRIDدر هر دو الگوي ترافیکی بر TGRID ،برحسب سربار کل

TGRID بهتر از سرویس مکانHGRIDناحیـه عمـل انـدازه سـرعت و ،هـا گـره به تـراکم با توجه احتماال بهتـر از بررسـی انجـام TGRID ،ها بطور نرمال توزیع شده باشند گره در نهایت اگر .کند می

.شده عمل خواهد کردسرویس مکان در نسخه پایه نیـاز بـه انجـام .کامل نیست TGRIDتحقیق درباره سرویس مکان

.سازي تحت سناریوهاي مختلف داردمطالعات بیشتر بوسیله شبیه الزم است که یک بررسی کیفی عالوه بر مقایسه هاي کمی روي سرویس هاي مکانی صورت

تواند اطالعات بیشتري درباره نکات قوت و ضعف دیدگاهها و پتانسیل مییک مقایسه کیفی . گیرد .پیشرفت آن بدهد

به عنوان سرویس هاي موقعیت یم بطور عموGLSهمانطور که قبال بحث شد سرویس مکانی هایی که اطالعات موقعیت را گره بهینه شناخته شده است که از تابع درهم ساز براي مشخص کردن

در تحقیقات آینده بهتر است کارایی این تابع . کند میکنند استفاده میمورد نظر نگهداري گرهدرباره همینطور الزم است سرویس هاي . ار گیرددرهم ساز در شبکه هاي خیلی دینامیک مورد بررسی قر

توان از می براي مثال ، که از درهم سازي استفاده نمیکنند توسعه داده شود"همه براي برخی"مکانی متدهاي احتماالتی که ممکن است خصوصیات بهتري در محیط هاي شبکه دینامیک داشته باشد

.استفاده کرد بررسی نشده موقعیتدیدگاههاي موجود سرویس بعضی از وجوه مهم نیز وجود دارد که در

بتواند بسهولت مرتبط با موقعیتش باشد امنیت گره هنگامیکه شناسه .مسئله تضمین بی نامی: است .این مسئله مهمی است که الزم است بررسی شود. شود میمکانی به سختی تامین

دادن مواجهنـد احتمـال رخ یکی از مشکالتی که روش هاي پیش رانی مبتنی بر موقعیت بـا آن تـوان بـا اسـتفاده از مـی در تحقیقـات آینـده .باشـد میخطا در حین پیش رانی مسیر به سمت مقصد

86 نتیجه گیري و کار آینده–6فصل

و همچنـین بـا بهینـه . تاسیس مسیرهاي مبتنی بر کیفیت سـرویس نمـود اقدام به کنترلی مکانیزم هاي TGRID در روش .ا باال بـرد ، کارایی این روش رکرومسازي روش هاي مدیریت موقعیت و مبتنی بر

وان بـا تـ مـی هاي زیادي مواجه خواهیم شد کـه DROPاگر ناحیه هاي مرکزي خالی از گره باشند با یعنی در صورتیکه یک ناحیه خالی از گره باشد ناحیـه کنـاري . ایجاد یک شماي پویا آن را کاهش داد

تـوان ناحیـه سـروري را گریـد مـی نک کند یا اینکه در سناریو هاي ت میبه عنوان ناحیه سروري عمل .مرتبه بزر گتر در نظر گرفت استفاده از الگوریتم هاي مسیریابی غیر از ،توان در این زمینه بررسی کرد میمساله دیگري که

رانش جغرافیایی با سرویس مکانی مزبور و بررسی میزان بهبود الگـوریتم هـاي مـسیریابی مبتنـی بـر . این سرویس مکانی استموقعیت در اثر استفاده از

87 مراجع

مراجع

[1] K.N. Amouris, S. Papavassiliou, and M. Li., “A Position-Based Multi-Zone Routing Protocol for Wide Area Mobile Ad-hoc Networks,” In Proceedings of the IEEE Vehicular Technology Conference (VTC), pp. 1365-1369, 1999. [٢] M. Mauve, J. Widmer, and H. Hartenstein, “A Survey on Position-Based Routing in Mobile Ad-Hoc Networks,” IEEE Network, vol.15, no 6, pp. 30–39, December 2001. [٣] I. Stojmenovic, “Position Based Routing in Ad hoc Networks,” IEEE Communications Magazine, vol. 40, no. 7, pp. 128–134, July 2002. [٤] C. Perkins and E. Royer, “Ad- hoc on- demand Distance Vector Routing”, In Proceedings of the Second IEEE Workshop. Mobile Comp. Sys. App., pp. 90– 100, Feb. 1999. [٥] D. Johnson and D. Maltz, Mobile Computing, Kluwer Academic Publishers, pp. 81-153, 1996. [٦] S.C. Woo and S. Singh, “Scalable Routing Protocol for Ad hoc Networks,” ACM Wireless Networks, vol. 7, no. 5,pp. 513-529, September 2001. [٧] T. Camp, J. Boleng, L. Wilcox, “Location Information Services in Mobile Ad hoc Networks,” In Proceedings of the IEEE International Conference on Communications (ICC), pp. 3318–3324, 2002. [٨] Z.J. Haas and B. Liang. “Ad hoc Mobility Management with Randomized Database Groups,” In Proceedings of the IEEE International Conference on Communications (ICC), pp. 1756-1762, 1999. [٩] Z.J. Haas and B. Liang, “Ad hoc mobility Management with Uniform Quorum Systems,” IEEE/ACM Transactions on Networking, vol.7, no. 2, pp. 228-240, April 1999. [١٠] G. Karumanchi, S. Muralidharan, R. Prakash, “Information Dissemination in Partitionable Mobile Ad hoc Networks,” In Proceedings of the IEEE Symposium on Reliable Distributed Systems, pp. 4-13, 1999. [١١] B. Liang , Z.J. Haas, “Virtual Backbone Generation and Maintenance in Ad hoc Network Mobility Management,” In Proceedings of the Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies(INFOCOM), pp. 1293-1302, 2000.

88 مراجع

[١٢] I. Stojmenovic, “A Scalable Quorum Based Location Update Scheme for Routing in Ad hoc Wireless Networks,” Technical Report TR-99-09, University of Ottawa, September 2002. [١٣] P.H. Hsiao, “Geographical Region Summary Service for Geographical Routing,” ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review, vol.5, no. 4, pp. 25-39, October 2001. [١٤] J. Li, J. Jannotti, j. Karger, “Location Service for Geographic Ad-hoc Routing,” In Proceedings of the Mobicom 2000, pp. 120–130, August 2000. [١٥] N. Guba, T. Camp, “Recent Work on GLS: a Location Service for an Ad Hoc Network,” In Proceedings of the Grace Hopper Celebration, 2002. [١٦] M. Das, H. Pucha,Y. Charlie, “Performance Comparison of Scalable Location Services for Geographic Ad Hoc Routing,” IEEE INFOCOM, pp. 52-71, 2005. [١٧] I. Abraham, D. Dolev, D. Malkhi, “LLS: a Locality Aware Location Service for Mobile Ad hoc Networks,” In Proceedings of the 2004 joint workshop on Foundations of mobile computing, , Philadelphia, PA, USA, October, 2004. [١٨] S .J .Philip , J.Ghosh , Ch. Qiao, “Performance Evaluation of a Multilevel Hierarchical Location Management Protocol for Ad hoc Network,” in Proceedings of the elsevier Mobile Ad-Hoc Systems, pp. 55-67, July 2004. [١٩] Y. Yu, G. H. Lu, Z. Li. Zhang, “Location Service in Ad-Hoc Networks: Modeling and Analysis,” In Proceedings of NSF Workshop on Theoretical and Algorithm Aspect of Ad Hoc Wireless Networks, Chicago, June 2004. [٢٠] Y.Yu, G.H. Lu, “Enhancing Location Service Scalability with HIGH_GRADE,” in Proceedings of the IEEE Mobile Ad-Hoc and Sensor Systems (MASS'04), pp. 164-173, Oct. 2004. [٢١] C. Cheng, H. Lemberg, S. Philip, E. Berg, T.Zhang, “SLALoM: A Scalable Location Management Scheme for Large Mobile Ad-hoc Networks,” in Proceedings of IEEE Wireless Communications and Networking Conf. (WCNC), Atlanta, March 2002. [٢٢] W. Kiess, “Hierarchical Location Service for Mobile Ad-hoc Networks,” Master’s thesis, Department of Mathematics and Computer Science, University of Mannheim, 2003. [٢٣] B. Karp and H. T. Kung. “GPSR: Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks,” In Mobile Computing and Networking, pp. 243.254, 2000. [٢٤] S.J. Philip, C. Qiao, “Hierarchical Grid Location Management for Large Wireless Ad hoc Networks,” In Proceedings of ACM MobiHoc 03, June 2003.

89 مراجع

[٢٥] GloMoSim:Global Mobile Information Systems Simulation Library. http://pcl.cs.ucla.edu/projects/glomosim/. [٢٦] M. K. asemann, H. Hartenstein, M. Mauve. “A Reactive Location Service for Mobile Ad hoc Networks,” Technical report, Department of Science, University of Mannheim, November 2002. [٢٧] M. K. asemann, H. Hartenstein, M. Mauve. “Analysis of a Location Service for Position-Based Routing in Mobile Ad hoc Networks,” In Proceedings of the 1st German Workshop on Mobile Ad-Hoc Networks (WMAN), pp. 121-133, 2002. [٢٨] V. Kumar, S.R. Das. “Performance of Dead Reckoning-Based Location Service for Mobile Ad hoc Networks,” Wireless Communications and Mobile Computing, vol.7, no. 4, pp. 22-34, 2003. [٢٩] G. Pei, M. Gerla. “Mobility Management for Hierarchical Wireless Networks,” Mobile Networks and Applications, vol. 6, no. 4, pp. 331-337, August 2001. [٣٠] S.J.Philip, J.Ghosh, “Scalability Analysis of Location Management Protocols for Mobile Ad Hoc Networks,” in Proceedings of the IEEE WCNC('04), Atlanta Georgia, USA, Mar. 2004. [٣١] Sumesh J.Philip, “Scalable Location Management for Geographic Routing in Mobile Ad hoc Networks,” PhD Thesis, New York at Buffalo Univ., 2005. [٣٢] Y.Xue, B.Li, K.Nahrstedt, “A Scalable Location Management in Mobile Ad-hoc Networks,” in Proceedings of the IEEE Conf. on Local Computer Networks(LCN'01), FL. USA., Nov. 2001.

90 واژه نامه

)انگلیسی (واژه نامهAd Hoc موردي

All-for-All همه براي همه

All-for-Some همه براي برخی

Autonomous خود مختار

Availability دسترسی

Beacons راهنما

Boundary Crossing Rate نرخ عبور از محدوده

Cache حافظه نهانگاه

Departed خارج شده

Directional Routing مسیریابی جهتی

Distance Based بر اساس فاصله

Distance Effect اثر فاصله

Distance Routing Effect Algorithm for Mobility الگوریتم مسیریابی اثر فاصله براي تحرك

Distance Vector بردارفاصله

Dynamic پویا

Face وجه

Flooding with Self Pruning سیل آسا با هرس خود گره

Forwarding ارسال

Forwarding Pointer ارسالاشاره گر

Geocasting پخش جغرافیایی

Geographic Forwarding جغرافیایی ارسال

Geographic-Based مبتنی بر موقعیت جغرافیایی

Greedy Forwarding حریصانه الارس

Gridy Perimeter Stateless Routing Protocol مسیریابی پیرامونی

Hand-Held Devices دستگاههاي دستی

Hash Function تابع در هم ساز

91 واژه نامه

Header سرباره

Hierarchical Approaches دیدگاه سلسله مراتبی

Hierarchical State Routing مسیریابی حالت سلسله مراتبی

Home Region Location Service سرویس مکانی قلمرو خانگی

Home Zone قلمرو خانگی

Hybrid ترکیبی

Link-State لینک–حالت

Local Maximum ماکزیمم محلی

Location Database Systems هاي هاي پایگاه داده سیستم

Location Dissemination Systems هاي پخش مکانی سیستم

Location Server Points نقاط سرور مکان

Location services سرویس هاي مکانی

Non Ad-Hoc غیر موردي

Non-Position Based Approaches دیدگاههاي غیر موقعیتی

Planar مسطح

Position-Based Routing مسیریابی مبتنی بر موقعیت

Predictive Distance Based بینی شده براساس فاصله پیش

Pre-Established از پیش برقرار

Proactive پیش فعال

Protocol پروتکل ارتباطی

Quorum Based Location Service م رُ سرویس مکانی براساس کُ

Reactive انفعالی

Recovery بازیافت

Restricted Directional Flooding سیل آساي جهت دار محدود شده

Self Positioning Algorithm یابیوریتم خود موقعیتالگ

Simple Location Service سرویس مکانی ساده

Some-for-All برخی براي همه

92 واژه نامه

Some-for-Some برخی براي برخی

Spatial Resolution تحلیل فاصله اي

Temporal Resolution تحلیل زمانی

Threshold آستانه

Throughput گذر دهی

Time Based براساس زمان

Topology-Based مبتنی بر توپولوژي

Unicast تک پخشی

93 واژه نامه

)فارسی(واژه نامه Distance Effect اثر فاصله

Pre-Established از پیش برقرار

Forwarding Pointer ارسالاشاره گر

Distance Routing Effect Algorithm for Mobility الگوریتم مسیریابی اثر فاصله براي تحرك

Reactive انفعالی

Threshold آستانه

Recovery بازیافت

Distance Based بر اساس فاصله

Time Based براساس زمان

Some-for-Some برخی براي برخی

Some-for-All برخی براي همه

Distance Vectore بردار فاصله

Distance Vector بردارفاصله

Geocasting پخش جغرافیایی

Protocol تکل ارتباطیپرو

Dynamic پویا

Proactive پیش فعال

Predictive Distance Based بینی شده براساس فاصله پیش

Hash Function تابع در هم ساز

Temporal Resolution تحلیل زمانی

Spatial Resolution تحلیل فاصله اي

Hybrid ترکیبی

Unicast تک پخشی

Forward جلو بردن

Forwarding ارسال

Greedy Forwarding حریصانه ارسال

94 واژه نامه

Cache حافظه نهانگاه

Link-State لینک–حالت

Departed خارج شده

Autonomous خود مختار

Availability دسترسی

Hand-Held Devices دستگاههاي دستی

Hierarchical Approaches دیدگاه سلسله مراتبی

Non-Position Based Approaches دیدگاههاي غیر موقعیتی

Geographic Forwarding جغرافیایی ارسال

Beacons راهنما

Header سرباره

Quorum Based Location Service م رُ سرویس مکانی براساس کُ

Simple Location Service سرویس مکانی ساده

Home Region location Service سرویس مکانی قلمرو خانگی

location services سرویس هاي مکانی

Location Database Systems هاي هاي پایگاه داده سیستم

Location Dissemination Systems هاي پخش مکانی سیستم

Flooding With Self Pruning سیل آسا با هرس خود گره

Restricted Directional Flooding سیل آساي جهت دار محدود شده

Non Ad-Hoc مورديغیر

Home Zone قلمرو خانگی

Throughput گذر دهی

Local Maxinmum ماکزیمم محلی

Topology-Based مبتنی بر توپولوژي

Geographic-Based مبتنی بر موقعیت جغرافیایی

Self Positioning Algorithm یابیالگوریتم خود موقعیت

Planar مسطح

95 واژه نامه

Gridy Perimeter Stateless Routing Protocol مسیریابی پیرامونی

Directional Routing مسیریابی جهتی

Hierarchical State Routing مسیریابی حالت سلسله مراتبی

Position-Based Routing مسیریابی مبتنی بر موقعیت

Ad Hoc موردي

Home Zone ناحیه خانگی

Boundary Crossing Rate نرخ عبور از محدوده

Location Server Points نقاط سرور مکان

All-for-Some همه براي برخی

All-for-All همه براي همه

Face وجه

96

Abstract Networks which don’t have any pre-established organization and the

nodes in them change their position frequently are called Mobile Ad-Hoc Networks. Due to highly dynamic behavior of the nodes, routing is one of the most challenging tasks in these networks. By now, the routing strategies which are based on geographic position of nodes are more acclaimed. For establishing routes between nodes in these strategies, the sender node must be aware of the geographic position of the receiver. To do so, nodes should distribute information about their location in the network. They also need information about other nodes positions. For this purpose location management mechanisms are innovated which use location services. Location services keep information about geographical positions of the nodes and answer to the location queries from other nodes. One of the challenges in design of location services is making them scalable and reducing data overheads generated due to sending geographical data in the network.

In this thesis obstacles and problems in scalability of location management methods are discussed and new method named TGRID is proposed which uses the features of the geographical routing methods to make scalability. This method can be categorized as a grid-based location service method since it uses the advantages of hierarchal division of the network and definition of location servers to increase performance and scalability and to reduce routing overhead when network size and density of nodes increase. Design options can affect the scalability of the location service and so affect the whole scalability of the geographical routing method. Results from analytical study of TGRID in a theoretical framework and evaluating them using the GloMoSim simulation software has shown that in different scenarios of node counts and node speeds, design of the TGRID can improve the three cost factors which are: query cost, update cost and storage cost.

Keywords: Mobile Ad-Hoc Network, Location Service, Location Management, Grid, Geographic-Based Routing, Theoretical Framework, Analytic Study, TGRID