Маршрутизация на основе ассоциативности

Маршрутизация на основе ассоциативности ^[1]^[2]^[3]^[4] (широко известный как ABR ) — это протокол мобильной маршрутизации, изобретенный для беспроводных одноранговых сетей , также известный как мобильные одноранговые сети (MANET) и беспроводные ячеистые сети . ABR был изобретен в 1993 году, подал заявку на патент США в 1996 году и получил патент в 1999 году. ABR был изобретен Чай Кеонг То, когда он защитил докторскую диссертацию. в Кембриджском университете.

Этап открытия маршрута

ABR имеет три фазы. Первый этап — это этап открытия маршрута. Когда пользователь инициирует передачу данных, протокол перехватывает запрос и передает пакет поиска по беспроводным интерфейсам. По мере того, как пакет поиска распространяется от узла к узлу, к пакету добавляется информация об идентичности узла и стабильности. Когда пакет в конечном итоге достигнет узла назначения, он получит всю информацию, описывающую путь от источника к месту назначения. Когда это происходит, пункт назначения выбирает лучший маршрут (поскольку может быть более одного пути от источника к месту назначения) и отправляет ОТВЕТ обратно узлу-источнику по выбранному пути.

Обратите внимание, что когда пакет проходит обратно от места назначения к источнику, каждый промежуточный узел обновляет свою таблицу маршрутизации, что означает, что теперь он будет знать, как маршрутизировать, когда он получает данные от восходящего узла. Когда исходный узел получает ОТВЕТ, маршрут успешно обнаружен и установлен. Этот процесс выполняется в режиме реального времени и занимает всего несколько миллисекунд.

Этап реконструкции маршрута

ABR устанавливает маршруты, которые являются долгоживущими или устойчивыми к ассоциативности, поэтому большинство установленных маршрутов редко будут испытывать разрывы соединения; однако, если один или несколько каналов разорваны, их ABR немедленно вызовет этап реконструкции маршрута RRC. RRC в основном восстанавливает сломанный канал, заставляя восходящий узел (который обнаруживает разрыв канала) выполнять локализованное восстановление маршрута. Восстановление локализованного маршрута выполняется путем выполнения локализованного широковещательного запроса, который ищет альтернативный долговременный частичный маршрут до пункта назначения.

Обслуживание маршрута ABR состоит из:

(a) частичное обнаружение маршрута,
(б) удаление недействительного маршрута,
(c) действительное обновление маршрута, и
(d) открытие нового маршрута (худший случай).

Этап удаления маршрута

Когда обнаруженный маршрут больше не нужен, пакет RD (Удаление маршрута) будет инициирован исходным узлом, чтобы все промежуточные узлы на маршруте обновили свои записи в таблице маршрутизации и остановили ретрансляционные пакеты данных, связанные с этим удаленным маршрутом.

Помимо использования RD для удаления маршрута, ABR также может реализовать подход с мягким состоянием, при котором записи маршрута истекают или становятся недействительными по истечении времени ожидания, когда в течение определенного периода времени нет активности трафика, связанной с маршрутом.

Практичность

В 1998 году ABR был успешно реализован. ^[5]^[6]^[7]^[8] в ядро Linux на ноутбуках различных марок (IBM Thinkpad, COMPAQ, Toshiba и т. д.), оснащенных беспроводными адаптерами WaveLAN 802.11a PCMCIA. Была создана работающая 6-узловая беспроводная одноранговая сеть, охватывающая расстояние более 600 метров, и об успешном событии было опубликовано в журнале Mobile Computing Magazine в 1999 году. С сетью были проведены различные тесты:

Передача до 500 МБ данных от источника к месту назначения по маршруту с 3 переходами.
Разрывы ссылок и автоматическое восстановление ссылок доказали свою эффективность
Автоматическое обнаружение маршрута
Удалить маршрут
Веб-сервер в режиме Ad Hoc: источником является клиент, а местом назначения — веб-сервер.
Передача мультимедийной информации (аудио ^[9] и видео)
TELNET через Ad Hoc
FTP через Ad Hoc
HTTP через Ad Hoc

Кроме того, были проведены измерения производительности сети по следующим параметрам:

Сквозная задержка
TCP-пропускная способность
Коэффициент потерь пакетов
Задержка обнаружения маршрута
Задержка ремонта маршрута
Влияние размера пакета на пропускную способность
Влияние интервала передачи сигналов на пропускную способность и оставшийся срок службы батареи

Расширенная версия протокола была реализована в полевых условиях. ^[10] оборонным подрядчиком TRW Inc. в 2002 году. Усовершенствования, внесенные в протокол, включают: (а) дополнения QoS на сетевом уровне и (б) возможности приоритета маршрутов.

Расширение патентов и работ

ABR получил патент США 5987011. ^[11] и правопреемником является Королевский колледж, Кембридж , Великобритания.

Несколько других протоколов специальной мобильной маршрутизации включили концепцию стабильности ABR или сделали расширения протокола ABR, в том числе:

Протокол адаптивной маршрутизации на основе стабильности сигнала ( SSA ) ^[12]
Протокол маршрутизации на основе расширенной ассоциативности ( EABR ) ^{[ нужна ссылка ]}
Альтернативное улучшение маршрутизации на основе ассоциативности ( AEABR ) ^[13]
Маршрутизация с оптимизированным порогом ассоциативности ( OABTR ) ^[14]
Протокол кластеризации на основе ассоциативности ( ABCP ), ^[15]
Маршрутизация на основе нечеткой доверительной ассоциативности ( Fuzzy-ABR )
Маршрутизация на основе ассоциативности с усреднением по тику ассоциативности ( ATA-AR ), ^[16]
Самоадаптивное доверие на основе Q-обучения ABR ( QTABR ) ^[17]
Расширения качества обслуживания для ABR ( QoSE-ABR ) ^[18]
Многоадресная маршрутизация на основе ассоциативности ( ABAM ) ^[19]
Многопутевая ассоциативная маршрутизация ( MABR ) ^[20]
Ассоциативная маршрутизация для беспроводных сенсорных сетей ^[21]
Ассоциативные автомобильные специальные сети (VANET) ^[22]

Ссылки

^ То, Чай-Кеонг (март 1997 г.). «Маршрутизация на основе ассоциативности для одноранговых мобильных сетей» . Беспроводная персональная связь . 4 (2): 103–139. дои : 10.1023/А:1008812928561 . S2CID 14335563 .
^ То, Чай-Кеонг (март 1996 г.). Новый протокол распределенной маршрутизации для поддержки специальных мобильных вычислений . Материалы пятнадцатой ежегодной международной конференции IEEE по компьютерам и коммуникациям в Фениксе .
^ То, Чай-Кеонг (декабрь 2001 г.). Специальные мобильные беспроводные сети . Прентис Холл . ISBN 978-0-13-007817-9 .
^ Долговременная специальная маршрутизация, основанная на концепции ассоциативности, проект IETF 1999 г.
^ «Статья в интервью журналу Mobile Computing Magazine - Первая практическая реализация специальной беспроводной сети на открытом воздухе, 1999 г. (PDF)
^ Тох, С.-К.; Лин, Г.; Делвар, М. (2000), «Внедрение и оценка протокола адаптивной маршрутизации для мобильных сетей без инфраструктуры», Реализация и оценка протокола адаптивной маршрутизации для мобильных сетей без инфраструктуры, Материалы 9-й Международной конференции по компьютерным коммуникациям и сетям, 2000 . стр. 20–27, doi : 10.1109/ICCCN.2000.885465 , ISBN. 978-0-7803-6494-3 , S2CID 26834795
^ Оценка производительности связи в специальной беспроводной сети, транзакции IEEE по беспроводной связи, 2000 г.
^ Тох, С.-К.; Чен, Ричард; Дельвар, Минар; Аллен, Дональд (2000 г.), «Эксперименты со специальной беспроводной сетью, Обзор оценки производительности ACM SIGMETRICS, том 28, выпуск 3, декабрь 2000 г.», Обзор оценки производительности ACM SIGMETRICS , 28 (3): 21–29, doi : 10.1145 /377616.377622 , S2CID 1486812
^ Транспортировка звука по беспроводным одноранговым сетям, Учеб. Международная конференция по персональной, внутренней и мобильной радиосвязи, Pimrc, 2003, т. 1, с. 772-777 (PDF)
^ «Тактические специальные мобильные беспроводные сети следующего поколения» . Журнал TRW Technology Review . 2004.
^ Метод маршрутизации для одноранговых мобильных сетей, патент США 5987011, выдан в 1996 г., подан в 1994 г.
^ Дубе, Рохит; Раис, Синтия Д.; Ван, Куан-Йе; Трипати, Сатиш К. (1996), Адаптивная маршрутизация на основе стабильности сигнала (SSA) для специальных мобильных сетей
^ Альтернативное улучшение маршрутизации на основе ассоциативности , 2009, doi : 10.1007/978-3-642-11817-3_7 , S2CID 8920485
^ Оптимизированная маршрутизация порога ассоциативности , CiteSeerX 10.1.1.79.8653
^ Протокол кластеризации на основе ассоциативности для мобильных одноранговых сетей (PDF)
^ Маршрутизация на основе ассоциативности для мобильных сетей реального времени (PDF)
^ Виджая Кумар, А.; Джеяпал, А. (2014), «Самоадаптивный протокол ABR на основе доверия для MANET с использованием Q-Learning», The Scientific World Journal , 2014 : 452362, doi : 10.1155/2014/452362 , PMC 4164804 , PMID 25254243
^ Мурад, Айман Мансур; Аль-Махадин, Басам; Мурад, Нуха Мансур (2008 г.), «Добавление расширений качества обслуживания к протоколу маршрутизации на основе ассоциативности для мобильных одноранговых сетей (MANET)», Азиатско-Тихоокеанская конференция по вычислениям служб IEEE, 2008 г. , Apscc '08, стр. 631–637, doi : 10.1109/APSCC.2008.234 , ISBN 9780769534732 , S2CID 7026878
^ ABAM: многоадресная рассылка по запросу на основе ассоциативности
^ Карти, премьер-министр; Григорас, Д. (2005), «Маршрутизация на основе многопутевой ассоциативности» , Вторая ежегодная конференция по беспроводным сетевым системам и услугам по запросу , стр. 60–69, doi : 10.1109/WONS.2005.24 , ISBN 0769522904 , S2CID 12523282
^ Эльтаррас, Рами; Эльтовейси, Мохамед (2011), «Ассоциативная маршрутизация для беспроводных сенсорных сетей», Computer Communications , 34 (18): 2162–2173, doi : 10.1016/j.comcom.2011.01.010
^ Ю, Хён; Ан, Санхён; Ю, Джун (2013), «Протокол стабильной маршрутизации для транспортных средств в городской среде», Международный журнал распределенных сенсорных сетей , 9 (11): 759261, doi : 10.1155/2013/759261

[1] То, Чай-Кеонг (март 1997 г.). «Маршрутизация на основе ассоциативности для одноранговых мобильных сетей» . Беспроводная персональная связь . 4 (2): 103–139. дои : 10.1023/А:1008812928561 . S2CID 14335563 .

[2] То, Чай-Кеонг (март 1996 г.). Новый протокол распределенной маршрутизации для поддержки специальных мобильных вычислений . Материалы пятнадцатой ежегодной международной конференции IEEE по компьютерам и коммуникациям в Фениксе .

[auto-3] То, Чай-Кеонг (декабрь 2001 г.). Специальные мобильные беспроводные сети . Прентис Холл . ISBN 978-0-13-007817-9 .

[4] Долговременная специальная маршрутизация, основанная на концепции ассоциативности, проект IETF 1999 г.

[5] «Статья в интервью журналу Mobile Computing Magazine - Первая практическая реализация специальной беспроводной сети на открытом воздухе, 1999 г. (PDF)

[6] Тох, С.-К.; Лин, Г.; Делвар, М. (2000), «Внедрение и оценка протокола адаптивной маршрутизации для мобильных сетей без инфраструктуры», Реализация и оценка протокола адаптивной маршрутизации для мобильных сетей без инфраструктуры, Материалы 9-й Международной конференции по компьютерным коммуникациям и сетям, 2000 . стр. 20–27, doi : 10.1109/ICCCN.2000.885465 , ISBN. 978-0-7803-6494-3 , S2CID 26834795

[7] Оценка производительности связи в специальной беспроводной сети, транзакции IEEE по беспроводной связи, 2000 г.

[8] Тох, С.-К.; Чен, Ричард; Дельвар, Минар; Аллен, Дональд (2000 г.), «Эксперименты со специальной беспроводной сетью, Обзор оценки производительности ACM SIGMETRICS, том 28, выпуск 3, декабрь 2000 г.», Обзор оценки производительности ACM SIGMETRICS , 28 (3): 21–29, doi : 10.1145 /377616.377622 , S2CID 1486812

[9] Транспортировка звука по беспроводным одноранговым сетям, Учеб. Международная конференция по персональной, внутренней и мобильной радиосвязи, Pimrc, 2003, т. 1, с. 772-777 (PDF)

[10] «Тактические специальные мобильные беспроводные сети следующего поколения» . Журнал TRW Technology Review . 2004.

[11] Метод маршрутизации для одноранговых мобильных сетей, патент США 5987011, выдан в 1996 г., подан в 1994 г.

[12] Дубе, Рохит; Раис, Синтия Д.; Ван, Куан-Йе; Трипати, Сатиш К. (1996), Адаптивная маршрутизация на основе стабильности сигнала (SSA) для специальных мобильных сетей

[13] Альтернативное улучшение маршрутизации на основе ассоциативности , 2009, doi : 10.1007/978-3-642-11817-3_7 , S2CID 8920485

[14] Оптимизированная маршрутизация порога ассоциативности , CiteSeerX 10.1.1.79.8653

[15] Протокол кластеризации на основе ассоциативности для мобильных одноранговых сетей (PDF)

[16] Маршрутизация на основе ассоциативности для мобильных сетей реального времени (PDF)

[17] Виджая Кумар, А.; Джеяпал, А. (2014), «Самоадаптивный протокол ABR на основе доверия для MANET с использованием Q-Learning», The Scientific World Journal , 2014 : 452362, doi : 10.1155/2014/452362 , PMC 4164804 , PMID 25254243

[18] Мурад, Айман Мансур; Аль-Махадин, Басам; Мурад, Нуха Мансур (2008 г.), «Добавление расширений качества обслуживания к протоколу маршрутизации на основе ассоциативности для мобильных одноранговых сетей (MANET)», Азиатско-Тихоокеанская конференция по вычислениям служб IEEE, 2008 г. , Apscc '08, стр. 631–637, doi : 10.1109/APSCC.2008.234 , ISBN 9780769534732 , S2CID 7026878

[19] ABAM: многоадресная рассылка по запросу на основе ассоциативности

[20] Карти, премьер-министр; Григорас, Д. (2005), «Маршрутизация на основе многопутевой ассоциативности» , Вторая ежегодная конференция по беспроводным сетевым системам и услугам по запросу , стр. 60–69, doi : 10.1109/WONS.2005.24 , ISBN 0769522904 , S2CID 12523282

[21] Эльтаррас, Рами; Эльтовейси, Мохамед (2011), «Ассоциативная маршрутизация для беспроводных сенсорных сетей», Computer Communications , 34 (18): 2162–2173, doi : 10.1016/j.comcom.2011.01.010

[22] Ю, Хён; Ан, Санхён; Ю, Джун (2013), «Протокол стабильной маршрутизации для транспортных средств в городской среде», Международный журнал распределенных сенсорных сетей , 9 (11): 759261, doi : 10.1155/2013/759261

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]